RU2730985C1 - Method for replacement of defects of proximal tibia when performing knee joint endoprosthesis replacement and device for its implementation - Google Patents
Method for replacement of defects of proximal tibia when performing knee joint endoprosthesis replacement and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2730985C1 RU2730985C1 RU2019144219A RU2019144219A RU2730985C1 RU 2730985 C1 RU2730985 C1 RU 2730985C1 RU 2019144219 A RU2019144219 A RU 2019144219A RU 2019144219 A RU2019144219 A RU 2019144219A RU 2730985 C1 RU2730985 C1 RU 2730985C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- endoprosthesis
- augment
- defect
- bone
- planned
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B17/00—Surgical instruments, devices or methods, e.g. tourniquets
- A61B17/56—Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/38—Joints for elbows or knees
Abstract
Description
Изобретение относится к области медицины, а именно к травматологии и ортопедии, и может быть использовано при проведении операций первичного и ревизионного эндопротезирования коленного сустава при наличии массивных дефектов проксимального отдела большеберцовой кости.The invention relates to medicine, namely to traumatology and orthopedics, and can be used for primary and revision knee arthroplasty in the presence of massive defects in the proximal tibia.
Необходимость восстановления утраченной костной ткани в проксимальном отделе большеберцовой кости чаще всего возникает после травм, сопровождающихся смятием массива губчатой кости или серии ревизионных вмешательств на коленном суставе. Дефекты возникают в результате обширного остеолитического поражения (микробного или асептического), перипротезных переломов и неоднократных оперативных вмешательств на одной области, сопровождающихся обработкой костных краев.The need to restore lost bone tissue in the proximal tibia most often occurs after injuries accompanied by collapse of the cancellous bone mass or a series of revision interventions on the knee joint. Defects result from extensive osteolytic lesions (microbial or aseptic), periprosthetic fractures, and repeated surgical interventions in the same area, accompanied by the processing of bone margins.
Упомянутые дефекты проксимального отдела большеберцовой кости приводят к нестабильности непротезированного сустава, внутрикостных конструкций, патологическим переломам, вывихам ранее имплантированного эндопротеза, глубокой инфекции. Эти изменения сопровождаются болями в области коленного сустава на стороне поражения, ограничениям движений в коленном суставе и укорочению голени вплоть до вынужденного положения ноги вследствие сгибательно-разгибательной контрактуры и обездвиживания больного. Из-за отсутствия костной ткани в области проксимального отдела большеберцовой кости коллатеральные связки коленного сустава теряют место фиксации, вызывая его нестабильность, неопороспособность нижней конечности и хромоту.The mentioned defects of the proximal tibia lead to instability of the non-prosthetic joint, intraosseous structures, pathological fractures, dislocations of the previously implanted endoprosthesis, and deep infection. These changes are accompanied by pain in the area of the knee joint on the affected side, restriction of movement in the knee joint and shortening of the lower leg up to the forced position of the leg due to flexion-extension contracture and immobilization of the patient. Due to the lack of bone tissue in the proximal tibia, the collateral ligaments of the knee joint lose their place of fixation, causing its instability, non-supportability of the lower limb and lameness.
Компенсировать массивные костные дефекты при первичной и ревизионной артропластике, а также при обширном остеолитическом поражении возможно с помощью различных методик, таких как применение костных аллотрансплантатов, фирменных модульных металлических аугментов, втулок с напылением и конусов из трабекулярного тантала, а также моделируемых блоков из пористого углеродного композита. У каждой из вышеперечисленных методик есть преимущества и недостатки. Например, использование костных аллографтов [7] позволяет компенсировать практически любой объем потери костной массы, но их заготовка требует наличия у учреждения собственного костного банка, лаборатории и обученного квалифицированного персонала или выверенную логистику для своевременной доставки в место, где выполняется оперативное вмешательство, что влечет дополнительные расходы. Также замедленная остеоинтеграция, ремоделирование и как следствие нестабильность в зоне «аутотрансплантат/кость», возможное удлинение или укорочение сегмента конечности (в связи со сложностью определения величины трансплантата относительно утраченных анатомических ориентиров) могут явиться причинами раннего ревизионного вмешательства [1], [2]. Стоит отметить, что потребность в ручной адаптации концов структурного ортотопического губчато-кортикального аллотрансплантата и кости пациента с помощью хирургического интрументария вызывает дополнительные трудности, увеличивая время оперативного вмешательства, интраоперационную кровопотерю и, как следствие, повышая риск инфекционных осложнений в послеоперационном периоде наравне с вероятностью ошибки в воссоздании анатомической и механической осей конечности из-за отсутствия полноценного предоперационного планирования с помощью специализированного программного обеспечения и возможности интраоперационного контроля. Необходимость наложения гипсовой иммобилизации на прооперированную нижнюю конечности в сроках до 14 суток и ограничение осевой нагрузки от 3 до 6 месяцев снижают качество жизни пациента в восстановительном послеоперационном периоде, что может привести и ухудшению итоговых функциональных результатов. Использование модульных металлических блоков прямоугольной и/или клиновидной формы позволяет быстро и эффективно обеспечить качественную опору для компонента эндопротеза при дефектах глубиной до 10 мм, но лимитированы в размерах и форме, требуют содержания обширного склада в наличии и ограничивают выбор имплантата ввиду требования к совместимости в рамках одной системы для артропластики коленного сустава.It is possible to compensate for massive bone defects in primary and revision arthroplasty, as well as with extensive osteolytic lesions, using various techniques, such as the use of bone allografts, proprietary modular metal augments, sputtered bushings and cones made of trabecular tantalum, as well as simulated blocks of porous carbon composite ... Each of the above techniques has advantages and disadvantages. For example, the use of bone allografts [7] makes it possible to compensate for almost any amount of bone loss, but their procurement requires the institution to have its own bone bank, laboratory and trained qualified personnel or verified logistics for timely delivery to the place where the surgery is performed, which entails additional expenses. Also, delayed osseointegration, remodeling and, as a consequence, instability in the "autograft / bone" zone, possible lengthening or shortening of the limb segment (due to the difficulty of determining the size of the graft relative to the lost anatomical landmarks) may be the reasons for early revision intervention [1], [2]. It should be noted that the need for manual adaptation of the ends of the structural orthotopic spongy-cortical allograft and the patient's bone using surgical instrumentation causes additional difficulties, increasing the time of surgery, intraoperative blood loss and, as a consequence, increasing the risk of infectious complications in the postoperative period on a par with the likelihood of an error in reconstruction of the anatomical and mechanical axes of the limb due to the lack of full-fledged preoperative planning using specialized software and the possibility of intraoperative control. The need to apply plaster immobilization to the operated lower extremities within 14 days and limiting the axial load from 3 to 6 months reduce the patient's quality of life in the postoperative recovery period, which can also lead to a deterioration in the final functional results. The use of modular metal blocks of a rectangular and / or wedge-shaped shape allows you to quickly and efficiently provide high-quality support for the endoprosthesis component for defects up to 10 mm deep, but are limited in size and shape, require an extensive warehouse in stock and limit the choice of an implant due to the requirement for compatibility within one system for knee arthroplasty.
Применение металлических втулок с напылением [4, 9, 10] и конусов из трабекулярного тантала [3, 8] с фиксацией техникой тугой посадки помогает восполнить центральный дефект при интактном периферическом кортикальном крае, они обладают высоким показателем остеоинтеграции и не ограничивают хирурга в выборе производителя имплантата, но не являются универсальным решением при периферическом дефекте с нарушением целостности периферического кортикального края, так как требуют использования дополнительных решений для восполнения потери костной ткани и воссоздания надежной опоры для компонентов эндопротеза. Также они обладают довольно высокой стоимостью, приводят к необходимости содержания в наличии на складе всей линейки типоразмеров для возможности регулярного использования и связанные с этим логистические проблемы. А их удаление при ревизионном вмешательстве вызывает технические сложности [5].The use of metal bushings with spraying [4, 9, 10] and cones made of trabecular tantalum [3, 8] with fixation using a tight fit technique helps to fill the central defect with an intact peripheral cortical edge, they have a high rate of osseointegration and do not limit the surgeon in choosing an implant manufacturer , but they are not a universal solution for a peripheral defect with violation of the integrity of the peripheral cortical edge, since they require the use of additional solutions to compensate for bone loss and recreate reliable support for the components of the endoprosthesis. They also have a rather high cost, lead to the need to keep the entire range of standard sizes in stock for the possibility of regular use and the associated logistical problems. And their removal during revision intervention causes technical difficulties [5].
Также известна методика компенсации костных дефектов при выполнении эндопротезирования крупных суставов путем подбора по форме с помощью шаблонов на этапе предоперационного планирования и имплантации блоков из углеродного пористого композитного материала [11]. Несмотря на то, что углеродистый композитный материал обладает свойством биоинертности, а его пористость предполагает дальнейшую остеоинтеграцию, способ обладает целым рядом недостатков, напрямую влияющих на эффективность конечного результата, такими как: выполнение всей поверхности корпуса пористой, без планирования гладких зон и, как следствие, возможность нецелесообразного прирастания окружающих мягкотканных структур с формированием контрактуры в послеоперационном периоде; невозможность достоверно произвести интраоперационный контроль позиционирования данных блоков, ввиду окончательной адаптации формы блоков непосредственно во время операции из-за отсутствия примерочных макетов и применения высокоточных средств визуализации и моделирования с помощью специализированного программного обеспечения на этапе предоперационного планирования; необходимость использования специфического инструментария для осуществления ручной адаптации блоков во время операции; снижение по сравнению с металлом прочности и устойчивости к циклическим нагрузкам; увеличение времени оперативного вмешательства, кровопотери и риска инфекционных осложнений вследствие наличия обязательного этапа ручной адаптации блоков по форме костного ложа; отсутствие высокой степени конгруэнтности интерфейса «имплант-кость» из-за наличия техники ручной адаптации блока по форме костного ложа во время операции и, как следствие, увеличение вероятности ошибки в позиционировании устройства и уменьшение возможности его остеоинтеграции.There is also a known technique for compensating bone defects when performing endoprosthetics of large joints by fitting according to the shape using templates at the stage of preoperative planning and implantation of blocks made of porous carbon composite material [11]. Despite the fact that the carbonaceous composite material has the property of bioinertness, and its porosity presupposes further osseointegration, the method has a number of disadvantages that directly affect the effectiveness of the final result, such as: the entire surface of the body is porous, without planning smooth zones and, as a consequence, the possibility of inappropriate growth of the surrounding soft tissue structures with the formation of contracture in the postoperative period; the inability to reliably perform intraoperative control of the positioning of these blocks, due to the final adaptation of the shape of the blocks directly during the operation due to the lack of trial models and the use of high-precision visualization and modeling tools using specialized software at the stage of preoperative planning; the need to use specific tools for manual adaptation of blocks during an operation; decrease in strength and resistance to cyclic loads compared to metal; an increase in the time of surgery, blood loss and the risk of infectious complications due to the presence of a mandatory stage of manual adaptation of blocks to the shape of the bone bed; the absence of a high degree of congruence of the “implant-bone” interface due to the presence of the technique of manual adaptation of the block to the shape of the bone bed during surgery and, as a consequence, an increase in the probability of error in positioning the device and a decrease in the possibility of its osseointegration.
Наиболее близкими по технической сущности и функциональному назначению являются известные методики замещения дефектов с использованием линейки универсальных конструкций с пористой структурой и наличием канала для удлиняющей интрамедуллярной ножки в виде конусов из тантала фирмы «Zimmer» [3, 8] и втулок с напылением фирмы «DePuy Johnson & Johnson» [4, 9, 10]. Недостатки данных известных методик состоят в невозможности замещения дефектов при отсутствии опороспособных стенок проксимального отдела большеберцовой кости; невозможности обеспечить прочное сращение мышечных волокон и связочных структур при необходимости их рефиксации к импланту; увеличении объема костного дефекта, что связано с необходимостью моделирования костного ложа под форму стандартного аугмента, а данная манипуляция, соответственно, увеличивает время проведения оперативного вмешательства; необходимости использования специальных наборов инструментов для их установки; высокой стоимости фирменных имплантов; необходимости содержания на складе в наличии всей линейки типоразмеров имплантов и связанные с этим логистические проблемы, в том числе в связи с их производством и ввозом из-за пределов Российской Федерации; выполнение всей поверхности корпуса пористой, без планирования гладких зон и, как следствие, вероятность нежелательного прирастания к нему мягкотканных структур; отсутствие опции на этапе предоперационного планирования создать дополнительные точки опоры и фиксации импланта на кости с целью обеспечения его большей стабильности и опороспособности.The closest in technical essence and functional purpose are the well-known methods of replacing defects using a line of universal structures with a porous structure and the presence of a channel for the lengthening intramedullary pedicle in the form of tantalum cones from Zimmer [3, 8] and sputtered bushings from DePuy Johnson & Johnson ”[4, 9, 10]. The disadvantages of these known techniques consist in the impossibility of replacing defects in the absence of supporting walls of the proximal tibia; the impossibility of ensuring a strong fusion of muscle fibers and ligamentous structures, if necessary, their refixation to the implant; an increase in the volume of the bone defect, which is associated with the need to model the bone bed under the shape of a standard augment, and this manipulation, accordingly, increases the time of surgery; the need to use special sets of tools for their installation; the high cost of branded implants; the need to keep the entire range of standard sizes of implants in stock and the associated logistical problems, including in connection with their production and import from outside the Russian Federation; making the entire surface of the body porous, without planning smooth zones and, as a result, the likelihood of unwanted accretion of soft tissue structures to it; the lack of an option at the stage of preoperative planning to create additional points of support and fixation of the implant on the bone in order to ensure its greater stability and support.
Задача изобретения состоит в разработке способа замещения дефектов проксимального отдела большеберцовой кости при эндопротезировании коленного сустава и устройства индивидуальной формы для его осуществления, лишенных вышеперечисленных недостатков.The objective of the invention is to develop a method for replacing defects in the proximal tibia during knee arthroplasty and a device of an individual form for its implementation, devoid of the above disadvantages.
Технический результат предлагаемого изобретения состоит в обеспечении опороспособности и восстановлении функции нижней конечности, а также в обеспечении полноценной опоры для большеберцового компонента эндопротеза коленного сустава и прочной его первичной фиксации; точного восполнения дефекта костной ткани с воссозданием анатомической формы поврежденной большеберцовой кости; полноценного контакта соприкасающихся поверхностей аугмента и большеберцового компонента эндопротеза; лучших условий для надежной остеоинтеграции аугмента в воспринимающее костное ложе; оптимальных условий для прикрепления к аугменту околосуставных мягких тканей в нужных местах или снижения их адгезии; уменьшение травматичности операции и сохранения максимально возможного объема пораженной большеберцовой кости; сокращения времени оперативного вмешательства и снижения его технической сложности.The technical result of the present invention is to provide support and restore the function of the lower limb, as well as to provide full support for the tibial component of the knee joint endoprosthesis and its strong primary fixation; precise filling of the bone tissue defect with the reconstruction of the anatomical shape of the damaged tibia; full contact of the contacting surfaces of the augment and the tibial component of the endoprosthesis; better conditions for reliable osseointegration of the augment into the receiving bone bed; optimal conditions for attaching periarticular soft tissues to the augment in the right places or reducing their adhesion; reducing the trauma of the operation and preserving the maximum possible volume of the affected tibia; reducing the time of surgery and reducing its technical complexity.
Результат изобретения достигается за счет того, что в способе замещения дефектов проксимального отдела большеберцовой кости при выполнении эндопротезирования коленного сустава устанавливают аугмент и большеберцовый компонент эндопротеза, согласно изобретению, на этапе предоперационного планирования выполняют посредством данных тонкосрезной компьютерной томографии построение трехмерной модели проксимального отдела большеберцовой кости с дефектом и замещающего дефект аугмента посредством аддитивных технологий с использованием при необходимости КТ-изображений контрлатеральной большеберцовой кости, а также с учетом формы большеберцового компонента эндопротеза и планируемого аугмента с их взаимным позиционированием, определяют индивидуальную форму корпуса аугмента с учетом конфигурации костного дефекта, планируют и намечают на 3D модели аугмента гладкие и пористые зоны его поверхности, планируют толщину его стенок, планируют посредством виртуальной реконструкции необходимые оси и костные ориентиры, а также, при необходимости, места будущего прикрепления мягкотканных околосуставных структур, в которых планируют каналы для проведения лигатур с целью их подшивания, а далее создают окончательный вариант аугмента, полностью компенсирующего имеющийся костный дефект и конгруэнтного прилегающей к нему поверхности большеберцового компонента эндопротеза; на следующем этапе производят 3D печать пластикового прототипа аугмента и пластиковой модели проксимального отдела большеберцовой кости с костным дефектом, а после примерки и подгонки посредством очистки от рубцовой ткани и сглаживания краев костного дефекта для облегчения установки аугмента с учетом большеберцового компонента эндопротеза, а после его примерки с использованием большеберцового компонента эндопротеза производят 3D печать аугмента из порошкового титана в полном соответствии с созданной 3D моделью; на этапе реконструктивной операции вначале устанавливают индивидуально спланированный аугмент в дефект проксимального отдела большеберцовой кости, сглаживая при необходимости его края, а после достижения необходимой конгруэнтности устанавливают с использованием костного цемента под необходимым углом наклона и с учетом спланированных осей и анатомических ориентиров стандартный большеберцовый компонент эндопротеза.The result of the invention is achieved due to the fact that in the method of replacing defects in the proximal tibia when performing knee arthroplasty, an augment and the tibial component of the endoprosthesis are installed, according to the invention, at the stage of preoperative planning, a three-dimensional model of the proximal tibia with a defect is constructed using thin-cut computed tomography data and replacing the augment defect by means of additive technologies using, if necessary, CT images of the contralateral tibia, as well as taking into account the shape of the tibial component of the endoprosthesis and the planned augment with their mutual positioning, determine the individual shape of the augment body, taking into account the configuration of the bone defect, plan and outline in 3D augment models smooth and porous zones of its surface, plan the thickness of its walls, plan through virtual reconstruction the necessary axes and bone or landmarks, as well as, if necessary, the places of future attachment of soft tissue periarticular structures, in which canals are planned for carrying out ligatures for the purpose of suturing them, and then the final version of the augment is created, which fully compensates for the existing bone defect and the congruent surface of the tibial component of the endoprosthesis adjacent to it; at the next stage, 3D printing of a plastic prototype of the augment and a plastic model of the proximal tibia with a bone defect is performed, and after fitting and fitting by cleaning from scar tissue and smoothing the edges of the bone defect to facilitate the installation of the augment, taking into account the tibial component of the endoprosthesis, and after trying it with using the tibial component of the endoprosthesis, 3D printing of the augment from powder titanium is performed in full accordance with the created 3D model; at the stage of reconstructive surgery, an individually planned augment is first installed in the defect of the proximal tibia, smoothing its edges if necessary, and after reaching the necessary congruence, the standard tibial component of the endoprosthesis is installed using bone cement at the required angle of inclination and taking into account the planned axes and anatomical landmarks.
Также результат изобретения достигается за счет того, что в устройстве для осуществления способа замещения дефектов проксимального отдела большеберцовой кости при выполнении эндопротезирования коленного сустава, которое включает полый корпус с пространственной пористостью, состоящий из диафизарной и метафизарной частей, согласно изобретению, корпус в персонифицированной форме изготовлен с использованием аддитивных технологий на основе трехмерного моделирования на этапе планирования оперативного вмешательства; корпус выполнен по индивидуальному рельефу проксимального отдела большеберцовой кости в соответствии с имеющимся дефектом; внутренняя поверхность корпуса конгруэнтна ответной поверхности компонента эндопротеза; наружная поверхность корпуса выполнена с индивидуально подобранными гладкими и пористыми зонами; толщина стенок корпуса подобрана индивидуально на предоперационном планировании. Корпус может содержать как минимум три канала на передней поверхности для проведения лигатур с целью подшивания мягких тканей, причем входное и выходное отверстия канала выполнены снаружи.Also, the result of the invention is achieved due to the fact that in the device for implementing the method of replacing defects of the proximal tibia when performing knee arthroplasty, which includes a hollow body with spatial porosity, consisting of diaphyseal and metaphyseal parts, according to the invention, the body in a personalized form is made with the use of additive technologies based on three-dimensional modeling at the stage of planning surgery; the body is made according to the individual relief of the proximal tibia in accordance with the existing defect; the inner surface of the body is congruent with the counter surface of the endoprosthesis component; the outer surface of the body is made with individually selected smooth and porous zones; the thickness of the walls of the case is selected individually during preoperative planning. The body may contain at least three channels on the front surface for carrying out ligatures for suturing soft tissues, with the inlet and outlet openings of the channel being made outside.
Обеспечение полноценной опоры для большеберцового компонента эндопротеза коленного сустава и прочной его фиксации достигается за счет конгруэнтности внутренней поверхности аугмента соответственно ответной части компонента эндопротеза с учетом его планируемого типоразмера и наличие пористой поверхности, для обеспечения проникновения костного цемента (полиметилметакрилат) в корпус аугмента, с использованием высокоточного предоперационного планирования с учетом данных тонкосрезной мультиспиральной компьютерной томографии, содержащей данные об анатомических ориентирах конечности с возможностью определения референтных линий, в т.ч. с использованием при необходимости КТ-изображений контралатеральной (интактной) конечности;Providing full support for the tibial component of the knee endoprosthesis and its strong fixation is achieved due to the congruence of the inner surface of the augment, respectively, of the counterpart of the endoprosthesis component, taking into account its planned size and the presence of a porous surface, to ensure the penetration of bone cement (polymethylmethacrylate) into the augment body, using high-precision preoperative planning, taking into account the data of thin-cut multispiral computed tomography, containing data on the anatomical landmarks of the limb with the ability to determine the reference lines, incl. using, if necessary, CT images of the contralateral (intact) limb;
Обеспечение точного восполнения дефекта костной ткани с воссозданием анатомической формы поврежденной большеберцовой кости достигается за счет предоперационного планирования с построением компьютерных моделей дефекта, аугмента с корпусом индивидуальной формы (согласно конфигурации дефекта) и компонента эндопротеза, их взаимного расположения относительно анатомической и механической осей;Ensuring accurate replacement of the bone defect with the reconstruction of the anatomical shape of the damaged tibia is achieved through preoperative planning with the construction of computer models of the defect, an augment with an individual shape body (according to the configuration of the defect) and a component of the endoprosthesis, their relative position relative to the anatomical and mechanical axes;
Обеспечение полноценного контакта соприкасающихся поверхностей аугмента и большеберцового компонента эндопротеза достигается за счет моделирования внутренней поверхности корпуса индивидуального устройства с учетом формы ответной части большеберцового компонента эндопротеза;Ensuring full contact of the contacting surfaces of the augment and the tibial component of the endoprosthesis is achieved by modeling the inner surface of the body of the individual device, taking into account the shape of the mating part of the tibial component of the endoprosthesis;
Обеспечение лучших условий для остеоинтеграции аугмента в воспринимающее костное ложе достигается за счет формы и размера пор аугмента, которые имитируют естественные, составляя 700 мкм, размер страт (балок пористости) 0,45 мм. Также это позволяет обеспечить первичную осевую и ротационную стабильность компонентов в раннем послеоперационном периоде при использовании техники тугой посадки;Providing the best conditions for osseointegration of the augment into the receiving bone bed is achieved due to the shape and size of the pores of the augment, which imitate the natural size of the strata (porosity beams) of 0.45 mm, amounting to 700 microns. It also makes it possible to provide the primary axial and rotational stability of the components in the early postoperative period using the tight fit technique;
Оптимальные условия для прикрепления к аугменту околосуставных мягких тканей в нужных местах достигаются за счет моделирования на этапе предоперационного планирования на поверхности корпуса аугмента гладких и пористых зон, а также при необходимости создания дополнительных технологических отверстий в корпусе для рефиксации мягкотканных анатомических структур с помощью нерассасывающихся хирургических нитей;Optimal conditions for attachment of periarticular soft tissues to the augment in the right places are achieved by modeling smooth and porous zones on the surface of the augment body at the stage of preoperative planning, as well as, if necessary, creating additional technological holes in the body for refixing soft tissue anatomical structures using non-absorbable surgical sutures;
Обеспечение снижения травматичности операции и сохранении максимально возможного объема пораженной большеберцовой кости достигается за счет отсутствия необходимости моделирования костного ложа по форме фирменного импланта стандартного типоразмера;Ensuring a reduction in the invasiveness of the operation and preservation of the maximum possible volume of the affected tibia is achieved due to the absence of the need to model the bone bed in the form of a branded implant of a standard size;
Обеспечение сокращения времени оперативного вмешательства и как следствие снижения кровопотери с риском инфекционных осложнений, а также снижения его технической сложности достигается за счет применения напечатанных из пластика на 3D принтере макетов костного дефекта и аугмента, созданных на этапе предоперационного планирования, для облегчения ориентации компонентов во время операции и снижения вероятности ошибки в их конечном позиционировании.Ensuring a reduction in the time of surgical intervention and, as a result, a decrease in blood loss with the risk of infectious complications, as well as a decrease in its technical complexity, is achieved through the use of bone defect and augment models printed from plastic on a 3D printer, created at the stage of preoperative planning, to facilitate orientation of components during surgery and reducing the likelihood of error in their final positioning.
На фигурах изображены:The figures show:
Фигура 1 - Устройство для реализации способа замещения центрального и периферического костного дефекта при артропластике коленного сустава;Figure 1 - A device for implementing a method for replacing a central and peripheral bone defect in knee arthroplasty;
Фигура 2 - Устройство для реализации способа замещения центрального и периферического костного дефекта при артропластике коленного сустава, имеющее каналы для фиксации лигатурами собственной связки надколенника в анатомической проекции утраченной бугристости большеберцовой кости;Figure 2 - A device for implementing the method of replacing the central and peripheral bone defect in arthroplasty of the knee joint, having channels for fixing the patellar ligament with ligatures in the anatomical projection of the lost tuberosity of the tibia;
Фигура 3 - Интраоперационное изображение устройства для замещения костного дефекта, имеющего корпус индивидуальной формы с каналами для фиксации лигатурами собственной связки надколенника в анатомической проекции бугристости большеберцовой кости во время имплантации в зону костного дефекта при проведении ревизионной артропластики коленного сустава;Figure 3 - Intraoperative image of a device for replacing a bone defect, having an individually shaped body with channels for fixing the patellar ligament with ligatures in the anatomical projection of the tibial tuberosity during implantation into the bone defect area during revision arthroplasty of the knee joint;
Фигура 4 - Трехмерная модель большеберцовой кости с дефектом, построенная на основании данных КТ-исследования, пациента, которому необходима ревизионная артропластика коленного сустава с использованием устройства для замещения костного дефекта, имеющего корпус индивидуальной формы;Figure 4 - Three-dimensional model of the tibia with a defect, built on the basis of CT data, a patient who needs revision arthroplasty of the knee joint using a device for replacing a bone defect with an individually shaped body;
Фигура 5 - Трехмерная модель большеберцовой кости, построенная на основании данных КТ-исследования, пациента, которому необходима ревизионная артропластика коленного сустава с замещенным дефектом устройством, имеющим корпус индивидуальной формы;Figure 5 - Three-dimensional model of the tibia, built on the basis of CT data, of a patient who needs revision arthroplasty of the knee joint with a defect replaced by a device having an individually shaped body;
Фигура 6 - Изображение устройства для замещения костного дефекта, имеющего корпус индивидуальной формы и макета большеберцовой кости с дефектом в сборе с макетом индивидуального аугмента;Figure 6 - Image of a device for replacing a bone defect, having an individually shaped body and a model of the tibia with a defect, assembled with a model of an individual augment;
Фигура 7 - Интраоперационное изображение примерки макета устройства для замещения костного дефекта, имеющего корпус индивидуальной формы при проведении ревизионной артропластики коленного сустава;Figure 7 - Intraoperative image of trying on a model of a device for replacing a bone defect, having an individually shaped body during revision arthroplasty of the knee joint;
Фигура 8 - Интраоперационное изображение имплантированного устройства для замещения костного дефекта, имеющего корпус индивидуальной формы, перед этапом имплантации большеберцового компонента эндопротеза коленного сустава.Figure 8 - Intraoperative view of an implanted device for bone defect replacement, having a custom-shaped body, before the stage of implantation of the tibial component of the knee endoprosthesis.
Изобретение осуществляется следующим образом.The invention is carried out as follows.
Лечение пациентов в соответствии с заявляемым изобретением проходит поэтапно: первый этап - «подготовительный», включающий в себя выполнение пациенту мультиспиральной компьютерной томографии, моделирование костного дефекта и создание устройства индивидуальной формы; второй - «хирургический», включающий в себя имплантацию созданного ранее устройства индивидуальной формы; третий - «послеоперационный восстановительный», включающий проведение послеоперационной терапии в условиях стационара, обучение пациента ходьбе и упражнениям для восстановления объема движений после операции; четвертый - «оценки результатов», включающий мониторинг качества жизни и области оперативного лечения путем визуального наблюдения, инструментальных исследований и опроса по шкалам.Treatment of patients in accordance with the claimed invention takes place in stages: the first stage is "preparatory", which includes performing a multispiral computed tomography for the patient, modeling a bone defect and creating a device of an individual shape; the second is "surgical", which includes the implantation of a previously created device of an individual shape; the third - "postoperative recovery", which includes postoperative therapy in a hospital setting, teaching the patient to walk and exercises to restore range of motion after surgery; the fourth - "evaluating the results", which includes monitoring the quality of life and the area of surgical treatment by visual observation, instrumental studies and questioning on scales.
Первый этап. Выполняют обследование пациента, с применением рентгенографии и мультиспиральной тонкосрезной компьютерной томографии с шагом 0,5-1 мм с захватом тазобедренного и голеностопного суставов. На сегодняшний день имеющееся программное обеспечение позволяет реконструировать и определять объем и геометрию костных дефектов с целью планирования хирургического вмешательства на основании данных компьютерной томографии [6]. Мультиспиральная компьютерная томография с подавлением металлических артефактов позволяет идентифицировать остеолиз вокруг компонентов эндопротеза. На основании серии срезов компьютерной томографии выполняют построение виртуальной трехмерной модели костного дефекта, определяют его размеры и конфигурацию. Трехмерное позиционирование ревизионного имплантата и индивидуального аугмента проводят с учетом сохранившихся анатомических ориентиров, стремясь к достижению нейтральной механической оси конечности во фронтальной плоскости, а также имитации индивидуального угла сгибания нижней трети бедренной кости и рекомендованного производителем эндопротеза наклона большеберцового компонента кзади в сагиттальной плоскости. При выборе ротационного положения большеберцового компонента ориентирование происходит на внутреннюю треть бугристости большеберцовой кости. При значимом разрушении анатомических ориентиров для моделирования реконструкции используют анатомические взаимоотношения противоположной конечности (Фиг. 4, Фиг. 5). Даже при наличии патологических изменений контралатерального коленного сустава трехмерная виртуальная визуализация позволяет минимизировать ошибку в ориентации и положении компонентов. Так как построение трехмерной модели коленного сустава выполняют из КТ-срезов в формате DICOM, которые содержат данные о пространственной ориентации коленного сустава и его положении относительно горизонтальной, вертикальной и сагиттальной плоскостей, то, в соответствии с индивидуальными особенностями, задают угол наклона поверхности проектируемого аугмента в трех плоскостях с точностью до долей градуса. Дистальную поверхность метафизарной 2 выполняют конгруэнтно имеющемуся дефекту большеберцовой кости, а диафизарную 1 часть устройства - конгруэнтно костномозговому каналу большеберцовой кости (наружная конфигурация диафизарной части 1 соответствует внутренней конфигурации соответствующего участка стенок костномозгового канала большеберцовой кости), с учетом обработки краев дефекта, с целью их последующей адаптации.First step. The patient is examined using radiography and multispiral thin-cut computed tomography with a step of 0.5-1 mm with the capture of the hip and ankle joints. To date, the available software makes it possible to reconstruct and determine the volume and geometry of bone defects in order to plan a surgical intervention based on computed tomography data [6]. Multispiral computed tomography with metal artifact suppression allows identification of osteolysis around the components of the endoprosthesis. On the basis of a series of computed tomography slices, a virtual three-dimensional model of the bone defect is built, its size and configuration are determined. Three-dimensional positioning of the revision implant and the individual augment is carried out taking into account the preserved anatomical landmarks, striving to achieve a neutral mechanical axis of the limb in the frontal plane, as well as to imitate the individual angle of flexion of the lower third of the femur and the tibial component posterior tilt in the sagittal plane recommended by the manufacturer of the endoprosthesis. When choosing the rotational position of the tibial component, orientation occurs to the inner third of the tibial tuberosity. In case of significant destruction of anatomical landmarks, the anatomical relationships of the opposite limb are used to simulate reconstruction (Fig. 4, Fig. 5). Even in the presence of pathological changes in the contralateral knee joint, 3D virtual imaging minimizes errors in component orientation and position. Since the construction of a three-dimensional model of the knee joint is performed from CT slices in DICOM format, which contain data on the spatial orientation of the knee joint and its position relative to the horizontal, vertical and sagittal planes, then, in accordance with individual characteristics, the angle of inclination of the surface of the projected augment is set in three planes accurate to fractions of a degree. The distal surface of the
Для оптимизации остеоинтеграции форма и размер пор аугмента на корпусе аугмента имитируют естественные, составляя 700 мкм, размер страт (балок пористости) 0,45 мм.To optimize osseointegration, the shape and size of the pores of the augment on the body of the augment mimic the natural, amounting to 700 μm, the size of the striations (porosity beams) is 0.45 mm.
После утверждения планирования операции, используя созданную в его ходе модель (Фиг. 5) изготавливают устройство на специализированном аддитивном производстве под контролем инженеров-технологов путем лазерного послойного спекания титанового порошка с последующей высокотемпературной стерилизацией. Изготовление пластикового макета устройства индивидуальной формы и костного ложа, для предварительной примерки и интраоперационного контроля положения компонентов до имплантации происходит путем печати на 3D принтере из пластика с оригинальной модели разработанного индивидуального устройства и данных компьютерной томографии пациента, с последующей химической низкотемпературной стерилизацией.After the approval of the planning of the operation, using the model created in its course (Fig. 5), the device is manufactured at a specialized additive manufacturing under the control of process engineers by laser layer-by-layer sintering of titanium powder followed by high-temperature sterilization. Manufacturing of a plastic model of a device of an individual shape and a bone bed for preliminary fitting and intraoperative control of the position of components before implantation occurs by printing on a plastic 3D printer from the original model of the developed individual device and computed tomography data of the patient, followed by chemical low-temperature sterilization.
В зависимости от конфигурации дефекта проксимального отдела большеберцовой кости корпус устройства индивидуальной формы может замещать подлежащие участки костной ткани, утраченные в результате образования центрального и периферического костного дефекта и контактировать с подлежащей опороспособной костью на уровне надмыщелков или же на уровне диафиза большеберцовой кости, эта особенность предопределяет выбор формы устройства. При наличии комбинированного дефекта метафиза - выбирается устройство индивидуальной формы, компенсирующее утраченную костную массу и воссоздающее площадь опоры для фиксации эндопротеза коленного сустава (Фиг. 1). При потере анатомической точки фиксации собственной связки надколенника одновременно с возникновением костного дефекта - выбирается устройство индивидуальной формы, компенсирующее утраченную костную массу и имеющее каналы 3 для проведения лигатур с целью подшивания мягкотканной структуры в проекции бугристости большеберцовой кости (Фиг. 2, Фиг. 3). Устройство имеет минимум три канала для проведения лигатур, а выбор количества каналов определяется на этапе планирования с учетом индивидуального размера анатомических образований, уникального для каждого пациента, на основании данных тонкосрезной КТ контрлатеральной (интактной конечности) с целью создания достаточной площади контакта и прочности фиксации при влиянии постоянных циклических нагрузок. Применение любой конфигурации устройства индивидуальной формы позволяет эффективно восполнить дефицит опороспособной поверхности, избегая нежелательного увеличения дефекта за счет адаптации костного ложа к форме устройства.Depending on the configuration of the defect in the proximal tibia, the body of the individually shaped device can replace the underlying areas of bone tissue lost as a result of the formation of a central and peripheral bone defect and contact the underlying supporting bone at the epicondyle level or at the level of the tibial diaphysis, this feature determines the choice device shape. In the presence of a combined metaphysis defect, an individual-shaped device is selected that compensates for the lost bone mass and recreates the support area for fixing the knee joint endoprosthesis (Fig. 1). When the anatomical point of fixation of the patellar ligament is lost simultaneously with the occurrence of a bone defect, an individual-shaped device is selected that compensates for the lost bone mass and has
Определяется потребность в проектировании пористых и гладких зон поверхности устройства (в зависимости от целесообразности прирастания к устройству окружающих мягкотканных структур, возможно проектирование пористых или гладких сегментов поверхности) и необходимость создания дополнительных технологических отверстий в корпусе для рефиксации мягкотканных анатомических структур с помощью нерассасывающихся хирургических нитей, а также выбор формы устройства с учетом особенностей индивидуальной анатомии пациента и величины костного дефекта (выбор точек опоры и фиксации в метафизе или диафизе), с помощью алгоритма, указанного выше.The need for the design of porous and smooth areas of the device surface is determined (depending on the feasibility of adhesion to the device of the surrounding soft tissue structures, it is possible to design porous or smooth surface segments) and the need to create additional technological holes in the body for refixing soft tissue anatomical structures using nonabsorbable surgical sutures, and also the choice of the shape of the device, taking into account the peculiarities of the individual anatomy of the patient and the size of the bone defect (selection of points of support and fixation in the metaphysis or diaphysis), using the algorithm indicated above.
Устройство (Фиг. 1, Фиг. 2) для осуществления способа выполнено из 100% титанового порошка марки ВТ-6. Устройство включает полый корпус с пространственной пористостью, который выполнен в персонифицированной форме, изготовленный с использованием аддитивных технологий на основе трехмерного моделирования на этапе планирования оперативного вмешательства и состоит из диафизарной 1 и метафизарной 2 частей. Корпус выполнен по индивидуальному рельефу проксимального отдела большеберцовой кости в соответствии с имеющимся дефектом и его внутренняя поверхность конгруэнтна ответной поверхности компонента эндопротеза. Толщину стенок корпуса подбирают индивидуально на предоперационном планировании. Наружная поверхность корпуса выполнена с индивидуально подобранными гладкими и пористыми зонами.The device (Fig. 1, Fig. 2) for the implementation of the method is made of 100% titanium powder grade VT-6. The device includes a hollow body with spatial porosity, which is made in a personalized form, manufactured using additive technologies based on three-dimensional modeling at the stage of planning surgery and consists of
Корпус может содержать как минимум три канала 3, выполненные в его толще, для проведения лигатур с целью подшивания мягких тканей, причем входное и выходное отверстия каналов выполнены снаружи.The body can contain at least three
Второй этап. Выполняют хирургическое вмешательство - первичную или ревизионную артропластику коленного сустава, используя стандартную систему эндопротезирования, с одномоментной установкой устройства индивидуальной формы. Производят стандартный передний срединный доступ к коленному суставу. Осматривают область дефекта большеберцовой кости и определяют его края, освобождают от рубцовой соединительной ткани области фиксации метафизарной 2 и диафизарной 1 частей устройства индивидуальной формы к надмыщелкам и диафизу большеберцовой кости. Производят пробную примерку аугмента, изготовленного на 3D принтере из пластика, с ориентацией большеберцового компонента эндопротеза для исключения ошибок в их позиционировании при окончательной имплантации. После пробной примерки по заранее известному ориентиру, которым является рельеф поверхности наиболее проксимального участка костного дефекта, позиционируют и устанавливают устройство. Устройство индивидуальной формы ориентируют и внедряют диафизарной 1 частью в костномозговой канал проксимальной части большеберцовой кости пористой структурой к кости до полного конгруэнтного контакта метафизарной 2 части с проксимальной поверхностью дефекта большеберцовой кости для обеспечения функции опорности (увеличение площади опоры) и последующей остеоинтеграции устройства (увлечение площади контакта) (Фиг. 7, 8). Для подшивания мягких тканей проводят лигатуры через каналы 3.Second phase. Surgical intervention is performed - primary or revision arthroplasty of the knee joint, using a standard arthroplasty system, with the simultaneous installation of an individual-shaped device. A standard anterior median approach to the knee joint is made. The area of the defect of the tibia is examined and its edges are determined, the area of fixation of the
Далее, фиксируя на костный цемент (например, полиметилметакрилат), производят установку большеберцового компонента эндопротеза коленного сустава с помощью набора специализированного хирургического инструмента, специфичного для каждой системы артропластики и использованием техники тугой посадки. Проводят контроль амплитуды движений, баланса мягких тканей и движения надколенника. Далее обильно промывают рану раствором антисептика, послойно ушивают.Then, fixing on bone cement (for example, polymethyl methacrylate), the tibial component of the knee joint endoprosthesis is installed using a set of specialized surgical instruments specific to each arthroplasty system and using a tight fit technique. Control of the range of motion, balance of soft tissues and movement of the patella. Next, the wound is washed abundantly with an antiseptic solution, sutured in layers.
Третий этап. Проводят послеоперационную антибактериальную, противовоспалительную, антитромботическую, инфузионную терапию. Пациента обучают правильной технике ходьбы в раннем послеоперационном периоде (первые сутки после оперативного вмешательства) при помощи дополнительной опоры (костыли, ходунки). Далее восстановительный послеоперационный период проходит в домашних условиях с учетом всех необходимых рекомендаций и их строгим соблюдением.Stage three. Postoperative antibacterial, anti-inflammatory, antithrombotic, infusion therapy is performed. The patient is taught the correct walking technique in the early postoperative period (the first day after surgery) with the help of additional support (crutches, walker). Further, the recovery postoperative period takes place at home, taking into account all the necessary recommendations and their strict adherence.
Четвертый этап. Проводят оценку результата лечения путем проведения рентгенографии в прямой и боковой проекциях с целью оценки остеоинтеграции устройства, а также клинических тестов амплитуды движений и стабильность коленного сустава с целью контроля восстановления функции на сроке 3, 6 и 12 месяцев после оперативного вмешательства. При необходимости выполняют коррекцию рекомендаций по программе дальнейшей реабилитации пациента.Fourth stage. The results of the treatment are assessed by performing X-ray in frontal and lateral projections in order to assess the osseointegration of the device, as well as clinical tests of the range of motion and stability of the knee joint in order to monitor the restoration of function at a period of 3, 6 and 12 months after surgery. If necessary, the recommendations for the program of further rehabilitation of the patient are corrected.
Основой концепции применения данного способа является максимальная индивидуализация создаваемого устройства согласно анатомии пациента и объема костного дефекта без необходимости его вынужденного увеличения при обработке костного ложа и краев, с целью осуществления имплантации и достижения оптимальной площади контакта на границе «имплант/кость» при использовании существующих решений в области компенсации массивных костных дефектов в случае выполнения сложных случаев первичной и ревизионной артропластики коленного сустава [7, 8, 9, 10, 11].The basis of the concept of using this method is the maximum individualization of the created device according to the patient's anatomy and the volume of the bone defect without the need for its forced increase when processing the bone bed and edges, in order to implement implantation and achieve an optimal contact area at the "implant / bone" interface when using existing solutions in areas of compensation for massive bone defects in the case of complex cases of primary and revision arthroplasty of the knee joint [7, 8, 9, 10, 11].
Далее представлены примеры клинического использования.The following are examples of clinical use.
Пациентка К. 56 лет, обратилась с жалобами на боли в области левого коленного сустава, ограничение движений и хромоту, связанные с болью в результате нестабильности артикулирующего цементного антимикробного спейсера. Диагностирован массивный дефект большеберцовой кости на уровне проксимальной трети метаэпифиза с отсутствующими мыщелками и частично надмыщелками (точками прикрепления коллатеральных и крестообразных связок коленного сустава), образованный в результате обширного микробного остеолитического поражения (Фиг. 4). В связи с объемом дефекта было принято решение использовать способ замещения костного дефекта с изготовлением устройства индивидуальной формы, имеющего метафизарно-диафизарную фиксацию, компенсирующего утраченные анатомические структуры (мыщелки и части надмыщелков большеберцовой кости) (Фиг. 5, Фиг. 6) в сочетании с шарнирным эндопротезом коленного сустава (компенсирующим функции коллатеральных и крестообразных его связок). Анатомия утраченного сегмента конечности и габариты индивидуального устройства были смоделированы с использованием данных мультиспиральной компьютерной томографии контралатеральной (интактной) конечности, с целью использования корректных значений реферетных линий и углов для его позиционирования (Фиг. 4, Фиг. 5). Все зоны поверхности корпуса в данном устройстве были одинаковой пористости, с целью наилучшей остеоинтеграции. Пациентке выполнили оперативное лечение с использованием способа замещения массивного костного дефекта проксимального отдела большеберцовой кости, включающего в себя разработку и установку устройства индивидуальной формы (Фиг. 7, Фиг. 8).Patient K., 56 years old, presented with complaints of pain in the left knee joint, limitation of movement and lameness associated with pain as a result of instability of the articulating cement antimicrobial spacer. A massive defect of the tibia was diagnosed at the level of the proximal third of the metaepiphysis with missing condyles and partially epiphysis (points of attachment of the collateral and cruciate ligaments of the knee joint), formed as a result of an extensive microbial osteolytic lesion (Fig. 4). In connection with the volume of the defect, it was decided to use the method of replacing the bone defect with the manufacture of an individual-shaped device with metaphyseal-diaphyseal fixation, compensating for the lost anatomical structures (condyles and parts of the epicondyles of the tibia) (Fig. 5, Fig. 6) in combination with a hinge endoprosthesis of the knee joint (compensating for the functions of its collateral and cruciate ligaments). The anatomy of the lost limb segment and the dimensions of the individual device were modeled using multislice computed tomography data of the contralateral (intact) limb, in order to use the correct values of the reference lines and angles for its positioning (Fig. 4, Fig. 5). All areas of the body surface in this device were of the same porosity in order to provide the best osseointegration. The patient underwent surgical treatment using the method of replacing a massive bone defect in the proximal tibia, including the development and installation of an individual shaped device (Fig. 7, Fig. 8).
На контрольной рентгенограмме через 1 год после оперативного лечения: компоненты эндопротеза стабильны, взаимоотношение устройства индивидуальной формы и компонентов эндопротеза правильное, признаков миграции и расшатывания нет. Клинически отмечено восстановление функции нижней конечности, в том числе подтвержденное данными анкетирования пациентки по шкалам «Knee Society Score (KSS)» и «Western Ontario and McMaster Universities (WOMAC)» до операции и в сроке 6, 12, 18 месяцев после оперативного лечения. Пациентка жалоб на боль не предъявляет, ходит без дополнительной опоры.On the
Пациент Т. 66 лет., обратился с жалобами на боли в области левого коленного сустава, ограничение движений и хромоту, связанные с болью в результате нестабильности неартикулирующего цементного антимикробного спейсера и несостоятельностью разгибательного аппарата коленного сустава. Диагностирован массивный дефект большеберцовой кости на уровне проксимальной трети диафиза с отсутствующими мыщелками и надмыщелками (точками прикрепления коллатеральных и крестообразных связок коленного сустава) и утратой передней стенки метафиза с точкой прикрепления собственной связки надколенника, образованный в результате обширного микробного остеолитического поражения. В связи с объемом дефекта было принято решение использовать способ замещения костного дефекта с изготовлением устройства индивидуальной формы, имеющего метафизарно-диафизарную фиксацию, компенсирующего утраченные анатомические структуры (мыщелки и надмыщелки большеберцовой кости) и имеющего каналы для фиксации лигатурами собственной связки надколенника в проекции утраченной бугристости большеберцовой кости (Фиг. 3) в сочетании с шарнирным эндопротезом коленного сустава (компенсирующим функции коллатеральных и крестообразных его связок). Анатомия утраченного сегмента конечности и габариты индивидуального устройства были смоделированы с использованием данных мультиспиральной компьютерной томографии контралатеральной (интактной) конечности, с целью использования корректных значений реферетных линий и углов для его позиционирования. Все зоны поверхности корпуса в данном устройстве были одинаковой пористости, кроме зоны расположения каналов для проведения лигатур, с целью исключения вероятности разрыва нитей при натяжении о края входных отверстий каналов при воздействии циклических нагрузок. Внутренняя поверхность каналов выполнена гладкой (непористой). Пациенту выполнили оперативное лечение с использованием способа замещения массивного костного дефекта проксимального отдела большеберцовой кости, включающего в себя разработку и установку устройства индивидуальной формы (Фиг. 3).Patient T., 66 years old, complained of pain in the left knee joint, limitation of movements and lameness associated with pain as a result of instability of non-articulating cement antimicrobial spacer and failure of the knee extensor apparatus. A massive defect of the tibia at the level of the proximal third of the diaphysis with missing condyles and epicondyles (points of attachment of the collateral and cruciate ligaments of the knee joint) and loss of the anterior wall of the metaphysis with the point of attachment of the patellar ligament proper, formed as a result of extensive microbial osteolytic lesions, was diagnosed. In connection with the volume of the defect, it was decided to use the method of replacing the bone defect with the manufacture of a device of an individual shape, having metaphyseal-diaphyseal fixation, compensating for the lost anatomical structures (condyles and epicondyle of the tibia) and having channels for fixation with ligatures of the own ligament of the patella in the projection of the tibial tuberosity bones (Fig. 3) in combination with a hinged knee joint endoprosthesis (compensating for the functions of its collateral and cruciate ligaments). The anatomy of the lost limb segment and the dimensions of the individual device were modeled using multispiral computed tomography data of the contralateral (intact) limb, in order to use the correct values of the reference lines and angles for its positioning. All areas of the body surface in this device had the same porosity, except for the area of the channels for carrying out the ligatures, in order to exclude the possibility of breaking the threads when pulled against the edges of the inlet holes of the channels when exposed to cyclic loads. The inner surface of the channels is smooth (non-porous). The patient underwent surgical treatment using the method of replacing a massive bone defect in the proximal tibia, including the development and installation of a custom-shaped device (Fig. 3).
На контрольной рентгенограмме через 1 год после оперативного лечения: компоненты эндопротеза стабильны, взаимоотношение устройства индивидуальной формы и компонентов эндопротеза правильное, признаков миграции и расшатывания нет. Фиксация собственной связки надколенника состоятельна. Клинически отмечено восстановление функции нижней конечности, в том числе подтвержденное данными анкетирования пациента по шкалам «Knee Society Score (KSS)» и «Western Ontario and McMaster Universities (WOMAC)» до операции и в сроке 6, 12, 18 месяцев после оперативного лечения. Пациент жалоб на боль не предъявляет, ходит без дополнительной опоры.On the
Результаты применения способа замещения массивных костных дефектов и устройства индивидуальной формы свидетельствуют о повышении качества ортопедической помощи и качества жизни пациента. Результаты лечения показывают и доказывают промышленную осуществимость и полезность заявляемого изобретения, достижимость его заявленных целей.The results of the application of the method for replacing massive bone defects and the device of an individual shape indicate an increase in the quality of orthopedic care and the patient's quality of life. The results of the treatment show and prove the industrial feasibility and usefulness of the claimed invention, the attainability of its stated goals.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫLIST OF REFERENCES
1) Pour А.Е., Parvizi J., Slenker N. Rotation hinged total knee replacement: use with caution. J Bone Joint Surg Am. 2007;89(8):1735-1741.1) Pour A.E., Parvizi J., Slenker N. Rotation hinged total knee replacement: use with caution. J Bone Joint Surg Am. 2007; 89 (8): 1735-1741.
2) Revision total knee arthroplasty. ed. by. Engh G.A., Rorabeck C.H. Philadelphia: Lippincott-Raven, 1997. 459 p.2) Revision total knee arthroplasty. ed. by. Engh G.A., Rorabeck C.H. Philadelphia: Lippincott-Raven, 1997.459 p.
3) Zimmer [Электронный ресурс]: Trabecular Metal Femoral and Tibial Cone Augments: электрон. каталог. 2008. URL: http://www.zimmer.com/content/darn/zimmer-web/documents/en-US/pdf/medical-professionals/knee/zimmer-trabecular-metal-femoral-and-tibial-cone-augments-brochure.pdf (дата обращения 26.09.2019).3) Zimmer [Electronic resource]: Trabecular Metal Femoral and Tibial Cone Augments: electron. catalog. 2008. url: http://www.zimmer.com/content/darn/zimmer-web/documents/en-US/pdf/medical-professionals/knee/zimmer-trabecular-metal-femoral-and-tibial-cone- augments-brochure.pdf (date of access 09/26/2019).
4) DePuy Synthes Joint Reconstruction [Электронный ресурс]: Knee Revision Portfolio: электрон. каталог.URL: https://www.jnjmedicaldevices.com/sites/default/files/user_uploaded_assets/pdf_assets/2018-09/0612-00-506_DPY_Knee_Revision_Overview_Brochure.pdf (дата обращения 26.09.2019).4) DePuy Synthes Joint Reconstruction [Electronic resource]: Knee Revision Portfolio: electron. catalog.URL: https://www.jnjmedicaldevices.com/sites/default/files/user_uploaded_assets/pdf_assets/2018-09/0612-00-506_DPY_Knee_Revision_Overview_Brochure.pdf (date accessed 09/26/2019).
5) Haidukewych G.J., Hanssen A., Jones R.D.J. Metaphyseal fixation in revision total knee arthroplasty: indications and techniques. J Am Acad Orthop Surg. 2011; 19(6):311-318.5) Haidukewych G.J., Hanssen A., Jones R.D.J. Metaphyseal fixation in revision total knee arthroplasty: indications and techniques. J Am Acad Orthop Surg. 2011; 19 (6): 311-318.
6) Jamali A.A. Digital templating and preoperative deformity analysis with standard imaging software. Clin Orthop Relat Res. 2009;467(10): 2695-2704. DOI: 10.1007/s11999-009-0858-y.6) Jamali A.A. Digital templating and preoperative deformity analysis with standard imaging software. Clin Orthop Relat Res. 2009; 467 (10): 2695-2704. DOI: 10.1007 / s11999-009-0858-y.
7) Способ замещения обширных дефектов мыщелков бедренной и болыпеберцовой костей при ревизионном эндопротезировании коленного сустава // RU №2355324 С2, 20.05.2009. 2009. Бюл. №14. / Ленинский А.И., Куляба ТА., Корнилов Н.Н. [и др.].7) A method of replacing extensive defects of the condyles of the femur and tibia during revision arthroplasty of the knee joint // RU No. 2355324 C2, 20.05.2009. 2009. Bul. No. 14. / Leninsky A.I., Kulyaba TA., Kornilov N.N. [and etc.].
8) Tibial augments for use with knee joint prostheses, method of implanting the tibial augment, and associated tools // US 20040162619A1, 19.08.2004. 2004. / Jeff Blaylock, Michael Cook, Ron Donkers [и др.].8) Tibial augments for use with knee joint prostheses, method of implanting the tibial augment, and associated tools // US 20040162619A1, 19.08.2004. 2004. / Jeff Blaylock, Michael Cook, Ron Donkers [et al.].
9) Prosthesis kit with finned sleeve // US №8721733B2, 13.05.2014. 2014. / John ABonitati.9) Prosthesis kit with finned sleeve // US No. 8721733B2, 05/13/2014. 2014. / John ABonitati.
10) Porous Titanium Tibial Sleeves and Their Use in Revision Клее Surgery // US 20100057212 A1, 04.03.2010. 2010. / Kyle Thomas.10) Porous Titanium Tibial Sleeves and Their Use in Revision Klee Surgery // US 20100057212 A1, 03/04/2010. 2010. / Kyle Thomas.
11) Способ пластики костных дефектов при эндопротезировании тазобедренного и коленного суставов // RU №2622608 С1, 16.06.2017. 2017. Бюл. №17. / Каплунов О.А., Некрасов Е.Ю.11) The method of plasty of bone defects in arthroplasty of the hip and knee joints // RU # 2622608 C1, 16.06.2017. 2017. Bul. No. 17. / Kaplunov O.A., Nekrasov E.Yu.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019144219A RU2730985C1 (en) | 2019-12-24 | 2019-12-24 | Method for replacement of defects of proximal tibia when performing knee joint endoprosthesis replacement and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019144219A RU2730985C1 (en) | 2019-12-24 | 2019-12-24 | Method for replacement of defects of proximal tibia when performing knee joint endoprosthesis replacement and device for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2730985C1 true RU2730985C1 (en) | 2020-08-26 |
Family
ID=72238051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019144219A RU2730985C1 (en) | 2019-12-24 | 2019-12-24 | Method for replacement of defects of proximal tibia when performing knee joint endoprosthesis replacement and device for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2730985C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2777929C1 (en) * | 2021-12-03 | 2022-08-11 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Саратовский Государственный Медицинский Университет Имени В.И. Разумовского" Министерства Здравоохранения Российской Федерации | Method for selecting a metaphyseal fixator to replace extensive tibial defects in revision knee arthroplasty |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2241396C2 (en) * | 2001-06-13 | 2004-12-10 | Российский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им.Р.Р.Вредена | Method for treating deforming knee joint's arthrosis along aseptic necrosis or post-traumatic tibial condylar deformation |
| EP1532945A2 (en) * | 2003-11-18 | 2005-05-25 | Depuy Products, Inc. | Modular implant system |
| EP2394609B1 (en) * | 2008-06-03 | 2015-06-24 | DePuy (Ireland) | Porous titanium femoral sleeves |
| RU2622608C1 (en) * | 2015-12-17 | 2017-06-16 | Олег Анатольевич Каплунов | Method for bone defects plastic during endoprosthetic replacement of hip and knee joints |
| CN108451671A (en) * | 2018-03-14 | 2018-08-28 | 华南理工大学 | It is a kind of easy to extract the personalized type femoral bone end prosthesis overhauled and manufacturing method |
-
2019
- 2019-12-24 RU RU2019144219A patent/RU2730985C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2241396C2 (en) * | 2001-06-13 | 2004-12-10 | Российский научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им.Р.Р.Вредена | Method for treating deforming knee joint's arthrosis along aseptic necrosis or post-traumatic tibial condylar deformation |
| EP1532945A2 (en) * | 2003-11-18 | 2005-05-25 | Depuy Products, Inc. | Modular implant system |
| EP2394609B1 (en) * | 2008-06-03 | 2015-06-24 | DePuy (Ireland) | Porous titanium femoral sleeves |
| RU2622608C1 (en) * | 2015-12-17 | 2017-06-16 | Олег Анатольевич Каплунов | Method for bone defects plastic during endoprosthetic replacement of hip and knee joints |
| CN108451671A (en) * | 2018-03-14 | 2018-08-28 | 华南理工大学 | It is a kind of easy to extract the personalized type femoral bone end prosthesis overhauled and manufacturing method |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Baek S-W., Kim C-W, Choi CH. Management of Tibial Bony Defect with Metal Block in Primary Total Knee Replacement Arthroplasty // Knee Surg Rel Res. 2013. Vol. 25, N 1. P. 7-12. 7. * |
| Черный А.А. и др., Ранние результаты применения индивидуально изготовленных модульных конусов для замещения метафизарно-диафизарных костных дефектов при ревизионной артропластике коленного сустава. Травматология и ортопедия России. 2019;25(2):9-18. DOI: 10.21823/2311-2905-2019-25-2-9-18. * |
| Черный А.А. и др., Ранние результаты применения индивидуально изготовленных модульных конусов для замещения метафизарно-диафизарных костных дефектов при ревизионной артропластике коленного сустава. Травматология и ортопедия России. 2019;25(2):9-18. DOI: 10.21823/2311-2905-2019-25-2-9-18. Baek S-W., Kim C-W, Choi CH. Management of Tibial Bony Defect with Metal Block in Primary Total Knee Replacement Arthroplasty // Knee Surg Rel Res. 2013. Vol. 25, N 1. P. 7-12. 7. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2779359C1 (en) * | 2021-07-13 | 2022-09-06 | Общество с ограниченной ответственностью «ТИОС» | Method for securing bone endoprostheses and set of apparatuses for implementing the method |
| RU2777929C1 (en) * | 2021-12-03 | 2022-08-11 | Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Саратовский Государственный Медицинский Университет Имени В.И. Разумовского" Министерства Здравоохранения Российской Федерации | Method for selecting a metaphyseal fixator to replace extensive tibial defects in revision knee arthroplasty |
| RU2810809C1 (en) * | 2023-03-22 | 2023-12-28 | Федеральное государственное бюджетное военное образовательное учреждение высшего образования "Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова" Министерства обороны Российской Федерации (ВМедА) | Method of plastic surgery of widened tunnels in femur and tibia using autograft from iliac crest |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kotz et al. | A modular femur-tibia reconstruction system | |
| Faizan et al. | Development and verification of novel porous titanium metaphyseal cones for revision total knee arthroplasty | |
| Kim et al. | Alumina delta-on-alumina delta bearing in cementless total hip arthroplasty in patients aged< 50 years | |
| Hou et al. | An innovative strategy to treat large metaphyseal segmental femoral bone defect using customized design and 3D printed micro-porous prosthesis: a prospective clinical study | |
| Baktır et al. | Femoral revision using the Wagner SL revision stem: a single-surgeon experience featuring 11–19 years of follow-up | |
| Haidukewych et al. | Revision for periprosthetic fractures of the hip and knee | |
| RU2724490C1 (en) | Method for replacement of defects of distal femur in performing knee joint replacement and device for its implementation | |
| Seitz et al. | Changes in local bone density after knee arthroplasty. The use of quantitative computed tomography | |
| Murphy et al. | The planning of orthopaedic reconstructive surgery using computer-aided simulation and design | |
| JP2020505209A (en) | Auxiliary device and method for determining auxiliary device | |
| RU2702014C1 (en) | Method of primary total shoulder replacement in the post-traumatic deformations of the glenoid surface of the blade with an individual endoprosthesis | |
| RU2355324C2 (en) | Major femoral and shin condyle defect replacement technique in inspective knee joint replacement | |
| RU2730985C1 (en) | Method for replacement of defects of proximal tibia when performing knee joint endoprosthesis replacement and device for its implementation | |
| Krupp et al. | Impaction grafting for femoral component revision using a non-polished bead-blasted chrome cobalt stem—average 8 1/2–year follow-up | |
| Koulouvaris et al. | Custom-design implants for severe distorted proximal anatomy of the femur in young adults followed for 4–8 years | |
| RU2802391C1 (en) | Method for individual hip arthroplasty in case of paproksy iv bone defect of the femur | |
| Brune et al. | CT lesion model-based structural allografts: custom fabrication and clinical experience | |
| Kim | Cemented revision hip arthroplasty using strut and impacted cancellous allografts | |
| RU2804798C1 (en) | Set of tools and method for biological reconstruction of long bones for oncological revision knee arthroplasty | |
| RU2675049C1 (en) | Device for replacing defects of proximal femur when performing revision hip replacement | |
| Ying et al. | Treatment of Acetabular Bone Defect in Revision of Total Hip Arthroplasty Using 3D Printed Tantalum Acetabular Augment | |
| RU191504U1 (en) | Augment under the femoral component of the knee endoprosthesis | |
| RU2662899C1 (en) | Method of replacement of pronounced defects of the bones forming the elbow joint with its total endoprosthetics | |
| Kim et al. | Long-term results (minimum of 20 years) of a pure proximal-loading metaphyseal-fitting anatomic cementless stem without distal stem fixation in hip arthroplasty | |
| US20230016297A1 (en) | Devices, systems, and methods for orthopedics |