Issue 22

D. Cerniglia et alii, Frattura ed Integrità Strutturale, 22 (2012) 56-68 ; DOI: 10.3221/IGF-ESIS.22.07 59 L’inserto è in polietilene ad elevatissimo peso molecolare (UHMWPE), materiale biocompatibile che da oltre trent’anni viene utilizzato nella fabbricazione di impianti protesici, grazie alle sue caratteristiche vantaggiose: basso coefficiente d’attrito, elevata resistenza all’usura (massima tra i polimeri), elevata resistenza all’urto ed elevata stabilità chimica. Come tutti i materiali viscoelastici, l'UHMWPE è soggetto a deformazione per scorrimento viscoso se sottoposto a carico costante. Dal punto di vista meccanico l’UHMWPE presenta le caratteristiche tipiche di molti polimeri: basso sforzo di rottura (35 MPa), basso limite di snervamento (21 MPa), elevato allungamento a rottura (350 %), modulo elastico pari a 0.8-1.5 GPa. I principali fattori di degradazione sono la sensibilità all'ossidazione, che conduce a una diminuzione del peso molecolare, e allo stress cracking (creazione all'interno di microvuoti); la combinazione di questi due processi riduce, inoltre, la resistenza a fatica, creando la possibilità di frattura fragile. Nel caso delle protesi d'anca e di ginocchio si verificano fenomeni di usura dell'UHMWPE, con una velocità di 0.1 – 0.6 mm/anno. Studi istologici di tessuti periprotesici mostrano la presenza di detriti e di particelle di polietilene rilasciati da fenomeni di usura [14]. Le dimensioni di queste particelle sono ampiamente variabili e possono provocare una reazione infiammatoria che, nei casi limite, può essere responsabile della necrosi dell'osso. La minimizzazione dell'usura è una specifica di progetto assolutamente necessaria per il buon funzionamento dell'impianto protesico. Il piatto tibiale fisso è realizzato in Ti 6Al 4V cementato mediante uno speciale rivestimento, che ne aumenta la rigidezza dell’impianto e ne migliora la stabilità in modo da ridurre l’usura nella zona di carico. E’ una lega molto vantaggiosa per gli impianti protesici grazie al suo basso modulo elastico, alla buona resistenza a trazione e compressione, alla buona resistenza a fatica e all’ottima biocompatibilità. L’ancoraggio al tessuto osseo viene eseguito mediante viti e un opportuno fittone, che ne garantisce una corretta inserzione nello stelo tibiale, evitando fenomeni di mobilizzazione che sono la principale causa di fallimento dell’impianto protesico. Per quanto riguarda i carichi agenti nell’articolazione durante le normali condizioni di utilizzo, c’è da sottolineare come questi dipendano dalla particolare attività svolta e dal peso corporeo. Nella condizione di angolo di flesso-estensione  pari a zero (Fig. 3), in cui non è necessaria attività muscolare e la trazione al tendine è nulla, la forza massima che femore e tibia si scambiano è pari al peso corporeo P. Figura 3 : Convenzione per l’angolo di flesso-estensione  compreso tra il prolungamento del segmento coscia rispetto al segmento gamba, e configurazione per  pari a zero. Figure 3 : Angle of flexion-extension  between the extension of the femoral axis with respect to the tibial axis, and configuration for   Nel caso in cui l’angolo di flesso-estensione varia, condizione che si realizza anche durante la normale deambulazione, il valore della forza agente sul ginocchio dipende da esso. Questa può essere efficacemente stimata considerando un coefficiente moltiplicatore rispetto al peso corporeo P (Tab. 1) [1]. Attività Intervallo di rotazione Forze sul ginocchio Passeggiare 0-67 ° 3.02 P Salire le scale 0-83 ° 4.25 P Scendere le scale 0-90 ° 3.83 P Tabella 1 : Intervalli di rotazione durante attività usuali e valori tipici di forza sul ginocchio in funzione delle diverse attività (P= peso corporeo). Table 1 : Angle ranges for usual activities and typical values of force on the knee (P= body weight). 