Partea generalaCUPRINS INOIUNI DE ANATOMIE, FIZIOLOGIE SI FIZIOPATOLOGIE A CARTILAJULUI ARTICULAR CAPITOLUL 1 - Notiuni de anatomie a cartilajului articular 5 1.1. Anatomia articulatiilor sinoviale 5 1.2. Anatomia cartilajului articular 1.2.1. Anatomie macroscopica a cartilajului articular 7 8

1.2.2. Anatomia structurala si functionala a cartilajului articular 8 1.2.2.1. Compozitia cartilajului articular 1.2.2.1.1. Condrocitele 1.2.2.1.2. Matricea extracelulara 9 1.2.2.2. Structura cartilajului articular 16 8 8

1.2.2.2.1. Zonele structurale histologice ale 16 cartilajului articular 1.2.2.2.2. Regiunile matricii 16 1.3. Notiuni de anatomie a genunchiului 19 1.3.1. Anatomia sistemica a genunchiului 20 1.3.1.1. Suprafetele articulare 20 1.3.1.2. Capsula articulara 22 1.3.1.3. Ligamentele de unire ale articulatiei 22 1.3.2. Anatomia cartilajului articular al genunchiului CAPITOLUL 2 - Fiziologia si fiziopatologia cartilajului articular 27 2.1 Fiziologia cartilajului articular 27 24

2.1.1. Lubrifierea si ncarcarea cartilajului articular 29 2.1.2. Nutritia condrocitelor 29 2.2 Fiziopatologia cartilajului articular 2.2.1. Raspunsul cartilajului articular la agresiune 32 2.2.1.1. Microleziunea 33 2.2.1.2. Fractura condrala 34 2.2.1.3. Fractura osteocondrala 34 31

IIDIAGNOSTICUL SI TRATAMENTUL LEZIUNILOR CARTILAJULUI ARTICULAR Capitolul 1 - Diagnosticul leziunilor cartilajului articular.............................38

1.1. Diagnosticul clinic al leziunilor cartilajului articular..........................38 1.1.1. Examenul clinic......................................................................38

1.2. Investigatii complementare n leziunile cartilajului articular..............39 1.2.1. Radiografia standard...............................................................39 1.2.2. Rezonanta magnetica nucleara..............................................40 1.3. Diagnosticul artroscopic al leziunilor cartilajului articular..............42 1.4. Evolutia leziunilor cartilajului articular.............................................46 Capitolul 2 - Tratamentul leziunilor cartilajului articular...........................47 2.1 Tratamentul medicamentos al leziunilor cartilajului articular ...........47 2.1.1. Glucozamina si condroitin sulfatul......................................47

2.1.2. Acidul hialuronic..................................................................47 2.1.3. Glucocorticoizii.....................................................................48 2.1.4. Antiinflamatoare nesteroidiene.............................................48

2.2 Tratament chirurgical al leziunilor cartilajului articular.....................49

2.2.1. Proceduri secundare in chirurgia cartilajului articular.........51 2.2.1.1. Transplantul Osteocondral Autolog........................51 2.2.1.2. Implantarea de Condrocite Autologe......................53

III Partea speciala1. Scopul lucrarii ....................................................................................57 2. Materiale si metode .........................................................................58 3. Concepte de studii.............................................................................61 4. Conceperea studiilor si ierarhia dovezilor.........................................67

5. Factori de confuzie............................................................................72 6. Controlul sanselor.............................................................................72 7. Concluzii ..........................................................................................77

CAPITOLUL 1 NOTIUNI DE ANATOMIE A CARTILAJULUI ARTICULAR1.1. ANATOMIA ARTICULAIILOR SINOVIALEArticulatiile sinoviale sunt structuri complexe care sunt alcatuite din mai multe structuri si tesuturi specializate, incluznd capsula articulara, ligamente, meniscuri, os subcondral, tesut sinovial si cartilaj articular. Aceste tesuturi nu sunt inerte, au capacitatea de a se regenera si asigura stabilitatea articulatiei n repaus si n timpul miscarilor, amplitudinea si gradele de mobilitate ale articulatiei, precum si un grad scazut de frecare n articulatie. Cartilajul articular este tesutul care reprezinta cheia functionala a articulatiilor sinoviale. Acesta variaza n grosime, densitate celulara si compozitia matricei att ntre diferite articulatii ct si n cadrul aceleiasi articulatii. Oricum, toate articulatiile sinoviale contin cartilaj articular alcatuit din aceleasi componente si care ndeplineste acelasi rol. Proprietatile care l fac remarcabil si unic sunt rezistenta sa deosebita la presiune, marea rezistenta la uzura (durabilitatea) si capacitatea de a distribui presiunea att pe suprafata ct si consecutiv pe o mai mare arie a osului subcondral. Nici un material sintetic nu reproduce aceste proprietati pe o perioada att de mare de timp (durata vietii). Cartilajul articular este compus din condrocite care se gasesc ntro structura organizata de colagen, proteoglicani, alte proteine, ioni si apa ce formeaza matricea.

1.2. ANATOMIA CARTILAJULUI ARTICULAR1.2.1. Anatomia macroscopica a cartilajului articularMacroscopic, cartilajul articular matur apare ca un tesut neted, alb, lucios, care rezista deformatiilor. Grosimea cartilajului articular este de aproximativ 2 - 5 mm, integritatea structurala a acestuia este

mentinuta de condrocite. Cartilajul articular nu contine vase de snge si nici nervi. La microscopul optic se evidentiaza o matrice extracelulara n care se observa un singur tip de celule (condrocite) si lipsa vaselor sangvine sau a nervilor. Comparat cu alte tesuturi (muschi, os), cartilajul prezinta o activitate metabolica mai scazuta si raspunde mai lent la ncarcare sau lezare. n ciuda acestui fapt, studii recente au aratat ca acest tesut prezinta o structura ordonata cu interactiuni variate si elaborate ntre condrocite si matricea extracelulara, care fac posibila functia normala a cartilajului si mentin integritatea structurii acestuia [7].

1.2.2. Anatomia structurala si Functionala a Cartilajului Articular 1.2.2.1. Compozitia cartilajului articularCartilajul articular este compus din condrocite care se gasesc intro structura organizata de colagen, proteoglicani, alte proteine, ioni si apa ce formeaza matricea.

1.2.2.1.1. Condrocitele In structura cartilajului articular normal exista un singur tip de celula, si anume condrocitul. Condrocitele sint celule mezenchimale inalt specializate care contribuie la 5% din greutatea si la 10% din volumul cartilajului articular. Densitatea celulara este cea mai mare in stratul profund si scade progresiv spre zona intremediara si superficiala la aproximativ 1/3 din densitatea din zona profunda. Condrocitele difera in forma, marime, in diferite zone ale cartilajului, insa toate contin organitele celulare (reticul endoplasmatic, membrane Golgi) necesare sintezei matricii . De asemenea, condrocitele contin filamente intracitoplasmatice, lipide, glicogen si vezicule secretoare. Unele condrocite prezinta cili scurti care se extind inspre matrice, cu rol de a recepta modificarile mecanice in aceasta. Condrocitele se gasesc intr-o matrice extracelulara [1] si nu intra in contact direct unele cu altele.Condrocitele sintetizeaza colagen de tip II, proteoglicani si proteine specifice necolagenice care se regasesc in matrice. Condrocitele sint foarte active metabolic, insa metabolismul total al tesutului cartilaginos este scazut datorita densitatii mici de celule. Condrocitele par sa ramina in aceeasi pozitie, nemodificate pentru perioade indelungate de timp.

1.2.2.1.2. Matricea extracelularaMatricea cartilajului articular este alcatuita din doua componente: tesutul fluid si reteaua macromoleculelor structurale care dau acestui tesut forma si stabilitatea. Interactiunea dintre lichidul matriceal si macromolecule confera cartilajului articular rezistenta, duritate, elasticitate si rezilienta [7, 6].

Componenta lichidiana (fluida)Din masa cartilajului articular pina la 80% este apa, care este distribuita neuniform (80% la suprafata si 65% in zona profunda). Interactiunea dintre aceasta si macromoleculele matricei influenteaza proprietatile mecanice ale cartilajului, presiunea hidrostatica mare a tesutului contribuie la rezistenta la presiune a acestuia . Acest fluid tisular contine pe linga apa si gaze, proteine, metaboliti si o mare cantitate de cationi pentru a contrabalansa sarcina electrica negativa a proteoglicanilor .

Macromoleculele de structuraMacromoleculele structurale ale cartilajului contribuie la 20-40% din greutatea tesutului. Exista trei clase de macromolecule care difera in concentratie in interiorul tesutului si care confera proprietati diferite diferitelor zone ale cartilajului. Colagenul contribuie in aproximativ 60% din greutatea uscata a cartilajului, proteoglicanii in 25-35% si proteinele necolagene si glicoproteinele in 15-20%. Colagenul este distribuit relativ uniform in grosimea cartilajului, cu exceptia stratului superficial bogat in acest tip de fibre. Reteaua fibrilara a colagenului confera cartilajului forma si rezistenta la presiune. Proteoglicanii si proteinele necolagene leaga fibrele de colagen si ramin prinse in reteaua acestora. Unele proteine necolagene ajuta la organizarea si stabilizarea retelei colagene, in timp ce altele ajuta condrocitele sa se lege de macromoleculele matricei [7,]. Colagenul Cartilajul articular contine mai multe tipuri de colagen, si anume tipurile: II, VI, IX, X, si XI. Tipurile II, IX si XI formeaza fibrile care se organizeaza intr-o retea ce confera cartilajului rezistenta la presiune si duritate si contribuie la coeziunea tesutului prin capturarea marilor proteine de proteoglicani. Colagenul de tip II este principalul tip din structura cartilajului articular (90-95%) si reprezinta componenta primara a retelei de fibrile .

Fig. 1.1 Cartilaj fibros, coloratie hematoxilina-eozina; fibre de colagen Proteoglicanii Proteoglicanii sint formati dintr-un miez (core) proteic si unul sau mai multe lanturi de glicosaminoglicani alcatuite la rindul lor din lanturi lungi de polizaharide alcatuite din molecule de dizaharide care se repeta. Fiecare unitate de dizaharide are cel putin un grup sulfat sau carboxilat incarcat negativ, astfel ca lanturile de glicosaminoglicani sint incarcate negativ pe toata lungimea lor. Glicosaminoglicanii din compozitia cartilajului articular contin acid hialuronic, condroitin sulfat, keratan sulfat si dermatan sulfat [7,]. Concentratia acestor molecule variaza in diferitele zone ale cartilajului articular si de asemenea cu virsta sau diferite afectiuni ale cartilajului (leziuni, boli) . Cartilajul articular contine doua clase majore de proteoglicani: agrecanii care sint monomeri mari de proteoglicani agregati si proteoglicanii mici care includ decorina, biglicanul, fibromodulina si posibil si alti proteoglicani care nu au fost inca identificati. Deoarece este posibil sa aiba o componenta gicosaminoglicanica, colagenul de tip IX poate fi considerat un proteoglican [22].

De asemenea, integritatea structurala a cartilajului depinde de interactiunea dintre colagen si proteoglicanii agregati. Agrecanul este proteoglicanul caracteristic cartilajului. Acesta are o greutate moleculara de

250.000 daltoni si se compune 90 % din carbohidrati derivati in principal din doua tipuri de lanturi de glicozaminoglicani: condroitin sulfat si keratin sulfat. Datorita faptului ca acidul hialuronic este o polizaharida lung, neramificata, cu o greutate moleculara de pina la citeva milioane de daltoni, fiecare acid hialuronic este capabil de a lega un mare numar de molecule de agrecani formind agregate de pina la citeva citeva sute de milioane de daltoni (fig. 1.2). Aceste molecule mari au un schelet central de hialuronan care poate fi intre citeva sute si peste zece mii de nanometri lungime .

KS

CS

Miezproteic

Proteina delegatura

Proteina delegatura

AH

AH

Fig. 1.2 Structura proteoglicanilor agregati (Mankin HJ et Al., 2000)

Condrocite Fibre de colagen Apa / ioni GAG+ + + + + + + + + + + + + + + + -

Fig. 1.3 Schema structurii histologice a cartilajului hialin Proteinele necolagene si glicoproteinele Rolul proteinelor necolagene si al glicoproteinelor este mai putin cunoscut decit ale colagenului si proteoglicanilor. Exista in structura cartilajului mai multe tipuri de astfel de molecule. In general ele sint alcatuite in principal din proteine si au atasate citeva mono si oligozaharide. Unele dintre aceste molecule participa la organizarea si mentinerea structurii macromoleculare a matricei. Anchorina CII, o proteina de la suprafata condrocitelor ajuta la ancorarea celuluelor de fibrilele de colagen ale matricei . Proteina oligomerica a cartilajului, o proteina acidica, este concentrata in principal in matricea pericondrocitara si pare sa fie prezenta doar in cartilaj si sa aiba rol in ancorarea condrocitelor putind avea valoare ca marker al turnoverului cartilajului [41]. Fibronectina si tenascina, proteine necolagene ale matricii, au fost identificate si in alte tesuturi. Aceste proteine par sa aiba rol in organizarea matricii, interactiunea dintre celule si matrice si in raspunsul tesutului cartilaginos in artritele inflamatorii si osteoartroza [40, ].Sinteza, cantitatea, tipul, proportia proteinelor matriceale de catre condrocite este reglata si cu ajutorul unor factori locali: citokine si factori de crestere. Citokinele pot fi definite ca molecule cu greutate moleculara mica, solubile, care afecteaza paracrin activitatea celulelor din vecinatate. Acest tip de molecule pot actiona asupra celulelor de origine, sau, daca sint eliberate in circulatie, pot afecta celule la distanta, actionind ca agenti endocrini in acceptiunea clasica a termenului. De asemenea, exista si alte mecanisme locale de control prin care factori de crestere produsi locali sau adusi din circulatie sint incorporati in matricea mineralizata si sint eliberati prin activitatea osteoclastelor sau a condroblastelor. O productie anormala de citokine a fost observata in poliartrita reumatoida, osteoartrita si osteoporoza si poate fi raspunzatoare de raspunsul neadecvat al condrocitelor la agresiune. Printre factorii de crestere ai cartilajului au fost identificati: Insulin-like growth factors (IGF): IGF-I and II; Transforming growth factors (TGF): TGFs 1-3; Fibroblast growth factors acidic si basic (aFGF si bFGF); Interleukins(IL): IL-1; IL-6; IL-8; Tumor Necrosis Factors (TNF): TNF a; Colony stimulating factor (CSF): M-CSF; Prostaglandine PTH-RP; etc. [92, 33, 57]

1.2.2.2. Structura Cartilajului ArticularCondrocitele organizeaza colagenul, proteoglicanii si proteinele necolagene intr-o structura complexa, ordonata. In structura tesutului

cartilaginos morfologia condrocitelor, structura proteinelor matriceale si compozitia, organizarea si prin urmare proprietatile mecanice ale matricei variaza cu profunzimea fata de suprafata cartilajului. De asemenea, compozitia si organizarea matricei variaza si functie de distanta fata de condrocite.

1.2.2.2.1. Zonele structurale histologice ale cartilajului articularModificarile structurale ale matricii si ale morfologiei condrocitare permit diferentierea a patru zone diferite dinspre suprafata cartilajului spre osul subcondral, zone care pe linga modificarile structurale prezinta si proprietati mecanice diferite. Acestea sint: zona superficiala, zona de tranzitie, zona radiala sau profunda si zona cartilajului calcificat.

Fig. 1.4 Morfologia cartilajului Articular (Michael Ulrich-Vinther, 2003)

Zona Superficiala

Este cea mai subtire zona, estre alcatuita din doua straturi. Cel mai superficial este alcatuit din fibrile fine de polizaharide si este

acelulara. Aceasta zona, neteda, lucioasa, identificata ca " lamina splendens", poate fi uneori laminata de pe suprafata cartilajului. Imediat sub acest strat se gasesc condrocite de forma aplatizata, elipsoida, aranjate cu axul mare paralel cu suprafata cartilajului [3]. Matricea are o concentratie mare de colagen si fibronectina si o concentratie scazuta de proteoglicani comparativ cu celelalte zone ale cartilajului [43], de asemenea exista o mare concentratie de apa.

Zona de Tranzitie (Intermediara)Morfologia celulelor si a compozitiei matricii este intermedara (de trecere) intre zona superficiala si cea profunda a cartilajului. De obicei aceasta zona are o grosime de citeva ori mai mare decit zona superficiala.

Zona Profunda (Radiala)

Grosimea acetei zone este variabila. Caracteristic acestei zone este forma si asezarea condrocitelor. Celulele au forma sferica si sint asezate in coloane perpendiculare pe suprafata cartilajului. In aceasta zona se gasesc cele mai groase fibrile de colagen, cea mai mare concentratie de proteoglicani si cea mai mica concentratie de apa [3, 43, 29]. Aceste particularitati confera zonei o mare rezistenta la compresiune .

Zona Cartilajului CalcificatO zona fina de cartilaj calcificat separa zona profunda de osul subcondral. Condrocitele din aceasta zona sint mai mici decit cele din zona radiala, cu nuclei mari si contin putine organite celulare (fig. 1.5). In unele regiuni aceste celule apar inconjurate complet de cartilaj calcifiat ceea ce sugereaza ca au metabolism foarte scazut [3]. Aceata zona este foarte accidentata, cu numeroase interdigitatii, ceea ce ii confera o considerabila rezistenta mecanica.

1.3. NOTIUNI DE ANATOMIE A GENUNCHIULUIArticulatia genunchiului este una dintre cele mai mari articulatii a corpului omenesc. Se ncadreaza n grupul articulatiilor condiliene si prezinta o importanta deosebita datorita anumitor particularitati anatomice si functionale: comparativ cu alte articulatii mari (coxofemurala, scapulo-humerala), este mai putin acoperita si protejata de parti moi, fapt ce explica frecventele sale expuneri la actiunea factorilor

nocivi externi; este foarte solicitata n statica si locomotie, fapt ce grabeste uzura mai precoce si accentuata a cartilajului articular si evolutia spre artroza. De asemenea, datorita solicitarilor mari la care este supus, a traumatismelor frecvente la acest nivel, genunchiul este sediul cel mai comun al leziunilor posttraumatice ale cartilajului articular. Datorita particularitatilor anatomice genunchiul este folosit si pentru prelevarea grefelor osteocondrale sau a recoltarii de condrocite pentru culturi celulare necesare pentru relizarea transplantului de tesuturi in chirurgia cartilajului articular.

1.3.1. Anatomia sistemica a genunchiului 1.3.1.1. Suprafetele articulareSuprafetele articulare apartin epifizei inferioare a femurului, epifizei superioare a tibiei si patelei. Fibula nu ia parte la alcatuirea ei.

Condilii femurali prezinta anumite detalii din punct de vedere al orientarii si conformatiei, detalii utile n ntelegerea biomecanicii articulare: fiecare condil este oblic orientat, axul sau de nvrtire fiind oblic de sus n jos si din spatiul intercondilian inspre fata cutanata; cei doi condili ai epifizei inferioare a femurului realizeaza o suprafata articulara recurbata napoi si de aceea partea sa cea mai mare este situata napoia axului osului; condilul medial este mai proeminent dect cel lateral si se afla pe un plan inferior celui lateral; din profil se observa cum raza de curbura a celor doi condili descreste dinainte-napoi, ceea ce face ca suprafata articulara a condililor sa apara nu ca un segment de cerc ci ca o curba spirala; condilul medial e mai ngust si mai lung dect cel lateral; cei doi condili diverg dinainte-napoi, astfel ca diametrul transversal al extremitatii inferioare femurale este mai mare n partea posterioara dect n cea anterioara (fig. 1.7); condilii femurali sunt acoperiti de un cartilaj hialin, gros de 2-3 mm. Epifiza superioara a tibiei prezinta fata superioara articulara (platoul tibial) cu cele doua fose articulare (cavitati glenoide), separate prin eminenta intercondiliana. Cartilajul care acopera fosele articulare este mai subtire n partea periferica a acestora si mai gros n partea centrala (6-7 mm). Suprafata articulara a hemiplatoului intern este concava, cea a hemiplatoului extern este usor convexa. Fata articulara posterioara a patelei prezinta o creasta verticala mediana si doua fete: mediala si laterala, cea laterala cu suprafata mai mare. La nivelul fiecarui versant patelar se descriu trei suprafete, delimitate ami

mult functional decit anatomic si care intra in contact cu trohleea femurala in diferite garde de flexie a genunchiului. Exista mai multe variante anatomice ale suprafetei articulare patelare, importante in ceea ce priveste stabilitatea patelei in santul trohlear.Suprafetele articulare corespund astfel: fata patelara a femurului (trohleea) raspunde fetei posterioare a patelei; fetele articulare ale condililor femurali corespund foselor articulare ale platoului tibial; eminenta intercondiliana se situeaza in continuarea creastei patelei. Datorita asimetriei condililorfemurali si formei convexe a acestora, concordanta dintre suprafetele acestora si suprafata articulara a platoului tibial, insuficient excavata, se realizeaza prin intermediul a doua formatiuni fibrocartilaginoase numite meniscuri, de forma unor inele incomplete, situate la periferia suprafetelor articulare tibiale, acoperind 2/3 din acestea, fiind mai groase la periferie. Fiecare dintre cele doua meniscuri, lateral si medial, dispune de doua coarne, unul anterior si altul posterior, care se insera la nivelul eminentei intercondiliene: Meniscul lateral are forma unui cerc aproape complet, fiind ntrerupt doar pe o mica portiune la nivelul eminentei intercondiliene. Meniscul medial are forma unei semilune, cu o ntrerupere mediala mult mai mare. Cele doua meniscuri sunt unite anterior printr-o bandeleta transversala numita ligamentul transvers al genunchiului (fig. 1.8).

1.3.1.2. Capsula articulara Se prezinta sub forma unui manson care uneste cele trei oase: femurul, tibia si patela. Se insera la nivelul femurului de-a lungul marginilor suprafetelor articulare, patrunznd posterior n fosa intercondiliana, pe tibie n jurul fetei articulare superioare si pe meniscuri, aderenta de suprafata externa a acestora, fiind intrerupta anterior pentru a cuprinde fata articulara a patelei. Este constituita din fibre longitudinale, transversale si oblice. 1.3.1.3. Ligamentele de unire ale articulatiei Sunt situate la nivelul capsulei articulare si n cavitatea articulara, fiind n parte expansiuni ale muschilor nvecinati.Ligamentul Patelar (Tendonul Rotulian) se prezinta ca o bandeleta puternica, lunga de 5-6 cm si lata de 2-3 cm, situata naintea articulatiei si cuprinznd patela ca pe un os sesamoid. Constituie tendonul de insertie al muschiului cvadriceps.

Retinaculele patelei (aripioarele patelei) se constituie sub forma a doua lame fibroase, expansiuni ale cvadricepsului, care fixeaza marginile patelei la condilii femurali corespunzatori. La nivelul aripioarei mediale se individualizeaza Ligamentul Femuropatelar Medial care are rol important in stabilizarea rotulei in cursul miscarilor de flexie-extensie a genunchiului. Ligamentul Colateral Medial este o formatiune fibroasa mai aplatizata care n mare masura se confunda cu capsula. Se insera n partea superioara pe epicondilul medial al femurului, iar n cea inferioara pe fata mediala a tibiei. Se descriu doua fascicule (profund si superficial) la nivelul acestui ligament cu rol in stabilizarea in valg a genunchiului. Ligamentul Colateral Lateral este subtire si rotunjit, nu adera de capsula fiind situat extraaritcular, este inserat pe epicondilul lateral al femurului si capul fibulei. Are rol in stabilitatea in var a genunchiului.

Ligamentele ncrucisate sunt n numar de doua, situate profund n fosa intercondiliana. Ligamentul Incrucisat Aanterior se ntinde ntre aria intercondiliana anterioara si fata intercondiliana a condilului lateral, cu rol in oprirea translatiei anterioare a tibiei, stabilizarea rotatiei si accesor stabilizator in valg intre 0 si 30 grade de flexie. Ligamentul Incrucisat Posterior este situat ntre aria intercondiliana posterioara si condilul medial, cu rol in stabilizarea translatiei posterioare a tbiei [31]. 1.3.3. Anatomia cartilajului articular al genunchiuluiGeometria suprafetelor osoase ale femurului distal difera de cele cartilaginoase. Aceasta diferenta trebuie luata in considerare atunci cind se interpreteeaza rezultate ale investigatiilor imagistice. Deoarece aceste aspecte nu sint inca pe deplin elucidate, sint necesare noi studii pentru a putea utiliza in practica a cunostintele acumulate in vederea diferentierii genunchiului normal de cel cu uzura a cartilajului articular,

Masuratori realizate la nivelul articulatiei femuropatelare in diferite grade de flexie au gasit diferente semnificative intre suprafetele cartilaginoase si osoase ale trohleei femurale. Cu toate acestea, orientarea axului anatomic al santului trohlear nu a fost modificata semnificativ de prezenta cartilajului. Aceiasi autori au gasit diferente semnificative statistic intre anatomia osoasa si cartilaginoasa a condililor femurali, pozitia santului trohlear, unghiul santului, panta maxima si unghiul condilar posterior, fara diferente dreapta-stinga, insa semnificativ mai mare la barbati fata de femei. Panta cartilaginoasa a fetei laterale a trohleei femurale (care are rol si in

stabilitatea patelei) a fost mai inclinata decit suprafata ososasa subjacenta in zona de cotact patela-femur intre 0 si 450 de flexie a genunchiului. Inclinarea maxima a fetei laterale cartialginoase a fost mai mare la genunchii sanatosi fata de cei cu modificari artrozice. Relatia dintre inclinarea maxima a fatetei laterale a trohleei femurale si durerea anterioara a genunchiului si tracking-ul patelar pare a fi semnificativa [21].Suprafata cartilajului articular al patelei de asemenea nu corespunde intru totul cu conturul osos subjacent . Par sa existe diferente semnificative intre cele doua suprafete. Aceasta sugereaza ca radiografiile conventionale si tomografia computerizata nu sint utile in determinarea relatiei cartilajului articular patelar cu anatomia osului subjacent, altfel spus masurarea anatomiei osoase a patelei si a articulatiei femuropatelare pe radiografii sau CT nu va reprezenta morfologia reala a articulatiei. Doar rezonanta magnetica nucleara si studiile anatomice directe pot evalua corect anatomia articulatiei femuropatelare. Aceste consideratii sint aplicabile unei anatomii normale a patelei cu cartilaj nrmal sau cu leziuni minime, nu si in cazul unei displazii trohleare cu disparitia santului trohlear,cind structura anatomica a osului si cartilajului coincid. Pe de alta parte, exista o concordanta semnificativa intre volumul (grosimea) cartilajului si pensarea spatiului articular pe radiografiile conventionale in cazul artrozei [18, 30].

Fig. 1.11 Imagine RMN, sectiune sagitala la nivelul compartimentului intern al genunchiului drept, genunhi in extensie

Fig. 1.12 Imagine RMN, sectiune transversala la nivelul articulatiei femuropatelare a genunchiului drept, genunchi in extensie

CAPITOLUL 2 FIZIOLOGIA SI FIZIOPATOLOGIA CARTILAJULUI ARTICULAR 2.1. Fiziologia cartilajului articularProprietatile unice mecanice si biologice ale cartilajului articular depind de structura tesutului si de interactiunile dintre condrocite si matricea cartilaginoasa. Condrocitele formeaza reteaua proteica ce asigura integritatea structurala a matricei si prin aceasta a cartilajului. Colagenul de tip II, IX si XI formeaza o retea care confera forma, rigiditatea si rezistenta la solicitare mecanica a cartilajului. Agrecanii (molecule mari de proteoglicani agregate) contribuie la rezistenta tesutului si la asigurarea integritatii structurale a acestuia alaturi de moleculele mici de proteoglicani ( decorin, biglicani, etc.) prin legarea proteinelor matricei, ajutind la stabilizarea acesteia. De asemenea, aceste molecule influenteaza la rindul lor activitatea condrocitelor si prin legarea citokinelor. Matricea protejeaza condrocitele de agresiune in timpul utilizarii normale a articulatiei, determina tipul si cocentratia moleculelor care ajung la celule si ajuta la mentinerea fenotipului celulelor. Tesutul cartilaginos este supus unei remodelari continue in cursul vietii datorita condrocitelor care inlocuiesc macromoleculele matriceale degradate. Turn-overul matricei depinde de abilitatea condrocitelor de a detecta alterari in compozitia macromoleculelor matriceale, a macrooleculelor degradate si de a raspunde prin sintetizarea tipului si cantitatii adecvate de proteine. Matricea functioneaza ca un transductor pentru condrocite [7]. Incarcarea cartilajului datorita solicitarilor mecanice ale articulatiei creaza stimuli mecanici, electrici si chimici care influenteaza direct activitatea de sinteza a condrocitelor. Cresterea solicitarii functionale a articulatiei produce un raspuns din partea condrocitelor in sensul cresterii anabolismului care se manifesta prin remodelarea interna si cresterea in volum a tesutului. O suprasoliciare de durata a articulatiei genereaza alterari in compozitia matricii cu o eventuala pierdere a integritatii structurale si mecanice a

acesteia. De asemenea, virsta aduce alterari in activitatea metabolica a condrocitelor si deci si in compozitia matricii, determinarea unui raspuns inadecvat a tesutului la solicitare, ceea ce creste posibilitatea degenerarii cartilajului [32]

2.1.1. Lubrifierea si Cartilajului ArticularCalea predominanta de lubrifiere a cartilajului articular in timpul miscarilor articulatiei este elastohidrodinamica. Aceasta se realizeaza atunci cind presiunea transmisa prin pelicula de lichid sinovial deformeaza suprafata cartilajului, crescind astfel marimea suprafetei si reducind fuga lichidului sinovial dintre suprafetele articulare in timpul alunecarii acestora. Alte cai de lubrifiere sint: lubrifierea marginala (de granita) in care o glicoproteina impiedica contactul direct dintre suprafetele articulare, lubrifierea prin presiune in care solventul din lubrifiant patrunde in cartilajul articular lasind astfel complexele de acid hialuronic sa actioneze ca lubrifiant si lubrifierea prin umezire care exprima capacitatea cartilajului de a adsorbi sau exuda lichid in timpul miscarii suprafetelor articulare una fata de cealalta, realizind astfel o autolubrifiere. Eficienta acestor pocese face ca uzura cartilajului prin incarcare in articulatiile sinoviale sa fie minima.

2.1.2. Nutritia condrocitelorDeoarece cartilajul articular este avascular, atit oxigenarea cit si nutritia condrocitelor se face din lichidul sinovial prin difuziune. Presiunea oxigenului in cartilaj este de 1-3% comparativ cu 21% in atmosfera normala. Energia necesara condrocitelor este produsa in principal prin glicoliza in care glucoza este metabolizata in conditii de anabolism in lactat. Nutrientii trebuie sa strabata doua straturi de difuziune: dinspre sinovie spre lichidul sinovial si apoi dinspre lichidul sinovial sa strabata matricea cartilaginoasa pina la nivelul condrocitului[95]. Deoarece matricea cartilaginoasa este restrictiva, condrocitele traiesc intr-o concentratie de oxigen scazuta fata de alte tesuturi, ceea ce face ca predominant sa depinda de un metabolism anaerob. Nutritia condrocitelor este favorizata de miscarea lichidului sinovial in timpul miscarii articulatiei. Este pe deplin acceptat faptul ca nutritia condrocitelor este facilitata de compresia si relaxarea cartilajului in timpul solicitarilor mecanice, in strinsa egatura cu miscarea apei la nivelul tesutului, insa nutritia condrocitelor din starturile profunde (sub tidemark) pare a fi realizata si din capilarele de la nivelul osului subcondral [23].

2.2. Fiziopatologia cartilajului articular: degenerarea, repararea si regenerarea cartilajuluiDegenerarea cartilajului articular cu pierderea structurii si functionalitatii acestuia precum si modificarile articulatiei sinoviale care decurg din aceasta genereaza durere si pirderea functiei normale a articulatiei. Durerea si scaderea mobilitatii articulare sint printre cauzele cel mai frecvente de morbiditate a populatiei adulte si virstnice. Cel mai frecvent degenerarea cartilajului articular se manifesta ca osteoartroza, care poate fi primitiva (idiopatica), dar poate fi si urmarea traumatismelor sau a bolilor reumatismale inflamatorii care distrug suprafata articulara, generind osteoartroza secundara. Reactia de reparare si regenerare dupa degradarea posttraumatica sau degenerarea cartilajului articular matur este minima, tesutul cartilaginos neavind capacitatea de a repara prin restitutio ad integrum alterarile structurale odata aparute. Aceste observatii au contribuit la interpretarea cartilajului articular ca fiind un tesut inert de rezistenta la presiune, similar cu polietilena si metalul, si ca degenerarea cartilajului aparuta odata cu virsta este rezultatul incarcarii mecanice a acestuia cu pierderea ireversibila a integritatii structurale si a proprietatilor mecanice ale acestuia. In consecinta, pentru a se preveni degradarea cartilajului nu se poate face aproape nimic in afara de a limita incarcarea mecanica a acestuia, si deci, cel mai adecvat tratament pentru degradarea avansata a cartilajului este artroplastia cu inlocuire suprafetelor articulare degradate. Un alt punct de vedere fata de cel prezentat mai sus este acela ca, tesutul cartilaginos nefiind inert, este capabil intr-o oarecare masura de reparare si regenerare, astfel ca incarcarea articulara nu va duce inevitabil la artroza, si deci, exista posibilitatea efectuarii unui tratament care sa restaureze cel putin partial si in anumite cazuri integritatea cartilajului articular. Numeroase studii au fost efectuate pentru a intelege mai bine procesele care duc la degradarea cartilajului cu alterarea compozitiei si structurii si prin urmare cu pierderea functiei tesutului si relatia cu osteoartroza, precum si procesele care tin de repararea si regenerarea cartilajului cu restabilirea functiei acestuia [17].

2.2.1. Raspunsul cartilajului articular la agresiune

Cartilajul articular sufera procese de degradare ca urmare a agresiunii a numerosi factori: mecanici, metabolici, vasculari, genetici. Agresiunea mecanica poate fi urmarea unui singur traumatism de energie inalta sau a unor incarcari excesive repetate si prelungite ale articulatiei. Aceste traume ale cartilajului produc trei tipuri de leziuni: microleziuni ale condrocitelor si matricii fara leziuni vizibile ale suprafetei cartilajului, fracturi condrale cu lezarea pe diferite adincimi a cartilajului pina la zona de cartilaj calcificat si fracturi osteocondrale care se extind pina in osul subcondral . Fiecare dintre aceste tipuri de leziuni prezinta o evolutie si un tip de reparare particular. De asemenea, alti factori importanti pentru procesul de reparare a leziunilor cartilajului articular sint marimea suprafetei leziunii, locul acesteia, prezenta leziunilor "in oglinda", modificarea axelor mecanice ale membrului, si factori generali ca virsta, greutatea, nivelul de activitate.

2.2.1.1. Microleziunea Lezarea condrocitelor si a matricii cartilaginoase datorate unei traume puternce sau unor traumatisme repetate de intensitate mai mica nu produce initial leziuni macroscopice. Leziunea caracteristica este microfractura unei regiuni a matricii. Unul dintre procesele initiale este reprezentat de moartea condrocitelor (programata = apoptoza).Stresul prelungit la nivelul cartilajului poate afecta zona cartilajului calcificat si osul subcondral ceea ce duce la modificarea grosimii acestor zone cu ingustarea cartilajului, modificari observate in artroza.

2.2.1.2. Fractura condralaO fractura condrala este o leziune macroscopica a cartilajului care este limitata in intregime la cartilaj si nu ajunge la nivelul osului subcondral. In consecinta, nu exista o lezare a sistemului vascular (capilar) ceea ce determina lipsa unei reactii inflmatorii de reparare. La fel ca alte celule bine diferentiate, si condrocitele prezinta o capacitate limitata de prliferare si regenerare. Mai mult, spre deosebire de tesutul grasos sau muscular, tesutul cartilaginos nu contine celule mezenchimale stem nediferentiate care sa genereze un proces de reparare local. La fel ca in cazul leziunii precedente, si acest tip de leziune condrala genereaza rapid moartea condrocitelor in regiunea lezata atit prin apoptoza cit si prin necroza . Alte celule integre din regiune initiaza in raspuns proliferativ de reparare a tesutului. Desi colagenul de tip II si macromoleculele de sinteza ale matricii sint crescute la nivelul condrocitelor supravietuitoare care prolifereaza si formeaza clustere la periferia zonei lezate), aceasta activitate mitotica si metabolica crescuta este de scurta durata dupa care metabolismul

tisular revine la valori bazale .Condrocitele proliferate nu migreaza in defect si bresa condrala nu se inchide.

2.2.1.3. Fractura osteocondralaCea mai imortanta leziune a cartilajului articular este reprezentata de fractura osteocondrala, care este caracterizata prin extinderea leziunii de la nivelul cartilajului la nivelul osului subcondral si chiar dincolo de acesta in osul spongios subjacent. Penetrarea osului subcondral geenreaza o reactie inflamatorie de reparare similara cu cea observata in tesuturile vascularizate. Imediat dup aproducerea leziunii se formeaza un hematom. Ulterior acesta se organizeaza intr-o retea de fibrina si se transforma intr-un tesut fibrovascular de reparatie [46]. Celulele stem mezenchimale originare din osul subcondral prolifereaza si se diferentiaza in condrocite sub influenta factorilor locali. In urmatoarele saptamini tesutul nou fomat contine un numar mare de condrocite care sintetizeaza colagen de tip II si proteoglicani care vor organiza matricea tesutului. Celulele din straturile profunde ale defectului vor realiza un proces de osificare encondrala care vor repara defectul osos. Cu toate acestea, tesutul cartilaginos de reparatie nu reconstituie structura cartilajului articular normal hialin, astfel incit se produce o degradare a matricii cartilaginoase care va cuprinde un procent mai mare de colagen de tip I, caracteristic fibrocartilajului celulele avind aspectul de fibroblasti. Modificarile degenerative debuteaza cu fibrilare superficiala urmata de pierderea proteoglicanilor matricii, pierderea de condrocite si cu aparitia de fisuri la nivelul suprafetei cartilajului care progreseaza, dezintegrind adesea tesutul nou format, dezvelind osul subcondral [46].

DIAGNOSTICUL SI TRATAMENTUL LEZIUNILOR CARTILAJULUI ARTICULAR

Capitolul articular

1

-

Diagnosticul

leziunilor

cartilajului

1.1. Diagnosticul clinic al leziunilor cartilajului articularDiagnosticul leziunilor cartilajului articular este dificil de efectuat si deseori aceste leziuni ramin nediagnosticate de catre chirurg. Diagnosticul este in principal unul de excludere, si deseori se efectueaza in cursul examinarii artroscopice. Antecedentele personale patologice sint de multe ori decisive pentru a suspiciona o leziune condrala: prezenta in istoric a unui traumatism, modificari ale axelor mecanice ale membrului, semne radiologice de artroza sau incercari precedente de reparare ale unor leziuni condrale documentate. Circa jumatate dintre pacientii cu leziuni ale cartilajului articular prezinta antecedente traumatice. Prezenta unei colectii articulare posttraumatice, instabilitate ligamentara, antecedente chirurgicale locale (de exemplu meniscectomie), desi nespecifice, sint sugestive pentru prezenta unei leziuni condrale. Cel mai frecvent simptom este durerea. Deoarece cartilajul articular nu are inervatie, durerea apare doar atunci cind leziunea condrala atinge osul subcondral, exista patologie asociata (instabilitate, leziuni meniscale) sau este prezent un raspuns inflamator (reactie sinoviala) la un traumatism De asemenea, pacientii pot prezenta cracmente articulare, blocaje determinate de un fragment condral desprins sau chiar sa descrie prezenta unor formatiuni mobile, dure, putin dureroase (corp liber intraarticular). Prezenta unor episoade tranzitorii de hidrartroza sint descrise de asemenea de pacienti, legate de o suprasolicitare a articulatiei. Simptomele legate de instabilitatea ligamentara, instabilitate patelara sau leziuni meniscale asociate

1.1.1. Examenul ClinicExamenul clinc trebuie facut sistematic. La inspectie se pot observa modificarile de ax in valg sau var, epansamentele articulare sau reactia sinoviala, trackingul patelar, luxatia habituala a rotulei, atrofia cvadricepsului, reperele osoase. Palparea proeminentelor osoase:

marginile rotulei, marginea mediala si laterala a trohleei femurale si a condililor femurali, interliniile articulare, cautarea punctelor dureroase sint obligatorii in examinarea genunchiului. Testele de stabilitate: valgus si varus la 0 si 30 grade, sertar anterior si posterior, testul Lachmann, Pivot shift, pot evidenita leziuni asociate sau factori predispozanti care pot sugera leziuni condrale. Trackingul patelar, testele de stabilitate patelara si testele de provocare a durerii in leziunile meniscale pot decela conditii patologice care se asociaza frecvent cu leziunile cartilajului articular. Punctia articulara in leziunile acute la care se evidentiaza hemartroza sugereaza, desi nespecific, posibilitatea existentei unei leziuni condrale. La pacientii cu hemartroza posttraumatica a genunchiului incidenta leziunilor condrale este de 20%

1.2. Investigatii complementare in leziunile cartilajului articular 1.2.1. Radiografia standardRadiografia standard are un rol limitat in evaluarea leziunilor cartilajului articular. Cu toate acestea, radiografia este o examinare de rutina in patologia genunchiului, care poate aduce informatii utile pentru diagnosticarea leziunilor condrale si a patologiei asociate cu acestea. Pangonograma este utila in planningul preoperator pentru interventiile de realiniere in vederea restabilirii axei mecanice anatomice a membrului pelvin (osteotomii) [17]. Radiografiile standard evidentiaza ingustarea spatiului articular, dezaxari, osteofitoza, scleroza subcondrala, chiste subcondrale, deformari ale suprafetelor articulare si ale articulatiei in artroza De asemenea, largirea spatiului articular (cresterea) a fost asociat cu scaderea simptomatologiei artrozice [11]. In osteocondrita disecanta se evidentiaza scleroza subcondrala si fragmentele osteocondrale detasate (fig. 1.3),

Fig. 1.3 Radiografii degenunchi incidente AP si LL - fragmente osteocondrale in osteocondrita disecanta a condilului femural extern, unul dintre ele migrat anterior a determinat blocajul genunchiului

1.2.3. Rezonanta Magnetica NuclearaRezonanta Magnetica Nucleara (RMN) este in prezent investigatia imagistica de electie in diagnosticul si evaluarea leziunilor condrale. Secventele standard T1 fast-spin nu sint sensibile in evaluarea leziunilor cartilajului articular, insa secventele T2 fast-spin si T1 densitate protonica cu supresie a grasimii sint atit specifice cit si senzitive in decelarea leziunilor cartilajului articular (fig. 1.5) Cea mai mare specificitate este la nivelul cartilajului articulatiei femuropatelare datorita grosimii cartilajului (fig. 1.6) nivelul rotulei. In Figura 1.9 si Figura 1.10 se pot observa leziuni de osteocondrita disecanta a condilului femural intern si extern, evidentiabile pe diferite sectiuni si secvente RMN.

Fig1.9 Imagine RMN sectiuni sagitale si transversala la nivelul genunchiului, leziune de osteocondrita disecanta a condilului femural intern

In ultimii ani s-au dezvoltat noi tehnici RMN care sa creasca acuratetea diagnosticului leziunilor condrale, tehnici ce se bazeaza pe injectarea unor substante de contrast ce modifica proprietatile magnetice ale diferitelor componente ale matricii cartilajului. Cea mai folosita tehnica este cea in care se foloseste Gadolinium care permite masurarea continutului de glicozaminoglicani ai cartilajului: dGEMRIC (delayed gadolinium-enhanced MR imaging of cartilage) (fig. 1.11) [7, 26]. Prin injectarea i.v. de Gadopentetat Dimeglumina acidul Gadolinium Dietilenetriamin PentAcetic (Gd-DTPA) se acumuleaza la nivelul cartilajului articular invers proportional cu cantitatea locala de glicosaminoglicani. Regiunile cu cartilaj normal prezinta cantitati reduse de Gd-DTPA. Tehnica dGEMRIC poate evidentia atit leziuni condrale incipiente cit si gradul de maturare al tesutului cartilaginos de reparatie [39 ]

Examenul RMN nu poate in prezent sa inlocuiasca artoscopia in diagnosticul leziunior cartilajului articular, avind o senzitivitate de 33%52%. Datorita inaltei specificitati de 97%-99% si inaltei valori de predictibilitate (97%-98%), RMN-ul este util pentru excluderea leziunilor condrale [37]. 1.3. Diagnosticul Artroscopic al leziunilor cartilajului articularExaminarea artroscopica a genunchiului ramine standardul de aur in diagnosticarea si evaluarea leziunilor cartilajului articular. Examenul artroscopic permite evaluarea suprafetei cartilajului, a rezistentei la presiune, dar mai ales a marimii si profunzimii zonei leziunii condrale.

Numeroase sisteme de clasificare a leziunilor cartilajului articular au la baza examinarea artroscopica directa a acestuia (vezi capitolul 2). Examinarea artroscopica a cartilajului permite evaluarea mai multor caracteristici ale acestuia. Rezistenta cartilajului la presiune se efectueaza cu ajutorul exploratorului (probe), si se refera la forta cu care acesta este impins inapoi dupa ce presiune a incetat. Persistenta unei depresiuni condrale este semn de "inmuiere" a cartilajului. Artroscopic se evalueaza si culoarea cartilajului care normal este alba, lucioasa, cu usoara tenta galbuie. Cartilajul artrozic are o culoare galbuie marcata, este mat. La examinarea artroscopica suprafata cartilajului este neteda, lucioasa, o fara discontinuitati. Pierderea luciului, prezenta unor depresiuni, fisuri, fibrilatii, delaminari sint semne de leziune. De asemenea, o zona de ingrosare a cartilajului, depresibila la examinarea cu exploratorul, este semnul unei leziuni profunde: "blister". Pot fi observate depuneri pe suprafata cartilajului: singe care poate fi indepartat cu exploratorul in cazul unei hemartroze, cristale de oxalat de calciu in artropatia gutoasa la suprafata sau in masa cartilajului.

Modificari ale formei si conturului suprafetelor articulare in fracturi, osteocondrita, precum si prezenta de osteofite marginale in artroza (fig. 1.12) pot fi observate in cursul examinarii artroscopice a genunchiului.Figura 1.16 prezinta o imagine artroscopica a compartimentului extern pe care se observa o fractura a hemiplatoului

Fig. 1.13. Imagini artroscopice - leziuni osteocondrale stadiu III B si C ICRS la nivelul condilului femural

si la nivelul patelei

Fig. 1.14. Imagini artroscopice - leziuni osteocondrale stadiu IV A si B ICRS la nivelul condilului femural

Fig. 1.15 Imagini artroscopice - osteocondrita disecanta: in stinga fragment condral partial detasat , in dreapta patul osos ramas dupa indepartarea fragmentului osteocondral detasat, se observa ca leziunea condrala este mai extinsa decit cea osoasa

Fig. 1.16 Imagine artroscopica - fractura recenta la nivelul platoului tibial, se observa meniscul fara leziuni evidente si o leziune condrala la nivelul condilului femural

1.5. Evolutia leziunilor cartilajului articular Evolutia leziunilor condrale depinde de marimea (suprafata), profunzimea si localizarea acestora, dar si de alti factori de la nivelul articulatiei: leziuni ligamentare, leziuni meniscale, calitatea osului subcondral, artropatii, precum si de boli sistemice asociate (neoplazii, alte boli care scad capacitatea organismului de regenerare tisulara). La nivelul condililor femurali s-a demonstrat ca o leziune condrala cu un diametru de 9 mm nu s-a vindecat, spre deosebire de o leziune cu diametrul de 3 mm care s-a vindecat in 3 luni [23].

Capitolul 2 - Tratamentul leziunilor cartilajului articular2.1. Tratamentul medicamentos al leziunilor cartilajului articular2.1.1. Glucozamina si Condroitin Sulfatul Glucozamina (2-amino-2-deoxy-alpha-D-glucoza)si Condroitin Sulfatul (polizaharid lung, neramificatcompus din reziduri alterantive de acid glucuronic si N-acetilglucosamina ), prezinta proprietati

condroprotective [15]. Ambele substante sint componente ale complexelor proteoglicanice din condrocite. 2.1.2. Acidul HialuronicAcidul hialuronic este o polizaharida cu proprietati viscoelastice care imbunatateste lubrifierea si mecanica articulatiei.. Desi mecanismele de actiune ale acidului hialuronic nu sint pe deplin intelese, acesta moduleaza metabolismul celular si are efect condroprotector .

2.1.3. GlucocorticoiziiGlucocorticoizii injectabili sint utilizati de mult timp in tratamentul osteoartritei. Desi sint eficienti in reducerea simptomatologiei, efectul lor este limitat la citeva saptamini [25]. Desi parea ca glucocorticoizii au efect protectiv, cele mai multe date experimentale sugereaza ca au un efect negativ asupra biologiei cartilajului prin inhibarea proliferarii condrocitare, scaderea sintezei matricii si a sintezei proteoglicanilor,

2.1.4. Antiinflamatoare nesteroidieneAcestea sint impreuna cu antialgicele cele mai prescrise medicamente in tratamentul leziunilor cartilajului articular. Eficacitatea antiinflamatoarelor nesteroidiene se datoreaza in principal efectului inhibitor asupra COX-2 [20]. Ciclooxigenaza-2 stimuleaza catabolismul tisular, scazind totodata sinteza colagenului de tip II si a proteoglicanilor [1]. Cu toate acestea, nu exista dovezi ca ar intirzia evolutia spre artroza.

2.2. Tratamentul chirurgical al leziunilor cartilajului articularMai multi factori trebuie luati in considerare pentru a se lua o decizie in vederea tratarii leziunii cartilajului articular: suprafata, profunzimea, localizarea, istoricul, leziunile asociate, stabilitatea genunchiului, leziuni meniscale, axele mecanice ale membrului, virsta pacientului si nu in ultimul rind solicitarile functionale ale pacientului. Examenul RMN, Clasificarea Outerbridge, Sistemul de Evaluare ICRS sint foarte utile pentru alegerea metodei terapeutice de ales. Scaglione et Al. a impartit procedurile de repaarre a cartilajului in primare - poceduri simple care pot fi efectuate artroscopic ca prima linie de tratament si secundare - care sint mai complexesi au ca scop refacerea durabila a suprafetei cartilajului

2.2.1. Proceduri primare in chirurgia cartilajului articular 2.2.1.1. Lavajul si Debridarea cartilajului articularAceste tehnici artroscopice s-au dovedit utile pentru pacientii cu solicitari mecanice ale articulatiei reduse si cu leziuni unice si relativ reduse ca suprafata si care nu doresc sa urmeze un tratament recuperator de durata. Rezultatele obtinute sint relativ reduse prin folosirea izolata a acestei metode. 2.2.1.2. Tehnici de stimulare a blastilor Simularea maduvei osoase s-a dovedit a fi o tehnica utila, avind rezultate bune. Stimularea maduvei osoase include un grup de tehnici prin care se produce singerarea osului subcondral la nivelul leziunii cu aducerea de blasti care vor forma fibrocartilaj . Avantajul acestor tehnici este legat de simplitatea efectuarii, instrumentatie comuna la indemina oricarui chirurg si timpul redus necesar pentru efectuare. Principalul dezavantaj este legat de repararea defectului cartilaginos ptin fibrocartilaj, ceea ce limiteaza in timp rezultatul obtinut datorita proprietatilor inferioare ale fibrocartilajului fata de cartilajul hialin.

2.2.1.2.1. Condroplastia prin abraziuneAceasta tehnica foloseste o freza pentru a indeparta osul subcondral si a induce singerare in leziunea condrala (vezi fig.4.1).

2.2.1.2.2. Forajele PridieDupa publicarea tehnicii de Pridie in 1959 aceasta a devenit larg utilizata, fiind simplu de efectuat si ne necesitind instrumentar special. Tehnica urmareste efectarea unor gauri in patul osos al leziunii prin care sa se produca singerarea.

2.2.1.2.3. Microfracturile Steadmann Aceasta tehnica este in prezent larg folosita, utilizeaza niste tepuse mici (similare cu brose K indoite) cu ajutorul carora se produc perforatii in osul subcondral (fig. 4.2). Numeroase studii clinice au confirmat valoarea acestei tehnici [40].

Fig.4.2 Imagini artroscopice. Microfracturi Steadmann pentru o leziune st IV A ICRS a condilului femural. In imginea 2 se observa perforatiile singerinde

2.2.2. Proceduri secundare in chirurgia cartilajului articular2.2.2.1. Transplantul Osteocondral Autolog Transplantul Osteocondral Autolog este o procedura prin care se preleveazaunul sau mai multi cilindri osteocondrali dintr-o zona donoare si se implanteaza in zona defectului cartilaginos. Tehnic, se recolteaza mai multi cilindri osteocondrali dintr-o zona neportanta a genunchiului un numar variabil si de dimensiuni variabile in asa fel incit sa se acopere suprafata defectului cit mai bine - cu un instrumentar special. In urmatorul timp operator se prelucreaza zona primitoare (a defectului condral) pina in cartilaj perijacent sanatos si de asemenea se prelucreaza suprafata osului subcondral si se practica niste gauri in osul subjacent in care se vor introduce cilindri osteocondrali recoltati anterior (fig. 4.4) [42,] Avantajele tehnicii constau in posibilitatea efectuarii intr-un singur timp operator, posibilitatea efectuarii chiar daca exista leziuni ale osului subcondral (osteocondrita, leziuni degenerative), costul redus, timp mai redus de recuperare comparativ cu implantul de condrocite autologe. Dezavantajele metodei constau in principal in efecte adverse legate de zona donoare si de limitarea suprafetei care poate fi acoperita datorita limitarii zonei de unde se pot recolta cilindri. Indicatia actuala principala a acestei tehnici este pentru defectele condrale de la nivelul condililor femurali cu suprafata de 2-4 cm2, la

pacientii activi, dar si la pacienti virstnici activi in functie de starea cartilajului in restul articulatiei.

Fig.4.4 Transplant osteocondral efectuat artroscopic: defect OC stIV B ICRS (OCD III); efectuarea tunelului prmitor; aspectul celor doua tuneluri cu sept osos intre ele; zona donoare pe versantul lateral al trohleei femurale; introducerea primului cilindru ostocondral, aspect final cu efectuarea si de microfracturi pe o zona neportanta (marginea interna a condilului)

2.2.2.2. Implantarea de Condrocite Autologe

Implantarea de condrocite autologe a fost descrisa pentru prima data in 1994 de Brittberg si Colab. Este o metoda prin care se realizeaza regenerarea cu cartilaj de tip hialin (hialin-like) cu ajutorul unor condrocite cultivate in vitro, metoda din ce in ce mai mult utilizata. Tehnica presupune o prima interventie prin care se recolteaza condrocite (200-300 mg) pentru culturi si dupa dezvoltarea acestora in vitro o noua interventie chirurgicala prin care se umple defectul cartilaginos cu aceste celule, contentia lor in defect realizindu-se cu ajutorul unor membrane de periost sau colagen (fig.4.8) (fig. 4.9) [31]. Rezultate pe termen lung inca nu exista, pe termen mediu studiile arata 80-85% rezutate bune. Avantajul metodei consta in invazivitatea mica a tehnicii, fara efecte adverse la locul de recoltare a codrocitelor, insa necesita un os subcondral de buna calitate, ceea ce ii reduce indicatiile. Principalul dezavantaj al metodei consta in pretul ridicat: 8.000-10.000 EUR pentru un pacient. De asemenea, tehnica presupune doua interventii chirurgicale, o curba mai lunga de invatare penru sutura membranei periostale sau de colagen sub care se injecteaza condrocitele .

O varianta mai noua a acestei tehnici este utilizarea unei matrice solide 3D de acid hialuronic sau colagen (fig. 4.10) pe care adera condrocitele cultivate, reducindu-se astfel durata interventiei chirurgicale si eliminindu-se unele complicatii legate de metodele de mentinere a culturilor de condrocite le locul defectului, matricea nu mai necesita suturarea la nivelul defectului [ 3]. Exista diferite substraturi pentru realizarea acestor matrici, si de asemenea sint mai multe firme care le produc si investesc in dezvoltarea lor (tabel 4.1).

43 Heinegrd, D. K., and Pimentel, E. R.: Cartilage matrix proteins. In Articular Cartilage and Osteoarthritis, pp. 95-111. Edited by K. E. Kuettner, R. Schleyerbach, J. G. Peyron, and V. C. Hascall. New York, Raven Press, 1992 44 Heinegrd, D.; Lorenzo, P.; and Sommarin, Y.: Articular cartilage matrix proteins. In Osteoarthritic Disorders, pp. 229-237. Edited by K. E. Kuettner and V. M. Goldberg. Rosemont, Illinois, The American Academy of Orthopaedic Surgeons, 1995 45 Helminen H.J., Kiviranta I., Saamanen A.-M., et al: Effect of motion and load on articular cartilage in animal models, in Keuttner K.E., Schleyerbach R., Peyron J.G., et al. (eds): Articular Cartilage and Osteoarthritis. New York, Raven Press, 1992, pp 501-510 46 Johnstone B., Yoo J.U.: Autologous mesenchymal progenitor cells in articular cartilage repair. Clin Orthop 1999; 367(suppl):S156-S162.

Studiu Comparativ asupra tehnicilor chirugicale de reparare a articulatiei

genunchiuluiPartea SpecialaCoordonator : prof.univ Dr. Ioan Baier Coordonator secundar : Dr. Fleaca Radu Autor : Cotiga Tudor

200 88/23/2008

Pentru chirurgii ortopezi, tratamentul chirurgical al afectiunilor cartilajului articular, prezinta un inters deosebit, deoarece majoritatea leziunilor prezinta o rata scazuta de refacere si pot predispune articulatia la o dezvoltare ulteriora a osteoartritei secundare. Tratamentele afectiunilor cartilajului articular includ metoda microfracturilor, transplantul de autogrefa periosteala, transplantul de autogrefa osteocondrala si implantul de autogrefa condrocitara, dar exista multe controverse n legatura cu alegerea celui mai bun tratament. Numeroase articole publicate , in care au fost utilizate optiunile de tratament mentionate, au mentionat reziltate bune sau excelentepentru majoritatrea pacinetior. Totusi, s-au remarcat insa unele aspecte metodologice slabe studiilor publicate . ale

Scopul acestei analize a fost acela de a stabili daca raportarile optimiste din literatura sunt sprijinite de calitatea metodologice solida a studiilor. Una dintre principalele ipoteze a fost aceea ca majoritatea studiilor au limitari metodologice care pot limita valoarea rezultatelor raportate. Cea de-a doua ipoteza a noastra a fost aceea ca studiile de o calitate metodologica mai slaba descriu rate de succes mai mari. Am abordat limitele metodologice printr calcularea unui scor Colman modificat si prin ratingul dovezilor si am corelat acestea cu rezultatele raportate. Materiale si metode

Criteriile de selectie au inclus studii clinice in care scopul principal a fost de a raporta rezultatele dupa repararea cartilajului genunchiului prin metodele chirurgicale de mozaicoplastie si transplant de condrocite . Am efectuat cautarea in baza de date din PubMed . Cautarea s-a efectuat in luna iulie 2008. In total au fost analizate 494 de studii dintre care 97 pentru mozicoplastie si 397 pentru transplant condrocitar cu ajutoul crietriilor de selctie. Studiile au fost evaluate utilizand ratingul privind nivelul dovezilor din "Reading and Reviwing the Ortophaedic literature : A Systematic, Evidence-Bassed medicine Approach" fig 1. Am clasificat astfel cautarea dupa tipul sau : Studiu clinic BAsic Science Imagistica Statistic nesemnificative (prezinta deficiente majore de design, sunt citate minore sau sunt experiment pe animale )

Si dupa gradul de complexitate al studiului : Gradul I - studiu clinic randomizat (SCR) de calitate superioara cu semnificatie statistica sau fara semnificatie statistica dar cu incredere mare in recenzia SCR-urilor de gradul I

Gradul II - SCR de calitate medie - fara orb sau randomizare improprie -studiu comparativ in perspectiva - recenzie sistematica a studiilor de gradul II si gradul I

Gradul III- studiu de cazuri

-studiu comparativ de retrosepectiva -recenzie sistematica a studiilor de gradul III

Gradul IV-serie de cazuri

Gradul V- opinia medicului Clasificarea dupa gradul de complexitate al studiului s-a efectuat numai pentru studiile clinice si numai pentru gradele I si II. Studiile de gradele III, IV si V au fost catalogate ca si "studii sub grad II".

Concepte de studii Dupa cum am mai mentionat, fiecare dintre aceste tipuri de cercetare, caracterizat de scopul sau, este asociat cu un concept de studiu preferat (sau cu mai multe tipuri de concepte) care fie vor furniza cea mai puternica dovada, fie vor fi cele mai practice pentru a fi aplicate. De exemplu, cercetarile privind terapia se studiaza cel mai bine n cadrul unui studiu controlat randomizat. Principala caracteristica a studiului controlat randomizat este aceea ca subiectii sunt repartizati n mod aleatori pe grupe de tratamente specifice si sunt urmariti n perspectiva

pentru a se observa rezultatele care prezinta interes. Randomizarea ncearca sa asigure ca grupele care sunt evaluate n timp ce sunt supuse unor tratamente diferite sunt initial similare n privinta surselor de deplasare ("bias") cunoscute (masurabile) si necunoscute (nemasurabile). Studiile (trialurile) controlate randomizate permit examinarea specifica a efectului pe care l au tratamentele specificate cu grija asupra rezultatelor specifice masurabile. Elementul de perspectiva a acestui tip de studiu stabileste n mod clar ordinea n timp a etapelor efectuarii tratamentului si efectul asupra rezultatelor. Studiile de perspectiva, care sunt att de utile n cercetarile privind terapia, sunt, de asemenea, preferate pentru verificare ipotezelor legate de cercetarea diagnostica si de cercetarea tip "screening". Totusi, studiile transversale sunt folosite de obicei pentru a descrie prevalenta unei boli (esentiala pentru ntelegerea valorii predictive finale a unui test diagnostic), prevalenta unei caracteristici a anatomiei umane sau utilizarea clinica a unui test sau a unui tratament. De asemenea, studiile transversale sunt importante deoarece genereaza ipoteze legate de potentialele merite ale testelor diagnostice sau ale testelor screening. ntr-un studiu transversal, datele sunt colectate simultan de la o categorie a populatiei care prezinta interes. n respectiva categorie a populatiei, unii pacienti vor avea respectiva afectiune iar altii nu. n aceste doua grupe de populatie, cercetatorii ar putea determina, de exemplu, daca un nou test de examinare fizica este asociat cu ruperi labrale superioare sau daca un nou test serologic este asociat cu osteoporoza ntr-un stadiu timpuriu. Studiile care examineaza meritele unui nou test (diagnostic sau de screening) compara noul test fie cu un test "standard de aur", fie cu precizia acestuia de determinare a rezultatului clinic real care ne intereseaza. Deoarece actualele teste standard de aur sunt deseori imperfecte, este necesara o interpretare atenta atunci cnd se compara un test nou cu un test standard de aur. Exista multe motive pentru care un test diagnostic ar putea fi recomandat in practica clinica; astfel, trebuie sa ntelegem bine performantele fiecarui test. Eficienta noului test ar trebui sa fie cel putin egala daca nu superioara celei a testelor folosite n prezent, nainte ca acest nou test sa fie recomandat. Studiul de cohorta de perspectiva este tipul de studiu preferat pentru cercetarea prognostica. n cadrul acestui tip de studiu, o populatie (lot de pacienti) a studiului (cohorta) este urmarita sistematic n timp. Pentru examinarea efectului pe care o expunere specifica sau o caracteristica a pacientului ar putea sa o aiba asupra rezultatelor, pot fi adoptate diferite metode statistice. Aceste expuneri sau caracteristici pot avea fie un caracter protector mpotriva rezultatelor care ne intereseaza, fie sunt asociate cu o incidenta marita a rezultatului. Astfel de factori pot lua forme diferite, ei putnd fi dicotomici (de exemplu,

prezenta sau absenta) sau continui (de exemplu, vrsta). Studiile de cohorta de perspectiva pot determina istoria naturala a unei afectiuni. De exemplu, ar putea fi urmarit un lot de pacienti cu rupturi ale mansetei rotatorilor mici, pentru a se vedea daca rupturile mici se largesc dupa caderea pe bratul ntins. n sfrsit, cercetarea referitoare la factorii de risc ar trebui sa se faca utilizndu-se fie o cohorta de perspectiva sau istorica, fie un tip de studiu caz-martor. n contrast cu studiile clinice de perspectiva randomizate, studiile de cohorta pot fi mai nclinate catre deplasare ("bias"), deoarece pot fi controlati statistic numai factorii de confuzie masurabili, iar grupele de comparare adecvate s-ar putea sa nu fie disponibile cu usurinta. Studiul prospectiv pentru testarea unui nou tratament permite cercetatorilor sa determine problema cercetata si rezultatele care i intereseaza nainte ca experimentul sa nceapa si nainte ca datele sa fie colectate. De asemenea, studiul prospectiv asigura ca datele colectate sunt adecvate pentru a raspunde la ntrebarea cercetarii. Prin contrast, n cazul unui studiu de cohorta istoric sau al unui studiu caz-martor, ntrebarea cercetarii se pune dupa colectarea datelor. O problema cu aceste tipuri de studii este caracterul limitat al datelor colectate, care, deseori, nu sunt cele mai adecvate pentru a raspunde la ntrebarea cercetarii. n cadrul unui studiu caz-martor ("case-control study"), pacientii cu diagnostice noi care au o afectiune specifica sunt comparati cu un grup de control care nu au boala respectiva. Apoi se colecteaza date privind expunerea anterioara la un factor de protectie sau la un factor de risc pentru a se determina daca cazurile respective si grupul martor difera n privinta ratei lor de expunere. De exemplu, un studiu privind incidenta ruperii mansetei rotatorului la persoanele care lucreaza la o linie de asamblare situata deasupra capului (aceasta reprezentnd un factor de risc) ar fi un astfel de studiu cu un lot sursa. Se colecteaza date privind expunerile trecute (lucrul la o linie de asamblare situata deasupra capului) pentru a se determina daca cazurile studiate si grupul martor difera n privinta ratei lor de expunere.

Un studiu caz-martor bine realizat furnizeaza un risc relativ estimat ("odds ratio") care descrie relatia dintre expunere si rezultat. Acest risc relativ estimat, cu anumite ipoteze, poate fi considerat o estimare rezonabila a riscului relativ real al expunerii pentru rezultat. Totusi, acest tip de studiu este susceptibil unui mare numar de deplasari ("bias"), care trebuie luate n considerare cu atentie att atunci cnd se realizeaza ct si atunci cnd se interpreteaza studiul. Printre exemplele de astfel de deplasari ("bias") se numara procesul de selectare a subiectilor martor ("control") (o deplasare de selectie) si colectarea informatiilor despre expunere de la cazuri prin interviuri personale [un tip de deplasare ("bias") de masurare denumit deseori "recall bias" (respondentul nu-si mai aminteste exact sau nu cunoaste exact tema)]. Un alt tip de bias de masurare, bias-ul de detectie, se poate produce atunci cnd procesul bolii influenteaza frecventa masurarii expunerii sau vigilenta unui monitor al studiului. n realizarea unui studiu transversal, a unui studiu de cohorta istoric sau a unui studiu caz-martor, trebuie luata n considerare diferenta dintre cazurile predominant si cele incidente. Cazurile predominante reflecta populatia care are o boala ntr-o perioada calendaristica specifica (de exemplu, preponderenta anuala); preponderenta include att cazuri care exista n rndul populatiei ct si cazuri noi, care apar pe parcursul intervalului masurat. Deoarece cazurile predominante includ att acele persoane care au avut boala de

o anumita perioada de timp ct si cele care s-au mbolnavit recent, factorii de expunere asociati includ factorii de risc reali pentru contractarea bolii, precum si factorii care ar putea prelungi supravietuirea cu boala respectiva (factori protectori reali). Prin contrast, cazurile incidente reflecta cazuri noi de boala care au aparut n rndul populatiei pe parcursul uni perioade de timp specificate. Factorii asociati cu cazurile incidente reflecta numai riscul de contractare a bolii sau rezultatul care prezinta interes. Studiile transversale pentru factori de risc prezinta motive de ngrijorare suplimentare. Unul dintre acestea este relatia temporala ntre expunere si boala. n cadrul unui studiu transversal, nu este posibil sa se determine daca o expunere s-a produs nainte sau dupa nceperea bolii. Astfel, o asociere pozitiva ntre o expunere si o boala ar putea sa nsemne ca expunerea cauzeaza boala, dar putea sa nsemne si ca boala cauzeaza expunerea. De exemplu, n studiile transversale ale umerilor cadavrelor, acromionul ndoit pare, ntr-adevar, sa fie asociat cu ruperi ale mansetei rotatorului.

Totusi, nu este clar daca acromionul ndoit a cauzat ruperea mansetei rotatorului sau daca ruperea a cauzat ndoirea acromionului. Astfel, studiile de cohorta si studiile caz-martor sunt tipuri de studii mai puternice pentru determinarea cauzalitatii (de exemplu, gasirea unui grup de pacienti fara afectiunea mansetei, evaluarea morfologiei acromionului lor si urmarirea lor pentru a se vedea daca la cei cu acromionul ndoit se produc ruperi ale mansetei rotatorului).

Conceperea studiilor si ierarhia dovezilor Fiecare tip de concept de studiu este adecvat pentru diferite situati, n functie de natura problemei care se pune. Cu privire la eficacitatea sau eficienta unei interventii terapeutice, fiecare tip de studiu poate fi ordonat n privinta fortei dovezilor furnizate. De exemplu, un studiu (trial) clinic de perspectiva controlat, randomizat, dublu orb, bine conceput si realizat, cu o excelenta urmarire, furnizeaza dovezi mai puternice pentru utilizarea diagnosticelor si a terapeuticii dect studiile cu o conceptie mai slaba. Desi rapoartele de caz si seriile de cazuri au nca valoare (cum ar fi pentru alertarea clinicienilor cu privire la aparitia unor boli noi sau alertarea cercetatorilor cu privire la noi tratamente care ar merita studiate), tipurile de studii care folosesc grupe de comparare adecvate si acorda atentia cuvenita surselor de "bias" (deplasare) ar trebui sa se bucure de o mai mare consideratie atunci cnd se acumuleaza dovezi pentru schimbarea practicii medicale. Acest concept de ierarhizare a studiilor de cercetare n functie de forta lor metodologica este numita ierarhia dovezilor. Ea este folosita de multe reviste de specialitate, inclusiv The Journal of Bone and Joint Sugery, Clinical Orthopaedics and Related Reseach, Arthroscopy si The American Jurnal of Sports Medicine pentru a se clasifica manuscrisele publicate. Ierarhia dovezilor folosita de aceste reviste si adoptata de AAOS Evidence-Based Practice Committee (Comitetul de practica bazata pe dovezi) (http://www.aaos.org/wordhtml/research/comittee/evidence/ebpc.htm) este prezentata n Tabelul 3. Atunci cnd se ia n considerare daca este cazul sa se schimbe practica pe baza rezultatelor unui studiu bazat pe dovezi, este neaparat necesar sa se cunoasca tipul de studiu folosit pentru a se evalua forta metodologica a studiului.

Tabelul 3 - Niveluri de dovezi pentru ntrebarea (problema) primara a cercetarii Nivelul Studii terapeutice Investigarea rezultatelor tratamentului Tipul de studiu Studii Studii prognostice diagnostice Investigarea Investigarea unui test efectului diagnostic unei caracteristici a unui pacient asupra rezultatului bolii Studiu de Testarea perspectiva criteriilor de nalta diagnostice calitate (toti concepute pacientii au anterior pe fost pacienti introdusi n consecutivi studiu n (cu "standard acelasi de aur" de punct al bolii referinta lor, cu o aplicat urmarire universal) 80% a pacientilor Recenzie inclusi n sistematica a studiu) studiilor de nivelul I Recenzie sistematica a studiilor de nivelul I Studiu retrospectiv Elaborarea criteriilor diagnostice Martori privind netratati pacientii dintr-un RCT consecutivi (cu "standard Studiu de de aur" de Analize economice si decizionale Realizarea unui model economic sau de decizie

I

II

Studiu clinic randomizat (RCT) de calitate ridicata cu diferenta semnificativa din punct de vedere statistic sau fara o diferenta semnificativa din punct de vedere statistic, dar cu intervale de ncredere nguste. Recenzie sistematica a unor studii clinice randomizate (RCT) de nivelul I (iar rezultatele studiului au fost omogene) Studiu clinic randomizat (RCT) de calitate mai slaba (de exemplu, urmarire