Pređi na sadržaj

Resorpcija kosti

S Vikipedije, slobodne enciklopedije
Resorpcija kosti
SinonimiOsteolysis
Specijalnostiortopedija

Resorpcija kosti ili osteoliza je aktivna resorpcija koštanog matriksa od strane osteoklasta i može se tumačiti kao obrnuti proces od okoštavanja. Iako su osteoklasti aktivni tokom prirodnog formiranja zdrave kosti, termin "osteoliza" se posebno odnosi na patološki proces, koji se javlja u blizini proteze (koja izaziva ili imunološki odgovor ili promene u strukturnom opterećenju kosti), kada je edan od najistaknutijih razloga revizionih operacija kod totalne artroplastike zgloba. Osteoliza može biti uzrokovana i patologijama kao što su tumori kostiju, ciste ili hronična upala.

Ovaj biološki fenomen indukuju čestice habanja i proizvodi korozije koji stimulišu inflamatorni biološki odgovor okolnih tkiva. Konačni odgovori osteolize su aktivacija makrofaga što dovodi do resorpcije kosti i otkazivanja proteze. Različiti faktori su uključeni u iniciranje osteolize od bioloških problema, dizajna, specifikacija materijala i modela proteze do zdravstvenog stanja pacijenta. Ipak, faktori koji dovode do osteolize se ponekad mogu sprečiti. Promene u dizajnu implantata i proizvodnji polietilena nastoje da poboljšaju ukupno habanje.

Osteoliza je klinički asimptomatska i može se dijagnostikovati i analizirati tokom kontrolnih sesija pomoću različitih modaliteta i metoda snimanja, kao što su serijska radiografija, kompjuterizovana tomografija (KT), magnetna rezonantna tomografija (MRT) i metode zasnovane na obradi slike, posebno uz korišćenje algoritama veštačke neuronske mreže.

Osteoliza se može lečiti hirurški metodama ili nehirurški lekovima. Međutim, revizijske operacije su jedino rešenje za progresivnu osteolizu.

Biološki mehanizmi osteolize

[uredi | uredi izvor]

Osteoliza je aktivan biološki odgovor na;

  • čestice habanja,[1]
  • primarne tumore kostiju,[2]
  • metastatske bolesti.[3]

Ovaj fenomen koji je ćelijski posredovan biološki je proces koji dovodi do gubitka koštane mase kao direktne reakcije na stimulaciju makrofaga biološki aktivnim česticama. Primećeno je da je mehaničko habanje zglobne površine koja oslobađa ostatke habanja odgovorno za započinjanje ovog procesa. Ovaj ključni debris se fagocitira, što aktivira osteoklaste i makrofage i rezultuje resorpcijom kostiju.

Ćelije koje su uglavnom uključene u stvaranje odgovora na čestice nastale habanjem su:

  • fibroblasti,
  • limfociti,
  • makrofagi,
  • osteoklasti,
  • osteoblasti,
  • džinovske ćelije stranog tela.

Glavni ćelijski medijator osteolize su makrofagi koji pojedinačno učestvuju u resorpciji kostiju transformacijom u osteoklaste što dovodi do mnogo brže resorpcije. Ove ćelije luče različite citokine i prisutne su u pseudomembrani. Među njima, najvažnije ćelije su:[4][5][6]

Generalno, možemo razlikovati nusproizvode koji nisu povezani sa habanjem i koji su povezani sa habanjem. U svakoj fazi, čestice habanja se oslobađaju sa površine mekšeg materijala abrazijom i prijanjanjem površine ležaja.Tokom trajanja usluge, poznato je da sve artroplastike donjih ekstremiteta stvaraju čestice habanja.[7] Na osnovu biotriboloških eksperimenata, materijali koji su tvrdi slični keramici koji stvaraju nanoveličine habajuće čestice mogu izazvati upalu.[8] Takođe je primećeno da ostaci koštanog cementa i metalni ostaci imaju veze sa preosetljivošću i upalom.[9][10] Ipak, postoje ograničeni dokazi o uticaju dimenzije protetskih čestica, površinskog naboja, oblika i kapaciteta osteoklasta. Eksperimentalni dokazi takođe pokazuju da erozivna resorpcija kosti može izazvati infekciju protetskog zgloba ako se ne dijagnostikuje i ne leči rano.[11]

Takođe je poznato da lokalni hidrodinamički faktori mogu doprineti osteolizi. Smatra se da lokalni gradijenti pritiska tečnosti oko implantata stvaraju mehanizam za čestice da transportuju i potiskuju tečnost i da okružuju kost. Veoma visoki intraartikularni pritisci, uzrokovani pritiskom tečnosti, promene tokom kretanja mogu dovesti do smrti osteocita i posledično indukovati resorpciju kostiju osteoklasta.[12]

Konačno, takođe se primećuje da vrsta metalnih ostataka ima duboke posledice na stepen osteolize. Titanijum ima veći destruktivni stimulativni uticaj nego kobalt-hrom (KoHr). Rana smrt makrofaga uzrokovana česticama (KoHr) smanjuje inflamatorne medijatore, što dovodi do osteolize. S druge strane, ostaci titanijuma su manje toksični za makrofage, što izaziva gornje nivoe inflamatorne medijacije.[13] Pored toga, eksperimenti su pokazali da će srednja dimenzija čestica manja od 1,7 ± 0,7 um čestica habanja povećati stopu osteolize nakon THA.[14]

Vrste osteolize

[uredi | uredi izvor]

Osteolize se mogu razvrstati u nekoliko kategorija:

Distalna klavikularna osteoliza - poznata i kao osteoliza ramena (distalna klavikula), osteoliza AK zgloba ili „rame dizača tegova“ – utiče na akromioklavikularni zglob (AK zglob), na vrhu ramena. Ovo progresivno stanje uništava koštano tkivo u ključnoj kosti. AK zglob je mesto gde se akromion - deo lopatice (lopatice) susreće sa ključnom kosti (ključna kost) na svom distalnom (spoljnom) kraju. Povezani su akromioklavikularnim ligamentom. Veza ovim ligamentom nam omogućava da podignemo ruku iznad glave. Kod nekih ljudi, distalni kraj klavikule u AK zglobu može početi da gubi kalcijum, omekšava i erodira.

Osteoliza AK zgloba je najčešća među dizačima tegova i drugim sportistima koji rade značajan trening sa tegovima. Ali to takođe može uticati na ljude koji često podižu teške predmete iznad glave (kao što su radnici u građevinarstvu ili fabrici) ili na drugi način vrše silu na rame ponavljajućim pokretima iznad glave (kao što su teniseri ili igrači skvoša, takmičari u plivanju itd.).

Periprostetska osteoliza – koja pogađa neke ljude može se javiti kao komplikacija operacije zamene zgloba . Većina pacijenata se oporavlja od operacije zamene zglobova bez komplikacija. Ali povremeno se polietilen ili drugi materijali u implantatu zgloba mogu istrošiti. Kada se to dogodi, ostaci se mogu akumulirati u okolnom zglobnom tkivu. Ovo, zauzvrat, izaziva upalu koja može dovesti do degeneracije kosti.

Kod ljudi koji su imali zamenu kuka, kolena ili drugih zglobova, ključni znak periprostetske osteolize je aseptično popuštanje zglobne proteze (odnosno, popuštanje implantata bez ikakvih indikacija infekcije).

Ovo stanje često ne izaziva nikakve simptome do veoma kasno, nakon što je došlo do velikog gubitka kostiju. Iz tog razloga, pacijenti sa zamenom zgloba treba da imaju periodične kontrolne rendgenske snimke zgloba. Kada se pojave, simptomi osteolize oko zglobne proteze su generalno povezani sa otpuštanjem implantata

Akro-osteoliza (retka) - u kojoj kost u distalnim falangama (prstima ili prstima) šake ili stopala erodira i degenerisana. Osteoliza može biti uzrokovana osnovnim inflamatornim stanjem (infekcije, genetske poremećaje i probleme sa endokrinim sistemom). Akro-osteoliza se često viđa kod pacijenata koji imaju određena osnovna reumatska i inflamatorna stanja, uključujući:

  • dermatomiozitis
  • juvenilni idiopatski artritis
  • psorijatični artritis
  • Rejnoov fenomen
  • skleroderma

Akro-osteoliza se takođe javlja kod ljudi koji su:

  • često upotrebljavali vibracione električne alate (kao što su pneumatske bušilice)
  • bio izložen vinilhloridu
  • imali povišen nivo paratiroidnog hormona

Osteoliza izazvana tumorom kostiju, cistom ili hroničnom upalom

Istraživanja

[uredi | uredi izvor]

Iako su sprovedena mnoga istraživanja o ovom fenomenu, obično se prijavljuje samo incidenca. U stvari, za klasifikaciju osteolize, meri se zapremina lezije. Ovo se sprovodi merenjem površine osteolitičkih regiona na bočnim i anteroposteriornim rendgenskim snimcima. U nekim slučajevima se koristi samo jedan pogled. Na običnom rendgenskom snimku, obično se lezije femura mogu lako videti, dok to nije slučaj za lezije acetabuluma. Revizijske operacije su pokazale da su lezije iza acetabuluma veće od dimenzija koje se očekuju na preoperativnim radiografijama.[15][16]

Ne dovode sve osteolitičke lezije (omekšani deo pacijentove kosti) do otkaza iako se smatraju nepovoljnim medicinskim problemom i prediktivnim faktorom za kasnije štetne posledice. Postoje neke osteolitičke lezije koje su stabilne i ne šire se, dok postoje druge koje imaju karakteristike poput balona i mogu da se šire i propagiraju.[17][18]

Osteolitičke lezije mogu biti difuzne ili lokalizovane. Difuzna lezija može napredovati duž interfejsa ili biti stabilna.

U zavisnosti od lokacije, prognoza lezije može varirati. Iako lezije iza acetabularne komponente možda neće napredovati, one su prirodno ekspanzivne na ovoj lokaciji.[19]

Smatra se da cementni i bescementni implantati dovode do različitih bioloških procesa.[20] Kod cementiranih acetabularnih komponenti postoji tendencija da se pokaže obrazac osteolize koji dovodi do gubitka implantata, dok komponente bez cementa više pokazuju ekspanzivne lokalizovane lezije pri čemu čašica implantata ostaje stabilna.[21] Pored toga, iako labavljenje komponente implantata može prethoditi napredovanju ekspanzivne lezije, to se ređe dešava.

Dijagnoza

[uredi | uredi izvor]

Najpopularniji metod detekcije obima osteolitičkih lezija je kompjuterska tomografija (KT) dok je najosetljivija metoda magnetna rezonanca (MRT).

Studije su pokazale da je osetljivost kompjuterske tomografije i obične radiografije u detekciji osteolize 74,7% i 51,7%, što je respektivno, dok je odgovarajuća cifra za MRT 95,4%.[22] Štaviše, zahvaljujući MRT snimcima, nije moguće samo otkriti intrakapsularnu sinovijalnu bolest mnogo pre vidljivog gubitka kosti, već i otkriti granulomatozno tkivo uzrokovano ostacima habanja, što je zapravo zasluga ovog tomografskog modaliteta.[23]

Nasuprot tome, teško je identifikovati osteolitičke lezije na obični radiografskim snimcima iz dva razloga.

  • Prvo, vizuelizacija spužvaste kosti pored proteze može biti blokirana tibijalnom i femoralnim komponentama.
  • Drugo, pre nego što se otkriju bilo kakve promene u količini skeletnog kalcijuma na radiografskim snimcima, 50% njih je normalno izgubljeno.[24]

U poslednje vreme, zahvaljujući napretku u veštačkim neuronskim mrežama, ortopedi i medicinska struka široko koriste algoritme dubokog učenja uz pomoć biomedicinskih istraživanja za otkrivanje raznih tumora i preloma kostiju, analizu protetskih pokreta, itd. Kompjuterske studije su sprovedene posebno na temu osteolize jer postoje veoma ograničeni javni skupovi podataka za ovu temu, zbog striktne sličnosti između anatomskih regiona od interesa, svojstava tkiva, biološkog ponašanja, detekcije i analitičkih modaliteta, većina ove metode su primenljive za analizu i detekciju osteolize.

Prateći najnovije i najsavremenije potencijalne kompjuterske metode od poluautomatskih do automatskih metoda, ukratko se razmatraju softveri i algoritmi koji se mogu koristiti kao pomoć medicinskoj struci u analizi osteolitičkih lezija.

Terapija

[uredi | uredi izvor]

Postoje brojne nehirurške terapijske intervencije za lečenje osteolitičke lezije, ali one i dalje zahtevaju kliničko odobrenje da bi se verifikovale. Neki od njih su već prošli ograničene kliničke procene. Ipak, mora se utvrditi da progresivna osteoliza koja je rezultat habanja nije samo biološki proces, već je povezana i sa modularnim interfejsima, problemima sa materijalom ili kvarom površine ležaja. U tom pogledu, trenutno ne postoje dokazi koji bi dokazali da nehirurške metode lečenja mogu klinički da leče osteolizu osim odlaganja procesa. Iako trenutne promene u dizajnu implantata mogu pozitivno uticati na smanjenje čestica habanja i razvoj osteolize, samo vreme će dokazatin koliko je to korisno (iako postoje jaki rezultati istraživanja koji podržavaju ovo pitanje).

Izvori

[uredi | uredi izvor]
  1. ^ Lübbeke, A.; Garavaglia, G.; Barea, C.; Stern, R.; Peter, R.; Hoffmeyer, P. (2011). „Influence of patient activity on femoral osteolysis at five and ten years following hybrid total hip replacement”. The Journal of Bone and Joint Surgery. British volume (na jeziku: engleski). 93—B (4): 456—463. ISSN 0301-620X. doi:10.1302/0301-620X.93B4.25868. 
  2. ^ Ye L., Mason M. D., Jiang W. G. Bone morphogenetic protein and bone metastasis, implication and therapeutic potential. Frontiers in Bioscience . 2011;16(1):865–897. doi: 10.2741/3725.
  3. ^ Goodman S. B., Gibon E., Yao Z. The basic science of periprosthetic osteolysis. Instructional Course Lectures . 2013;62:201–206.
  4. ^ Horowitz S. M., Doty S. B., Lane J. M., Burstein A. H. Studies of the mechanism by which the mechanical failure of polymethylmethacrylate leads to bone resorption. The Journal of Bone & Joint Surgery . 1993;75(6):802–813. doi: 10.2106/00004623-199306000-00002.
  5. ^ Dumbleton J. H., Manley M. T., Edidin A. A. A literature review of the association between wear rate and osteolysis in total hip arthroplasty. The Journal of Arthroplasty . 2002;17(5):649–661. doi: 10.1054/arth.2002.33664.
  6. ^ Harris W. H. The lysis threshold: an erroneous and perhaps misleading concept? The Journal of Arthroplasty . 2003;18(4):506–510. doi: 10.1016/S0883-5403(03)00153-0.
  7. ^ Singh G., Reichard T., Hameister R., et al. Ballooning osteolysis in 71 failed total ankle arthroplasties. Acta Orthopaedica . 2016;87(4):401–405. doi: 10.1080/17453674.2016.1188346.
  8. ^ Bertrand, J.; Delfosse, D.; Mai, V.; Awiszus, F.; Harnisch, K.; Lohmann, C. H. (2018). „Ceramic prosthesis surfaces induce an inflammatory cell response and fibrotic tissue changes”. The Bone & Joint Journal (na jeziku: engleski). 100-B (7): 882—890. ISSN 2049-4394. doi:10.1302/0301-620X.100B7.BJJ-2017-1590.R2. 
  9. ^ Teo W. Z. W., Schalock P. C. Metal hypersensitivity reactions to orthopedic implants.
  10. ^ Ingram, Joanne H.; Kowalski, Rick; Fisher, John; Ingham, Eileen (2005). „The osteolytic response of macrophages to challenge with particles of Simplex P, Endurance, Palacos R, and Vertebroplastic bone cement particles in vitro”. Journal of Biomedical Materials Research Part B: Applied Biomaterials (na jeziku: engleski). 75B (1): 210—220. ISSN 1552-4973. doi:10.1002/jbm.b.30308. 
  11. ^ Green T. R., Fisher J., Matthews J. B., Stone M. H., Ingham E. Effect of Size and Dose on Bone Resorption Activity of Macrophages by in Vitro Clinically Relevant Ultra High Molecular Weight Polyethylene Particles . Hoboken, NJ, USA: Wiley Online Library; 2000
  12. ^ Van Der Vis H. M., Aspenberg P., Marti R. K., Tigchelaar W., Van Noorden C. J. F. Fluid pressure causes bone resorption in a rabbit model of prosthetic loosening.
  13. ^ Martin, J. K.; Luthra, M. G.; Wells, M. A.; Watts, R. P.; Hanahan, D. J. (1975-12-16). „Phospholipase A2 as a probe of phospholipid distribution in erythrocyte membranes. Factors influencing the apparent specificity of the reaction”. Biochemistry. 14 (25): 5400—5408. ISSN 0006-2960. PMID 54. doi:10.1021/bi00696a003. 
  14. ^ Schmalzried T. P., Jasty M., Rosenberg A., Harris W. H. Polyethylene wear debris and tissue reactions in knee as compared to hip replacement prostheses.
  15. ^ Schmalzried T. P., Jasty M., Rosenberg A., Harris W. H. Polyethylene wear debris and tissue reactions in knee as compared to hip replacement prostheses.
  16. ^ Soto M. O., Rodriguez J. A., Ranawat C. S. Clinical and radiographic evaluation of the harris-galante cup.
  17. ^ Rubash H. E., Sinha R. K., Paprosky W., Engh C. A., Maloney W. J. A new classification system for the management of acetabular osteolysis after total hip arthroplasty. Instructional Course Lectures . 1999;48:37–42.
  18. ^ Haddad F. S., Masri B. A., Garbuz D. S., Duncan C. P. Femoral bone loss in total hip arthroplasty: classification and preoperative planning. Instructional Course Lectures . 2000;49:83–96
  19. ^ Campbell D. G., Masri B., Garbuz D., Duncan C. P. Acetabular bone loss during revision total hip replacement: preoperative investigation and planning - pubmed. 2011.
  20. ^ Goodman, S. B.; Huie, P.; Song, Y.; Schurman, D.; Maloney, W.; Woolson, S.; Sibley, R. (1998). „Cellular profile and cytokine production at prosthetic interfaces: STUDY OF TISSUES RETRIEVED FROM REVISED HIP AND KNEE REPLACEMENTS”. The Journal of Bone and Joint Surgery. British volume (na jeziku: engleski). 80—B (3): 531—539. ISSN 0301-620X. doi:10.1302/0301-620X.80B3.0800531. 
  21. ^ Zicat, B; Engh, C A; Gokcen, E (1995). „Patterns of osteolysis around total hip components inserted with and without cement.:”. The Journal of Bone & Joint Surgery (na jeziku: engleski). 77 (3): 432—439. ISSN 0021-9355. doi:10.2106/00004623-199503000-00013. 
  22. ^ Papandrianos N., Papageorgiou E., Anagnostis A., Papageorgiou K. Efficient bone metastasis diagnosis in bone scintigraphy using a fast convolutional neural network architecture. Diagnostics . 2020;10(8):p. 532. doi: 10.3390/DIAGNOSTICS10080532.
  23. ^ Potter H. G., Nestor B. J., Sofka C. M., Ho S. T., Peters L. E., Salvati E. A. Magnetic resonance imaging after total hip arthroplasty: eva. 2013.
  24. ^ Madkour M. M., Sharif H. Bone and joint imaging.

Spoljašnje veze

[uredi | uredi izvor]
Klasifikacija
Molimo Vas, obratite pažnju na važno upozorenje
u vezi sa temama iz oblasti medicine (zdravlja).
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Ресорпција_кости&oldid=28145708”