Sviluppo di un modello multibody parametrico per la valutazione del range of motion in impianti d’anca a doppia mobilità = Development of a parametric multibody model for the assessment of range of motion in dual mobility hip implants

L’articolazione dell’anca è una delle principali del corpo umano. Diverse patologie degenerative, traumatiche o congenite possono comprometterne la funzionalità, rendendo necessaria la sostituzione protesica totale (Total Hip Arthroplasty, THA). Le protesi d’anca a doppia mobilità (DM) hanno acquisito crescente rilevanza per la loro capacità di garantire stabilità articolare e ridurre il rischio di dislocazione grazie al caratteristico doppio meccanismo di articolazione. Nonostante i progressi, la THA può ancora presentare complicanze, tra cui l’impingement (contatto anomalo tra componenti ossei e/o protesici) che può limitare l’intervallo di movimento (Range of Motion, ROM) dell’articolazione e provocare usura precoce, mobilizzazione asettica e fallimento dell’impianto. È quindi necessaria una valutazione accurata del ROM per identificare configurazioni protesiche che massimizzino la mobilità riducendo il rischio di impingement. Questo studio propone un modello multibody (MB) parametrico per analizzare il ROM di un’anca protesizzata con impianto DM, con l’obiettivo di esplorare sistematicamente l’influenza dei principali parametri geometrici e di posizionamento protesico sul movimento articolare. Il modello MB, sviluppato in Adams View, include i principali componenti protesici, una pelvi ed un femore, già resecato, posizionato nello stesso piano frontale della pelvi. In particolare, il modello permette la variazione dei seguenti parametri protesici di interesse: inclinazione (40 – 60°) e antiversione (5 – 25°) dei componenti acetabolari, diametro della testina (28 – 36 mm) e del collo (10 – 14 mm) femorale. Inoltre, per ottenere un’analisi completa e indipendente dalla posizione iniziale dell’articolazione, anche quest’ultima è stata parametrizzata e variata. Dunque, al fine di valutare il ROM, in accordo alla norma ISO 21535, sono stati simulati sei movimenti articolari (flessione, estensione, abduzione, adduzione, rotazione interna ed esterna), attorno a tre assi ortogonali passanti per il centro nell’anca. In particolare, un Design of Experiments (DOE) è stata condotta esplorando tutte le combinazioni dei parametri considerati (geometrici e di posizionamento), risultando in 729 simulazioni per ciascun movimento. Per ogni simulazione è stato quindi calcolato il ROM e valutata l’insorgenza e il tipo di impingement (protesico, osseo o osso-protesi). I ROM risultanti sono stati confrontati con intervalli fisiologici di riferimento, mostrando come solo una parte delle configurazioni consente di ottenere valori funzionali. In accordo con la letteratura, la flessione è risultata il movimento più critico, con il più alto numero di configurazioni che comportano una riduzione del range fisiologico. L’analisi degli impingement ha rivelato come l’aumento del diametro del collo femorale ha l’effetto più marcato sull’aumento del numero di casi d’impingement protesico, mentre testine più grandi comportano una riduzione di quest’ultimo. Inclinazione e antiversione, pur non influenzando direttamente l’impingement per le geometrie ossee usate, hanno mostrato un impatto rilevante sul ROM, con risultati migliori in configurazioni comprese tra 40°–50° di inclinazione e 15°–25° di antiversione, coerenti con la safety area descritta in letteratura. Nel complesso, il modello parametrico sviluppato consente una valutazione sistematica e integrata di ROM e impingement, rivelandosi uno strumento utile per l’identificazione delle configurazioni protesiche più favorevoli e per la pianificazione preoperatoria.