Studio della resezione ossea in interventi di artroplastica totale di ginocchio eseguita tramite tecnica operatoria tradizionale ed assistita dal sistema NAVIO. Ricostruzione di modelli anatomici, scansione 3D ed analisi agli elementi finiti = A Comparative Analysis of Traditional Surgical Techniques and NAVIO System for Total Knee Arthroplasty

L’artroplastica di ginocchio è una procedura chirurgica consolidata e largamente impiegata su scala mondiale, finalizzata al ripristino della funzionalità e della biomeccanica fisiologica dell’articolazione. La si utilizza principalmente per trattare gonartrosi ed artriti, qualora sia in atto un danneggiamento articolare irreversibile, ma anche in caso di fratture e tumori ossei. Negli anni si è osservato un incremento del tasso di soddisfazione post-operatorio e della durata degli impianti protesici di ginocchio, derivanti dalle innovazioni introdotte in termini di design protesico e di materiali impiegati nonché dall’evoluzione delle tecniche operatorie. Ciò nonostante, il fallimento protesico è quanto mai un problema attuale, che induce sempre nuovi studi volti all’affinamento della procedura. Il seguente progetto di tesi si articola in due fasi, la prima confronta diverse tecniche operatorie, la seconda, valuta le forze che agiscono sulle componenti ossee dell’articolazione e su quelle protesiche. Per quanto concerne la prima fase si sono valutate le differenze in termini di precisione ed accuratezza presenti tra gli interventi eseguiti adoperando il sistema chirurgico NAVIOTM, che ricostruisce virtualmente l'anatomia del paziente ed assiste il chirurgo durante la procedura, e quelli realizzati utilizzando le tecniche tradizionali con impiego di guide. Lo studio è stato eseguito su modelli di ginocchio artificiali, sui quali si è praticato esclusivamente il taglio femorale distale, il più critico per il corretto posizionamento della componente protesica femorale. Per quanto riguarda le tecniche tradizionali ci si è soffermati esclusivamente sulla valutazione degli effetti prodotti dalla realizzazione di fori d’accesso al canale diafisario di diversa dimensione, poiché tale variabile influenza significativamente il posizionamento dell’asta intra-midollare. L’inserimento dell’asta all’interno del canale diafisario è una delle fasi più critiche dell’intera procedura operatoria. Un errore nel posizionamento può compromettere l’esito dell’intervento, poiché da esso dipende l’orientamento delle resezioni ossee ed il posizionamento delle componenti protesiche. I modelli resecati sono stati quindi ricostruiti utilizzando uno scanner (EinScan Pro) e con opportune misurazioni si è valutata la precisione del taglio. In seguito, utilizzando il software 3-Matic®, si sono praticati i restanti tagli femorali ed accoppiate le protesi LEGION PS, ricreando virtualmente le articolazioni protesizzate corrispondenti a quanto si sarebbe ottenuto operando su pazienti reali. Infine, si è proceduto all’analisi agli elementi finiti valutando le differenze presenti in termini di sollecitazioni a livello dell’inserto in polietilene. La seconda fase del progetto valuta gli sforzi e le deformazioni a cui l’osso e le componenti protesiche sono sottoposte nel caso in cui si riuscissero a realizzare dei tagli femorali e tibiali ideali. Si è dunque ricostruito, a partire da immagini DICOM, un modello 3D di arto inferiore, sul quale, seguendo la procedura chirurgica tradizionale, si sono ripercorse le diverse fasi dell’intervento per l’impianto di protesi tri-compartimentali PS. Infine, dopo l’accoppiamento osso-protesi si è studiato, tramite analisi agli elementi finiti, la condizione di carico statico bipodale e la fase d’appoggio della deambulazione.