ISTITUTO G. PINI – UNIVERSITA’ DI MILANO U.O.C. CHIRURGIA ORTOPEDICA RIPARATIVA

1. ISTITUTO G. PINI – UNIVERSITA’ DI MILANO U.O.C. CHIRURGIA ORTOPEDICA RIPARATIVA Direttore: G. M. Calori AVN Trattamento della necrosi avascolaredella testa del femore G.M. Calori - E. Mazza

2. In USA it’s expectedthat in the future almost 10.000-20.000 patientswilldevelopfemoral head osteonecrosiseveryyear 70 % male 30 - 40 yrsold Over 50% willdevelop the desease on bothsideswithintwoyears G.M. Calori - E. Mazza AVN Trattamento della necrosi avascolare della testa del femore EPIDEMIOLOGY

3. OSTEONECROSIS Osteonecrosis is a relentless process which ultimately leads to femoral head collapse! G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore G.M. Calori - E. Mazza AVN Trattamento della necrosi avascolare della testa del femore THR

4. G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore CLASSIFICATION • ASEPTIC: • - fisical means • - chemical means • - ischemic:-traumatic • - cortisone • -idiopatic of the adult • - idiopatic of the young (osteocondrosis) • - local (osteocondrosis dissection)

5. G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore CLINIC OFTEN THE FIRST SYMPTOM IS PAIN, WITHOUT RELATED RADIOGRAPHICAL SIGNS Causes of early pain: - tissue ischemia - pressure increase inside the bone - microfractures in the avascular zone THE RADIOGRAPHICAL CHANGES CAN APPEAR LATER THAN THE PAIN EVEN UP TO 6 MONTHS

6. G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore DIAGNOSIS • Clinic • X-RAY e scintigraphy (negative in earlystages) • TC (can show subcondralfractures) • NMR: - first test in earlystages - extensionof the head’s involvement - finds the earlytransformationof the ematopoieticmarrow in fatmarrow - findsthosepatientswithhigherriskbefore the lesionof the femoral head takesplace

7. G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore DIAGNOSIS • Immagini => • T1 W la linea di demarcazione che circoscrive il segmento osteonecrotico appare come una linea a bassa intensità di segnale • T2 W la stessa linea rivela il segno della "doppia linea", caratterizzato dalla giustapposizione di una banda interna ad alta intensità di segnale e da una esterna a bassa intensità di segnale. • Necrosi midollare iniziale: • Il tessuto necrotico =>alta intensità di segnale su immagini T1 W e di segnale intermedio su quelle T2 W,Tale modello predomina nelle lesioni iniziali di osteonecrosiavascolare senza collasso della testa femorale. • Collasso: • bassa intensità di segnale su entrambe le sequenze T1 W e T2 W

8. GOALS: Attempts should be made to save the head Would like to avoid THR Don’t burn any bridges G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore TREATMENT

9. G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore STAGING It’s based almost exclusivelly on clinic, X-ray and on NMR: • Marcus et al. (1973) • Ficat and Arlet (1980-1985) • Steinberg (1984) • Vernace (1990) • ARCO (1993)

10. G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore TREATMENT 1. PREVENTION 2. CONSERVATIVE A. symptomatic therapy (FANS, absolute no weight unbearing) B. FKT C. electrostimulation (CEMP) D. ESWT 3. SURGERY: A. transplant vascular fibula central B. osteotomy C. decompression with bone graft D. prothesis

11. 1. PREVENTION 2. CONSERVATIVE A. symptomatic therapy (FANS, absolute no weight unbearing) B. FKT C. electrostimulation (CEMP) D. ESWT 3. SURGERY: A. vascularized fibular transplant B. core decompression C. decompression + biotechnologies D. THR G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore ALGORITHM

12. G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore VASCULAR FIBULA 3A

13. INDICATIONS age < 50 yrs STAGE II - III (BUT WITH GOOD HEAD SHAPE) Good vascular status TIBIAL POST. & PEDIDIA G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore VASCULAR FIBULA ONLY SYMPTOMATIC PATIENTS IN CASE OF IPO-/ASFIGMIA EXECUTE ARTERIOGRAPHY !

14. G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore OUT-COME = 70% ?

15. LIEBERMANN G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore CORE DECOMPRESSION MONT 3B 3C TRAPDOOR PROCEDURE: SEVERE LARGE / EARLY COLLAPSED LESION

16. TANTALIUM AUGMENTATION G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore 3C • Central decompression • Scaffold • GFs PRE-COLLAPSE SMALL-MEDIUM SYMPTOMATIC LESION

17. G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore

18. STUDY 36 hips (34 pts ) with symptomatic AVN in 2 groups: A treated with only tantalium rod B treated with tantalium rod and BMP-7 All the patients had a complete FU The average duration of clinical FU of the patients was 24 months (range, 12-42 months) Pre-op evaluation included AP and lateral RX and NMR imaging to determine the staging system according to the classification system of the University of Pennsylvania (Steinberg) G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore RESULTS (healing rate: clin + rx) • A < 78%B < 83% (+5%)

19. G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore Osteogenic cells Osteoconductive scaffolds The Regenerative Pentagon Growth factors Mechanical environment Vascoularization neoangiogenesis

20. RATIONALE DECOMPRESSION OF THE FEMOUR HEAD REMOVAL NECROTIC BONE INTRODUCTION OF BIOTECH DEVICES rhBMP7+ Scaffold + MSC G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore M.I.B.(MINIMAL INVASIVE BIOTECH) 3C

21. INDICATIONS age < 60 yrs * STAGE II – III GOOD HEAD SHAPE WITHOUT COLLAPSE VALID ROM age > 60 yrs POSSIBLE PROSTHESIS G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore M.I.B.(MINIMAL INVASIVE BIOTECH) ALSO IN NON-SYMPTOMATIC PATIENTS

22. G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore BMP-7 • Evidence level 1: • BMP´s are superior (4) equal (1) inferior (1) to autograft • Evidence level 2: • BMP´s combined with autograft has higher fusion rates than autograft alone • Evidence level 3: • Dyshagia rate was higher in anterior body fusion • Evidence level 4: • BMP´s are superior, but 20% bone resorption and complications

23. Only recombinant BMP-7 have level A grade of raccomandation according EBM criteria G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore

24. G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore BMP-7 SECURITY OF THE DOSE 1 vial of Osigraft = 3.5 mg Eptotermin Alfa

25. G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore SCAFFOLD BiOTECK® technology Bio-Gen - equine bone tissue without collagen used in Odontostomatology Osteoplant - bone tissue with a highly load-resistant collagen used in Orthopaedics and Neuro-surgery Osteoplant Flex - decalcified, flexible and mouldable equine bone tissue with collagen used in reconstruction surgery Biocollagen - lyophilized membrane of equine collagen used in guided bone regeneration

26. G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore SCAFFOLD • Deantigenated • Biological nature • Metabolization

27. G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore CELLS Mesenchimal Stromal Cells by selective filtration

28. G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore “BIOLOGICAL CHAMBER” Removal of the necrotic bone Bleeding tissue Biological Chamber Scaffold Cells Growth factors

29. G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore Osteogenic cells Osteoconductive scaffolds The Regenerative Pentagon Growth factors Mechanical environment Vascoularization neoangiogenesis

30. G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore CREATE A BIOLOGICAL CHAMBER Osteogenic cells Osteoconductive scaffolds Growth factors POLYTHERAPY P. Giannoudis

31. A biological reactor where all components required for new bone formation are present

32. G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore M S Biological Chamber G.M. Calori – P. Giannoudis GF C

33. G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore DISPOSABLE INSTRUMENTATION

34. G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore DISPOSABLE INSTRUMENTATION

35. TECHNIQUE G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore

36. TECHNIQUE G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore

37. TECHNIQUE G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore

38. TECHNIQUE G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore

39. TECHNIQUE G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore

40. TECHNIQUE G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore

41. TECHNIQUE G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore

42. TECHNIQUE G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore

43. TECHNIQUE G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore

44. TECHNIQUE G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore

45. G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore TECHNIQUE

46. G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore STUDY PROTOCOL PURPOSE: analyze the efficacy of the core decompression and the implant of BMP-7 associated to an equine scaffold with MSC as bone regenerating agents in the treatment of AVN Clinical success was regarded as pain-free full-weight bearing and complete hip range of movement without pain Imaging success was judged upon the presence and staging of new bone formation and the absence of head collapse

47. G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore STUDY PROTOCOL • Patients affected by AVN of the femoral head (idiophatic, traumatic, cortisonic, embolic) • Age < 60 years • Stage II-III Steinberg • Symptomatic and non symptomatic patients Inclusion criteria • Patients with active infection at the AVN site or • active systemic infection • Patients with diagnosed autoimmune diseases • Patients in which THR is considered indispensable Esclusion criteria

48. G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore STUDY PROTOCOL • Clinical: pre-op, post op, post 1, 3, 6, 9, 12 mts • Rx: pre-op, intra-op, post-op, post 1, 3, 6, 12 mts • RMN & TC: pre-op, post 6, 12 mts EVALUATION FORM Min FU 9 months Peri/post-op complications were recorded and classified as severe, moderate or mild All adverse events were classified as serious or non-serious Complications

49. G.M. Calori - E. Mazza Trattamento chirurgico della necrosi asettica della testa del femore PATIENTS • 18 patients • 20 AVN • 11 post-traumatic • 7 idiopathic • 2 post long term therapy with cortisone

50. 1 A.G. 53 yrs Male