Применение аддитивных технологий при эндопротезировании плечевого сустава

Введение. Аддитивные технологии заслуженно приобрели широкую популярность в медицине, биомоделирование демонстрирует высокую эффективность в ортопедии, расширяя возможности хирурга.

Цель. Улучшить результаты лечения пациентов со сложными деформациями плечевого сустава путем применения аддитивных технологий при эндопротезировании плечевого сустава.

Материалы и методы. В настоящем исследовании представлен клинический случай пациента М. 54 лет с диагнозом «деформирующий остеоартрит плечевого сустава III ст.». Пациенту по показаниям было выполнено эндопротезирование плечевого сустава с использованием аддитивных технологий: разработан и изготовлен имплант индивидуального дизайна из титана с остеоиндуктивной поверхностью и винтами с предустановленным направлением. Период наблюдения составил 12 месяцев; до операции и на контрольных осмотрах через 3, 6 и 12 месяцев производили опрос, физикальный осмотр, исследование объема движений, объективную оценку состояния пациента с помощью опросников VAS, SF-36 и UCLA.

Результаты. Применение персонифицированного подхода и аддитивных технологий позволило восстановить функцию плечевого сустава и существенно улучшить качество жизни пациента. По всем опросникам получены достоверно значимые улучшения (р<0,05), также отмечается восстановление объема движений плечевого сустава и тонуса дельтовидной мышцы.

Заключение. Результаты, полученные при применении аддитивных технологий у данного пациента, демонстрируют отличные результаты по всем исследуемым показателям, чего не всегда позволяет добиться рутинное эндопротезирование плечевого сустава у пациентов со сложными деформациями. Данное исследование доказывает эффективность современного персонифицированного подхода и помогает улучшить результаты лечения пациентов ортопедического профиля.

1. Duan X., Wang B., Yang L., Kadakia A. R. Applications of 3D printing technology in orthopedic treatment. BioMed Research International . 2021;2021:3. doi: 10.1155/2021/9892456

2. Tack P, Victor J, Gemmel P, Annemans L. 3D-printing techniques in a medical setting: a systematic literature review. Biomed Eng Online. 2016 Oct 21;15(1):115. doi: 10.1186/s12938-016-0236-4. PMID: 27769304; PMCID: PMC5073919

3. Alemayehu DG, Zhang Z, Tahir E, Gateau D, Zhang DF, Ma X. Preoperative Planning Using 3D Printing Technology in Orthopedic Surgery. Biomed Res Int. 2021 Oct 12;2021:7940242. doi: 10.1155/2021/7940242. PMID: 34676264; PMCID: PMC8526200.

4. Wurm G, Tomancok B, Pogady P, Holl K, Trenkler J. Cerebrovascular stereolithographic biomodeling for aneurysm surgery. J Neurosurg. 2004;100(1):139–145. doi: 10.3171/jns.2004.100.1.0139

5. D’Urso PS, Earwaker WJ, Barker TM, Redmond MJ, Thompson RG, Effeney DJ, et al. Custom cranioplasty using stereolithography and acrylic. Br J Plast Surg. 2000;53(3):200–204. doi: 10.1054/bjps.1999.3268

6. Zhang YD, Wu RY, Xie DD, Zhang L, He Y, Zhang H. [Effect of 3D printing technology on pelvic fractures:a Meta-analysis]. Zhongguo Gu Shang. 2018 May 25;31(5):465-471. Chinese. doi: 10.3969/j.issn.1003-0034.2018.05.013. PMID: 29890808

7. Duncan JM, Nahas S, Akhtar K, Daurka J. The Use of a 3D Printer in Pre-operative Planning for a Patient Requiring Acetabular Reconstructive Surgery. J Orthop Case Rep. 2015;5(1):23-25. doi:10.13107/jocr.2250-0685.247

8. Van Genechten W, Van Tilborg W, Van den Bempt M, Van Haver A, Verdonk P. Feasibility and 3D Planning of a Novel Patient-Specific Instrumentation Technique in Medial Opening-Wedge High Tibial Osteotomy. J Knee Surg. 2021;34(14):1560-1569. doi:10.1055/s-0040-1710379

9. Mobbs R. J., Coughlan M., Thompson R., Sutterlin C. E., Phan K. The utility of 3D printing for surgical planning and patient-specific implant design for complex spinal pathologies: case report. Journal of Neurosurgery. Spine . 2017;26(4):513–518. doi: 10.3171/2016.9.SPINE16371

10. Qiu B., Liu F., Tang B., et al. Clinical study of 3D imaging and 3D printing technique for patient-specific instrumentation in total knee arthroplasty. The Journal of Knee Surgery . 2017;30(8):822–828. doi: 10.1055/s-0036-1597980.

11. Wong KC. 3D-printed patient-specific applications in orthopedics. Orthop Res Rev. 2016 Oct 14;8:57-66. doi: 10.2147/ORR.S99614. PMID: 30774470; PMCID: PMC6209352.

12. Aimar A, Palermo A, Innocenti B. The Role of 3D Printing in Medical Applications: A State of the Art. J Healthc Eng. 2019 Mar 21;2019:5340616. doi: 10.1155/2019/5340616. PMID: 31019667; PMCID: PMC6451800.

13. Helguero C. G., Mustahsan V. M., Parmar S., et al. Biomechanical properties of 3D-printed bone scaffolds are improved by treatment by CRFP. Journal of Orthopaedic Surgery and Reasearch. 2017;12(1):p. 195. doi: 10.1186/s13018-017-0700-2.

14. Garcia J., Yang Z., Mongrain R., Leask R. L., Lachapelle K. 3D printing materials and their use in medical education: a review of current technology and trends for the future. BMJ Simulation and Technology Enhanced Learning. 2017;4(1):27–40. doi: 10.1136/bmjstel-2017-000234.

15. Frame M., Huntley J. S. Rapid prototyping in orthopaedic surgery: a user’s guide. Scientific World Journal. 2012;2012:7. doi: 10.1100/2012/838575.838575

16. Diment L. E., Thompson M. S., Bergmann J. H. M. Clinical efficacy and effectiveness of 3D printing: a systematic review. BMJ Open. 2017;7(12) doi: 10.1136/bmjopen-2017-016891.e016891

17. O’Brien E., Wayne D. B., Barsness K. A., McGaghie W. C., Barsuk J. H. Use of 3D printing for medical education models in transplantation medicine: a critical review. Current Transplantation Reports. 2016;3(1):109–119. doi: 10.1007/s40472-016-0088-7.

18. Jones D. B., Sung R., Weinberg C., Korelitz T., Andrews R. Three-dimensional modeling may improve surgical education and clinical practice. Surgical Innovation. 2016;23(2):189–195. doi: 10.1177/1553350615607641.

19. Aimar A, Palermo A, Innocenti B. The Role of 3D Printing in Medical Applications: A State of the Art. J Healthc Eng. 2019 Mar 21;2019:5340616. doi: 10.1155/2019/5340616. PMID: 31019667; PMCID: PMC6451800.

20. Kurenov S. N., Ionita C., Sammons D., Demmy T. L. Three-dimensional printing to facilitate anatomic study, device development, simulation, and planning in thoracic surgery. Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery. 2015;149(4):973–979. doi: 10.1016/j.jtcvs.2014.12.059.

21. Auricchio F., Marconi S. 3D printing: clinical applications in orthopaedics and traumatology. EFORT Open Reviews. 2016;1(5):121–127. doi: 10.1302/2058-5241.1.000012.

22. Bain, Gregory I., et al., eds. Normal and pathological anatomy of the shoulder. Berlin, Heidelberg: Springer, 2015.

23. Hu P, Sun J, Wei F, Liu X. Patient-Tailored 3D-Printing Models in the Subspecialty Training of Spinal Tumors: A Comparative Study and Questionnaire Survey. World Neurosurg. 2022 May;161:e488-e494. doi: 10.1016/j.wneu.2022.02.042. Epub 2022 Feb 19. PMID: 35189420.