Gli impianti ortopedici sono dispositivi artificiali incorporati nelle ossa e nelle articolazioni per ripristinare la normale funzione. Spesso, gli impianti ortopedici fungono da protesi articolari nei casi in cui l’anca, il ginocchio, la spalla o il gomito sono stati danneggiati da lesioni o da malattie come l’artrosi, dove l’usura delle articolazioni porta a dolore e rigidità. Gli impianti ortopedici vengono solitamente utilizzati solo quando i metodi di trattamento non chirurgici hanno fallito. Tendono a usurarsi dopo un certo numero di anni e, per questo motivo, gli impianti dati a persone più giovani potrebbero dover essere sostituiti a un certo punto.
Per realizzare impianti ortopedici vengono utilizzati diversi materiali, tra cui plastica, ceramica e metalli come acciaio inossidabile e titanio. Gli impianti possono essere fissati in posizione in vari modi. Si possono usare cemento o viti per ancorarli, oppure possono essere tenuti in posizione dalla pressione dell’ambiente circostante. Spesso, l’osso che cresce intorno a un impianto ortopedico può aiutare a fissarlo. A volte una parte di un impianto è cementata mentre un’altra parte no, come nel caso di un tipo di sostituzione dell’anca, denominata ibrida, in cui lo stelo che porta la parte sferica dell’articolazione può essere fissato con cemento mentre la coppa ricevente è non.
Gli impianti ortopedici in titanio hanno i vantaggi di essere forti ma leggeri e il corpo di solito non reagisce a loro. Uno svantaggio è che è difficile per le cellule ossee aderire alla superficie lucida del metallo, rendendo difficile la fusione con l’osso come parte del processo di guarigione. I progressi nella ricerca stanno trovando nuovi modi per incidere tubi microscopici chiamati nanotubi sulla superficie del titanio, un processo che in precedenza era troppo costoso per essere pratico. La struttura di questi nanotubi li rende attraenti per l’acqua e fornisce un ambiente adatto per la crescita delle cellule.
Sebbene gli impianti ortopedici abbiano vantaggi, come l’aumento della mobilità e la riduzione del dolore associato a lesioni o malattie degenerative delle articolazioni, ci sono alcuni svantaggi che si verificano occasionalmente. Gli impianti possono allentarsi o rompersi e raramente il corpo può reagire contro di essi. A volte può insorgere un’infezione, che può rendere necessaria la sostituzione di un impianto. I batteri possono crescere sulla superficie di un impianto ortopedico, formando quello che viene chiamato un biofilm, e per risolverlo l’impianto deve essere rimosso e l’infezione trattata prima di poter installare un sostituto. La ricerca sui cosiddetti idrogel può offrire speranza per il futuro, poiché queste sostanze che assorbono l’acqua sono ostili ai batteri, pur consentendo la crescita delle cellule ossee e possono essere aggiunte alla superficie di un impianto per ridurre al minimo le possibilità di infezione che prende piede.