Prevenzione farmacologica delle complicanze in chirurgia protesica: il riassorbimento osseo, il fallimento dell’impianto, la recidiva di frattura

Un aspetto di particolare importanza in chirurgia ortopedica è, senza ombra di dubbio, rappresentato dal fallimento dell’impianto protesico. Oggigiorno sono a disposizione numerose armi, ovvero farmaci, indicati nella riduzione dell’osteolisi asettica.

L’osteolisi asettica è ritenuta la principale fra le cause più frequenti di fallimento dell’impianto di artroprotesi. L’ipotesi più accreditata è che un’alta densità minerale ossea fornisca miglior supporto per la fissazione dell’impianto e che, quindi, sia essenziale contrastare la tendenza al riassorbimento osseo, spostando l’equilibrio metabolico verso un aumento dell’attività osteoblastica. Questo concetto sposa appieno l’evidenza nota da tempo rappresentata dal fatto che nei primi tre mesi del post-operatorio la perdita minerale ossea è massima. In seguito, con l’utilizzo della neoarticolazione, le particelle di usura della protesi (wear debris) agiranno anch’esse in senso osteolitico. La perdita di massa ossea interessa sia le artroprotesi che le endoprotesi e si osserva sia nelle protesi cementate che non cementate. Inoltre, il costante aumento dell’aspettativa di vita dovuto all’invecchiamento della popolazione, è un indice del futuro aumento del numero di pazienti che verranno sottoposti ad intervento di artroprotesi ed a interventi di revisione. Infatti, come indicato dal report annuale del Registro svedese dell’artroprotesi d’anca, negli ultimi 15 anni l’incremento degli interventi di revisione risulta addirittura del 60%.

Si capisce quindi come l’osteoporosi peri-protesica, ossia lo spiccato riassorbimento del tessuto osseo intorno all’impianto, sia causa di dolore, di inaffidabilità meccanica e di reintervento per sostituzione.
La causa di questo fenomeno può essere riconosciuta in due ipotesi patogenetiche, che non sono necessariamente l’una alternativa dell’altra, e cioè una:

  1. modificata sollecitazione meccanica dell’articolazione,
  2. reazione flogistica asettica contro il materiale protesico

Alterata sollecitazione meccanica


Questa prima ipotesi si basa sul fatto che la protesi scarica sulla diafisi, quindi, la metafisi e l’epifisi sono alleggerite e si crea pertanto una ipo-sollecitazione meccanica di tutto il sistema e quindi l’osteoporosi peri-protesica. Questo perché l’osso intorno alla protesi adegua densità e struttura in funzione delle nuove sollecitazioni meccaniche a cui è sottoposto l’impianto (stress-shielding). Sono state pertanto studiate e introdotte nuove protesi che scaricano il peso in modo equilibrato sull’osso femorale atte a ridurre tale fenomeno.

Reazione flogistica contro il materiale protesico


La seconda ipotesi patogenetica è legata all’origine ematopoietica del sistema; l’origine midollare dell’osteoclasta è definita dall’appartenenza della cellula alla linea monocitico/macrofagica ed è probabile che il macrofago possa evolvere in osteoclasto. Questa ipotesi è molto importante perché si riflette sull’inibizione dell’attività macrofagica. Esistono infatti delle citochine che stimolano l’attività macrofagica e, quindi, osteoclastica. Queste citochine osteoclastogeniche sono le stesse che si ritrovano attorno al materiale peri-protesico da usura (per esempio, particelle di polietilene) e sono le stesse che aumentano notevolmente in altre patologie nelle quali si ha anche un’alterazione dell’architettura, della qualità e della resistenza dell’osso come, ad esempio, nella malattia di Paget, nell’artrite reumatoide, nel mieloma e nelle patologie periodontali. È quindi chiaro come il denominatore comune ipotizzato, e quindi il problema in tutte queste patologie, sia legato anche all’esaltazione dell’attività osteoclastica. Da queste considerazioni prende corpo l’ipotesi patogenetica che prevede la produzione di citochine osteoclastogeniche che esaltano il turnover osseo e, quindi, il riassorbimento osseo peri-protesico, analogamente a quanto avviene nel processo di osteoporosi sistemica. Tutto ciò porta ad allargare gli orizzonti e a capire quanto il concetto di osteoporosi con il perfezionarsi delle conoscenze è mutato nel tempo; in particolare, nell’ultimo decennio il medico si è trovato a dover affrontare problematiche legate alla questione della frattura in post-menopausa, alla severità della frattura, all’”effetto domino”, alla resistenza e qualità dell’osso, alla scelta della miglior terapia anti-riassorbitiva nell’ottica di migliorare anche la qualità di vita del paziente. Da qui la ricerca e l’impiego di sempre nuove molecole che hanno dato la possibilità di far scegliere al medico, e all’ortopedico in particolare, la terapia ottimale sia di fronte a casi di osteoporosi grave come anche di scegliere con la massima sicurezza la terapia più appropriata per prevenire le complicanze del post-protesizzazione.

L’evoluzione del concetto di osteoporosi


Rispetto ai cosiddetti “punti deboli” (fratture vertebrali, dell’omero, del femore e del polso) e alle fratture da fragilità, il medico si trova a dover considerare la frattura un evento che non deve considerarsi un accidente isolato, ma – come recita il medico legale – evento che va inteso come sintomo di una malattia sistemica che nessuno può ignorare. Nel momento in cui si tratta la prima frattura osteoporotica, noi infatti trattiamo l’epifenomeno di una malattia che è stata asintomatica per lungo tempo e che può essere il prologo di un fenomeno ben più grave rappresentando l’inizio della cascata fratturativa che coinvolge sia le fratture vertebrali, spesso multiple e gravi, sia quelle non vertebrali e di femore. L’osteoporosi è una patologia tipica del paziente anziano, di sesso femminile soprattutto, ma anche maschile, che presenta un rischio di fratture vertebrali e femorali che si quadruplicano nelle varie decadi di età e dove la frattura d’anca è sempre sinonimo di gravità dell’osteoporosi. Se si pensa poi che 1/3 degli ottantenni incorre in fratture del collo del femore, il problema non sarà solo medico, ma anche etico e sociale in quanto il 40% delle persone non recupera l’indipendenza con conseguenze rilevantissime per tutta la famiglia con un 50% di disabilità, un 25% che necessiterà assistenza domiciliare, un aumentato rischio di frattura del femore controlaterale entro un anno e un 20% di esiti infausti.

Le fratture


Tra le fratture osteoporotiche quelle vertebrali da compressione (VCF) sono le più comuni e rappresentano un indice di fragilità scheletrica che va ricercato e individuato tempestivamente per poter prevenire il rischio fratturativo futuro. Le VCF, anche gravi, risultano infatti sotto-diagnosticate in molti casi (dal 27 al 60%) sia dai radiologi che dai clinici rappresentando pertanto un problema diffuso a livello mondiale. La localizzazione più frequente è quella nel tratto toracico medio (T7-T8) e nella giunzione toraco-lom-bare (T12-L1), cioènelle zone maggiormente sottoposte a sollecitazioni meccaniche e in cui la cifosi è più pronunciata. Le deformità somatiche nelle VCF possono essere a cuneo, biconcave o dovute a schiacciamento e riflettono il deterioramento della microarchitettura ossea. Esse possono essere classificate in deformità lievi, con una riduzione dell’altezza del 20-25%; moderate, riduzione dell’altezza del 25-40%; e gravi, con una riduzione superiore al 40%. Questa classificazione (classificazione di Genant) permette
di calcolare lo Spinal Deformity Index (SDI) secondo un punteggio semiquantitativo (SQ) allocando a ogni deformità un valore numerico:

  • normale = 0
  • lieve = 1
  • moderata = 2
  • grave = 3

Se per ogni vertebra viene assegnato un punteggio seguendo la classificazione di Genant si ottiene una somma di tutti i punti che indica, appunto, lo SDI ovvero un indice che esprime in un unico numero sia la gravità che lanumerosità delle fratture. Più alto sarà il valore ottenuto, più grave sarà lo stato dello scheletro del paziente, con ovvie ricadute nella pratica clinica. Infatti, lo SDI è in grado di esprimere meglio della Dexa la resistenza ossea globale misurata come probabilità di ri-fratturarsi nei 3 anni successivi.

“Effetto domino”


Al cosiddetto “effetto domino” esistono due conseguenze: un aumento del rischio di nuove fratture vertebrali in base al numero e alla gravità delle fratture vertebrali al basale, e un aumento del rischio di fratture non vertebrali in base al numero e alla gravità delle fratture vertebrali e non vertebrali. Ciò a indicare che il numero e la gravità delle fratture al basale predicono numero e gravità delle nuove  fratture e che la gravità (SQ) delle fratture al basale è associata al rischio di nuove fratture vertebrali e non vertebrali. Entrambe le conseguenze aumentano il rischio sia per nuove fratture vertebrali che non, a indicare come a una prima frattura da fragilità segua sempre una ri-frattura e che la memoria delle fratture pregresse può essere interpretata come la predizione di percentuale di rischio di nuove fratture. Questo concetto è molto importante e deve essere tenuto ben presente da tutti i medici, non solo per la buona gestione e cura dei propri pazienti, ma anche per quei risvolti medico-legali che potrebbero coinvolgere lo specialista. In quest’ottica, un aspetto sempre più importante viene ricoperto dai chirurghi ortopedici la cui responsabilità dovrà essere rivolta a valutare sempre la possibilità di osteoporosi nei pazienti anziani con fratture da trauma non efficiente e stabilire se essa sia la causa dell’evento fratturativo legato alla diminuzione della massa ossea e quindi a prescrivere di routine la radiografia della colonna dorsale e lombare proprio per poter individuare tempestivamente le prime fratture, comprendere lo stato del paziente e poter quind impostare un primo trattamento terapeutico. Indicazioni al riguardo della cura dei pazienti osteoporotici fratturati vengono fornite anche dalla World Orthopaedic Osteoporosis Organization (WOOO). Per ridurre il rischio di future fratture vi è la buona norma che “a causa dell’aumentato rischio di successive fratture, le decisioni sul trattamento dovrebbero essere il più possibile aggressive per coloro che hanno già manifestato una frattura da fragilità,indipendentemente dalla densità minerale ossea”.Anche la Commissione Osteoporosi SIOT sottolinea come sia sempre compito dell’ortopedico traumatologo la diagnosi e la terapia (chirurgica o conservativa) delle fratture su base osteoporotica dell’anziano; rimane però sempre compito dell’ortopedico la terapia farmacologica atta a prevenire altre fratture. L’ortopedico ha, quindi, un obbligo professionale e morale di conoscere al meglio la terapia farmacologica dell’osteoporosi e di curare attraverso di essa e insieme alla medicina del territorio i propri pazienti che sono andati incontro a una frattura su base osteoporotica. Poiché soltanto il 15% dei pazienti con frattura riceve infatti un trattamento per l’osteoporosi occorre ricordare che il medico può nuocere anche non trattando o trattando in modo inadeguato il proprio paziente.

Le possibilità terapeutiche nella prevenzione del fallimento dell’impianto e della recidiva di frattura


Oggigiorno lo specialista ha a disposizione un armamentario terapeutico estremamente vasto per impedire, o perlo meno per arginare il procsso del turnover osseo. I bisfosfonati rappresentano la classe di farmaci anti-riassorbitivi più idonei a ridurre la mobilizzazione degli impianti. In uno studio comparativo condotto nel 2007 su cinque bisfosfonati, farmaci anti-riassorbitivi anti-fratturativi, è emerso come questi inibiscano la proliferazione dei macrofagi e ne causino l’apoptosi. In particolare, è stato rilevato come il numero di cellule apoptotiche e necrotiche siano state evidenziate a più basse concentrazioni (10-5 M) con l’impiego di risedronato e zoledronato. Inoltre, risedronato è risultato il farmaco maggiormente proapoptotico con incrementi di cellule apoptotiche significativi già a concentrazioni di 5×10-6 M (figura 5). Altri studi ne hanno evidenziato l’efficacia. Sempre nel 2007 era stato condotto un trial che aveva permesso di dimostrare (attraverso la valutazione dei marker) come risedronato riducesse il riassorbimento osseo post-operatorio dopo protesi totali d’anca non cementate. Un precedente lavoro del 2006,invece, aveva evidenziato come il bisfosfonato fosse in grado di ridurre il riassorbimento osseo post-operatorio dopo artroplastica d’anca totale. In questo caso era stato anche mostrato un aumento medio della BMD dell’1% sia nel femore controlaterale (non operato) dopo 6 mesi che nelle protesi non cementate . L’impiego dei bisfosfonati ha anche dimostrato come fosse possibile migliorare la fissazione delle viti impiantate nell’osso osteoporotico in caso di fratture pertrocanteriche. I risultati di numerosi studi sono stati quindi confermati anche da studi di follow-up dove la prevenzione della perdita di massa ossea peri-protesica femorale conseguente alla protesi d’anca mediante trattamento anti-riassorbitivo post-operatorio è efficace non solo a 1 anno dall’intervento, ma anche nel lungo tempo a 6 anni. È evidente quanto sia necessario iniziare precocemente un trattamento per la prevenzione di nuove fratture con un farmaco che abbia dimostrato un rapido beneficio antifratturativo, e questo al di là dell’osteolisi asettica. Ben si capisce, infatti, come l’azione di questi farmaci non sia limitata alla riduzione del rischio di frattura (la BMD spiega solo il 18% dell’efficacia anti-fratturativa a livello vertebrale), ma sull’aumento della qualità dell’osso. I risultati di un recentissimo lavoro indicano come risedronato
sia in grado di ridurre il rischio di fratture non vertebrali, in parte, riducendo il rimodellamento e, quindi, il numero e la dimensione della porosità intracorticale. L’aumento d’intensità della tramatura ossea ha quindi ridotto la frattura di femore del 40% e addirittura del 60% nella nicchia dei pazienti con pregresse fratture vertebrali.

Considerazioni conclusive


Ad oggi le fratture da fragilità rappresentano una sfida seria sia per l’elevato volume che per la loro complessità medica, chirurgica e logistica. Compito dell’ortopedico sarà quindi non solo riconoscere
e trattare le complicanze dell’osteoporosi, cioè le fratture da fragilità, ma anche prevenire ulteriori fratture e la tecnica chirurgica deve essere accompagnata dalla terapia farmacologica per prendere in considerazione le complicazioni inerenti la riparazione della frattura quali, ad esempio, l’osteolisi asettica. A fronte dell’elevata morbilità e mortalità, dopo una frattura da fragilità è, quindi, necessario attuare precocemente un trattamento, come, ad esempio, quello con risedronato, che dimostra:

  • efficacia nel migliorare la qualità dell’osso oltre che incrementare la BMD;
  • livelli di evidenza sulla riduzione del rischio di fratture vertebrali, non vertebrali e femorali (completo profilo di indicazioni terapeutiche) in post-menopausa, nell’anziano e nell’osteoporosi da glucocorticoidi;
  • rapidità dell’effetto anti-fratturativo;
  • efficacia nel ridurre il loosening peri-protesico;
  • sicurezza e buona compliance; con l’obiettivo di prevenire nuove fratture e migliorare la stabilità della protesi.


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