Analisi biomeccanica che analizza l'associazione tra densità minerale ossea e migrazione delle viti lag

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 747 (2023) Citare questo articolo

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Un chiodo femorale prossimale che utilizza una lama elicoidale (HB) è comunemente utilizzato per trattare la frattura del femore prossimale, ma il fallimento del taglio delle viti a trazione è una delle complicanze devastanti successive all'intervento. Sebbene controverso, uno dei potenziali fattori di rischio per il cedimento del taglio è la scarsa resistenza ossea che può essere prevista misurando la densità minerale ossea (BMD). In questo studio, abbiamo eseguito un test biomeccanico sulla testa del femore fratturata per verificare se la BMD misurata indirettamente dall'anca controlaterale o quella misurata direttamente dalla testa del femore recuperata possa chiarire la resistenza strutturale della testa del femore fratturata e quindi possa essere utilizzata per prevedere la migrazione delle viti lag. Il nostro risultato ha mostrato che la BMD misurata direttamente ha una correlazione significativa con la migrazione dell'HB sulla testa del femore osteoporotico. Tuttavia, sebbene la BMD misurata dal collo del femore controlaterale o dall'anca totale sia il parametro più utilizzato per prevedere la resistenza ossea del femore fratturato, ciò potrebbe avere un'utilizzabilità limitata per prevedere la migrazione dell'HB.

La frattura del femore prossimale è una delle conseguenze più comuni e devastanti dell'osteoporosi1,2. Si stima che ogni anno nel mondo si verifichino 1,7 milioni di fratture osteoporotiche del femore prossimale, con tassi di mortalità che vanno dal 22 al 29%3,4. Per il loro trattamento, i chiodi femorali prossimali sono comunemente accettati come impianto di scelta. Sebbene l’intervento chirurgico abbia per lo più successo, il fallimento delle viti lag è una delle complicanze più gravi. Il tipico meccanismo di fallimento si verifica quando la vite cefalica penetra o taglia la testa del femore; questo viene definito "taglio passante" o "ritaglio" a seconda del tipo di vite cefalica utilizzata e della direzione in cui avviene la penetrazione5,6,7,8.

Sono state suggerite alcune ipotesi per spiegare perché si verifica un tale fenomeno e per prevenire tale fallimento. Sebbene controverso, uno dei potenziali fattori di rischio è la scarsa resistenza ossea9,10. Poiché l’osso osteoporotico può non avere resistenza meccanica, la struttura ossea della testa del femore potrebbe non fornire un supporto sufficiente, determinando la migrazione della vite cefalica, che potrebbe provocare la penetrazione della testa del femore. Poiché la resistenza ossea è difficile da misurare in vivo, la densità minerale ossea (BMD) viene comunemente utilizzata per quantificare e prevedere la resistenza dell'osso osteoporotico11. Nei casi di femore prossimale fratturato, le misurazioni vengono fornite indirettamente dall'anca controlaterale o dalla colonna vertebrale. Tuttavia, vi è una scarsità di letteratura sulla possibilità che la BMD misurata indirettamente in queste regioni possa riflettere accuratamente la resistenza meccanica della testa del femore fratturata. Allo stesso modo, non è chiaro se possiamo prevedere l’eccessiva migrazione delle viti di compressione del tipo a lama elicoidale (HB) da queste informazioni.

Pertanto, in questo studio, abbiamo eseguito un test biomeccanico sulla testa del femore osteoporotico per verificare se la BMD misurata indirettamente dal controlaterale o quella misurata direttamente dalla testa del femore recuperata possa chiarire la resistenza strutturale della testa del femore fratturata e quindi possa essere utilizzata per prevedere la migrazione delle viti lag. Più specificamente, il presente studio mira a valutare (1) se la BMD del femore fratturato è correlata alla resistenza alla migrazione dell'HB sulla testa del femore fratturata e (2) se la BMD dell'anca controlaterale può essere utilizzata per prevedere un eccessivo Migrazione HB.

Il protocollo sperimentale di questo studio è stato approvato dal nostro comitato di revisione istituzionale prima che l'esperimento fosse condotto (CHOSUN #2020-03-010-0001). Tutti i metodi sono stati eseguiti secondo le linee guida e i regolamenti pertinenti e il consenso informato è stato ottenuto dai pazienti o dai loro tutori legali prima del recupero della testa del femore. La testa del femore è stata recuperata da pazienti di sesso femminile sottoposte ad artroplastica dell'anca a causa di frattura del collo del femore tra marzo 2018 e giugno 2021. Alle pazienti è stata data la possibilità di sottoporsi ad artroplastica o fissazione primaria e la decisione è stata presa dai pazienti e dai loro tutori legali dopo una descrizione dettagliata dei vantaggi e degli svantaggi dell'intervento chirurgico12. I campioni dei pazienti che hanno accettato di donare la testa femorale recuperata ai fini di questo studio sono stati selezionati per l'analisi. Le teste femorali sono state escluse se acquisite da pazienti (1) che avevano condizioni patologiche sottostanti che potevano influenzare la qualità dell'osso diverse dall'osteoporosi, (2) che avevano assunto farmaci che potevano potenzialmente influenzare la qualità dell'osso, (3) la cui BMD non era ottenuto dall'anca controlaterale a causa degli impianti rimanenti da un precedente intervento chirurgico e 4) con una storia di fratture osteoporotiche altrove.