estudio integral para desarrollar un índice de calidad ósea en varones mexicanos (primera etapa)
DESCRIPTION
INSTITUTO NACIONAL DE REHABILITACIÓN. Estudio integral para desarrollar un índice de calidad ósea en varones mexicanos (Primera etapa). Margarita Navarrete / Enrique Cedillo . Febrero, 2011. Laboratorio de Pruebas no Destructivas. Instituto Mexicano de Rehabilitación. 1/15. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Estudio integral para desarrollar un índicede calidad ósea en varones mexicanos
(Primera etapa)
Margarita Navarrete / Enrique Cedillo
1/15Instituto Mexicano de RehabilitaciónLaboratorio de Pruebas no Destructivas
INSTITUTONACIONAL DE
REHABILITACIÓN
Febrero, 2011
Objetivos
General
Determinar un índice que nos cuantifique la calidad ósea que poseen los varones de la población mexicana con la finalidad de ser usado en el diagnóstico clínico.
Particular
Realizar un estudio retrospectivo en la población mexicana de varones cuya edad oscile entre 30 y 70 años, para cuantificar y correlacionar los cambios en las propiedades del tejido óseo tanto estructurales como de materiales con el incremento de la edad / usando la vértebra L3 / muestra prototipo.
2/15
Medición de la distribución y porcentaje de los macro-minerales óseosCuantificar el espesor del hueso cortical y trabecular Determinar distribución del modulo elástico del hueso trabecular Cuantificar la arquitectura trabecular
Técnicas Tomografía axial computarizada, TAC
Microscopia electrónica de barrido, MEBAbsorciometría dual de rayos X , DXA
UltrasonidoFractales
Evolución / esqueleto de los vertebrados / desarrollado resistencia a la deformación / fractura / adaptándose límites fisiológicos / exigencias mecánicas
Laboratorio de Pruebas no Destructivas 3/15
Introducción
Instituto Mexicano de Rehabilitación
La calidad mecánica del material / rigidez específica del tejido óseo mineralizado
La distribución espacial / diseño arquitectónico Econ
omía
met
aból
ica
Características / resistencia mecánica/ sólida
Minimizar la masa del material mineralizado / distribuido óptimamente en función de su trabajo máximo habitual.
www.xx
4/15
La calidad del material / no ha cambiado – desde la época de los dinosaurios / el grado adecuado /calcificación/colágeno / rigidez específica.
La calidad del diseño / se resolvió a medias durante la evolución / mediante cambios en la manera de producir, distribuir y re-distribuir el material mineralizado.
– La “microestructura” del material óseo (colágeno orientado y mineralizado) se altera por:
trastornos genéticos osteoblásticos edad avanzada (tercera edad).
Cal
idad
óse
a
Laboratorio de Pruebas no Destructivas Instituto Mexicano de Rehabilitación
Introducción
5/15
Zonas afectadas
Caderas (duplicación del porte)
Columna (flexión – compresión)
Muñecas (compresión – tracción)
El mal funcionamiento biomecánico natural o secundario del esqueleto por “mala calidad ósea” (todas las osteopenias y osteoporosis) están relacionados más con la calidad de diseño que con la calidad del material de los huesos.
www.ivanovichk-portafolioblogspot.com
Laboratorio de Pruebas no Destructivas Instituto Mexicano de Rehabilitación
Introducción
I) Crecimiento endocondral (desaparece a los 20 años)
II) Modelación / añade en superficies perióstica y peritrabecular quita en la endóstica y en la peritrabecular. ( único mecanismo / masa ósea nueva)
III) Remodelación / recambia unidades pequeñas de material óseo pre-existentes por remoción osteoclástica y re-aposición osteoblástica.
Calidad ósea / mecanismos biológicos / resistencia a la fractura
6/15
La remodelación en modo “desactivado” es la única causa de todas las osteopenias y osteoporosis conocidas
Tres formas de proceder del tejido óseo:
PROCESOS CON BASE CELULAR
Determinantes genéticos
Moduladoresambientales
Biomecánico Metabólico
Contracciones muscularesGravedad
OSTEOCITOS(sensan la deformación)
Laboratorio de Pruebas no Destructivas Instituto Mexicano de Rehabilitación
Introducción
Cientos de osteoblastos de rata, incluyendoalgunos sufriendo mitosis / 200 veces
ww.brsoc.org.uk
(OSTEOCITOS)
deformaciones
Estimula o inhiben / orientan espacialmente
Liberación de mediadores celulares osteocíticoshacia los osteoblastos inactivos
Se activa o inactiva la remodelación
-UNICO PROCESO REGULADOR –
DE LA “CALIDAD ÓSEA”
El entorno metabólico “modula” no regula / los efectos todas las hormonas conocidas sobre el tejido óseo están dirigidas a controlar o modificar el equilibrio mineral del medio interno -no regulan ninguna variable o propiedad esquelética-
7/15
Introducción
Laboratorio de Pruebas no Destructivas Instituto Mexicano de Rehabilitación
8/15
Propiedades estructurales y del material óseo
Muestras / Biopsia de cadáveres
- varones de edad cronológica aparente / 5 grupos etarios / vértebra L3/ 3mm
I) 30 - 39, II) 40 - 49, III) 50 - 59, IV) 60-69 y V) 70-79 años
*Se eligió una vertebra lumbar porque en ella es más evidente la perdida de volumen óseo (53%) en varones con edades de 30 a 80 años. La L3 de fácil acceso, no se sobrepone con las costillas ni con la cresta iliaca.
Masculinos / Muerte / traumatismo cráneo encefálico / heridos por arma de fuegoInfarto al miocardio / Pancreatitis /
SIN ENFERMEDAD ÓSEA APARENTE
Laboratorio de Pruebas no Destructivas Instituto Mexicano de Rehabilitación
9/15
EDAD( años)
DMO (mg/cm3)
CAMBIOS MORFOLOGICOSPOR TAC
30-39
1) 1.4 DS 2) Normal3) 2.4 DS
1) Sin cambios morfológicos2) Microfracturas3) Microfracturas
40 -49
1) 2.1 DS 2) 2.5 DS 3) 2.4 DS
1) Osteofitos, microfracturas2) Osteofitos, microfracturas3) Esclerosis, microfracturas
50-59
1) 4.3 DS 2) 3.1 DS 3) 4.0 DS
1) Osteofitos, microfracturas2) Osteofitos, microfracturas3) Esclerosis, microfracturas
60-691) 0.3 DS 2) 4.0 DS 3) 4.0 DS
1) Osteofitos, disminución de tamaño 2) Esclerosis, microfracturas3) Microfracturas
70-791) 2.4 DS 2) 2.4 DS 3) 2.0 DS
1) Disminución de la altura, esclerosis 2) Osteofitos, esclerosis 3) Microfracturas, esclerosis
Resultados
DMO en vertebras de cadáver con TAC
Laboratorio de Pruebas no Destructivas
Cambios macroscópicos de la morfología vertebral
10/15
30-39 años
40-49 años
↓6.47%
50-59 años
↓9.43 %
60-69 años
70-79 años
↓ 13.38 %
↓ 22.04%
Laboratorio de Pruebas no Destructivas Instituto Mexicano de Rehabilitación
Resultados
11/15
30-39 – único grupo que presento DMO normal- grosor trabecular de 200 mm. - coeficientes de correlación positivos para iones Ca, P, Mg y Na. - cambios morfológicos: microfracturas / remodelación ósea.
40-49 y 50-60 , presento DMO anormal - grosor trabecular de 185 mm.- coeficientes de correlación negativos Ca-Na y P-Na.
70-79 mayor cantidad de calcio, - grosor trabecular de 156 mm- coeficientes de correlación negativos Ca-Mg, P-Mg. - presencia de osteofitos y esclerosis ( procesos degenerativos óseos)
Espesor trabecular / Elementos químicos
Laboratorio de Pruebas no Destructivas Instituto Mexicano de Rehabilitación
Resultados
Resultados
12/15
Módulo elástico, E
Instituto Mexicano de RehabilitaciónLaboratorio de Pruebas no Destructivas
13/15
Fractales
Resultados
Normal
Osteopenia
Osteoporosis
- Cuantificación de la red trabecular usando el concepto de la geometría fractal -
Superficie fractal
Laboratorio de Pruebas no Destructivas Instituto Mexicano de Rehabilitación
428
372
424
Procesamiento Imagen integrada
Conclusiones
14/15Laboratorio de Pruebas no Destructivas Instituto Mexicano de Rehabilitación
Hemos realizado un estudio retrospectivo, a pequeña escala, de los
parámetros que determinan la “calidad ósea” de varones mexicanos
de entre 30 y 70 años, abarcando tanto la calidad del material
como su distribución espacial.
Los resultados revelan que a partir de los 40 años los cambios
degenerativos que se dan en el tejido óseo de los varones
mexicanos son más altos en comparación a la media mundial.
Conclusiones
Laboratorio de Pruebas no Destructivas Instituto Mexicano de Rehabilitación 15/15
Para desarrollar un método no invasivo para medir la calidad ósea,
con una sola prueba, se necesita tener una relación que nos indique
como encuentra tanto el proceso biomecánica como el metabólico
del tejido óseo.
Ya que cualquier anomalía de los factores que se incluyen estos
procesos provocará fragilidad ósea actuando ya sea a nivel tisular,
celular o molecular.
Estudios preliminares sugieren que relacionando los procesos metabólico a nivel molecular, en donde anomalías en la cantidad de enlaces disulfuro indican cambios en la fase orgánica del hueso, son reflejadas en proteínas similares como la colágeno y la queratina.
Así que una simple prueba en la piel, cabello o uñas nos indicaríala calidad ósea que tenemos.
Investigadores Dra. Margarita Navarrete Montesinos, Laboratorio de Pruebas no Destructivas, II. UNAMM. en C. Lilia Solís Arrieta, Lab. de Morfología Celular y Molecular, INR, SSADra. Hilda Villegas Castrejón, Lab. de Morfología Celular y Molecular, INR, SSA
Estudiantes: Enrique Cedillo RamírezJosé Roberto Alvarado MaldonadoJosé Rogelio Valdés Herrera Jesús Romero Salomé
Trabajos: Mater. Res. Symp. Proc. Vol. 1242, S4-P81, 133-138. (2010). M Navarrete, Develan secretos de la Osteoporosis masculina
(www.invdes.com.mx, La Jornada digital. Investigación y desarrollo ID Characterization of trabecular bond by fractal dimension, XIXI International Materials
Research Congress, 8pp, 2010Mechanical and Mineral properties of osteoporotic trabecular bone samples from
Mexican men, XVIII International Materials Research Congress, 2009.Caracterización ultrasónica de la vértebra L3 para el estudio de la osteoporosis en hombresMateria 2007.
Participantes
Laboratorio de Pruebas no Destructivas Instituto Mexicano de Rehabilitación