In questo articolo spieghiamo cos'è la protesi di caviglia BOX, come è nata e quali sono le alternative moderne.
- L'evoluzione delle soluzioni protesiche per la caviglia
- La protesi BOX
- I punti di forza e debolezza dei design passati
- Le alternative disponibili oggi
L'evoluzione delle soluzioni protesiche per la caviglia
L’articolazione della caviglia è congruente, cioè le sue superfici combaciano perfettamente. Questa precisione geometrica le conferisce una stabilità intrinseca e, a differenza di anca e ginocchio, la protegge dai processi di usura legati all’età.
Per questo l’artrosi dell’articolazione tibiotarsica non è tipicamente “da invecchiamento”: nell’80% dei casi è post-traumatica.
Un trauma importante, come una frattura che altera la congruenza articolare, avvia un processo degenerativo che può colpire anche pazienti giovani.
Curare questa artrosi significa affrontare tre sfide:
- Ripristinare un’articolazione congruente.
- Trattare pazienti spesso giovani e attivi.
- Correggere deformità post-traumatiche anche importanti.
Negli anni '70 la protesi totale di caviglia non era minimamente affidabile. Negli anni '80 era migliorata molto poco.
Il gold standard era l’intervento di artrodesi.
Si è mantenuto tale anche negli anni '90.
L'artrodesi di caviglia (talvolta di caviglia e sottoastragalica) eliminava il dolore, ma al prezzo della rigidità e del sovraccarico sulle articolazioni vicine.
Le prime soluzioni protesiche, invece, erano voluminose, vincolate, e a due componenti (tibiale e astragalica), con l’idea di distribuire i carichi attraverso vincoli meccanici robusti ma poco fisiologici.
Vediamo quindi il percorso che ha portato alle protesi BOX e successivamente ai moderni impianti, più anatomici e intelligenti.
Agility
Una delle soluzioni più diffuse di quella generazione era la Agility, americana, disegnata da Dr Alvine, prodotta da DePuy. Durante il mio percorso formativo negli Stati Uniti, sono stato esposto a diversi impianti Agility e a numerose revisioni.
Il concetto era semplice: grandi superfici e grandi vincoli per resistere ai carichi. Era una design protesico fix bearing, quindi a 2 componenti, di vecchia generazione:
- componente tibiale (con polietilene fissato sempre alle componenti tibiali);
- componente astragalica.
L’esperienza clinica ha dimostrato che la risposta ai grandi stress biomeccanici non poteva essere una protesi grande e rigida: le sollecitazioni si trasferivano all’osso, portando a usura precoce, mobilizzazioni e difficoltà di revisione.
STAR – Scandinavian Total Ankle Replacement
La prime protesi di successo sono state mobile-bearing.
La vera svolta non arrivò dagli Stati Uniti ma dall’Europa: un impianto in tre componenti — tibia, astragalo e polietilene mobile — in cui l’inserto agiva come un “menisco” artificiale, dissipando i carichi.
La STAR, progettata dal dr Haron Kofoed, era più piccola e più fisiologica rispetto alle precedenti. È ancora utilizzata sia in Europa che negli USA e rappresenta un esempio di successo, seppure con alcuni limiti.
Le componenti tibiali si ancoravano con due cannocchiali inseriti da davanti a dietro, soluzione che indeboliva la corticale anteriore e aumentava il rischio di cisti periprotesiche e mobilizzazione.
Teniamo presente che un terzo del peso è sostenuto dalla corticale anteriore e questo sistema di fissazione della componente tibiale è indubbiamente un limite perché lo viola.
Un altro limite è dato dal design dell’astragalo, disegnato come cilindrico, invece che troncoconico come realmente è in natura.
Hintegra
Un passo avanti importante è stato compiuto con la Hintegra, ideata da Beat Hintermann, considerato il padre della protesi di caviglia moderna.
Questa soluzione ha introdotto due miglioramenti fondamentali:
- Componente tibiale a squadra, senza foratura anteriore, evitando così di indebolire la corticale che sostiene un terzo del peso corporeo.
- Astragalo troncoconico, più fedele all’anatomia reale (raggio interno più corto di quello esterno), a differenza del disegno cilindrico della STAR.
Sono stato formato direttamente da Hintermann e, con oltre 200 casi eseguiti, sono il chirurgo con la maggiore esperienza in Italia in protesi mobile bearing.
La protesi BOX – Bologna Oxford
La protesi di caviglia BOX si basa sul concetto di isometria legamentosa, studiato dall'ingegnere Leardini, di I.O. Rizzoli. Secondo suoi studi biomeccanici, il legamento peroneo-calcaneare manterrebbe la stessa lunghezza durante tutta la flesso-estensione della caviglia, diventando il “pivot” attorno al quale progettare il movimento protesico (principio di isometria legamentosa).
In foto: una protesi BOX con le sue tre componenti.
E’ un modello concettualmente affascinante, ma presenta un limite importante: il legamento peroneo-calcaneare collega caviglia e sottoastragalica, e il suo comportamento può essere alterato da patologie o instabilità della sottoastragalica, frequenti nell'artrosi di caviglia.
Alcune caratteristiche principali non hanno favorito il successo della protesi BOX:
- Superficie tibiale convessa accoppiata a un inserto in polietilene concavo.
- Fissazione tibiale con due cannocchiali anteriori (come nella STAR), con indebolimento della corticale e maggiore rischio di cisti periprotesiche.
- Astragalo cilindrico, con stress aumentato sul comparto mediale e dolore più frequente.
- Numero ridotto di taglie (cinque contro le sei di Hintegra, per esempio), con minore adattabilità alla morfologia individuale.
- Strumentario chirurgico limitato, con impianto meno preciso e più complesso.
La protesi BOX ha rappresentato un tentativo originale di innovazione, ma i suoi limiti intrinseci di progettazione e biomeccanica ne hanno ridotto la diffusione e la durata.
I punti di forza e debolezza della protesi BOX e delle altre opzioni passate
Analizziamo punti di forza e debolezza dei design passati e di quello della caviglia BOX.
La storia delle protesi di caviglia dagli anni 70 ad oggi è un percorso di progressiva comprensione della biomeccanica e delle esigenze del paziente che ci ha portato dalle prime soluzioni ai moderni design, con affidabilità paragonabile alle attuali protesi di ginocchio (nelle casistiche dei grandi centri di riferimento).
- Con Agility, negli anni ’80 e ’90, si cercava stabilità a ogni costo: impianti grandi, vincolati e resistenti, ma poco fisiologici, con elevato rischio di usura e difficoltà di revisione.
- La STAR ha introdotto il concetto di mobile bearing, più vicino alla meccanica naturale della caviglia: dimensioni ridotte, distribuzione dei carichi più armoniosa. Un progresso importante, ma ancora con limiti tecnici, come la foratura tibiale anteriore e il disegno astragalico non anatomico.
- La Hintegra ha corretto queste criticità, evitando la foratura della tibia e rispettando la forma troncoconica dell’astragalo. È diventata un riferimento per le soluzioni mobile bearing di nuova generazione.
- La protesi BOX, infine, ha tentato una via originale basata sull’isometria di un legamento, ma con limiti strutturali che ne hanno ridotto l’affidabilità e la diffusione. I fallimenti di questo impianto sono revisionabili con protesi da revisione e interventi di artrodesi che prevedono tecniche chirurgiche con innesto osseo o cage in Titanio Porotico o Trabecular Metal.
In foto: Elaborazione 3D di TAC in carico per il planning preoperatorio.
Le alternative disponibili oggi: l’evoluzione del fix bearing e l’eccellenza del nostro gruppo
Le protesi di ultima generazione rappresentano una raffinata evoluzione del concetto fix bearing, cioè impianti a due componenti. Questo ritorno è possibile grazie alle lezioni apprese dal mobile bearing: non sono più necessari grandi vincoli per garantire stabilità, ma soluzioni piccole, anatomiche e strutturalmente intelligenti.
Le moderne opzioni fix bearing offrono benefici sia nel design che nei materiali. Un esempio è l’uso del Trabecular Metal, una lega di tantalio con struttura porosa, altamente osteoinduttiva, che promuove una solida integrazione ossea e migliora la durata dell’impianto.
Il mio gruppo ha raggiunto un primato mondiale nel campo: siamo il team che ha eseguito il maggior numero di protesi di caviglia tramite approccio laterale e con materiali in Trabecular Metal, vantando un’esperienza di oltre 2000 casi e con il maggior numero di pubblicazioni scientifiche sul tema.
Ogni anno riceviamo visitatori stranieri (15-20 chirurghi del piede) che programmano periodi di frequentazione dei nostri ambulatori e delle nostre sale per imparare una tecnica chirurgica di ultima generazione e l'organizzazione di un centro dedicato alla cura dell'artrosi di caviglia.
Grazie a questa esperienza, possiamo garantire ai pazienti soluzioni avanzate con risultati affidabili e duraturi e proseguire nella ricerca per continuare a migliorare.
Per un ulteriore approfondimento sull'intervento di protesi leggi il nostro articolo: Protesi caviglia: 12 informazioni importanti per il paziente
Bibliografia aggiornata
- Hintermann B, et al. Total ankle arthroplasty with the HINTEGRA prosthesis.
- Kofoed H, et al. Scandinavian Total Ankle Replacement (STAR) outcomes.
- Leardini A, et al. Biomechanics of the ankle joint complex.
- Usuelli FG, Maccario C, Granata F, Indino C, Vakhshori V, Tan EW. Transfibular total ankle arthroplasty: clinical, functional, and radiographic outcomes and complications at a minimum of 5‑year follow‑up. Bone Joint J. 2022 Apr;104‑B(4):472‑478.
- D’Ambrosi R, et al. Fixed‑Bearing Trabecular Metal Total Ankle Arthroplasty Using the Transfibular Approach for End‑Stage Ankle Osteoarthritis: An International Non‑Designer Multicenter Prospective Cohort Study. JBJS Open Access. 2022;7(3):e21.00143.