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Estudio integral para desarrollar un índice de calidad ósea en varones mexicanos (Primera etapa)

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Estudio integral para desarrollar un índice de calidad ósea en varones mexicanos (Primera etapa) - PowerPoint PPT Presentation


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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.

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Presentation Transcript
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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

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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.

Medición de la distribución y porcentaje de los macro-minerales óseos

Cuantificar 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, MEB

Absorciometría dual de rayos X , DXA

Ultrasonido

Fractales

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Introducción

Evolución / esqueleto de los vertebrados / desarrolladoresistencia a la deformación / fractura / adaptándose límites fisiológicos / exigencias mecánicas

Características / resistencia mecánica/ sólida

La calidad mecánica del material / rigidez específica del tejido óseo mineralizado

Economía metabólica

La distribución espacial / diseño arquitectónico

Minimizar la masa del material mineralizado / distribuido

óptimamente en función de su trabajo máximo habitual.

www.xx

Laboratorio de Pruebas no Destructivas

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Instituto Mexicano de Rehabilitación

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Introducción

La calidad del material / no ha cambiado – desde la época de los dinosaurios / el grado adecuado /calcificación/colágeno / rigidez específica.

  • La “microestructura” del material óseo (colágeno orientado y mineralizado) se altera por:
    • trastornos genéticos osteoblásticos
    • edad avanzada (tercera edad).

Calidad ósea

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.

Laboratorio de Pruebas no Destructivas

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Introducción

El mal funcionamiento biomecánico natural o secundariodel 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.

Zonas afectadas

Caderas (duplicación del porte)

Columna (flexión – compresión)

Muñecas (compresión – tracción)

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Laboratorio de Pruebas no Destructivas

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Introducción

Calidad ósea / mecanismos biológicos / resistencia a la fractura

Tres formas de proceder del tejido óseo:

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.

PROCESOS CON BASE CELULAR

Determinantes

genéticos

Moduladores

ambientales

Biomecánico

Metabólico

Contracciones musculares

Gravedad

OSTEOCITOS

(sensan la deformación)

  • La remodelación en modo “desactivado” es la única causa de todas las osteopenias y osteoporosis conocidas

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Laboratorio de Pruebas no Destructivas

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Introducción

(OSTEOCITOS)

deformaciones

Estimula o inhiben / orientan espacialmente

Liberación de mediadores celulares osteocíticos

hacia los osteoblastos inactivos

Cientos de osteoblastos de rata, incluyendo

algunos sufriendo mitosis / 200 veces

Se activa o inactiva la remodelación

-UNICO PROCESO REGULADOR –

DE LA “CALIDAD ÓSEA”

ww.brsoc.org.uk

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-

Laboratorio de Pruebas no Destructivas

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Instituto Mexicano de Rehabilitación

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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

Masculinos / Muerte / traumatismo cráneo encefálico / heridos por arma de fuego

Infarto al miocardio / Pancreatitis /

SIN ENFERMEDAD ÓSEA APARENTE

*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.

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Resultados

DMO en vertebras de cadáver con TAC

Laboratorio de Pruebas no Destructivas

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Resultados

Cambios macroscópicos de la morfología vertebral

30-39 años

70-79 años

↓22.04%

40-49 años

↓6.47%

50-59 años

↓9.43 %

60-69 años

↓ 13.38 %

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Laboratorio de Pruebas no Destructivas

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Resultados

Espesor trabecular / Elementos químicos

  • 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)

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Resultados

Módulo elástico, E

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Resultados

Fractales

- Cuantificación de la red trabecular usando el concepto de la geometría fractal -

Procesamiento

Imagen integrada

Superficie fractal

424

Osteoporosis

372

Osteopenia

428

Normal

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Conclusiones

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.

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Conclusiones

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 indicaría

la calidad ósea que tenemos.

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Participantes

Investigadores

Dra. Margarita Navarrete Montesinos, Laboratorio de Pruebas no Destructivas, II. UNAM

M. en C. Lilia Solís Arrieta, Lab. de Morfología Celular y Molecular, INR, SSA

Dra. Hilda Villegas Castrejón, Lab. de Morfología Celular y Molecular, INR, SSA

Estudiantes: Enrique Cedillo Ramírez

José Roberto Alvarado Maldonado

José 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 MaterialsResearchCongress, 8pp, 2010

Mechanical 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 hombres

Materia 2007.

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