Dischi artificiali - Il futuro è luminoso

Circa l'80% degli americani soffre di mal di schiena significativi almeno una volta nella vita e per molte persone i disturbi spinali sono un problema permanente. I costi personali e monetari associati a questo problema diffuso sono sconcertanti. Una delle principali cause di mal di schiena e disturbi spinali è la degenerazione dei dischi spinali. La degenerazione del disco è dolorosa e spesso difficile da trattare. Una delle opzioni chirurgiche più promettenti attualmente in fase di sviluppo è l'uso di dischi artificiali.

Che cos'è un disco spinale?
Gli spazi tra ciascuna vertebra della colonna vertebrale (dischi spinali) fungono da ammortizzatori per la colonna vertebrale. Con l'avanzare dell'età, questi dischi possono deteriorarsi. Quando ciò accade, perdono le loro capacità di assorbimento degli urti e causano dolore e usura sulla vertebra.

Opzioni di trattamento attuali
Le opzioni non chirurgiche per le persone con dolore al collo e alla schiena includono riposo, calore, antidolorifici, terapia fisica e manipolazione chiropratica. Sfortunatamente, questi trattamenti falliscono in un numero significativo di pazienti.

Quando le opzioni terapeutiche non chirurgiche falliscono, la chirurgia è spesso il passo successivo. Questo di solito significa chirurgia della fusione spinale. Sfortunatamente, ci sono una serie di inconvenienti a subire una fusione spinale. Innanzitutto, l'osso non sempre guarisce o "fonde" correttamente. In effetti, le percentuali di successo complessive per queste procedure vanno dal 48% all'89%. In secondo luogo, una fusione spinale a uno o più livelli provoca rigidità e riduzione del movimento della colonna vertebrale. In terzo luogo, la fusione spinale a uno o più livelli aumenta lo stress per il resto della colonna vertebrale. Questo stress trasferito può causare lo sviluppo di nuovi problemi agli altri livelli, con conseguente ulteriore intervento alla schiena. Chiaramente, è necessaria un'opzione di trattamento alternativa.

Dischi artificiali: perché sono importanti?
Abbiamo tutti sentito parlare di interventi chirurgici di sostituzione dell'anca e del ginocchio. Queste procedure hanno fornito molto sollievo alle persone che soffrono di dolore in quelle aree. Ma per quanto riguarda la sostituzione del disco spinale? È questa l'opzione che milioni di malati di schiena hanno cercato?

L'idea della sostituzione del disco spinale non è nuova. Fu tentato per la prima volta 40 anni fa quando un chirurgo impiantò sfere di acciaio inossidabile negli spazi del disco di oltre 100 pazienti. Questi sforzi pionieristici sono stati seguiti da oltre un decennio di ricerche sui processi degenerativi della colonna vertebrale, della biomeccanica spinale e dei biomateriali prima che riprendessero seri sforzi per produrre un disco artificiale. Oggi, la sostituzione del disco artificiale è considerata sperimentale e non è ancora stata approvata dalla Food and Drug Administration (FDA), ma l'obiettivo è quello di sviluppare un dispositivo che eliminerà il dolore causato dalla degenerazione del disco mantenendo mobilità e funzionalità.

Dischi artificiali: caratteristiche chiave del design
Esistono diversi fattori che i progettisti devono tenere presente quando sviluppano un disco artificiale. Il dispositivo deve essere in grado di mantenere una corretta spaziatura intervertebrale, consentire l'intera gamma di movimento e fornire stabilità. Deve inoltre essere disponibile in varie dimensioni per soddisfare le esigenze di altezza e spaziatura del paziente. Come un disco naturale, il disco artificiale deve fungere da ammortizzatore, soprattutto se verrà utilizzato contemporaneamente su più livelli della colonna vertebrale. Infine, il disco artificiale deve essere molto resistente. L'età media di un paziente che necessita di una sostituzione del disco lombare è di circa 35 anni. Ciò significa che per evitare la necessità di un intervento chirurgico di revisione, il disco artificiale deve durare almeno 50 anni. È stato stimato che un individuo compie 2 milioni di passi all'anno e si piega 125.000 volte; pertanto, nell'aspettativa di vita di 50 anni del disco artificiale, ci sarebbero oltre 106 milioni di cicli. Questa stima non include nemmeno il sottile movimento del disco che si verifica con i 6 milioni di respiri che ognuno di noi fa ogni anno!

Anche la composizione di un disco artificiale è un fattore importante nello sviluppo di questa tecnologia. Deve essere realizzato con materiali sicuri da impiantare nel corpo umano, che non causino reazioni allergiche e che non danneggino altre parti della colonna vertebrale. Inoltre, sarebbe l'ideale se il disco artificiale fosse fatto di un materiale che potrebbe essere facilmente visto su una radiografia o altri test di imaging. Ciò renderebbe più semplice per il chirurgo monitorare nel tempo l'efficacia del disco artificiale.

Dischi artificiali - Cosa c'è all'orizzonte?
Oggi ci sono 4 "tipi" di dischi artificiali studiati e testati. Includono dischi compositi, idraulici, elastici e meccanici. Di seguito è una breve descrizione di ciascuno.

Dischi compositi
Il disco più impiantato finora è un disco composito chiamato Link SB Charité disc (ora il disco artificiale CHARITÉ, DePuy Spine, Inc.). Questo dispositivo è composto da un distanziatore in polietilene e due piastre metalliche separate ed è disponibile in diverse dimensioni. Ha anche un anello attorno per renderlo visibile su una radiografia.

Disco artificiale CHARITÉ
Foto per gentile concessione di DePuy Spine, Inc.

La Food and Drug Administration (FDA) ha approvato il disco artificiale CHARITÉ (DePuy Spine, Inc. di Raynham, MA) per l'uso nel trattamento del dolore associato alla malattia degenerativa del disco. Il dispositivo è stato approvato per l'uso a un livello nella colonna lombare (da L4-S1) per i pazienti che non hanno avuto alcun sollievo dalla lombalgia dopo almeno sei mesi di trattamento non chirurgico.

Questo dispositivo è stato impiantato in oltre un migliaio di pazienti europei con risultati relativamente buoni. Ulteriori studi clinici che utilizzano questo dispositivo sono in corso in Europa, Stati Uniti, Argentina, Cina, Corea e Australia.

Ci sono stati diversi rapporti sui risultati di un disco cervicale artificiale, che è stato originariamente sviluppato a Bristol, in Inghilterra. Questo disco è un dispositivo a sfera con presa in acciaio inossidabile. È fissato alla vertebra con viti. I risultati di questo dispositivo sono stati buoni e ulteriori studi clinici sono stati condotti in Europa e in Australia.

Il disco di Bristol

Il sistema di dischi cervicali Bryan è un altro disco artificiale di tipo composito progettato con un nucleo elastico a basso attrito, resistente all'usura con due piastre metalliche di forma anatomica. Una membrana flessibile forma uno spazio sigillato e contiene un lubrificante per ridurre l'attrito e l'usura. L'impianto consente la normale gamma di movimento ed è disponibile in cinque dimensioni. L'esperienza clinica iniziale con la protesi totale del disco cervicale Bryan è stata promettente.

Protesi del disco cervicale di Bryan

Dischi artificiali idraulici
I dischi artificiali idraulici hanno un'anima gelatinosa coperta da una "giacca" di polietilene a trama fitta. Prima di essere impiantato, il nucleo di idrogel a forma di pellet viene compresso e disidratato per ridurne al minimo le dimensioni. Una volta impiantato, il rivestimento esterno tessuto consente al fluido di passare attraverso il nucleo, che inizia immediatamente ad assorbire il fluido e ad espandersi. La maggior parte dell'espansione avviene nelle prime 24 ore dopo l'intervento, sebbene siano necessari circa 4-5 giorni affinché il nucleo di idrogel raggiunga la massima espansione. Il posizionamento di due impianti idraulici nello spazio del disco generalmente fornisce l'ascensore necessario per ripristinare e mantenere l'altezza dello spazio del disco nella maggior parte dei pazienti.

Nucleo del disco protesico PDN

Questo tipo di disco artificiale è stato ampiamente testato e i risultati sono stati buoni. Attualmente, sono in corso ulteriori valutazioni cliniche in Europa, Sudafrica e Stati Uniti.

Dischi elastici
I dischi artificiali di tipo elastico sono costituiti da un'anima di gomma legata a due piastre terminali in titanio. I risultati dei test sono stati mescolati. 6 pazienti che hanno ricevuto questo tipo di disco artificiale sono stati valutati dopo un minimo di 3 anni, momento in cui i risultati sono stati classificati come segue: 2 eccellenti, 1 buono, 1 giusto e 2 scarso. Uno dei dischi elastici in un paziente con scarso risultato ha sviluppato uno strappo nella gomma. Da quel momento, un disco elastico di seconda generazione in silicone anziché in gomma è stato approvato per ulteriori test.

Acroflex Disc

Dischi meccanici
Diversi dischi artificiali a perno o a sfera sono stati sviluppati per la colonna lombare. Un dispositivo, realizzato con piastre incernierate in metallo con molla interposta, è stato testato su ovini con buoni risultati. Un altro dispositivo ha un nucleo in polietilene e piastre terminali in metallo con due ali verticali. I pazienti che hanno ricevuto questo impianto hanno riportato risultati da buoni a eccellenti.

Il futuro è luminoso
La sostituzione artificiale del disco spinale non è solo possibile, ma ha il potenziale di rivoluzionare il trattamento della degenerazione spinale e fornire sollievo a milioni di malati di mal di schiena. Lo sviluppo di un disco artificiale presenta ancora molte sfide, ma i risultati degli sforzi iniziali sono stati promettenti. Resta sintonizzato ... il futuro è luminoso.