Manuale di Ortopedia e Traumatologia

La moderna protesi totale dell’anca (PTA), introdotta nel 1961 da John Charnley ^1, si è rapidamente diffusa al punto da poter essere definita “l’operazione ortopedica del secolo” ^2. Lo scopo di base della PTA è sostituire l’osso e la cartilagine danneggiati con componenti protesici allo scopo di restituire al paziente una buona funzionalità dell’anca. La testa femorale danneggiata viene sostituita da uno stelo metallico che viene inserito nel canale midollare del femore. Sulla parte superiore dello stelo viene posizionata una testa di metallo o ceramica che si articola con un inserto acetabolare o direttamente con il cotile protesico.

Le indicazioni alla PTA si sono evolute e ampliate nel corso degli anni. Questo intervento era inizialmente destinato a pazienti anziani con bassa richiesta funzionale, ma attualmente viene frequentemente eseguito in molteplici condizioni patologiche dell’anca, anche in soggetti relativamente giovani con elevate richieste funzionali. L’indicazione principale alla PTA rimane la coxartrosi in fase avanzata, primaria o secondaria. Quando le cure non chirurgiche non riescono ad alleviare il dolore e la disabilità legati alla coxartrosi, la PTA rappresenta un trattamento di notevole efficacia dal risultato prevedibile. La coxartrosi secondaria è un’altra indicazione estremamente frequente alla PTA e può essere legata a condizioni di origine dismorfica o traumatica che provocano un’alterazione dell’anatomia articolare e un’anomala trasmissione dei carichi sulla cartilagine articolare e l’osso subcondrale. La coxartrosi può infatti rappresentare la sequela di una displasia o di una lussazione congenita dell’anca o di altre patologie articolari dell’età evolutiva, come l’epifisiolisi (coxa vara) o le forme severe del morbo di Legg-Calvé-Perthes. Può essere secondaria a una malformazione protrusiva dell’acetabolo (coxa profunda o protrusione acetabolare). Può essere legata all’evoluzione di una sindrome da conflitto femoro-acetabolare o manifestarsi come esito di una frattura acetabolare scomposta non ridotta anatomicamente.

Le fratture mediali dell’estremo superiore del collo del femore (transcervicali o sottocapitate), specialmente in soggetti biologicamente giovani con accettabile autonomia, costituiscono un’altra importante indicazione alla PTA. Le artriti infiammatorie, principalmente di natura reumatoide, sono state un’altra indicazione comune alla PTA, anche se la frequenza si è ridotta con l’introduzione dei farmaci antireumatici modificanti la malattia. La necrosi asettica con collasso segmentale della testa del femore è un’ulteriore frequente causa di sostituzione totale dell’anca in soggetti relativamente giovani. Tra le indicazioni meno frequenti alla PTA vi sono i tumori iuxtarticolari dell’articolazione dell’anca e gli esiti di artrite settica.

Metodo di fissazione e design

PTA cementata

La PTA fissata con cemento acrilico (polimetilmetacrilato) rappresenta l’opzione preferibile in pazienti anziani o con osteoporosi, affetti da coxartrosi o che abbiano riportato una frattura di collo femore. L’osteporosi si caratterizza spesso per la presenza di un canale midollare del femore di forma tubolare, ampio e con corticali sottili, di tipo C secondo la classificazione di Dorr ³. Queste caratteristiche morfologiche del femore, unitamente alla ridotta resistenza meccanica dell’osso porotico, sconsigliano in tali casi il ricorso a impianti non cementati. Per la ridotta capacità di osteointegrazione la PTA cementata è inoltre indicata in pazienti sottoposti a radioterapia segmentaria sul bacino o a chemioterapia.

Le PTA cementate sono quasi sempre costituite da uno stelo in cobalto-cromo o acciaio inossidabile e da una componente acetabolare in polietilene. Gli steli femorali cementati possono essere classificati, in base alla loro morfologia e al conseguente comportamento meccanico, in steli lucidati sottili o spessi, steli autobloccanti e steli anatomici ⁴. Nell’ultimo decennio sono stati anche introdotti steli corti a fissazione cementata. L’introduzione del polietilene ad altissimo peso molecolare a elevata reticolazione, con o senza l’aggiunta di vitamina E, ha conferito ai componenti acetabolari cementati un’elevata resistenza all’usura, allungandone la sopravvivenza. Un altro miglioramento rispetto agli impianti pionieristici di Charnley è stato il miglioramento delle tecniche di cementazione, attualmente caratterizzate dall’uso di sistemi di miscelazione sotto vuoto delle fasi liquida e solida del cemento, che viene inserito per via retrograda tramite appositi iniettori nel canale femorale ostruito da un otturatore, allo scopo di aumentarne la pressione e quindi la penetrazione nelle trabecole ossee.

I dati dei registri nazionali di numerosi paesi hanno mostrato una sopravvivenza a lungo termine degli impianti cementati non inferiore rispetto a quelli non cementati, con un tasso di revisione inferiore degli steli cementati rispetto a quelli non cementati, soprattutto nei pazienti di sesso femminile di età superiore ai 75 anni. Una complicazione rara dell’utilizzo di una PTA cementata è rappresentata dalla sindrome da impianto di cemento osseo (BCIS), grave complicanza intraoperatoria con caratteristiche cliniche variabili fino all’arresto cardiaco.

PTA non cementata

La PTA non cementata utilizza componenti protesici concepiti per la fissazione diretta dell’osso, grazie a un’immediata stabilità primaria che favorisce la successiva crescita ossea sull’impianto (osteointegrazione) alla quale è legata la definitiva stabilizzazione. Per la PTA non cementata vengono utilizzati materiali costruttivi, come leghe di titanio o altri materiali a struttura trabecolare, che hanno caratteristiche meccaniche, come il basso modulo di elasticità, che si avvicinano a quelle dell’osso corticale. La componente femorale presenta solitamente una superficie caratterizzata da avvallamenti o creste sagomate e può essere rivestita da materiali osteoconduttivi, come l’idrossiapatite, allo scopo di aumentare la porosità dell’interfaccia osso-impianto. In base al design, gli steli femorali non cementati possono essere distinti in 6 macrocategorie: 1) A singolo cuneo; 2) A cuneo biplanare con riempimento metafisario; 3) Fusiformi (Conici, cilindrici, rettangolari); 4) Cilindrici; 5) Modulari e 6) Anatomici (asimmetrici) ⁵. Lo stelo viene inserito a pressione nel canale midollare del femore, appositamente preparato con raspe. La componente acetabolare è normalmente costituita da una parte esterna emisferica in metallo (metal back), la cui superficie convessa è a contatto con l’osso e la cui cavità contiene un inserto articolare in ceramica o polietilene che si articolerà con la testa posizionata sullo stelo femorale attraverso un giunto conico (cono morse). Al fine di garantire l’osteointegrazione del metal back acetabolare, viene spesso utilizzata una finitura superficiale del materiale che gli conferisce una struttura trabecolare a porosità tridimensionale in grado di implementare la crescita dell’osso spongioso. Il cotile protesico viene normalmente inserito a pressione nella cavità ossea appositamente preparata e solo in casi di notevole distorsione dell’anatomia locale è necessario utilizzare viti supplementari di fissazione del metal back.

Allo scopo di salvaguardare il patrimonio osseo per future possibile revisioni e ridurre il dolore post-operatorio di coscia legato all’utilizzo di steli standard a presa diafisaria sono stati introdotti steli femorali corti a ridotta invasività che vengono impiantati utilizzando una resezione standard o, in alcuni casi, una resezione alta che conserva il collo femorale ^{6, 7}. Gli steli corti possono essere anche divisi, sulla base del livello di resezione e del design, in steli curvi calcar-guided e steli quadrangolari ⁸.

L’utilizzo di una PTA non cementata è attualmente da considerarsi l’opzione preferibile in soggetti biologicamente giovani (età ≤ 70 anni), con buona qualità ossea e morfologia femorale adeguata, del tipo A e B secondo la classificazione di Dorr ³.

PTA ibrida

Secondo alcuni studi di registro, i componenti acetabolari non cementati tendono a durare più a lungo dei loro equivalenti cementati. Di conseguenza, sono stati proposte PTA a fissazione ibrida, nelle quali vengono impiantati un componente femorale cementato e uno acetabolare non cementato. L’utilizzo di un impianto ibrido sembra essere un’opzione valida soprattutto nei soggetti di sesso femminile di età inferiore a 65 anni ⁹.

Cotili a Doppia Mobilità

L’instabilità e la lussazione rappresentano complicazioni frequenti della PTA primaria e sono spesso motivo di riammissione ospedaliera e talvolta di chirurgia di revisione. Per limitare il problema dell’instabilità, mantenendo al contempo bassi livelli di attrito, è stato proposto l’utilizzo di PTA con un’articolazione a doppia mobilità ¹⁰. Si tratta di componenti acetabolari composti da due articolazioni mobili che vengono attivate sequenzialmente durante i movimenti dell’anca: 1) una grande articolazione tra la cupola metallica, fissata all’osso con o senza cemento, e una cupola in polietilene; e 2) una piccola articolazione tra la testa femorale (in metallo o ceramica) fissata allo stelo femorale e la cupola in polietilene. Il cotile a doppia mobilità può rappresentare una soluzione in soggetti ad alto rischio di instabilità postoperatoria, come i pazienti anziani con problemi cognitivi o con frattura di femore, i pazienti con patologie neuromuscolari o elevati livelli di comorbidita’ o i pazienti con associata patologia del rachide lombare che può alterare la dinamica spino-pelvica (esiti di artrodesi o decompensazione sagittale segmentaria).

I materiali adoperati per la realizzazione dei componenti articolari femorali e acetabolari sono il polietilene, la ceramica (composito di allumina) e il metallo (leghe di cromo-cobalto). L’usura e l’osteolisi, che rappresentavano importanti cause di fallimento delle prime PTA, si verificavano principalmente con gli accoppiamenti convenzionali tra componenti acetabolari in polietilene di prima generazione e teste in metallo o ceramica. Lo sviluppo di nuovi polietileni altamente reticolati ha consentito di incrementare la resistenza all’usura del polietilene tradizionale. Il polietilene a elevata reticolazione viene prodotto attraverso l’irradiazione gamma o con fasci di elettroni, in assenza di aria. Il processo di reticolazione, pur aumentando le proprietà antiusura del polietilene, diminuisce quelle meccaniche, rendendo i componenti a maggior rischio di rottura nel tempo. Per tale motivo, sono stati introdotti sul mercato inserti acetabolari con l’aggiunta di antiossidanti come la vitamina E, che dovrebbero garantire maggior durata agli impianti. L’accoppiamento tra testa in ceramica e cotile in polietilene ha dimostrato, in numerosissimi studi di registro, notevole longevità e resta l’opzione preferibile per la maggior parte delle PTA, sia cementate che non cementate.

Il materiale ceramico più utilizzato per la PTA è un composito di allumina. L’accoppiamento ceramica/ceramica è associato a un tasso di usura molto basso e a elevata bio-tollerabilità, ma comporta il rischio di rottura e rumore dell’impianto dopo l’intervento.

L’accoppiamento metallo-metallo nella PTA è oggi quasi del tutto abbandonato a causa dell’alto tasso di fallimento, delle reazioni tessutali avverse ai detriti metallici e dell’elevazione postoperatoria, talvolta prolungata, dei livelli sierici di ioni cromo e cobalto.

Pochissimi studi con follow-up a lungo termine hanno confrontato direttamente i vari accoppiamenti disponibili per la PTA. Gli studi controllati randomizzati mostrano una sopravvivenza simile a breve e medio termine tra accoppiamenti ceramica-polietilene e ceramica-ceramica. Quest’ultima opzione sembra poter essere prescelta in soggetti che si sottopongono all’intervento di PTA prima dei 60 anni con alte richieste funzionali.

La PTA primaria rappresenta una procedura in grado di determinare un drastico miglioramento della qualità della vita e della funzionalità articolare dell’anca, ma può essere causa, seppure raramente, di complicazioni postoperatorie. Le complicazioni possono verificarsi durante l’intervento (intraoperatorie), nel periodo post-operatorio (precoci) o mesi o anni dopo l’intervento (a distanza).

Complicazioni intraoperatorie:

• fratture;

• lesioni vascolo-nervose.

Complicazioni precoci (periodo successivo all’intervento):

• lussazione;

• infezioni superficiale o profonda;

• tromboembolia venosa ed embolia polmonare.

Complicazioni generali: anemia, infezioni urinarie, polmoniti, aritmie cardiache, infarto miocardico acuto, ictus cerebrale. Comorbidità severe preesistenti, specie se multiple, possono aumentarne il rischio.

Complicazioni a distanza (tardive):

• usura delle superfici articolari con liberazione di particelle nei tessuti circostanti alla protesi;

• le conseguenze della liberazione di particelle metalliche (articolazioni metallo-metallo) o di polietilene (articolazioni con polietilene di prima generazione) possono determinare reazioni tissutali avverse (metallosi, formazione di granulomi o pseudotumori), osteolisi periprotesica e mobilizzazione asettica dei componenti protesici;

• ossificazioni eterotopiche periarticolari;

• rigidità articolare dell’anca;

• persistenza del dolore nella sede dell’intervento

• dismetria dell’arto operato;

• rumorosità (es. cigolio) della PTA, più frequente nelle articolazioni ceramica-ceramica;

• rotture delle componenti protesiche: stelo, cotile, inserto e testa protesica.

Nonostante i miglioramenti tecnologici introdotti nel tempo l’obiettivo finale, la durata nel tempo di una PTA non è infinita. I dati aggregati desunti dai registri nazionali delle protesi hanno mostrato una sopravvivenza media degli impianti dell’89.4% a 15 anni, del 70.2% a 20 anni e del 57.9% a 25 anni ¹¹. Nonostante ciò, attualmente la PTA rappresenta una procedura che determina un drammatico e prolungato miglioramento della funzionalità articolare, dell’autonomia personale e della qualità della vita dei pazienti, con un favorevole rapporto costo-benefici.