Vol.XXXVII, Suppl. 1 - Giornale Italiano di Ortopedia e Traumatologia

iL riLascio sistEMico di ioni
MEtaLLo: BioMatEriaLi
a confronto
systemic metal ion release: comparison
between different biomaterials
riassunto
Alla tradizionale protesi d’anca con accoppiamento metallopolietilene
sono stati proposti accoppiamenti alternativi come il
metallo-metallo o la ceramica-ceramica che offrono il potenziale
vantaggio di ridurre l’usura meccanica e l’osteolisi periprotesica.
Tuttavia la presenza di elementi metallici a livello delle superfici
articolari può incrementare il rilascio sistemico di ioni. L’accoppiamento
ceramica-ceramica ha mostrato la concentrazione
più bassa di ioni metallici se paragonata all’accoppiamento
metallo-metallo che ha mostrato quella più alta. L’accoppiamento
ceramica-metallo è stato recentemente proposto come alternativa
agli accoppiamenti standard poiché, ipoteticamente associa ai
vantaggi di un inserto metallico, un basso rilascio ionico. Anche
se gli effetti sistemici a lungo termine degli ioni metallici devono
ancora essere valutati, questo argomento controverso merita l’attenzione
della comunità ortopedica. Questo articolo offre una visione
generale su alcune protesi d’anca focalizzandosi sui diversi
accoppiamenti come potenziale sorgente di ioni metallici.
parole chiave: protesi d’anca, ioni metallo, accoppiamento
summary
Alternative bearing surfaces for total hip arthroplasty, such as
metal-on-metal and ceramic-on-ceramic offer the potential advantage
to reduce mechanical wear and osteolysis. However the
presence of metal at the bearing surfaces may increase the systemic
metal ion levels. Ceramic-on-ceramic bearings showed the
lowest levels of metal ions concentration if compared to metalon-metal
articulations which showed the highest ones. Ceramicon-metal
coupling has been recently proposed as an alternative
to standard implants theoretically combining the advantages of
a metal liner with low levels of metal ions. Although the long
term systemic effects of metal ions are yet to be established,
this concerning issue deserves the attention of the othopaedic
community. This paper provides an overview on different types
of hip prosthesis focused on the coupling as a potential source
of metal ion release.
s. giannini, M. cadossi, M. roMagnoLi,
d. Luciani, E. chiarELLo
Clinica Ortopedica e Traumatologica II,
Istituto Ortopedico Rizzoli, Università di Bologna
Indirizzo per la corrispondenza:
Matteo Cadossi
Tel. +39 051 6366669
Fax +39 051 334342
E-mail: matteocadossi@hotmail.com
agosto2011;37(suppl.1):87-89 s87
Key words: hip prosthesis, metal ions, coupling
introduZionE
La protesi d’anca rappresenta una soluzione chirurgica
efficace nel ripristino della funzione articolare e nella risoluzione
della sintomatologia dolorosa in un’altissima percentuale
di casi. La sopravvivenza degli impianti protesici
dell’anca è molto elevata con oltre il 95% delle protesi
ancora in sede a dieci anni di follow-up come riportato
dalle differenti casistiche 1 .
Il successo a lungo termine dipende dalla realizzazione
di una migliore stabilità dell’interfaccia osso-impianto nel
tempo, tale da evitare l’instaurarsi di meccanismi che possano
portare al riassorbimento osseo con conseguente
mobilizzazione e quindi al fallimento della protesi. Allo
scopo di minimizzare i tassi d’usura e migliorare ulteriormente
la longevità degli impianti protesici, diversi tipi di
accoppiamento sono stati sviluppati nel corso degli anni.
L’inserto in polietilene tradizionale è stato progressivamente
sostituito da polietileni reticolati ad alto peso molecolare
(ultra-high-molecular-weight polyethylene, UHMWPE) che,
accoppiati con testine metalliche, sono state le protesi di
scelta per la maggior parte dei chirurghi ortopedici negli
ultimi quarant’anni. Tuttavia, l’osteolisi e la mobilizzazione
asettica tardiva associata alle particelle in polietilene hanno
portato alla rinascita di un interesse per materiali di accoppiamento
alternativi. Alcune protesi d’anca con accoppiamento
metallo-metallo (MOM) di prima generazione hanno
fornito risultati clinici positivi per vent’anni o più 2 . Le performance
in vitro e in vivo dei sistemi protesici d’anca MOM di
seconda generazione hanno dimostrato bassi tassi di usura
rispetto a quelli con metallo-UHMWPE (MOP). La moderna
protesi di rivestimento inoltre si avvale esclusivamente di un
accoppiamento MOM con risultati molto positivi a medio
e lungo termine 3 . Tuttavia, un basso volume di usura non è
l’unico fattore importante nel determinare il risultato clinico
a lungo termine delle protesi d’anca. Sono anche importanti
la dimensione, la morfologia e la reazione biologica
a qualsiasi particella di usura rilasciata. Nonostante i bassi
tassi di usura degli accoppiamenti MOM, le particelle
di usura generate dalle protesi con accoppiamento MOM
sono dell’ordine di grandezza del nanometro 4 ; pertanto, il
numero assoluto di particelle prodotte, supera quello della
protesi con inserto in UHMWPE.
È in corso un’ampia discussione sulla potenziale diffusione
di ioni metallici nell’organismo e sui loro effetti biologici
su cellule e tessuti. Le particelle in metallo si diffondono
in tutto l’organismo, sono state trovate nei linfonodi, nel
fegato, nella milza e nel midollo osseo 5 , tuttavia poco
si conosce dei loro effetti sistemici a lungo termine. Nel
tentativo di ridurre l’usura del metallo e il rilascio di ioni
cobalto (Co), cromo (Cr) e molibdeno (Mo) sono state
utilizzate teste di dimensioni maggiori, che presentano
il vantaggio addizionale di un aumento della stabilità e