Prototipazione virtuale di un modello innovativo di sistema protesico di ginocchio

La protesi di ginocchio su cui si è sviluppato lo studio proposto è la NexGen MBK (Mobile Bearing Knee) prodotta dalla Zimmer USA, Inc. Questa è una protesi totale a menisco mobile non stabilizzata posteriormente. Nella fase iniziale del lavoro si è proceduto alla ricostruzione del modello CAD della protesi originale grazie a cui è stato possibile identificare le limitazioni della protesi e le possibili modifiche apportabili per ottimizzare la cinematica e la stabilità dell’articolazione. Dall’analisi cinematica è stata evidenziata la possibilità di intervento al fine di incrementare l’angolo di flessione. Le modifiche apportate hanno consentito un incremento di circa 13° rispetto al valore valutato coi componenti originali. Per facilitare, inoltre, il tipico movimento di roto-scivolamento dei condili femorali sul piatto tibiale sono state eseguite due ulteriori modifiche: 1) è stata inserita una camma, tra le due espansioni condilari, ed un perno (detto post), montato sul piatto tibiale per permettere l’arretramento del polietilene; 2) è stato introdotto un accoppiamento sferico fra piatto tibiale e polietilene per consentire la rotazione fisiologica. A conclusione delle modifiche CAD sono stati eseguiti prototipi rapidi, mediante steriolitografia, del nuovo modello. Questi hanno dato la possibilità all’equipe medica del Centro Traumatologico Ortopedico di Firenze diretta dal Prof. Aglietti, che ha collaborato allo svolgimento dell’attività, di verificare che ciò che era visualizzato a schermo rispecchiasse esattamente le aspettative. Si è infine proceduto all’analisi dinamica del nuovo modello con lo scopo di analizzare l’interazione reciproca dei vari componenti durante la dinamica del passo ed altri movimenti tipici. I risultati ottenuti sono stati confrontarti con quelli eseguiti sul modello originale evidenziando ulteriormente l’efficacia delle modifiche effettuate.