Infortunio legamento crociato anteriore: tempi guarigione e fattori psicologici

Il legamento crociato anteriore (ACL) è importante per la stabilità del ginocchio essendo un “freno” passivo primario della traslazione tibiale anteriore, contribuendo inoltre alla stabilità rotazionale nei diversi piani (1).

Movimenti come il salto o rapidi cambi di direzione laterale sono particolarmente controllati da questo legamento (2).

L’instabilità articolare causata dall’infortunio dell’ ACL porta a una significativa compromissione delle attività quotidiane, in particolare in atleti o in individui attivi giovani (2).

Classicamente, la lesione del ACL si verifica dopo un trauma in valgo e rotazione interna/esterna, durante il movimento di atterraggio o in bruschi cambi di direzione, di solito in condizioni di non contatto (senza contatto diretto con il ginocchio) (2).

Oltre all’instabilità causata da lesioni dell’ACL, l’evoluzione alla precoce osteoartrosi rappresenta una preoccupazione importante nella prognosi a lungo termine (1,3).

Nonostante le diverse opzioni di trattamento proposte fornite al paziente, la ricostruzione del ACL è rimasta il gold standard per trattare la lesione del legamento crociato anteriore (4,5 6,7)

In effetti, la ricostruzione del ACL è consigliata nel 60-90% dei casi di lesioni (6). Tra i diversi materiali utilizzati come neo-legamento, gli autoinnesti (autografts) spesso portano a risultati migliori rispetto ai legamenti artificiali o agli allotrapianti (6), ti invito per approfondimenti sulle possibili tecniche operatorie e i tempi di intervento ad approfondire nell’articolo che ho scritto sull’argomento

Il ritorno allo sport è un indicatore importante per valutare il successo della ricostruzione del LCA (7). Secondo una meta-analisi, un paziente su tre non è tornato al livello di attività pre-infortunio e 8 il 45% non è riuscito a tornare allo sport a livello agonistico (7).

Nonostante le prestazioni raggiunte nello sport, i risultati soddisfacenti vanno dal 75 al 97% dei pazienti (8). Tuttavia, possono verificarsi risultati meno favorevoli fino al 25% dei casi, a seconda dei metodi di valutazione usati (8).

Il Fallimento nella ricostruzione del ACL è caratterizzato dall’incapacità del paziente di ritornare alle attività di routine o nel non avere stabilità del ginocchio (5). I principali segni e sintomi clinici osservati nei casi di fallimento della operazione sono l’instabilità articolare, edema persistente e dolore cronico (7). Pertanto, i fattori meccanici e biologici vengono valutati per comprendere meglio il motivo del fallimento e ottenere migliori risultati funzionali.

I fattori meccanici includono la scelta dell’innesto, imprecisioni nella raccolta dell’innesto, metodi di fissazione inappropriati ed errori nel posizionamento dei tunnel ossei. Il mal-posizionamento del tunnel femorale è la principale causa di fallimento nella ricostruzione del ACL (8,9).

Una posizione inadeguata dell’innesto può portare alla perdita di movimento del ginocchio, impingment dell’innesto stesso e maggiore frequenza di ri-rottura (8,9).

Oltre ai fattori meccanici dovrebbe verificarsi anche una risposta biologica adeguata (10).

I fattori biologici correlati all’insuccesso della ricostruzione del ACL includono abbondante presenza di liquido sinoviale dopo la lesione del ACL, la necrosi durante il prelievo dell’innesto e la perforazione ossea (10).

Inoltre fattori meccanici e biologici sfavorevoli possono indurre il rilascio di citochine infiammatorie da parte di macrofagi, sinoviociti o fibroblasti, attivando gli osteoclasti e stimolando  la produzione di metalloproteinasi (MMP) provocando la degradazione dei componenti della matrice extracellulare (ECM) (8).

Al fine di migliorare i risultati dopo la ricostruzione del ACL , un numero crescente di evidenze suggerisce che il potenziamento del processo biologico è benefico nella guarigione dell’innesto (4,11).

La diversa origine istologica dell’ACL rende l’incorporazione dell’innesto nell’osso un processo di guarigione complesso e lento suddiviso in osteointegrazione e legamentizzazione intra-articolare (4,11).

Diverse strategie per migliorare la guarigione dell’ACL sono state studiate nella scienza ortopedica di base come l’uso di cellule mesenchimatiche, plasma ricco di piastrine (PRP), terapie geniche, azioni biofisiche e farmacologiche (4,11).

Infortunio legamento crociato anteriore: processo di guarigione ACL

Il processo di guarigione dell’innesto dopo la ricostruzione del ACL prevede tre fasi (11):

1. Fase di guarigione precoce
2. Fase proliferativa
3. Fase di legamentizzazione

La fase di guarigione precoce comprende il periodo fino alla 4a settimana postoperatoria ed è inizialmente caratterizzata da ipocellularità e aumento della necrosi, principalmente al centro dell’innesto (5).

Qui, le risposte infiammatorie innescate nel sito della lesione sono caratterizzate dal rilascio di citochine e chemochine che portano alla produzione di fattori di crescita culminanti con la migrazione e proliferazione delle cellule, con rivascolarizzazione e sintesi di componenti dell’ECM (12). Oltre alle citochine pro-infiammatorie, anche le specie reattive dell’ossigeno (ROS) sono modulatori del reclutamento cellulare (13) .Il rimodellamento dei tessuti inizia anche durante la fase precoce tra la 1a e la 2a settimana con l’afflusso di neutrofili e macrofagi nella periferia dell’innesto (12).

Circa 4 settimane dopo l’impianto dell’innesto, inizia la fase proliferativa con l’infiltrazione di cellule derivate dal liquido sinoviale, dal residuo nativo dell’ACL o da elementi del midollo osseo rilasciati durante la perforazione dei tunnel ossei (11,14). Le proprietà meccaniche dell’innesto diminuiscono fino alla 6 ° settimana postoperatoria ed sono potenzialmente associate alla rottura delle fibre di collagene dell’innesto (11).

La fase proliferativa è caratterizzata dalla massima attività cellulare e dalle alterazioni dell’ECM (11). Questa fase è definita come il periodo tra la 4a e la 12a settimana dopo l’intervento (11). La cellularità aumenta progressivamente con i cluster cellulari osservati principalmente nella periferia dell’innesto e nelle aree acellulari centrali (11). Queste aree ipercellulari sono formate da cellule mesenchimali e fibroblasti, che secernono diversi fattori di crescita, 7 come bFGF, TGF-beta, PDGF (11). Al termine di questa fase, la cellularità diminuisce progressivamente, ma rimane comunque elevata rispetto all’ACL nativo (11). Durante questo periodo si osserva un gran numero di miofibroblasti, che sono in grado di esercitare una tensione isometrica nell’ambiente cellulare ed extracellulare (11).

Il numero di miofibroblasti aumenta progressivamente durante i primi 3 mesi dopo l’intervento e sono responsabili del ripristino della tensione necessaria per il successivo processo di legamentizzazione (11). È interessante notare che, sebbene il numero di miofibroblasti è considerevole durante il recupero, l’invasione cellulare è inferiore a quella del tendine normale (15).

In risposta all’ipossia durante la necrosi avascolare nella prima fase di guarigione, si ha un aumento dell’espressione del fattore di crescita dell’endotelio vascolare (vascular endothelial growth factor, VEGF), con conseguente intensa rivascolarizzazione (5). Questo processo, come nell’infiltrazione cellulare, si estende dalla periferia all’intero innesto (11).

L’aumento della vascolarizzazione e l’azione dell’infiltrato extracellulare riducono la capacità meccanica del tessuto, pertanto, si ritiene che l’innesto abbia le proprietà meccaniche inferiori dalla6 a -all’ 8a settimana dopo la ricostruzione (11).

Inoltre, si ha una riduzione della densità delle fibrille di collagene di grande diametro che sono predominanti nell’ACL nativo, che vengono progressivamente sostituite da fibrille di piccolo diametro, la cui resistenza meccanica è inferiore (11-16). La mancanza di resistenza meccanica nel neo-legamento è giustificato anche dall’aumento della concentrazione di collagene di tipo III (11-16).

La maggior parte delle conoscenze raccolte sulla guarigione dell’ACL si basa su modelli animali. Negli esseri umani, è probabile che il processo di rimodellamento sia più discreto e prolungato.

A questo proposito, non si osserva la sostituzione completa delle cellule dell’innesto e la necrosi centrale e la denervazione sono inferiori, non superando il 30% dello spessore dell’innesto. Inoltre, il processo di neovascolarizzazione nell’uomo non è così prominente rispetto ai modelli sperimentali (11-16).

Infine, 3 mesi dopo l’impianto dell’innesto, inizia la fase di maturazione o legamentizzazione (16). Questa fase prevede la trasformazione progressiva dell’innesto al fine di ripristinare le caratteristiche originarie del legamento. Tuttavia, il ripristino completo delle caratteristiche ACL è controverso. Qui, il progressivo ritorno alla normale cellularità tissutale avviene fino al 6 ° mese postoperatorio (11,16).

Analogamente, in questo periodo anche le proteine ​​ECM e i valori di reticolazione del collagene tendono a normalizzarsi (11,16). La vascolarizzazione dell’innesto diminuisce e la normale distribuzione dei vasi si verifica fino a 12 mesi dopo l’intervento. Tuttavia, rimangono alcuni cambiamenti. Il diametro delle fibrille di collagene rimane eterogeneo e la crimpatura regolare del collagene non ritorna completamente (17). L’aumentata sintesi del collagene di tipo III diminuisce durante la fase di legamentizzazione rispetto alla fase proliferativa, ma rimane comunque in concentrazione maggiore rispetto all’ACL nativo (16).

Mentre la fase di proliferazione presenta differenze tra animali e esseri umani, la fase di legamentizzazione sembra essere molto simile. La distinzione esiste solo nel periodo di tempo in cui si verificano i cambiamenti (16). La maturazione ossea avviene contemporaneamente al rimodellamento della porzione intra-articolare. Diversi studi hanno dimostrato che dopo 12 settimane la zona di transizione tra l’innesto e il tunnel osseo diventa più organizzata con un aumento della densità delle fibre di Sharpey (Le fibre di Sharpey sono una matrice di tessuto connettivo costituito da fasci di forti fibre di collagene prevalentemente di tipo I che collegano il periostio all’osso) (11-16).

Infortunio legamento crociato anteriore: meccanismi biologici per la modulazione della guarigione

La risposta infiammatoria e la produzione di enzimi degradativi della matrice sono essenziale per il processo di guarigione, ma se esacerbato può aumentare il deterioramento dei legamenti nell’ambiente intra-articolare.

L’uso dei FANS è efficace nel controllo del dolore soprattutto nel periodo postoperatorio iniziale, tuttavia è difficile assumerne l’uso di routine da parte dei chirurghi, poiché l’infiammazione locale dovrebbe essere regolata ma non inibita (10).

L’uso di terapie biologiche per modulare il processo di guarigione nell’ACL dopo la ricostruzione è stata sempre più esplorata a causa del suo possibile potenziale di favorire un esito migliore nel periodo postoperatorio ad esempio:

1. Fattori di crescita: fattori di crescita sono molecole biologicamente coinvolte nella proliferazione, differenziazione, migrazione e adesione cellulare. Sono prodotti e secreti da diversi tipi di tessuti e sono determinanti orchestratori dei processi di riparazione dei tessuti, agendo in tutte le fasi della guarigione.Negli studi clinici, la strategia più comunemente utilizzata è il trattamento con plasma ricco di piastrine (PRP), derivato da sangue autologo. Durante la ricostruzione del LCA, il PRP sembra favorire il processo di legamentizzazione mentre ha un impatto minore nell’integrazione dell’innesto osseo (18,19).
2. Terapia genetica: La terapia genica è progettata per introdurre modifiche genetiche nelle cellule articolari per indurre la produzione di molecole benefiche. la terapia genica può ottimizzare l’apporto di fattori di crescita nel sito di integrazione. È importante sottolineare che l’uso di questi fattori è limitato a causa della sua bassa emivita, che in genere varia da minuti a ore. Inoltre, la terapia genica trova ancora una certa resistenza a causa del potenziale rischio di malignità e del rilascio esagerato di citochine (20).
3. Biomateriali: I biomateriali sono composti da molecole inerti che interagiscono con il sistema biologico del paziente senza causare rigetto immunologico (es.acido ialuronico, sostituti ossei ecc..). In particolare, i sostituti ossei biosintetici, come la matrice ossea demineralizzata, sono materiali promettenti per la ricostruzione del LCA grazie alle sue proprietà osteoinduttive e osteoconduttive stimolando l’osteogenesi (4,21).
4. Cellule multi e pluripotenti: Le cellule staminali, multi o pluripotenti, sono definite come cellule capaci di proliferazione, auto-rinnovamento e differenziazione a lungo termine in molte linee e tipi cellulari (34). Le cellule staminali possono essere rimosse attraverso l’aspirazione di sangue dal midollo osseo durante l’ACL ricostruzione o essere coltivati ​​ed espansi prima della procedura chirurgica. Il vantaggio delle cellule autologhe è di evitare il rischio di rigetto, infezione o malignità. Buoni risultati sono stati trovati quando gli innesti sintetici ricoperti da periostio sono stati utilizzati nella ricostruzione del legamento.La presenza delle cellule mesenchimali nell’ACL è stata benefica nel favorire la propriocezione e la vascolarizzazione dell’innesto migliorando il processo di guarigione (4, 22, 23).
5. Strategie farmacologiche: Le strategie farmacologiche per migliorare la guarigione del ACL includono l’uso di agonisti o antagonisti che modulano le diverse fasi del processo di riparazione, ad esempio gli inibitori delle metallopro-teinasi (MMP), che riducono le MMP nel liquido sinoviale, migliorando la maturità dell’interfaccia innesto-osso, sono un esempio di trattamento farmacologico, o ad esempio la simvastatina, un farmaco comunemente usato per trattare la dislipidemia, ha effetti sia antinfiammatori che antiossidanti diminuendo i mediatori infiammatori (come TNF-alfa e INF-gamma) ei radicali liberi dell’ossigeno.(24, 25).
6. Trattamenti biofisici: Sono state studiate anche altre strategie che si sono dimostrate efficaci nel migliorare il processo di guarigione dopo la ricostruzione del ACL. L’ossigenoterapia iperbarica favorisce una migliore organizzazione delle fibre di collagene.L’uso di ultrasuoni pulsati a bassa intensità ed le onde d’urto extracorporee (ESWT). La terapia con onde d’urto onde d’urto extracorporee (ESWT) si è dimostrata efficace nel migliorare il processo di guarigione agendo sia negli aspetti molecolari che biomeccanici. L’ESWT si è dimostrato efficace nella formazione ossea tramite la stimolazione di proteine morfogetiche ossee e neovascolarizzazione. Si suggerisce che le onde d’urto possano influenzare la meccanotrasduzione nel tessuto, che è la capacità di modulazione biologica attraverso stimoli fisici, convertendo l’energia meccanica acustica in segnali biologici, quindi, induce la produzione di fattori angiogenici come VEGF e l’ ossido nitrico sintasi endoteliale (eNOS), portando alla proliferazione cellulare e alla formazione di neovasi. Infatti, un studio ha mostrato una riduzione della perdita ossea del tunnel tibiale nel gruppo che ha ricevuto il trattamento ESWT rispetto al gruppo di controllo, due anni dopo la ricostruzione del ACL (24,25,26,27).
7. Molecole bioattive: L’aggiunta di vitamina C (acido ascorbico) nell’irrigazione intraoperatoria ha prevenuto il deterioramento dell’innesto, ripristinando la stabilità antero-posteriore del ginocchio nella 6a settimana dopo l’intervento. L’acido ascorbico agisce come antiossidante, neutralizzando i ROS e antagonizzando lo stress ossidativo causato da il processo infiammatorio.

La vitamina D è essenziale per la mineralizzazione e di conseguenza per il mantenimento della qualità ossea, con un ruolo importante nell’omeostasi scheletrica. Durante il processo di consolidamento agisce su cellule infiammatorie, citochine, fattori di crescita, osteoblasti e osteoclasti. Sebbene nessuno studio abbia valutato l’effetto diretto della vitamina D durante il processo di guarigione dopo la ricostruzione del ACL, si prevede che migliorando la mineralizzazione, la vitamina D può ottimizzare l’osteointegrazione dell’innesto.

Un’altra molecola bioattiva che è potenzialmente benefica durante la guarigione dell’ACL è la famiglia degli acidi grassi omega-3. I lipidi Omega-3 agiscono come antiossidanti e antinfiammatori, portando a buoni risultati durante la guarigione del legamento collaterale mediale. A questo proposito, sono necessari studi che affrontino l’effetto diretto delle molecole derivate dagli omega-3 per comprendere meglio i meccanismi di induzione della riparazione (13, 28, 29).

Infortunio legamento crociato anteriore: meccanismi psicologici legati al recupero dopo ricostruzione dell’ACL

I fattori psicologici sono stati significativamente associati a vari aspetti del recupero della ricostruzione del LCA. La lesione del LCA è stata associata ad ansia e risposta al dolore, disturbi dell’umore, depressione e sentimenti di ridotta identità sportiva.

I livelli di autostima e il locus of control avevano relazioni significative con i risultati dei test funzionali e le misure di outcomes convalidate dopo la ricostruzione del LCA.

Chi tornava allo sport aveva livelli di autostima significativamente più alti rispetto a quelli che non tornavano allo sport, senza differenze osservabili nella stabilità del ginocchio o nel tempo trascorso dall’intervento, L’autostima era significativamente associata ai punteggi dei test: International Knee Documentation Committee (IKDC), Knee injury and Osteoarthritis Outcome Score–Quality of Life subscale (KOOS-QOL), alle sottoscale Short Form–36 (SF-36) e del funzionamento fisico.

Gli individui con un forte locus of control interno credono che gli eventi nella loro vita derivino principalmente dalle loro stesse azioni, Il locus of control interno testato con Multidimensional Health Locus of Control (MDHLC), psychological distress with the Brief Profile of Mood States (POMS) and additionally the Adolescent Profile of Mood States (APOMS) se più giovani di 18 anni , era significativamente correlato con le prestazioni del single-leg hop test (30).

Infortunio legamento crociato anteriore: conclusione

La lesione del legamento crociato anteriore è una delle principali cause di intervento chirurgico al ginocchio e, nonostante i risultati soddisfacenti, la ricostruzione del ACL può portare a instabilità articolare e artrosi precoce. Negli ultimi anni, il numero crescente di interventi chirurgici e la necessità su richiesta di buoni risultati spiegano la quantità crescente di investimenti tecnologici nel campo. Tra i diversi aspetti della ricostruzione del ACL che possono essere modulati, il processo di guarigione dell’innesto è un interessante bersaglio terapeutico. Dato che i meccanismi biologici coinvolti nella guarigione dell’ACL sono apprezzati in letteratura, stanno cominciando ad emergere nuove terapie mirate.

Il ripristino della condizione originaria dell’inserimento osteotendineo è ancora impegnativo e sono necessarie ulteriori ricerche per chiarire la fisiopatologia della lesione e della guarigione del LCA, portando a una progettazione più guidata e intelligente di nuove terapie.

I tempi, il programma di trattamento e la dose dei diversi trattamenti sono ancora controversi e ulteriori studi faranno luce sull’impatto dei miglioramenti biologici per la ricostruzione del ACL.

Infortunio legamento crociato anteriore: take home message

1. Non ci sono oggi forti evidenze che ci dicono determinano in maniera chiara i tempi corretti di rientro in campo nello specifico del giocatore di calcio, anche perché basati su studi osservazionali dove non si può identificare in maniera precisa un rapporto causa-effetto non legato al caso, inoltre l’associazione statistica non è sufficiente a dimostrare una relazione causa-effetto, inoltre diversi studi hanno campioni eterogenei per sport ed età (31,32).
2. Il progressivo ritorno alla normale cellularità tissutale avviene fino al 6 ° mese postoperatorio, sempre all’interno di questo periodo la vascolarizzazione dell’innesto diminuisce e la normale distribuzione dei vasi si verifica fino a 12 mesi dopo l’intervento si può ragionevolmente considerare che biologicamente, il ritorno allo sport dei giocatori professionisti dovrebbe essere considerato non prima dei 9-12 mesi.
3. I fattori psicologici svolgono un fattore fondamentale vanno quindi analizzati e interpretati al fine di verificare fenomeni comportamentali e di interpretazione che possono influenzare il recupero post-oparatorio del ACL.

Infortunio legamento crociato anteriore: references

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