Uno studio di Warwick rivela la risposta ossea nell'intervento chirurgico all'anca / Warwick study reveals bone response in hip surgery

Uno studio di Warwick rivela la risposta ossea nell'intervento chirurgico all'anca / Warwick study reveals bone response in hip surgery

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Si prevede che le protesi d'anca non cementate aumenteranno di cinque volte tra i giovani adulti entro il 2030  / Uncemented hip replacements are expected to increase fivefold among younger adults by 2030 

Una ricerca condotta nelle West Midlands ha esaminato il modo in cui le comuni pratiche chirurgiche influenzano la risposta ossea durante l'artroplastica totale dell'anca (THA) non cementata.

Il gruppo della Warwick University, in collaborazione con l' University Hospitals Coventry and Warwickshire (UHCW) NHS Trust, ha condotto il suo studio utilizzando campioni di cadaveri, immagini micro-CT ad alta risoluzione e correlazione digitale del volume (DVC).

La protesi d'anca non cementata utilizza impianti con superfici ruvide che consentono all'osso del paziente di crescere direttamente sull'impianto. A differenza degli impianti cementati, che si basano su cemento osseo che può degradarsi e fratturarsi, gli impianti non cementati si basano su questa naturale integrazione ossea per garantire la stabilità a lungo termine.  

Si prevede che entro il 2030 le protesi d'anca non cementate  aumenteranno di cinque volte tra i giovani adulti, pertanto ottimizzare le tecniche chirurgiche è diventato fondamentale.

Per la prima volta, i ricercatori hanno utilizzato questi metodi di imaging avanzati per mostrare come l'osso cambia durante la brocciatura, durante la quale i chirurghi preparano il canale femorale (la parte interna dell'osso del femore) per l'impianto modellandolo ed allargandolo gradualmente con una serie di brocce metalliche per ottenere un adattamento preciso dell'impianto. Le scansioni standard ed i modelli computerizzati non possono catturare questi cambiamenti a causa della loro bassa risoluzione. 

Il responsabile della ricerca, Vineet Seemala, dottore di ricerca presso la Warwick University, ha dichiarato: "La nostra ricerca fornisce informazioni dettagliate su come la microstruttura ossea cambia durante l'intervento chirurgico. Abbiamo dimostrato che tecniche chirurgiche come la brocciatura possono aumentare la densità ossea attorno all'impianto, causando la deformazione e la compattazione dell'osso. Questo processo porta alla formazione di un contatto a tre punti tra l'osso e l'impianto, nonostante il ridotto contatto superficiale complessivo dovuto alla natura porosa dell'osso trabecolare". 

Rivelazioni della ricerca

Lo studio ha rivelato che, sebbene il contatto diretto tra osso e impianto fosse piuttosto basso (3-5%), l'impianto era ben inserito nella geometria ossea (82% della massima aderenza). Ciò suggerisce che i chirurghi dovrebbero concentrarsi principalmente sul raggiungimento della corretta aderenza e sulla preservazione dei detriti ossei compattati, piuttosto che sulla massimizzazione dell'area di contatto grezza per migliorare la stabilità. 

È stato anche scoperto che la brocciatura compatta i frammenti ossei nell'area circostante, aumentando la densità ossea fino al 21%. Questi frammenti agiscono come un innesto osseo naturale, rafforzando potenzialmente il sito dell'impianto. I ricercatori sperano che i loro risultati portino a modelli chirurgici più accurati e a una pianificazione più personalizzata della protesi d'anca, sebbene siano necessari ulteriori studi per valutarne gli effetti a lungo termine, come il rischio di infezione. 

Il gruppo ha affermato che le loro conoscenze meccaniche potrebbero portare a strumenti di pianificazione pre-chirurgica più accurati e specifici per ogni paziente. Prevedendo la risposta dei singoli tipi di osso agli impianti, i chirurghi possono ottimizzare le tecniche e la scelta degli impianti, riducendo potenzialmente le complicanze e migliorando i tempi di recupero. 

ENGLISH

Research conducted in the West Midlands has looked at how common surgical practices influence bone response during uncemented total hip arthroplasty (THA).

The team from Warwick University, in collaboration with University Hospitals Coventry and Warwickshire (UHCW) NHS Trust, conducted their study using cadaver specimens, high-resolution micro-CT imaging, and digital volume correlation (DVC).

Uncemented hip replacement surgery uses implants with roughened surfaces that allow the patient’s bone to grow directly onto the implant. Unlike cemented implants, which rely on bone cement that can degrade and fracture, uncemented implants depend on this natural bone integration for long-term stability.  

Uncemented hip replacements are expected to increase fivefold among younger adults by 2030, so optimising surgical techniques has become imperative.

For the first time, researchers have used these advanced imaging methods to show how bone changes during broaching - where surgeons prepare the femoral canal (the inside of the femur bone) for the implant by gradually shaping and enlarging it with a series of metal broaches to achieve a precise implant fit. Standard scans and computer models cannot capture these changes because of their lower resolution. 

Research lead Vineet Seemala, a Warwick University PhD, said: “Our research provides detailed insights into how bone microstructure changes during surgery. We demonstrated that surgical techniques such as broaching can increase bone density around the implant by causing the bone to deform and compact. This process leads to the formation of a three-point contact between the bone and implant, despite small overall surface contact due to the porous nature of trabecular bone.” 

Research revelations

The study revealed that while direct bone-to-implant contact was fairly low (3–5 per cent), the implant was well seated within the bone geometry (82 per cent of maximum fit). This suggests that surgeons should focus primarily on achieving the right fit and preserving compacted bone debris, rather than maximising the raw contact area to improve stability. 

Broaching was also found to compact bone fragments into the surrounding area, increasing bone density by up to 21 per cent. These fragments act like a natural bone graft, potentially strengthening the implant site. The researchers hope their findings will lead to more accurate surgical models and more personalised hip replacement planning, though further studies are needed to assess long-term effects, such as infection risk. 

The team said their mechanical insights could lead to more accurate, patient-specific pre-surgical planning tools. By predicting how individual bone types respond to implants, surgeons can optimise techniques and implant choices, potentially reduce complications and improve recovery times. 

Da:

https://www.theengineer.co.uk/content/news/bone-changes-during-hip-surgery-mapped-in-warwick-study/?utm_source=content_recommendation&utm_medium=blueconic