IL PRESENTE
MATERIALI DI SOSTITUZIONE PER LA CHIRURGIA RICOSTRUTTIVA URETRALE.
La Chirurgia Uretrale è una branca superspecialistica che si è sviluppata negli ultimi anni. Essa si occupa della riparazione e ricostruzione uretrale nelle Stenosi uretrali e nelle Ipospadie.
Fin dall’inizio i chirurghi ricostruttivi hanno dovuto far fronte al problema di trovare un adeguato materiale di sostituzione uretrale [1, 2, 3]. Il percorso storico di tale chirurgia è stato, quindi, caratterizzato dall’impiego di vari materiali omologhi ed eterologhi per la riparazione dell’uretra.
Per quanto riguarda i materiali omologhi sono stati suggeriti i tessuti cutanei e le mucose [4].
Dapprima abbiamo assistito all’introduzione della cute genitale (prepuzio, cute scrotale) ed extragenitale (post-auricolare, braccio, collo, coscia, inguine, ecc.).
Nel tempo la cute extragenitale e scrotale non si sono rilevate adeguate perché non presentano caratteristiche tissutali adatte al contatto con le urine e sono state causa di varie complicanze e fallimenti: crescita di peli nell’uretra, displasia e ipercheratosi nell’uretra ricostruita, ecc.
Successivamente è stato suggerito l’impiego di varie mucose (intestinale, vescicale, tunica vaginale, mucosa buccale, ecc.). Alcune di queste mucose si sono rilevate inadeguate.
La mucosa vescicale tende a retrarsi quando è utilizzata nel tratto uretrale peno-glandulare che viene a contatto con l’aria.
La mucosa intestinale tende a produrre muco ed il suo prelievo è potenzialmente aggressivo per le ipotetiche complicanze intestinali: la riparazione di una stenosi uretrale non sembra giustificare il rischio di complicanze potenzialmente mortali.
Attualmente i materiali omologhi più utilizzati sono la cute prepuziale e la mucosa buccale.
L’impiego della cute prepuziale presenta tuttavia alcuni svantaggi: non tutti gli uomini accettano l’idea della circoncisione e di ipotetiche cicatrici peniene post-prelievo; il prepuzio ha caratteristiche istologiche-strutturali (è troppo sottile e poco elastico) che non lo rendono idoneo a tutti i tipi di chirurgia uretrale [5] .
La mucosa buccale (MB) rappresenta oggi il materiale di sostituzione uretrale gold-standard grazie alle sue caratteristiche tissutali che lo rendono elastico, spesso, adatto al contatto con le urine, resistente alle infezioni e facilmente attecchibile; purtroppo la lunghezza massima della MB prelevabile rappresenta un limite all’estensione della riparazione uretrale effettuabile. Inoltre è da sottolineare il problema del rischio di complicanze del sito donatore [6, 7, 8, 9] .
Di conseguenza, in questi ultimi anni sempre più si è manifestata l’esigenza di avere a disposizione un ideale materiale di sostituzione eterologo con caratteristiche strutturali idonee all’uretra, senza limitazioni di misure (lunghezza e ampiezza) e che annullasse le ipotetiche complicanze dei siti donatori.
Alcuni Autori hanno proposto l’impiego di materiali eterologhi ricavati da animali o cadavere umano (Alloderm, Derma Porcino, Dura madre, ecc.) [10, 11]. L’impiego di molti di questi materiali non si è dimostrato efficace a causa delle inidonee caratteristiche strutturali che ostacolavano l’attecchimento e inducevano la retrazione cicatriziale con il conseguente cedimento e/o restringimento dell’uretra ricostruita.
Gli studi in questo settore si sono sempre più affinati, grazie anche allo sviluppo delle moderne tecniche di coltivazione cellulare ed alle scoperte nel campo delle cellule staminali. Negli ultimi anni alcuni Autori in particolare hanno condotto degli studi in questo campo: Atala A. [12, 13, 14, 15] , McAninch JW, Barghava, ed altri.
Noi stessi abbiamo pubblicato una ricerca sull’impiego di una matrice acellulare ottenuta dalla sottomucosa intestinale di maiale (SIS-Small Intestinal Submucosa): anche il nostro studio ha evidenziato che queste matrici acellulari non possono essere considerate il materiale di sostituzione ideale [16, 17, 18, 19].
BIOINGEGNERIA TISSUTALE
La distanza massima del difetto che può supportare la formazione di tessuto normale utilizzando matrici acellulari tubolarizzate, è di 0,5 cm. Questo spiega la discrepanza che si è creata negli ultimi 10 anni tra il successo riscosso dalle matrici acellulari per la rigenerazione dei tessuti negli esperimenti su piccoli animali, rispetto al fallimento registrato nel caso degli animali grandi e dell’uomo. Prendiamo una piccola area di mucosa buccale o di tessuto uretrale. In laboratorio, mediante procedimenti chimici, espandiamo il tessuto creando delle colture cellulari. Mettiamo poi le nostre colture cellulari su un materiale che serve da impalcatura (scaffold). Esistono vari scaffold a disposizione, che vengono utilizzati per veicolare le cellule all’interno del nostro corpo, fungendo da ponte. Utilizziamo questa “tavoletta” di tessuto creato in laboratorio per andare a riparare il difetto d’organo: ad esempio ripariamo una stenosi dell’uretra. Se poi la nostra impalcatura (scaffold) la utilizziamo come se fosse un pezzo di carta, la “tubularizziamo” e la ricopriamo con cellule dell’uretra (o di mucosa buccale), abbiamo non più una struttura piatta, ma tridimensionale. Possiamo utilizzare la nostra “neouretra” per coprire difetti uretrali, purtroppo la percentuale di fallimento è ancora molto elevata [20-23].
COSA REALMENTE E’ POSSIBILE FARE OGGI
1) Nell’uretra bulbare, molto vascolarizzata è possibile utilizzare qualsiasi tipo di materiale.
| URETROPLASTICA BULBARE per stenosi corta-media <4cm | MUCOSA BUCCALE | SIS | SCAFFOLD |
| SUCCESSO | >90% | 76% | ? |
| COSTI | 0% | 1000 euro circa | molto alti |
| MORBIDITA’ | minima | 0% | 0% |
2) Nelle stenosi lunghe, la retrazione cicatriziale non permette di ottenere una valida ricostruzione. Solo la mucosa buccale ed il prepuzio hanno dimostrato una percentuale di successo accettabile
| URETROPLASTICA PER STENOSI LUNGHE | MUCOSA BUCCALE | SIS | PREPUZIO | SCAFFOLD |
| % SUCCESSO | 85 % | ? | 75% | ? |
| COSTI | 0 | 2000 euro circa | 0 | molto alti |
| MORBIDITA’ | minima | 0% | cicatrice peniena | 0% |
| LIMITI | Limite di ricostruzione fino a12 cm. | non utilizzabile in caso di paziente circonciso o con Lichen Sclerosus |
3) Nelle stenosi lunghe, complesse (da riparazione di ipospadia e da lichen sclerosus), ad oggi non ci sono indicazioni all’utilizzo di matrici acellulari. Solo uno studio riporta risultati accettabili, non comparabili alla mucosa buccale, per stenosi lunghe [22].
| STENOSI NEI PLURIOPERATI PER IPOSPADIA | MUCOSA BUCCALE | SIS | PREPUZIO | SCAFFOLD |
| % SUCCESSO | 85% | 0% | 75% | ? |
| COSTI | 0 | 2000 euro circa | 0 | molto alti |
| MORBIDITA’ | minima | 0% | cicatrice peniena | 0% |
| LIMITI | Limite di ricostruzione fino a12 cm. | non utilizzabile in caso di paziente circonciso |
| STENOSI NELLE STENOSI DA LICHEN SCLEROSUS | MUCOSA BUCCALE | SIS | PREPUZIO | SCAFFOLD |
| % SUCCESSO | 80% | 0% | Controindicato | ? |
| COSTI | 0 | 2000 euro circa | 0 | molto alti |
| MORBIDITA’ | minima | 0% | cicatrice peniena | 0% |
| LIMITI | Limite di ricostruzione fino a12 cm. | non utilizzabile |
IL FUTURO
LA STAMPANTE PER ORGANI . . .
Open your mind… (guarda il video)
[1] Jordan GH. Anterior urethral reconstruction: concepts and concerns. Contemporary Urology 1998; 10: 80.
[2] Greenwell TJ, Venn SN, Mundy AR. Changing practice in anterior urhroplasty. BJU Int. 1999; 83: 631-635.
[3] Wessels H, McAninch JW. Current controversies in anterior urethral stricture repair: free-graft versus pedicled skin-flap reconstruction. World J Urol. 1998; 16: 175-180.
[4] Wessels H, McAninch JW Use of free grafts in urethral stricture reconstruction. J Urol 1996; 155: 1912-1915.
[5] Barbagli G, Palminteri E, Rizzo M. Dorsal onlay graft urethroplasty using penile skin or buccal mucosa in adult bulbourethral strictures. J Urol 1998; 160: 1307-1309.
[6] Elliott SP, Metro MJ, McAninch JW. Long-term followup of the ventrally placed buccal mucosa onlay graft in bulbar urethral reconstruction. J Urol 2003; 169: 1754-1757.
[7] Baskin LS, Duckett JW. Buccal mucosa grafts in hypospadias surgery. Br J Urol 1995; 76 (suppl.): 23-26.
[8] Morey AF, McAninch JW. When and how to use buccal mucosal grafts in adult bulbar urethroplasty. Urology 1996; 48: 194-198.
[9] Kane CJ, Tarman GJ, Summerton DJ et al. Multi-institutional experience with buccal mucosa onlay urethroplasty for bulbar urethral reconstruction. J Urol 2002; 167: 1314-1317
[10 ] Villavicencio M H, Moreno RP, Sariol JC, Briones JR, Bordes AR, Rodriguez JV. Experience with lyophilized human dura mater for urethral strictures. J Urol. 1998; 160 (4): 1310-1.
[11] Chen F, Yoo JJ and Atala A. Experimental and clinical experience using tissue regeneration for urethral reconstruction. World J Urol 2000; 18: 67-9.
[12] Chen F, Yoo JJ and Atala A. Acellular collagen matrix as a possible “off the shelf” biomaterial for urethral repair. Urology 1999; 54: 407-9.
[13] Atala A, Guzman L and Retik AB. A novel inert collagen matrix for hypospadias repair. J Urol 1999; 162: 1148-51.
[14] Kassaby EA, Retik AB, Yoo JJ and Atala A. Urethral stricture repair with an off-the-shelf collagen matrix. J Urol 2003; 169: 170-3.
[15] De Filippo RE, Yoo JJ and Atala A. Urethral replacement using cell seeded tubularized collagen matrices. J Urol 2002; 168: 1789-93.
[16] Palminteri E, Berdondini E, Colombo F, Austoni E. Small intestinal submucosa (sis) graft urethroplasty: short-term results. Eur Urol 2007; 51: 1695-1701.
[17] Dedecker F, Grynberg M, Staerman F. Small intestinal submucosa (SIS): prospects in urogenital surgery. Prog Urol 2005; 15 (3): 405-7.
[18] Cheng EY, Kropp BP. Urologic tissue engeenering with small intestinal submucosa: potential clinical applications. World J Urol 2000; 18 (1): 26.
[19] Palminteri E, Berdondini E, Fusco F, De Nunzio C, Salonia A. Long-term Results of Small Intestinal Submucosa Graft in Bulbar Urethral Reconstruction. Urology. 2012 Mar;79(3):695-701.
[20]Tissue-engineered autologous urethras for patients who need reconstruction: an observational study Atlantida Raya-Rivera, Diego R Esquiliano, James J Yoo, Esther Lopez-Bayghen, Shay Soker, Anthony Atala Lancet 2011; 377: 1175–82
[21] Ryan P. Dorin · Hans G. Pohl · Roger E. De Filippo ·James J. Yoo · Anthony Atala Tubularized urethral replacement with unseeded matrices: what is the maximum distance for normal tissue regeneration? World J Urol (2008) 26:323–32
[22] AbdelWahab El Kassaby, Tamer AbouShwareb and Anthony Atala* Randomized Comparative Study Between Buccal Mucosal and Acellular Bladder Matrix Grafts in Complex Anterior Urethral Strictures J Urol Vol. 179, 1432-1436, April 200
[22] Mohamed Selim*Anthony J. BullockKeith A. Blackwood Christopher R. Chapple and Sheila MacNeil Developing biodegradable scaffolds for tissue engineering of the urethra
[23]Jacob M. Patterson a,b,*, Anthony J. Bullock a, Sheila MacNeil a, Christopher R. Chapple. Methods to Reduce the Contraction of Tissue-Engineered Buccal Mucosa for Use in Substitution Urethroplasty European Urology 60(2011)856-861