quale è materiale protesi anca titanio

Qual è il materiale delle protesi di anca e ginocchio?

Una delle domande più frequenti da parte dei pazienti riguarda il materiale con cui sono realizzate le protesi articolari all’anca e al ginocchio. Ecco le risposte…

 

“Qual è il materiale della protesi?”. Questa è una domanda che mi viene rivolta di frequente da parte dei pazienti che devono sottoporsi a questo intervento.

Prima di scoprire qual è il materiale (o meglio quali sono i materiali) delle protesi, è bene prima capire quali sono le componenti che formano una protesi.

➡️ Leggi il mio articolo sulle protesi di anca

➡️ Qui invece sulle protesi di ginocchio

Chiarito, a grandi linee, come è fatta una protesi di anca o di ginocchio, veniamo ora al dunque…

Quale materiale per la protesi di anca

Il materiale più usato è il Titanio forgiato, utilizzato sia per la coppa acetabolare che per lo stelo. Vengono impiegate soprattutto leghe di titanio niobio e leghe con alluminio-vanadio. Il titanio è scelto per le sue caratteristiche di resistenza, leggerezza elasticità e soprattutto per la sua elevata biocompatibilità.

In molti casi, le componenti della protesi d’anca sono rivestite in idrossiapatite (il “materiale” di cui è fatto l’osso) per incrementare il potenziale di integrazione protesi-osso. In altri casi i cotili sono rivestiti di Tantalio, uno speciale materiale che grazie alla sua microstruttura agevola nuovamente l’integrazione con l’osso.

Quale materiale per la protesi di ginocchio

Ad oggi, il materiale più utilizzato per la protesi di ginocchio è la lega di cromo-cobalto (CrCo). Si tratta di un tipo di acciaio che permette di realizzare le componenti metalliche della protesi con dei processi di microfusione (il metallo incandescente viene quindi colato nell’apposito stampo).

A differenza del titanio, questo materiale contiene una certa percentuale di Nichel, motivo per cui è necessario un trattamento per renderlo anallergico. Una possibile soluzione è quella di rivestire la componente di CrCo con un sottilissimo strato di Titanio, anche se gli esperti di ingegneria biomedica di stanno adoperando costantemente per sviluppare delle protesi di ginocchio sempre più biocompatibili e anallergiche per ridurre ormai a 0 il tasso di intolleranza al materiale della protesi.

Quelli appena elencati sono i materiali più utilizzati nel caso di protesi di anca e ginocchio, soprattutto nella nostra realtà italiana dove si sta riducendo sempre più il ricorso alle protesi cementate, come vedremo più avanti. 

Quindi per queste protesi non cementate i materiali sopra decritti rappresentano l’interfaccia tra protesi e osso, che è l’interfaccia che deve restare ben salda e non solo deve “incastrarsi” nell’osso (cioè impianto press-fit) ma deve anzi far sì che l’osso gli cresca intorno e “faccia sua” la protesi. Questo processo si chiama osteointegrazione ed è fondamentale per il successo dell’operazione 

Ma le protesi devono ricostruire una articolazione, e quindi c’è una parte della protesi che presenta uno snodo per permettere i movimenti. 

E qui entra in gioco la tribologia…

La tribologia 

Parola sicuramente poco conosciuta che sta a indicare la scienza che “studia l’attrito, la lubrificazione e l’usura dei materiali nel moto relativo tra superfici interagenti sottoposte a carico”. È infatti fondamentale che lo scorrimento tra le componenti protesiche avvenga con il minor attrito possibile per ridurre al minimo l’usura e massimizzare così la durata della protesi. 

Le moderne protesi sviluppate tra gli anni ’80 e ’90 presentano nei vari studi scientifici una sopravvivenza di circa 20 anni. Le protesi modernissime che impiantiamo oggi ci aspettiamo quindi che dureranno oltre i 20 anni di media. E questo è, in buona parte, merito delle innovazioni della tribologia. 

Adesso parliamo quindi di accoppiamento di materiali nello snodo protesico.

Accoppiamenti di materiali nella protesi d’anca

Ad oggi gli accoppiamenti più utilizzati sono:

  • ceramica-ceramica (testina in ceramica, inserto interno al cotile in ceramica): bassissimo coefficiente di attrito, soprattutto con le moderne ceramiche delta. Indicata nei pazienti giovani per l’usura pressoché pari a zero.
  • ceramica-polietilene (testina in ceramica, inserto interno al cotile in polietilene): basso coefficiente di attrito, buona elasticità e resistenza agli urti. Più indicata in pazienti dai 70 anni in su.
  • Metallo-polietilene (testina in metallo, inserto interno al cotile in polietilene).

Tutti questi accoppiamenti danno degli ottimi risultati. 

L’unico accoppiamento invece sconsigliato dalle società scientifiche è quello metallo-metallo, poiché può causare fenomeni di metallosi (una sorta di avvelenamento delle cellule della zona causato dalla liberazione di ioni cobalto che può causare tumefazioni locali e riassorbimento dell’osso vicino alla protesi con conseguente fallimento dell’impianto). Questo è il motivo per cui non impianto le tanto discusse protesi di rivestimento, nelle quali l’unico accoppiamento possibile è quello metallo-metallo.

Accoppiamenti di materiali nella protesi di ginocchio

Nella protesi di ginocchio non ci sono le ampie possibilità di scelta che ci sono per l’anca. Ci sono due componenti metalliche (quella femorale e quella tibiale) che si affrontano per mezzo di uno speciale cuscinetto interposto: l’inserto spaziatore in polietilene.

Una plastica speciale

Il polietilene usato oggi nelle protesi non è però una normale plastica, come volgarmente potrebbe essere chiamato. È un polimero speciale che presenta un bassissimo coefficiente di attrito e che, negli ultimi anni, è stato addizionato con la Vitamina E. 

Si chiama polietilene cross-linkato alla Vit.E. 

La vitamina E è un potente antiossidante che permette di ridurre lo stress ossidativo delle cellule in risposta alla seppur minima formazione di microdetriti causata dallo scorrimento tra le componenti. 

E le protesi cementate a cui accennavo prima?

L’utilizzo di protesi cementate, soprattutto a livello dell’anca, è in costante calo soprattutto in paesi con un’ortopedia molto avanzata come l’Italia o la Francia. Sono ormai indicate soltanto in pazienti grandi anziani con una bassa qualità ossea: questo perché la cementazione è un processo che, seppure efficace, rende ben più complessa una eventuale operazione di revisione della protesi ed è meno biocompatibile sul lungo termine.

Diverso il discorso per la protesica di ginocchio, dove tuttora circa il 60% delle protesi sono da cementare. Ma tranquilli, non siamo muratori: anche qui, come per la plastica poco sopra menzionata, si tratta di un “cemento speciale”!