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PROGRAMMA DI RICERCA 2004

italiano - english
Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
Classificazione geografica
Bibliografia
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Parole Chiave
BIOMECCANICA; PROTESI D'ANCA; RIMODELLAMENTO OSSEO; ANALISI TERMOELASTICA DELLE DEFORMAZIONI; ANALISI MULTIBODY; INTERFACCIA OSSO-PROTESI; MODELLAZIONE DEL CONTATTO OSSO-PROTESI; INTERFACCIA MICROPOROSA

Sviluppo di nuovi strumenti numerici e sperimentali per la progettazione della stabilità secondaria nell'artroplastica dell'anca

Politecnico di Milano
Abstract
Il fallimento di un'artroplastica, consiste o nella mobilizzazione settica (oggi molto ridotta rispetto al passato), o nello scollamento asettico (totale o parziale) della protesi, o, in limitati casi, nella rottura del componente metallico dell'impianto Lo stato di deformazione/tensione determina il rimodellamento osseo, esso avviene a diversi livelli: determina una variazione morfologica che interessa prevalentemente l'osso corticale (rimodellamento esterno), determina una variazione di densità dell'osso e della disposizione trabecolare (rimodellamento interno), determina la crescita di osso all'interfaccia con la protesi, con ancoraggio dell'osso alla stessa, in funzione dell'entità dei micromovimenti (stabilità primaria e secondaria).
Nella artroplastica d'anca, l'instabilità articolare, con conseguente lussazione costituisce, dal punto di vista clinico, un'altra rilevante complicanza post-operatoria. Il rischio di lussazione raggiunge il 7% a 25 anni dall'impianto; tra le cause sono stati enumerati fattori strettamente correlati al paziente, ma altri fattori sono invece di natura tecnica, quali un malposizionamento della coppa o dello stelo, la scelta dell'accesso chirurgico, uno stelo protesico spesso, una testa piccola, un'esperienza limitata del chirurgo, un malposizionamento del bacino nel corso dell'operazione. I modelli multibody finora sviluppati sono stati utilizzati essenzialmente per comprendere le conseguenze, a livello muscolare, dello spostamento del >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Franco Maria MONTEVECCHI Politecnico di MILANO
Obiettivo del Programma di Ricerca
Il successo di una artroprotesi d'anca è legato a due ordini di fattori: da un lato, la trasmissione dei carichi della protesi all'osso tramite l'interfaccia deve replicare nel modo più fedele possibile la condizione fisiologica; dall'altro lato, forma, dimensionamenti e soluzioni tecnologiche e di impianto devono garantire la stabilità a breve, e lungo termine della articolazione ricostruita.
Obiettivo di questo programma di ricerca è un significativo miglioramento nei criteri di progettazione e di impianto di protesi d'anca non cementate.
Infatti, la interfaccia che esse realizzano con il tessuto osseo deve essere caratterizzata da un complesso di proprietà e funzionalità (trasmissione degli sforzi, bioinduzione, osteosintesi) che, se ben progettate e realizzate, costituiscono elementi essenziali per il conseguimento della stabilità della protesi a lungo termine.
Altro importante aspetto indagato è quello del rischio di lussazione; anche questo aspetto riguarda soprattutto protesi impiantate da lungo tempo; questo rischio, pari a 1,9% dopo un anno cresce sino al 7% a 25 anni, esso si manifesta anche su protesi che hanno realizzato una osteointegrazione e un rimodellamento ottimali e, anche per questo motivo, è importante che sia contrastato con un miglioramento delle conoscenze e un affinamento dei criteri di progettazione, dimensionamento e impianto, secondo le linee sviluppate in questa ricerca.

L' obiettivo di questo Programma di >>>

Risultati parziali attesi
Relativamente alla Fase 1 i risultati attesi sono:
i) la disponibilità di un database omogeneo di dati di follow up di almeno 200 pazienti, intendendo per dati omogenei, dati opportunamente processati al fine di eliminare le differenze dovute all'utilizzo di attrezzature diverse per l'acquisizione, alle diverse tarature e a differenti operatori. Tale data base dovrà essere reso disponibili in forma elettronica a tutte le Unità di Ricerca coinvolte al termine della Fase 1 ed entro la fine del progetto alla comunità scientifica;
ii) la disponibilità di un modello di bacino per analisi agli elementi finiti; inoltre, entro la fine del progetto, il modello dovrà essere reso disponibile alla comunità scientifica mediante il BEL (Biomechanical European Lab) Community Repository database (http://www.tecno.ior.it/VRLAB/researchers/repository/BEL_repository.html) ;
iii) la disponibilità di un modello a micro- e meso-scala di superficie microporosa elementare comprendente l'analisi parametrica del comportamento micro- e meso- strutturale.Relativamente alla Fase 2 i risultati attesi sono:
i) la disponibilità di dati sia derivanti da analisi agli elementi finiti sia da analisi termoelastiche degli stati di sforzo nel complesso bacino-protesi;
ii) la disponibilità di un protocollo per la calibrazione dei dati relativi alle differenti componenti del complesso bacino protesi risultanti dalla analisi termoelastica;
iii) la validazione dei modelli >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Il fallimento di un sistema osso-impianto, in particolare di un'artroplastica, consiste o nella mobilizzazione settica (la cui incidenza è attualmente molto ridotta rispetto al passato), o nello scollamento asettico (totale o parziale) della protesi. Il fallimento consiste in certi casi anche nella rottura del componente metallico dell'impianto, evento questo raro, nella rottura o usura eccessiva di componenti non metallici e, nelle protesi cementate, nella rottura del manto di cemento.
Lo scollamento asettico, che costituisce il fallimento più frequente, ha cause biologiche e meccaniche.
Le cause meccaniche riguardano lo stato di deformazione/tensione all'interfaccia osso-protesi e osso-cemento e più in generale la struttura dell'intero sistema meccanico costituito da impianto e osso, con o senza cemento: nel sistema osso-impianto sono accoppiati elementi di differente rigidezza e la distribuzione e l'entità delle tensioni nell'osso differisce da individuo a individuo (in funzione delle caratteristiche individuali dell'osso (dimensioni, forma, resistenza ecc.), di forma e dimensioni dell'impianto, della qualità della chirurgia ecc.). Lo stato di deformazione/tensione determina il fenomeno del rimodellamento osseo. Il rimodellamento osseo avviene a diversi livelli: determina una variazione morfologica dell'osso che interessa prevalentemente l'osso corticale (rimodellamento esterno), determina una variazione di densità dell'osso ed una variazione della >>>