Protesi ortopediche Flashcards
PROTESI ORTOPEDICHE
Le endoprotesi ortopediche sono dispositivi impiantabili per ripristinare la competenza articolare di articolazioni danneggiate (degenerazione/trauma).
Esistono endoprotesi per l’arto superiore (spalla, gomito, polso, dita della mano) e per l’arto inferiore (anca, ginocchio, caviglia,
dita del piede).
STEP IMPLEMENTATIVI
- funzionalità fisiologica: bisogna ripristinarla. Occorre caratterizzare il tessuto con cui si ha a che fare, per poi simulare attraverso test il comportamento fisiologico. Con lo studio biomeccanico si possono conoscere i gradi di libertà di ogni articolazione (in termini di assi di rotazione e angoli di rotazione) e anche i carichi ciclici a cui sono sottoposte (per questo possono essere riprodotte tramite estensimetri).
I carichi statici, le forze dinamiche e gli attriti devono essere presi in considerazione nella progettazione di una protesi articolare.
Una volta studiata la funzionalità in condizioni normali, è possibile studiare la disfunzionalità patologica. - non funzionalità patologica: per poter intervenire sul paziente che ha un problema, bisogna valutare quale sia la causa 8trauma, malattia, stile di vita, etc.). E’ a una condizione da valutare anche per prevenire un eventuale problema; esempio osteoporosi: a una fase iniziale si agisce con farmaci per curarla e non con un’operazione.
- design della protesi: e soddisfare la funzionalità fisiologica imitando al meglio il tessuto danneggiato garantendo una certa qualità. Dipende dalla disponibilità tecnologica.
PLACCA PER MANO
presenta fori più piccoli in cui inserire fili di Kirchner che servono per non disperdere le microfratture, mentre fori più grandi in cui inserire le viti.
Serve solamente per poter garantire il ripristino dell’anatomia ossea e non deve invece assicurare grande mobilità.
COLONNA VERTEBRALE
Se la stabilità della colonna vertebrale è compromessa, si utilizzano viti e placche realizzate in leghe di titanio: vengono inserite viti all’interno delle vertebre, dentro la struttura trabecolare.
Svantaggio titanio: non ha vita infinita, quindi bisogna limitare al massimo le lavorazioni precedenti.
Si dà una certa curvatura alla barra (per imitare la scoliosi, ma ovviamente curvatura minore), in modo tale da ristabilire lentamente la rettilineità.
Se il paziente è osteoporotico e quindi ha poca struttura trabecolare, si utilizza cemento.
PROTESI AL GINOCCHIO
viene impiantata quando l’articolazione, che unisce femore e tibia, si danneggia in modo irrimediabile; si mira a ripristinare una certa mobilità articolare.
L’operazione prevede la rimozione delle estremità consumate di tibia e femore e con la loro sostituzione con placche di metallo (curva e piatta) attaccate all’osso con un cemento; in mezzo alle placche si inserisce un elemento spaziatore in materiale polimerico che svolge il ruolo della cartilagine.
PROTESI D’ANCA
Viene eseguito un foro che rappresenta il negativo della protesi all’interno del femore.
Struttura:
- componenti che imitano la parte femorale:
> stelo (stem): metallo;
> testa: metallo o ceramica;
- componenti che imitano la coppa acetabolare:
> liner (cotile): polimero resistente o ceramica;
> scocca (shell): metallo.
La progettazione della protesi d’anca riguarda:
- l’anatomia ossea;
- la funzionalità;
- la biocompatibilità.
10 REGOLE PER DESIGN DI PROTESI D’ANCA
La protesi d’anca ottimale deve:
1. Consentire tutti gradi di libertà fisiologici (con la colonna vertebrale ancora non si è riusciti);
2. Sostenere i carichi fisiologici;
3. Avere un buon comportamento alla fatica;
4. Resistere ai fenomeni di usura (evitare microparticelle in giro per il corpo del paziente);
5. Essere biocompatibile;
6. Garantire la stabilità primaria (protesi ferma subito dopo l’intervento, riguarda design protesi e buona riuscita
dell’operazione) e secondaria (stabilità a lungo termine, riguarda quanto ha risposto bene l’osso alla protesi in termini
di osteointegrazione);
7. Essere facilmente impiantabile (ad oggi è facile, si deve eseguire solo 40mm di taglio);
8. Essere facilmente sostituibile;
9. Non produrre alterazioni dell’apparato muscolo-scheletrico globale (deve avere dimensione );
10. Indurre la corretta formazione ossea, ossia osteointegrazione;
11. Essere economica.
PROTESI NON CEMENTATE
Sono protesi progettate per essere inserite a pressione all’interno delle ossa.
Ha lo scopo di indurre l’osteointegrazione.
Il diretto contatto tra la protesi e l’osso garantisce la trasmissione del carico: questo movimento relativo tra protesi e mosto osseo deve essere minimizzato.
Al fine di fornire l’osteointegrazione bisogna valutare i seguenti dettagli fondamentali:
1. Superficie di contatto: maggiore è la superficie, minore è lo stress osseo;
2. Finitura superficiale: macroporosità dell’ordine di 100um e finitura con uno strato di copertura di idrossiapatite;
3. Rigidità dello stelo: lo stelo deve sostenere il carico senza rompere l’osso;
4. Biocompatibilità: rischio di corrosione.
5. Impianto/espianto chirurgico: legato alla forma della protesi.
PROTESI CEMENTATE
Le protesi cementate sono stabilizzate attraverso uno strato di cemento tra osso e protesi.
Il cemento è una resina acrilica: in genere si usa PMMA con BaSO4 per la radiopacità. Esso riempie lo spazio tra l’osso e la protesi e garantisce la trasmissione del carico: ciò riduce al minimo i micromovimenti della protesi.
Lo stelo è realizzato con gli stessi materiali della protesi non cementata ma la superficie è completamente liscia, in quanto non c’è bisogno di garantire attrito.
Aspetti critici:
- occorre una riduzione del volume dell’osso per inserire il cemento;
- riscaldamento;
- porosità;
- tempo per l’operazione aumenta.
GIUNZIONE ARTICOLARE
trasferisce i carichi e consente i movimenti articolari.
Giunzione naturale: due ossa, ricoperte da cartilagini; tra le cartilagini c’è la sinovia, che riduce attrito.
La giunzione artificiale non è efficiente come quella naturale nel ridurre l’attrito e l’usura (I fenomeni di usura possono mobilizzare la protesi, quindi il controllo di finitura è fondamentale).
Le caratteristiche tribologiche dipendono dai materiali.
BIOCOMPATIBILITA’ DELLE PROTESI ARTICOLARI
Bisogna valutare alla stabilità secondaria, ossia quella a lungo termine, che riguarda l’interfaccia tra protesi e osso.
- stabilità dovuta all’attrito (senza cemento): l’attrito evita il movimento della protesi; tuttavia, questo può diminuire a causa di creep, rilassamento, necrosi ossea e rimodellamento osseo.
- stabilità dovuta a cemento (cementtao): stabilità è garantita dallo strato fibroso tra protesi e cemento e dallo strato fibroso tra cemento e osso. Migliori prestazioni per la trasmissione del carico e l’assorbimento (il
cemento funge da ammortizzatore).
- stabilità dovuta a porosità della protesi (non cementato e cementato): a protesi consente la crescita ossea all’interno della porosità ed è arricchito da materie osteogeniche. La protesi tuttavia comporta una media capacità di assorbimento del carico (l’osso è meno forte vicino alla protesi).
- stabilità dovuta ad adesione (senza cemento): caso di superficie liscia in titanio o con ceramiche bioattive.
Oltre alla competenza meccanica, la stabilità può essere compromessa dalla reazione dei tessuti biologici.
Questa reazione può essere correlata al rimodellamento osseo.
Dopo l’inizio della mobilitazione, il processo è irreversibile e il dolore è associato alla mobilizzazione. (flash card)
USURA
DETRITI: L’attrito e l’usura tra la testa della protesi e l’inserto producono detriti.
Questo processo è normale, ma se i detriti si trovano tra l’articolazione articolare ciò comporterà un’usura di 3 corpi, con
conseguente rapida erosione delle superfici e massiccia produzione aggiuntiva di detriti.
CORROSIONE: riduce la sezione di resistenza, comportando la rottura prematura della protesi. Inoltre, durante la corrosione del metallo, gli ioni vengono rilasciati nel corpo umano con conseguenti effetti pericolosi.
