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Divulgazione

Innovazioni nella chirurgia protesica di ginocchio: la personalizzazione sartoriale

Tecnologia robotica, Patient Specific Instrumentation, realtà aumentata, protesi a medial pivot ad allineamento cinematico, protesi custom made.

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 però è insoddisfatto del risultato chirurgico nella protesizzazione totale di ginocchio, soprattutto nel primo anno successivo all'impianto di protesi.

Diverso avviene negli impianti di protesi di anca, che presentano fin da subito e per molti anni un significativamente alto range di soddisfazione: questo è dovuto alla complessità della struttura dell'articolazione del ginocchio. Ogni ginocchio è diverso dagli altri, anche in maniera significativa, soprattutto per quanto riguarda l'allineamento articolare e lo scarico dei pesi. Per questo motivo il ginocchio, a differenza delle altre articolazioni, richiede un approccio estremamente personalizzato che diminuisca fortemente il rischio di insoddisfazione, con l'obiettivo di un corretto dimensionamento e posizionamento delle componenti impiantate rispetto all'anatomia del singolo paziente.

Le nuove tecnologie a seguire hanno fortemente migliorato le percentuali di soddisfazione da parte dei pazienti dopo un intervento di impianto di una moderna protesi di ginocchio personalizzata: personalmente i 5 sistemi innovativi di cui disponiamo oggi li utilizzo diversamente, in base alle caratteristiche caso-specifiche e paziente-specifiche.

Le protesi personalizzate vanno incontro all'esigenza di rendere ciascun impianto il più possibile adatto alla singola persona, allontanandosi dai classici approcci standard che si utilizzavano un tempo. Personalizzazione e pianificazione sono elementi cardine di queste innovazioni tecnologiche, allo scopo di garantire maggior precisione nel gesto chirurgico, ridurre l'invasività degli interventi, individuare approcci il più possibile personalizzati e accelerare i tempi di recupero del paziente.

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La chirurgia robotica

È a nostra esperienza indicata in maniera particolare in tutte quelle situazioni che rendono la fase di pianificazione estremamente importante, come artrosi severe, degenerazioni articolari estese, condizioni in cui ossa e legamenti presentano danni molto gravi con complessi gradi di instabilità.

L'utilizzo del robot non sostituisce il chirurgo ma lo assiste nel compiere scelte su misura per il paziente e gesti chirurgici sempre più precisi fino ad azzerare l'errore umano. I principali vantaggi della robotica sono:

  • Maggiore personalizzazione dell'impianto
  • Minor rischio di instabilità dell'impianto
  • Corretto bilanciamento legamentoso
  • Ridotta incisione chirurgica
  • Minore invasività e minori perdite ematiche
  • Maggior precisione nel posizionamento delle componenti protesiche
  • Tagli estremamente precisi
  • Tempi di recupero ridotti

L'estrema precisione del robot permette spesso di accorciare i tempi di degenza e di riabilitazione grazie ad un risparmio dei tessuti possibile quando si lavora con una tecnologia così precisa. Il tasso di complicazioni è risultato più basso (0,7% contro 2,4%), e la durata media di degenza è stata minore (1,2 contro 2,2 giorni) secondo i risultati presentati al meeting annuale 2019 dell'AAOS (Accademia Americana dei Chirurghi Ortopedici).

Tra gli svantaggi, il principale è un aumento della durata operatoria, che risulta essere maggiore in media di 15/20 minuti quando ad operare sono chirurghi esperti della tecnica robotica.

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La tecnologia PSI (Patient-Specific Instrumentation)

Si basa su una strumentazione da utilizzare in sala operatoria creata ad hoc per ciascun paziente.

La tecnologia comprende anche la realizzazione di un impianto personalizzato: a partire dallo studio di una TAC pre-operatoria, uno specifico software elabora i dati in modo da creare un modello 3D dell'articolazione del paziente in maniera del tutto corrispondente all'originale. Strumentazione e modello 3D sono utili al chirurgo per preparare l'intervento nella maniera più accurata possibile, in modo che — una volta in sala operatoria — il posizionamento delle componenti protesiche sia il più possibile preciso e aderente a quanto pianificato.

Come per l'approccio robotico, anche la tecnologia PSI garantisce una minor invasività e di conseguenza tempi di recupero inferiori rispetto agli approcci tradizionali.

A nostro avviso un'indicazione specifica all'impiego di questa tecnologia è quando i riferimenti anatomici o le guide intramidollari sono difficili da usare, come nelle deformità extrarticolari femorale o tibiale postraumatica, o in un'anatomia ossea molto alterata o displasica: in questi casi la PSI può aiutare nella pianificazione dei tagli.

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La realtà aumentata in protesi di ginocchio

È una tecnologia che permette al chirurgo, grazie all'utilizzo di speciali visori intelligenti (smart glasses), di sovrapporre contenuti digitali generati dal computer alla sua visione reale.

Attraverso scansioni TAC dell'articolazione viene creato un modello 3D che consente di prevedere quale sarà il posizionamento ideale dell'impianto in base alle caratteristiche anatomiche del paziente: diventa possibile visualizzare una ricostruzione estremamente realistica dell'anatomia del paziente, che ci consente di effettuare tagli ossei molto precisi. I dati visualizzati ci aiutano quindi a eseguire gesti chirurgici molto precisi, sia nella rimozione delle porzioni di osso e cartilagine danneggiate, sia nel posizionamento dell'impianto.

Questa tecnologia, a nostra esperienza, può essere presa in considerazione per eseguire una protesi totale primaria di ginocchio quando si vuole una guida di navigazione senza ricorrere a un sistema robotico ingombrante, per esempio per eseguire con precisione un allineamento personalizzato.

Tuttavia, non è dimostrato che sia necessaria per uno specifico tipo di paziente o che migliori sempre i risultati percepiti dal paziente rispetto alla tecnica convenzionale. In pratica, la decisione di usare la realtà aumentata dipende soprattutto dall'esperienza del chirurgo, dal sistema disponibile nella sala operatoria in cui lavora e dall'obiettivo tecnico.

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Protesi di ginocchio a medial pivot con allineamento cinematico

Nella chirurgia protesica tradizionale il paradigma è stato a lungo quello dell'allineamento meccanico, con l'obiettivo di ottenere un asse dell'arto prossimo alla neutralità. Le strategie moderne di kinematic alignment, restricted kinematic alignment e functional alignment hanno invece cercato di personalizzare maggiormente il posizionamento degli impianti.

L'interesse per il medial pivot nasce parallelamente dalla constatazione che il ginocchio normale non si comporta come una semplice cerniera: durante la flessione esistono movimenti combinati di rotazione, traslazione e variazioni della stabilità tra compartimento mediale e laterale.

Nelle gonartrosi il punto importante è che non tutti i pazienti sono candidati allo stesso tipo di allineamento. Nelle deformità importanti, nelle perdite ossee o in presenza di particolari alterazioni legamentose, un allineamento cinematico «puro» può non essere appropriato; per questo vengono utilizzati approcci personalizzati. Cosa significa:

Protesi medial pivot: il componente femorale e quello tibiale sono progettati per favorire una maggiore stabilità e un «pivot» relativamente stabile nel compartimento mediale, mentre il compartimento laterale consente una maggiore traslazione/rotazione durante la flessione. L'obiettivo è avvicinarsi al movimento fisiologico del ginocchio.

Allineamento cinematico (KA): invece di riportare necessariamente l'arto a un allineamento meccanico neutro uguale per tutti, cerca di ricostruire — entro determinati limiti — l'orientamento anatomico individuale e le linee articolari pre-artrosi del paziente.

La combinazione di allineamento cinematico + medial pivot mira a ottenere contemporaneamente una cinematica più fisiologica e una stabilità articolare più naturale, riducendo la necessità di modificare artificialmente l'anatomia individuale del paziente.

Rappresenta nella nostra esperienza la miglior soluzione per un'alta percentuale di pazienti, in particolar modo giovani, ma non sono esclusi anche pazienti molto anziani se vengono confermate le caratteristiche ideali per questa tecnica.

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Protesi custom made

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). Nelle protesi standard utilizziamo taglie variabili tra le 5 e le 16 possibilità, a seconda del tipo di protesi scelta per eseguire l'intervento. È esattamente come un abito: si sceglie la taglia 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 una calza o un guanto che veste perfettamente, non crea conflitto meccanico nella parte posteriore del ginocchio, consente una maggior flessione ed una cinematica femoro-rotulea migliorata rispetto alle protesi standard.

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.

Nella nostra esperienza il paziente ideale candidato a tale impianto è relativamente giovane, spesso ha subito lesioni dei legamenti o dei menischi, è fortemente 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 ricostruito fedelmente sulle sue dimensioni specifiche, costruito e stampato in 3D in maniera unica al mondo.

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 (anch'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.

  • Miglior adattamento: è una protesi asimmetrica (questa è la grande novità) che si adatta perfettamente all'anatomia individuale e quindi alle meccaniche articolari naturali del paziente;
  • Mobilità e funzionalità migliorate, consentendo un'ampia gamma di movimenti più naturale;
  • Ridotto rischio di complicazioni legate all'impianto, come l'instabilità o l'usura prematura, portando a risultati a lungo termine migliori;
  • Veloce recupero e riabilitazione post-operatoria.

Benefici delle protesi al ginocchio personalizzate

La personalizzazione del programma riabilitativo, basata sulle specifiche esigenze e sui progressi del paziente, e con l'ausilio della AI (intelligenza artificiale), è essenziale per ottimizzare la funzionalità dell'articolazione sostituita.

Il confronto fra protesi al ginocchio personalizzate versus standard: le protesi 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.

Prof. Dr. Stefano Zanasi

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