Команда хирургов-ортопедов в Южной Корее успешно заменила всю кость лодыжки — таранную кость — титановым имплантатом, изготовленным на 3D-принтере .

Исследование , опубликованное в журнале «The Journal of Foot and Ankle Surgery» доктором Бомсу Кимом из Университета Инха и доктором Мёнгын Сонгом из Католического университета Квандонг , впервые описывает клинические результаты тотального эндопротезирования таранной кости из чистого титана, напечатанного на 3D-принтере. Ранее при этой операции использовались имплантаты из керамики или титанового сплава, но никогда не использовались имплантаты, изготовленные полностью из коммерчески чистого титана, разработанного и изготовленного методом селективной лазерной плавки на металлическом принтере 3D Systems DMP 350.

Проблема: когда отмирает лодыжка

Таранная кость — небольшая, сложного строения кость в голеностопном суставе, соединяющая голень и стопу, обеспечивая движение вверх и вниз, необходимое для ходьбы и поддержания равновесия. При прекращении кровоснабжения таранной кости, состоянии, известном как аваскулярный некроз (АВН), кость может разрушиться и даже распасться, вызывая хроническую боль и скованность.

На протяжении десятилетий у пациентов с тяжёлым разрушением таранной кости был только один вариант — операция по сращению, при которой кости лодыжки соединяются навсегда. Хотя это и устраняет боль, оно также ограничивает подвижность. По сути, пациент жертвует подвижностью ради стабильности.

Идея замены самой таранной кости вместо сращения сустава относительно нова и рискованна. Эта кость небольшая, имеет необычную форму и окружена тонким хрящом. Если что-то в медицине кажется невозможным, то именно здесь на помощь приходит 3D-печать, особенно в сфере персонализированного ухода, где такие уникальные случаи требуют решений, которые традиционные производители имплантатов просто не могут предложить.

Как работает решение, напечатанное на 3D-принтере

Чтобы создать каждый имплантат, команда доктора Кима начинала с компьютерной томографии лодыжек пациента. В случаях, когда таранная кость была слишком повреждена для корректного сканирования, в качестве модели использовалась здоровая лодыжка противоположной ноги, «цифровое зеркальное отражение которой было точно подобранно».

Каждый протез был затем напечатан на 3D-принтере из чистого титана (Grade 2) на принтере 3D Systems DMP 350, принадлежащем Cube Labs Inc. , корейской компании, производящей медицинские изделия и специализирующейся на ортопедической 3D-печати. ​​Аппарат использует технологию селективной лазерной плавки (SLM), сплавляя слои титанового порошка в сплошную анатомически точную структуру.

Примечательно, что напечатанная таранная кость имеет внутренние полости для уменьшения веса и гладкую, герметичную внешнюю поверхность, обеспечивающую естественное обтекание голеностопного сустава. После печати имплант был обработан и стерилизован на сертифицированном предприятии, соответствующем стандартам GMP (Good Manufacturing Practice), перед хирургической установкой.

Результаты: новый взгляд на мобильность

Команда выполнила тотальное эндопротезирование таранной кости (ТЭТ) 39 пациентам с первичным или посттравматическим АВН, наблюдая за ними в среднем два года. Результаты оказались невероятными. По словам хирургов, уровень боли снизился со среднего значения 8,2 из 10 до операции до всего лишь 2,1 после. Подвижность голеностопного сустава увеличилась почти вдвое — с примерно 50° до более чем 95°. Более 90% пациентов отметили, что они «очень довольны и готовы повторить процедуру».

По словам специалистов, осложнения были редкими и незначительными; лишь у нескольких пациентов образовались небольшие костные шпоры или кисты, а у двоих наблюдалось небольшое смещение имплантата, но никому не потребовалась повторная операция.

«Краткосрочные результаты трансплантационной трансплантации таранной кости с использованием протезов из чистого титана были благоприятными, продемонстрировав значительное облегчение боли, восстановление функций и высокую степень удовлетворенности», — пишут авторы. «Трансплантация таранной кости из чистого титана — это доступный и эффективный метод лечения первичного или посттравматического аваскулярного некроза таранной кости».

Хотя 3D-печать уже преобразила производство индивидуальных медицинских имплантатов, включая бедренные кости, челюсти и черепные пластины, печать целой лодыжки из чистого титана является огромным шагом вперед.

В исследовании отмечено, что ранее протезы таранной кости изготавливались из керамики или кобальт-хромовых сплавов, которые часто были тяжёлыми, хрупкими или менее биосовместимыми. Титановые сплавы уже испытывались ранее, но это первое сообщение о протезе таранной кости из полностью чистого титана в большой группе пациентов.

Более того, исследование показывает, что чистый титан лёгкий, гибкий и хорошо адаптируется к особенностям человеческого тела. Это делает его идеальным материалом для суставов, снижая давление на хрящевую ткань и риск аллергических реакций. Благодаря 3D-печати каждый имплантат можно изготовить с идеальной посадкой и за несколько недель, а не месяцев.

Исследование также показывает, как 3D-печать позволяет врачам проводить индивидуальные операции, сохраняющие суставы. Вместо сращивания суставов или использования стандартных имплантатов теперь они могут сканировать, печатать и заменять целые кости точно изготовленными для каждого пациента .

Группа доктора Кима сейчас проводит долгосрочное наблюдение за пациентами, чтобы оценить, как эти имплантаты прослужат в течение пяти-десяти лет, но предварительные данные убедительны: люди, которые когда-то жили с закрепощённой и болезненной лодыжкой, снова могут свободно ходить благодаря титановой детали, напечатанной на 3D-принтере. Это, пожалуй, доказательство того, что 3D-печать превращается в стандартный хирургический инструмент, способный восстанавливать части тела человека лучше, чем любые традиционные методы.

Фото: Полный протез таранной кости из титана, изготовленный на 3D-принтере.

Источник