New developments in vertebroplasty materials

Abstract

Increasing life expectancy is leading to an increase in age-related diseases, like osteoporosis, which often involve the breakdown of bone. One of the main problems related with such disease is the formation of vertebral compression fractures (VCF). The impact of the vertebral compression fractures that have been described is diverse, such as distortion in the spine (kyphosis), chronic back pain, reduced physical function with risk of immobility, decline of lung function, gastroesophageal reflux and change in appearance that may led to social isolation, loss of self-esteem and depression. Vertebral fracture is just the beginning of the constant deterioration of the health of the affected patients. Until now, the treatments applied in this type of fracture are mainly three: conservative medical treatment, invasive surgical intervention, and vertebroplasty and kyphoplasty. These last two techniques, minimally invasive, have shown interesting results though there is still room for improvement, especially due to the lack of an ideal bone cement material. In this review, we will focus on the recent developments in vertebroplasty, their pros and cons and the needs for further achievements. We therefore begin with a brief description of vertebroplasty followed with a description of the biomechanical and the osteoregeneration needs that materials should fulfill to be useful in this application. Finally, we describe the recent materials developments for vertebroplasty and the different proposals for improvement.

El aumento de la esperanza de vida está llevando a un aumento de las enfermedades relacionadas con la edad, como la osteoporosis, que a menudo implica la descomposición de los huesos. Uno de los principales problemas relacionados con dicha enfermedad es la formación de fracturas vertebrales por compresión (FVC). El impacto de las fracturas de compresión vertebral que se han descrito es diverso, como distorsión en la columna vertebral (cifosis), dolor de espalda crónico, función física reducida con riesgo de inmovilidad, disminución de la función pulmonar, reflujo gastroesofágico y cambio en la apariencia que puede conducir al aislamiento social, la pérdida de la autoestima y la depresión. La fractura vertebral es solo el comienzo del deterioro constante de la salud de los pacientes afectados. Hasta ahora, los tratamientos aplicados en este tipo de fracturas son principalmente tres: tratamiento médico conservador, intervención quirúrgica invasiva y vertebroplastia y cifoplastia. Estas dos últimas técnicas, mínimamente invasivas, han mostrado resultados interesantes, aunque todavía hay margen de mejora, especialmente debido a la falta de un material de cemento óseo ideal. En este review, nos enfocaremos en los desarrollos recientes en la vertebroplastia, sus pros y contras y las necesidades de nuevos logros. Por lo tanto, comenzamos con una breve descripción de la vertebroplastia seguida de una descripción de las necesidades biomecánicas y de osteorregeneración que los materiales deben cumplir para ser útiles en esta aplicación. Finalmente, describimos los desarrollos recientes de materiales para la vertebroplastia y las diferentes propuestas de mejora.

L’augment de l’esperança de vida està donant lloc a un augment de les malalties relacionades amb l’edat, com l’osteoporosi, que sovint implica la ruptura de l’os. Un dels principals problemes relacionats amb aquesta malaltia és la formació de fractures de compressió vertebral (FCV). L’impacte de les fractures de compressió vertebral que s’han descrit és divers, com la distorsió a la columna vertebral (cífosi), el mal d’esquena crònic, la reducció de la funció física amb risc d’immobilitat, disminució de la funció pulmonar, reflux gastroesofàgic i canvi d’aparença que pot conduir a l’aïllament social, la pèrdua de l’autoestima i la depressió. La fractura vertebral és només el principi del deteriorament constant de la salut dels pacients afectats. Fins ara, els tractaments aplicats en aquest tipus de fractura són principalment tres: tractament mèdic conservador, intervenció quirúrgica invasiva i vertebroplàstia i cifoplàstia. Aquestes dues últimes tècniques, mínimament invasives, han mostrat resultats interessants, encara que hi ha marge de millora, especialment a causa de la manca d’un material ciment ossi ideal. En aquesta review, ens centrarem en els recents desenvolupaments de la vertebroplàstia, els seus pros i contres i les necessitats de nous assoliments. Per tant, comencem amb una breu descripció de la vertebroplàstia seguida d’una descripció de les necessitats biomecàniques i d’osteoregeneració que els materials haurien de complir per ser útils en aquesta aplicació. Finalment, es descriuen els recents desenvolupaments de materials per a la vertebroplàstia i les diferents propostes de millora.