Desenvolvimento de articulações artificiais baseadas em tumores

Nos últimos anos, a utilização de próteses à base de tumores na China tem vindo a aumentar de ano para ano. Em comparação com outros métodos de reconstrução, a reconstrução protética tem a vantagem de suportar ambulação precoce e função pós-operatória mais satisfatória, mas a incidência de complicações tais como infecção, afrouxamento e fractura é ainda elevada. A infecção é a complicação mais difícil de gerir, e os recentes desenvolvimentos em próteses não conduziram a uma diminuição das taxas de infecção. A principal causa do afrouxamento asséptico é o mascaramento de stress ou a concentração de stress, que pode ser reduzida através de melhorias no desenho de próteses, tais como a recente emergência de uma nova prótese baseada em tumores “pressurizados”, que alcançou resultados satisfatórios a curto prazo, evitando o mascaramento de stress. As próteses alongadas estão a tornar-se o tratamento de escolha para a preservação dos membros em crianças, particularmente com o recente aparecimento de próteses alongadas não invasivas. Um número significativo de próteses baseadas em tumores ainda necessita de cirurgia de revisão todos os anos. O método de fixação da prótese (cimentada ou fixada biologicamente) continua a ser um tema quente neste campo. A literatura recente tem relatado baixas taxas de afrouxamento asséptico tanto para a fixação de cimento como para a fixação biológica, e o júri ainda está fora sobre qual o método mais vantajoso. Embora a reconstrução protética artificial tenha vantagens claras sobre outros métodos de reconstrução em alguns aspectos, outros métodos de reconstrução como o auto-enxerto/aloenxerto, a reconstrução de próteses compostas de aloenxerto (APC) ou a moldagem rotacional também devem ser considerados ao escolher um método de reconstrução. Outros métodos de reconstrução tais como a moldagem rotativa podem ser escolhidos, e só escolhendo o método de reconstrução apropriado de acordo com o caso específico é que se podem obter os melhores resultados de tratamento. No início da década de 1970, com o advento do Memorial Sloan – Kettering Cancer Centre nos EUA e a introdução de regimes de quimioterapia baseados em adriamicina e metotrexato de alta dose para osteossarcoma, cirurgiões como Ralph Marcove, Kenneth Francis e Hugh Watts começaram a utilizar próteses personalizadas para reconstruir tumores após a ressecção. Isto marcou o início da terapia de preservação de membros no campo dos tumores ósseos. O desenvolvimento da terapia de preservação de membros foi o resultado de uma abordagem multidisciplinar que incluiu uma compreensão mais profunda da biologia do tumor, o advento da quimioterapia neoadjuvante, técnicas de imagem precisas, técnicas cirúrgicas sofisticadas, avanços na ciência dos materiais e o desenvolvimento progressivo de designs protéticos. O desenvolvimento combinado destas disciplinas levou ao aperfeiçoamento da terapia de preservação de membros para malignidades primárias do osso no final da década de 1970. Aloenxerto, auto-enxerto, endopróteses e próteses compostas alo/autográficas (APC) são os tipos mais comuns de reconstrução utilizados na terapia de preservação de membros. Inicialmente, as próteses baseadas em tumores para reconstrução de grandes defeitos ósseos após a ressecção do tumor eram endopróteses feitas por medida, mas devido ao aumento do número de cirurgias, ao longo tempo de espera para produção de próteses pré-operatórias e à necessidade de ajustamentos de tamanho intra-operatórios, os fabricantes de próteses começaram gradualmente a pré-produzir próteses feitas por medida em diferentes tamanhos. Este foi o predecessor das próteses modulares. No início da década de 1980, foi introduzida a endoprótese modular. O principal desenvolvimento em próteses oncológicas durante o mesmo período foi a técnica de biofixação, representada pelo sistema de ressecção modular do fémur e tíbia de Kotz (KMFTR), que foi o predecessor do Stryker HMRS (howmedica modular resection system) nos EUA. O desenho é o predecessor do Stryker HMRS (sistema modular de ressecção howmedica). A prótese modular é caracterizada pelo seu pequeno tamanho e é montada no local de acordo com o comprimento da osteotomia e as características esqueléticas do paciente. As vantagens da prótese modular são tão notáveis que está gradualmente a substituir a prótese personalizada e a tornar-se o desenho principal. Contudo, para alguns casos especiais, tais como os que requerem uma prótese de tamanho especial ou uma prótese de tamanho especial, a prótese feita à medida é ainda retida como um complemento à prótese modular. Nos últimos 10 anos, a utilização de próteses modulares tem sido significativamente mais elevada do que a de próteses feitas à medida no estrangeiro. As vantagens da prótese modular incluem o facto de apenas o componente danificado ser substituído durante a revisão e de a prótese poder ser alongada através da alteração do componente protético para reduzir o encurtamento dos membros. As próteses oncológicas de joelho (próteses femorais inferiores e tibiais superiores) utilizadas desde finais dos anos 70 até meados dos anos 80 tinham uma estrutura simples de dobradiças. Devido à elevada incidência de afrouxamento asséptico no seguimento, e à crescente compreensão da biomecânica do joelho, o joelho com tumor de articulação rotativa foi introduzido em meados da década de 1980. Grimer et al., em 1991, relataram resultados precoces do acompanhamento da utilização de joelhos de dobradiças rotativas para a reconstrução da preservação dos membros. A incidência de afrouxamento asséptico foi reduzida em comparação com uma simples prótese articulada [2]. A actual prótese oncológica de joelho é essencialmente do tipo de construção de dobradiças rotativas. Nos últimos anos, a literatura sobre a reconstrução de grandes defeitos ósseos após ressecção tumoral concluiu que a reconstrução protética é o método preferido de reconstrução. As vantagens da reconstrução protética incluem a estabilidade pós-operatória imediata e a ambulação precoce do peso, e uma melhor função pós-operatória a curto e longo prazo [7]. A principal vantagem das próteses artificiais sobre a reconstrução de aloenxertos é a menor incidência de infecção. A reconstrução protética do fémur superior, do fémur inferior, da tíbia superior, do úmero superior e da escápula é muito fiável. A reconstrução da tíbia superior e do acetábulo ainda é difícil. As próteses artificiais podem proporcionar uma reconstrução forte e estável no período pós-operatório precoce, mas a taxa de falha protética permanece elevada à medida que o doente sobrevive mais tempo[7]. (i) Prognóstico de próteses artificiais Os artigos sobre próteses artificiais nos últimos anos têm-se concentrado nos seus resultados de seguimento. A definição de falha de prótese varia de literatura para literatura, resultando em alguma variação nas taxas de sobrevivência das próteses estatísticas. A maioria da literatura define falha de prótese como qualquer caso em que uma substituição parcial ou completa da prótese artificial é necessária por qualquer razão. As taxas de sobrevivência de 5 anos para próteses artificiais na literatura publicada nos últimos dois anos são de 65-94%. O local da prótese é o principal factor que afecta a sobrevivência da prótese, com a maior taxa de sobrevivência para a prótese supra-humeral, 88-93% para a prótese femoral inferior e 58% para a prótese tibial superior. Bickels et al[7] relataram resultados de seguimento a curto prazo de 2 anos para 110 próteses baseadas em tumores para o fémur inferior. 73 dos 110 casos tinham uma prótese montada em grupo, todas elas próteses de dobradiça rotativa cimentadas. As principais complicações foram infecção profunda (5,4%) e afrouxamento asséptico (5,4%). As taxas de sobrevivência de 5 e 10 anos para as próteses foram de 93% e 88% respectivamente. A taxa global de preservação dos membros foi de 96% e a taxa de excelência funcional de 85%.Yasko et al. relataram os resultados do seguimento a longo prazo de 54 casos com joelhos do tipo de tumores tipo articulações de Finn entre 1991 e 1999, todos com próteses cimentadas. A pontuação funcional mediana do MSTS foi de 84%. Além disso, a revisão da reconstrução óssea falhada do aloenxerto utilizando uma prótese artificial foi acompanhada durante uma média de 77 meses após a cirurgia, com uma taxa de sobrevivência de 5 anos de 92% para a prótese [14]. A taxa de sobrevivência de 3 anos para as próteses baseadas em tumores relatada na literatura doméstica relevante foi de 81,8%, com uma taxa de sobrevivência de 5 anos de 65%. (ii) Função pós-operatória dos pacientes Há muitos relatórios na literatura sobre o resultado funcional do membro afectado após a cirurgia de preservação do membro, mas há uma falta de resultados prospectivos e sistemáticos baseados em medicina baseada em evidências. Há um número significativo de casos em que a pontuação funcional final não estava disponível em todos os relatórios até agora. A avaliação funcional é geralmente realizada utilizando os sistemas MSTS 1987 ou MSTS 1993 [18]. o sistema de pontuação MSTS é uma pontuação administrada por um médico e os resultados são subjectivos. O TESS (Toronto Extremity Salvage Score), uma pontuação funcional administrada pelo paciente, elimina o factor subjectivo do médico e deve ser usado como uma referência importante no trabalho clínico. A literatura relata pontuações MSTS de 60-78% para o úmero superior, 60-73% para o fémur superior, 66-85% para o fémur inferior e 74-83% para a tíbia superior após reconstrução protética. A ressecção extra-articular foi globalmente menos funcional do que a ressecção intra-articular. (iii) Complicações relacionadas com próteses artificiais Com o avanço contínuo das técnicas cirúrgicas, a melhoria do desenho das próteses e o desenvolvimento contínuo de materiais artificiais, as próteses artificiais baseadas em tumores passaram por diferentes fases, e as principais complicações de cada fase são diferentes: antes de 1980 havia menos aplicações de reconstrução de próteses metálicas de grande segmento, e as principais complicações das próteses eram a falha mecânica e a infecção; desde o início dos anos 80 até meados dos anos 90, devido à Do início dos anos 80 até meados dos anos 90, devido ao uso maciço de próteses baseadas em tumores, as pessoas acumularam mais experiência e melhoraram o desenho da prótese, a principal complicação foi o afrouxamento asséptico; do final dos anos 90 até ao presente, as pessoas reduziram a incidência de afrouxamento asséptico através de vários métodos, e a infecção tornou-se novamente a principal complicação da prótese artificial. 1. infecção protética. A prevenção e o tratamento da infecção protética continua a ser um problema difícil na terapia de preservação dos membros. A infecção é a principal causa de falha na reconstrução protética relatada na literatura recente, e a infecção é a segunda principal causa de amputação após a preservação dos membros após a recorrência local. A taxa de infecção protética na literatura recente é de 5,2-12%, e a taxa de infecção protética não diminuiu significativamente nos últimos anos. A maior incidência de infecção ocorre na prótese tibial superior e a mais baixa no úmero superior. Além disso, o alongamento protético em pacientes pediátricos leva a um aumento da taxa de infecção. Algumas publicações referem um aumento nas taxas de infecção com quimioterapia, mas outras não referem qualquer aumento nas taxas de infecção com quimioterapia. A taxa de sucesso da cirurgia de revisão de infecção é de 70%, e na maioria dos casos de infecção, a segunda fase de revisão é geralmente escolhida e a segunda fase de implantação da prótese deve ser feita após a conclusão da quimioterapia. De facto, para além da transferência inicial do retalho muscular gastrocnémico, é também necessária uma transferência livre do retalho muscular para melhorar a cobertura dos tecidos moles durante a cirurgia de revisão. 2. afrouxamento asséptico. O afrouxamento asséptico continua a ser uma complicação importante da reconstrução protética. A incidência do afrouxamento asséptico relatada na literatura nos últimos anos tem variado entre 0-56%. A incidência de afrouxamento asséptico está relacionada com o local da prótese, com diferentes resultados relatados na literatura. A maior taxa de afrouxamento é observada com a prótese tibial superior e o melhor prognóstico é observado com a prótese humeral superior. Uma das publicações mais citadas na literatura sobre afrouxamento de próteses é um artigo de Unwin de 1996 no qual a incidência de afrouxamento asséptico em 10 anos foi de 6,2% no segmento femoral superior, 32,6% no segmento femoral inferior e 42% no segmento tibial superior, com a maioria do afrouxamento a ocorrer no terceiro a oitavo ano de pós-operatório. Nos últimos anos, foi relatado um número de grandes casos em que não ocorreu qualquer afrouxamento asséptico nos casos de seguimento, o que é consistente com a sabedoria convencional. A literatura publicada anteriormente tem mostrado casos de afrouxamento asséptico nos 2 anos seguintes à cirurgia. Isto pode dever-se a melhorias no desenho de próteses e à escolha do método de fixação. Para reduzir a incidência de afrouxamento asséptico, o enxerto ósseo na junção osso-prótese hospedeira pode ser utilizado para promover a formação de pontes ósseas extra-córticas, uma vez que impedem a entrada de resíduos de desgaste protético na interface osso-prótese, impedindo assim o afrouxamento asséptico. Além disso, o afrouxamento asséptico é significativamente mais comum em doentes pediátricos do que em adultos, e acredita-se agora que o afrouxamento asséptico é um processo e não uma consequência de complicações com a prótese, que se não intervierem activamente, conduzirão inevitavelmente a complicações mecânicas, tais como desgaste do revestimento e fractura da prótese. 3. desgaste do forro de polietileno. A incidência de desgaste do revestimento de polietileno aumenta à medida que a prótese artificial é utilizada por períodos de tempo mais longos, com uma maior incidência de desgaste do revestimento de polietileno em próteses articuladas simples do que em próteses articuladas rotativas. Num seguimento a longo prazo de 335 casos de reconstrução de prótese femoral inferior, Meyer et al. descobriram que 55 casos necessitaram de substituição do revestimento e que o tempo médio para a substituição do revestimento após a cirurgia inicial foi de 11 anos, com alguns pacientes a necessitarem possivelmente de substituição, e recomenda-se que o revestimento seja activamente substituído, uma vez que isto pode levar a outras complicações, tais como o afrouxamento asséptico. 4. deslocamentos. A luxação da anca é a complicação mais comum da prótese femoral superior, com uma taxa de luxação de 11-15%. Actualmente, a anca femoral superior é geralmente reconstruída usando uma cabeça de dupla acção, com a cápsula da anca rotineiramente retida e geralmente sem moldagem acetabular. Além disso, a estabilidade da anca pode ser aumentada pela reconstrução muscular local e a retenção da cápsula da anca não aumenta a recorrência de tumores. A incidência de luxação da prótese do tipo tumor do joelho é baixa e está principalmente relacionada com o desenho da prótese. Os componentes tibiais da maioria dos fabricantes de próteses são concebidos de acordo com um padrão de desenho de ≥39mm de distração do joelho antes de ocorrer a luxação. A análise biomecânica de Eckardt de seis componentes tibiais rotativos comuns de próteses nos EUA descobriu que os componentes laterais da tíbia <4,5cm de comprimento têm um maior risco de luxação, e que tais componentes tibiais não devem ser utilizados em pacientes com extensa ressecção de tecido mole para tumores. 5. outros. As complicações patelofemorais são facilmente negligenciadas, e Healey et al. encontraram complicações patelofemorais em 35 (63%) dos 27 casos de joelhos das dobradiças rotativas do fémur inferior, incluindo 11 casos de impacto patelar, 2 casos de fractura patelar e 2 casos de osteonecrose. A relação entre o comprimento do tendão patelar e a altura do ponto de fixação do tendão patelar (ou seja, a distância entre a tangente da superfície articular da tíbia e a tuberosidade tibial nas radiografias laterais do joelho) foi de 0,9 em média em pacientes com impacto patelar, o que foi significativamente inferior ao de pacientes sem impacto, que foi de 1,4. A função pós-operatória da patela baixa foi mais pobre do que a da patela normalmente posicionada. Em casos de dor no joelho induzida pela patela, uma substituição da superfície patelar deve ser considerada para alívio sintomático em caso de revisão ou outros motivos de reoperação. Questões quentes na reconstrução de próteses baseadas em tumores a) Métodos de fixação Ainda não é possível comparar a fixação de cimento com a fixação biológica. Foram relatados na literatura resultados satisfatórios de seguimento para próteses cimentadas, enquanto que os resultados de seguimento para próteses biológicas também são satisfatórios. Não existem estudos clínicos controlados aleatórios na literatura sobre ambos os métodos de fixação para o mesmo tipo de prótese e não existem provas suficientes para provar qual o método de fixação que facilita a remoção da prótese durante a cirurgia de revisão. A taxa de afrouxamento asséptico das próteses cimentadas tem diminuído nos últimos anos. As tensões na interface osso-prótese ou prótese cimentada são significativamente mais baixas com próteses de dobradiça rotativa do que com próteses de dobradiça simples. Além disso, o desenho da gola na junção osso-prótese com spray de hidroxiapatita é eficaz para promover a formação de pontes extra-córticas e assim reduzir a incidência de afrouxamento asséptico, e duas publicações relataram uma menor incidência de afrouxamento asséptico com fixação de cimento não tradicional do que com fixação de cimento tradicional. No método tradicional de fixação com cimento, a cavidade medular é expandida para um diâmetro 3-4 mm superior à haste da prótese, resultando num cimento de 2 mm de espessura à volta da haste, enquanto que na técnica de fixação com cimento não tradicional, a cavidade medular é expandida exactamente para o mesmo tamanho que a haste da prótese, proporcionando uma fixação estável com a inserção da prótese antes da fixação com cimento, e o pequeno espaço entre a prótese e o osso é preenchido com cimento antes da fixação final da prótese para proporcionar uma fixação mais forte. A vantagem deste método de fixação é que permite a utilização de uma prótese cimentada. A vantagem deste método de fixação é que pode ser utilizada uma haste de diâmetro mais espesso, reduzindo assim o risco de fractura da haste; além disso, pode ser retido mais volume ósseo. O desenho da prótese é mais importante do que a técnica de fixação e Grimer relatou recentemente resultados clínicos preliminares de uma nova técnica de fixação femoral distal, a prótese pressurizada (Biomet, EUA). Esta prótese utiliza pressão gerada por mola na extremidade quebrada da osteotomia para evitar o mascaramento do stress, e a extremidade proximal da prótese é fixada com um pino de bloqueio. A gola da prótese é pulverizada com hidroxiapatite para facilitar o crescimento ósseo e o lado tibial é cimentado. O resultado clínico desta prótese requer um acompanhamento adicional, mas os resultados iniciais são satisfatórios. O'Donnell relatou recentemente que a quimioterapia afecta a remodelação óssea e até então não houve provas objectivas de um efeito da quimioterapia na remodelação óssea. Está agora demonstrado que a quimioterapia conduz a uma maior taxa de complicações protéticas e o cirurgião deve considerar o efeito da quimioterapia na prótese ao seleccionar a fixação para diferentes casos. (ii) Proteses prolongadas A desigualdade de membros após a preservação de membros em crianças tem sido uma questão quente no campo da preservação de membros nos últimos anos. Com a melhoria contínua na concepção de próteses alongáveis, o problema do comprimento desigual dos membros pode ser resolvido ajustando o comprimento da prótese após a implantação. A prótese alongável passou por três fases de desenvolvimento: alongamento invasivo, alongamento minimamente invasivo e alongamento não-invasivo. A primeira prótese alongável foi utilizada pela primeira vez em 1976 e a primeira geração de próteses alongáveis foi representada pelo SEER (Stanmore Extensible Endoprosthetic Replacement) no Reino Unido, que passou pelo desenho de tracção sem fim, o desenho com enchimento de bola de tungsténio (1982), o desenho de colarinho em forma de C (1988) e o desenho minimamente invasivo prótese de desenho (1993). A segunda geração de próteses extensíveis, a prótese modular, é tipificada pela prótese HMRS. Seguiu-se a prótese extensível automática, onde o mecanismo de alongamento é um mecanismo de catraca accionado por um movimento de flexão do joelho, que prolonga a prótese por meio de um parafuso. Seguiu-se a prótese não-invasiva de alongamento Phénix, que foi inventada pela primeira vez em França e foi refinada desde os anos 90, estando agora comercialmente disponível como a prótese Repiphysis (Wright, EUA). A prótese alongável é alongada pela acção de um campo electromagnético fora do corpo. A prótese alongável mais frequentemente utilizada é a prótese alongável minimamente invasiva ou não-invasiva. As indicações para seleccionar uma prótese alongável são geralmente >3cm de encurtamento antecipado de membros inferiores e >5cm de encurtamento de membros superiores. a reconstrução da prótese alongável não é geralmente necessária para raparigas >11 anos de idade e rapazes >13 anos de idade, uma vez que podem minimizar a desigualdade dos membros seleccionando uma prótese ligeiramente mais longa e utilizando uma prótese biologicamente fixa de haste fina na superfície articular não envolvida contralateral (que tem um efeito mínimo no crescimento epifisário). A desvantagem da prótese não-invasiva alongável é que só pode ser cimentada, uma vez que o mecanismo de alongamento da prótese pode ser danificado pelo impacto violento de um martelo se for realizada uma fixação biológica. Além disso, os pacientes com próteses não invasivas alongáveis não podem ser submetidos a exames de ressonância magnética, uma vez que o campo magnético do exame de ressonância magnética irá afectar o dispositivo de alongamento. O principal problema com as próteses alongáveis é o afrouxamento asséptico. Isto acontece porque o crescimento dos ossos da criança aumenta o diâmetro transversal dos ossos e a cavidade medular, e o elevado nível de actividade da criança é outra causa de afrouxamento. Se a criança desenvolver um afrouxamento asséptico na idade adulta, a prótese alongável deve geralmente ser substituída por uma prótese de adulto normal. Outro grande problema com próteses alongáveis é a rigidez articular, que se encontra principalmente nas próteses invasivas alongáveis. A razão da rigidez é, por um lado, a grave contractura da cicatriz da ferida causada por múltiplas cirurgias, o que dificulta a reabilitação; por outro lado, o relativo encurtamento do tendão patelar e do tendão quadríceps quando o membro é alongado e flexionado, o que dificulta a flexão. Além disso, a rigidez articular pode ser um sinal precoce de uma infecção de baixo grau e deve ser levada a sério. Embora muitas próteses de alongamento minimamente invasivas estejam agora a substituir as próteses alongadas abertas tradicionais, as próteses alongadas minimamente invasivas podem ainda aumentar as hipóteses de infecção do paciente. Os procedimentos de alongamento abertos tradicionais têm uma maior probabilidade de causar infecção do que os procedimentos de alongamento minimamente invasivos, e a reconstrução das próteses de alongamento da tíbia superior continua a ter a maior probabilidade de infecção de qualquer sítio. Outro avanço no desenho de próteses é a prótese de base biológica preservada de superfície articular não-invasiva alongável, onde a prótese é fixada à superfície articular preservada numa extremidade por um spray de hidroxiapatite e um pequeno parafuso de fixação, o que permite que a superfície articular afectada seja preservada. Uma publicação recente relatou a utilização deste tipo de prótese para reconstrução de membros após ressecção tumoral em oito pacientes com osteosarcoma do fémur distal, com um seguimento médio de 24 meses após a cirurgia e com peso total com 6 semanas de pós-operatório; não houve complicações relacionadas com próteses ou cirurgia de revisão. Um paciente foi submetido a um alongamento não invasivo com uma pontuação média de MSTS93 de 80%. Se esta concepção de prótese se revelar bem sucedida na prática, tem o potencial de mudar a sabedoria convencional no que diz respeito ao tratamento de certos tumores. À medida que se acumulam mais resultados de seguimento clínico, o desenho e a utilização de próteses baseadas na oncologia continuarão a melhorar. A concepção de próteses mais compatíveis com o ambiente biomecânico humano reduzirá efectivamente a incidência de afrouxamento asséptico e fractura protética. Nos próximos anos, o foco continuará a ser a actualização da concepção de próteses para reduzir falhas mecânicas, a melhoria da concepção de próteses extensíveis não invasivas para crianças, e a escolha de métodos de fixação. O desenvolvimento de próteses artificiais irá certamente permitir que mais pacientes com malignidades ósseas retenham um membro funcional com uma duração de vida mais longa e menos complicações.