Vitamina E Polietilene in coppe seminate (E1vsMar)

Contesto La riduzione del tasso di usura del polietilene (PE) negli alveoli acetabolari e quindi l'aumento della durata della protesi totale d'anca (THA) è stata per decenni una delle maggiori preoccupazioni nella comunità ortopedica. L'usura dell'embolia polmonare e l'osteolisi seguite dall'allentamento asettico tardivo della protesi è la ragione principale dell'intervento chirurgico di revisione dopo PTA in Norvegia.

Nel corso del 2008 in Norvegia 805 PTA revisionate su un totale di 1114 sono state sottoposte a intervento chirurgico per mobilizzazione asettica o osteolisi senza mobilizzazione. Il peso DRG (Diagnose Related Grouping) è 5,49 per la PTA secondaria e ogni punto DRG ha un valore di 33,647 NOK che si sommano a un costo totale diretto per la revisione dopo mobilizzazione asettica di circa 27 milioni di USD.

La protesi del caput con un diametro di 32 mm o più ha il grande vantaggio di aumentare il range di movimento (ROM) e di ridurre il rischio di lussazione dell'anca ma, più grande è la protesi del caput, maggiore è l'usura adesiva prevista. Questo e il relativo cedimento del metallo sul PE hanno dato l'incentivo a sviluppare e portare nella pratica clinica accoppiamenti con maggiore resistenza all'usura. Oggi esiste un'ampia gamma di opzioni con un tasso di usura volumetrica notevolmente inferiore rispetto al PE convenzionale. La risposta biologica e immunologica in vivo alle particelle di usura è molto complicata e solo parzialmente compresa. È chiaro che la risposta dell'ospite alle particelle di usura e ai prodotti di corrosione svolgono un ruolo importante nell'osteolisi intorno alla protesi. Per gli accoppiamenti metallo su metallo (MoM) l'usura volumetrica è leggermente inferiore, ma il numero di detriti particellari è notevolmente aumentato. Le madri/me hanno anche il problema del possibile effetto teratogeno e degli effetti collaterali di allergia o ipersensibilità. La ceramica su ceramica (cer-cer) ha il tasso di usura più basso di qualsiasi articolazione artificiale, ma è ancora possibile rilevare particelle di detriti biologicamente attive. Cer-cer presenta anche altre sfide, tra cui la frattura della protesi, il cigolio dell'anca, i margini ristretti per il posizionamento dei componenti e il costo.

Il polietilene è un polimero termoplastico costituito da lunghe catene del monomero etilene (C2H4). Le proprietà meccaniche del PE dipendono da variabili quali l'estensione e il tipo di ramificazione e la struttura cristallina ecc.

Per migliorare la resistenza all'usura del PE si può ottenere un aumento della reticolazione tra le catene di polietilene esponendolo ad irraggiamento ad alta energia. L'irradiazione aumenta anche gli elettroni liberi spaiati (radicali liberi). I radicali liberi possono reagire con l'ossigeno e dare inizio a una reazione a catena che provoca una degradazione ossidativa del polietilene e di conseguenza un aumento dell'usura. Le prese HXLPE di prima generazione hanno ridotto l'incidenza a medio termine dell'osteolisi indotta da particelle, ma le prese HXLPE di prima generazione fallite recuperate hanno mostrato crepe superficiali e segni di degradazione ossidativa in vivo.

Al fine di migliorare la resistenza alla fatica meccanica e ridurre il potenziale ossidativo, è stato sviluppato l'HXLPE di seconda generazione. Per ridurre il potenziale ossidativo il polietilene può essere rifuso o ricotto. La rifusione aggrava le proprietà meccaniche del polietilene e dopo la ricottura rimangono ancora radicali liberi capaci di ossidarsi in vivo. Legandosi agli elettroni liberi spaiati, la vitamina E è uno scavenger di radicali liberi. La vitamina E è idrofobica e può quindi essere infusa nel polietilene. L'HXLPE di terza generazione è prodotto al di sotto della temperatura di fusione per mantenere le sue proprietà meccaniche e contiene vitamina E per stabilizzare i radicali liberi. È stato dimostrato che gli alveoli acetabolari HXLPE non cementati presentano un'usura volumetrica sostanzialmente ridotta e ottimi risultati clinici a medio termine con questo tipo di PE. In Scandinavia la maggior parte delle prese sono cementate. I diversi principi di stabilità biologica o meccanica influiscono sulle proprietà dell'alveolo tipicamente diverso modulo E e l'interfaccia circostante tra impianto e osso. I tradizionali cotili cementati in PE hanno ottenuto risultati migliori con un allentamento meno asettico rispetto ai cotili non cementati. Tuttavia, poiché le proprietà meccaniche vengono modificate nelle coppe in polietilene altamente reticolato, non è chiaro se la maggiore elasticità del composto osso-cemento-polietilene possa portare a fratture del polietilene più fragile. Non è quindi possibile estrapolare risultati clinici e tassi di usura da cotili non cementati a quelli cementati.

Il posizionamento della coppa è un parametro cruciale per l'usura e la sopravvivenza della coppa. Malchau et al. ha dimostrato che anche i chirurghi ad alto volume ottengono un posizionamento non ottimale nel 40% dei casi. Ciò può dipendere dal posizionamento perioperatorio del paziente, dagli strumenti chirurgici o dalla tecnica. Non è noto se la tecnica operatoria soggettiva del chirurgo corrisponda direttamente alla valutazione postoperatoria della posizione delle coppe. Tuttavia, un posizionamento adeguato della coppa è fondamentale nella valutazione dell'usura. La TC è il metodo migliore per giudicare la posizione della coppa dopo l'intervento e rilevare l'osteolisi in una prospettiva a lungo termine.

A conoscenza dei ricercatori, non è stato condotto alcuno studio controllato randomizzato su coppe HXLPE cementate di terza generazione che utilizzano RSA.

Ipotesi Esiste una riduzione a medio termine in vivo dell'usura volumetrica del polietilene con alveolo acetabolare cementato HXLPE E1™ di terza generazione rispetto all'HXLPE di seconda generazione.

Materiale: 70 pazienti idonei saranno inclusi dopo il consenso informato scritto. I partecipanti saranno randomizzati con il metodo della busta all'invasatura acetabolare cementata E1™ o Marathon™. L'intervento sarà eseguito presso gli ospedali di Vestre Viken HF e l'ospedale universitario di Oslo HF, Ullevål ortopeden.

Impianto Gli investigatori utilizzeranno due diversi alveoli acetabolari in PE cementati;

1. MarathonTM è un HXLPE di prima generazione. Il polietilene è reticolato con 5 Mrad che corrisponde ad un PE semi reticolato.
2. L'E1™ cementato è un UHMWPE altamente reticolato interamente stabilizzato con vitamina E di terza generazione. I test in vitro hanno mostrato una riduzione del tasso di usura volumetrica del 99% confrontando E1™ con ArComXL™ HXLPE, (polietilene altamente reticolato) sotto elevato stress da contatto e una riduzione del 95% del tasso di usura confrontando E1™ con ArCom™ sotto elevato stress dell'area di contatto. La morfologia delle particelle di usura di E1™ è simile a quella del materiale ArCom™.

La protesi femorale non cementata Collared Corail™ (De Puy, Varsavia, Indiana, USA) è un impianto conico in titanio completamente rivestito con idrossiapatite da 150 micron con una sopravvivenza superiore al 95% dopo 15 anni. La protesi caput utilizzata è Cobalt Chrome 32 mm Articul/EZE™ (De Puy, Varsavia, Indiana, USA) Refobacin™ (Biomet Europe, Berlino, Germania) Bone Cement R è un cemento osseo positivo ai raggi X ad alta viscosità. Una bustina da 40 g di Refobacin® Bone Cement R contiene 0,5 g di gentamicina.

Tecnica chirurgica Il paziente viene operato nella posizione scelta dal chirurgo e in anestesia spinale. Di conseguenza l'approccio segue le preferenze del chirurgo. Quando si sceglie l'approccio posterolaterale, deve essere eseguita una riparazione della capsula e dei rotatori esterni. Prima dell'intervento vengono impiantate un totale di 6 sfere di tantalio da 1,0 mm nel perimetro dell'alveolo e 7 sfere nell'acetabolo. L'invasatura acetabolare è posizionata il più vicino possibile a 45° di abduzione e 30° di antiversione.

Il chirurgo postoperatorio classificherà direttamente la posizione del cotile soggettivamente come antiverso, neutro, retroverso, prossimale, distalizzato.

Addestramento postoperatorio Nel postoperatorio il paziente viene mobilizzato con pieno carico sin dal primo giorno.

Analisi radiologiche Radiografia convenzionale del bacino, proiezioni anteroposteriore e laterale dell'anca preoperatoria, postoperatoria e a 24 (60, 120) mesi RSA (analisi radiostereometrica) postoperatoria, 3, 12, 24 (60, 120) mesi, la RSA sarà analizzato all'ospedale universitario di Ullevål

Controllo clinico Harris Hip Score, EQ-5D e WOMAC saranno compilati prima dell'intervento e a 2, 5 e 10 anni.

Analisi dei dati L'analisi RSA sarà eseguita presso il Centro di ricerca implantare e radiostereometrica di Oslo (CIRRO).

L'analisi dello studio è condotta sotto la guida del CIRRO.

Archiviazione dei dati I dati saranno raccolti e archiviati presso il server per la ricerca presso l'Oslo University Hospital. Tutti i dati sono archiviati in forma anonima. Ogni paziente riceve un ID dello studio. La chiave di randomizzazione e l'identità sono memorizzate separatamente.

Statistiche Una penetrazione di oltre 0,1 mm all'anno nelle articolazioni in polietilene indica un tasso di usura che porterà a future osteolisi1.

Valore scientifico In primo luogo, se è possibile dimostrare che le tecniche di produzione del polietilene sviluppate di recente riducono il tasso di usura in vivo e hanno comunque un buon risultato clinico e radiologico, abbiamo motivo di credere di avere la possibilità di ridurre significativamente il tasso di revisione dopo THA .

In secondo luogo, i nuovi impianti dovrebbero essere accuratamente studiati e documentati prima di un uso diffuso. Questo potrebbe salvare molti pazienti da possibili fallimenti disastrosi come il passato ci ha insegnato (Boneloc, Carbon compress Poly).

Sicurezza per il paziente. Gli investigatori seguiranno le normali routine per THA pre, per e postoperatorio. Saranno seguite le routine standardizzate per quanto riguarda la profilassi delle infezioni e della trombosi seguendo le raccomandazioni del consiglio nazionale norvegese di ortopedia. È stato dimostrato che l'impianto di sfere di tantalio ha effetti collaterali trascurabili.

L'E1TM e il Marathon PE sono clinicamente testati nella PTA non cementata, gli altri componenti della protesi hanno più di 10 anni di documentazione clinica e RSA.

Biomet coprirà le spese tra cui:

Costo aggiuntivo per l'acquisto e la conservazione della protesi rispetto alla protesi standard. Biomet o Stryker non detengono alcun diritto di copia o altra forma di proprietà sul risultato di questo studio.