Chirurgia ortopedica

Quanto durano le protesi ortopediche? Con che materiali sono fatte?

Analizziamo le caratteristiche dei diversi materiali che compongono le protesi

Una delle domande che spesso mi viene fatta durante le visite ambulatoriali è quella legata alla durata della protesi di ginocchio e di anca.

La storia delle protesi per l'anca e il ginocchio

Il primo intervento di Protesi del ginocchio è stato eseguito nel 1968. Da allora, i miglioramenti nei materiali e nelle tecniche chirurgiche hanno notevolmente aumentato la sua efficacia. La Protesi totale di ginocchio è una delle procedure di maggior successo in tutta la medicina. Secondo la Agency for Healthcare Research and Quality, negli Stati Uniti d'America ogni anno vengono effettuati più di 600.000 interventi di Protesi al ginocchio.

In Italia i dati SDO mostrano che, nel periodo 2010-2015, il numero di pazienti dimessi per sostituzione totale di ginocchio è significativamente aumentato passando da 45.793 a 65.119. È prevedibile che nel futuro si riscontri un incremento nel numero di procedure effettuate poiché l'età media della popolazione trattata è in diminuzione, mentre l'aspettativa di vita è in aumento.
Attualmente, oltre il 90% delle moderne protesi totali di ginocchio sta ancora funzionando bene 15 anni dopo l'intervento chirurgico, meglio ancora quelle di anca perché durano anche 20 anni e oltre.

Seguire le istruzioni del vostro Chirurgo ortopedico dopo l'intervento ed avere cura di proteggere la protesi e la vostra salute generale sono importanti metodi per contribuire al successo finale dell'intervento.

C’è da considerare, poi, che tale percentuale è in costante aumento grazie al miglioramento dei materiali usati e all’evoluzione della tecnica di impianto.

D’altro canto, il tasso di complicanze dopo l’impianto di una protesi totale è intorno all’1%. È bene sapere che le malattie croniche possono aumentare il rischio di complicanze. Anche se raro, queste complicazioni possono prolungare e/o limitare il pieno recupero.

I materiali delle protesi d'anca e di ginocchio

Il titanio è un elemento metallico che è ben conosciuto per la sua resistenza alla corrosione (quasi quanto il platino) e per il suo alto rapporto resistenza/peso. È leggero, duro, con una bassa densità. Allo stato puro è abbastanza duttile, lucido, di colore bianco metallico (immagine di una barra di titanio). Ha la proprietà di essere biocompatibile, in quanto lo strato di ossido che forma in superficie fornisce un valido attacco per i tessuti biologici, in particolare quello osseo. Per questo motivo il titanio puro CP4 e la lega a base di titanio Ti6Al4V vengono utilizzati nelle componenti protesiche di anca e ginocchio, per la fabbricazione di clips chirurgiche da sutura permanente ed in odontoiatria per la realizzazione di impianti dentali. Tuttavia, dato l'alto coefficiente di attrito, non viene mai utilizzato come componente di giunzione articolare.

Per le giunzioni articolari viene usato il Polietilene o la Ceramica

Polietilene a peso molecolare elevato: è oggi il materiale più usato per la superficie portante della componente acetabolare. Le componenti consistono in una polvere che viene riscaldata e poi compressa in una forma, o in cilindri o barrette preformate. Il vantaggio principale del polietilene consiste nelle sue caratteristiche tribologiche tali da permettere una specie di lubrificazione delle superfici portanti, che previene l’inceppamento e riduce l’usura. Un altro vantaggio di tutte le componenti acetabolari in polietilene è il basso coefficiente di elasticità (non molto diverso da quello dell’osso corticale) che non modifica lo stress e la tensione sull’osso pelvico.

Il principale svantaggio è la maggiore entità dell’usura che determina due conseguenze dannose, quando il volume delle particelle da usura supera le possibilità di riassorbimento, si verifica un osteolisi attorno alla protesi dovuta alla presenza di enzimi proteolitici con conseguente mobilizzazione biologica asettica della protesi. Da alcuni anni possiamo contare su un polietilene cross-link rivelatosi molto più resistente rispetto al polietilene ad alta densità.

Più recente e di diffuso utilizzo oramai è anche un polietilene con aggiunta di vitamina E (un potente antiossidante) che garantisce una maggior resistenza nel tempo.

Ceramica: esistono due tipi di ceramica: l’allumina ceramica e la zirconia ceramica. Entrambe sono a base di polveri, o di allumina o di zirconia, riscaldate a elevata temperatura. Le principali qualità dell’allumina ceramica sono la sua stabilità e l’elevato grado di ossidazione. Il suo maggiore difetto è la fragilità, che nei primi tempi dava origine a fratture della testa femorale (ma non della componente acetabolare) nel 3-7% dei casi circa. La zirconia ceramica presenta il vantaggio di essere più resistente a urti, compressione e flessione, perché si tratta di una ceramica dispersoide in cui la propagazione delle fessure è più limitata che nell’allumina ceramica. Tuttavia, rispetto a quest’ultima, è un materiale meno stabile.

Un’evoluzione nei materiali inoltre è data dal Trabecular Titanium che è un biomateriale caratterizzato da una struttura cellulare regolare, tridimensionale ed esagonale, che imita la morfologia dell'osso trabecolare.

Oggi le protesi moderne si impiantano anche senza cemento osseo, in quanto i nuovi materiali permettono un attecchimento biologico grazie a porosità dei materiali (minuscoli fori che vengono abitati lentamente da cellule ossee creando quindi un'integrazione biologica).

In definitiva i progressi tecnologici, i miglioramenti delle tecniche e la capacità di recupero dei pazienti, grazie anche al supporto sempre più affidabile del team riabilitativo, permette di disinteressarsi della durata dell’impianto e di concentrarsi sulla qualità di vita che si guadagna negli anni successivi alla sostituzione protesica.