개 고관절 이형성증 치료를 위한 3차원 인쇄 맞춤형 고관절 임플란트의 수술 기법

이 연구는 Directive 2010/63/EU의 Article 1 – 5(b)에 언급된 바와 같이 비실험적 임상 수의학 실습으로 간주되었으며 네덜란드 위트레흐트에 있는 위트레흐트 대학교의 수의학 임상 연구 위원회(VCSC)의 승인을 받았습니다. 이 연구는 고객 소유의 개에 대한 치료를 포함했으며, 모든 개는 해당 소유자의 보살핌을 계속 받았습니다. 모든 개 주인에게는 연구 프로토콜, 모든 잠재적 합병증(예: 감염, 임플란트 실패, 신경학적 결손 등) 및 골반 절골술과 같은 대체 치료법을 자세히 설명하는 정보 서신이 제공되었습니다. 또한 이 양식에서는 개인 정보 보호 측면과 고유한 데이터 관리에 대해 설명했습니다. 모든 고객은 정보에 입각한 동의서에 서명했습니다. 이 연구의 전체 프로토콜은 환자 선택, 3DHIP 임플란트 설계 및 제작, 수술 전 관리 및 마취, 수술 절차 및 수술 후 관리와 같은 주요 단계로 나뉩니다. 1. 환자 선정 생후 6개월 > 고객 소유의 반려견 중 Ortolani 아탈구 징후가 양성인 헌팅턴병 관련 임상 징후가 있고(그림 1) FCI 등급 B에서 D까지의 헌팅턴병 방사선학적 증거가 있는 반려견을 식별합니다(그림 2).참고: Ortolani 아탈구 검사는 개의 고관절 안정성을 평가하기 위해 수의학에서 사용되는 진단 조작입니다. 개를 대상으로 한 오르톨라니 테스트에서 검사관은 동물을 등에 눕히고 골반을 안정시키면서 엉덩이를 90°로 구부립니다. 각 뒷다리를 부드럽게 납치하여 비구에서 대퇴골두를 변위시켜 고관절 안정성을 평가합니다. 특징적인 “쿵쿵” 또는 움직임으로 표시되는 양성 Ortolani 징후는 고관절 이형성증과 고관절 불안정의 가능성을 암시합니다. 비구 성장판이 열려 있거나, 탈구형 엉덩이 또는 이전에 고관절 수술을 받은 개는 제외하십시오. 고관절의 CT 스캔을 수행하여 고관절의 중등도에서 중증의 골관절염 변화가 있는 개를 제외하고 임플란트 디자인을 수행합니다.참고: 대퇴골 목 및/또는 두개골 및 꼬리 비구 가장자리 골사상식물이 2mm >인 개는 제외됩니다(그림 3). 2. 3DHIP 임플란트 설계 및 생산 실험실에서 Willemsen et al.16 및 Kwananocha et al.18이 설명한 대로 전체 골반의 수술 전 CT DICOM 이미지로부터 3DHIP 임플란트(특허 번호 EP3463198B119)를 설계합니다(재료 표 참조).수술 전 CT에서 각 후보 개의 골반 뼈와 대퇴골을 분할하고 특수 소프트웨어를 사용하여 3D 모델을 만듭니다( 재료 표 및 그림 4A 참조). 경사된 골반 뒤쪽 평면을 기준으로 골반에 대한 로컬 좌표계를 만듭니다. 3D 모델에서 각 후보 개의 엉덩이의 기본 Norberg 각도(NA)를 측정합니다(그림 4B). 특수 소프트웨어( 재료 표 참조)를 사용하여 골반의 3D 모델에 3DHIP 임플란트를 설계합니다. 기본 NA를 사용하여 필요한 등쪽 비구 테두리의 확장 정도를 결정합니다. 3DHIP 임플란트는 NA를 25-35도 증가시킵니다(그림 4C 및 그림 4D). 3DHIP 임플란트가 부착 부분과 림 확장 부분의 두 하위 섹션으로 구성되어 있는지 확인하십시오. 부착 부품을 다공성 내부 쉘로 구성하도록 설계하고 4개의 잠금 나사 구멍과 추가 복부 장골 플랜지를 통합하여 위치 지정을 쉽고 정밀하게 합니다. 내부 1.5mm 오프셋으로 등쪽 비구 테두리를 확장하도록 림 확장 부분을 설계하여 방해받지 않는 관절 캡슐 부착을 허용합니다(그림 5A 및 그림 5B). 임플란트 제조업체에서 운영하는 DMP(Direct Metal Printing)로 선택적 레이저 용융 기술을 사용하여 의료용 티타늄 합금(Ti6AI4V ELI 등급 23)으로 생성된 3DHIP 임플란트(그림 5C)를 인쇄합니다( 재료 표 참조). 임플란트 제조업체에서 운영하는 응력 방출(진공 어닐링), 수동 거울 연마 및 초음파 세척을 포함하여 인쇄된 3DHIP 임플란트를 후처리합니다( 재료 표 참조). 제조 공정에서 잔류하는 잔류 금속 먼지를 제거하기 위해 병원 멸균 장치에서 최종 세척을 수행합니다.포비돈-요오드 샴푸( 재료 표 참조)와 멸균수를 사용하여 3DHIP 임플란트를 수동으로 세척합니다. 위생적인 세탁기( 재료 표 참조)를 사용하여 94°C의 온도에서 90분 동안 3DHIP 임플란트를 세척합니다. 3DHIP 임플란트를 이중 투명 멸균 라미네이트( 재료 표 참조)로 둘러싸고 각 라미네이트를 별도로 밀봉합니다. 134°C의 온도에서 80분 동안 증기 오토클레이브( 재료 표 참조)를 사용하여 임플란트를 멸균합니다. 3. 수술 전 관리 및 마취 마취 전에 고객 소유의 개에 대한 일반 검사를 수행하고 ASA(American Society of Anesthesiologists) 환자 척도(척도 1-5)20을 사용하여 마취 위험을 분류합니다.참고: ASA(American Society of Anesthesiologists) 환자 척도는 개의 마취 위험을 분류하고 수의사가 각 개에 대한 적절한 마취 프로토콜을 결정하는 데 도움을 주기 위해 사용됩니다. 건강한 개를 위한 클래스 I부터 수술을 생존할 것으로 예상되지 않는 위독한 상태에 있는 개를 위한 클래스 V에 이르기까지 건강 상태에 따라 다양한 클래스로 분류합니다. ASA 1(정상적이고 건강한 개) 및 ASA 2(경증 전신 질환이 있는 개)로 분류된 개는 이 수술 치료에 적합한 후보로 간주됩니다. 이 견종은 일반적으로 기저 전신 질환이 없거나 경미하고, 전반적인 건강 상태가 양호하며, 정상적인 생리적 기능을 보입니다. 그들은 수술 및 마취에 대한 저위험 후보로 간주됩니다. 동물은 예정된 유도 시간 전에 최소 6시간 동안 금식해야 합니다. 개별 환자의 필요에 따라 ASA 분류에 따라 개를 마취합니다.개의 사전 투약을 위해 덱스메데토미딘을 2μg/kg의 용량으로 정맥 투여하고 메타돈 염산염을 0.3mg/kg의 용량으로 투여합니다. ( 재료 표 참조).참고: 사전 약물의 선택과 투여 경로는 마취과 의사의 선호도와 개의 건강 상태 및 행동에 따라 다를 수 있습니다. 마취 유도를 위해 2-4mg/kg( 재료 표 참조)의 용량으로 프로포폴을 정맥 투여합니다. 개를 삽관하고 흡입된 이소플루란( 재료 표 참조)과 산소로 마취를 유지합니다. 심박수, 호흡수, 호기말 이산화탄소 수치, 경피적 동맥 산소 포화도, 비침습적 동맥 혈압, 식도 온도 및 심전도를 포함하는 활력 징후의 안정성을 지속적으로 모니터링하고 보장합니다. 멸균 기술을 사용하여 경막외 진통제를 수행합니다.개를 흉골 누운 곳에 놓고 뒷다리를 부드럽게 앞으로 구부려 마지막 요추와 천골 사이에 더 많은 공간을 만듭니다. “보조개”를 촉진할 수 있는 7번째 등쪽 척추 돌기의 꼬리 바로 옆에 위치한 주사 부위를 식별합니다. 멸균 스크럽을 수행하고 무균 기술을 사용하여 멸균 장갑을 착용하십시오. 척추 바늘 끝을 경막외 공간에 삽입하고 “행잉 드롭” 기술을 사용하여 올바른 위치를 확인합니다. 간단히 말해서 척추 바늘 허브에 식염수 한 방울을 넣습니다. 척추 바늘 팁이 인대 플라빈을 관통하여 경막외 공간으로 들어갈 때, 허브 내의 식염수는 허브에서 바늘(21)로 이동하게 된다. 약물(레보부피바카인 1mL/5kg으로 희석한 모르핀 0.1mg/kg)( 재료 표 참조)을 느리고 일정한 속도로 주입하여 올바른 배치가 확인될 때 약물이 고르게 분포되도록 합니다. 멸균 기술을 사용하여 유치 폴리 요로 카테터( 재료 표 참조)를 방광에 삽입하고 12-24시간 동안 그대로 두십시오.카테터 삽입 절차를 위한 깨끗하고 멸균된 환경을 보장합니다. 수컷 개의 포피와 암컷 개의 주변 복부 질 금고의 털을 다듬습니다. 포비돈-요오드 용액으로 해당 부위를 청소하고( 재료 표 참조) 희석된 포비돈-요오드 용액 2-12mL로 포피/질 금고를 세척합니다(부피는 개의 크기에 따라 다름). 손을 철저히 씻고 멸균 장갑을 착용하여 오염 위험을 최소화하십시오. 폴리 카테터의 말단부에 멸균 윤활 젤리를 바르고 폴리 카테터를 삽입하는 동안 무균 기술을 사용합니다. 카테터가 방광에 올바르게 배치되면 포장에 지정된 양에 따라 멸균수로 풍선을 팽창시킵니다. 이렇게 하면 카테터가 제자리에 고정되고 우발적인 이탈을 방지할 수 있습니다. 폴리 카테터의 배액 포트를 소변 채취 백의 수용 포트에 연결합니다. 척추에서 시작하여 발목 원위까지 팔다리 전체를 원주방향으로 자릅니다. 1단계 양측 3DHIP 이식의 경우 유사한 방식으로 다른 쪽 다리를 클립하고 요천골 등쪽의 좌우를 연결합니다. 사지의 말단 부분을 멸균되지 않은 점착 붕대로 감쌉니다. 적절한 너비와 길이의 비멸균 점착식 붕대를 선택하고 수술 부위보다 약간 아래에서 시작하여 팔다리를 나선형으로 감싸 발과 손톱을 덮습니다. 피부절개 30분 전에 20mg/kg( 재료표 참조)의 용량으로 주주입용 세파졸린을 투여하고 수술이 끝날 때까지 90분마다 반복합니다. 개를 측면 누운 표준 수술대에 놓고 영향을 받은 팔다리를 매달린 자세로 놓습니다. 진공 빈백 포지셔너를 사용하여 환자를 이 위치에 고정합니다. 수술을 준비하기 위해 팔다리에 최종 멸균 수술 스크럽을 수행합니다. 4% 클로르헥시딘 글루코네이트로 피부를 2번 문지르고 70%(v/v) 에탄올 스프레이를 두 번 바르고 마무리합니다( 재료 표 참조). 수술 부위 주변에 4개의 수술용 방수 커튼을 배치합니다. 보조원에게 말단 사지를 매달린 위치에서 풀어주도록 지시하고, 외과의는 말단 사지를 멸균 방수 양말로 고정하고 덮습니다. 추가 보호를 위해 멸균 점착성 랩 층을 추가하십시오. 전체 수술 부위의 노출된 피부를 요오드가 함침된 드레이프( 재료 표 참조)로 덮은 다음 수건 클램프로 고정합니다. 4. 수술 절차 촉진을 통해 대퇴골의 끝부분, 근위 대퇴골의 두개골 경계, 장골날개를 식별하여 방향을 설정합니다. 수술용 칼로 두개골 등쪽 장골 척추에서 시작하여 6-10cm의 두개골에서 대퇴골까지 피부를 날카롭게 절개합니다. 그런 다음 근위 대퇴골의 두개골 경계를 따라 복부로 약간 돌립니다. 더 큰 trochanter에서 원위 2-5cm 절개를 중지하십시오. 절개 길이는 약 8-15cm입니다 (개의 크기에 따라 다름; 그림 6A).참고: 이 수술적 접근법은 이전에 Johnson22에 의해 보고된 고관절의 두개골 접근법에서 수정되었습니다. 피하 지방을 통해 근막까지 절개하여 해부학적 평면을 따라 해부학적 박리를 설정합니다(그림 6B). 대퇴이두근의 두개골 경계를 따라 근막근의 표재성 잎을 날카롭게 분리하고 절개합니다. 이두박근 대퇴근을 꼬리로 수축시킵니다. 텐서 근막 라테아 근육(tensor fascia latea muscle), 둔근(gluteal muscle) 및 대퇴이두근(biceps femoris muscle)으로 둘러싸인 지방 삼각형을 식별합니다. 끝이 뭉툭한 해부 가위와 검지로 지방 삼각형을 분리하면 더 깊은 층에 접근할 수 있습니다. 수술용 칼로 표재성 둔근, 중간 둔근 및 텐서 근막 라타에 근육 사이의 중격을 절개합니다(그림 7A 및 그림 7E). 휴대용 견인기를 사용하여 표재성 둔근과 중간 둔근을 등쪽으로 분리하고 수축시키면 심부 둔근의 삽입이 노출됩니다. 끝이 뭉툭한 해부 가위를 사용하여 더 큰 trochanter에 가까운 깊은 둔근을 약화시킵니다. 대둔근에 삽입된 지점에서 약 1-1.5cm 떨어진 깊은 둔근 힘줄에 스테이 봉합사를 삽입합니다. 수술용 칼(그림 7B 및 그림 7F)을 사용하여 뼈에 가깝고(삽입부에서 약 0.5-1cm 떨어진) 완전한 둔근 건절개술을 수행합니다. 끝이 뭉툭한 절개 가위를 사용하여 둔부 절개를 수행하여 밑에 있는 관절낭에서 심부 둔근을 제거한 다음 골막 엘리베이터와 검지 손가락을 사용하여 장골에서 골막하 근육을 올릴 수 있습니다. 심부 둔근과 관절낭 사이의 작은 혈관의 지혈을 위해 양극성 전기 소작을 사용합니다. 그런 다음 Amry Navy 견인기를 교체하여 등쪽의 깊은 둔근을 수축시킵니다. 골막 엘리베이터를 사용하여 장골축의 꼬리 관절 경계에서 장골근을 부분적으로 해방하고 대퇴직근의 삽입을 확인합니다(그림 7C 및 그림 7G). 골막 엘리베이터를 사용하여 노출된 장골관에 남아 있는 모든 연조직을 제거하여 3DHIP 임플란트의 정확한 위치를 준비하고 골막을 긁어 임플란트의 2차 고정을 위해 뼈 성장을 자극합니다. 관절낭 위에 있는 대퇴직근(rectus femoris muscle)에 대한 관절 coxae 근육 꼬리를 식별합니다.참고: 관절 coxae 근육은 임플란트 위치를 방해하는 경우 삽입에서 자유로워질 수 있습니다. 3DHIP 임플란트를 부착 부분의 임플란트 플랜지가 노출된 꼬리 장골 샤프트의 복부 테두리 아래에 연결되어 대퇴직근의 삽입을 표시하는 뼈 돌출부에 바로 두개골을 연결하도록 지정된 위치에 맞춥니다(그림 7D 및 그림 7H). 임플란트의 테두리 확장 부분이 비구 테두리에 관절 캡슐이 부착되는 것을 방해하지 않고 고관절 캡슐의 두개골 부분을 덮고 있는지, 확장 부분 아래에 깊은 둔근이 포착되지 않았는지 확인하십시오.참고: 임플란트 위치 지정 및 나사 삽입을 위한 적절한 노출은 수술 노출을 용이하게 하는 둔근 복합체의 긴장을 해제하기 위해 보조자에 의한 고관절의 지속적인 외전, 외부 회전 및 굴곡으로 달성할 수 있습니다. 흡입 캐뉼라로 시각화 및 프로빙하여 노출된 4개의 나사 구멍 모두에서 완벽한 골 스톡을 확인하고 장골 플랜지와 꼬리 장골 샤프트 사이에 공간이 없는지 프로빙하여 임플란트의 이상적인 위치를 확인합니다. 두 번째 나사를 놓을 때 임플란트의 회전 조정을 최소화할 수 있도록 완전히 조여지지 않은 하나의 티타늄 셀프 태핑 잠금 나사(2.4mm, 2.7mm 또는 3.5mm)( 재료 표 참조)를 사용하여 임플란트를 원하는 위치에 임시로 고정합니다.알림: 4개의 나사 배치 순서는 편리한 접근성에 따라 조정할 수 있습니다(그림 5C). 임플란트의 위치와 정렬을 종합적으로 평가하기 위해 측면(그림 8A) 및 후측-경사(그림 8B) 보기에서 수술 중 형광 투시법(재료 표 참조)을 수행합니다. 얻은 형광 투시 이미지를 수술 전 계획과 비교하여 임플란트가 수술 계획에 따라 배치되었는지 확인합니다. 임플란트의 테두리 확장 부분의 곡률이 대퇴골두의 곡률과 임플란트로 덮이지 않는 눈에 보이는 꼬리 및 두개골 비구 테두리의 곡률과 정확히 일치하는지 확인하십시오.알림: 필요한 경우 조정을 수행할 수 있습니다. 첫 번째 나사를 제거하고, 임플란트를 교체하고, 새 뼈 스톡에 하나의 나사로 임시로 고정한 다음 형광 투시를 반복합니다. 나머지 나사 구멍에 3개의 티타늄 셀프 태핑 잠금 나사(2.4mm, 2.7mm 또는 3.5mm)를 삽입하여 임플란트를 장골에 고정합니다. 두 번째 나사를 끼운 후 첫 번째 나사를 완전히 조입니다. 모든 나사가 잠금 장치에 손으로 조여졌는지 최종 점검을 수행합니다. 고관절의 굴곡, 신전 및 외전과 Ortolani 아탈구 검사를 수행하여 대퇴골 두경부 충돌을 배제하고 고관절 이완이 역전되었는지 확인합니다. 잠금 루프 봉합사 패턴을 사용하여 심부 둔근의 삽입 힘줄의 절단된 끝을 다시 부착하고 장기간 동안 조직의 근사치를 위해 고안된 합성 흡수성 모노필라멘트 봉합사 재료( 재료 표 참조)를 사용한 1-2개의 매트리스 봉합사를 사용합니다. 봉합하는 동안 심부 둔근의 삽입 힘줄에 가해지는 긴장을 줄이기 위해 고관절을 펴고 내부로 회전시킵니다. 둔근 근막과 텐서 근막 latae를 합성 모노필라멘트 흡수성 봉합사로 간단한 단속 패턴으로 수리합니다. 합성 모노필라멘트 흡수성 봉합사로 피하 조직을 단순 단속 패턴으로 봉합하고 합성 모노필라멘트 비흡수성 봉합사로 피부를 단순 단속 패턴으로 봉합합니다( 재료표 참조).알림: 단일단계 양측 시술이 계획된 경우 치료되지 않은 팔다리를 매달린 위치에 놓고 개를 반대쪽으로 돌립니다. 무균 준비 후 수술 절차 단계 3.10-4.27이 유사한 방식으로 수행됩니다. 임플란트 위치 및 나사 배치의 최종 평가를 위해 고관절 CT 스캔 또는 후측 경사 및 복부 보기에서 고관절 직교 방사선 사진으로 구성된 수술 후 이미징을 수행합니다(그림 9). 5. 수술 후 관리 야간 입원 환자 치료 및 통증 관리를 제공합니다(예: 케타민 HCl 2-10mcg∙kg-1∙min-1 또는 수펜타닐 시트레이트 0.1mcg∙kg-1∙h-1 과 메타돈(IV, 6시간마다 0.2mg/kg), 카프로펜(IV, 1일 1회 4mg/kg) 및 가바펜틴(PO, 8시간마다 10mg/kg)의 연속 주입[CRI]( 재료 표 참조). 다음 날 미끄럽지 않은 바닥에서 배뇨와 배변을 하기 위해 필요에 따라 수술 후 직접 짧은 목줄을 걷게 합니다( 보충 비디오 S1 참조).알림: 뒷다리가 불안정하거나 올라가는 데 문제가 있는 경우 지지 슬링이나 수건을 배 아래에 사용하여 뒷다리를 지지하십시오. 폴리 카테터를 제거한 수술 다음 날과 자발적인 배뇨가 관찰된 후에는 퇴원을 허용하십시오. 집에서 통증 관리를 위한 약물을 처방합니다(예: 14일 동안 8시간마다 카프로펜 2mg/kg BID 및 가바펜틴 10mg/kg과 같은 경구용 약물).알림: 과잉 활동적인 개의 경우 트라조돈 염산염 2-5mg/kg BID( 재료 표 참조)를 경구로 투여할 수 있습니다. 이것은 고충격 활동 없이 안전한 재활을 보장하기 위해 수술 후 1-2주 동안 계속될 수 있습니다. 수술 후 6주 동안은 충격이 큰 활동(예: 점프, 달리기, 계단 오르기, 다른 애완동물과 함께 달리기 또는 ‘거친 집’)을 금지합니다. 집에서는 개를 천천히 산책시키고 주간 운동 계획에 따라 작동된 뒷다리를 사용하도록 격려하십시오. 수술 후 6 주 이내에 개 환자가 매일 4-6 회, 처음 2 주 동안 각각 5-10 분 동안 목줄을 매고 걸을 수 있도록하고 2 주마다 5 분씩 기간을 연장하십시오. 수술 후 두 번째 주부터 피부 상처 치유가 완료되는 시점부터 전문 물리 치료 및/또는 수치료를 조언하십시오.