Alotrasplante de tejido compuesto facial. Bases experimentales, estudio preclínico en cadáveres y su aplicación clínica en el humano

ALOTRASPLANTE DE TEJIDO COMPUESTO FACIAL. BASES EXPERIMENTALES, ESTUDIO PRECLÍNICO EN CADÁVERES Y SU APLICACIÓN CLÍNICA EN EL HUMANO. TESIS DOCTORAL Fernando Julio Barrera Pulido 2014 FACULTAD DE MEDICINA Departamento de Cirugía UNIVERSIDAD DE SEVILLA FACULTAD DE MEDICINA Departamento de Cirugía ALOTRASPLANTE DE TEJIDO COMPUESTO FACIAL. BASES EXPERIMENTALES, ESTUDIO PRECLÍNICO EN CADÁVERES Y SU APLICACIÓN CLÍNICA EN EL HUMANO. TESIS DOCTORAL Fernando Julio Barrera Pulido Sevilla, Septiembre de 2014 Directores: Prof. Dr. D. Pedro Infante Cossío. Dr. D. Tomás Gómez Cía. Universidad de Sevilla D. Pedro Infante Cossío, Profesor Titular Vinculado del Departamento de Cirugía, de la Universidad de Sevilla, hace constar que el trabajo titulado “Alotrasplante de tejido compuesto facial. Bases experimentales, estudio preclínico en cadáveres y su aplicación clínica en el humano” presentado por D. Fernando Julio Barrera Pulido, ha sido realizado bajo su tutela y dirección y cumple con los requisitos para ser presentado y defendido como Tesis, para optar al Grado de Doctor. Lo que firma en Sevilla a 1 de Septiembre de 2014. Fdo: D. Pedro Infante Cossío D. Tomás Gómez Cía, Doctor en Medicina y Cirugía y Jefe del Servicio de Cirugía Plástica y Quemados del Hospital Universitario Virgen del Rocío de Sevilla, hace constar que el trabajo titulado “Alotrasplante de tejido compuesto facial. Bases experimentales, estudio preclínico en cadáveres y su aplicación clínica en el humano” presentado por D. Fernando Julio Barrera Pulido, ha sido realizado bajo su tutela y dirección y cumple con los requisitos para ser presentado y defendido como Tesis, para optar al Grado de Doctor. Lo que firma en Sevilla a 1 de Septiembre de 2014. Fdo: D. Tomás Gómez Cía DEDICATORIA A mi madre, que me dió la vida. A mi padre, que vela por mi vida. A Elena, mi mujer, que da sentido a cada minuto de mi vida. A mis tres hijos, continuadores de la vida. efectivo. Otro grupo de pacientes con una indicación alternativa para la realización del ATC en territorio facial lo constituyen los casos de tumores benignos deformantes y progresivos (neurofibromatosis) o las malformaciones vasculares extensas en el área facial. Actualmente se están abriendo nuevas expectativas a otro tipo de pacientes. Esta cirugía innovadora y experimental está aún en sus fases iniciales y es extremadamente compleja en comparación relativa con otros subtipos de trasplantes de tejidos como por ejemplo, el de pared abdominal. Así, según el sistema de clasificación del aloinjerto de tejido compuesto en virtud de su complejidad, los ATC en territorio facial constituyen el procedimiento más complejo porque requieren equipos multidisciplinares y difícil rehabilitación. Los rápidos avances que han tenido lugar en los trasplantes de órganos sólidos han incrementado la seguridad y las posibilidades de éxito de estos procedimientos. Un requisito esencial para lograr estos resultados es el conocimiento necesario para la adaptación de volúmenes y tamaños entre donante y receptor, así como el estudio de la compatibilidad entre los vasos sanguíneos de ambos sujetos. A pesar de la buena correlación entre los volúmenes estimados y reales de los injertos a trasplantar, debe tenerse en cuenta un margen de error. Schroeder y cols. presentan una tasa media de inexactitud en la predicción de volúmenes en el injerto de entre el 9 y el 12% utilizando TAC y RMN, respectivamente, comparado con el peso real. Salvalaggio y cols. encontraron una diferencia significativa entre los volúmenes del injerto calculados mediante RMN y los volúmenes hallados de forma intraoperatoria. Algunos autores refieren una sobreestimación de los volúmenes obtenidos con RMN con respecto a los reales del 9%. Estiman que las inexactitudes del TAC varían entre el 32% de infraestimación y el 21% de sobreestimación en el cálculo de volúmenes con respecto a la realidad. Se piensa que la principal causa de estas discrepancias está relacionada con la perfusión del injerto ya que la volumetría mediante imágenes calcula los volúmenes del órgano perfundido, mientras que las mediciones en el injerto a trasplantar se llevan a cabo cuando este está desprovisto de sangre. En el Hospital Universitario Virgen del Rocío de Sevilla, desde el año 2005, se procede al diseño de una herramienta software para la planificación y optimización de la cirugía llamada VirSSPA, financiado por la Consejería de Salud de la Junta de Andalucía. Dicha herramienta a través de imágenes radiológicas convencionales (TAC, RM, PET) en formato DICOM (Digital Imaging and Comunication in Medicine) genera un modelo en 3D del paciente y permite la intervención de virtual de la cirugía, posibilitando al cirujano elegir la opción menos invasiva y más óptima para el paciente. Esta herramienta ha sido pilotada en la Unidad de Cirugía Plástica y Grandes Quemados y la Unidad de Cirugía Oral y Maxilofacial, superándose los mil casos reales planificados. La eficacia de la herramienta ha sido demostrada y los cirujanos declaran la satisfacción por el uso de la herramienta. La selección del donante ideal es un procedimiento complejo; se fundamenta en parámetros antropométricos (edad, sexo, talla, altura), bioquímicos y de histocompatibilidad, entre otros factores. Disponer de un nuevo servicio de reconstrucción facial mediante el soporte de herramientas que permitieran planificar y simular de forma analógica y digital la cirugía de trasplante en territorio facial sería de gran utilidad, al obtener una mayor precisión y fiabilidad en la adaptación de volúmenes, tamaños y formas tridimensionales, así como en el ajuste entre vasos donantes y receptores, en el ATC al territorio facial. Hasta donde hemos podido revisar no existen evidencias científicas que demuestren la utilización de estas u otras técnicas de imagen similares para la selección del donante idóneo en cirugía de trasplante de cadáver a estructuras faciales en Cirugía Plástica y Reparadora. OBJETIVOS. OBJETIVOS GENERALES. 1. Realizar una revisión bibliográfica sistemática y un estudio comparativo de las publicaciones del trasplante de cara en el periodo comprendido entre Enero del 2000 y Junio del 2014. 2. Llevar a cabo un estudio comparativo de los casos clínicos descritos en la literatura hasta la fecha de trasplante de cara, basándonos en publicaciones indexadas, resúmenes y actas de congresos, páginas webs sanitarias y artículos periodísticos. 3. Estudiar las bases anatómicas de diversos modelos de aloinjertos de tejidos compuestos faciales, cuáles son sus componentes cutáneos, musculares, nerviosos y vasculares en piezas cadavéricas crioconservadas y sus variaciones anatómicas en una muestra representativa de especímenes anatómicos. Valorar su viabilidad anatómica y la posible aplicación clínica de los diferentes modelos para la cirugía reconstructiva de los pacientes con severas desfiguraciones en el territorio facial. 4. Describir la técnica quirúrgica real empleada en un trasplante facial, tanto en sobre el donante como el receptor y la monitorización del rechazo. OBJETIVOS ESPECÍFICOS. 1. Análisis de los resultados clínicos de la aplicación en la práctica clínica de los diferentes modelos de aloinjertos para la reconstrucción de defectos severos en el territorio facial. 2. Control de tiempos quirúrgicos y de ensayos de cirugía sobre los modelos preclínicos en las piezas anatómicas mantenidas por criopreservación y realización de estudios anatómicos de diseño de aloinjertos para cirugía reconstructiva. 3. Incorporación de una herramienta informática de ayuda en el diseño digital de los modelos de aloinjertos para la reconstrucción de defectos faciales severos mediante microcirugía reconstructiva. 4. Validar un software de realidad virtual para el registro de las medidas antropométricas, como un primer paso hacia la búsqueda y caracterización de donantes con receptores en el proceso de planificación preoperatoria que precede a la extracción de un trasplante de tejidos faciales. 5. Análisis de la tecnología de digitalización de imágenes mediante el uso de la realidad virtual VirSSPA como ayuda en la toma de decisiones para la elección del donante, planificación y optimización de la intervención quirúrgica aplicadas al ATC facial. 6. Introducción de las técnicas de digitalización 3D en nuestro protocolo de planificación quirúrgica mediante realidad virtual. Integración de un nuevo módulo que las contemple en la aplicación VirSSPA y, como una línea de innovación complementaria, la obtención de plantillas tridimensionales mediante técnicas de prototipado rápido aplicadas a la cirugía del contorno corporal en cirugía reconstructiva. DISEÑO DEL ESTUDIO. El plan de trabajo propuesto se basa en la consecución de cuatro grandes bloques: 1. Revisión y lectura crítica de las publicaciones relacionadas con el trasplante facial. 2. Estudio de especímenes anatómicos criopreservados. 3. Análisis de la realidad virtual y su aplicación al ATC facial. 4. Aplicación clínica del ATC facial. BLOQUE 1 . Revisión de la literatura científica. Se efectuará la revisión bibliográfica y el estudio comparativo de las publicaciones sobre trasplante de cara en el periodo comprendido entre Enero del 2000 y Junio del 2014 basándonos en publicaciones indexadas, resúmenes y actas de congresos, páginas webs sanitarias y artículos periodísticos. Se recogerán de forma pormenorizada las características propias de cada uno de los casos clínicos en los que se ha llevado a cabo el trasplante facial. BLOQUE 2 . Estudio de especímenes cadavéricos criopreservados. Previa autorización del Comité Ético hospitalario se procederá a la adquisición de cinco especímenes anatómicos criopreservados a través de la Fundación Life Legacy (USA). Dichas preparaciones anatómicas serán custodiadas y conservadas en el Centro Regional de Transfusiones Sanguíneas (área Banco de Tejidos) del Hospital Universitario Virgen del Rocío de Sevilla. Se creará una plantilla de recogida de datos atropométricos de aplicación a todos los especímenes, generando una base de datos con las medidas analógicas llevadas a cabo por tres observadores independientes. Dichas medidas vendrán referenciadas en distintos puntos anatómicos, serán reproducibles de espécimen a espécimen y fácilmente medibles. Se discriminarán las medidas de los tejidos blandos de las llevadas a cabo en el esqueleto óseo. Se procederá al análisis estadístico de los datos obtenidos en formato Hoja de Excel, utilizando el programa SPSS. Se realizará el estudio anatómico del aloinjerto sobre las 5 piezas cadavéricas conservadas. Dicho estudio comprenderá la reproducción fidedigna de la planificación quirúrgica planteada en un caso real seleccionado entre los candidatos a recibir el ATC facial. Se identificarán los límites anatómicos de disección, así como las estructuras anatómicas involucradas (musculatura, troncos nerviosos sensitivos supraorbitario, infraorbitario y mentonianos, nervios faciales, glándulas submaxilares y parótidas y estructuras vasculares cérvico-faciales). Una vez disecado por completo el modelo de ATC propuesto se procederá a su registro gráfico y conservación en frío. BLOQUE 3. Aplicación de la realidad virtual en el ATC facial. En cada uno de los especímenes, antes de proceder a la disección anatómica y a la toma de medidas tal y como se especificó en el punto anterior, se llevará a cabo un TAC, que denominaremos “preoperatorio”. Una vez realizada la disección de la pieza, realizaremos otro TAC “postoperatorio”. Con las imágenes generadas, en formato DICOM, y usando la aplicación informática de procesamiento de imágenes VirSSPA, se realizará una reconstrucción en 3D de cada uno de los especímenes anatómicos. Se llevará a cabo, mediante tres observadores independientes, la medición de las distancias de las referencias anatómicas prefijadas con anterioridad en las imágenes de realidad virtual, tanto sobre los tejidos blandos, como en el esqueleto óseo. Se generará una tabla de recogida de datos en formato Excel. Realizaremos el estudio comparativo y análisis estadístico de todos los datos generados tras las mediciones reales analógicas y las obtenidas mediante realidad virtual. Se llevará a cabo, mediante la aplicación de la herramienta de realidad virtual VirSSPA, la estimación de la idoneidad tisular realizando el trasplante virtual cruzado de cada uno de los especímenes estudiados, para valorar la capacidad de usarlo como herramienta de valoración preoperatoria en el caso del ATC facial. Se valorará igualmente la posibilidad de elaborar un modelo en resina polimérica a partir de las imágenes de realidad virtual para calibrar las necesidades reales de tejido en el caso clínico real de ATC facial. BLOQUE 4. Aplicación clínica del ATC facial. Estudio de investigación clínica y descripción del protocolo pre y perioperatorio de extracción e implantación del trasplante facial. Se aplicará la realidad virtual como herramienta para determinar la idoneidad del donante, sabiendo previamente los requerimientos titulares teóricos calculados mediante la reconstrucción virtual de la resección y la estimación de dimensiones y volúmenes en el paciente receptor. Se efectuará un análisis pormenorizado de los resultados obtenidos tras la realización del ATC facial en nuestro paciente real. RESULTADOS. En el periodo de estudio se han publicado un total de 192 artículos, constatándose un aumento progresivo de las publicaciones a partir del año 2006. Hasta la fecha, sólo se han publicado en la literatura resultados detallados de 18 casos. Existe una variación en los protocolos de selección de los pacientes de cada uno de los grupos de trabajo así como en las características del donante, los componentes del aloinjerto de tejido facial, la secuencia del acto quirúrgico, inmunoterapia y los criterios de monitorización del rechazo inmunológico han sido diferentes en algunos aspectos. El estudio estadístico de los valores recogidos de forma analógica y digital en cada uno de los especímenes cadavéricos por los tres observadores independientes, reveló que los Coeficientes de Correlación Interclase (ICC) calculados fueron >0,6 (correlación sustancial o casi perfecta) para la totalidad de los pares de variables, con la excepción de 2 de las mediciones recogidas en el tejido óseo. Además se alcanzaron valores del ICC>0,8 hasta en 6 de las medidas antropométricas estudiadas. El 26 de enero de 2010, se llevó a cabo un injerto de tejido facial compuesto (ATC) extraído a partir de un donante a corazón parado, que comenzó poco después de la donación del corazón y los pulmones. Los componentes osteomiocutáneos del ATC de cara contenían desde la piel hasta el periostio de los dos tercios inferiores de la cara. El receptor, un hombre de raza caucásica de 35 años de edad, de Sevilla, España, recibió el ATC después de la resección radical de neurofibromas plexiformes masivos bilaterales. El procedimiento de reconstrucción se inició mediante la conexión microquirúrgica del trasplante con carácter heterotópico provisional a los vasos femorales del receptor con el objeto de minimizar los tiempos de isquemia, completar la resección de los neurofibromas faciales. La secuencia de los procedimientos de microcirugía comenzó realizando un Trasplante Heteotópico Provisonal del ATC a los vasos femorales del receptor en el muslo derecho. Durante la intervención, el paciente experimentó una considerable pérdida de sangre que requirió la transfusión de 24 unidades de concentrado de hematíes. Se requirió una revisión quirúrgica en el día 7 para eliminar un hematoma extenso en el lado derecho de la ATC. El régimen inmunosupresor de mantenimiento incluyó esteroides, micofenolato mofetilo y tacrolimus. CONCLUSIONES. El protocolo descrito en este estudio, así como la experiencia clínica acumulada ha demostrado la viabilidad del trasplante facial como opción reconstructiva, si bien se sigue considerando un procedimiento experimental del que todavía quedan aspectos por resolver. Los resultados indican que desde el punto de vista clínico, técnico e inmunológico, los trasplantes faciales han logrado la rehabilitación funcional, estética y social en pacientes con graves secuelas en la cara. En el trasplante facial, la planificación preoperatoria es fundamental para seleccionar un aloinjerto cuya compatibilidad anatómica con el defecto del receptor sea lo más exacta posible. Las dimensiones de la cara del potencial donante deben ser congruentes para asegurar la viabilidad del procedimiento y la inserción adecuada del aloinjerto en el defecto. La obtención de las mediciones antropométricas con el software de realidad virtual muestra una correlación equivalente a las producidas usando un método análogico convencional. Las reconstrucciones 3D obtenidas mediante el uso de un software de realidad virtual pueden desempeñar un papel útil para facilitar la caracterización de la cara del donante. El procedimiento del trasplante heterotópico provisional ha demostrado ser un procedimiento fiable para facilitar la extracción de un ATC facial de un donante cadáver, que reduce el tiempo de isquemia perioperatoria, que permite hacer un trabajo de banco del ATC y, finalmente, evita el rechazo hiperagudo del trasplante. PALABRAS CLAVE: Trasplante de cara, aloinjerto de tejido compuesto, trasplante heterotópico, reconstrucción, realidad virtual. ÍNDICE I. JUSTIFICACIÓN Y ACREDITACIONES PREVIAS 1 1. Justificación…….…….…….…….…….…….…….…….…….…… 1 2. Acreditaciones previas…….…….…….…….…….…….…….…... 2 II. INTRODUCCIÓN. 7 1. Bases experimentales de los trasplantes. 1.1. Breve historia del trasplante de órganos sólidos ………….… 10 1.2. Tipos de trasplantes ……………………………………………… …. 11 1.3. Tipos de donantes ……………………………………………………… . 12 1.4. Muerte Encefálica ……………………………………………………... 13 1.5. Clasificación de los trasplantes …………………………………… 16 1.6. Inmunología del trasplante …………………………………………. 18 1.7. Terapia inmunosupresora ………………………………………… …. 23 2. Aloinjertos de tejido compuesto. 2.1. Historia …………………………………………………………………….. 31 2.2. Componentes del Aloinjerto de Tejido Compuesto ……….. 38 2.3. Clasificación del Aloinjerto de Tejido Compuesto de cara.. 44 3. El trasplante de estructura facial. 3.1. Indicaciones del trasplante facial ………………………………. 46 3.2. Aspectos anatomo-quirúrgicos en el TF ……………………….. 48 3.3 Tipos de ATC facial ……………………………………………………… 50 3.4. Estudios experimentales en animales ……………………………… 54 3.5. Estudios experimentales en cadáveres ……………………… …… 60 3.6. Viabilidad del trasplante facial ……………………………………… 62 III. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. 69 IV. OBJETIVOS. 73 V. MATERIAL Y MÉTODO 75 5.1. Estudio preclínico en cadáveres. 1. Extracción del ATC parcial de la cara ………………… …. 75 2. Elaboración de una epítesis facial …………………… . 82 3. Planificación preoperatoria del ATC …………………… 84 5.2. Protocolo de extracción del ATC del donante………………. 94 5.3. Revisión sistemática de la literatura …………………………. 100 VI. RESULTADOS. 103 6.1. Estudio preclínico en cadáveres……………………………… 103 1. Extracción del ATC parcial de la cara. 2. Planificación preoperatoria del ATC. 6.2. Aplicación clínica del TF parcial en el humano…………… 109 2.1. Extracción del ATC del donante……………………… 109 2.2. Restauración de la cara del donante…………… 114 2.3. Aplicación del ATC en el receptor…………………… 122 6.3. Revisión sistemática de la literatura……………………… 133 3.1. Análisis bibliométrico de los artículos…………. 133 3.2. Características de los casos clínicos de TF……. 134 3.3. Detales de los casos clínicos de TF……………... 144 VII. DISCUSIÓN………………………………………………….…….…………. 177 7.1. Modelos preclínicos de TF en animales……………………. 178 7.2. Estudios preclínicos de TF en cadáveres………………….. 179 7.3. Aspectos quirúrgicos generales en el TF…………………… 186 7.4. Consideraciones específicas sobre las neurorrafias……. 192 7.5. Preparación pre-trasplante del donante y receptor……. 194 7.6. Procedimiento de extracción del ATC del donante…….. 195 7.7. Indicaciones del TF……………………………………………… 197 7.8. Inmunología del TF……………………………………………….. 202 7.9. Resultados funcionales y estéticos en el TF………………. 205 7.10. Resultados psicosociales en el TF……………………….. 207 7.11. Consideraciones bucales en el TF………………………….. 209 7.12. Consideraciones quirúrgicas en nuestro caso clínico.. 211 7.13. Revisiones y refinamientos postrasplante………………. 213 7.14. Complicaciones postrasplante………………………………. 214 7.15. Repercusiones estéticas en el TF………………………..… 216 7.16. Futuro del TF………………………………………………………. 219 VIII. CONCLUSIONES.......................................................... 221 IX. BIBLIOGRAFÍA………………………………………………….…….…. 225 X. ANEXOS………………………………………………….…….………………. 239 TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 1 1. JUSTIFICACIÓN. El éxito del trasplante de cara se ha de valorar desde una perspectiva de meses y de años de trabajo, no sólo por las horas invertidas en la operación quirúrgica propiamente dicha. Por eso, uno de más importantes retos que implica el complejo proceso que conlleva un trasplante de cara se cimenta en la coordinación y suma de esfuerzos de los profesionales y de los equipos sanitarios y no sanitarios comprometidos en la consecución de un proyecto que comienza a tener valor antes del trasplante y adquiere su verdadera dimensión después, a medio y largo plazo. Concretamente, en lo que se refiere al equipo de trasplante de cara conformado por Cirujanos Plásticos y Cirujanos Orales y Maxilofaciales que participaron en la preparación, planificación y ejecución del trasplante en Sevilla en el año 2010, si tuviera que señalar una de las claves del trabajo realizado, diría que precisamente ha sido la coordinación de equipos de trabajo multidisciplinares. En este sentido, la experiencia a nivel mundial ha demostrado que este procedimiento tan complejo como novedoso, debe ser realizado por un equipo quirúrgico que debe estar formado necesariamente por distintas especialidades, y que puede llegar a componerlo un número de 10, 15 ó 20 cirujanos (Cirujanos Plásticos, Orales y Maxilofaciales, Oftalmólogos, Vasculares, etc); pero en ningún caso puede ser realizado por un único profesional. En el contexto anteriormente expuesto es donde enmarca este apasionante proyecto que justifica esta Tesis Doctoral. Personalmente, participé de forma activa en el estudio experimental y preclínico del trasplante facial en calidad de investigador, y en la posterior aplicación clínica real como miembro del equipo de Trasplante de Cara del Hospital Universitario Virgen del Rocío de Sevilla. Pero todo mi trabajo no hubiera sido posible sin un enfoque y perspectiva de colaboración multidisciplinar en ambas vertientes preclínicas y clínicas. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 8 iniciado una nueva era en el campo de la cirugía reconstructiva mediante el uso del trasplante de cara con aloinjerto de tejido compuesto. El primer trasplante facial (TF), realizado hace apenas 8 años, ha proyectado en el mundo científico real y en la sociedad los sueños de la ciencia ficción, convirtiendo un mito ancestral de la humanidad en una realidad quirúrgica y en un desafío médico accesible. Los resultados funcionales y estéticos logrados han demostrado la adecuada integración de los tejidos trasplantados dentro del esquema corporal del paciente, y la recuperación psicológica y social en cada uno de ellos, permitiendo la recuperación de la identidad individual que habían perdido. Pero aun siendo alentadores todos estos datos preliminares, el mundo médico debe seguir adelante con cautela, porque por el momento apenas tenemos seguimiento clínico de una decena de pacientes muy seleccionados. Quedan todavía muchas perspectivas de investigación experimental y de aplicación clínica para que el mundo científico pueda definir la verdadera dimensión terapéutica real de este procedimiento. En efecto, los trasplantes de cara han progresado enormemente desde el primero, realizado en Francia en Noviembre del 2005. Desde entonces se han realizado más de 25 trasplantes en diversos países del mundo, en Francia, España, Estados Unidos y China, y más recientemente en Bélgica, Turquía y Polonia. Los resultados publicados hasta la fecha en revistas médicas especializadas muestran resultados prometedores, por lo que, obviamente, es esperable un aumento en el número de trasplantes en el futuro próximo. Sin embargo, esta intervención se considera todavía como un procedimiento experimental que requiere un enfoque multidisciplinario involucrando tanto a la investigación básica y experimental como a investigación preclínica y clínica traslacional. Conceptos previos. El término alotrasplante indica trasplante de un órgano entre individuos de la misma especie, aunque también se podría llamar homotrasplante o trasplante homólogo. Se extrae de la terminología en inglés que denomina allograft al trasplante de un órgano. El alotrasplante de tejido compuesto (ATC) facial comprende estructuras y tejidos de estirpe diversa en función del defecto que se quiere reconstruir: piel, tejido celular subcutáneo, músculo, fascia, periostio, hueso, vasos sanguíneos, linfáticos, nervios sensitivos y motores, mucosa, glándulas salivales y dientes. La indicación del alotrasplante facial viene determinada por la deformidad de las estructuras de la cara o el defecto generado que hasta el momento actual, en los casos publicados, se puede presentar de dos formas: TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 9  En la mayoría de los pacientes que han sido reconstruidos con un TF, la deformidad facial existía previamente a la cirugía. El primer caso, intervenido en Noviembre de 2005 en Amiens (Francia), se trataba de una mujer de 38 años, que estaba desfigurada en el tercio inferior facial, realizándose un trasplante de tejido compuesto que incluía nariz, labios y mentón. El paciente intervenido en China en Abril de 2006 presentaba una deformidad hemifacial con afectación de comisura, nariz y órbita derecha, originada por la mordedura de un oso. En Cleveland (EE.UU.) en Diciembre de 2008, se realizó un trasplante facial a una mujer de 48 años que había sufrido un traumatismo severo en el tercio medio facial que le afectaba al 80% de su cara. En abril de 2009 se llevó a cabo también otro trasplante en Boston (EE.UU.) para reconstruir un paciente con secuelas secundarias a quemaduras del tercio medio facial. En Agosto de 2009 se publicó en prensa la realización de un alotrasplante facial en Valencia, España por el Dr. Cavadas para la reconstrucción de una secuela de resección oncológica.  En otros casos no existe el defecto de tejidos previo a la cirugía, sino que en la misma intervención se realiza la exéresis del territorio facial afecto, generalmente por una lesión neoplásica deformante, y se crea un defecto que se reconstruye con el ATC facial. Este es el caso de un paciente varón de 29 años intervenido en Créteil (Francia) en Junio de 2007, que presentaba un neurofibroma plexiforme infiltrante, realizándose una resección del tercio medio e inferior de la cara y reconstruyéndose con un alotrasplante de tejido compuesto de un donante cadáver. Esta ha sido la misma situación clínica que se ha planteado en Sevilla, España, en Enero de 2010, cuando el equipo coordinado por el Dr. Gómez Cía, realizó el primer trasplante de estas características en Andalucía. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 10 1. BASES EXPERIMENTALES DE LOS TRASPLANTES. El trasplante es un procedimiento médico complejo. Permite que órganos, tejidos o células de una persona sana puedan reemplazar órganos, tejidos o células enfermas o defectuosas de otra persona. En algunos casos esta acción sirve para salvarle la vida, en otros para mejorar la calidad de vida o ambas cosas. La principal ventaja de un trasplante es la cura de una enfermedad o defecto, que es una manera de hacer una terapia génica al paciente, puesto que el órgano, tejido o célula trasplantada no van a tener mermas o marcas de una enfermedad previa. De la misma manera, existen inconvenientes a tener en cuenta: problemas con el abastecimiento de órganos o tejidos, problemas de compatibilidad y rechazo; la cirugía, su monitorización y seguimiento postoperatorio pueden ser complejos y costosos; y como en cualquier otro tipo de operación la aparición de complicaciones intra/postoperatorias y de infección. 1.1. Breve historia del trasplante de órganos sólidos. En 1933, el ruso Voronoy realizó el primer trasplante renal a una joven en coma urémico, a partir de un donante hombre de 60 años. Los riñones trasplantados funcionaron precariamente durante los dos primeros días, tras lo cual la paciente falleció. En 1954 se realizó el primer trasplante renal con éxito total al trasplantar un riñón entre gemelos univitelinos. Durante la década de los cincuenta se avanzó en la investigación inmunológica, siendo en 1958, en Boston, donde se realizó un trasplante utilizando inmunosupresores. El riñón sobrevivió, pero la paciente murió a causa de las infecciones provocadas por la inmunosupresión. En 1963, Thomas Starzl realizó el primer trasplante de hígado entre humanos. Fue a un niño de tres años afecto de atresia biliar; éste se encontraba en un estado fisiológico prácticamente incompatible con la vida, se le trasplantó el hígado de otro niño fallecido de un tumor cerebral. Tuvo cinco horas de supervivencia. En el mismo año, dos meses más tarde, practicó su segundo trasplante hepático, esta vez entre adultos. El receptor, un varón de 48 años de edad afecto de un glioma primario de cerebro. El trasplante fue un éxito, aunque el receptor murió 22 días más tarde de una embolia pulmonar. En 1967 en Ciudad del Cabo, Christian Barnard realizó el primer trasplante cardíaco a un ser humano. La donante, una joven con politraumatismos tras un atropello con lesiones cerebrales muy graves, y con actividad cerebral mínima al ingreso. Barnard solicitó la donación del corazón al padre de la víctima, después de unos minutos de reflexión, el padre de la víctima respondió a Barnard: "si ya no existe esperanza para mi hija, intente salvar a ese hombre". El receptor fue un varón de 54 años, padecía de una miocardiopatía isquémica en estado terminal. El donante y el receptor se operaron, respectivamente, en dos quirófanos adyacentes. Cuando TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 11 cesó toda actividad cardíaca en el electrocardiograma del donante y se comprobó la ausencia de respiración espontánea y de todos los reflejos durante siete minutos, se declaró muerta a la donante y se procedió a la extracción cardíaca. El injerto se implantó y funcionó, cuando se cerró el tórax las constantes vitales del receptor eran correctas. A los diez días el receptor caminaba por la habitación. Una neumonía bilateral provocó su muerte cuatro días más tarde. Un mes más tarde, Barnard realizó su segundo trasplante cardíaco. El receptor vivió diecinueve meses y medio. España y los trasplantes. En España, y concretamente en Barcelona, en 1965 se realizó el primer trasplante de órganos con éxito entre humanos. Fue un trasplante renal obtenido de un cadáver. Desde entonces y hasta el reconocimiento legal de la muerte de una persona por la "muerte cerebral" de forma oficial y mediante la ley 30/1979, del 27 de octubre de 1979, todas las extracciones renales para trasplante procedentes de cadáveres debían de esperar la asistolia del donante. Durante estos años, los equipos de trasplantes velaban de forma ininterrumpida, a veces durante muchos días, a los pacientes graves sin perspectivas de viabilidad en estado crítico o estado de "muerte cerebral" a la espera de la asistolia, y procedían entonces, previa autorización de la familia del fallecido, a la extracción renal del cadáver para realizar el trasplante. 1.2. Tipos de trasplantes.1  Autotrasplante, autoinjerto o trasplante autólogo. Es aquel que se realiza cuando el donante y el receptor son el mismo individuo. Se utiliza fundamentalmente en caso de tejidos: piel, hueso, vasos o médula ósea.  Isotrasplante. Es aquel que se practica cuando el donante y el receptor son gemelos idénticos o univitelinos. En este caso ambos individuos son genéticamente idénticos y se evita totalmente el problema del rechazo (Figura 1).  Alotrasplante u homotrasplante. El donante y el receptor son individuos de una misma especie no genéticamente idénticos. Este es el tipo que se utiliza con mayor frecuencia para el trasplante de células, tejidos y órganos entre humanos (Figura 1).  Xenotrasplante o heterotrasplante o trasplante heterólogo. Es aquel que se realiza cuando el donante y el receptor son de especies distintas. Ejemplo de esto es la utilización de válvulas cardíacas porcinas (válvulas cardíacas de cerdo) en humanos (Figura 1). TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 12  Ortotópico. Es aquel en el que el órgano extraído del donante ocupa su posición anatómica normal en el receptor.  Heterotópico. Es aquel en el órgano del paciente permanece como apoyo del órgano del donante, injertándose el órgano nuevo en un lugar distinto del que ocupa el del paciente. El órgano enfermo es eliminado, se inactiva. Su empleo es muy frecuente en trasplantes renales. 1.3. Tipos de donantes. Los órganos y tejidos pueden ser donados por:  Donante vivo. En este caso el donante sigue vivo después de la donación. Puede emplearse en donación de fluidos, tejido renovable o células (sangre, sangre de cordón umbilical, piel, médula ósea, progenitores hematopoyéticos, cabezas femorales 2, un órgano (pulmón, riñon2) o parte de un órgano que tenga capacidad de auto regeneración (segmentos hepáticos 2). En España el trasplante de órganos de donante vivo, supone ya en el caso de los riñones, el 10% del total de trasplantes. En el año 2009 se realizaron 235 trasplantes renales procedentes de donantes vivos, de un total de 2.328 trasplantes renales2.  Donante cadáver. Se denomina así cuando el donante es un individuo fallecido en muerte encefálica. Aquí los órganos a trasplantar son mantenidos con vida hasta el trasplante mediante técnicas de ventilación artificial y drogas específicas para ello, que permiten que el corazón siga latiendo e irrigando los órganos a ser trasplantados. Los órganos y tejidos que se pueden donar de un donante cadáver en situación de muerte encefálica son: Figura 1. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 13  Órganos: Riñón, hígado, corazón, pulmón, páncreas, intestino.  Tejidos: Córneas, huesos, segmentos osteo-tendinosos, válvulas cardíacas, segmentos vasculares, piel2. Recientemente se han empezado a realizar trasplantes de individuos fallecidos en paro cardíaco, con la finalidad de aumentar el índice de donantes. Así, un solo donante al fallecer puede beneficiar a varios receptores, pero dado los problemas inherentes a dicha técnica, la mayoría de los donantes cadavéricos son individuos en muerte encefálica. Los donantes cadáveres fallecidos en asistolia y a los que se les ha realizado maniobras de preservación, pueden donar riñones, pulmones, hígado y tejidos2. La detección de un donante es un procedimiento que involucra a un gran número de profesionales sanitarios, principalmente de las áreas de UCI, Reanimación y unidades de Urgencias. Por último, los donantes cadáveres sin preservación pueden ser donantes únicamente de tejidos2. 1.4. Muerte Encefálica. Siguiendo a la mayor parte de las escuelas médicas en Europa, y de acuerdo a la Legislación Española, el concepto de muerte encefálica global es la ausencia irreversible de las funciones neurológicas de tronco del encéfalo y hemisferios cerebrales. Diagnóstico. El diagnóstico de muerte encefálica debe ser realizado por los médicos que atienden al paciente, siendo imprescindible que tengan experiencia en diagnóstico neurológico. Deberán participar 3 facultativos: Un médico especialista en neurocirugía/neurología, un médico de la unidad donde el paciente se encuentre ingresado, y otro médico. Antes de proceder a la realización del examen clínico para establecer el diagnóstico de muerte encefálica, es preciso conocer cuál es la causa y el mecanismo del daño neurológico (traumatismo craneoencefálico, accidente cerebrovascular, neoplasia encefálica, etc.). No deberá realizarse el diagnóstico de muerte encefálica en pacientes en los que no se conoce la etiología del daño encefálico. Dado que existen situaciones clínicas que pueden simular la exploración clínica de muerte encefálica, antes de proceder al examen clínico e instrumental, es necesario confirmar la presencia de: TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 14 1.- Presión arterial normal. La presencia de hipotensión arterial severa, debido al descenso de flujo sanguíneo cerebral que puede acompañarle, puede, en algunas ocasiones asociarse a signos clínicos e instrumentales compatibles con muerte encefálica que se pueden revertir tras la normalización de la presión arterial. 2.- Ausencia de trastornos hidroelectrolíticos. La existencia de trastornos hidroelectrolíticos severos (natremia > 180 meq/L, etc.) pueden también asociarse a depresión del sistema nervioso central, por lo que se aconseja una normalización del medio interno antes de proceder al diagnóstico. Del mismo modo es conveniente la exclusión de la existencia de hipoxia, hipercapnia severa, etc. 3.- Ausencia de efectos producidos por drogas depresoras del sistema nervioso central y/o relajantes musculares. Es igualmente imprescindible descartar que el paciente esté bajo efectos de agentes físicos, como la hipotermia inducida, aunque no hay que olvidar que la muerte encefálica conlleva con frecuencia a la hipotermia espontánea. No obstante, dado que la hipotermia profunda puede simular alguno de los signos clínicos de muerte encefálica, es conveniente realizar una monitorización de la temperatura central (timpánica, esofágica o rectal) y en caso de hipotermia severa, recalentar al paciente para que la temperatura alcance al menos los 32 º C. 4.- Si existe monitorización de la presión intracraneal, se deberá constatar que la presión intracraneal sea estable. Antes de realizar pruebas diagnósticas de muerte encefálica que puedan tener un efecto deletéreo sobre el cerebro es aconsejable realizar aquellas que no afectan al mismo, ya que en el caso de no confirmarse la muerte se podría sobreañadir daño. Así, el test de la apnea (que produce hipertensión endocraneal) o el de la Atropina deberá realizarse al final de la exploración. Para la demostración del cese de las funciones del tronco del encéfalo es suficiente la realización de una exploración clínica completa. Para la confirmación del cese de las funciones de los hemisferios cerebrales es necesario recurrir a pruebas instrumentales que pongan en evidencia la existencia de fenómenos íntimamente relacionados con la muerte encefálica. El cese del flujo sanguíneo encefálico o el cese de la actividad eléctrica del sistema nervioso central son los fenómenos más vinculados a la muerte del encéfalo, por lo que el empleo de test como la sonografía, el doppler transcraneal o el electroencefalograma, podrán servir para constatar esos fenómenos. Exploración clínica del paciente en muerte encefálica . La exploración clínica de un paciente en muerte encefálica es, desde el punto de vista neurológico, similar a la de un fallecido por parada cardíaca. La única TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 15 diferencia notable es la posibilidad de encontrar en los pacientes en muerte encefálica reflejos de origen medular. La exploración clínica para el diagnóstico de muerte encefálica se basa en la demostración de la ausencia de función, a través del examen clínico de todos los pares craneales. Es conveniente que la exploración sea sistemática, completa y extremadamente rigurosa, debiendo hacerse constar todos los datos de la exploración en la historia clínica del paciente. Un protocolo de exploración clínica de muerte encefálica debe incluir los siguientes apartados para constatar los siguientes fenómenos: El donante a corazón parado. El envejecimiento de la población, los buenos resultados obtenidos con los trasplantes y, consecuentemente el aumento de las indicaciones, hacen que las listas de espera de pacientes pendientes de recibir un órgano aumenten. Se buscan alternativas para incrementar el número de donaciones, como lo son insistir en el descenso de las negativas familiares, la promoción del donante de vivo y el donante a corazón parado. Se considera que esta actividad puede incrementar hasta en un 20% el número de riñones disponibles. 1. Ausencia de reflejo fotomotor. 2. Ausencia de reflejo corneal. 3. Ausencia de respuestas motoras (excepto la debida a la actividad espinal) 4. Ausencia de reflejo oculovestibular. 5. Ausencia de reflejo oculocefálico. 6. Ausencia de reflejo nauseoso. 7. Ausencia de reflejo tusígeno. 8. Test de la atropina. 9. Ausencia de respiración espontánea. Test de la apnea. 10. Electroencefalograma. 11. Potenciales evocados multimodales. 12. Sonografía doppler transcraneal. 13. Arteriografía cerebral de los 4 vasos. 14. Estudio de perfusión con isótopos. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 16 Clasificación de los donantes en asistolia:  Tipo I: Fallecido antes de llegar al hospital, con tiempo de asistolia conocido.  Tipo II: Fallecido en el hospital tras maniobras de resucitación infructuosas.  Tipo III: Fallecido tras retirada de ventilación mecánica en situaciones de estado vegetativo persistente o deterioro neurológico severo e irreversible.  Tipo IV: Fallecido en muerte cerebral en el que la asistolia se produce antes de proceder a la extracción.  Tipo V: Ingresado en el hospital que sufren parada cardio-respiratoria. Criterios de inclusión: 1. Inicio de masaje cardiaco y ventilación mecánica en un tiempo inferior a 10 minutos desde el momento de la PCR (Parada cardio-respiratorio). 2. Edad entre 7 y 55 años. 3. Causa de muerte conocida (o sospechada). 4. Ausencia de lesiones torácicas o abdominales que comporten sangrado masivo. 5. Aspecto externo normal (excluir indigentes, sospecha de prácticas de riesgo, venopunciones, etc.). 6. Tiempo de asistencia incluyendo traslado (llegada a urgencias del hospital) inferior a 90 minutos. 1.5. Clasificación de los trasplantes. Los trasplantes se pueden clasificar, de acuerdo a lo que se trasplanta, en tres categorías bien definidas que tienen características y técnicas propias. Trasplante de células. El trasplante de células progenitoras hematopoyéticas, consiste en la infusión de estas células obtenidas de la médula ósea, sangre periférica, cordón umbilical o el hígado fetal, a un paciente que ha sido previamente acondicionado para recibir dicho injerto. Este proceder se ha convertido en una modalidad terapéutica para una gran variedad de enfermedades, como hemopatías malignas, anemia aplásica, inmunodeficiencias y gran número de tumores sólidos. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 17 Trasplante de tejidos. El trasplante de tejidos consiste en el uso de tejidos laminares como piel, amnios, pericardio o fascia lata, tejidos óseos y osteo-articulares, córneas, tejidos cardiovasculares para sustituir aquellos que hayan sido destruidos o perdidos por algún motivo o que ya no sean capaces de cumplir su función adecuadamente. Los tejidos laminares como la piel y el amnios, pueden ser utilizados frescos o preservados. La variante fresca se mantiene en suero fisiológico a 4ºC y dura 7 días. Las variantes preservadas tienen distintas técnicas de conservación, todas ellas con la ventaja que pueden ser almacenadas para la conformación de un stock. Las técnicas de conservación pueden ser, por congelamiento, a –80 ºC en freezer mecánico o a –142ºC en vapores de nitrógeno líquido. También pueden ser por deshidratación mediante procedimiento de liofilización que permite el almacenamiento a temperatura ambiente o la forma más económica de procesamiento que es por deshidratación con glicerol y que se conserva a 4ºC (Figura 2). Trasplante de órganos. Es un tratamiento que consiste, en la sustitución de un órgano deteriorado por otro que funciona correctamente, con lo que se consiguen mejorar las condiciones y la calidad de vida de los enfermos. En determinados casos, el trasplante representa la única alternativa para curar una enfermedad en fase terminal y prolongar la vida con un nivel de calidad aceptable. Los órganos que con mayor frecuencia se trasplantan son: riñón, pulmón, corazón e hígado. Figura 2. Manipulación de tejidos en cámara de flujo laminar1 TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 24 Recientemente, este arsenal terapéutico se ha visto enormemente incrementado al incluirse drogas con muy diferente mecanismo de acción. Muchos de los fármacos inmunosupresores se han descubierto en el contexto de la investigación de la quimioterapia del cáncer, buscando agentes citotóxicos capaces de matar células por bloqueo del proceso mitótico. Resulta evidente que estos agentes matan también todas aquellas células con un alto índice proliferativo, como es el caso de las células hematopoyéticas de la médula ósea. Por ello es de vital importancia monitorizar los niveles de estos fármacos. El objetivo fundamental del tratamiento inmunosupresor es la modulación de la respuesta inmune. Esto se basa en dos conceptos:  Suprimir la respuesta del sistema inmune contra órganos extraños sin alterar la respuesta contra microorganismos y tumores.  Revertir la respuesta inmunológica contra un órgano trasplantado (rechazo) una vez iniciada. Sin embargo esta inmunosupresión ideal no se ha alcanzado aún. De ahí que las pautas de inmunosupresión utilizadas varíen entre los diferentes hospitales trasplantadores, especialmente en cuanto al tiempo de administración, dosis de corticoides y fármacos inmunosupresores utilizados. De acuerdo con su mecanismo de acción, los inmunosupresores se clasifican como: CLASIFICACIÓN DE LOS INMUNOSUPRESORES Fármacos que inhiben la activación de las células T Evitan que estas ataquen al órgano trasplantado o generador de estímulos antigénicos Ciclosporina, tacrólimus (FK506), sirolimus. Fármacos que inhiben la síntesis de DNA y RNA Inhiben la división celular Azatioprina y micofenolato. Corticosteroides Suprimen la inflamación asociada a la reacción inmunológica Anticuerpos monoclonales Bloquean algunos factores implicados en el mecanismo de la reacción inmunológica como interleukinas o el factor de necrosis tumoral Algunos de estos son el daclizumab, adalimumab, infliximab, etc. Otros productos generados por recombinación genética Bloquean algunos de los mecanismos implicados en la reacción. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 25 Inhibidores de la calcineurina.  Ciclosporina. La Ciclosporina es quizás el principal exponente de éste grupo. Es un polipéptido derivado del hongo Tolypocladium inflatum que inhibe el proceso de transmisión de señales que dirige la activación de la célula T. Surgió como uno de los principales avances de la terapia inmunosupresora anti-rechazo en la década de los 80. Su mecanismo de acción consiste en bloquear la acción de los linfocitos T activados al bloquear la transcripción de los genes de la linfocinas (IL-2 e interferón gamma), inhibiendo la activación de las células citotóxicas y células B.  Tacrólimus. El Tacrólimus, previamente denominado FK506, fue descubierto en Japón durante la investigación de sustancias que fueran inhibidoras de la reacción linfocitaria mixta. Se trata de un macrólido aislado del hongo Streptomyces tsukubaensis. Al principio, su uso (abril 1994) fue restringido al trasplante de hígado, aunque pronto se extendió a otros trasplantes. Se trata de fármacos que inhiben la transmisión de señales de la célula T. Durante el proceso de activación del linfocito T, básicamente, se activan una serie de rutas que son dependientes a su vez de un aumento de Calcio intracelular y de la activación de la proteínquinasa C (PKC). La ciclosporina A y el tacrólimus impiden la activación linfocitaria por inhibición de la calcineurina. Esta enzima juega un papel importante en la regulación de la expresión del gen de IL2, IFNg, IL-4, TNFa existiendo una fuerte correlación entre la inhibición de la actividad de la calcineurina y el descenso en la síntesis de IL-2. Esta inhibición no se lleva a cabo directamente, sino tras interaccionar los fármacos con unas proteínas intracitoplasmáticas denominadas inmunofilinas, la proteína FKBP-12 y la ciclofilina. Es por tanto el complejo droga-inmunofilina quien inhibe la actividad de la calcineurina y lo hace además de una forma bastante específica por lo que la actividad de otras serina-treonina fosfatasas no se altera por estos fármacos. El tacrólimus es capaz de inhibir la IL8, IL1B, IL3, IL4, IL6, IL7 e IFN-g así como TGFb, que es una citocina implicada en la fibrogénesis, lo que explicaría la capacidad del tacrólimus de revertir rechazos refractarios a CsA y el rescate de algunos rechazos crónicos en sus estadios iniciales. Un aspecto a considerar de estos fármacos es la toxicidad. En este sentido, aunque se trata de los más potentes inmunosupresores conocidos, sus considerables efectos tóxicos, limitan su administración de forma generalizada. Tanto la nefrotoxicidad como la neurotoxicidad dependen de la dosis y mejoran al disminuir la misma. Por otra parte, las infecciones asociadas a estos tratamientos son principalmente producidas por virus y sólo tras un tratamiento muy prolongado, aparecen también infecciones por parásitos y hongos. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 26 Inhibidores de mTOR.  Rapamicina. La Rapamicina (Sirolimus o Everolimus) es un producto natural de origen microbiano. Se trata de un antibiótico macrólido derivado de un actinomiceto. Es un agente inmunosupresor muy potente, que presenta homología estructural con el tacrólimus, que se une al mismo tipo de receptores intracelulares. La proteína de unión intracelular es la inmunofilina FKBP12 (la misma que para el tacrólimus) y el complejo FKBP12-sirolimus o everolimus se une a unas proteína-cinasas denominadas TOR (target of rapamycin). Estas quinasas forman parte de la familia de las fosfoinositol 3 cinasas (PI-3K) que son estimuladas por IL-2 y otros factores de crecimiento implicados en la progresión del ciclo celular de la fase G1 a la fase S. Por tanto, la rapamicina no inhibe la síntesis de IL-2 ni tampoco la actividad de la calcineurina, (a diferencia del Tacrólimus) pero parece actuar interrumpiendo las señales de proliferación inducidas por la IL-2 y otros factores de crecimiento, inhibiendo la proliferación de los linfocitos T y B e impidiendo su activación IL2 e IL4 dependiente. Este fármaco parece prevenir y revertir el rechazo agudo, suprimiendo la síntesis primaria y secundaria de anticuerpos. Este fármaco ha demostrado ser mucho menos nefrotóxico. Entre sus efectos secundarios está la trombocitopenia, hiperlipemia, y vasculitis. El tratamiento conjunto con inhibidores de la calcineurina aumenta significativamente la nefrotoxicidad. Inhibidores de la síntesis de novo de las purinas. 1. Azatioprina. La Azatioprina es un análogo de la purina y se ha usado desde hace tiempo como droga inmunosupresora, teniendo como efecto final la inhibición de la síntesis de DNA y RNA. Esta acción afecta fundamentalmente a la fase S del ciclo celular interfiriendo, por tanto, con los linfocitos en proliferación tras estimulación antigénica. El mecanismo intrínseco de su acción inmunosupresora no está todavía completamente aclarado ya que, en efecto, existe cierto grado de selectividad como se ha descrito recientemente. Fue usada ampliamente formando parte de la triple terapia. Hoy en día sólo se usa en enfermos que llevan muchos años trasplantados, ya que el micofenolato de mofetilo la ha superado ampliamente. Los efectos tóxicos se centran sobre todo en la mielotoxicidad, que es común a todos los agentes citotóxicos y puede traer como consecuencia la aparición de infecciones severas. También presenta toxicidad gastrointestinal y hepática. Finalmente se ha descrito tras largos tratamientos con azatioprina la aparición de neoplasias probablemente de etiología viral. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 27 2. Micofenolato de mofetilo (MMF, RS61443, cellcept). El Micofenolato de Mofetilo fue aprobado por la FDA en 1995 para prevenir el rechazo agudo en trasplante renal. Actualmente su uso se ha generalizado, siendo una droga muy utilizada en cualquiera de los regímenes inmunosupresores. Es un derivado semisintético del ácido micofenólico (MPA) aislado del Penicillin glaucum y que inhibe la proliferación de los linfocitos T y B al ser un antagonista de las purinas como la azatioprina. El MMF es el morfolineoetilester del MPA, que es el compuesto activo inmunosupresor. Este efecto se debe sobre todo a la utilización preferencial de la vía de novo en los linfocitos tras la estimulación antigénica, vía que no es tan imprescindible en otras células. El MPA inhibe de forma reversible el enzima inosinamonofosfato dehidrogenasa (IMPDH), que es crucial en la vía de novo de las purinas, concretamente de la síntesis del nucleótido guanosina a partir de inosina, no incorporándose por tanto dicho nucleótido al DNA. Como consecuencia se produce una depleción de guanosina monofosfato y se inhibe la proliferación de las células T y B activadas. Su efecto es selectivo en linfocitos y no afecta neutrófilos ni plaquetas a diferencia de la azatioprina. También se ha podido comprobar que el MMF bloquea la glicosilación de las moléculas de adhesión implicadas en la interacción con los endotelios vasculares impidiendo así, el reclutamiento de los linfocitos y macrófagos hacia los sitios de inflamación. También inhibe la proliferación del músculo liso de la pared arterial. Por último, es importante resaltar que es uno de los pocos fármacos inmunosupresores con efecto en el rechazo crónico. Por tanto, el MMF es un agente inmunosupresor muy eficaz en el trasplante y se usa con corticoides asociado a ciclosporina y tacrólimus. Como efectos secundarios más relevantes cabe destacar leucopenia y la toxicidad gastrointestinal: nauseas, vómitos, dolor abdominal y diarreas. Sin embargo la toxicidad medular es inferior a la de la azatioprina y con respecto a las infecciones, la ausencia de neutropenia resulta esencial para los pacientes ya que disminuye el número y gravedad de los episodios infecciosos. La monitorización del ácido micofenólico no es utilizada rutinariamente, pero es conveniente con vista al número de fármacos y circunstancias que pueden alterar sus niveles. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 28 Anticuerpos policlonales dirigidos contra linfocitos. a) Globulina antilinfocitaria (GAL) y antitimocitaria (GAT). Se utilizan desde 1970 y son obtenidos tras inyectar en animales las células linfoides humanas y tras separar del suero obtenido la fracción de la gamma-globulina. El efecto inmunosupresor se puede conseguir por varios mecanismos y disminuye drásticamente el número de linfocitos T mediado por complemento. b) La globulina antitimocítica ya tratada (GAT o ATGAM). Se obtiene por inmunización en caballos con timocitos humanos. La timoglobulina es otro anticuerpo policlonal obtenido también por inmunización con timocitos pero en este caso en conejo. c) Anticuerpo monoclonal OKT3. Fue el primer anticuerpo monoclonal aceptado por la Food and Drug Administration (FDA) para uso terapéutico en humanos e introducido en la práctica clínica por Cosimi en 1981. Es un anticuerpo murino tipo IgG2a dirigido contra una cadena glicoproteíca de 20 kD del complejo CD3 (la cadena e). Así, OKT3 reconoce al complejo CD3-TCR y se une a todos los linfocitos T maduros. Inhibe la actividad de los linfocitos efectores por diversos mecanismos. Como resultado del tratamiento, la célula T es incapaz de responder a antígenos; en concreto, no puede responder a antígenos HLA extraños expresados en el órgano trasplantado. El principal problema desde el punto de vista clínico del tratamiento con OKT3, son los efectos colaterales que ocasiona desde el comienzo de éste. Generalmente los síntomas (fiebre, escalofríos y otros) comienzan 45-60 minutos tras la inyección de OKT3 y perduran durante algunas horas. Estos efectos que parecen ser debidos a un aumento transitorio en la circulación de estos pacientes de citoquinas tales como el factor de necrosis tumoral a (TNF-a), interferón g (IFN-g) e interleuquinas (IL-2, IL-3 y IL-6). El segundo factor limitante del tratamiento con OKT3, es la formación de anticuerpos contra él por parte del receptor. Si bien no se han descrito casos graves de enfermedad del suero, esta xenosensibilización sí puede provocar el fallo de la efectividad de este tratamiento. a) Anticuerpo monoclonal anti CD20. Rituximab. Esta IgG reconoce el antígeno proteico CD20, presente en la superficie de los linfocitos B maduros e inmaduros. Dicha unión desencadena la lisis de los linfocitos B por una respuesta humoral (mediada por el complemento), celular (por medio de granulocitos, macrófagos o células NK), o por inducción de la apoptosis. Su indicación es para el tratamiento de la artritis reumatoide, la administración de un ciclo de rituximab reduce la población de linfocitos B, por lo que se TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 29 emplea en ocasiones para el tratamiento del rechazo mediado por anticuerpos en combinación con otros fármacos. Se han utilizado anticuerpos frente a diferentes moléculas: TCR, CD4, CD8 e integrinas. Con la inhibición de las moléculas de adhesión, se impide al tráfico leucocitario y se inhibe la respuesta inflamatoria. De forma resumida se puede citar el Anti CD2. El antígeno de diferenciación CD2 está presente en células T y NK. Está evaluándose su asociación con Ac anti-LFA1 y los primeros resultados parecen positivos. b) Anti IL2R (basiliximab y daclizumab). Quizás un método más selectivo de inmunosupresión en los enfermos trasplantados sería utilizar anticuerpos que actuarán sólo sobre células activadas, y así se han utilizado anticuerpos anti-IL2R ó CD25. El receptor de la IL-2 aparece sólo en células activadas no apareciendo en células en reposo ni en células memoria. Corticoides. Su mecanismo de acción consiste en inhibir en forma directa los linfocitos T generados por los antígenos del injerto, indirectamente inhiben la producción de IL- 2. Se utilizan tanto para la prevención como para el tratamiento del rechazo al trasplante. A dosis altas pueden producir linfolisis. Los más empleados en inmunosupresión son la prednisona y la metilprednisolona que se utiliza en el periodo operatorio. Este medicamento potencia la acción de la Ciclosporina A, por lo cual se pueden usar asociados. Las infecciones (sobre todo por Herpes virus) son frecuentes en los tratamientos largos y con dosis elevadas. En los niños ocasionan retraso en el crecimiento que es reversible, ya que no se afecta el cartílago de crecimiento. Otros efectos indeseables son, alteraciones del Sistema Nervioso Central (euforia, insomnio, cambios de carácter y psicosis), cataratas y úlcera péptica. Estrategia general de uso de los inmunosupresores. La terapia inmunosupresora se basa en la utilización combinada (doble, triple o cuádruple) de los siguientes fármacos: Ciclosporina A o FK506, azatioprina, micofenolato mofetilo y prednisona con o sin anticuerpos policlonales (ALG, ATG) o monoclonales (OKT3) o anti-CD25, para la inducción. Cuando se inicia la inmunosupresión en un paciente trasplantado, los objetivos serían: 1. Prevenir el rechazo agudo precoz. 2. Prevenir su aparición durante un largo periodo de tiempo. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 30 3. Tratar el rechazo agudo y crónico. Además se debe vigilar la toxicidad de los fármacos inmunosupresores y sus efectos secundarios, como la infección y la aparición de neoplasias. Para evitar los posibles episodios de rechazo del injerto y las posibles consecuencias de estas complicaciones es necesario establecer una oportuna monitorización inmunológica. Es tras el trasplante cuando el seguimiento de los parámetros inmunológicos es más importante. Existen etapas en que la monitorización debe ser más estricta, como son los primeros 15 días postrasplante (por el riesgo de rechazo e infección) y, posteriormente, siempre que aparezca sospecha de rechazo o un cuadro infeccioso importante, aunque hemos de resaltar que durante toda la vida del paciente trasplantado se deben mantener controles inmunológicos periódicos1. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 31 2. ALOINJERTO DE TEJIDO COMPUESTO (ATC). 2.1. Historia. Antecedentes históricos del trasplante de tejidos. La idea de reemplazar la pérdida de estructuras y tejidos compuestos, tales como las extremidades y los elementos de la cara, es tan antigua como la historia de la Cirugía y la Traumatología en humanos. Mucho antes de que fueran descubiertos el sistema inmune y la biología del rechazo, ya se reconoció la incapacidad técnica para lograr estos objetivos. El campo de la inmunología del trasplante comenzó con el objetivo clínico de restablecer la piel y reconstruir con tejido compuesto graves deformidades por quemaduras, sufridas en los pilotos británicos y los marinos en los ataques de barco durante la Segunda Guerra Mundial. Algunos cirujanos Plásticos como Tom Gibson, Peter Medawar y cols. realizaron el primer estudio experimental de inmunología tisular. Su trabajo fundó la ciencia de los trasplantes y dio lugar a que Medawar recibiera un Premio Nobel en 1960. La falta de progreso en los experimentos pioneros de Medawar y de otros investigadores en el trasplante de las estructuras de soporte de la piel, y el éxito experimental que se fue obteniendo progresivamente con aloinjertos renales, volcaron sus esfuerzos hacia el trasplante renal, siendo éste la perspectiva más prometedora hacia el primer éxito clínico³. El paso histórico hacia esa meta ocurrió en diciembre de 1954, cuando el Premio Nobel en Medicina, Joseph E. Murria 4, John P. Merril y J. Hartwell Harrison realizan en Boston el primer trasplante de órgano, un riñón, entre gemelos idénticos¹. Estos esfuerzos inauguraron la era de los trasplantes de órganos, que ha evolucionado hasta el punto que el trasplante es el tratamiento de elección en muchos casos de disfunción orgánica. El éxito obtenido en los aloinjertos renales permitió progresivamente, la realización de trasplante de hígado, corazón, pulmón, páncreas e intestino delgado durante las últimas décadas del siglo XX³. Sin embargo, durante ese período, prácticamente no ocurrió ningún progreso en el trasplante de estructuras de la piel. Esto se atribuyó a un concepto universal basado en que la piel tenía una antigenicidad de tal magnitud, que impedía que dicho trasplante pudiese perdurar en el tiempo. El éxito referente al trasplante de riñón, dio paso al primer intento de aloinjerto de tejido compuesto de mano, realizado por el cirujano Robert Gilbert, en Ecuador en 1964. Él trasplantó una mano a un paciente con amputación bilateral de las mismas, con una técnica exitosa, usando azatioprina y prednisona como terapia inmunosupresora. Sin embargo desarrolló un rechazo agudo irreversible, que requirió la amputación del injerto tres semanas después de realizarlo. Este TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 32 inconveniente, mas los fallos experimentales en animales, reforzó las conclusiones establecidas anteriormente a cerca de la gran antigenicidad de las estructuras de la piel, lo que impedía el trasplante de las mismas. Los esfuerzos clínicos fueron abandonados, y pasaron más de 30 años hasta obtener un injerto de tejido compuesto exitoso. Poco tiempo después del fallo del injerto de tejido compuesto de mano realizado por Gilbert, Peacock en asociación con John W. Madden, en Carolina del Norte casi realizó un trasplante de mano entre mellizos idénticos. Una hermana con una lesión cerebral irreversible, estaba con soporte para mantenerla con vida, y la otra tenía una quemadura que le producía una amputación a nivel de la muñeca. Se llegaron a intercambiar exitosamente los injertos de piel, pero en el último momento la receptora canceló el trasplante de mano por estrés psicológico de contemplarse usando la mano de su hermana. Esta fue la primera señal del poderoso papel de la identidad y repercusiones psicológicas relacionadas con el trasplante de tejido compuesto, que volvería a reaparecer en un trasplante de este tipo 35 años después. En los siguientes 25 años, tras el primer trasplante de tejido compuesto realizado por Peacock, no se reportaron sucesos clínicos de trasplante de mano ni otras estructuras compuestas. Todos los investigadores creían que el epitelio poseía una antigenicidad incontrolable por las drogas inmunosupresoras 5. El control inmunológico del rechazo agudo fue el principal factor limitante en el trasplante, hasta el descubrimiento a finales de 1970 de los inhibidores de la calcineurina 4 el inicio del uso de la ciclosporina establecido en la década de los 80, y la introducción de tacrólimus al inicio de los 905. A mediados de 1990, con los nuevos fármacos y regímenes de tratamiento disponibles, el trasplante de tejidos compuestos se convirtió en un nuevo tema de estudio para la expansión del trasplante 4. Esto, incrementó en gran medida el trasplante de órganos sólidos, y se demostraron los beneficios del trasplante de tejido compuesto en animales, aunque no se pudo probar en humanos. A mediados de los 90, surgió un nuevo análogo de la purina, el ácido de micofenolato. Esto junto con los inhibidores de la calcineurina, produjo un aumento de la supervivencia a largo plazo en injertos de piel en extremidades de ratas. Gracias a esto, se formó un equipo de estudio de trasplante de mano y cara en la Universidad de Louisville en Kentucky. Se confirmaron los estudios realizados en extremidades de ratas, y los reprodujeron en animales de mayor tamaño, mediante modelos preclínicos. Esto condujo a la organización de equipos de trasplante de tejido compuesto de mano en Louisville y en Lyon, Francia. Los primeros trasplantes de mano exitosos se llevaron a cabo por el equipo de Lyon a cargo de Jean-Michel Dubernard en septiembre de 1998 y por el equipo de Louisville, dirigido por Warren Breidenbach en enero de 1999 (Figura 3). En enero del año 2000, Dubernard y sus colaboradores de trabajo TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 33 realizaron el primer trasplante bilateral de mano, en Lyon 3,5. Al mismo tiempo, en Louisville, se iniciaron estudios experimentales de trasplante de mano. Gunther Hofmann y su equipo, fueron pioneros en el trasplante de rodilla y fémur en Alemania. También, Marshal Strome y colaboradores, en el Hospital Clínico de Cleveland fueron estudiando el trasplante de laringe, que les llevó a su trasplante pionero en 1998. Esos aloinjertos de tejido compuesto iniciales, permitieron organizar más de una docena de programas internacionales, y los tipos de injertos se ampliaron más allá de mano, laringe y rodilla/fémur, para incluir la cara, pared abdominal, nervios periféricos, lengua, útero y pene. Más de 100 aloinjertos de tejido compuesto se han realizado desde mediados de 1990 3,5. Trasplante de estructuras faciales. Durante varias décadas, diversos grupos de Cirujanos Plásticos y de Cirujanos Orales y Maxilofaciales han tratado de promover el trasplante de tejidos autólogos para reconstruir grandes defectos faciales en pacientes que han sido desfigurados por quemaduras, traumas balísticos, tumores, deformidades congénitas, etc. A pesar de la incesante búsqueda por encontrar el método ideal para restaurar simultáneamente la apariencia estética y las funciones expresivas de la cara, todas las técnicas convencionales, incluyendo injertos de piel, colgajos locales, transferencia de tejidos libres y expansión de piel, han fallado en el objetivo de hallar una técnica perfecta, y hasta ahora, no se había logrado alcanzar ese objetivo 6. La idea del uso de los alotrasplantes de cara en la cirugía reconstructiva, fue apoyada por estudios realizados en ratas, mediante la utilización de un modelo de alotrasplante hemifacial, que permitió investigar la tolerancia funcional de las barreras del Complejo Mayor de Histocompatibilidad (CMH). Se utilizó como agente único inmunosupresor, la ciclosporina, con la reducción gradual de su dosis. Figura 3. Primer aloinjerto en el mundo exitoso de tejido compuesto (vista intraoperatoria), 24 de enero 1999. Louisville,Kentucky3 TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 40 las manos incapacitantes5. Y para las partes reimplantadas, el éxito en la viabilidad, no siempre se traduce en el éxito en la recuperación funcional final. A pesar de ello, la autoreconstrucción parece representar una de las formas más favorable para obtener buenos resultados, en comparación con la alternativa de la amputación con uso posterior de prótesis. La autoreconstrucción permite alcanzar una adecuada amplitud de los movimiento (aproximadamente el 50% de lo normal), una buena sensación de protección, una función motora variable, y un resultado estético aceptable. En comparación con la reconstrucción autógena actual, la aloreconstrucción ofrece importantes ventajas técnicas (Tabla 5). En particular, la aloreconstrucción evita aquellos factores limitantes relacionados con la parte o lugar de la amputación. El ATC aportaría a los cirujanos un tejido de reemplazo sin las limitaciones en el sitio donante o aquellas relacionadas con la morbilidad del mismo5. Alo-reconstrucción Auto-reconstrucción - Inmediato - Ortotópico - Personalizado - Neurotizado - Estético - No morbilidad en el sitio del donante - Primaria/secundaria - Heterotópico - Limitado al sitio del donante - Limitado al sitio del donante - Desagradable - Morbilidad en el sitio donante Tabla 5 Por ejemplo, un aloinjerto puede ser diseñado para proporcionar una parte intacta y bien conservada, en la que se propone incorporar las estructuras del donante tales como nervios, vasos, tendones y articulaciones proximales al nivel de la amputación. De esta manera, un aloinjerto de tejido compuesto podría salvar una amputación en un herido, en un sitio desfavorable, permitiendo así una reparación técnicamente más fácil, logrando un mayor rendimiento funcional. Debido a que la aloreconstrucción alcanza una ganancia funcional equivalente a la reimplantación, las indicaciones para la aloreconstrucción también incluyen situaciones en las que la reimplantación es imposible, está contraindicada, o está diferida (Tabla 6). En adición a esto, los ATC permiten la reconstrucción y la mejora de ciertos tejidos altamente especializados, como los elementos del esqueleto maxilofacial, los elementos internos del sistema auditivo, la laringe, la lengua y el pene. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 41 El reimplante es beneficioso para el paciente pero... IMPOSIBLE Parte amputada no disponible. Lesión por aplastamiento. No se conserva el fragmento avulsionado. CONTRAINDICADO Lugar de amputación a nivel desfavorable. Lesión por arrancamiento-aplastamiento. DIFERIDO Paciente inestable. Tabla 6 Las ventajas teóricas planteadas anteriormente parecen ser apoyadas por datos experimentales. Estas ventajas propuestas suponen que el ATC brindará un resultado estructural, funcional y estético superior en comparación a cuando se realiza una autoreconstrucción equivalente, siendo un procedimiento técnicamente más sencillo, sin la morbilidad de la zona donante5. Tratamiento inmunosupresor para el ATC. Los beneficios teóricos de la aloreconstrucción dependen de un protocolo de inmunosupresión eficaz y seguro. Sin embargo, los ATCs son histológicamente heterogéneos, contienen diversos elementos inmunocompetentes (por ejemplo: piel, médula ósea y ganglios linfáticos), y cada componente del tejido muestra diferentes expresiones de antígenos y mecanismos de presentación. Estos hechos no sólo regulan la reactividad inmune de estos tejidos alogénicos, sino que también definen el potencial de estrategias inmunomoduladoras que son diferentes de aquellas utilizadas actualmente en el trasplante de órganos sólidos. A diferencia de los injertos de órganos sólidos, los componentes de los aloinjertos de tejido de músculo esquelético, expresan cantidades diferentes del Complejo Mayor de Histocompatibilidad (CMH), de antígenos y antígenos específicos tisulares, que son los principales responsables de la obtención de la respuesta inmune celular del huésped (rechazo). También, debido a la diferencia en el aporte vascular y linfático entre los componentes tisulares del aloinjerto, el reconocimiento del antígeno y la orientación del sistema inmunológico del huésped, difiere entre los elementos del injerto. Todos estos hechos en conjunto, explican el fenómeno de rechazo diferencial. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 42 El rechazo diferencial es un proceso por el cual determinados componentes del tejido de un ATC se rechazan de forma más temprana y agresiva que otros (es decir, la piel o la médula ósea frente a cartílago o hueso). Curiosamente, el componente de la piel parece ser rechazado de una forma más severa. Esto se atribuye al reclutamiento de células inflamatorias no específicas, ya que sólo algunas de las muchas células que infiltran la piel son sensibilizadas. El diseño final y la composición del tejido del ATC, influirá sin duda en el régimen inmunosupresor, pero no a expensas de la recuperación funcional. Por ejemplo, para reconstruir una extremidad superior, un ATC no debe ser despojado de su componente cutáneo que es altamente antigénico, porque ese intento de minimizar la antigenicidad haría un aloinjerto inviable. Puede, no obstante, ser diseñado para no contener músculo, porque la función motora del aloinjertos puede confiar en la musculatura extrínseca del receptor. El empleo de elementos inmunocompetentes como la médula ósea y ganglios linfáticos sigue siendo controvertido. La posibilidad de obtener mecanismos inmunomoduladores celulares ha sido considerada en los modelos experimentales en los que las poblaciones celulares de la médula ósea y los ganglios linfáticos se les permiten expandirse y convertirse a un estado quimérico. El doble filo de este aspecto es la inducción de la enfermedad de rechazo de injerto contra huésped, en el que una mayor disregulación inmune puede comprometer al receptor. La evaluación prudente de sus beneficios potenciales debe realizarse antes de considerar la incorporación o la eliminación de los elementos inmunocompetentes en un diseño de ATC. Con respecto a otros componentes del ATC, el mecanismo de la incorporación de aloinjertos con la participación de la repoblación de la célula huésped (progresiva sustitución) ha llevado a la especulación de que, a corto plazo, sólo la inmunosupresión puede ser necesaria para los huesos, los tendones, los nervios y algunos componentes del ATC. El régimen inmunosupresor para ATC debe proteger a los componentes del tejido con el mayor potencial de recuperación funcional, minimizando la exposición del huésped. La estrecha relación anatómica de los componentes dependientes de la inmunosupresión (piel y nervios sensitivos) en la mano, permite la consideración de la eficacia y de los beneficios de la administración de inmunosupresión tópica. La aplicación tópica de inmunosupresores por sí sola, teóricamente garantiza la protección y el mantenimiento de la función sensorial de los aloinjertos, reduciendo al mínimo la exposición sistémica (Figura 4)5. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 43 Las conclusiones anteriores parecen apoyar la siguiente estrategia de inmunosupresión (Figura 4): 1. Fase de inducción inicial , que incluye inmuno-modulación específica (ciclosporina, tacrólimus), e inespecífica (esteroides) para asegurar el injerto. 2. Fase de mantenimiento, que consiste en monoterapia fácilmente controlable, administrada tanto sistémica como localmente, lo que podría permitir la rehabilitación de la extremidad reconstruida. 3. Fase final , en la que se siga disminuyendo la administración sistémica de inmunosupresores hasta su interrupción. Riesgos de la inmunosupresión. Tradicionalmente se ha considerado que la aloreconstrucción con tejido compuesto es insegura, debido a que requiere una inmunosupresión permanente para la supervivencia indefinida del ATC. El protocolo inmunosupresor presentado en la Figura 4, tiene la intención de minimizar el peligro a la vida y los efectos negativos de la inmunosupresión, por lo que sugiere: 1. La aplicación de un régimen inmunosupresor en receptores sanos. 2. La suspensión inmediata de la inmunosupresión ante los primeros signos de efectos adversos, relacionada con la inmunosupresión. 3. Una fase de mantenimiento, para permitir la curación de los huesos y tendones, la reinervación y la rehabilitación del aloinjerto. Fig. 4. Régimen inmunosupresor propuesto para los ATC5 . TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 44 4. Una estrecha vigilancia fármaco-inmunológica. 5. La aplicación de protocolos de inmunosupresión para el mantenimiento a largo plazo del ATC. Aún bajo este régimen, la aloreconstrucción y la inmunosupresión permanente no están exentos de complicaciones. La Tabla 7 describe las principales fuentes de complicaciones y efectos adversos5. Fuente de complicaciones Problemas potenciales Soluciones potenciales Aloinjerto: Rechazo Agudo Crónico Diferencial -Pérdida de soporte estructural. - Pérdida de función. - Pérdida del recubrimiento cutáneo - Interrumpir inmunosupresión. - Autoreconstrucción alternativa. - Modificar inmunosupresión. - Terapia inmunosupresiva tópica. - Injerto de piel autógeno. Cirugía Edema Trombosis -Isquemia compartimental. - Isquemia del aloinjerto. Fasciotomía. Revisión de anastomosis, resección del aloinjerto. Receptor Inmunosupresión Infecciones oportunistas. Nefrotoxicidad. Neurotoxicidad. Metabólicos. Desorden linfoproliferativo post-trasplante. Interrrumpir inmunosupresión. Inmunosupresión temporal. Conversión a otros agentes. Interrrumpir inmunosupresión. Interrrumpir inmunosupresión Enfermedad injerto contra huésped Debilidad sistémica, rash cutáneo complicaciones gastrointestinales. Linfadenectomía del aloinjerto. Irradiación del aloinjerto. Interrrumpir inmunosupresión. Tabla 7 2.3. Clasificación del ATC según su complejidad. Esta cirugía innovadora y experimental está aún en su fase inicial y es extremadamente compleja en comparación con otros subtipos de ATC como por ejemplo, el de pared abdominal. Por ello, Gordon11 estableció un sistema de clasificación del aloinjerto de tejido compuesto modificado (Tabla 8). TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 45 Tipo Complejidad Aloinjerto Características I Baja  Tendón flexor  Lengua  Útero  Nervio vascularizado 1. Piel ausente 2. Antigenicidad reducida II Moderada  Pared abdominal  Sub unidad facial (oreja)  Genitales (pene)  Laringe  Cuero cabelludo  Tráquea  Articulación vascularizada (rodilla) 1. Contiene piel 2. Ausencia o menos necesidad de rehabilitación III Alta  Extremidad superior (brazo)  Cara 1. Requiere de un equipo multidisciplinar de trasplante 2. La rehabilitación es compleja 3. Grandes obstáculos psicológicos 4. Reorganización cortical complicada IV Máxima  ATC concomitantes - Cara/Mano (s) - Cara/Lengua 1. Alto riesgo de mortalidad 2. Rehabilitación extremadamente dificultosa Tabla 8 Por lo tanto, el trasplante de cara no debe ser visto simplemente como un caso más de reconstrucción que implica un desafío quirúrgico. Los Cirujanos Plásticos y Orales y Maxilofaciales deben visualizar este procedimiento con una complejidad análoga a un trasplante de órganos con distintas indicaciones y contraindicaciones, y no como un peldaño adicional de la escala reconstructiva 9. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 46 3. EL TRASPLANTE DE ESTRUCTURA FACIAL. 3.1. Indicaciones para realizar el trasplante facial (TF). La cara constituye un elemento anatómico fundamental y definitorio de cada individuo. Su exposición constante al exterior la convierten en el reflejo visible de la identidad de cada persona. La raza, género, edad, sexo o estado de salud, entre otros, se reflejan en nuestro rostro, constituyendo una ventana a través de la cual nos comunicamos con el mundo que nos rodea. La importancia de la cara en las relaciones interpersonales radica en su contribución mediante la comunicación no verbal, que le otorga la capacidad de exteriorizar sentimientos o estados de ánimo mediante la mímica facial, así como su función esencial en la articulación de las palabras del lenguaje verbal. Además funciones básicas como la respiración, la competencia oral, masticación, deglución y sentidos como la vista, oído, olfato o el tacto dependen de la integridad de las diferentes estructuras de la arquitectura facial. La alteración de la estructura facial, con repercusiones estéticas y/o funcionales supone, por tanto, un menoscabo importante para estos pacientes. Si bien por norma general no implican una amenaza directa para la vida, las desfiguraciones y cicatrices faciales interfieren directamente con la calidad de vida de los pacientes, afectando a las relaciones interpersonales, provocando una distorsión de la imagen corporal con pérdida de autoestima y problemas psicosociales evidentes. Además diferentes estudios10,11 han documentado la asociación de alteraciones severas de la estética facial con síndrome de estrés postraumático, depresión, abuso de sustancias psicoactivas, y con aumento del riesgo de suicidio. Todas estas son justificaciones para el empleo de técnicas quirúrgicas complejas con el fin de restablecer la función y conseguir una imagen corporal aceptable. Bajo la aparente continuidad de su forma y contornos, la cara está quirúrgicamente dividida en distintas unidades anatómicas (Figura 5), cada una de Fig. 5. Subunidades estéticas de la cara. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 47 las cuales debe, en principio, ser objeto de una reconstrucción por separado para lograr una reconstrucción estéticamente aceptable e individualizada. Siguiendo estos principios, cuando sólo una de las unidades anatómicas se encuentra alterada, por ejemplo, la nariz, los labios, los párpados, las mejillas o la frente, se puede conseguir una restauración multitisular elegante con el empleo de técnicas quirúrgicas convencionales; obteniendo buenos resultados morfológicos y funcionales, así como unos contornos, superficies y apariencia estética satisfactorias. Éste no es siempre el caso cuando un defecto facial es más sustancial y concierne varias unidades anatómicas adyacentes. Ante estas circunstancias es necesario recurrir a técnicas más complejas, como el empleo de transferencias microquirúrgicas, para restaurar el soporte óseo de la unidad perdida y reposicionar los tejidos blandos correspondientes. Entre los agentes etiológicos responsables de estas alteraciones extensas de la arquitectura facial, encontramos los traumatismos de alta energía, quemaduras, tumores y resecciones oncológicas, así como las malformaciones congénitas. A pesar de múltiples reintervenciones, los resultados de estos procedimientos audaces son pobres e insatisfactorios, cosméticamente imperfectos, y casi siempre incapaces de restaurar la pérdida de la dinámica y armonía facial. Un rostro reconstruido de esta manera siempre toma la apariencia de un mosaico de unidades cutáneas yuxtapuestas, con diferencias en color y textura, separados por múltiples cicatrices en los bordes de la herida y pérdida de los movimientos sutiles necesarios para la función oral y la expresión facial. Aparece aquí el alotrasplante de tejidos compuestos del territorio facial (ATC) como una alternativa terapéutica válida en pacientes que han sufrido una severa pérdida ósea y de tejidos blandos de varias unidades anatómicas de la cara, con graves deficiencias estéticas y funcionales, dónde han fracasado las técnicas quirúrgicas convencionales. Hasta la fecha se ha utilizado para la reconstrucción de secuelas por ataques de animales, quemaduras, heridas por arma de fuego, neurofibromatosis tipo I y cáncer12. Sin embargo, la toxicidad asociada a la necesidad de tratamiento inmunosupresor de por vida y el aumento del riesgo de cáncer o infecciones, sigue siendo objeto de controversia cuando el alotrasplante de cara no constituye un órgano vital. La correcta selección de aquellos pacientes candidatos a un TF exige una reflexión lógica e individualizada, llevada a cabo por un equipo multidisciplinar, dónde se tengan en cuenta los beneficios y posibles efectos adversos de este procedimiento. Para ello se han intentado describir indicaciones y criterios clínicos de inclusión/exclusión (Tabla 9), que estén bien definidos para que faciliten la selección de un potencial receptor13, 15. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 48 INDICACIONES CONTRAINDICACIONES  Defectos faciales de reconstrucción muy compleja o imposible.  Defectos que afectan a >25% del territorio facial, o que implican pérdida de estructuras centrales de la cara como párpados, nariz o labios.  Resultados desfavorables o insatisfactorios con otras técnicas reconstructivas convencionales.  Embarazo  Enfermedades psiquiátricas activas (requiere evaluación individual del caso).  Incapacidad para garantizar la cobertura necesaria, o un seguimiento y tratamiento inmunosupresor adecuado. Tabla 9 3.2. Aspectos anatomoclínicos. Principales consideraciones anatómicas. Anatómicamente, la cara se compone de una base de esqueleto óseo rígido y reúne bajo la piel, un sistema muscular. Los anillos musculares orbiculares circunscriben los labios y los párpados, las fibras multidireccionales de los músculos elevadores y depresores están organizados alrededor de la cavidad oral, y los músculos gravitacionales y antigravitacionales de las cejas, se encuentran conectados por las vainas fibrosas del sistema superficial músculoaponeurótico que coordina los movimientos, cada uno de los actos de los distintos músculos que se distribuyen en el tejido celular subcutáneo. La dinámica de la máscara así constituida que se apoya en los ligamentos, responsables de la expresividad mímica de la cara (Figura 6). El trasplante de estructuras faciales se incluye dentro de los trasplantes de aloinjertos de tejidos compuestos, los cuales combinan piel, músculos, tendones, hueso y nervios. Como se indicó en secciones anteriores, se han descrito trasplantes de tejidos de mano, pared abdominal, lengua, laringe, cara, esófago y rodilla14. Los pacientes intervenidos han conseguido importantes mejoras en su apariencia y, en gran medida, han recobrado las funciones motoras y sensitivas en la cara12. Con ello, no solo han recuperado funciones trascendentes (respirar, hablar, comer, competencia oral…), sino también Fig. 6 Fig. 6 TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 49 han podido recobrar la percepción de su identidad personal y la interacción social y familiar. Principales consideraciones quirúrgicas. Los procedimientos microquirúrgicos utilizados en el ATC facial son similares a los de otros complejos procedimientos quirúrgicos reconstructivos de la cara12. El quid se encuentra en la exacta planificación y ejecución del trasplante teniendo en cuenta siempre la adecuada perfusión del aloinjerto, para lo que el conocimiento anatómico de los angiosomas y la vascularización de los tejidos de la cara son esenciales. Todos los aloinjertos se han extraído en un solo monobloque conteniendo los componentes del ATC del donante (tejidos osteomiocutáneos de la cara con la musculatura mímica, vasos y nervios motores y sensitivos). Ello ha permitido asegurar la vascularización íntegra del aloinjerto al preservar las arterias perforantes musculocutáneas faciales. El restablecimiento de la circulación del aloinjerto facial se consigue con relativamente pocas anastomosis vasculares. La mayoría de las anastomosis se han realizado en vasos de gran diámetro para minimizar el riesgo de trombosis (carótidas externas, venas yugulares o troncos tirolinguofaciales). Se ha demostrado que es posible la revascularización completa de la cara a partir de la anastomosis de un solo pedículo de vasos faciales16 y también la viabilidad vascular del hueso maxilar, paladar y mandíbula 17,18. El ATC facial es un procedimiento de extrema complejidad técnica y enorme exigencia para los cirujanos, dados los prolongados tiempos quirúrgicos. Se trata en realidad de un doble procedimiento que incluye por un lado la extracción del aloinjerto del donante, y por otro la transferencia del mismo al receptor, previa preparación del defecto. La técnica empleada en los trasplantes realizados consiste en la extracción primaria del colgajo, a continuación, se realiza la transferencia de todos los elementos tisulares, cortados a medida, desde la superficie de la piel o desde los planos profundos de la mucosa y periostio, a las estructuras faciales restantes del receptor. La transposición quirúrgica de estas estructuras es técnicamente posible gracias a la rica vascularización de la cara, que consta de varias redes arteriales y venosas, distribuidas en múltiples arcadas longitudinales y transversales alrededor de los orificios oral, nasal, y palpebral, Fig. 7 Fig. 7 TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 56 Trasplante facial en perros. El trasplante facial en perros 24,25 incluye piel, músculos, nervios, orejas, párpados, conjuntivas y parótidas (Figura 15). Se propone un colgajo bipediculado basado en las arterias temporales y faciales, en lugar de la carótida común o la carótida externa, argumentando que el tiempo de extracción del colgajo se reduce sensiblemente, disminuyendo así el tiempo de isquemia tisular. Fig. 15. (A) Diseño del colgajo y de las incisiones para la disección del trasplante en el perro. (B) Aspecto de la disección con el pedículo vascular. A la derecha, imagen del perro con el trasplante a los 7 días. Fig. 14. Modelo de trasplante hemifacial en un primate23. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 57 Trasplante facial en ratas Es el tipo de trasplante experimental más utilizado en la literatura. Esto se debe a que es un animal fácil de utilizar, barato y con unos requerimientos sencillos. Además, la anatomía no difiere en gran medida de la humana, y está bien descrita. La vascularización facial depende principalmente de las ramas de la arteria carótida externa y el drenaje de la vena yugular, formando unos plexos vasculares distribuidos por toda la piel y el tejido subcutáneo de la cara y scalp, de manera que es posible la elevación de un colgajo facial basado en dichos vasos (Figura 16). En 2003 el equipo de la profesora María Siemionow, en Cleveland, fue el primero en describir la técnica para realizar un trasplante completo de cara y scalp18 . En el experimento, se tuvo en cuenta la terapia inmunosupresora, concretamente se utilizó ciclosporina. Algunos animales sobrevivieron más de 130 días (Figura 17). Los diferentes equipos de trasplante mundiales han descrito varios modelos de ATC facial en ratas. 1. Trasplante de piel, subcutáneo y músculo. Este fue el primer trasplante de tejido compuesto que se realizó en el territorio facial. Se realizaron tanto de una hemicara como de la cara completa. Estos trabajos se publicaron dos años antes de la realización del primer trasplante de cara en Amiens, Francia. En ellos se realiza Fig. 16. Evolución del colgajo facial en una rata tras el trasplante26 - Fig. 17. Aspecto del receptor después de más de 100 días de evolución27. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 58 una descripción completa de la disección del colgajo. Además, sirvieron para el estudio de diferentes microanastomosis vasculares que aumentasen las posibilidades de supervivencia del colgajo y del receptor 26. 2. Trasplante de una hemicara incluyendo hueso craneal. En este trabajo se realizan alotrasplantes de tejido compuesto incluyendo por primera vez tejido óseo, en concreto un fragmento de hueso craneal pediculado en la arteria temporal media, que depende a su vez de la arteria maxilar interna, con lo que consiguen no tener que realizar modificaciones en el pedículo vascular27. Este modelo de alotrasplante hemifacial (Figura 18) ha sido el más utilizado, ya que permitió investigar la tolerancia funcional de las barreras del Complejo Mayor de Histocompatibilidad. El único inmunosupresor empleado fue la ciclosporina, con una reducción gradual de sus dosis. De igual manera, se describió un modelo en conejos para estudiar alotrasplantes faciales28. Como donantes se emplearon conejos de Nueva Zelanda, y como receptores conejos livid azules. El colgajo hemifacial de ATC se diseñó sobre la base de la arteria carótida externa, junto con las ramas magna de la mandíbula y auricularis. La inmunosupresión se realizó con ciclosporina A, azatioprina y prednisona. 3. Trasplante de maxilar superior. Muchos de los pacientes candidatos a trasplante facial necesitan además aporte óseo en la región maxilar. Fig. 18. Diversos ejemplos de ATC hemifacial en ratas26,27. Fig. 19. Aspecto del colgajo de maxilar superior y del resultado del trasplante en el postoperatorio tardío29. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 59 Para reconstruir satisfactoriamente estos defectos es necesario un aporte de hueso vascularizado. Esto hace necesario el trabajo sobre un modelo animal que incluya el maxilar superior. Para ello en 2007 se publicó un modelo animal en el que se trasplanta un segmento de maxilar superior a la región inguinal de la rata, incluyendo dientes, para estudiar los efectos de un trasplante alogénico de esta unidad funcional. Este trabajo permite además estudiar los aspectos inmunológicos ligados al trasplante de hueso vascularizado29. En este caso se realiza únicamente un trasplante de maxilar superior, sin incluir piel (Figura 19). 4. Trasplante de una hemicara incluyendo mandíbula y lengua. A pesar de que ha habido modelos animales que han introducido segmentos óseos en los ATC, ninguno de ellos incluía un segmento de hueso en el que la vascularización fuese propia y única. Para eso en 2010 se publica un trabajo en el que se trasplanta una hemicara junto con la lengua y una hemimandíbula. La mandíbula está vascularizada por la arteria alveolar inferior, que es rama de la maxilar interna. Esto permite la disección de un colgajo basado también en la arteria carótida común que incluya el segmento óseo de la hemimandíbula30. La disección del ATC es la misma que en los modelos anteriores de una hemicara, pero en este caso se realiza mandibulotomía media preservando la mucosa oral. Desde el arco cigomático se preserva e incluye en el colgajo el músculo masetero, se desinserta la ATM y se pedicula el colgajo de la arteria carótida común y vena yugular interna. La anastomosis vascular se realiza a la región inguinal de nuevo por la dificultad que implicaría realizar la osteosíntesis de la mandíbula a otra rata (Figura 20). Fig. 20. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 60 3.5. Estudios experimentales en cadáveres Como en toda innovación científica hecha en el campo de la cirugía, también se han desarrollado estudios preclínicos sobre modelos anatómicos cadavéricos (Figura 21) que han sido muy relevantes para encontrar la mejor manera de extraer los tejidos blandos y huesos de la cara, músculos, nervios y vasos del donante, reduciendo la isquemia tisular al mínimo. Los primeros trabajos fueron los estudios clásicos de Siemionow y colaboradores31,32 , publicados en el año 2006, que fueron pioneros en este campo. Desde esos estudios pioneros, se han publicado diversos estudios sobre cadáveres simulando extracciones de los diferentes tercios inferior, medio y/o superior de la cara 33,35. Uno de los estudios más relevantes fue el publicado por el grupo de Meningaud y Lantieri en 2007 (Figura 22), en el que hicieron un estudio anatómico de los alotrasplantes parciales36. Fig. 21. Aspecto de un ATC de un trasplante de cara en su aspecto externo e interno. Fig. 22. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 61 Lengele37 realizó una clasificación de los ATC que depende únicamente de la zona a trasplantar (Figura 23): 1. Tipo I: Parte central inferior (nariz, labios, mentón) 2. Tipo II: Parte central media (nariz, labio superior, mejillas, musculatura mímica) 3. Tipo III: Parte central superior (frente, párpados, raíz nasal, musculatura facial) 4. Tipo IV: Aloinjerto total de piel de cara (sólo la cubierta cutánea se trasplanta) 5. Tipo V: Aloinjerto facial total compuesto (incluye todo lo anterior más hueso) Recientemente, Baccarani38 y colaboradores han descrito un interesante modelo cadavérico de un trasplante tegumentario, que todavía no ha sido realizado en la práctica clínica en pacientes (Figura 24). Fig. 23. Fig. 24. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 62 3.6. Viabilidad del trasplante facial. Clasificación de los ATC aplicados en humanos. Desde el primer TF realizado con éxito en noviembre de 2005 en Amiens, Francia, los avances en esta técnica han experimentado un desarrollo exponencial. La experiencia clínica mundial acumulada con los primeros casos pioneros en Francia, China, EE.UU. y España ha demostrado que el trasplante de estructuras de la cara es un procedimiento de cirugía reconstructiva factible que ha propiciado la aceptación general del mundo científico y de la sociedad. El TF ha logrado una adecuada integración de los tejidos trasplantados dentro del esquema corporal del paciente, y la recuperación psicológica y social en cada uno de ellos, permitiendo la recuperación de la identidad individual que habían perdido. Como se ha explicado en secciones anteriores, se han realizado diversos estudios experimentales sobre modelos animales y piezas cadavéricas, que han contribuido a perfeccionar los conocimientos sobre la disposición y anatomía de tejidos blandos, óseos y estructuras vasculonerviosas faciales; constituyendo además un método ideal de entrenamiento y preparación preclínica de los equipos quirúrgicos. Estas investigaciones preclínicas, así como la experiencia clínica compartida entre los diferentes grupos quirúrgicos a través de la literatura científica, han permitido el perfeccionamiento y desarrollo de este procedimiento. Sin embargo, no existen unos criterios normalizados para clasificar los diferentes tipos de ATC faciales, y se usan clasificaciones basadas en la escasa experiencia quirúrgica hasta la fecha. Por tanto, resulta fundamental disponer de una nomenclatura estandarizada, que facilite la comunicación interinstitucional, se adapte a las necesidades de los potenciales pacientes candidatos y a todas las posibilidades quirúrgicas. La clasificación con mayor aceptación que define grandes alteraciones de la arquitectura facial fue diseñada por Cordeiro y Santamaría39, para describir defectos faciales planificados quirúrgicamente. Sin embargo esta clasificación no se corresponde con las características de los pacientes candidatos a un posible ATC facial. Con este objetivo, Siemionow y colaboradores han publicado recientemente un nuevo sistema de clasificación para los diferentes modelos de ATC facial, que se conoce como Clasificación de Cleveland40, como una extensión de la clasificación previa de Cordeiro y Santamaría, basada en la inclusión de tejidos blandos de forma exclusiva, o la incorporación de tejidos óseos; y en la extensión del alotrasplante (Figuras 25-28). Y más recientemente aún, el grupo de Rodríguez y colaboradores41 han publicado un sistema de clasificación del trasplante facial y algoritmo de tratamiento basado en parámetros estéticos y funcionales. Este sistema se basa en clasificar a TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 63 los defectos esqueléticos por las osteotomías craneofaciales, y los defectos de tejidos blandos por las subunidades estéticas de la cara (Figura 29). Figura 25. Clasificación de Siemionow y cols. para el ATC facial. A: Solo partes blandas A-1: Tejidos faciales inferiores (bajo la comisura oral) A-2: Tejidos faciales superiores (a partir de la comisura oral) A-3: Tejidos por encima y debajo de la comisura oral Figura 26. Clasificación de Siemionow y cols. para el ATC facial. B: Trasplante facial superior, incluyendo tejidos blandos y las estructuras óseas en la zona frontal, pero ningún tejido debajo de la comisura oral. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 64 Fig. 27. Clasificación de Siemionow y cols. para el ATC facial. C: Trasplante facial sub-total (incluye todos los tejidos blandos faciales por debajo del canto lateral). C-1: No incluye mandíbula (Le Fort III). C-2: Incluye mandíbula Fig. 28. Clasificación de Siemionow y cols. para el ATC facial. D: Trasplante facial total. D-1: No incluye mandíbula (Le Fort III). D-2: Incluye mandíbula. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 65 Fig. 29. Clasificación de Rodríguez y cols. para el ATC facial. - Defectos de tejidos blandos: se subdivide en las siguientes subunidades: oral nasal (tipo 1),-oronasal orbital (tipo 2), y completo facial (tipo 3). - Defectos óseos: se subdividen en: afectación mandibular (M), Le Fort 1 (A), Le Fort 3 (B), y monobloque (C). TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 72  El aplicativo de software VirSSPA-AYRA, que ha sido empleado extensamente y con éxito en la planificación preoperatoria de diversos procedimientos reconstructivos en cirugía cráneo-facial, de mama o de miembros, ¿puede ser usado en la planificación y optimización del alotrasplante compuesto en territorio facial? ¿Permite identificar de forma analógica y digital el donante ideal del trasplante en territorio facial? ¿Se podría averiguar la concordancia preoperatoria de forma fidedigna los puntos craneométricos de referencia entre donantes y receptores en el alotrasplante de tejido compuesto al territorio facial?  Más aún, la herramienta informática AYRA-VirSSPA, ¿muestra una precisión en el cálculo de medidas antropométricas y cefalométricas similar a las mediciones realizadas de forma analógica, con una adecuada adaptación del sistema informático a la realidad? ¿Puede reducir la variabilidad entre observadores durante el cálculo medidas cuando se usa el software de apoyo informático? ¿Hasta qué punto supone un apoyo en la toma de decisiones, mejorando la precisión del equipo quirúrgico y asegurando una correcta disposición de las incisiones quirúrgicas y osteotomías?¿Puede servir para garantizar una adecuada adaptación entre donante y receptor, aportando ventajas con respecto a la reducción de tiempos quirúrgicos, mejoría de los resultados estéticos y funcionales, disminución de las complicaciones durante la cirugía?  El software informático VirSSPA es una potencial herramienta docente, pero ¿en qué medida puede servir de apoyo a cirujanos con experiencia limitada? ¿Puede proporcionar conocimientos anatomo-quirúrgicos necesarios para afrontar con garantías procedimientos reconstructivos complejos, como los involucrados en el ATC de territorio facial?  A pesar de que el TF ha progresado enormemente en el contexto mundial en los últimos 8 años, el mundo científico debe seguir adelante con cautela porque por el momento apenas tenemos seguimiento clínico de poco más de una veintena de casos muy seleccionados. ¿Qué perspectivas de investigación experimental y de aplicación clínica quedan por realizar para poder definir el alcance clínico real y la verdadera dimensión terapéutica efectiva del TF? ¿Qué utilidad tiene la revisión y puesta al día de los resultados descritos en las publicaciones de los casos operados por los primeros equipos de TF en el mundo, analizando los resultados clínicos más importantes obtenidos y los principales aspectos quirúrgicos, inmunológicos, éticos y de seguimiento que se han planteado hasta la fecha? ¿Qué papel tiene el trasplante de cara completo? TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 73 Para responder a las preguntas de investigación anteriormente formuladas, en la presente Tesis Doctoral nos planteamos los siguientes objetivos generales y específicos: 1. Objetivos generales. 1.1. Estudiar las bases anatómicas de un modelo de ATC facial parcial. Analizar en una muestra representativa de especímenes criopreservados, cuáles son sus componentes cutáneos, musculares, nerviosos y vasculares. Valorar sus características anatómicas y la posible aplicación clínica de los diferentes modelos para la cirugía reconstructiva de los pacientes con severas desfiguraciones en el territorio facial. 1.2. Elaborar un protocolo de disección del alotransplante del tejido compuesto parcial del territorio facial, potencialmente aplicable en la práctica clínica real. 1.3. Incorporar la herramienta informática VirSSPA para la selección del donante y la planificación quirúrgica del alotransplante facial. Validar la utilidad de dicha herramienta, diseñada en el Hospital Universitario Virgen del Rocío. 1.4. Realizar una actualización bibliográfica y un estudio comparativo de las publicaciones sobreTF aparecidas en la literatura hasta la fecha. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 74 2. Objetivos específicos. 2.1. Exponer los ensayos realizados sobre los modelos preclínicos en las piezas anatómicas mantenidas por criopreservación y los estudios anatómicos de diseño de un ATC parcial, así como el entrenamiento y puesta a punto de las destrezas quirúrgicas necesarias para trasladar este tipo de intervenciones desde la práctica preclínica a la clínica. 2.2. Describir la técnica quirúrgica real empleada en un trasplante facial, tanto en sobre el donante como el receptor, y la monitorización del rechazo. 2.3. Comparar las mediciones llevadas a cabo con el software VirSSPA y las mediciones realizadas de forma analógica, para validar su utilidad y la correlación existente entre ambos métodos de medición. 2.4. Comparar la variabilidad interobservador en la recogida de medidas antropométricas sobre especímenes cadavéricos, empleando mediciones digitales frente a mediciones analógicas. 2.5. Análisis de la tecnología de digitalización de imágenes como entrada en la aplicación de realidad virtual VirSSPA para ayuda a la toma de decisiones en la selección del donante adecuado y en la planificación del alotrasplante. 26. Realizar una revisión bibliográfica sistemática y un estudio comparativo de las publicaciones con casos clínicos de trasplante de cara en el periodo comprendido entre Enero del 2000 y Enero de 2014, basándonos en publicaciones indexadas, resúmenes y actas de congresos, páginas webs sanitarias y artículos periodísticos. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 75 ESTUDIO PRECLÍNICO EN CADÁVERES. El estudio en cadáveres constó de dos fases: 1. Estudio preclínico en cadáveres orientado a la preparación y desarrollo de un protocolo sobre TF parcial. 2. Estudio preclínico de planificación preoperatoria en cadáveres para la puesta en marcha y validación de la herramienta informática. 5.1. Extracción del ATC parcial de la cara. Ámbito y material del estudio. El estudio se realizó en el Quirófano Experimental del Hospital Universitario Virgen del Rocío de Sevilla. Para la realización del proyecto se emplearon 5 piezas cadavéricas de cabezas criopreservadas, que se conservaron en el Centro Regional de Transfusiones y Tejidos. El material quirúrgico básico y de microcirugía para la realización de las disecciones fue aportado por el quirófano experimental. Diseño del estudio. Estudio descriptivo simple sobre 5 piezas cadavéricas criopreservadas, solicitadas bajo autorización por IAVANTE (Fundación Progreso y Salud), centro de la Junta de Andalucía, Consejería de Igualdad, Salud y Políticas Sociales (Parque Científico y Tecnológico Cartuja, Sevilla. España). La investigación fue realizada entre los meses de Junio y Noviembre de 2009. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 76 El estudio consistió en la disección anatómica y extracción de un ATC osteomiocutáneo de los dos tercios inferiores de la cara (Figura 31) incluyendo las estructuras faciales de ambas zonas malares, regiones parotídeas, área peribucal, regiones mandibulares y cervical. Se evaluaron las dificultades encontradas en las disecciones anatómicas del abordaje y la extracción de los distintos componentes del ATC. Las disecciones sirvieron igualmente como entrenamiento y puesta a punto de las destrezas necesarias para la realización de este tipo de intervenciones en la práctica clínica. La disección de las 5 piezas cadavéricas se realizó como paso previo a la experiencia clínica del primer ATC facial llevado a cabo en nuestro hospital. Con estos estudios preclínicos sobre especímenes cadavéricos se pretendió sentar las bases para diseñar un protocolo de disección técnicamente accesible para la extracción de un ATC parcial del territorio facial, y su validación previa a una potencial aplicación clínica. Figura 31. Preparación de uno de los especímenes cadavéricos en el quirófano experimental para comenzar una disección. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 77 Procedimiento preclínico de extracción en cadáveres. Investigamos las características de la extracción de un ATC osteomiocutáneo de los dos tercios inferiores de la cara, incluyendo: 1. Piel 2. Tejido subcutáneo 3. Labios 4. Boca, mucosa bucal y músculos periorales 5. Mejillas (bilateral) 6. Glándulas parótidas (bilateral) 7. Nervios faciales (bilateral) 8. Nervios mentonianos e infraorbitarios (bilateral) 9. Arterias carótidas comunes (bilateral) 10. Venas yugulares interna (bilateral) 11. Segmento óseo anterior del mentón Se tomaron registros fotográficos y en vídeo de las disecciones. Se controlaron los tiempos quirúrgicos y de los ensayos de la cirugía sobre los modelos preclínicos cadavéricos. En las siguientes figuras, se documenta con imágenes la disección de una de las piezas cadavéricas (Figuras 32-49). Fig. 32. Diseño de la incisión cutánea. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 78 Figura 36. Abordaje de parotidectomía. Fig. 33. Incisión hasta el plano de periostio en subnasal, paranasal, reborde suborbitario y arco cigomático. Identificación nervio infraorbitario. Fig. 34. Identificación y disección intraósea del nervio infraorbitario. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 79 Fig. 37. Diseño de la incisión intraoral. Fig. 41. Detalle anatómico de la disección vascular en el eje carotideo mostrando las ramas de la carótida externa. Fig. 39 . Disección del cuerpo mandibular e identificación del nervio mentoniano. Fig. 38. Disección de la rama mandibular, masetero y bola adiposa de Bichat. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 80 Fig. 42-43. Detalle del procedimiento de extracción del ATC una vez finalizado el lado derecho. . Fig. 44. Detalle de la cara interna del ATC, señalando los vasos y nervios identificados. Fig. 45. Detalle de la cara externa del ATC, señalando los vasos y nervios identificados. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 81 Fig. 46 y 47. Aspecto de la cara del cadáver finalizada la extracción del ATC. Fig. 48 y 49 Vista del ATC una vez repuesto y suturado al terminar la disección. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 88 Mediciones digitales. La reconstrucción en 3-D, tanto del esqueleto craneofacial y de los tejidos blandos de cada muestra se producen usando las imágenes DICOM a través del software de realidad virtual AYRA (anteriormente conocido como VirSSPA, Sistema Sanitario Público de Andalucía, Sevilla, España) (Figuras 58 A y B). Las mismas mediciones de los tejidos blandos y óseos se calcularon y se registraron en la reconstrucción 3-D utilizando el software AYRA (Figura 58C). Fig. 58. Reconstrucción 3D de un modelo de cadáver utilizando imágenes de TC con el software AYRA. (A) Reconstrucción de tejidos óseos. (B) Superposición de los tejidos blandos en el esqueleto del hueso. (C) Medidas digitales con el software AYRA. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 89 Inclusión de la herramienta informática VirSSPA-AYRA. VirSSPA-AYRA es un sistema informático ideado para apoyo en la toma de decisiones quirúrgicas, basado en el procesamiento de imágenes médicas, realidad virtual y técnicas de prototipado rápido. Pretende proporcionar a los cirujanos una herramienta de diagnóstico asistido por ordenador que permita la evaluación volumétrica de la geometría de la cara, tanto en partes blandas como duras. VirSSPA-AYRA también proporciona un sistema de apoyo en la toma de decisiones para la planificación quirúrgica y de elaboración de guías intraoperatorias de osteotomías. Este sistema comenzó a ser desarrollado en nuestro hospital en el año 2005 en virtud de un proyecto de investigación, desarrollo e innovación llamado VirSSPA, y más tarde, conocido tras su comercialización como AYRA. El sistema está compuesto por el software VirSSPA-AYRA, los biomodelos físicos generados porprototipado rápido y un escáner de superficie, ubicado en las instalaciones de nuestro hospital. VirSSPA-AYRA permite a los cirujanos generar y modificar un modelo virtual de la cara de un paciente en tres dimensiones (3D) y controlar cualquier cambio en los contornos faciales. También a través de los modelos 3D, permite realizar una simulación virtual de una intervención quirúrgica. Con esta aplicación, se dota al cirujano de una herramienta que le permite abordar intervenciones quirúrgicas complejas y optar por la solución más óptima. VirSSPA-AYRA trabaja con imágenes en 3D del contorno facial del paciente que se obtienen de TC, RNM, angioTC, PET o escaneado de superficie. El objetivo es registrar la topología facial y los puntos de referencia craneométricos (Figura 59). Figura 59. Reconstrucción tridimensional digital con VirSSPA. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 90 En VirSSPA-AYRA, una vez que los cirujanos han registrado y medido los puntos de referencia craneométricos, se puede simular y planificar una cirugía. VirSSPA-AYRA se ha puesto a prueba en diferentes especialidades y se introdujo en la práctica clínica en las sesiones de planificación quirúrgica, después que su eficiencia y eficacia había sido probada en más de 1100 casos quirúrgicos planificados en Cirugía Plástica, Maxilofacial y Neurocirugía47-50, entre otras especialidades. Los modelos 3D obtenidos con VirSSPA también se pueden exportar a un formato de fabricación industrial y ser positivizados en máquinas de prototipado rápido. Como resultado, podemos obtener unas piezas en 3D personalizadas, fabricadas mediante prototipado rápido y en un polímero plástico. Estas piezas, una vez esterilizadas, se pueden utilizar como referencia pre/intraoperatoria en diferentes cirugías. VirSSPA-AYRA fue diseñado y pilotado por cirujanos de diferentes especialidades quirúrgicas del Hospital Virgen del Rocío e ingenieros del Grupo Innovación Tecnológica de la Universidad de Sevilla (Escuela de Ingenieros) y en colaboración con otras empresas. La aplicación VirSSPA-AYRA fue desarrollada en el lenguaje informático C++ bajo una plataforma PC y sistemas operativos MSWindows, con el fin de que pudiese ser instalado en los PC de las consultas, así como en dispositivos portátiles. A diferencia de otros sistemas de planificación existentes en el mercado, no se requieren estaciones complejas de trabajo que supongan un alto costo en la inversión inicial o en el mantenimiento. El modelo 3D de los pacientes se genera a partir de las imágenes radiológicas en formato DICOM o de imágenes del escáner de superficie. Los cirujanos pueden planificar la intervención quirúrgica en realidad virtual (Figura 60) utilizando VirSSPA-AYRA de la siguiente manera: primero, la imagen es preprocesada; después es segmentada; y finalmente, en VirSSPA-AYRA se genera el modelo 3D de tejido seleccionado. VirSSPA-AYRA permite a los equipos quirúrgicos trabajar con imágenes radiológicas a partir de diferentes máquinas de captura gracias al preprocesamiento de las imágenes51. El preprocesamiento se compone de los siguientes pasos: en primer lugar, la imagen radiológica se estandariza, a continuación, la imagen se filtra para evitar cualquier ruido, y en último lugar, para aumentar la diferencia entre los tejidos, se hace una mejora de contraste. Este preproceso es transparente a los usuarios. Después del pre-procesamiento, a la imagen se aplica la segmentación52. La segmentación es el proceso que permite seleccionar una región de interés dentro de un tejido (duro o blando). En VirSSPA-AYRA hay principalmente tres métodos de segmentación. El primero utiliza un método de “umbralización”. Para ello, los cirujanos utilizan una barra de umbrales de VirSSPA-AYRA. Estos umbrales representan los diferentes niveles de grises que tiene una imagen TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 91 radiológica. El cirujano los selecciona en la barra de la gama de niveles de grises según el tejido de interés, y en el programa es visualizado en verde. El segundo método se basa en el crecimiento de la región de semillas. Con este método, los cirujanos ponen las semillas en las imágenes radiológicas, y con criterios de inclusión y reclutamiento, se va seleccionando el tejido a estudiar. El tercer método es un innovador algoritmo semiautomático. Es un algoritmo de crecimiento por semillas adaptativo y auto-evaluado. En este algoritmo, las semillas se proporcionan manualmente pero el parámetro que determina si un nuevo píxel está incluido en la región segmentada, se administra internamente por el sistema. Al software VirSSPA-AYRA se accede desde ordenadores personales que se encuentran en los despachos del Hospital con conexión a la intranet. La planificación quirúrgica se personaliza para cada paciente, o en el caso concreto para nuestra investigación, utilizamos el software para obtener los registros de las piezas cadavéricas utilizadas. Además, el grupo de investigación dispone de un espacio de trabajo donde se ha instalado una máquina de prototipado rápido y otros dispositivos. Estas máquinas se están utilizando para la investigación, docencia y para dar apoyo a los cirujanos en algunos de los casos quirúrgicos del hospital que se han planificado conVirSSPA-AYRA. El modelo en 3D se construye con la tecnología de modelado por deposición de fusión. Las piezas obtenidas por esta técnica pueden ser esterilizadas en las instalaciones del hospital usando óxido de etileno, a continuación colocadas en bolsas estériles, y se envían a la sala de operaciones donde van a ser utilizados por el cirujano como referencia para la intervención. VirSSPA-AYRA se utilizó en la planificación de la intervención de TF nuestro paciente, lo que permitió en un primer lugar generar una plantilla quirúrgica estereolitográfica de la cara del paciente, que actuó como una mecanismo de prueba y verificación, basada en una máscara con los requisitos geométricos necesarios a cumplir por el donante. De esta manera la plantilla quirúrgica podría utilizarse sobre la cara del donante y del receptor para hacer congruentes las medidas del ATC. Además, una vez detectado el donante, se le realizó pruebas radiológicas para generar el modelo 3D del donante y se planificó e intervino virtualmente la cirugía (Figura 61), la cual proporcionó la solución óptima para la cirugía real del paciente. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 92 Fig. 60. Extracción virtual del ATC facial. Fig. 61. Adaptación virtual del ATC facial. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 93 Análisis estadístico de las variables. Todas las variables fueron compiladas en una hoja de cálculo lista para su posterior análisis mediante el paquete estadístico “ Statistical Package for the Social Sciences ” (SPSS). El objetivo fue establecer la relación estadística entre las variables antropométricas analógicas y digitales que caracterizan el cadáver de mejor diseño para el alotrasplante. Se utilizó el paquete informático SPSS v21.0 para MAC. Se realizó un estudio descriptivo para verificar que las medidas seguían una distribución normal, basado previamente en la aplicación de la prueba de Shapiro-Wilk. Las variables cuantitativas estuvieron representadas mediante la media y la desviación estándar, o la mediana y el rango intercuartil, respectivamente, según si seguían o no una distribución normal. Los valores de los parámetros producidos con el software AYRA por cada observador se compararon con los parámetros que el mismo observador había producido usando el método analógico. Con el fin de evaluar la concordancia entre los 3 observadores, se realizó una comparación intraclase entre los datos obtenidos por cada observador. Para ello, se calculó el Coeficiente de Correlación de Intraclase (ICC) tanto para los puntos de referencia blandos y óseos. Un ICC cerca de 1 indicaría una concordancia adecuada cuando se estaban midiendo las mismas medidas. Para validar la consistencia entre cada par de mediciones tomadas (analógico vs. digital), se calculó la ICC y se expresó la significación estadística de los resultados. Los valores de ICC oscilan entre 0 y 1. Un ICC cerca de 1 indicaría una fuerte correlación o la coherencia entre ambos sistemas de medición y, en consecuencia, que serían potencialmente intercambiables. La consistencia o grado de correlación entre ambos instrumentos de medida fue interpretada de la siguiente manera: correlación casi perfecta (ICC con valores entre 0,81 y 1), sustancial (0,61-0,8), moderada (0,41 a 0,6), media (0,21 a 0,4), pobre (0,01- 0,2) y nulo (0). El nivel de significación estadística considerado para el estudio estadístico de análisis fue de p < 0,05. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 94 Aspectos éticos, legales y financiación del estudio. El estudio que presentamos recibió la autorización de la Comisión de Investigación y Ensayos Clínicos del Hospital Universitario Virgen del Rocío, a través de la Fundación Reina Mercedes para la Investigación Sanitaria (Apartado de Anexos) y ha sido financiado por el Instituto de Salud Carlos III (Fondo de Investigaciones Sanitarias). El Proyecto de Investigación en el que se fundamenta el presente trabajo, se ha desarrollado entre los años 2011 y 2012, siendo el investigador principal D. Pedro Infante Cossío, y en el que el autor de la presente Tesis, ha participado como investigador colaborador del Proyecto.  Título del Proyecto de Investigación: “Alotrasplante de tejido compuesto en territorio facial (ATC): bases anatómico experimentales y aplicación a nuevos modelos de conocimiento para reconstrucciones severas faciales”.  Lugar de realización: Servicio de Cirugía Plástica y Reparadora, Servicio de Cirugía Oral y Maxilofacial, Hospital Universitario Virgen del Rocío, Sevilla.  Autorización: Comisión de Investigación y Ensayos Clínicos del Hospital Universitario Virgen del Rocío.  Financiación: 102.629 €. Instituto de Salud Carlos III. Fondo de Investigaciones Sanitarias. Número Expediente: PI11/01468. Investigador principal: Dr. Pedro Infante Cossío. 2. PROTOCOLO CLÍNICO DE EXTRACCIÓN DEL ATC DEL DONANTE. En base a los estudios anatómicos realizados en cadáveres que han sido expuestos en secciones anteriores (Figura 62), nuestro equipo de trasplante consensuó y diseñó un protocolo para la realización del trasplante facial parcial de los dos tercios inferiores de la cara que contuviera los componentes anatómicos anteriormente detallados, y que fuera específico para reconstruir a un paciente tras la extirpación programada de una neurofibromatosis masiva tipo 1. Dicho protocolo se ideó para que sirviera de guía para el trasplante que se realizó meses después. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 95 Evaluación del receptor del trasplante facial. El Coordinador del Equipo de Trasplante Facial junto con los miembros de las unidades de Cirugía Plástica y de Cirugía Oral y Maxilofacial evaluará los aspectos más relevantes relacionados con la cirugía, mediante la evaluación física y morfométrica del defecto previsible en el receptor. Se realizarán radiografías simples, Tomografía Axial Computarizada, Resonancia Magnética Nuclear y angio-TAC facial. Se realizará una reconstrucción virtual con el software VirSSPA- AYRA y se elaborarán plantillas y modelos esterolitográficos del receptor. Se realizará una evaluación médica del receptor por los equipos de cirujanos de trasplante de Cirugía Plástica y de Cirugía Oral y Maxilofacial, en colaboración con el resto de Servicios médicos del hospital y bajo la supervisión del Coordinador Sectorial de Trasplantes. El candidato se someterá a estudio de riesgo anestésico por parte de la Unidad de Anestesiología y Reanimación. Se realizará un estudio especial por parte de las Unidades de Medicina Interna, Cuidados Intensivos y Enfermedades Infecciosas, para valorar las condiciones o enfermedades preexistentes que puedan exacerbarse por la inmunoterapia o aquellas que contraindican la inmunoterapia. El Servicio de Psiquiatría analizará al paciente, poniendo especial énfasis en una posible patología mental preexistente, realizando pruebas y entrevistas para desarrollar un perfil psicológico del paciente, analizando su riesgo potencial, educación pre y postrasplante, riesgo de abandono de la inmunoterapia, apoyo familiar y psicosocial, así como realizar recomendaciones del apoyo necesario post-trasplante. Fig. 62. Fotografía de miembros del equipo de trasplante en el quirófano experimental durante una de las sesiones de disección cadavérica. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 96 Evaluación del donante del trasplante facial. El donante cadavérico de tejidos faciales deberá estar hemodinámicamente estable. Los familiares del donante cadavérico deberán ser informados específicamente del procedimiento de obtención del aloinjerto facial y deberán otorgar y firmar consentimiento informado específico de la donación del aloinjerto facial53. • CRITERIOS DE INCLUSIÓN del donante. 1. Paciente donante multiorgánico, con criterios de muerte cerebral. 2. Consentimiento por parte de la familia para realizar la obtención del aloinjerto. 3. Los donantes serán valorados para vigilar compatibilidad de: a. Sexo. b. Tono de piel similar al receptor. c. Edad (no imprescindible, se dará prioridad a la compatibilidad de tejidos y similitud de características). d. Compatible a nivel sanguíneo según grupo (A, B, O) y factor Rh (+ o -). 4. Criterios morfométricos compatibles con el receptor (altura y peso similares, volumen facial/craneal similares). • CRITERIOS DE EXCLUSIÓN del donante. Los donantes serán estudiados según el protocolo vigente de los organismos oficiales y de las organizaciones de trasplantes españolas y andaluzas. De manera específica, se considerarán los siguientes criterios de exclusión: 1. Parálisis facial, neuropatía periférica hereditaria. 2. Neuropatías infecciosas o inflamatorias. 3. Infecciones sistémicas con neuropatías asociadas. 4. Neuropatías tóxicas. 5. Neoplasias neurológicas. 6. Traumatismos faciales agudos deformantes y deformidad facial severa preexistente54. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 97 Procedimiento del trasplante facial 55. El trasplante facial consistirá en la extracción del ATC de los dos tercios inferiores de la cara de un donante multiorgánico en muerte encefálica (donante de órganos sólidos y tejidos) y su trasplante al receptor para reconstruir el previsible defecto facial del paciente. Los tejidos afectos de la neurofibromatosis del paciente serán resecados y reemplazados con el ATC. El procedimiento requerirá además realizar la extracción en conjunto con otros equipos de trasplantes, por lo que es imprescindible la adecuada colaboración y coordinación bajo la tutela del Coordinador Sectorial de Trasplantes. Una vez se haya identificado el donante y se haya localizado y confirmado el receptor, comenzará el procedimiento de TF propiamente dicho. Técnica quirúrgica. La intervención quirúrgica requerirá de la participación de tres equipos: 1. Equipo para la extracción del ATC. 2. Equipo para realizar la cirugía ablativa y preparación del defecto. 3. Equipo para la implantación de ATC. Una vez se haya confirmado los puntos anteriores, el Coordinador Sectorial y el Coordinador de TF notificarán al receptor y al resto del equipo de TF la inminencia del trasplante. El paciente será admitido en el hospital y se realizarán los preparativos para la cirugía34. Como paso previo a la obtención del aloinjerto, el equipo de extracción realizará en la UCI, un molde de la cara del donante para la elaboración posterior de una máscara de resina con el objeto de preservar en la medida de lo posible la dignidad del cuerpo del donante. Seguidamente, el equipo de extracción del ATC planificará y ejecutará la extracción siguiendo los requerimientos de tejido del paciente, obteniendo el aloinjerto de las medidas y morfometría apropiadas según el modelo prefijado con las técnicas de imagen y la plantilla usadas para el defecto56. La obtención del aloinjerto podrá realizarse a corazón latiente o parado. Sería preferible a corazón latiendo, pero siempre en coordinación con el resto de equipos de trasplante y teniendo en cuenta que no se pongan en peligro los órganos sólidos. En este caso, se intentará extraer la cara en primer lugar, antes de los órganos sólidos, aunque si no fuera posible se podría simultanear la obtención del ATC con otros órganos abdominales no vitales. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 104 Tabla 13. Media de los valores obtenidos por los 3 observadores para cada par de mediciones antropométricas. Tabla 14. Par de variables obtenidas para las mediciones antropométricas estudiadas. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 105 Fig. 62. Ejemplos de la representación gráfica de las mediciones digitales en comparación con las mediciones analógicas. (A) Representación de los valores de la medición de la altura de la cara. (B) Representación de los valores de la medición de la altura nasal. Fig. 63. Representación gráfica de todas las variables medidas en los tejidos blandos. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 106 Fig. 64. Representación gráfica de todas las variables medidas en los tejidos duros. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 107 Tabla 15. Comparación intraclase entre los 3 observadores para tejidos blandos y duros. TEJIDOS BLANDOS TEJIDOS DUROS 95% CONFIANZA ICC ICC 95% CONFIANZA INFERIOR SUPERIOR INFERIOR SUPERIOR AI-AI AYRA 0,576 0,991 0,916 0,959 0,816 0,995 AYRA Ex- Ex ANALOG 0,301 0,985 0,862 0,871 0,302 0,986 ANALOG N-Pg AYRA 0,906 0,998 0,981 0,959 0,817 0,995 AYRA N- Pg ANALOG 0,667 0,993 0,934 0,954 0,793 0,995 ANALOG N-Ns AYRA “Resultados no estadísticamente significativos” 0,578 0,818 0,257 0,979 AYRA N- Ns ANALOG 0,437 0,968 0,716 0,658 0,148 0,958 ANALOG Po-AI AYRA 0,806 0,996 0,962 0,958 0,657 0,996 AYRA Po- Ex ANALOG 0,734 0,994 0,947 0,79 0,111 0,975 ANALOG Po- Gl AYRA 0,769 0,995 0,954 0,796 0,004 0,977 AYRA Po- Gl ANALOG 0,154 0,975 0,772 0,337 “ Resultados no estadísticamente significativos” ANALOG Po- Pg AYRA 0,87 0,997 0,972 0,837 0,146 0,982 AYRA Po- Pg ANALOG 0,571 0,99 0,907 0,786 0,16 0,977 ANALOG Po-N AYRA 0,8 0,995 0,959 0,919 0,574 0,991 AYRA Po- N ANALOG 0,646 0,992 0,926 0,909 0,521 0,99 ANALOG Po- Ns AYRA 0,543 0,988 0,897 0,822 0,193 0,98 AYRA Po- Ns ANALOG 0,445 0,985 0,87 -0,43 “Resultados no estadísticamente significativos” ANALOG Zy- Zy AYRA 0,846 0,996 0,966 0,418 “Resultados no estadísticamente significativos” AYRA Zy- Zy ANALOG 0,718 0,993 0,936 0,454 “Resultados no estadísticamente significativos” ANALOG TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 108 Los datos relativos a las diferentes mediciones para validar la consistencia entre las mediciones analógicas y digitales se muestran en la Tabla 16. Los ICC calculados eran >0,6 (correlación sustancial o casi perfecta) para todos los pares de variables, con la excepción de las mediciones de los tejidos óseos Zy-Zy (0,37; correlación moderada) y Po-Gl (0,54; correlación media). Se alcanzaron valores de ICC > 0,8 hasta en 6 de las medidas estudiadas. Tabla 16. ICC calculados para cada par de mediciones. TEJIDOS BLANDOS TEJIDOS DUROS ICC 95% intervalo de confianza ICC 95% intervalo de confianza Límite Inferior Límite Superior Límite Superior Límite Inferior AI-Al (Análogo) - AI-A (AYRA) 0.79 0.485 0.925 0.77 0.439 0.916 Ex-Ex (Análogo) - Ex-Ex (AYRA) N-Pg (Análogo) - N-Pg (AYRA) 0.93 0.809 0.976 0.92 0.777 0.972 N-Pg (Análogo) - N-PG (AYRA) N-Ns (Análogo) - N-Ns (AYRA) 0.72 0.351 0.897 0.68 0.281 0.881 N-Ns (Análogo) - N-Ns (AYRA) Po-Al (Análogo) - Po-Al (AYRA) 0.89 0.707 0.962 0.75 0.403 0.909 Po-Ex (Análogo) - Po-Ex (AYRA) Po-Gl (Análogo) - Po-Gl (AYRA) 0.77 0.431 0.914 0.54 0.064 0.82 Po-Gl (Análogo) - Po-GL (AYRA) Po-Pg (Análogo) - Po-Pg (AYRA) 0.68 0.27 0.878 0.66 0.239 0.871 Po-Pg (Análogo) - Po-PG (AYRA) Po-N (Análogo) - Po-N (AYRA) 0.93 0.808 0.976 0.75 0.409 0.91 Po-N (Análogo) - Po-N (AYRA) Po-Ns (Análogo) - Po-Ns (AYRA) 0.93 0.792 0.974 0.62 0.181 0.855 Po-Ns (Análogo) - Po-Ns (AYRA) Zy-Zy (Análogo) - Zy-Zy (AYRA) 0.95 0.862 0.983 0.37 0.153 0.734 Zy-Zy (Análogo) - Zy-Zy (AYRA) TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 109 6.2. APLICACIÓN CLÍNICA DEL TF PARCIAL EN EL HUMANO. El día 26 de enero de 2010, nuestro equipo realizó un trasplante facial de un paciente con neurofibromatosis tipo 1. En esta sección detallamos el protocolo clínico y las estrategias quirúrgicas perioperatorias más relevantes para obtener un aloinjerto de tejido compuesto (ACT) de los dos tercios inferiores de la cara para restaurar un defecto severo después de la escisión de unos neurofibromas plexiformes bilaterales masivos. La principal característica distintiva incluyó una innovadora técnica de trasplante heterotópico provisional (PHT) de los tejidos faciales en los vasos femorales antes de su trasplante ortotópico en su situación final. 2.1. Procedimiento clínico real de extracción del ATC del donante. El receptor fue un hombre de raza caucásica de 35 años de edad, de Sevilla, España, de nombre Rafael, quien recibió una ATC de los dos tercios inferiores de la cara incluyendo un segmento del mentón óseo para reparar un defecto grave tras la extirpación de neurofibromas plexiformes masivos bilaterales en la segunda y tercera rama del trigémino. Secuencia real del procedimiento de extracción La cara se extrajo de un donante a corazón parado, comenzando poco después de la extracción del corazón y los pulmones. El donante fue un hombre de 18 años de edad, quien murió a causa de un accidente de tráfico. El ATC se compuso de un injerto osteomiocutáneo de los dos tercios inferiores de la cara Procedimiento Hora Traqueotomía 3.00 Identificación de los vasos cervicales y colocación de las cánulas para re-perfusión 4.00 Re-perfusión con la solución de Wisconsin 5.00 Extracción de los órganos sólidos 5.10 Comienzo de la extracción del ATC facial 5.35 Finalización de la extracción del ATC facial 9.30 TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 110 inferior que abarcó piel, tejido subcutáneo, labios, mucosa bucal, músculos periorales, mejillas bilaterales, glándulas parótidas bilaterales, nervios faciales bilaterales, nervios mentonianos e infraorbitarios bilaterales, arterias carótidas comunes bilaterales, venas yugulares internas bilaterales y un segmento óseo del mentón. El tiempo de isquemia desde la situación del donante en muerte cardíaca hasta su reperfusión en el receptor fue de menos de 5 horas. Secuencia del procedimiento de trasplante. Un equipo quirúrgico multidisciplinario compuesto por cinco cirujanos plásticos, cuatro cirujanos maxilofaciales y un residente, trabajaron en dos quirófanos adyacentes, bajo la coordinación del Dr. Gómez Cía. En primer lugar, un equipo extrajo del donante el injerto facial mientras que un segundo equipo preparó simultáneamente los vasos femorales receptores. A continuación, el ATC se anastomosó a los vasos femorales. Posteriormente, un tercer equipo preparó el receptor mediante la realización de una resección radical de los neurofibromas plexiformes masivos de la cara. Por último, el primer y segundo equipos transfirieron el trasplante de tejidos faciales del muslo a la cara del receptor y procedieron con las anastomosis microvasculares y nerviosas. El procedimiento real de extracción del ATC del donante comenzó a las 5,35 horas del martes 26 de enero de 2010 y finalizó a las 9,30 horas. Antes de marcar la incisión cutánea, se realizó un TC previo en el receptor y se obtuvieron imágenes DICOM. Por medio del sistema de realidad virtual (VirSSPA-AYRA) se fabricó con antelación un modelo estereolitográfico de plástico transparente en el cual se diseñó fidenignamente la incisión prevista a realizar en el donante. El diseño de la incisión cutánea comenzó en subnasal, siguió rodeando el ala nasal y ascendió por el límite lateral de la nariz hasta el canto interno del ojo (incisión tipo Fergusson-Webber). Continuó por el reborde infraorbitario hasta el canto externo del ojo y llegó hasta la raíz del hélix en un trazo paralelo al arco cigomático. Luego se trazó hacia abajo en el área de preauricular (incisión de ritidectomía) hasta aproximadamente 3 cm debajo del ángulo mandibular. Se completó con una incisión submandibular tipo Risdon desde el músculo esternocleidomastoideo hasta unirse con el lado opuesto (Figuras 65 y 66). TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 111 Los tiempos quirúrgicos de los que constó la extracción del ATC fueron los siguientes: • Primer tiempo. Incisión hasta el plano de periostio en subnasal, paranasal, reborde suborbitario y arco cigomático. Identificación nervio infraorbitario (Figura 67). • Segundo tiempo. Osteotomía en pared anterior de seno y suelo de órbita para liberar el nervio infraorbitario. Fig. 65. Reconstrucción de la cara del receptor con el aplicativo VirSSPA, realizada con carácter previo al trasplante. Aspecto de la reconstrucción con VirSSPA de las partes blandas y del hueso. Fig. 66. Reconstrucción de la cara del receptor con el aplicativo VirSSPA, realizada con carácter previo al trasplante.: imágenes de la reconstrucción de la plantilla para diseño de la incisión. . TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 112 • Tercer tiempo. Diseño de la incisión intraoral. Incisión intraoral en fondo de vestíbulo superior e inferior conservando en conducto de Stenon. • Cuarto tiempo. Incisión de ritidectomía, abordaje de parotidectomía. Localización del nervio facial a su emergencia del agujero estilomastoideo, donde se seccionó. Parotidectomía total incluyendo el lóbulo superficial y profundo. • Quinto tiempo. Incisión submandibular y levantamiento del colgajo cervical incluyendo piel y platisma. Acceso a la fascia cervical media en el borde medial del músculo esternocleidomastoideo. Identificación del músculo omohioideo y de la vena yugular interna. Se disecó el tronco de la vena yugular interna, conservando el tronco tiro-linguo-facial hasta la glándula submaxilar. Disección de la arteria carótida externa, ligándose las arterias tiroidea y lingual. Se conservó la arteria facial hasta la glándula submaxilar. • Sexto tiempo. Se procedió a la disección bajo la fascia del músculo masetero, identificando cranealmente la bola adiposa. Caudalmente se llegó hasta el ángulo de la mandíbula, donde se comenzó la disección de la Fig. 67. Inicio de la incisión cutánea. Se posicionó en el donante la plantilla de resina previamente diseñada sobre el modelo estereolitográfico. IMPORTANTE: restricciones legales nos impiden mostrar completamente la cara del donante. . TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 113 glándula submaxilar. Se ligaron las ramas terminales de la arteria carótida externa (temporal superficial y maxilar interna). • Séptimo tiempo. Desde el borde anterior del masetero, se llevó la disección en un plano subperióstico por el cuerpo mandibular. Se identificó la emergencia del nervio mentoniano, y se realizó una osteotomía para liberar el nervio dentario inferior del canal mandibular. • Octavo tiempo. Se realizó la submaxilectomía. La glándula submaxilar quedó adherida al colgajo facial, incluyendo en su espesor la arteria y vena facial. • Noveno tiempo. Se realizó el mismo procedimiento en el lado opuesto (en primer lugar el lado izquierdo, y en segundo lugar el lado derecho). • Décimo tiempo. Finalmente, con el ATC pediculado en el mentón, se llevó a cabo una osteotomía horizontal en el mismo desde un agujero mentoniano al otro. A continuación se muestran unas imágenes sobre el aspecto del aloinjerto y de la cara del donante (Figuras 68 y 69). Fig. 68. Aspecto del donante una vez extraído el ATC, y antes de comenzar el procedimiento de restauración de la cara. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 120 Colocación y adaptación de la epítesis en el donante. El procedimiento real de adaptación de la epítesis en el Quirófano conllevó la adaptación de la resina acrílica y su fijación con hilo de sutura a la cara del donante, cubriendo el defecto creado (Figura 80). Fig. 79. Epítesis real hecha en laboratorio, minutos antes de la implantación en el donante. Fig. 80. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 121 Caracterización y maquillaje de la epítesis. Finalmente la resina acrílica fue caracterizada y coloreada simulado la palidez post mortem de la cara del donante, concluyendo todo el proceso a las 11.00 h. del martes 26 de enero 2010 (Figura 81). Fig. 81. Epítesis real después de su implantación en el donante, momentos antes de devolver el cuerpo a sus familiares. IMPORTANTE: restricciones legales nos impiden mostrar la cara del donante. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 122 2.3. Procedimiento clínico real de la aplicación del ATC en el receptor. Procedimiento de trasplante microquirúrgico heterotópico. Una vez que la extracción del ATC del donante había comenzado, se preparó el muslo del receptor para recibir el injerto. Se realizó una incisión vertical en la porción súperomedial del muslo para aislar los vasos femorales. Después de la extracción, el aloinjerto fue transferido inmediatamente al receptor. La vena yugular interna izquierda y la arteria carótida común izquierda se anastomosaron bajo magnificación con microscopio, respectivamente término-terminal a la vena safena derecha y término lateral a la arteria femoral. Tan pronto como se liberó el clamp vascular, todo el trasplante con el aloinjerto de tejidos faciales se reperfundió a través de las anastomosis arterial y venosa unilateral. Se realizó una anastomosis término-terminal entre ambas venas yugulares internas con el fin de reducir la presión venosa en el aloinjerto. Acto seguido, el seguimiento clínico del ATC se llevó a cabo por el segundo equipo (Figuras 82 y 83). Fig. 82. Esquema donde se muestran las dos fases de las que constó la microcirugía del ATC: 1.- Anastomosis temporal en el muslo. 2.- Anastomosis definitiva en el cuello. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 123 Extirpación de los neurofibromas. La resección radical de los neurofibromas masivos se llevó a cabo posteriormente, y duró un tiempo total de 6 horas. Durante ese tiempo, no se observaron signos de trombosis, isquemia o rechazo hiperagudo en el aloinjerto. Se realizó una resección tumoral en monobloque desde la piel en superficie hasta el periostio, incluidos los nervios infraorbitarios faciales bilaterales, los nervios mentonianos e infraorbitarios bilaterales desde sus troncos principales ya que Fig. 83. Arriba: detalle de las anastomosis de la vena yugular y la arteria carótida en los vasos femorales. Abajo: inspección de la perfusión del ATC tras su conexión provisional heterotópica. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 124 estaban infiltrados por los neurofibromas completamente. La mayoría de las ramas del nervio facial estaban dañadas ya previamente a la extirpación de los neurofibromas (Figuras 84-87). Fig. 84. Arriba: imágenes del TC con la neurofibromatosis. Abajo: imágenes de la RNM. Fig. 85. Reconstrucción con VirSSPA-AYRA. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 125 Fig. 86. Imagen preoperatoria del paciente. Fig. 87. Arriba: imagen intraoperatoria de la extirpación de los neurofibromas. Derecha: vista de la pieza quirúrgica. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 126 Procedimiento de trasplante microquirúrgico ortópico. Una vez que se completó la resección del tumor, conseguida la hemostasia, se prepararon los vasos receptores del cuello y el aloinjerto fue transferido al defecto de la cara. La arteria femoral se reparó mediante un cierre directo sin observar ninguna reducción significativa de su luz arterial. Se realizaron las siguientes anastomosis microvasculares en el lado izquierdo del cuello: la arteria carótida común del donante a la arteria carótida externa del receptor, y la vena yugular interna del donante al tronco tirolinguofacial del receptor de forma término-terminal. Después de efectuar el desclampado vascular, se consiguió un llenado capilar satisfactorio en todo el aloinjerto. Ambos nervios faciales se suturaron y reforzados con un sellador de fibrina, al igual que los nervios infraorbitarios y mentonianos. Aunque la perfusión total del ATC se logró solo por medio de la anastomosis microvascular unilateral (izquierda), la arteria carótida común derecha del donante se anastomosó término-terminal a la arteria carótida externa receptor, y la vena yugular interna del donante se anastomosó término-lateral en la vena yugular interna del receptor. El segmento del mentón se fijó con tornillos (Figura 88). El procedimiento completo duró 22 horas y 30 minutos (Figura 89). Fig. 88. Detalle de las anastomosis arteriales (izquierda) y venosas (derecha). TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 127 Manejo intraoperatorio. El paciente recibió un protocolo de inmunosupresión estándar de tres medicamentos. Durante la intervención, se le administró un régimen inmunosupresor que consistió en basiliximab (20 mg), tacrolimus (6 mg) y metilprednisolona. Durante la extirpación del tumor se produjo un sangrado masivo que requirió la transfusión de 24 unidades de glóbulos rojos concentrados, 1500 cc de plasma fresco, 1 bolsa de plaquetas y que no se controló hasta la infusión de fibrinógeno a dosis calculadas a pie de cama mediante el laboratorio de bioquímica móvil (Figura 90). Fig. 89. Detalle de la neurorrafia del nervio facial. Fig. 90. Vista del paciente en el postoperatorio inmediato. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 128 El estudio macroscópico histológico del espécimen extirpado demostró la existencia de 6 grandes neurofibromas plexiformes masivos, entre 3 y 11 cm, que se encontraban en la región facial derecha, zona subnasal, labio superior, mejilla izquierda y el mentón. Todo el espécimen midió 27 x 16 cm y pesó 940 gr. Manejo post-operatorio. Se requirió una revisión quirúrgica en el séptimo día para la evacuación de un importante hematoma en el lado derecho del CTA (Figura 91). Posteriormente, al paciente se le transfundieron 3 unidades de concentrados de hematíes, 1000 cc de plasma fresco y 2 bolsas de plaquetas. El tiempo de estancia hospitalaria fue de 12 semanas. El régimen inmunosupresor de mantenimiento incluyó: prednisona (10 mg/día), mofetil micofenolato (1,5 g/día) y tacrolimus ajustado a una concentración en sangre de referencia de 8-10 ng / ml. Durante el primer año se realizaron 18 biopsias: 3 de la mucosa oral y 14 de piel, según la secuencia definida en el protocolo (Figura 92). El paciente presentó un episodio de rechazo agudo en el día 28. Los signos clínicos de rechazo que se advirtieron fueron enrojecimiento y edema del aloinjerto (Figura 93). La biopsia de piel demostró un episodio de rechazo agudo Fig. 91. Al séptimo día después de la cirugía, se realizó una revisión quirúrgica para drenar un hematoma en el lado derecho. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 129 (Banf III) (Figura 94). El rechazo se controló con éxito con un ajuste de la dosis de tacrolimus oral, bolos de metilprednisolona y tacrolimus tópico. Los bolos de metilprednisolona se administraron a una dosis de 500 mg en el día 1, 250 mg el día 2, 125 mg el día 3 y 4, seguido de prednisolona 60 mg durante 7 días. Después, la prednisolona se redujo a una dosis de 10 mg/día. Fig. 92. Durante el primer año se realizaron 18 biopsias: 3 de la mucosa oral y 14 de piel. Fig. 93 y 94. Arriba: eritema leve del injerto facial durante el rechazo. Abajo: el examen microscópico muestra el rechazo de grado II en el injerto de piel. TESIS DOCTORAL Fernando J. Barrera Pulido 232 107. Siemionow M, Ozturk C. An Update on Facial Transplantation Cases Performed between 2005 and 2010. 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