Confronto della funzionalità meccanica dei sistemi per fusione vertebrale anteriore “AxiaLif” e “Vision Cage” per mezzo di modelli agli elementi finiti

La colonna vertebrale è la struttura portante del corpo umano, che ne permette il movimento. In ogni momento della vita di una persona, il rachide viene sottoposto a una compressione pari quasi alla metà del peso del corpo, portando nel corso degli anni ad un inevitabile degrado della capacità di assorbire e distribuire uniformemente questo peso. Complici anche i movimenti non fisiologici, il rachide va incontro a delle patologie strutturali come degenerazione discale, spondilolistesi e, più frequentemente, conseguenze algesiche come forti e cronici dolori alla schiena. Per risolvere queste patologie, laddove le terapie conservative falliscono, si interviene chirurgicamente con la gold standard delle procedure: la fusione o stabilizzazione intervertebrale. Questa tecnica chirurgica generalmente prevede la fissazione posteriore con viti e barre e molto spesso è completata con la fusione anteriore tramite cage intervertebrali o con una vite assiale. In questo lavoro di tesi si analizzano tensioni, deformazioni e spostamenti subiti dalle parti biologiche che maggiormente sono coinvolte in queste procedure, ovvero L5 e la prima vertebra del sacro. Si confronta le due metodologie di fusione anteriore spinale nel worst scenario, ovvero senza la fissazione spinale posteriore. Si sono implementati due modelli agli elementi finiti in grado di simulare il comportamento meccanico del peso fisiologico in condizioni di osteointegrazione, sia per la cage Vision e sia per la vite AxiaLIF, i due sistemi di fusione vertebrale anteriore analizzati in questo studio. Le componenti ossee del modello sono state ricavate con la tecnica CTtoFEM, mentre i due dispositivi sono stati progettati al CAD. Nel contesto analizzato e con un carico applicato equivalente a poco più di quello fisiologico, i dispositivi non hanno recato danno al tessuto osseo circostante. Poiché non è stata rilevata una netta differenza tra i due dispositivi, per poter discriminare l’uno dall’altro è doveroso compiere altre analisi, come per esempio una simulazione di spondilolistesi, sbandamenti laterali o movimenti di torsione. Questo studio, se aumentato di complessità e confrontato con ulteriori analisi complementari come quelle sopra descritte, sarà in grado di determinare preintervento, quale sarà l’impianto più adatto al quadro clinico di ogni specifico soggetto. Con una visione più ottimistica, ma ad oggi non così lontana, si potrebbero utilizzare queste analisi come processi di progettazione e produzione di dispositivi clinici subject specific.