Protesi d’anca, nuove stampe 3D per favorire l’osteointegrazione

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Le protesi sviluppate: 1 – protesi in titanio sinterizzato, 2 – protesi in titanio poroso stampato in 3D, 3 – protesi rivestita in idrossiapatite, 4 - UHMWPE lining, 5 – testa del femore in CoCrMo, 6 – stelo femorale rivestito in idrossiapatite (credits: © 2022 Bai, Li, Zhao, Wang, Lv, Wang, Gao, Guo and L.)

Via via che l’ingegneria dei materiali e la tecnica della stampa 3D evolvono, il mondo della ricerca sviluppa e testa nuove forme di protesi di anca e ginocchio capaci di integrarsi al meglio all’interno del sistema corpo. Riuscire a incentivare il processo di osteointegrazione è molto importante, perché consentirebbe di ridurre il numero di casi di “allentamento asettico” e delle revisioni necessarie per sistemarli.

D’altronde, quando un paziente viene avviato al percorso chirurgico per sostituire l’articolazione nativa con un impianto è perché la sua artrosi è molto accentuata.
In queste condizioni non è raro che anche il tessuto osseo intorno alle cartilagini sia in parte indebolito, soprattutto a causa di una concomitante osteoporosi.

Una delle soluzioni fin qui sperimentate per aumentare l’osteointegrazione è il rivestimento in idrossiapatite della superficie in titanio che, in virtù della sua porosità, dovrebbe agire da collante tra protesi e tessuti. Tuttavia, il tasso di revisione per “allentamento asettico” non è diminuito.

Uno studio cinese propone un’altra soluzione, testandola su unmodello animale: l’uso di un materiale poroso in titanio caratterizzato da una struttura trabecolare bionica sinterizzata, già valutato come sicuro in un precedente studio in vitro e in vivo dello stesso team.
Ora gli autori intendono confrontarne la capacità di facilitare l’osteointegrazione con quella di un materiale poroso in titanio stampato in 3D e del rivestimento di idrossiapatite. Per ognuno dei materiali si è quindi proceduto a realizzare coppe acetabolari. Nello studio sono stati arruolati 27 animali, ognuno dei quali è stato sottoposto ad artroplastica totale di anca unilaterale con un tipo di coppa acetabolare, seguendo uno schema randomizzato: ogni gruppo era composto di 9 individui.

I soggetti sono stati quindi seguiti nel tempo, a 1 mese, 3 mesi e 6 mesi dall’intervento, con una radiografia che consentisse di vedere lo stato dell’impianto. Inoltre, si è proceduto a valutare anche la distanza reale tra protesi e i tessuti esterni.

Lo studio ha permesso di sottolineare la superiorità del titanio poroso e del nuovo materiale rispetto al rivestimento in idrossiapatite nel favorire l’osteointegrazione.
Inoltre, la coppa acetabolare prodotta con il titanio sinterizzato verrebbe colonizzato prima degli altri dal tessuto osseo dell’ospite, in un processo che tende però a rallentare nel tempo e che, alla fine del periodo di studio, non aveva alcun peso statistico.

Inoltre, anche confrontato con il titanio poroso stampato in 3D, il nuovo materiale sembra offrire prestazioni maggiori, tanto che gli autori, nelle loro conclusioni, lo sostengono come materiale da usare per la produzione di protesi. Mancano studi in uomo, però.

Gli animali utilizzati nello studio erano tutti adulti sani, senza artrosi, patologia che invece accomuna uomini e donne sottoposti a protesi di anca. Gli autori intendono ora valutare come l’aggiunta di ulteriori sostanze al materiale sinterizzato possa migliorare l’osteointegrazione nell’utente finale, oltre che studiare meglio la porosità della superficie delle protesi sviluppate.

(Lo studio: Bai X, Li J, Zhao Z, Wang Q, Lv N, Wang Y, Gao H, Guo Z, Li Z. In vivo evaluation of osseointegration ability of sintered bionic trabecular porous titanium alloy as artificial hip prosthesis. Front Bioeng Biotechnol. 2022 Sep 14;10:928216. doi: 10.3389/fbioe.2022.928216. PMID: 36185453; PMCID: PMC9516407)

Stefania Somaré