La sostituzione di un’articolazione compromessa è un intervento che si rende spesso necessario per risolvere la sintomatologia dolorosa e le limitazioni funzionali invalidanti correlate a problematiche di natura artrosica. 

Oggigiorno sono disponibili diverse tipologie di protesi, con differenti design e realizzate con vari materiali che presentano peculiarità e caratteristiche diverse l’uno dagli altri.

E grazie alla tribologia (termine che deriva dal greco tribos=attrito e logos=studio), ossia la scienza che studia l’attrito, l’usura e le problematiche che possono verificarsi in seguito al movimento relativo tra materiali, è ormai accertato che l’accoppiamento dei materiali con cui sono realizzate le componenti protesiche condiziona sensibilmente la durata degli impianti. Uno scorrimento con basso attrito tra le componenti protesiche, infatti, ne minimizza l’usura massimizzando la durata dell’impianto stesso.

Durata di una protesi: l’importanza dei materiali

Studi recenti hanno evidenziato che la mobilizzazione di una protesi, ossia il suo scollamento dall’osso, è generata da un quadro infiammatorio cronico che si sviluppa a causa della liberazione di particelle di dimensioni microscopiche (particolato) prodotte dall’usura dei materiali conseguente ai movimenti reciproci delle componenti protesiche.  

Per questo motivo è fondamentale che, in fase di pianificazione di un intervento di chirurgia protesica, oltre alla tipologia e al design della protesi venga valutato con attenzione anche l’accoppiamento dei materiali più idoneo al singolo paziente, al fine di assicurare la miglior funzionalità articolare possibile in relazione alle sue necessità e aspettative.

I materiali con cui vengono attualmente realizzate le componenti di un impianto protesico e che possono interfacciarsi tra di loro in diversi modi sono: ceramica, metallo e polietilene. 

Sebbene siano stati condotti numerosi studi relativi al comportamento dei diversi accoppiamenti dei materiali, non esiste un accoppiamento “vincente” rispetto agli altri, ma ciascuno presenta vantaggi e limiti.

Ceramica-ceramica

La ceramica è un materiale resistente all’usura, ma è caratterizzata da una fragilità intrinseca maggiore rispetto agli altri materiali menzionati. L’eventuale rottura degli impianti ceramici in seguito a cadute o infortuni (seppur tale rischio è ridotto in virtù dell’avanzamento tecnologico dei materiali) provoca una microframmentazione della ceramica all’interno dell’articolazione, tale da non permettere il reimpianto di altri materiali se non metallo o ceramica.

Nel caso dell’accoppiamento ceramica-ceramica, peraltro, è possibile riscontrare un problema di rumorosità: alcuni pazienti lamentano infatti la continua percezione di cigolii fastidiosi (i cosiddetti “squeaking”) anche nel caso di una protesi d’anca posizionata correttamente.

Ceramica-polietilene

Un accoppiamento molto utilizzato e affidabile è quello tra ceramica e polietilene. In questo caso la ceramica è accoppiata a un materiale plastico a basso coefficiente di attrito che, grazie alla sua capacità ammortizzante, rende la struttura meno rigida e conferisce elasticità e resistenza agli urti riducendo il rischio di rotture della componente in ceramica.

Va precisato che, grazie al progresso tecnologico, il polietilene utilizzato attualmente è molto diverso da quello usato anni fa, che andava incontro a usure importanti. Oggi infatti viene utilizzato polietilene di ultima generazione, ad alta densità e con struttura reticolata, caratterizzato da un’elevata resistenza all’usura anche grazie all’aggiunta – durante il processo produttivo – di vitamina E, un potente antiossidante naturale che rende il polietilene, e quindi anche gli impianti protesici, più resistenti nel tempo.

Accoppiamento metallo-metallo

L’accoppiamento metallo-metallo, in via teorica il più resistente dal punto di vista meccanico, è allo stato attuale pressoché inutilizzato, in quanto l’usura della componente protesica determina la liberazione di ioni metallici, in particolare gli ioni di cromo-cobalto, che oltre determinati livelli di concentrazione nel sangue possono generare uno stato di tossicità a carico dell’organismo (il cosiddetto fenomeno della metallosi). 

Questa problematica è più evidente nei casi in cui l’accoppiamento metallo-metallo riguarda superfici contrapposte di piccolo diametro; si presenta infatti con maggior frequenza nelle donne, in cui il diametro della testa femorale (più piccolo rispetto agli uomini) genera un grado di usura maggiore e quindi la liberazione una quantità maggiore di particolato. 

Triplo accoppiamento

Un caso particolare è rappresentato dalle protesi a doppia mobilità – un tipo di protesi dell’anca in cui l’inserto tra testa e acetabolo è mobile –  per le quali spesso viene utilizzato un accoppiamento di tre materiali diversi:

• una testina femorale sferica in ceramica (o eventualmente in metallo)
• un inserto in polietilene (che funge da cuscinetto) 
• un metal back (una sorta di supporto dell’elemento acetabolare che lo vincola alle ossa del bacino) in metallo.

 

La mia scelta

Personalmente la mia scelta prevalente ricade sull’accoppiamento ceramica-polietilene. In particolare, utilizzo componenti realizzate in ceramica delta di ultima generazione (che ha un coefficiente di attrito molto basso) e polietilene reticolato ad alta densità addizionato con la vitamina E.

La scelta di questo tipo di accoppiamento offre la garanzia di un impianto resistente e duraturo, con un’elevata capacità ammortizzante.

Indipendentemente dal tipo di accoppiamento dei materiali, tengo comunque a precisare che l’usura degli impianti protesici è correlata anche al posizionamento delle componenti: se le componenti protesiche non sono perfettamente posizionate una rispetto all’altra, si sviluppano infatti fenomeni di usura precoce con mobilizzazione anche qualora vengano utilizzati materiali moderni ed evoluti.

Al fine di ottenere risultati eccellenti in termini non solo di funzionalità, ma anche di usura delle componenti protesiche e di sopravvivenza dell’impianto è quindi fondamentale affidarsi a chirurghi esperti in chirurgia protesica e che operano in strutture sanitarie specializzate.