Evoluzione biologica dell’Impianto di Menisco Collagenico (CMI)

[Machine translation] Intro The collagenic meniscus (CMI) is an acellular tissue, derived from bovine achillean tendon tissue, used in non-suturable meniscus injuries. It is composed of type I collagen enriched with glycosaminoglycans, including chondroitin sulfate and hyaluronic acid. Preliminary clinical studies with a 6-year follow-up demonstrated a significant improvement in symptoms in 8 out of 8 patients treated with this implant. The purpose of the study is to analyze from a histological and cytological point of view the evolution of the newly produced tissue inside the scaffold after implantation in humans. Materials and Methods We analyzed the morphological characteristics in 3 biopsies obtained after about six months and 2 biopsies obtained about 14 months after implantation. Each biopsy was analyzed with light microscopy (LM), scanning electronic microscopy (SEM) and transmission (TEM) in order to evaluate the histological and cytological characteristics of the new tissue and to evaluate its similarities with meniscus cartilage. Results The LM and the SEM of the CMI before the installation highlight sheets of connective fibers parallel to each other (10 to 30m) interconnected by others of smaller caliber (5-10m). Taken together, they describe gaps with diameters of the order of 50-60m. Higher magnification allows us to recognize a disordered fibrillar texture, with diameters ranging from 100 to 400 nm, with an evident period of 64 nm. (Fig. 1) Biopsies performed at six months show tissue rich in cells and vessels invading the scaffold. The collagenic matrix is formed by ordered fibrils with a homogeneous diameter of about 100nm (Fig. 2). Inflammatory infiltrates were not observed. Fourteen months after implantation, condron-like structures are evident, while vascularity is no longer evident. The newly produced fibrillar matrix appears more ordered (fig. 3) within the scaffold that is still evident. Discussion and conclusions In the cases analyzed, the morphological evolution would demonstrate how the CMI provides active support for the colonization of cells that have not yet been differentiated, whose metabolic activity is demonstrated not only by cytology data but also by the abundant vascularization. The absence of inflammatory infiltrates highlights the biocompatibility of the material. 14 months after implantation, there is a reduction in metabolic activity (absence of vessels and diversity in cellular elements), while the new tissue shows morphological and ultrastructural characteristics similar to meniscus fibrocartilage. References 1. Stone KR, Steadman JR, Rodkey WG, Li S-T. Regeneration of meniscal cartilage with use of a collagen scaffold: Analysis of preliminary data. J Bone Joint Surg Am 1997; 79 (12): 1770-7. 2. Rodkey WG, Steadman JR, Li S-T. A Clinical Study of Collagen Meniscus Implants to restore the injured meniscus. Clin Orthop 1999; 367 Suppl: S281-92. 3. Steadman JR, Rodkey WG. Tissue-engineered collagen meniscus implants: 5 to 6-year feasibility study results. Arthroscopy; In Press. 4. Ronga M, Bulgheroni P, Manelli A, Genovese E, Grassi F, Cherubino P. Short-term evaluation of collagen meniscus implants (CMI) by MRI and morphological analysis. J Orthopard Traumatol 2003; 4 (1): 5-10.
Introduzione Il menisco collagenico (CMI) è un tessuto acellulare, derivato da tessuto tendineo achilleo bovino, utilizzato in lesioni meniscali non suturabili. E’ composto da collagene tipo I arricchito con glicosaminoglicani, inclusi condroitinsolfato ed acido ialuronico. Studi clinici preliminari con un follow-up di 6 anni hanno dimostrato un significativo miglioramento della sintomatologia in 8 pazienti su 8 trattati con tale impianto. Scopo dello studio è analizzare dal punto di vita istologico e citologico l’evoluzione del tessuto neoprodotto all’interno dello scaffold dopo impianto nell’uomo. Materiali e Metodi Abbiamo analizzato le caratteristiche morfologiche in 3 biopsie ottenute dopo circa sei mesi e 2 biopsie ottenute a circa 14 mesi dall’impianto. Ogni biopsia è stata sottoposta ad analisi con microscopia luce (LM), microscopia elettronica a scansione (SEM) ed a trasmissione (TEM) al fine di valutare le caratteristiche istologiche e citologiche del nuovo tessuto nonché valutarne le somiglianze con la cartilagine meniscale. Resultati La LM e la SEM del CMI prima dell’impianto evidenziano lamine di fibre connettive parallele tra loro (10 to 30m) interconnesse da altre di calibro minore (5-10m). Nell’insieme descrivono lacune con diametri dell’ordine di 50-60m. Un maggiore ingrandimento permette di riconoscere una trama fibrillare disordinata, con diametri variabili da 100 a 400nm, con il periodo di 64 nm evidente. (Fig. 1) Le biopsie eseguite a sei mesi mostrano un tessuto ricco in cellule e vasi che invade lo scaffold. La matrice collagenica è formata da fibrille ordinate con diametro omogeneo di circa 100nm (Fig. 2). Non sono stati osservati infiltrati di tipo infiammatorio. Dopo 14 mesi dall’impianto sono evidenti strutture simil-condroni, mentre la vascolarizzazione non è più evidente. La matrice fibrillare neoprodotto appare più ordinata (fig. 3) all’interno dello scaffold ancora evidente. Discussione and conclusioni Nei casi analizzati l’evoluzione morfologica dimostrerebbe come il CMI provveda a fornire un supporto attivo alla colonizzazione di cellule non ancora differenziate, la cui attività metabolica è dimostrata non solo dai dati della citologia ma anche dalla vascolarizzazione abbondante. L’assenza di infiltrati infiammatori evidenzia la biocompatibilità del materiale. Dopo 14 mesi dall’impianto si evidenzia una riduzione dell’attività metabolica (assenza di vasi e diversità negli elementi cellulari) mentre nel nuovo tessuto si apprezzano caratteristiche morfologiche e ultrastrutturali simili ad una fibrocartilagine meniscale. References 1. Stone KR, Steadman JR, Rodkey WG, Li S-T. Regeneration of meniscal cartilage with use of a collagen scaffold: Analysis of preliminary data. J Bone Joint Surg Am 1997; 79 (12): 1770-7. 2. Rodkey WG, Steadman JR, Li S-T. A Clinical study of Collagen Meniscus Implants to restore the injured meniscus. Clin Orthop 1999; 367 Suppl: S281-92. 3. Steadman JR, Rodkey WG. Tissue-engineered collagen meniscus implants: 5 to 6-year feasibility study results. Arthroscopy; In Press. 4. Ronga M, Bulgheroni P, Manelli A, Genovese E, Grassi F, Cherubino P. Short-term evaluation of collagen meniscus implants (CMI) by MRI and morphological analysis. J Orthopaed Traumatol 2003; 4(1): 5-10.