I VANTAGGI MECCANICI DEL TUTORE KTJ

A cura del Prof. Giancarlo Pellis

VANTAGGI MECCANICI

I principali risultati ricavati dai lavori presentati negli altri testi della sezione dedicata al Knee Top Joint hanno confermato che un dispositivo meccanico che per problemi fisioterapici supporta il ginocchio, deve riprodurre il moto fisiologico della roto-traslazione.

Nell’utilizzo pratico, si viene comunque a creare la necessità di far sovrapporre la traiettoria meccanica a quella fisiologica durante il movimento, affinché non si vengano a sviluppare conflittualità tra ginocchio e tutore.
A soluzione di questa, peraltro determinante, problematica, lo snodo a centro di rotazione variabile ha una caratteristica del tutto intrinseca alla sua cinematica: l’autocentraggio.
L’autocentraggio nasce dalla perfetta corrispondenza tra le traiettorie di due dispositivi solidali tra loro e posti in movimento. Se tra essi non esiste una perfetta sovrapposizione si viene a sviluppare una forza di attrito. Quest’ultima, tendendo ad annullarsi, fa “scivolare” necessariamente la traiettoria del dispositivo su quella del ginocchio (fig. 3.1).

Vincoli meccanica e compatibilità funzionale
I vantaggi meccanici forniti dallo snodo KTJ sono conseguenti alla disposizione dei perni che vincolano tra loro i singoli elementi meccanici. Quando lo snodo viene reso solidale ad un ginocchio leso, i vincoli diventano elementi di stabilità articolare.
Si può quindi stabilire, in base alle limitazioni imposte dal vincolo, la compatibilità a rinforzo dell’indebolimento conseguente una precisa carenza di funzionalità articolare (tabella 3.1).

Vincolo meccanico	Elemento rinforzante
Scivolamento antero-posteriore	Riduzione funzionalità LCA – LCP
Compressione e mantenimento distanza articolare	Rotture meniscali, condropatie, fratture piatto tibiale
Trazione e Compressione	Riduzione funzionalità LCL - LCM
Verticalità	Varismo – valgismo

Sopportazione del carico di punta
Il carico di punta lo possiamo incontrare nella fase di appoggio della deambulazione ed in particolare quando l’arto è teso e tutto il peso del corpo grava su di esso.
Durante la deambulazione, il peso del corpo (P) si alterna tra i due arti, sottoponendo il ginocchio a compressione.
Analizzando dettagliatamente il passo, lo possiamo scomporre in una fase di appoggio ed in una fase aerea (Fig. 3.2).
Nella fase di appoggio avviene a gamba estesa sulla coscia e, dopo il rullaggio del piede al suolo, nella fase di spinta, il ginocchio raggiunge una flessione di circa 10°-15° durante la quale i capi articolari ruotano tra loro e il carico viene distribuito sempre sugli stessi punti di contatto; nel rotolamento, infatti, ogni punto del condilo femorale corrisponde ad un punto del piatto tibiale. Tale dinamica consente alle cartilagini di non subire fasi di sfregamento che possono portare ad usura, peraltro proporzionale al peso corporeo. In particolare in tale fase la trasmissione del carico tra le superfici articolari del ginocchio avviene unicamente su due soli punti:
A – Condilo Femorale mediale / Piatto Tibiale mediale
B – Condilo Femorale laterale / Piatto Tibiale laterale
Nella fase aerea, il ginocchio è scaricato dal peso corporeo e si flette fino a 45° per permettere il basculamento del piede in avanti senza che lo stesso vada ad impattare con il suolo.

I vantaggi KTJ nella deambulazione
Nella dinamica della camminata, quando il ginocchio presenta una instabilità ascrivibile a rottura o lassità di un organo articolare, viene compromessa la regolare funzionalità dell’azione motoria interrotta, in genere, a causa del dolore.
Per evitare, quindi, tale fenomeno è indispensabile ridurre il carico che grava sui capi articolari e mantenere il più possibile i corretti rapporti articolari. Ciò può essere possibile rendendo solidale il ginocchio ad un tutore i cui vincoli meccanici sono complementari con le carenze fisiologiche causate dal trauma.

Lo scarico del peso
La geometria dello snodo, infatti, tramite i suoi perni interni che mantengono sempre il contatto tra il braccio femorale (che si sovrappone alla coscia) e quello tibiale (che si sovrappone alla gamba), agiscono anche come distributori del carico (P), sia sui punto di contatto fisiologici (equivalente biomeccanicamente ad 1/3) sia su quelli meccanici (equivalente biomeccanicamente ai 2/3) (Fig. 3.4).

La verticalità e la compatibilità funzionale
Se consideriamo anche l’effetto di stabilità verticale trasmesso dalle barre laterali e il rafforzamento determinato dalla compatibilità funzionale dai vincoli meccanici rispetto agli organi articolari lesionati (come schematizzati in Tabella 2), possiamo stabilire che il supporto di KYJ ad un ginocchio lesionato offre dei vantaggi particolarmente mirati in funzione della specificità della lesione e fa assumere al tutore, durante la deambulazione un ruolo di Stampella Dinamica.

La stampella dinamica
Il vantaggio offerto dal tutore KTJ, quindi, si ripercuote non solo nella fase di appoggio al suolo, ma anche il quella aerea nella fase di richiamo del piede. I tutori che non assecondano l’avvicinamento del centro istantaneo di rotazione ai piatti articolari, tendono, nella fase aerea, a produrre una inevitabile azione di allontanamento tra i capi articolari che si trasforma in dolore e conseguente interruzione dell’azione meccanica. In questa fase della deambulazione tale interruzione determina una necessaria interruzione della flessione con conseguente mantenimento dell’estensione dell’arto che, per permettere il basculamento verso avanti del piede, deve essere compensato con una forzata estensione dell’arto controlaterale determinando zoppia (Fig. 3.5).

Tale peculiarità rende particolarmente utile il tutore KTJ nell’immediato post-operatorio, affinché non si instaurino movimenti parassiti nocivi tendenti a modificare i preesistenti schemi motori deambulatori di anticipazione (feed-forward), quale base per il movimento involontario.

L’importanza dell’appoggio del piede nella ripresa deambulatoria
È noto che la corretta ripresa deambulatoria ha come base un corretto rafforzamento dei sistemi propriocettivi che vengono attivati unicamente con l’appoggio del piede sul terreno, regione del corpo che trasmette il maggior numero di informazioni sull’equilibrio quale base per una corretta postura e il conseguente controllo dei rapporti tra coscia/gamba/piede (Fig. 3.6).
Si può affermare, infatti che un arto con un equilibrio posturale stabile, permette di sviluppare un’attività dinamica corretta che si riflette positivamente sulla ripresa deambulatoria.

Al contrario l’uso della stampella tradizionale (Fig. 3.7) o l’utilizzo del bastone, inizialmente permette uno scarico rilevante dell’articolazione ma, in considerazione del fatto che l’appoggio avviene sempre su più punti, nella ripresa della deambulazione non viene sfruttato lo “sbilanciamento” sui quali si basa la stimolazione propriocettiva ed il conseguente ripristino degli equilibri posturali.

L’amplificatore Propriocettivo
I risultati sperimentali particolarmente importanti, di seguito indicati in riferimento ad una ripresa deambulatoria in tempi più brevi, hanno indotto ad un approfondimento sui principi fisiologici attivati dal tutore ed in particolare sui fattori che concorrono ad un appoggio “più sicuro” del piede.
Infatti, le referenze nervose sensoriali presenti negli organi articolari che sono alla base del controllo propriocettivo, (Corpuscoli del Ruffini, Corpuscoli del Pacini, ecc.), cooperano sinergicamente con i recettori cutanei dei quali fanno parte anche i nervi spinali (Fig. 3.8) che hanno una doppia funzione: sensitiva/propriocettiva (dermatomero) e motoria (miomero).
Nell’arto inferiore il dermatomero e il miomero si sovrappongono; ne deriva che una pressione cutanea locale produce una immediata risposta del gruppo muscolare sottostante il territorio interessato.
Quando all’arto viene fissato un tutore, questo si sovrappone a territori cutanei evidenziati dallo schema sotto riportato.
Nervo spinale  muscolo motore 
         L3 estensione del ginocchio (quadricipite)
         L4 flessione dorsale collo del piede (tibiale anteriore)
         L5 estensione dell’alluce (estensore lungo dell’alluce)
         S1 flessione plantare del collo del piede (tricipite della sura)

Si può così capire come un eventuale sbilanciamento registrato durante la deambulazione produce inevitabilmente delle pressioni laterali che vengono “trasmesse” dalle barre laterali alle zone cutanee sensitive. Tali pressioni vengono recepite dal dermatomero ed elaborate immediatamente per una “correzione motoria” dal miomero (Fig. 3.10).
La particolarità della movimentazione del tutore KTJ fa sì che la sensibilità della percezione cutanea non subisca interferenze determinate da sfregamenti tra tutore e cute, in virtù del perfetto parallelismo tra il moto meccanico del presidio ortopedico e quello roto-traslatorio del ginocchio il segnale “pulito” (Fig. 3.11) diventa così un “amplificatore propriocettivo” rafforzando la possibilità di un corretto appoggio del piede con il conseguente miglioramento dell’equilibrio posturale.

Fig. 3.10

Fig. 3.11

I vantaggi sull’anziano: la prevenzione delle cadute
Pare particolarmente opportuno rilevare quanto riportato nelle conclusioni del lavoro presentati all’8th Mediterranean Congress ofPhysical and Rehabilitation Medicine – Limassol (Cyprus 29/9-2/10, 2010) dai responsabili del S.C. Medicina Riabilitativa Azienda Ospedaliero-Universitaria “Ospedali Riuniti” Trieste, Mazzuchelli N, Beinat M, Lamprecht G, Marzioti P, Omati L, Possamai A, Pesavento V,  Toffano M, Zadini A., con i titoli “La ginocchiera a centro di rotazione variabile: valutazione della deambulazione e delle ADL in pazienti con gonartrosi operati di protesi agli arti inferiori”, nelle cui conclusioni viene riportato: “Il dispositivo determina inoltre un’immediata riduzione del dolore ed un miglioramento dell’equilibrio e della deambulazione con conseguente riduzione del rischio di cadute.

Peraltro, il recupero deambulatorio nell’anziano non è solo una forma di autonomia ma anche una possibilità in più contro la solitudine e l’isolamento. La possibilità di ritornare a deambulare crea una catena di vantaggi all’articolazione stessa, che si intensificano in maniera crescente man mano che il movimento diventa sempre più quantitativo.
La ripresa deambulatoria, infatti, si riflette vantaggiosamente oltre che sul rafforzamento dei controlli propriocettivi determinanti per il ripristino della stabilità posturale, anche sul sistema muscolare e su quello dei grandi sistemi organici (cardiaco, circolatorio e respiratorio) con un marcato miglioramento della qualità della vita.

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