Ortopedia oncologica: innovazione ed esperienza al servizio dei pazienti

Ultimo aggiornamento il 17 Gennaio 2023
ortopedia oncologica

PROF. RODOLFO CAPANNA – PROFESSORE ORDINARIO, ORTOPEDIA E TRAUMATOLOGIA UNIVERSITÀ DI PISA, TOP SPECIALIST PER L’ORTOPEDIA ONCOLOGICA

Le fasi evolutive


La moderna ortopedia oncologica affonda le proprie radici alla fine del XIX secolo, quando il trattamento per i pazienti oncologici, specie per coloro che erano affetti da tumori maligni di grandi dimensioni, consisteva nell’amputazione dell’arto coinvolto. L’obiettivo di rimuovere il tumore veniva perseguito a discapito di una porzione considerevole del corpo del paziente, che veniva lasciato inevitabilmente mutilato nel fisico e nella psiche. L’amputazione sfruttava le conoscenze e gli strumenti chirurgici messi a punto durante le guerre di massa che, dalla seconda metà del 1800, avevano iniziato a cambiare profondamente il volto dell’Europa e del mondo. Un cambiamento altrettanto profondo è avvenuto, nei decenni successivi, anche nella pratica ortopedica. Le innovazioni nella diagnostica per immagini, l’introduzione della chemioterapia e della radioterapia, così come lo sviluppo di sempre più sofisticate tecniche ricostruttive hanno collaborato all’ingresso nell’era della Limb-sparing surgery, la chirurgia che consente di ricostruire la parte del corpo affetta dal tumore e conservare l’integrità dell’arto.
I segmenti ossei sacrificati per rimuovere il tumore possono oggi essere rimpiazzati mediante protesi o innesti ossei, prelevati da un donatore o dal paziente stesso. Queste tecniche hanno assicurato un maggior recupero funzionale, riducendo al contempo il grado di disabilità psico-fisica del paziente.


La tecnologia 3D-printing


Oggi, la più recente innovazione nella produzione degli impianti protesici è rappresentata dall’applicazione della tecnologia 3D-printing per la fabbricazione di protesi custom made (su misura), in grado di offrire una valida alternativa alle tradizionali tecniche di ricostruzione che prevedono l’uso di componenti standard o modulari. Il successo dell’applicazione della stampa 3D in chirurgia oncologica ortopedica risiede proprio nella capacità di personalizzare gli impianti protesici, in grado di riprodurre fedelmente i difetti ossei conseguenti alle resezioni chirurgiche e di garantire di conseguenza migliori risultati funzionali.
Malattie rare come i tumori delle ossa e dei tessuti molli richiedono approcci terapeutici il più possibile centrati sulle necessità di ogni singolo caso. L’uso di protesi custom made si inserisce perfettamente all’interno di questa linea di pensiero. La tecnica di stampa 3D consente di:
⁜ migliorare la pianificazione e la formazione pre-operatoria dei chirurghi mediante l’utilizzo dei modelli tridimensionali
⁜ disporre di guide di taglio personalizzate per osteotomie ad alta precisione in grado di salvaguardare il più possibile il tessuto osseo sano garantendo, allo stesso tempo, margini di resezione liberi da malattia tumorale.

La medicina rigenerativa


Le innovazioni della moderna ortopedia oncologica non si limitano però alle sole protesi. Negli ultimi anni la medicina rigenerativa, supportata dai progressi tecnologici nell’ingegneria tissutale, è diventata una delle frontiere più innovative e promettenti della medicina. Un campo multidisciplinare in rapido sviluppo che abbraccia più branche specialistiche, mediche e chirurgiche. Il termine “rigenerativa” definisce l’obiettivo principale di queste pratiche, ovvero rigenerare organi o tessuti danneggiati da:
⁜ traumi
⁜ invecchiamento
⁜ o processi patologici complessi quali, appunto, i tumori.
Questo scopo viene perseguito grazie all’utilizzo delle cellule staminali, già presenti nel nostro organismo, delle quali si sfrutta lo straordinario potenziale di differenziazione in senso osteogenico e non solo. A tal fine, le cellule staminali più indicate sono le mesenchimali, ottenute dall’adipe o dal midollo osseo autologo, prelevato solitamente dalla cresta iliaca. La loro applicazione nell’ortopedia oncologica risulta essere efficace nel trattamento delle lesioni cistiche pseudotumorali dell’osso, come le cisti semplici o aneurismatiche. Queste lesioni, se non trattate, sono in grado di alterare il normale tessuto osseo causando deformità e conseguente fragilità, la quale, a sua volta, può culminare nello sviluppo di una frattura (frattura patologica). L’approccio terapeutico standard per queste lesioni prevede il raschiamento (curettage) delle superfici della cisti e il successivo riempimento della cavità cistica con osso sintetico o di banca che dovrà poi essere colonizzato dalle cellule del paziente per formare del nuovo tessuto osseo sano. In questo contesto, l’immissione di cellule staminali può favorire ed accelerare l’osteogenesi, ovvero la formazione del tessuto osseo.
Oggi le cellule staminali mesenchimali vengono considerate validi aiuti anche in associazione con scaffold di grandi dimensioni impiantati proprio a seguito di resezioni massive, in interventi oncologici e non solo. Inserite all’interno di graft autologhi devitalizzati oppure in scaffold composti di biomateriali stampati in 3D, le cellule staminali colonizzano il supporto strutturale in cui vengono immesse e favoriscono così la rigenerazione dei tessuti.
É ragionevole pensare che, in un futuro non molto lontano, l’ortopedia farà largo uso di cellule staminali in associazione ad innovativi tessuti ingegnerizzati in grado di sostituire strutturalmente la porzione di tessuto lesa, garantendo non solo il ripristino delle caratteristiche cellulari e dei tessuti nativi ma anche consentendo di procrastinare o evitare il ricorso a presidi protesici.


La crioterapia


Un’altra tecnologia all’avanguardia che sta conducendo a risultati incoraggianti nella pratica chirurgica oncologica è la crioterapia. Questa prevede, tramite l’applicazione di sonde, il raggiungimento in un’area più o meno circoscritta di temperature estremamente basse. Se indirizzata verso una lesione, la crioterapia è in grado di congelarla, portando la temperatura delle zone limitrofe alla sonda al di sotto dei limiti compatibili con la sopravvivenza cellulare.
A questo si associa anche una reazione pseudo-cicatriziale dei tessuti sani circostanti posti a debita distanza, che può svolgere un ruolo strategico nel limitare l’espandersi di lesioni aggressive come quelle tumorali. Grazie a questi meccanismi, la crioterapia si è ormai ritagliata uno spazio applicativo nella chirurgia dermatologica, in quella epatica e nel trattamento dei carcinomi della prostata e del rene. Per quanto riguarda le applicazioni nell’ambito dell’oncologia ortopedica, questa può essere utilizzata nel trattamento di diverse patologie, sia benigne che maligne, quali: cisti ossee aneurismatiche, condroblastoma, condroma, fibromatosi desmoide, tumore a cellule giganti (TCG) e metastasi ossee.
A differenza della chirurgia standard, che cerca l’eradicazione delle cellule tumorali, nella criochirurgia l’obiettivo è
indurre la necrosi da congelamento delle cellule tumorali.
Le basse temperature vengono raggiunte con reazioni termodinamiche di espansione o vaporizzazione di gas (azoto o argon) che scorrono allo stato liquido all’interno delle criosonde, nelle cui punte si vengono a formare le cosiddette ice ball, cioè “sfere di ghiaccio”, con temperature vicine anche ai -100°C. Col passare del tempo il processo di raffreddamento si espande, producendo però temperature che diventano progressivamente meno estreme man mano che ci si allontana dalla sonda, fino a raggiungere i 0°C-5°C nel tessuto immediatamente circostante l’ice ball. Nel dettaglio, il danno cellulare viene prodotto con diversi meccanismi, fra cui il danno cellulare diretto e il danno vascolare indiretto. Il danno diretto viene prodotto dal congelamento dei liquidi intra ed extracellulari che, sottoposti e differenti velocità di scongelamento, producono la rottura della membrana plasmatica e quindi la morte della cellula. Utilizzando tecniche di congelamento rapido, il principale risultato che si ottiene è l’immediato rigonfiamento cellulare, con la membrana plasmatica che va incontro a lisi.
Gli effetti indiretti, invece, consistono principalmente nel danno che viene prodotto a carico delle strutture vascolari (meccanismo utilizzato per ridurre perdite ematiche in resezioni di lesioni altamente vascolarizzate come metastasi e cordomi) e l’alterazione della permeabilità cellulare prodotta dal processo di congelamento.
L’eradicazione di una lesione tumorale, utilizzando la tecnica crioterapica, si avvale di un effetto peculiare: nel momento in cui si determina la necrosi delle cellule tumorali queste rilasciano in circolo particolari antigeni prontamente riconosciuti dal sistema immunitario. Così si ottiene una reazione immunitaria nei confronti delle cellule tumorali che produce un effetto molto più ampio rispetto alla sola semplice resezione chirurgica.
Un intervento di crioterapia generalmente comprende più cicli di congelamento-scongelamento con il riposizionamento diverso delle sonde ad ogni ciclo. Alla base del riposizionamento delle criosonde e della ripetizione di più cicli di congelamento scongelamento c’è il concetto intuitivo per cui, ripetendo più volte questi processi, si ha più probabilità di indurre la necrosi di un
numero maggiore di cellule.
All’interno dell’Azienda Ospedaliera Pisana, l’esperienza della II Clinica Ortopedica Universitaria ha già dimostrato come l’utilizzo di questa tecnica chirurgica possa assumere un ruolo importante nella terapia adiuvante del trattamento chirurgico delle patologie oncologiche di interesse ortopedico. Ulteriori studi di approfondimento sono attualmente in corso.


Conclusioni


Le nuove tecnologie che abbiamo elencato sono solo la punta dell’iceberg di ciò che il progresso tecnologico ha da offrire in un campo difficile ma d’avanguardia come l’ortopedia oncologica, dove innovazione ed esperienza si uniscono per consentire le migliori cure ad ogni singolo paziente.

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