Prestazioni biomeccaniche di una nuova luce

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 9339 (2023) Citare questo articolo

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Le fratture ossee traumatiche sono spesso lesioni debilitanti che possono richiedere una fissazione chirurgica per garantire una guarigione sufficiente. Attualmente, i materiali per osteosintesi più utilizzati sono a base metallica; tuttavia, in alcuni casi, come le fratture osteoporotiche comminute complesse, potrebbero non fornire la soluzione migliore a causa della loro natura rigida e non personalizzabile. Nelle fratture della falange in particolare, è stato dimostrato che le placche metalliche inducono rigidità articolare e aderenze dei tessuti molli. È stato sviluppato un nuovo metodo di osteosintesi che utilizza un composito polimerico fotopolimerizzabile. Questo metodo si è dimostrato una soluzione versatile che può essere modellata dai chirurghi in situ e ha dimostrato di non indurre aderenze dei tessuti molli. In questo studio, le prestazioni biomeccaniche di AdhFix sono state confrontate con le placche metalliche convenzionali. Le osteosintesi sono state testate in sette gruppi diversi con diverse modalità di carico (flessione e torsione), dimensioni del gap osteotomico e tipo e dimensione di fissazione in un modello di falange di pecora. AdhFix ha dimostrato rigidità statisticamente più elevate in torsione (64,64 ± 9,27 e 114,08 ± 20,98 Nmm/° contro 33,88 ± 3,10 Nmm/°) e in fratture ridotte in flessione (13,70 ± 2,75 Nm/mm contro 8,69 ± 1,16 Nmm/°), mentre le placche metalliche erano più rigide nelle fratture non ridotte (7,44 ± 1,75 Nm/mm vs. 2,70 ± 0,72 Nmm/°). Le piastre metalliche hanno resistito a coppie torsionali equivalenti o significativamente più elevate (534,28 ± 25,74 Nmm contro 614,10 ± 118,44 e 414,82 ± 70,98 Nmm) e momenti flettenti significativamente più elevati (19,51 ± 2,24 e 22,72 ± 2,68 Nm contro 5,38 ± 0,73 e 1,22 ± 0. 30 Nm). Questo studio ha dimostrato che la piattaforma AdhFix è una soluzione praticabile e personalizzabile, paragonabile alle proprietà meccaniche delle piastre metalliche tradizionali entro l'intervallo di valori di carico fisiologico riportati in letteratura.

Le fratture ossee traumatiche sono spesso lesioni debilitanti che richiedono una fissazione chirurgica per una guarigione ottimale. Si prevede che la frequenza e l’onere economico di questi infortuni aumenteranno a causa di una popolazione sempre più anziana e osteoporotica1. Oggi, gli impianti metallici tradizionali sono considerati il ​​materiale clinico di osteosintesi gold standard nel trattamento chirurgico della maggior parte delle fratture ossee traumatiche2. In molti casi è stato dimostrato che gli impianti a base metallica forniscono eccellente stabilità biomeccanica e potenziale di guarigione3,4. Tuttavia, in alcuni casi clinici, i materiali a base metallica rappresentano una soluzione poco flessibile, priva della versatilità necessaria per le diverse morfologie di frattura. Inoltre, è stato dimostrato che la tradizionale placcatura in metallo spesso induce effetti collaterali e complicazioni quali rigidità, pseudoartrosi, prominenza dell'hardware e rottura del tendine5. Ciò è particolarmente vero per le fratture tubulari della mano e dell'avambraccio, che rappresentano alcune delle lesioni scheletriche più comuni4,6,7,8, che richiedono una mobilizzazione precoce per una guarigione ossea sufficiente9. Mentre le fratture semplici della mano possono essere trattate in modo conservativo con un gesso esterno o una stecca, il trattamento chirurgico è spesso necessario per le fratture instabili o scomposte4,10,11.

Un nuovo metodo di osteosintesi, AdhFix, è in fase di sviluppo per far fronte a queste insufficienze cliniche. AdhFix utilizza un composito polimerico fotopolimerizzabile per fornire soluzioni di fissaggio altamente personalizzabili12,13,14,15. Il metodo prevede l'inserimento di viti metalliche nei frammenti ossei, seguito dalla costruzione in situ di una placca composita polimerica nella configurazione desiderata. Il composito biocompatibile è formato da monomeri trifunzionali di allile e tiolo traizina-trione e da un'elevata concentrazione di idrossiapatite13. Viene modellato in situ e polimerizzato rapidamente in un materiale rigido attraverso la chimica dell'accoppiamento tiolo-ene indotto dalla luce visibile ad alta energia (HEV), offrendo ai chirurghi una soluzione di fissaggio altamente personalizzabile come alternativa alla placcatura metallica. Oltre alla possibilità di personalizzazione, è stato dimostrato che il composito utilizzato in AdhFix non presenta aderenze sui tessuti molli dopo 12 mesi in un modello di ratto in vivo13.