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Protesi mammarieg.vozzi@centropiaggio.unipi.it

Problemasocio- ‐economicoIn Europa il 20 % della popolazione è affetta daproblemi alla colonna vertebraleü Negli Stati Uniti il 70 % della popolazione almeno unavolta nella vita soffre di dolore alla schienaü

ertebrale32-34 vertebreTratti della colonna vertebraleCervicale à 7 vertebre - lordosiToracico à 12 vertebre - cifosiLombare à 5 vertebre - lordosiSacrale à 5 vertebrePelvicocifosiCoccige à 3-5 vertebre

AnatomiadellacolonnavertebraleLa presenza delle curvepermette alla colonna vertebraledi sostenere un carico che ènove volte maggiore di quelloche potrebbe sostenere se fosseuna semplice colonna rettilineaCurve secondarieCurve primarie

Levertebreü Sono ossa corte à lunghezza larghezza spessore§ Corpo di forma cilindrica§ Lamine : si saldanoposteriormenteformando l’arco§ Radici : uniscono il corpo allelamine

§ § § CorpoLamineRadiciLevertebreForo vertebraleCanale vertebrale§ Processo spinosoProcessi trasversi: originano tra le radici el’arco e si portano lateralmente§ Processi articolari superiori: originano tra leradici e l’arco e si portano verso l’alto perarticolarsi con i processi articolari inferiori§ Processi articolari inferiori: originano tra le radici el’arco e si portano verso il basso per articolarsi con iprocessi articolari superiori§

LevertebrecervicaliVolume inferiore rispetto alle altre vertebre della colonnavertebraleü § Corpo ha forma quadrangolare, sullasuperficie superiore sono presenti dellecreste (uncini) e sulla superficie inferioredelle depressioni§ Sui processi trasversi sono presenti i foritrasversari per il passaggio dell’arteria evena vertebrale§ Il processo spinoso è bifido§ Il foro vertebrale è triangolare§ Le vertebre cervicali più importanti sono la prima (atlante), laseconda (epistrofeo) e la settima, le quali presentano caratteristicheproprie

LevertebretoracicheAumentano di volume procedendo dall’alto verso il bassocon caratteristiche intermedie tra le vertebre cervicali elombariü § Corpo ha forma cilindrica e presenta ailati le faccette articolari per l’articolazionecon le costole§ I processi trasversi presentano sullasuperficie le faccette articolari per le coste§ Il processo spinoso è molto sviluppatodiretto indietro e verso il basso§ Il foro vertebrale è ovale e più piccolorispetto alle altre vertebre della colonna

Levertebrelombariü Vertebre più grandi della colonna vertebrale§ Assenza dei fori nei processi trasversi edelle faccette costali§ Corpo è più massiccio delle altrevertebre§ Il processo spinoso è spesso, largo, aforma di quadrilatero ed è diretto indietro eorizzontalmente§ Le radici sono voluminose§ Le lamine sono voluminose, larghe e corte§ I processi trasversi sono lunghi, snelli e orizzontali§ Il foro vertebrale è triangolare§ La vertebra lombare più importante è la quinta la quale presentacaratteristiche proprie

Levertebresacraliü La fusione delle vertebre sacrali forma l’osso sacro§ La base presenta davanti lasuperficie articolare per la quintavertebra lombare e dietro il canalevertebrale.§ Sulla superficie presenta i fori sacraliper il passaggio dei nervi spinali§ L’apice articola con il coccigeØ ü Il coccigeFusione di tre – cinque vertebre rudimentali

Lear7colazioniVertebre adiacenti sono connesse da tre tipi diarticolazioneü 1. Giunti sinoviali : connettono la faccetta articolare superiore diuna vertebra con la faccetta articolare inferiore della vertebraadiacente – rinforzati da legamenti2. Articolazione tra le lamine3. Dischi intervertebrali : connettono i corpi di vertebreadiacenti – rinforzati dal legamento longitudinale anteriore fortee robusto in ogni parte della colonna e il legamento longitudinaleposteriore che diventa sottile e stretto nella regione lombare

Il disco intervertebraleCorpo centrale di materialegelatinoso : nucleo polposoü Anelli fibrosi interni ed esterniche formano l’anulus fibrosoü Il disco intervertebrale èformato da:ü § Acqua : 80 – 90 %§ Macromolecole con funzionestrutturale : collagene e proteoglicaniIl disco intervertebrale rappresenta il 25 % dellalunghezza della colonnaü

MeccanicadeldiscointervertebraleLe attività della vita quotidiana sottopongono la spina acarichi assiali di compressione, flessione/estensione, torsione,piegamento lateraleü Il disco permette ladistribuzione del carico assialeü § Quando il nucleo è pressurizzatosi crea una pressione idrostaticache agisce sulle fibre dell’anulusil quale ha il compito di contenereil nucleo; quindi i carichi assialiagenti sulla spina sono distribuititra le fibre dell’anulus

MeccanicadeldiscointervertebraleTipica curva sforzo – deformazione in presenza di caricoassialeü § Andamento a sigmoide : flessibilità ebassa resistenza ai bassi carichi erigidezza a carichi maggiori

MeccanicadeldiscointervertebraleLa rigidezza del disco aumenta all’aumentare delladeformazioneü § I dati in letteratura riportano un valoredi rigidezza variabile da 700 a 3200 N/mm à la variabilità dipende dalcampione in esame

Meccanicadeldiscointervertebraleü Comportamento viscoelasticoCome tutti i tessuti molli dell’organismo, ildisco presenta caratteristiche viscoelasticheche possono essere determinate tramite laprova di creep (carico costante, variazione delladeformazione nel tempo), di rilassamento(deformazione costante, variazione del cariconel tempo) e di carico - scarico§

Funzionideldiscointervertebraleü Spaziatore : l’altezza del disco mantiene la distanza tra vertebreadiacenti à ciascun segmento mantiene il proprio range di movimentoà le radici nervose uscenti dal canale vertebrale non vengonocompresseü Ammortizzatore : la colonna può comprimersi e rimbalzarequando viene caricata assialmenteü Unione dei movimenti : l’elasticità del disco permette diaccoppiare i movimenti à allo stesso tempo la colonna può ruotare,flettere, curvare

PatologiedellacolonnavertebraleL’alterazione delle catene glicoproteiche in grado difissare l’acqua determina una disidratazione del nucleocon conseguente aumento della concentrazione dicollagene e diminuzione del volume e dell’altezza deldisco§ Degenerazione del disco : disidratazione eü lacerazione delle fibre dell’anulus§ Ernia al disco : rottura delle fibre dell’anulus confuoriuscita del nucleo à l’ernia al disco si manifestamaggiormente a livello lombare (90% dei casi), poco alivello cervicale (10% dei casi) e raramente a livellotoracico (meno dell’1% dei casi)

TerapieØ Terapia conservativa e chirurgicaü La prima terapia seguita è di tipo conservativoNei casi più gravi viene adottata una tecnica di tipochirurgicoü § Artrodesi : fusione del disco intervertebrale travertebre adiacenti§ Artroplastica : ricostruzione osteo – articolareattraverso l’utilizzo di protesi discali

TecnichechirurgicheØ ArtrodesiLa fusione vertebrale rappresenta la tecnica chirurgicamaggiormente utilizzataü Eliminare il movimento a livello del segmento danneggiatoUtilizzo di un impianto osseo che deve funzionareda ponte di connessione tra le vertebre à crestailiaca

TecnichechirurgicheØ ArtrodesiLa fusione vertebrale presenta alcuni problemi moltoimportanti§ Persistenza del dolore a seguito dell’interventochirurgico§ Mancanza di una fusione vertebrale§ Danneggiamento di un nervo in fase chirurgica§ Mobilizzazione dell’innesto§ Ipermobilità dei segmenti adiacenti l’impianto :ü questo è il problema più importante à è un meccanismodi tipo compensatorio che può portare alla degenerazionedei segmenti stessi

TecnichechirurgicheØ ArtroplasticaLa sostituzione funzionale del disco presenta alcuniteorici vantaggi rispetto all’artrodesiü Mantenimento del range di movimento§ Annullamento della degenerazione deisegmenti adiacenti§ Mantenimento dell’altezza del disco edell’allineamento spinale§ Mantenimento delle caratteristichebiomeccaniche della colonna vertebrale§ Tempi di recupero inferiori§

TecnichechirurgicheØ ArtroplasticaMalgrado le ottime aspettative delle protesi discali, lafusione vertebrale rimane la tecnica maggiormenteutilizzata nella cura delle patologie della colonnavertebraleü In altri ambiti ortopedici la sostituzione funzionale èdiventata di fondamentale importanza (anca – ginocchio)ü L’artroplastica spinale è in ritardo sia temporalmenteche tecnologicamenteü

LeprotesidiscaliLe protesi discali devono permettere lo svolgimentodelle attività di vita quotidianaü Biomeccanica del giuntoRange di movimentoCarico agente sulla spina

Leprotesidiscaliü Range di movimentoFlesso-estensionePiegamento laterale Rotazione assialeDa C3-C4 a C6-C7 10 11 7 Da L3-L4 a L5-S1 8.5 8.3 2.5 ü Carichi compressiviRegione cervicale : 70-150 N§ Regione lombare : un ordine di grandezza maggiore§ Variazione del centro di rotazione

Leprotesidiscali:materialiCaratteristiche meccaniche à resistenza, modulo diYoungü Caratteristiche chimiche à resistenza alla corrosione,allo sfregamento, all’usura e biocompatibilitàü Ø Materiali utilizzati nella realizzazione delle protesi discaliMetalliPolimeri§ Leghe di Cobalto§ PolietileneTitanio e leghe di Ti§ Acciaio inossidabile§ § Poliuretano

Leprotesidiscali:materialiØ Accoppiamenti articolariBisogna minimizzare l’attrito per diminuire l’usuraü L’usura conduce a :ü § modificazione geometrica dell’impiantovariazione della cinematica del giunto§ formazione di detriti à allentamento dell’impianto e migrazionedella protesi à FALLIMENTO§

Ø Leprotesidiscali:materialiØ Accoppiamenti articolariü Metallo - Polimero§ il polimero è soggetto ad usuraü Metallo - Metallo§ volume di frammenti minore ma le particelle sono maggiori innumero, più piccole e composte da ioni metalliciRivestimento superficiale§ Per la vicinanza del canale spinale non si usa il cemento a basedi polimetilmetacrilato§ Induzione dell’osteointegrazione: § idrossiapatite§ titanio rugoso§ lega cromo – cobalto poroso§ fattori di crescita

Leprotesidiscali:classificazioneØ Due categorieü Protesi per la sostituzione del nucleov Nucleo danneggiato e fibre dell’anulus intatte§ caratteristiche viscoelastichecapacità di far uscire ed entrare l’acqua§ restaurare l’altezza del disco§ ü Protesi per la sostituzione completa del discov Disco danneggiato à rimozione del disco (discectomia)§ riproduzione completa delle caratteristiche delgiuntoCervicali - Lombari

ProtesidelnucleoØ Prosthetic Disc Nucleusv Parte internaIdrogel di poliacrilonitrile – poliacrilammideSono presenti dei markers in titanio-iridioche permettono l’identificazioneradiografica del dispositivov Parte esterna Rivestimento di polietileneØ Durante la produzione il cuore di idrogel è compresso e disidratatoin modo tale da utilizzare tecniche chirurgiche mininvasiveØ Dopo l’impianto il gel assorbe i fluidi e si espande (4-5 giorni)Ø Validazione clinica

ProtesidelnucleoØ The NewcleusSpirale in poliuretano carbonatoØ La spirale viene inserita dopo asportazionedel nucleo all’interno della cavità circondatadalle fibre dell’anulusØ Aquarelle Hydrogel NucleusRealizzata in Polivinilalcol

Protesicompletedeldisco:lombariØ ProDisc IIv Piatti metalliciLega di Co-Cr ; sono rivestiti di uno strato di Ti;Presentano sulla superficie due alette verticaliper l’ancoraggio al corpo vertebrale.v Parte internaPolietilene ad altissimo peso molecolareØ Il dispositivo replica il range di movimento in flessione,estensione, rotazione assiale, piegamento lateraleØ Può essere adattato ai requisiti anatomici del pazienteØ I piatti sono inseriti in forma collassata (MIS) e dopovengono aperti per l’inserimento della parte internaØ Validazione clinica FDA