La nuova frontiera dell'ortopedia

Negli ultimi anni, anche in ortopedia si sta concretizzando l’approccio della personalizzazione delle cure, anche quando si parla della necessità di un impianto di protesi al ginocchio personalizzata. I pazienti nel mondo che si sottopongono all’operazione di protesi totale del ginocchio sono sempre più giovani (il 50% sono sotto i 65 anni).

Un paziente su cinque è insoddisfatto del risultato chirurgico nella protesizzazione totale di ginocchio. Tutto questo richiederebbe un trattamento personalizzato, che diminuisca fortemente il rischio di insoddisfazione, con l’obiettivo di un corretto dimensionamento delle componenti impiantate rispetto all’anatomia del singolo paziente. [1]

Che cos’è una protesi al ginocchio personalizzata?

È fondamentale che il chirurgo, dopo aver analizzato il grado di danneggiamento dell’articolazione, costruisca l’impianto da effettuare personalizzandolo sul paziente e scegliendo il tipo di protesi più indicata al suo caso specifico.

In questo senso la protesi è personalizzata: non tanto perché stampata sulle sue caratteristiche anatomiche, quanto perché direttamente focalizzata a risolvere la problematica specifica del soggetto interessato dalla patologia che causa la degenerazione articolare.

Nelle protesi standard utilizziamo taglie variabili tra le 5 e le 16 possibilità, a seconda del tipo di protesi che si è scelta per eseguire l’intervento. È esattamente come un abito, si sceglie la taglia che è più comoda e congruente, ma nessuna di queste è perfettamente aderente al ginocchio di quel paziente. La tecnologia di stampa 3D attualmente in uso mette a disposizione oltre 170 taglie.

Il paziente otterrà un impianto su misura come se fosse un elegante e preciso vestito di sartoria che veste perfettamente, non crea “overhang” (conflitto meccanico) nella parte posteriore del ginocchio, consente una maggior flessione ed una cinematica femoro-rotulea migliorata rispetto alle protesi standard (Fig. 1). [3]

Protesi di ginocchio
Fig. 1 Protesi di ginocchio Personalizzata che riproduce come un “vestito su misura” le dimensioni del ginocchio del paziente.
Protesi di ginocchio
Fig. 2 Sistema di precisione computer-assistito con sensori wireless che, applicati sul paziente, permettono di eseguire i tagli ossei necessari ad allocare la protesi su misura. (Marcheggiani Muccioli et al, Int. Ortop. 2023 vedi bibliografia)

Benefici delle protesi al ginocchio personalizzate

  • Miglior adattamento: le protesi al ginocchio personalizzate offrono una vestibilità superiore rispetto agli impianti standard, garantendo un adattamento ottimale alle meccaniche articolari naturali del paziente;
  • Mobilità e funzionalità migliorate: riproducendo da vicino l’anatomia del paziente, le protesi personalizzate promuovono una maggiore mobilità e funzionalità, consentendo un’ampia gamma di movimenti più naturale;
  • Ridotto rischio di complicazioni: l’adattamento preciso delle protesi personalizzate riduce il rischio di complicazioni legate all’impianto, come l’instabilità o l’usura prematura, portando a risultati a lungo termine migliori.

Progettazione e realizzazione di protesi al ginocchio su misura

La realizzazione di una protesi al ginocchio su misura inizia con l’accurata raccolta di misure e dati anatomici del paziente, utilizzando tecniche di imaging avanzate quali la tomografia computerizzata (TC) e la risonanza magnetica nucleare (RMN).

Questo approccio permette di ottenere una protesi ASIMMETRICA (questa è la grnade novità) che si adatta perfettamente all’anatomia individuale, migliorando così l’esito funzionale dell’intervento chirurgico.

Il procedimento chirurgico per l'impianto di una protesi su misura

L’installazione della protesi al ginocchio personalizzata avviene attraverso un procedimento chirurgico minuzioso, che sfrutta sistemi di navigazione, pianificazione assistita da computer e guide di taglio su misura (anche esse prodotte con l’ausilio della stampa 3D). Questa tecnologia garantisce un posizionamento e un allineamento precisi della protesi, essenziali per il successo dell’intervento e per la durata dell’impianto.

Recupero e riabilitazione post-operatoria

La fase successiva all’intervento chirurgico è fondamentale per il successo della protesi: un programma di cure post-operatorie mirato, che include il controllo del dolore, la prevenzione delle infezioni e la gestione della ferita, è essenziale per una ripresa ottimale.

Parallelamente, la terapia fisica rappresenta un pilastro della riabilitazione, guidando i pazienti attraverso esercizi specifici per rafforzare la muscolatura, migliorare la mobilità articolare e accelerare il ritorno alle attività quotidiane. La personalizzazione del programma riabilitativo, basata sulle specifiche esigenze e progressi del paziente, è essenziale per ottimizzare la funzionalità dell’articolazione sostituita.

Valutazione comparativa: protesi al ginocchio personalizzate versus standard

Le protesi al ginocchio personalizzate presentano vantaggi significativi rispetto ai modelli standard, tra cui una maggiore congruenza con l’anatomia del paziente, che si traduce in un miglior comfort e in una funzionalità articolare ottimale. Tuttavia, questi impianti richiedono tecnologie avanzate per la loro produzione e possono comportare costi maggiori, oltre a richiedere chirurghi con specifiche competenze per l’impianto.

Innovazioni e prospettive future: la stampa 3D nelle protesi al ginocchio personalizzate

La stampa 3D consente la creazione di protesi al ginocchio personalizzate specifiche del paziente con design intricati, ottimizzati per le anatomie individuali, rivoluzionando così il campo della chirurgia di sostituzione del ginocchio. Il paziente candidabile è relativamente giovane, spesso ha subito lesioni dei legamenti o dei menischi attorno ai 20 anni di età, è motivato a praticare ancora sport dopo l’intervento e non è eccessivamente in sovrappeso.

Verificata la fattibilità clinica e radiografica, il paziente esegue circa 30 giorni prima una TAC 3D sulla quale viene progettata la protesi da stampare.

Successivamente alla sua realizzazione, la protesi verrà sottoposta a test convenzionali e, prima di essere impiantata, otterrà una certificazione CE. Il nostro paziente quindi sarà dotato di un nuovo ginocchio costruito e stampato in 3D in maniera unica al mondo. Si parte dalla ricostruzione TAC tridimensionale del ginocchio del paziente, vengono rilevate le caratteristiche ed i parametri anatomici del suo ginocchio, che è diverso da ogni altro paziente al mondo.

Sulla base di questi dati, viene scelta e disegnata la più corretta geometria; in seguito, viene realizzata la protesi attraverso la stampa 3D, ricostruita fedelmente sulle dimensioni specifiche di quel paziente. [2,3]

Revisione di protesi al ginocchio: il curriculum del Prof. Marcheggiani Muccioli

Il Prof. Giulio Maria Marcheggiani Muccioli si è distinto nel campo dell’ortopedia, iniziando con una laurea con lode in Medicina e Chirurgia, ottenuta presso l’Università di Bologna nel 2006, seguita da una specializzazione con lode in Ortopedia e Traumatologia all’Istituto Ortopedico Rizzoli di Bologna e un Dottorato in Scienze Chirurgiche.

La carriera del Prof. Marcheggiani Muccioli include il ruolo accademico di Professore Associato di Ortopedia presso la Facoltà di Medicina e Chirurgia dell’Università di Bologna, dove ha approfondito tematiche di biomeccanica e patologia dell’arto inferiore e superiore.

Ha ampliato le sue competenze attraverso fellowship internazionali, tra cui esperienze nel Regno Unito, Giappone e Stati Uniti, consolidandosi come Chirurgo Ortopedico con un’ampia esperienza pratica, attestata da oltre 250 interventi all’anno.

Il Prof. Marcheggiani Muccioli, infine, contribuisce significativamente ogni anno alla formazione di nuove generazioni di medici attraverso l’insegnamento universitario in molteplici discipline mediche e chirurgiche.

È uno dei 10 chirurghi italiani che negli ultimi 20 anni sono stati selezionati dalla Knee Society americana per partecipare alla prestigiosa John Insall Fellowship sulla Chirurgia Protesica di Ginocchio.

La sua prolificità in materia si manifesta in oltre 250 pubblicazioni scientifiche e una costante presenza in ambito accademico e congressuale, che dimostra un impegno incessante verso l’innovazione nel trattamento delle patologie del ginocchio e della spalla, e nell’avanzamento delle tecniche chirurgiche mini-invasive e della medicina dello sport.

Bibliografia

1. Personalisation and customisation in total knee arthroplasty: the paradox of custom knee implants. Saffarini M, Hirschmann MT, Bonnin M. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2023 Apr;31(4):1193-1195. doi: 10.1007/s00167-023-07385-0.

2. Functional knee phenotypes: a call for a more personalised and individualised approach to total knee arthroplasty? Hirschmann MT, Behrend H. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2018 Oct;26(10):2873-2874. doi: 10.1007/s00167-018-4973-8.

3. Personalized Hip and Knee Joint Replacement. Rivière C, Vendittoli PA, editors. Personalized Hip and Knee Joint Replacement [Internet]. Cham (CH): Springer; 2020. doi: 10.1007/978-3-030- 24243-5.

4. Intra- and inter-operator reliability assessment of a novel extramedullary accelerometer-based smart cutting guide for total knee arthroplasty: an in vivo study. Marcheggiani Muccioli GM, Alesi D, Russo A, Lo Presti M, Sassoli I, La Verde M, Zaffagnini S. Int Orthop. 2023 Jan;47(1):83-87. doi: 10.1007/s00264-022-05571-2.

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