Introduzione: Il problema del Bone Osteoporotico nell'Instrumentazione Spinale

L'osteoporosi è una malattia scheletrica sistemica caratterizzata da una bassa massa ossea e da un deterioramento microarchitettura, che porta ad una maggiore fragilità ossea e di un rischio di frattura.

Sfide meccaniche e biologiche della Fissazione in Osteopoorotica

Per apprezzare le innovazioni, bisogna prima capire le sfide fondamentali: una vite pedicola resiste principalmente alla resistenza della trabecola dell'osso circostante. Nelle vertebre osteoporosi, la disingestione corticale e la perdita dell'osso trabecolare riducono l'area di contatto efficace e la capacità di carico dell'osso.

Tirare la forza e l'inserimento della coppia

Gli studi clinici e biomeccanici mostrano costantemente che la forza di estrazione e la coppia di inserimento sono direttamente correlate con BMD. In osteoporosi, anche l'inserimento ad alta coppia può essere irraggiungibile senza sovrapposizione o rottura corticale.

Caratteristiche innovative del design a vite di Pedicle

Le moderne viti a pedicle non sono più semplici cilindri filettati, ma sono state sviluppate diverse modifiche di design per rispondere alle esigenze dell'osso osteoporotico, che possono essere raggruppate in categorie legate alla geometria del filo, all'architettura del corpo a vite, alle modifiche della superficie e agli elementi espansi o fenestrati.

Filo Geometria e Profilo di base

Le viti tradizionali presentano un diametro esterno costante e dei fili simmetrici a forma di V. I nuovi progetti incorporano profondità di filetto variabili, filetti a doppio foglio, o fili a forma di buttafuori, dove il fianco a carico è orientato per resistere meglio all'estrazione.

Viti espandibili e disperse

Le viti espandibili rappresentano un notevole salto in avanti. Queste viti hanno un meccanismo che permette la punta distale o l'intero gambo di espandersi dopo che la vite è completamente seduta. Le viti di punta espandibile contengono un driver centrale che spinge una cuneo interno, tirando la punta della vite verso l'esterno nel corpo vertebrale. Questa espansione aumenta il diametro effettivo della vite nella regione di peggiore qualità ossea (tipicamente il centrum espande notevolmente).

Viti fesurati e cannulati per il cemento

Le viti fenterminate sono dotate di porte laterali lungo l'albero e sono incandescenti, permettendo l'iniezione controllata del cemento osseo, in modo polimetilmethacrylate (PMMA) – direttamente nel corpo vertebrale dopo il posizionamento della vite.

Rivestimenti e Osseointegrazione

La formazione di ossopiti (osseo) è una strategia chiave. Idroxyapatite (HA) rivestimento, che imita la componente minerale dell'osso, promuove l'apposizione ossea diretta (osseointegrazione) senza interposizione fibrosa. Le viti a microcolui hanno mostrato una maggiore coppia di estrazione e una migliore correlazione istologica negli studi sugli animali e sugli esseri umani.

Tecniche chirurgiche aggravi per massimizzare la fissazione

Mentre il design delle viti è critico, la tecnica chirurgica e la pianificazione perioperativa sono altrettanto importanti. Diversi metodi aggravi sono stati raffinati per l'uso in osso osteoporotico.

Traiettoria Cortical Bone (CBT)

Invece della tradizionale traiettoria a testa retta seguendo l'asse pedicle, CBT impiega un percorso medio-laterale e caudocefalad che coinvolge l'osso corticale denso della parete pediculare inferiore e interarticolare. Questa traiettoria evita le condizioni corruttive ricche di cancello, osteoporosi. Le viti utilizzate sono generalmente più corte (25-30 mm) e hanno un diametro più basso, ma i loro risultati di tiraggio

Tecnica e sottotapping inserzionali

Sottofondo: con un rubinetto il cui diametro è 0.5–1.0 mm più piccolo del diametro esterno della vite, può aumentare la coppia di inserimento e la resistenza all'estrazione. In osso osteoporosi, un piccolo foro pilota senza toccare o usare una vite auto-tapping può essere preferito per massimizzare la conservazione delle ossa. Alcuni chirurghi sostengono l'inserimento manuale senza strumenti di potere per sentire meglio resistenza ed evitare l'eccessivasione.

Bone Grafting e Biologics

L'innesto osseo autologo o l'allocazione posizionato intorno al foro della vite possono promuovere la fusione e la densità ossea locale. Osteobiologics più avanzato, come matrice ossea demineralizzata (DBM) o riempitivi di vuoto osseo sintetico, possono essere utilizzati per aumentare l'osso osteoporosi prima dell'inserimento della vite.

La navigazione guidata da immagini e la chirurgia assistita da robot consentono un posizionamento più accurato delle viti, riducendo il rischio di violazione corticale e ottimizzando la dimensione e la traiettoria delle viti. Nell'osso osteopoorotico, dove il feedback tattile è meno affidabile, la navigazione può aiutare ad evitare strutture critiche, massimizzando l'acquisto delle viti.

Le direzioni future in innovazione a vite di Pedicle

La prossima generazione di viti pedicle probabilmente integra più innovazioni in una singola piattaforma, adattata alla qualità ossea individuale del paziente.

Viti intelligenti con capacità di compensazione

I ricercatori stanno sviluppando viti con microsensori incorporati o grattugiatori di Bragg in fibra ottica che possono misurare tensione, carico e allentamento in tempo reale. Queste viti intelligenti potrebbero avvisare i chirurghi di impending prima che si verifichino sintomi clinici, permettendo l'intervento precoce.

Viti biodegradabili e biorisorbabili

Leghe di magnesio e polimeri ad alta resistenza (ad esempio, acido polilattico-co-glicolico, PLGA) sono esplorate per applicazioni pediatrico e trauma, ma il loro ruolo nella fissazione osteoporosi è limitato a causa di insufficiente resistenza iniziale e rapido degrado. Tuttavia, viti composte che combinano magnesio con rivestimenti di fosfato di calcio possono offrire un profilo di degradazione equilibrato che continua il carico osseo.

Viti paziente-Specifica, stampati 3D

La produzione additiva consente di realizzare viti personalizzate basate su scansioni CT preoperative, con un profilo filettato ottimale, diametro, lunghezza e posizionamento di fenestrazioni per abbinare la mappa dell'anatomia e della densità ossea del paziente. Queste viti possono incorporare strutture di reticolo poroso nell'albero per promuovere l'integrazione osseo e consentire il flusso di cemento esattamente dove necessario.

Concetti di stabilizzazione dinamica e dual-mobilità

Alcuni innovatori stanno esplorando viti con teste dinamiche o poliassiali che permettono la micromozione controllata, che possono ridurre lo scudo di stress e promuovere l'adattamento osseo. Altri propongono di combinare viti di pedicle con tethers interspinoso o legamentous per distribuire carichi più in generale attraverso il segmento spinale. Questi concetti sono in prima indagine, ma potrebbero essere particolarmente utili per i costrutti multilivello nelle spine osteoporosi.

Risultati clinici e sintesi delle prove

Nonostante la proliferazione di nuovi progetti, le prove controllate randomizzate di alta qualità confrontano direttamente le diverse tecnologie a vite nelle popolazioni osteoporose rimangono relativamente scarse. Gran parte delle prove proviene da studi biomeccanici, serie di casi e registri. Una recensione sistematica più recente (2023) consolida 34 studi ha concluso che entrambe le viti a trazione e viti espanse hanno migliorato notevolmente il miglioramento dei tassi di resistenza estensione.

Conclusioni

La sfida di fissaggio a vite pedicle nelle ossa osteoporose ha stimolato notevole innovazione ingegneristica e chirurgica.Progetti di filettatura espansi, viti espansi, viti rinforzate a cemento e rivestimenti bioattivi ogni indirizzo diversi aspetti della debole interfaccia a vite-osso. Tecniche di aggregazione come la cura del traiettorio corticale, la sottotapping, la navigazione e l'aumento biologico migliorano ulteriormente i risultati di stabilità.

Riferimenti esterni[]