犬の股関節形成不全の治療のための3次元プリント個別化股関節インプラントの外科的技術

この研究は、指令 2010/63/EU の第 1 条 – 5(b) に記載されているように、非実験的臨床獣医診療と見なされ、オランダのユトレヒトにあるユトレヒト大学の獣医臨床研究委員会 (VCSC) によって承認されました。この研究では、クライアントが所有する犬の治療が含まれ、すべての犬はそれぞれの飼い主の世話の下で継続されます。すべての犬の飼い主には、研究プロトコル、すべての潜在的な合併症(感染症、インプラントの失敗、神経学的欠損など)、および骨盤骨切り術などの代替治療を詳述した情報レターが提供されました。さらに、この形式では、プライバシーの側面と固有のデータ管理について説明しました。すべてのクライアントは、インフォームドコンセントフォームに署名しました。この研究のプロトコル全体は、患者の選択、3DHIP インプラントの設計と製造、術前管理と麻酔、外科的処置、および術後管理の主要なステップに分かれています。 1. 患者様の選択 生後6か月>クライアント所有の犬で、HDに関連する臨床徴候があり、オルトラーニ亜脱臼の兆候が陽性(図1)と、FCIグレードBからDのHDのX線写真による証拠がある犬を特定します(図2)。注:オルトラーニ亜脱臼テストは、犬の股関節の安定性を評価するために獣医学で使用される診断操作です。犬のオルトラーニテストでは、試験官が動物を仰向けにし、骨盤を安定させながら腰を90°に曲げます。各後肢は穏やかに外転し、大腿骨頭を寛骨臼から変位させて股関節の安定性を評価することを目的としています。特徴的な「クランク」または動きで示される正のオルトラーニの兆候は、股関節形成不全と股関節の不安定性の可能性を示唆しています。 寛骨臼成長板が開いている犬、股関節が肥大している犬、または以前に股関節手術を受けた犬は除外してください。 股関節のCTスキャンを実施して、股関節の中等度から重度の変形性関節症の変化を持つ犬を除外し、インプラントの設計を行います。注:大腿骨頸部および/または頭蓋および尾側の寛骨臼縁骨棘が2mm>犬は除外されます(図3)。 2. 3DHIPインプラントの設計と製造 Willemsen et al.16 および Kwananocha et al.18 が研究室で説明したように、骨盤全体の術前 CT DICOM 画像から 3DHIP インプラント (特許番号 EP3463198B119) を設計します (材料の表を参照)。術前CTから各候補犬の骨盤骨と大腿骨をセグメント化し、専用ソフトウェアを使用して3Dモデルを作成します( 材料表 と 図4Aを参照)。 傾斜した骨盤後面に基づいて、骨盤の局所座標系を作成します。 3Dモデル上で、各候補犬の腰のネイティブノルバーグ角度(NA)を測定します(図4B)。 専用のソフトウェア( 材料の表を参照)を使用して、骨盤の3Dモデルに3DHIPインプラントを設計します。ネイティブNAを使用して、必要な背側寛骨臼縁の伸展量を決定します。3DHIPインプラントは、NAを25〜35度増加させます(図4Cおよび図4D)。 3DHIPインプラントが、アタッチメント部分とリム延長部分の2つのサブセクションで構成されていることを確認します。取り付け部は多孔質のインナーシェルで構成され、4つの固定ネジ穴と追加の腹側腸骨フランジを組み込んで、位置決めの容易さと精度を実現します。リム延長部分は、背側寛骨臼リムを内部1.5mmオフセットで延長するように設計し、関節包の取り付けを妨げないようにします(図5Aおよび図5B)。 作成した3DHIPインプラント(図5C)を医療グレードのチタン合金(Ti6AI4V ELIグレード23)から、インプラントメーカーが運営するダイレクトメタル印刷機で選択的レーザー溶融技術を使用して印刷します( 材料の表を参照)。 プリントされた3DHIPインプラントを、応力解放(真空アニーリング)、手動鏡面研磨、超音波洗浄など、インプラントメーカーが操作して後処理します( 材料表を参照)。 病院の滅菌ユニットで最終洗浄を行い、製造工程で残った金属粉塵を除去します。ポビドンヨードシャンプー( 材料の表を参照)と滅菌水を使用して、3DHIPインプラントを手動で洗浄します。 衛生的な洗濯機( 材料の表を参照)を使用して、94°Cの温度で90分間3DHIPインプラントを洗浄します。 3DHIPインプラントを二重透明滅菌ラミネート( 材料表を参照)で囲み、各ラミネートを別々に密封します。 スチームオートクレーブ( 材料表を参照)を使用して、134°Cの温度で80分間インプラントを滅菌します。 3. 術前管理と麻酔 麻酔前にクライアント所有の犬の一般的な検査を行い、米国麻酔科学会(ASA)の患者スケール(スケール1-5)20を使用して麻酔リスクを分類します。注:米国麻酔科学会(ASA)の患者スケールは、犬の麻酔リスクを分類するために採用され、獣医師が各犬の適切な麻酔プロトコルを決定するのを支援します。健康な犬のクラスIから、手術を生き残る見込みのない重篤な状態の犬のクラスVまで、犬の健康状態に基づいてさまざまなクラスに分類します。ASA 1(正常な健康な犬)とASA 2(軽度の全身性疾患の犬)に分類される犬は、この外科的治療の適切な候補と見なされます。これらの犬は通常、基礎疾患がないか軽度で、全体的に健康で、正常な生理学的機能を示します。彼らは手術や麻酔のリスクが低いと考えられています。動物は、予定された誘導時間の少なくとも6時間前に絶食する必要があります。 個々の患者のニーズに関するASAの分類に従って犬に麻酔をかけます。犬の前投薬には、デクスメデトミジンを 2 μg/kg の用量で静脈内投与し、塩酸メタドンを 0.3 mg/kg の用量で投与します。( 資料の表を参照してください)。注:前薬の選択と投与経路は、麻酔科医の好みと犬の健康状態と行動によって異なる場合があります。 麻酔導入のために、2〜4 mg / kgの投与量でプロポフォールを静脈内投与します( 材料の表を参照)。 犬に挿管し、吸入したイソフルラン( 材料の表を参照)と酸素で麻酔を維持します。. 心拍数、呼吸数、呼気終末二酸化炭素レベル、経皮的動脈血糖飽和度、非侵襲的動脈血圧、食道温度、心電図検査など、バイタルサインの安定性を継続的に監視し、確保します。 滅菌技術を使用して硬膜外鎮痛を行います。犬を胸骨の横臥位に置き、後肢を前方にそっと曲げて、最後の腰椎と仙骨の間により多くのスペースを作ります。 「ディンプル」を触診できる第7背側脊椎突起のすぐ尾側に位置する注射部位を特定します。 滅菌スクラブを実施し、無菌技術を使用して滅菌手袋を着用します。 脊髄針先を硬膜外腔に挿入し、「ハンギングドロップ」技術を使用して正しい位置を確認します。簡単に言えば、生理食塩水を脊椎針ハブに一滴導入します。脊髄針先が亜層靭帯を貫通して硬膜外腔に入ると、ハブ内の生理食塩水はハブから針21に移動する。 薬物(モルヒネ0.1 mg / kgをレボブピバカイン1 mL / 5 kgで希釈)( 材料の表を参照)をゆっくりと一定の速度で注射し、正しい配置が確認されたときに薬物が均一に分布するようにします。. 滅菌技術を使用して留置フォーリー尿道カテーテル( 材料の表を参照)を膀胱に留置し、12〜24時間そのままにしておきます。.カテーテル法のための清潔で無菌の環境を確保します。オスの犬の包皮の毛とメスの犬の周囲の腹側膣ボールトの毛を切り取ります。 ポビドンヨード溶液( 材料の表を参照)でその領域を洗浄し、包皮/膣ボールトを2〜12 mLの希釈したポビドンヨード溶液で洗い流します(容量は犬のサイズによって異なります)。 汚染のリスクを最小限に抑えるために、手をよく洗い、滅菌手袋を着用してください。 フォーリーカテーテルの遠位端に滅菌潤滑ゼリーを塗布し、フォーリーカテーテルの挿入中に無菌技術を採用します。. カテーテルが膀胱に正しく配置されたら、パッケージに指定されている容量に応じて滅菌水でバルーンを膨らませます。これにより、カテーテルが所定の位置に固定され、偶発的な脱落が防止されます。 フォーリーカテーテルのドレナージポートを採尿バッグのレセプションポートに接続します。 四肢全体を脊柱からホックのちょうど遠位まで円周方向にクリップします。単段の両側3DHIP移植の場合は、もう一方の手足を同様の方法でクリップし、腰仙骨背の左側と右側をつなぎます。 四肢の遠位部を非滅菌の凝集性包帯で包みます。手術部位の少し下から始まり、足と爪を覆うように四肢にらせん状に包み込む、非滅菌の凝集性包帯の適切な幅と長さを選択します。 皮膚切開の30分前に20 mg / kgの用量で注射用のセファゾリンを投与します( 材料の表を参照)静脈内投与し、手術が終了するまで90分ごとに繰り返します。. 犬を標準的な手術台に横臥位で置き、患肢を吊り下げ位置に置きます。真空ビーンバッグポジショナーを使用して、患者をこの位置に固定します 手術の準備として、手足に最終的な滅菌外科用スクラブを実施します。4%グルコン酸クロルヘキシジンで皮膚を2回こすり洗いし、70%(v / v)エタノールスプレーを2回塗布して仕上げます( 材料の表を参照)。 手術部位の周囲に4つの外科用防水ドレープを配置します。アシスタントに遠位肢を吊り下げ位置から解放するように指示し、外科医は遠位肢を滅菌防水靴下で固定して覆います。滅菌済みの凝集性ラップの層を追加して、保護を強化します。 手術部位全体の露出した皮膚をヨウ素含浸ドレープ( 材料表を参照)で覆い、タオルクランプで固定します。 4. 外科的処置 大転子の先端、近位大腿骨の頭蓋境界、および腸骨翼を触診で特定し、向きを確立します。 頭蓋背腸骨棘から6〜10cm頭蓋骨から大転子まで、外科用ナイフで皮膚を鋭く切開します。次に、大腿骨近位部の頭蓋境界に沿って腹側にわずかに回転します。大転子から2〜5cm遠位の切開を停止します。切開の長さは約8〜15cmです(犬のサイズによって異なります。 図6A)。注: この外科的アプローチは、以前に Johnson22 によって報告された股関節の頭蓋骨アプローチから変更されました。 皮下脂肪から筋膜まで切開を行い、解剖面に従って解剖学的解剖を確立します(図6B)。 大腿二頭筋の頭蓋境界に沿って、大腿筋膜筋の表在葉を鋭く分離して切開します。大腿二頭筋を尾側に引っ込めます。 テンソル筋膜ラテア筋、臀筋、および大腿二頭筋によって境界が付けられた脂肪三角形を特定します。先端が鈍い解剖ハサミと人差し指で脂肪の三角形を分離し、より深い層へのアクセスを提供します。 表在性臀筋、中臀筋、および大腿筋膜張筋の間の筋間中隔をサージカルナイフで切開します(図7A および 図7E)。 ハンドヘルドリトラクターを使用して、表在性筋と中臀筋を背側に分離して引っ込め、深部臀筋の挿入を露出させます。 大転子に近い深部臀筋を、先端が鈍い解剖ハサミを使用して弱体化させます。 大転子への挿入から近位約1〜1.5cmの深部臀筋腱のステイ縫合糸を交換します。 外科用ナイフを使用して、骨の近く(挿入部から約0.5〜1 cm離れた場所)で完全な深部臀部腱切開術を行います(図7B および 図7F)。 先端が鈍い解剖ハサミを使用して鈍解剖を行い、深部臀筋を下の関節包から解放し、その後、骨膜エレベーターと人差し指を使用して腸骨から骨膜下まで持ち上げることができます。 深部臀筋と関節包の間の小血管の止血には、バイポーラ電気焼灼を使用します。次に、Amry Navyリトラクターを交換して、背側に深部臀筋を引っ込めます。 骨膜エレベーターを使用して腸骨筋を腸骨シャフトの尾腹側境界から部分的に解放し、大腿直筋の挿入を特定します(図7C および 図7G)。 骨膜エレベーターを使用して、露出した腸骨シャフトから残っているすべての軟組織を取り出して、3DHIPインプラントの正確な位置決めを準備し、骨膜を引っ掻いて骨の内部成長を刺激し、インプラントの二次固定を行います。 関節包の上にある大腿直筋の尾側にある股関節筋を特定します。注:関節筋は、インプラントの位置決めを妨げる場合、その挿入から解放される可能性があります。 3DHIPインプラントを指定された位置に取り付け、アタッチメント部分のインプラントのフランジを、露出した尾腹側腸骨シャフトの腹側境界の下に引っ掛けて、大腿直筋の挿入を示す骨の隆起にちょうど頭蓋に引っ掛けます(図7D および 図7H)。 インプラントのリムエクステンション部分が寛骨臼リム上の関節包の付着を妨げることなく股関節包の頭蓋骨部分に重なっていること、およびエクステンション部分の下に深い臀筋が捕捉されていないことを確認してください。注:インプラントの位置決めとネジの挿入のための適切な露出は、外科的露出を容易にする臀筋複合体の緊張を解放するためのアシスタントによる股関節の連続的な外転、外部回転、および屈曲によって達成できます。 吸引カニューレで可視化してプローブし、露出した4つのネジ穴すべてに完璧な骨ストックがないか、腸骨フランジと尾腹側腸骨シャフトとの間にスペースがないかどうかを調べることで、インプラントの理想的な位置決めを確認します。 2本目のネジを配置する際にインプラントの回転調整を最小限に抑えるために完全に締め付けられていない1本のチタン製セルフタッピング固定ネジ(2.4 mm、2.7 mm、または3.5 mm)( 材料表を参照)を使用して、インプラントを希望の位置に一時的に固定します。注意: 4本のネジの配置順序は、便利なアクセス性に応じて調整できます(図5C)。 手術中の透視検査 ( 材料の表を参照) を側面 (図 8A) および外側斜め (図 8B) のビューで実施し、インプラントの位置とアライメントを包括的に評価します。取得した透視画像と術前計画を比較して、インプラントが手術計画に従って配置されていることを確認します。 インプラントのリム延長部分の湾曲が、インプラントで覆われていない大腿骨頭と目に見える尾側および頭蓋寛骨臼の縁の曲率と正確に一致していることを確認します。注意: 必要に応じて、調整を実行できます。最初のネジを取り外し、インプラントを交換して新しい骨ストックに1本のネジで仮固定し、透視検査を繰り返します。 残りのネジ穴に3本のチタン製セルフタッピング固定ネジ(2.4mm、2.7mm、または3.5mm)を挿入して、インプラントを腸骨シャフトに固定します。2本目のネジを取り付けたら、1本目のネジを完全に締めます。 すべてのネジがロック機構に手で締められていることを最終確認します。 股関節の屈曲、伸展、外転、およびオルトラーニ亜脱臼テストを実行して、大腿骨の頭頸部のインピンジメントを排除し、股関節の弛緩が逆転することを確認します。 ロッキングループ縫合パターンと、長期間の組織の近似を目的とした合成吸収性モノフィラメント縫合材料( 材料の表を参照)を使用した1-2マットレス縫合糸を使用して、深部臀筋の挿入腱の切断端を再度取り付けます。股関節を伸ばして内部に回転させ、縫合中に深部臀筋の挿入腱の張力を軽減します。 臀筋膜と大筋筋膜を、合成モノフィラメント吸収性縫合糸で単純な中断パターンで修復します。 合成モノフィラメント吸収性縫合糸で皮下組織を単純な中断パターンで閉じ、合成モノフィラメント非吸収性縫合糸で単純な中断パターンで皮膚を閉じます( 材料の表を参照)。注:単一段階の両側手術が計画されている場合は、未治療の手足を吊るした状態で犬を反対側に向けます。無菌調製に続いて、外科的処置のステップ 3.10-4.27 が同様の方法で実行されます。 股関節のCTスキャンまたは股関節直交X線写真のいずれかからなる術後イメージングを行い、インプラントの位置とスクリューの配置を最終的に評価します(図9)。 5. 術後管理 夜間の入院治療と疼痛管理を提供します(例:.、ケタミンHCl 2-10 mcg・kg-1・min-1 またはクエン酸スフェンタニル0.1 mcg・kg-1・h-1 の持続速度注入[CRI]とメタドン(IV、0.2 mg / kg/6時間ごと、カルプロフェン(IV、4 mg / kgを1日1回)、およびガバペンチン(PO、8時間ごとに10 mg / kg)( 資料表を参照)。 翌日、滑りにくい床で排尿および排便するために、必要に応じて術後の短いリードを直接歩くことができます( 補足ビデオS1を参照)。注:後肢が不安定になったり、上昇したりする場合は、腹の下にサポートスリングまたはタオルを使用して後肢を支えます。 フォーリーカテーテルを抜去した手術の翌日、および自発的な排尿が観察されたら、自宅退院を許可してください。 自宅での疼痛管理のための薬を処方します(例:カルプロフェン2 mg / kg BIDやガバペンチン10 mg / kgなどの経口薬を8時間ごとに14日間)( 資料表を参照)。注:活動亢進の犬では、トラゾドン塩酸塩2-5 mg / kg BID( 材料の表を参照)、経口投与できます。.これは術後1〜2週間継続することができ、影響の大きい活動なしに安全なリハビリテーションを確保することができます。 術後 6 週間は、衝撃の大きい活動 (ジャンプ、ランニング、階段を上る、他のペットと一緒に走る、または「乱暴な住居」など) を禁止します。家では、犬をゆっくりと散歩させ、毎週の運動計画に従って手術後肢を使用するように促します。術後6週間以内に、犬の患者がリードを拘束して毎日4〜6回、最初は最初の2週間でそれぞれ5〜10分間歩くことを許可します。その後、2週間ごとに5分ずつ期間を延長します。 皮膚の創傷治癒が完了した手術後2週目から、専門的な理学療法および/または水治療法をアドバイスしてください。