Возможности аддитивных технологий неоценимы для медицины: среди прочего, 3D-принтеры позволяют создавать высокоточные и сложные формы для разработки протезов, полностью соответствующих анатомическим особенностям пациента. Рассмотрим два случая из хирургической практики, когда 3D-печать помогла больным восстановить здоровье и вернуться к нормальной жизни.

Использование 3D-печати для устранения сложного постоперационного дефекта

Спустя несколько лет после артропластики плечевого сустава на левой лопаточной кости 64-летний мужчина по-прежнему имел серьезные жалобы. Он страдал от центрального дефекта второго типа с атипичным окостенением вокруг гленоида. Профессор Стефан Нейс, заведующий отделением травматологии в больнице при Левенском университете (Бельгия), взялся за этот случай и провел ревизионную операцию. С учетом сложности и необычного размера дефекта в плечевой кости пациента, доктор Нейс решил сотрудничать с экспертами компании Materialise и использовать протез Glenius. Он провел операцию в два этапа, сначала удалив предыдущий протез и установив распорку, а затем установив протез Glenius.

Успешная операция

Двухэтапная операция прошла гладко и по плану. Во время удаления компонентов никаких происшествий не случилось. Удаление распорки, очищение области и взятие пробы ткани для исключения инфекций заняло около часа, после чего операционная бригада была готова установить протез. Установка протеза также прошла хорошо благодаря его компактности и подходящему размеру разреза. 

Индивидуальные медицинские шаблоны помогли определить нужное расположение. Профессор Нейс перепроверил правильность расположения протеза путем его испытания на модели кости. Затем он быстро установил протез в нужное положение, несмотря на гладкость поверхности дефекта. Наконец, он закрутил винты с помощью напечатанных на 3D-принтере направляющих. Перед установкой винтов была проверена глубина отверстий. Четыре винта были установлены так, как и было задумано, однако с пятым возникли сложности из-за неустойчивого закрепления на втором внешнем слое кости. Тем не менее, благодаря правильному прогнозированию длины предшествующих винтов, Нейс использовал ту же длину и при установке пятого винта.

Модель плеча и направляющие на операционном столе

Расположение и фиксирование подкладки гленоида заняло около 20 минут – на 10 минут меньше ожидаемого. Операционная бригада удалила направляющие и занялась подготовкой плечевой кости к распиливанию. Для восстановления нормального положения пришлось удалить существенную ее часть. Для протеза была использована цельная ножка совместно с тонким (3 мм) и крайне подвижным вкладышем. После пробного восстановления нормального положения была установлена гленосфера из кобальт-хромового сплава. Все компоненты были установлены приблизительно через 2 часа после начала операции. 

Ценность индивидуальных решений

Как уже было сказано, 3D-печать позволяет изготавливать точные и сложные формы и поэтому оптимальна для проектирования индивидуальных компонентов. Помимо этого, она дает возможность создавать хрупкие пористые структуры, что является важной особенностью протеза Glenius. Пластиковые модели и направляющие, которые использовались во время этой операции, были напечатаны из полиамида с помощью селективного лазерного спекания (SLS), а металлический протез был выполнен с помощью селективного лазерного плавления (SLM). Для ножки плечевой кости и вкладыша использовались компоненты Depuy Synthes Delta Xtend.

Доктору Нейсу очень понравилась дополнительная поддержка задней части направляющей для сверла, а также то, насколько гладко прошла операция. Индивидуальные инструменты, спроектированные для протезирования гленоида, сделали возможным точное исполнение предоперационного 3D-плана.

Послеоперационный отчет, составленный через полтора года после процедуры, показал, что протез и винты по-прежнему находятся в должном положении. Между запланированными положением и ориентацией и фактическим результатом присутствуют лишь незначительные различия.

На настоящий момент дальнейших ревизионных операций не было. Почти два года спустя после второй операции пациент по-прежнему доволен. Подвижность плеча улучшилась, а пациент снова обрел независимость.

81-летний пациент снова наслаждается жизнью после операции на бедре

Индивидуальный протез aMace, использованный для операции

Пациент в возрасте 81 года страдал от дефекта вертлужной впадины типа 3B по классификации Paprosky и уже перенес несколько ревизионных операций перед обращением к хирургу-ортопеду Дугласу Данлопу, члену Королевского хирургического колледжа, почетному профессору ортопедии Саутгемптонского университета. Это не единственный такой случай. Объединенные данные регистратур показывают, что 27% ревизионных операций являются повторными и оказываются неуспешными в три раза чаще первоначальных. 

Предыдущие ревизионные восстановительные операции этого пациента (цементированный полиэтиленовый вкладыш с краниальной металлической сеткой) были неудачными из-за расшатывания чашечки и смещения в заднюю краниальную область. Это привело к уменьшению количества костного вещества, особенно в задней краниальной области, что осложняет восстановление вертлужной впадины.

Все, кто знаком с моим отцом и знают, каким ослабленным он был до операции, поражены преображением: он будто помолодел на 20 лет и снова обрел независимость. Мне как его дочери очень приятно видеть, как он снова наслаждается жизнью.

Преимущества 3D-планирования и 3D-печати протеза тазобедренного сустава

Materialise предлагает программное обеспечение и услуги по 3D-печати, включая разработку индивидуальных протезов, таких как aMace. aMace позволяет учесть все медицинские особенности пациента и сложные механические требования к этой важной подвижной части человеческого тела. Сложная пористая структура задней части протеза aMace, которая обеспечивает врастание кости, – это еще одна особенность, которую легко можно воспроизвести с помощью 3D-печати.

Все начинается с компьютерной томографии. Она позволяет правильно спланировать операцию, вплоть до определения конкретных точек фиксации. Каждый протез Materialise aMace предоставляется с подробным 3D-анализом. Тщательное планирование вместе с шаблонами и моделями поможет успешно провести операцию. 

Набор с моделью индивидуального протеза тазобедренного сустава, использованной для пациента

Качество лечения улучшилось благодаря индивидуальному протезированию тазобедренного сустава

В сотрудничестве с клиническими инженерами Materialise Данлоп смог заранее тщательно спланировать операцию и спроектировать протез тазобедренного сустава aMace, индивидуально выполненный на 3D-принтере в соответствии с дефектом. Именно благодаря этому протез помог достичь нужной степени восстановления и фиксации. До операции пластиковая модель кости и пробный образец протеза послужили ориентиром для хирурга при подготовке операционной и правильном расположении протеза.

Для размещения винтов согласно плану были использованы направляющие. Протез помог восстановить центр вращения с учетом нужного расположения и ориентации, а также обеспечил достаточную поддержку, несмотря на ограниченное количество костного вещества (особенно в задней краниальной области). После операции пластиковую модель кости отдали пациенту, который поведал о ходе операции друзьям и родным. 

Дополнительными преимуществами решения стали планирование и индивидуальная форма, которые помогли добиться стабильности после восстановительной операции, даже с учетом отсутствия костного материала в передней краниальной области. Результатом такого подхода стала успешная ревизионная операция и удовлетворенный пациент, который, по словам его дочери, снова стал независимым от помощи извне: «Качество жизни моего отца улучшилось до невероятной степени. Он сказал, что даже если бы он выиграл лотерею на огромную сумму, он не был бы настолько счастлив!»

Исследование г-на Тэка из Гентского университета указывает на то, что протез aMace может быть крайне экономичным, поскольку устраняет возможные осложнения, которые могут привести к последующим ревизионным операциям. Это отличает его от других подобных систем. Благодаря решению aMace на сегодня пациент не проходил повторных ревизионных операций.

Автор Семен Попадюк

Источник