Αποκατάσταση χρόνιων και μεγάλων ρήξεων του στροφικού πετάλου με τενόντιο εξωυμενικό αυτομόσχευμα: πειραματική μελέτη σε κονίκλους

Abstract

Purpose: Experimental studies on animal models have shown that an increase in repair tension of rotator cuff tears is related with detrimental changes to the healing insertion site and that the tension required grows with time following detachment. Therefore, in order to optimize healing in chronic and large tears we have to decrease the tension of repair. Our aim was to investigate whether and how extra-synovial autografts can enhance the reconstruction of chronic and large rotator cuff tears in a rabbit subscapularis model. Methods: Power analysis indicated that a sample size of 8 was required for biomechanical studies to detect a significant difference in ultimate load-to-failure. Twenty rabbits were used to create a large subscapularis tear bilaterally. Six weeks later, the right shoulder of each rabbit was operated to repair the tear with an extra-synovial autograft, whereas the left shoulder did not undergo any surgery. At 6 and 12 weeks after the second procedure, the specimens underwent biomechanical and histological evaluation. Six more rabbits were used only as a normal reference. Results: Biomechanical evaluation demonstrated that the ultimate load to failure of the Graft group (184.1 ± 35.7 N) was significantly higher (p = 0.04) than that of the Defect group (144.5 ± 32.2 N) at 12 weeks after repair, rising to 76% of the normal subscapularis tendon tensile strength. Additionally, the modes of failure were consistent with the biomechanical results. Αt 12 weeks after repair only one specimen of the Graft group failed at the footprint, suggesting strong tendon-to-bone healing and fixation. Histological analysis revealed an enhanced healing environment with neoangiogenesis and decreased inflammatory response at the repair site. Moreover, the tendon maturing score of the Graft group increased substantially from 6 (15.8 ± 0.9) to 12 (23.1 ± 0.6) weeks after repair (p = 0.01). Conclusion: Ex vivo data support the efficacy of extra-synovial autograft interposition in repairing chronic and large rotator cuff tears in a rabbit subscapularis model. The autografts were capable of enhancing the biomechanical properties of the repaired tendons, as evidenced by increased tensile strength, and forming new connective tissue simulating a fibrocartilage zone, as revealed by histological evaluation. Clinical relevance: This study suggests that the extra-synovial autograft is a safe and effective autologous tissue that, in combination with future investigations, can be utilized in rotator cuff reconstruction in humans. Taking into consideration the high number of animal models and different types of grafts utilized in rotator cuff research, this approach also represents a new strategy to study the healing environment after rotator cuff repair.

Σκοπός: Από προηγούμενες πειραματικές μελέτες έχει φανεί πως η αύξηση της τάσης στην συρραφή των τενόντων του στροφικού πετάλου σχετίζεται με καταστροφικές συνέπειες στην επούλωση και η πως η τάση που χρειάζεται αυξάνεται με το πέρασμα του χρόνου. Κατά συνέπεια, προκειμένου να βελτιστοποιηθεί η επούλωση πρέπει να μειωθεί η τάση της συρραφής. Στόχος της παρούσας μελέτης είναι η διερεύνηση του κατά πόσο και με ποιο τρόπο τα εξωυμενικά αυτομοσχεύματα μπορούν να ενισχύσουν την ανακατασκευή των χρόνιων και μεγάλων ρήξεων του στροφικού πετάλου στο μοντέλο του υποπλατίου στα κουνέλια. Μέθοδος: Με βάση την ανάλυση για τον υπολογισμό του δείγματος προσδιορίστηκε πως ο απαιτούμενος αριθμός για τον εντοπισμό στατιστικά σημαντικής διαφοράς στο μέγιστο φορτίο αποτυχίας είναι οκτώ. Είκοσι κουνέλια χρησιμοποιήθηκαν για τη δημιουργία μεγάλων ρήξεων του υποπλατίου αμφοτερόπλευρα. Έξι εβδομάδες αργότερα, ο δεξιός ώμος κάθε κουνελιού χειρουργήθηκε προκειμένου να αποκατασταθεί η ρήξη με τη χρήση εξωυμενικών αυτομοσχευμάτων, ενώ οι αριστεροί ώμοι δεν υποβλήθηκαν σε κάποια νέα επέμβαση. Στις 6 και 12 εβδομάδες μετά τη δεύτερη επέμβαση, ακολουθούσε ευθανασία και έπειτα εμβιομηχανική και ιστολογική εξέταση. Έξι επιπλέον κουνέλια χρησιμοποιήθηκαν μόνο ως αναφορά στο φυσιολογικό. Αποτελέσματα: Η εμβιομηχανική ανάλυση έδειξε πως το μέγιστο φορτίο αποτυχίας για τους ώμους με τα μοσχεύματα (184.1 ± 35.7 N) ήταν σημαντικά υψηλότερο (p = 0.04) από τους ώμους χωρίς μοσχεύματα (144.5 ± 32.2 N) στις 12 εβδομάδες μετά την αποκατάσταση, ανερχόμενο στο 76% της φυσιολογικής δύναμης ελκυσμού του τένοντα του υποπλατίου. Επιπλέον, ο τρόπος αποτυχίας των παρασκευασμάτων συνάδει με τα εμβιομηχανικά αποτελέσματα. Στις 12 εβδομάδες μετά την αποκατάσταση μόνο ένα παρασκεύασμα απέτυχε στην κατάφυση, υποδηλώνοντας ισχυρή οστεοτενόντια επούλωση και καθήλωση. Η ιστολογική ανάλυση αποκάλυψε έναν ευνοϊκό περιβάλλον επούλωσης με στοιχεία νεοαγγειογένεσης και περιορισμό της φλεγμονώδους διαδικασίας. Επιπλέον, το τροποποιημένο σκορ ωρίμανσης των τενόντων αυξήθηκε σημαντικά από τις 6 (15.8 ± 0.9) στις 12 (23.1 ± 0.6) εβδομάδες μετά την αποκατάσταση (p = 0.01). Συμπέρασμα: Με βάση τα αποτελέσματα, ex vivo δεδομένα υποστηρίζουν την αποτελεσματικότητα της χρήσης εξωυμενικών αυτομοσχευμάτων στην αποκατάσταση των χρόνιων και μεγάλων ρήξεων του στροφικού πετάλου με βάση το μοντέλο του υποπλατίου στα κουνέλια. Τα εν λόγω μοσχεύματα αποδείχθηκαν ικανά να ενισχύσουν τις εμβιομηχανικές ιδιότητες των τενόντων προς αποκατάσταση, όπως αποδείχθηκε από την αυξημένη δύναμη ελκυσμού, και να σχηματίσουν νέο συνδετικό ιστό που προσομοιάζει σε μία ινοχόνδρινη ζώνη, όπως αποκαλύφθηκε από την ιστολογική εξέταση. Κλινική εφαρμογή: Με την παρούσα μελέτη διαφαίνεται ότι το εξωυμενικό αυτομόσχευμα είναι ένας ασφαλής και αποτελεσματικός αυτόλογος ιστός που μπορεί να βρει εφαρμογή, σε συνδυασμό με μελλοντικές μελέτες, στην ανακατασκευή των ρήξεων του στροφικού πετάλου στον άνθρωπο. Με δεδομένο τον υψηλό αριθμό των πειραματικών μοντέλων και τύπων μοσχευμάτων που έχουν προταθεί για την μελέτη των ρήξεων του στροφικού πετάλου, αυτή η έρευνα παρουσιάζει επίσης ένα νέο πρωτόκολλο για την μελέτη της επούλωσης του στροφικού πετάλου.