Cryochirurgie bij de behandeling van benigne, agressief benigne en laaggradig maligne bottumoren

Transcriptie

1 Cryochirurgie bij de behandeling van benigne, agressief benigne en laaggradig maligne bottumoren Cryosurgery in the treatment of benign, aggressive benign and low-grade malignant bone tumours Auteurs Trefwoorden Key words M. van der Pluijm, R.P.H. Veth, H.W.B. Schreuder, J.W. de Rooy en M. Pruszczynski benigne bottumor, cryochirurgie, laaggradig maligne bottumor, orthopedie benign bone tumour, cryosurgery, low-grade malignant bone tumour, orthopaedics Samenvatting Cryochirurgie is een behandeling waarbij chirurgie gecombineerd wordt met lokale toediening van lage temperaturen. In de orthopedische oncologie wordt cryochirurgie als adjuvante therapie toegepast bij de behandeling van verschillende benigne, agressief benigne en laaggradig maligne bottumoren. In dit artikel wordt een beschrijving gegeven van de geschiedenis, het werkingsmechanisme, de indicaties, techniek, complicaties en resultaten van cryochirurgie. (Ned Tijdschr Oncol 2006;3:152-7) Summary Cryosurgery is a treatment in which surgery is combined with the application of low temperatures. Cryosurgery is used in orthopaedic surgery as an adjuvant treatment of benign, aggressive benign and low-grade malignant bone tumours. In this paper the history, mechanism of treatment, as well as the indications, technique, complications and results of cryosurgery are discussed. Inleiding Cryochirurgie is het vernietigen van weefsel door de lokale invloed van lage temperaturen. Bij minimaal vriesletsel treedt er slechts een ontstekingsreactie op, maar fors vriesletsel heeft weefseldestructie tot gevolg. Door het gebruik van cryochirurgie kan er vaker een minder mutilerende ingreep uitgevoerd worden zonder concessies te doen aan marges welke nodig zijn voor een juiste tumorbehandeling. Door de toediening van lokale koude worden tot minimaal 1 en maximaal 2 cm, gerekend vanaf het vriescontactvlak in het bot, alle cellen vernietigd. 1 Het doel van cryochirurgie in de orthopedische oncologie is het vernietigen van tumorcellen door vrieslaesie waarbij, in tegenstelling tot conventionele chirurgie, slechts een spaarzame resectie nodig is en de basisstructuur van de botten behouden blijft. 2 Cryochirurgie wordt momenteel veelvuldig gebruikt binnen verschillende specialismen voor de behandeling van diverse tumoren. Ook wordt koude toegepast als pijnbestrijding door het bevriezen van zenuwen. Historie De eerste beschrijving van het gebruik van koude bij de behandeling van schedelfracturen en geïnfecteerde wonden werd al jaar voor onze jaartelling opgetekend. 3 Hippocrates adviseerde reeds 460 jaar BC het gebruik van koudeapplicatie voor de behandeling van hematomen en de reductie van zwelling van pijnlijke gewrichten. 4 Het duurde nog tot 1714 voor Fahrenheit de kwikthermometer uitvond. In 1851 beschreef de Engelsman James Arnott het gebruik van koude bij de behandeling van verschillende tumoren. 5 Gage en Emmings beschreven als eerste het vriezen van botweefsel met vloeibare stikstof. 6 De eerste behandeling van bottumoren met cryochirurgie in Nederland werd uitgevoerd door Oeseburg en Oldhoff, en ging aanvankelijk gepaard met veel complicaties. 7 Verbetering van technieken in de jaren 70 van de vorige eeuw, met vermindering van complicaties, heeft er toe geleid dat het vertrouwen in de behandeling van bottumoren met cryochirurgie is toegenomen. N E D E R L A N D S T I J D S C H R I F T V O O R O N C O L O G I E VOL. 3 NR

2 Figuur 1. Preoperatieve conventionele anterior-posteriore röntgenopname met beeld van een chondrosarcoom in de proximale humerus. Cryobiologie en werking Cryobiologie is de wetenschap die zich bezighoudt met de fysiologische effecten van lage temperaturen op levende weefsels. Cryochirurgie maakt gebruik van het grootste bestanddeel van het lichaam: water. Door de verandering van water in ijs ontstaat er een mechanische werking, zowel extra- als intracellulair, met destructie van cellen tot gevolg. Vooral het snel bereiken van lage temperaturen leidt tot intracellulaire ijsvorming. Bij langzaam ontdooien treedt er een rekristalisatie op met groter worden van ijskristallen. 8 Hoe langer het dooiproces duurt, des te groter worden de ijskristallen en des te groter is de mechanische destructie van cellen. De letale temperatuur voor cellen ligt bij ongeveer -30 C. 9 Voor de behandeling van kankercellen in vivo wordt een temperatuur van -50 tot -70 C geadviseerd. 10 Lokale ischemie door een beschadiging van de microcirculatie leidt tot een verder necrotiserend effect op de tumor. Door herhaald vriezen en dooien, worden cellen gevoeliger voor vriezen, waardoor er bij repeterend vriezen meer celsterfte optreedt. therapie in de vorm van respectievelijk chemo- of radiotherapie. Chemotherapie en bestraling hebben een effect op mitotisch actieve cellen. Hun invloed op benigne bottumoren is beperkt, vanwege de vaak langzame groei en staat daarom niet in verhouding tot de bijwerkingen. Fenol is een niet-selectieve cytotoxische stof die bij gecurreteerde bottumoren lokaal wordt toegepast. Bij gebruik van fenol als adjuvante therapie na curettage van benigne bottumoren, vindt men een recidiefpercentage van 12,5 tot 20%. 11,12 De werking van PMMA ligt in de exotherme reactie bij uitharding, waardoor een temperatuur van 50 tot 70 C bereikt wordt. De doordringbaarheid van warmte in bot varieert van 2,5 mm in spongieus bot tot 0,5 mm in corticaal bot. 13 Het letale effect van PMMA op corticaal bot is daarom gering. Na 3 cycli intramedullair vriezen kan op een afstand van 10 mm een temperatuur van -10 C bereikt worden, wat necrose induceert. 14 Het grote voordeel van vriezen is dat er een goede doordringbaarheid is van het bot en dat er gebruik gemaakt kan worden van vloeibare stikstof, zodat er een goed contactvlak kan ontstaan. In het bijzonder bij agressief benigne en laaggradig maligne bottumoren is cryochirurgie een goed alternatief voor en-blocexcisie. Veel verschillende typen bottumoren, van actief benigne tumorachtige afwijkingen en tumoren, via lokaal agressief benigne tot laaggradig maligne bottumoren, zijn geschikt gebleken voor de behandeling met cryochirurgie. Indicatie Binnen de orthopedische oncologie wordt cryochirurgie als lokale adjuvante therapie gebruikt. Naast cryochirurgie kan de lokale applicatie van fenol en polymethylmethacrylaat (PMMA) als adjuvante therapie gebruikt worden. Deze lokale toepassing staat los van de systemische of locoregionale adjuvante Figuur 2. T2-gewogen MRI-beeld van een chondrosarcoom in de proximale humerus. 153 VOL. 3 NR N E D E R L A N D S T I J D S C H R I F T V O O R O N C O L O G I E

3 Tot deze tumoren horen: Aneurysmatische botcyste: een tumorachtige afwijking die het bot verzwakt door de vorming van een blazige cyste. Intramedullair gelegen kraakbenige tumor, die expansief kan groeien met aantasting van de cortex aan de binnenzijde, waardoor verzwakking kan optreden met risico op fracturen. Onder deze chondroïde tumoren vallen het chondomyxoid fibroom, chondroblastoom, enchondroom, borderlinechondrosarcoom en chondrosarcoom graad I (zie Figuur 1,2 en 3). Reusceltumor, die over het algemeen beschouwd wordt als een benigne maar veelal lokaal agressieve tumor, ondanks de zeer sporadische potentie van metastasering. 15 Echte maligne transformatie is zeldzaam en vaak als gevolg van radiotherapie. De benigne vorm van de reusceltumor is geschikt voor cryochirurgie. Chordoom, dat vooral sacraal, lumbaal en hoogcervicaal voorkomt en een lage tot intermediaire maligniteitsgraad heeft. Als gevolg van de tumor ziet men vaak botdestructie met soms ingroei in de weke delen. Eosinofiel granuloom, vaak een uiting van histiocytose-x, ook wel Langerhanse-celhistiocytose genoemd, is een benigne bottumor die lokale botdestructie geeft. Van deze tumor kan ook een gedissemineerde vorm optreden. Techniek De techniek van cryochirurgie wordt geïllustreerd in Figuur 4, pagina 155. De tumor wordt benaderd op de gebruikelijke oncologisch verantwoorde manier. Er wordt geen bloedleegteband gebruikt om de kans op vriesschade van vaatzenuwbundel en huid tot een minimum te beperken. Een luik wordt vervaardigd, waarna de tumor uitgeruimd kan worden. Nadat de tumor zo goed mogelijk is uitgeruimd, kan in de achtergebleven holte een ruime hoeveelheid vloeibare stikstof gesproeid worden. Tijdens de vriescycli is het van belang om het temperatuurverloop goed te monitoren. Zoals eerder vermeld, worden voor een adequate destructie van tumoren temperaturen van -50 tot -70 C geadviseerd. 10 Na het vriezen wordt een spontaan opwarmen afgewacht, omdat langzaam ontdooien een rekristallisatie-effect heeft dat tot meer mechanische schade leidt dan geforceerd ontdooien. 8 Na curretage en vriezen wordt de achtergebleven holte opgevuld met donorbot in chipvorm. Als door de tumorresectie en het vriezen het bot Figuur 3. Laaggradig chondrosarcoom met penitratieve groei tussen het medullaire trabeculaire bot. HE-kleuring, vergroting 200x. dusdanig verzwakt is dat er een risico is op botbreuk, dan wordt een aanvullende osteosynthese geadviseerd (zie Figuur 5, pagina 155). Complicaties Zoals bij iedere operatie, kunnen bij de behandeling met cryochirurgie complicaties optreden. Vooral de kans op infectie is sterk toegenomen tot een incidentie van ongeveer 4%. 16 Het toegenomen risico op infectie kan vooral verklaard worden uit de necrose die ontstaat na vriezen in combinatie met het gebruik van een bottransplantatie (dode botmatrix). Om de kans op infectie te reduceren, wordt bij de inleiding tot chirurgie een breedspectrumantibioticum gebruikt. Na cryochirurgie is er een reactieve vasodilatatie die een toegenomen kans op postoperatieve hematoomvorming geeft. Om dit te beperken en te controleren, wordt er vaker een wonddrain achtergelaten die iets langer dan gebruikelijk in situ blijft. In zeldzame gevallen worden gasembolieën beschreven, die aanleiding geven tot peroperatieve cardiopulmonale bezwaren. Om de kans op een gasembolie zo klein mogelijk te houden, wordt geadviseerd het luik in het bot van voldoende grootte te houden. 17 Door dit grotere luik kan de verdampende vloeibare stikstof minder intramedulaire druk opbouwen, waardoor de kans op het ontstaan van gasembolieën wordt verkleind. In een recent dierexperimenteel onderzoek met gesloten miniatuurcryoprobes werden geen effecten gezien die wijzen in de richting van een gasembolie. 18 Door de tumor, de resectie en cryochirurgie kan bot verzwakt raken met als gevolg een toegenomen risico N E D E R L A N D S T I J D S C H R I F T V O O R O N C O L O G I E VOL. 3 NR

4 Figuur 4. Nijmeegse cryochirurgische procedure. Het witte gebied is tumor, het roze is het reactieve gebied rond de tumor, het violet/blauwe is het postcurretageoppervlak behandeld met vloeibare stikstof. Met deze techniek kan een bottumor behandeld worden met een marge van 1,8 cm. (vergelijkbaar met een marginale excisie). Dit figuur is met toestemming van Elsevier overgenomen uit referentie 22. op fracturen. Onderzoek heeft uitgewezen dat de botsterkte 8 weken na cryochirurgie tot 30% verminderd is. 19 Herstel van botsterkte werd gezien vanaf 4 maanden na de behandeling. Het gebruik van een interne versteviging in de vorm van een osteosynthese wordt daarom geadviseerd. Liefst gebruikt men hiervoor een plaat met schroeven van titanium, omdat die bij een controle-mri minder verstoring van het beeld geeft. Er wordt geen intramedulaire pen gebruikt om eventueel nog aanwezige tumorcellen niet te verslepen naar de niet-aangedane mergholte. Naast de extra versteviging moet ook de belasting gedurende minimaal 3 maanden beperkt blijven. Een groeischijf kan al door de ligging van een tumor gecompromitteerd zijn. Een marginale resectie van de tumor is dan wenselijk met zo min mogelijk schade aan de groeischijf. De tumor moet echter wel in zijn geheel verwijderd worden, omdat anders de tumor de groeischijf zeker zal aantasten met verstoring van groei tot gevolg. Cryochirurgie kan een bijdrage leveren aan marginale resectie, maar het vriezen kan schade toebrengen aan de groeischijf. Het is daarom belangrijk om met thermokoppelnaalden een goede monitoring van het temperatuurverloop te registreren Figuur 5. Dezelfde patiënte, drie jaar na cryochirurgie en reconstructie met titaniumplaat en homoloog botimplantaat. De patiënte is vrij van ziekte. in en rond de groeischijf. Een ander probleem kan optreden als een tumor direct aan een gewricht grenst. Als bij de behandeling een dergelijke tumor gevroren wordt, is er een risico op aantasting van de subchondrale plaat met mogelijkerwijs versnelde arthrose. Overtuigend bewijs voor kraakbeendegeneratie na cryochirurgie is tot op heden niet aangetoond. Schade aan zenuwweefsel met tijdelijke of permanente uitval is al wel beschreven. 20 Vooral de behandeling van tumoren, waarbij de neurovasculaire bundel dicht bij de te vriezen laesie ligt of waar zenuwweefsel in het te vriezen gebied ligt (sacrumtumor met erin gelegen wortels), brengt een groter risico op uitval met zich mee. Direct vriesletsel op zenuwweefsel is nog niet vaak beschreven, in tegenstelling tot zenuwschade die ontstaat bij langdurige blootstelling aan koud water met een temperatuur net boven het vriespunt. Dit fenomeen is beschreven in de Eerste en Tweede Wereldoorlog, toen soldaten langdurig met hun voeten in koud water stonden in loopgraven. Het werd later ook wel het immersion foot syndrome genoemd. Resultaten Een behandeling van een bottumor is pas succesvol als er geen recidief en/of metastasering optreedt. Ook het functionele herstel is van belang. Het systeem dat wordt gebruikt om zowel oncologisch als functioneel te 155 VOL. 3 NR N E D E R L A N D S T I J D S C H R I F T V O O R O N C O L O G I E

5 Aanwijzingen voor de praktijk 1. Cryochirurgie bij de behandeling van bottumoren is een lokale adjuvante therapie. 2. Cryochirurgie heeft een goede doordringbaarheid in bot, waardoor met een intralaesionale curretage van de tumor aangevuld met drie cycli vriezen/dooien volstaan kan worden. 3. Aandacht dient besteed te worden aan het voorkomen van complicaties. classificeren en kwantificeren is het functional assesment system van The Musculoskeletal Tumor Society. 21 Tot januari 2003 werden in het Universitair Medisch Centrum St Radboud 302 patiënten behandeld met cryochirurgie voor benigne, agressief benigne en laaggradig maligne tumoren van het steun- en bewegingsapparaat. 22 Bij follow-up met een minimum van 3 jaar waren 298 patiënten vrij van ziekte, 5 in leven met de ziekte en waren 2 patiënten overleden aan de ziekte. Bij de behandeling van borderline- of graad 1-chondrosarcoom werd een recidiefpercentage van minder dan 3% (3/117) gevonden. Deze 3 patiënten werden aanvullend behandeld met cryochirurgie, waarna er geen recidief meer werd gezien. Bij het chondroblastoom waren de resultaten van behandeling ook goed: er werd 1 recidief gezien (1/15) na initiële behandeling met cryochirurgie. Deze patiënt was vrij van ziekte na een aanvullende behandeling met cryochirurgie. Bij de behandeling van reusceltumoren werden na de eerste behandeling met cryochirurgie wel meer recidieven gezien (8/43, 19%). Deze patiënten waren alle tumorvrij na aanvullende behandeling met cryochirurgie. Discussie Het recidiefpercentage van reusceltumoren is in de beschreven resultaten 19% na de eerste behandeling met curretage en cryochirurgie. Malawer vond een recidiefpercentage van 8% met dezelfde behandeling, terwijl bij de behandeling met een lokale curretage en bottransplantatie met of zonder fenolapplicatie recidiefpercentages zijn beschreven van 21 tot 25%. 1,23 Vermoedelijk wordt ons hoge recidiefpercentage verklaard door het feit dat vrij veel patiënten uit de studie primair elders behandeld waren en met een recidief gepresenteerd werden. In die situatie is er altijd een slechtere uitgangspositie, meestal door ongewenste contaminatie van de wondomgeving door de eerste operatie. Bij de behandeling van borderline- en graad I-chondrosarcoom met curretage en cryochirurgie worden vergelijkbare recidiefpercentages gezien als bij marginale of ruime excisies. De functionele resultaten na behandeling met cryochirurgie waren echter beduidend beter. 24 Malawer beschreef in een eerdere studie 25 patiënten, die behandeld waren met cryochirurgie voor reusceltumoren, chondroblastomen of aneurysmatische botcysten. 25 Hij vond hierbij functioneel betere resultaten in vergelijking met resultaten bij patiënten na een en-blocresectie. Op verschillende vlakken is cryochirurgie in de laatste 4 tot 5 decennia flink ontwikkeld als (adjuvante) therapie voor verschillende vakgebieden. Een sterke verbetering is in het bijzonder de mogelijkheid om het proces van vriezen, met zijn temperatuurverloop, goed te monitoren. Door deze gecontroleerde manier van cryochirurgie kan de kans op complicaties verkleind worden. Zo kan het disfunctioneren van zenuwen na cryochirurgische behandeling goed worden verklaard. Gelukkig treedt er bij zenuwweefsel dat na cryochirurgie inadequaat functioneert in de meeste gevallen een spontaan herstel op in een tijdsbestek van ongeveer 6 maanden. Over het mechanisme van uitval en herstel van zenuwweefsel is nog weinig bekend en zal verder onderzoek moeten plaatsvinden. Voor de hand ligt echter dat het functieherstel voortkomt uit een herstelproces dat in het spinale neuron start. Een premisse daarbij is wel dat de zenuw intact blijft. Conclusie Cryochirurgie bij de behandeling van verschillende benigne, agressief benigne en laaggradig maligne bottumoren is een goed bruikbare methode gebleken met, in vergelijking tot andere lokale behandelingen, goede resultaten. Wel moet duidelijk aandacht besteed worden aan het voorkomen van complicaties, zoals fracturen en ontstekingen. Het grote voordeel van deze adjuvante therapie is dat hij goed doseerbaar en controleerbaar is, en dat er minder uitgebreide resecties hoeven plaats te vinden. Door de minder mutilerende resecties zijn de functionele resultaten vaak beduidend beter. N E D E R L A N D S T I J D S C H R I F T V O O R O N C O L O G I E VOL. 3 NR

6 Addendum Dit artikel is gebaseerd op een recent gepubliceerd artikel in Lancet Oncology. 22 Referenties 1. Malawer MM, Bickels J, Meller I, Buch RG, Henshaw RM, Kollender Y. Cryosurgery in the treatment of giant cell tumor. Clin Orthop 1999;2: Kerschbaumer F, Marcove RC, editors. Die kryochirurgische behandlung von knochentumoren. Grundlagen und klinische anwendung. Stuttgard, New York: Thieme Georg Verlag; Breasted JH. The Edwin Smith Surgical Papyrus. Voll III. Chicago: Oriental Institute Publications; p Zonnevylle JA. The influence of cryosurgery and electro coagulation on the process of metastasizing. Thesis, Oegstgeest: Drukkerij de Kempenaer; p Arnott J. On the treatment of cancer by the regulated application of an anaesthetic temperature. London: J. Churchill; Gage AA, Emmings FG. Bone freezing in cryotherapy. J St Barnabas Med Center 1967;4: Oeseburg HB. Cryosurgical treatment of some bone tumors, an experimental and clinical investigation. Thesis, Groningen; Bischof J, Christov K, Rubinsky B. A morphological study of cooling rate response in normal and neoplastic human liver tissue: cryosurgical implications. Cryobiology 1993;30: Holden HB, McKelvie P. Cryosurgery in the treatment of head and neck neoplasia. Br J Surg 1972;59: Gage AA, Baust JG. Cryosurgery for tumors. Technol Cancer Res Treat 2004;3: Schiller CH, Ritschl P, Windhager R, Kropej D, Kotz R. Frequency of recurrence in phenolized and nonphenolized bone cavities following intralesional excisions of non-malignant bone tumors. Z Orthop 1989;127: Capanna R, Sudanese A, Baldini N, Campanacci M. Phenol as an adjuvant in the control of local recurrence of benign neoplasms of bone treated by curretage. Ital J Orthop Traumatol 1985;11: Rock MG. Treatment of bone cysts and giant cell tumors. Curr Opin Orthpaed 1990;1: Keijser LC, Schreuder HW, Buma P, Weinans H, Veth RP. Cryosurgery in long bones; an experimental study of necrosis and revitalization in rabbits. Arch Orthop Traum Surg 1999;119: Fletcher CD, Unni KK, Mertens F, editors. World Health Organisation Classification of Tumours, Pathology and Genetics of Tumours of Soft Tissue and Bone. Lyon: IARC Press; Marcove RC, Sheth DS, Takemoto S, Healey JH. The treatment of aneurysmal bone cyst. Clin Orthop 1995;311: Schreuder HW, Van Beem HB, Veth RP. Venous gas embolism during cryosurgery for bone tumors. J Surg Oncol 1995;60: Popken F, Meschede P, Erberich H, Koy T, Bosse M, Fischer JH, et al. complications after cryosurgery with new miniature cryoprobes in long hollow bones: an animal trial. BMC surgery 2005;5: Keijser LC, Schreuder HW, Boons HW, Keulers BJ, Buma P, Huiskes R, et al. Bone grafting of cryosurgically treated bone defects: experiments in goats. Clin Orthop 2002;396: Schreuder HW, Keijser LC, Veth RP. Gunstige effecten van cryochirurgische behandeling bij benigne en laaggradig maligne bottumoren bij 120 patiënten. Ned Tijdschr Geneeskd 1999; 145: Enneking WF, Dunham W, Gebhart MC. A system for the functional evaluation of reconstructive procedures after surgical treatment of tumors of the musculoskeletal system. Clin Orthop 1993;286: Veth RP, Schreuder HW, Van Beem H, Pruszczynski M, De Rooy JR. Cryosurgery in aggressive benign and low-grade malignant bone tumors. Lancet Oncol 2005;6: Trieb K, Bitzan P, Lang S. Recurrence of curetted and bone grafted giant cell tumours with and without adjuvant phenol therapy. Eur J Surg Oncol 2001;27: Bickels J, Meller I, Shmookler BM, Malawer MM. The role and biology of cryosurgery in the treatment of sacral tumors. Acta Orthop Scand 1999;70: Malawer MM, Dunham W. Cryosurgery and acrylic cementation as surgical adjuncts in the treatment of aggressive (benign) tumors. Analysis of 25 patients below the age of 21. Clin Orthop 1991;262: Ontvangen 13 februari 2006, geaccepteerd 29 maart Correspondentieadres Drs. M. van der Pluijm, assistent Orthopedie Prof. dr. R.P.H. Veth, orthopedisch oncoloog Dr. H.W.B. Schreuder, orthopedisch oncoloog Universitair Medisch Centrum St Radboud Afdeling Orthopedie Postbus HB Nijmegen Tel.: adres: m.vanderpluijm@orthop.umcn.nl Mw. drs. J.W. de Rooy, radioloog Afdeling Radiologie Dr. M. Pruszczynski, patholoog Afdeling Pathologie Correspondentie graag richten aan de eerste auteur. Belangenconflict: geen gemeld. Financiële ondersteuning: geen gemeld. 157 VOL. 3 NR N E D E R L A N D S T I J D S C H R I F T V O O R O N C O L O G I E