In che modo le proprietà di muscoli e tendini contribuiscono al cambiamento funzionale prima e dopo la sostituzione del ginocchio

L'artrosi porta alla degenerazione delle superfici articolari del femore e della tibia, con l'intervento allo stadio terminale che consiste nella sostituzione di queste superfici articolari mediante una procedura chirurgica di artroplastica totale del ginocchio (TKA). Per i pazienti sottoposti a TKA, c'è un calo significativo delle capacità funzionali durante tutto il periodo di attesa dal rinvio chirurgico alla data dell'intervento. Dopo l'intervento chirurgico, c'è un miglioramento della funzione di questi pazienti, ma non raggiungono lo stesso livello funzionale degli individui sani che non hanno subito PTG. Per misurare oggettivamente le capacità funzionali, possono essere valutati vari test di forza, mobilità ed equilibrio. Ad oggi, non è stato condotto nessuno studio per valutare come queste misure oggettive di capacità funzionale cambino durante il periodo di attesa pre-operatorio e come questo si confronti con i livelli successivi all'intervento. Per ottenere un'ulteriore comprensione dei meccanismi alla base di questi cambiamenti nella funzione, è possibile impiegare misurazioni fisiologiche di muscoli e tendini utilizzando test elettrici e imaging a ultrasuoni. Valutando i cambiamenti nella fisiologia insieme ai cambiamenti nella funzione nei pazienti con TKA e nei controlli sani, possiamo ottenere una migliore comprensione dei meccanismi alla base dei cambiamenti osservabili nella funzione dei pazienti sottoposti a TKA e come questo si confronta con i normali cambiamenti fisiologici nei controlli sani.

I pazienti sottoposti a sostituzione totale del ginocchio visiteranno il laboratorio in 5 diverse occasioni di test (1, immediatamente dopo l'invio per TKA; 2, punto medio tra l'invio e l'intervento; 3, 2 settimane prima dell'intervento; 4, 6 settimane dopo l'intervento; 5, 6 mesi dopo l'intervento. Ad ogni sessione di test i partecipanti inizieranno compilando questionari relativi all'abilità funzionale complessiva. Eseguiranno quindi test funzionali della parte superiore e inferiore del corpo per ottenere misure dell'abilità funzionale dipendente dagli arti. Dopo le misure funzionali, saranno ottenute le misure a riposo dei muscoli e dei tendini che circondano il ginocchio e il gruppo muscolare del quadricipite utilizzando una combinazione di ecografia e misurazioni sulla superficie della pelle. I partecipanti saranno quindi dotati di elettromiografia di superficie (sEMG) sui muscoli che compongono i gruppi muscolari del quadricipite e dei muscoli posteriori della coscia per misurare l'attività muscolare durante le misurazioni successive. L'attività muscolare riflessa sarà valutata attraverso la stimolazione elettrica sub-massimale e massimale del nervo femorale tramite elettrodi di stimolazione al carbonio posizionati sulla superficie cutanea. I partecipanti eseguiranno quindi tre contrazioni volontarie massime (MVC) che richiedono loro di estendere la gamba il più forte possibile contro il trasduttore di forza. La stimolazione verrà applicata prima, durante e dopo le MVC per valutare il livello di attivazione muscolare. Dagli MVC, verranno stabilite attività di tracciamento submassimale di 5,10,25,50 e 75% MVC. Utilizzando la forza visualizzata su uno schermo di fronte ai partecipanti, sarà loro richiesto di produrre contrazioni fino a questi livelli di forza e mantenere il livello di forza per 5 secondi al fine di quantificare la stabilità della forza. Durante queste attività di tracciamento submassimale, la sonda ecografica verrà posizionata sulla giunzione tra il muscolo quadricipite e il tendine per registrare l'allungamento del tendine per la quantificazione delle proprietà meccaniche del tendine.

Queste procedure saranno preformate per la gamba chirurgica di 30 pazienti sottoposti a TKA per confrontare le differenze tra le gambe attraverso punti temporali, e anche 30 partecipanti sani di controllo non sottoposti a TKA che sono abbinati per età e sesso al gruppo di pazienti eseguiranno queste misure su la loro gamba non dominante utilizzando la stessa spaziatura tra le sessioni di test. Le misure saranno confrontate tra la chirurgia dei pazienti e la gamba non dominante di controlli sani per valutare le differenze nel tempo nel gruppo di pazienti e come questo si confronta con i normali cambiamenti in una popolazione sana nello stesso periodo di tempo. Questo studio cercherà di determinare quali misure di cambiamento fisiologico prima dell'intervento chirurgico predicono meglio l'ottimizzazione della funzione del paziente e il miglioramento dopo l'intervento chirurgico.