Pedicle Screws Provide Superior Fatigue Resistance compared with lateral mass Screws in the subaxial cervical spine: A Paired Cadaveric Study
In uno studio cadaverico appaiato che utilizza test di fatica a totoggle cranio-caudale progressivo ciclico, le viti peduncolari cervicali hanno dimostrato una resistenza alla fatica, una capacità di carico massima e una rigidità significativamente superiori rispetto alle viti della massa laterale nella colonna cervicale subassiale.
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La colonna vertebrale umana è un prodigio di ingegneria, una colonna flessibile che sostiene il peso della testa consentendoci al contempo di guardarci intorno, annuire e inclinare il capo. Quando una malattia o un infortunio danneggiano la parte inferiore del collo, i chirurghi devono spesso stabilizzare l'area utilizzando viti e aste metalliche. Per tenere fermamente in posizione queste viti, devono fare presa sull'osso con forza sufficiente a resistere ai costanti e sottili movimenti della vita quotidiana. Per decenni, l'approccio standard è stato quello di ancorare le viti nei blocchi ossei situati ai lati delle vertebre, noti come massa laterale. Tuttavia, queste viti interagiscono solo con il guscio esterno dell'osso. Un metodo alternativo prevede l'inserimento di viti attraverso il stretto ponte osseo del peduncolo e in profondità nel corpo principale della vertebra. Questo percorso offre una presa più lunga e un contatto con l'osso interno più resistente, ma è tecnicamente più difficile da eseguire. La domanda critica per i chirurghi non è solo se la vite si adatti, ma se resisterà nel tempo mentre il paziente si muove, o se si allenterà lentamente e fallirà sotto lo stress ripetitivo del vivere.
Un team di ricercatori presso l'University Medical Center di Gottinga si è posto l'obiettivo di rispondere a questa domanda testando i due metodi fianco a fianco. Non si sono affidati a modelli informatici o a semplici test di trazione, che misurano quanta forza sia necessaria per estrarre una vite tirandola dritto verso l'esterno. Volevano invece vedere come le viti resistessero al tipo di movimento oscillatorio ripetitivo che avviene all'interno di un corpo vivente. Hanno preso dieci vertebre da donatori umani, che andavano dal terzo al settimo livello del collo, e le hanno preparate per il test. In un design ingegnoso, ogni vertebra fungeva da controllo per se stessa: su un lato, hanno inserito una vite nella massa laterale e, sul lato opposto, hanno inserito una vite peduncolare. Ciò ha garantito che qualsiasi differenza nei risultati fosse dovuta al tipo di vite e non a variazioni nella qualità ossea tra diverse persone.
I ricercatori hanno poi montato queste vertebre in una macchina capace di applicare una forza di oscillazione ritmica su e giù sulla testa di ogni vite. Hanno iniziato con un carico molto leggero e hanno aumentato leggermente la forza a ogni singolo ciclo, imitando l'accumulo graduale di stress che porta all'allentamento. Il test è continuato finché la vite non si è spostata di cinque millimetri dalla sua posizione originale, un punto che i ricercatori hanno definito come cedimento. Questo metodo ha permesso loro di misurare esattamente quanta forza la vite potesse sopportare e quanti cicli di movimento sopravviveva prima di cedere.
I risultati sono stati chiari e coerenti. Le viti peduncolari si sono dimostrate significativamente più resistenti delle viti della massa laterale in ogni singolo caso. In media, le viti peduncolari hanno sopportato una forza massima di 252,4 newton prima di cedere, mentre le viti della massa laterale hanno ceduto a 166,4 newton. In termini di resistenza, le viti peduncolari hanno sopravvissuto a una media di 2.573 cicli di oscillazione prima di raggiungere il punto di cedimento, mentre le viti della massa laterale sono durate solo 1.636 cicli. Ciò significa che le viti peduncolari hanno sopportato circa il 57 percento di movimento in più prima di allentarsi. Inoltre, le viti peduncolari sono rimaste più rigide durante il test, resistendo meglio al traballamento rispetto alle loro controparti. In ogni singola coppia di vertebre testate, la vite peduncolare ha superato la vite della massa laterale.
Lo studio ha anche esaminato come la densità dell'osso influenzasse i risultati. Sebbene i ricercatori abbiano riscontrato che il vantaggio della vite peduncolare fosse più evidente nelle ossa con minore densità, hanno avvertito che questa osservazione si basava su un numero limitato di campioni e richiede ulteriori indagini. Il messaggio principale rimane la superiorità meccanica della vite peduncolare in queste specifiche condizioni di test. Gli autori sottolineano che, sebbene questo metodo offra un chiaro vantaggio meccanico, non è privo di rischi. Il percorso attraverso il peduncolo è stretto e vicino a nervi e vasi sanguigni vitali, richiedendo abilità chirurgica precisa e una pianificazione attenta. Pertanto, i risultati suggeriscono che quando un chirurgo può inserire in sicurezza una vite attraverso il peduncolo, farlo può fornire una fissazione più durevole per i pazienti con instabilità del collo, offrendo un ancoraggio più forte contro il movimento incessante del corpo.
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