В этой работе описывается новая хирургическая техника экстракапсулярной имплантации персонализированного, трехмерного печатного, сохраняющего сустав имплантата. Этот новый метод лечения направлен на восстановление стабильности тазобедренного сустава у молодых взрослых собак, страдающих дисплазией тазобедренного сустава с дряблостью, путем уникального воспроизведения анатомической формы вертлужного края тазобедренного сустава.
Дисплазия тазобедренного сустава приводит к серьезной инвалидности у собак. Варианты лечения ограничены паллиативным лечением (например, облегчение боли, физические упражнения, изменение образа жизни и контроль веса) или инвазивными операциями, такими как остеотомия таза и тотальное эндопротезирование тазобедренного сустава. Следовательно, существует сильная неудовлетворенная потребность в эффективном и дружественном к собакам решении, которое повысит качество жизни лучшего друга человека. Мы восполняем этот пробел в лечении, предлагая минимально травматичный и внесуставной, специфичный для собак, трехмерный имплантат тазобедренного сустава (3DHIP), который восстанавливает стабильность тазобедренного сустава. Хирургическое лечение с использованием имплантата 3DHIP менее инвазивно, чем остеотомия, и может быть выполнено двусторонне за один хирургический сеанс. Имплантат 3DHIP удлиняет дорсальный вертлужный край диспластического тазобедренного сустава, тем самым увеличивая охват головки бедренной кости и препятствуя подвывиху сустава с быстрым восстановлением. Достаточный доступ к дорсальному краю вертлужной впадины и вентральной границе подвздошного тела вместе с оптимальной подгонкой и фиксацией имплантата являются ключевыми этапами для успешной имплантации 3DHIP и подразумевают необходимость специфического подхода. Цель настоящей статьи – продемонстрировать эту инновационную хирургическую технику с советами и рекомендациями в качестве хирургического руководства по имплантации имплантата 3DHIP у собак, страдающих дисплазией тазобедренного сустава.
Дисплазия тазобедренного сустава (БГ) у собак проявляется из-за плохого прилегания между тазобедренной впадиной (вертлужной впадиной) и головкой бедренной кости, что приводит к подвывиху тазобедренного сустава. Поражает в основном молодых собак средних и крупных пород, что приводит к разрушению суставного хряща и, в конечном итоге, к тяжелому остеоартриту (ОА), что приводит к хроническим болям и низкому качеству жизни 1,2. Общая распространенность дисплазии тазобедренного сустава у собак составляет 15,56%, что широко варьирует в зависимости от породы и классификационных систем 3,4.
Помимо изменения образа жизни, пациенты с диспластической болезнью тазобедренного сустава у собак получают лечение противовоспалительными и обезболивающими препаратами для контроля боли и поддержания подвижности4. В случае слабости тазобедренного сустава у молодых взрослых собак единственным хирургическим средством является двойная (DPO) или тройная остеотомия таза (TPO), процедура, включающая два или три полных разреза тазовых костей для расширения охвата головки бедренной кости. Тем не менее, осложнения после остеотомии встречаются часто, и прогрессирование ОА все еще наблюдается 5,6,7,8,9. После развития тяжелого ОА и хроническойболи остаются только высокоэффективные сложные операции, такие как полная замена тазобедренного сустава (THR) или спасительная остомия головы бедренной кости и шеи (FHO). Тем не менее, СГЗ дает менее благоприятные результаты у собак крупных пород и требует длительной физиотерапии для восстановления функции конечностей11. Кроме того, THR является технически сложным и по своей сути связана с тяжелыми осложнениями 12,13,14. Таким образом, до достижения этой конечной стадии требуется эффективная терапия дисплазии тазобедренного сустава, требующая только малотравматичного хирургического вмешательства и с меньшим риском осложнений.
Трехмерный (3D) напечатанный персонализированный имплантат тазобедренного сустава (3DHIP) является первым в своем роде методом лечения дисплазии тазобедренного сустава у собак, разработанным с целью предложить минимально травматичный имплантат, который восстанавливает стабильность тазобедренного сустава. Метод включает в себя титановый имплантат для лечения преимущественно молодых взрослых (от 6 месяцев до 2 лет) собак с дисфункциональным тазобедренным суставом с слабостью тазобедренного сустава от степени B (пограничная) до D (умеренная) в соответствии с Международной кинологической федерацией (FCI)15. После компьютерной томографии (КТ) диспластического сустава имплантат разрабатывается в соответствии с конкретной анатомией тазобедренного сустава в индивидуальном порядке, чтобы удлинить дорсальный ободок вертлужной впадины, тем самым предотвращая подвывих тазобедренного сустава и восстанавливая стабильность тазобедренного сустава.
Предыдущее исследование трупов собак показало, что имплантат увеличил покрытие головки бедренной кости и продемонстрировал разрушение при ударной силе 1330 ± 320 ньютонах16. Впоследствии, пилотное исследование с участием экспериментальных собак продемонстрировало улучшенное покрытие головки бедренной кости, уменьшение слабости бедра и увеличение нагрузки при анализе силовой пластины. Кроме того, обследование поврежденных тазобедренных суставов через 6 месяцев после имплантации показало нормальный объем и гладкую поверхность головки бедренной кости и хряща вертлужной впадины, что сопровождалось гипертрофией капсулы сустава на основании общих и гистологических оценок17. После подтверждения эффективности и безопасности имплантата и концепции лечения было проведено клиническое исследование на собаках, принадлежащих клиенту, страдающих дисплазией тазобедренного сустава. Краткосрочное исследование показало, что преимущества напечатанного на 3D-принтере имплантата для расширения вертлужного края заключаются в персонализированном, хорошем прилегании имплантата к вертлужной впадине, восстановлении стабильности тазобедренного сустава, снижении активности, связанной с болью, и хирургическойпроцедуре с низким уровнем воздействия. Применение имплантата требует доступа к вентрокаудальной части подвздошного тела и краниодорсальному аспекту тазобедренного сустава. В этой статье мы описываем наше хирургическое планирование и хирургическую процедуру с модифицированным краниодорсальным доступом к тазобедренному суставу в качестве руководства по имплантации 3DHIP у собак, страдающих дисплазией тазобедренного сустава.
Удлинение ободка вертлужной впадины с помощью имплантата 3DHIP обеспечивает преимущества по сравнению с традиционными хирургическими методами лечения дисплазии тазобедренного сустава у собак и показало многообещающие результаты по увеличению охвата диспластического тазобедренного сустава и обращению вспять дряблости тазобедренного сустава в краткосрочной перспективе17,18. Целью этой публикации была демонстрация хирургической техники с советами и рекомендациями в качестве хирургического руководства по имплантации имплантата 3DHIP у собак, страдающих дисплазией тазобедренного сустава.
Отбор кандидатов для установки имплантата 3DHIP – молодые собаки в возрасте от 6 до 24 месяцев с клинической дисплазией тазобедренного сустава, характеризующейся слабостью тазобедренного сустава (степень FCI B-D) с положительным результатом теста на подвывих Ортолани, являются адекватными кандидатами. Трилучевая пластинка роста вертлужной впадины должна быть закрыта, и желательно, чтобы на компьютерной томографии не присутствовал остеоартрит, хотя допускаются незначительные остеофиты размером до 2 мм. Собаки с луктовидными тазобедренными суставами и почти полным вывихом головки бедренной кости не допускаются к установке имплантата 3DHIP из-за быстрого прогрессирования остеоартрита, неспособности головки бедренной кости перемещаться в вертлужную впадину и ожидаемого раннего преобразования в полную замену тазобедренного сустава.
Хирургическая техника состоит из нескольких важных этапов.
Конструкция имплантата
Учитывая индивидуализированную конструкцию имплантатов 3DHIP, предоперационная оценка диспластического тазобедренного сустава с помощью компьютерной томографии является абсолютно обязательной. В дополнение к определению правильного размера имплантата и положения вентрального подвздошного фланца, в частности, может быть определена величина удлинения ободка вертлужной впадины, необходимая для обеспечения достаточного покрытия головки бедренной кости.
Хирургический подход
Критическим этапом во время операции является достаточное обнажение дорсального обода вертлужной впадины и вентральной границы каудального подвздошного тела для установки имплантата. Хирургический подход к подвздошному телу и краниодорсальному аспектам тазобедренного сустава при имплантации 3DHIP отличается от традиционных подходов22. В представленной методике была опущена вертельная остеотомия и выполнена глубокая тенотомия ягодиц с сохранением поверхностных и средних ягодичных мышц. Таким образом, был исключен риск осложнений, связанных с вертельной остеотомией 23,24,25, таких как отсроченное или несращение, и процесс восстановления был ускорен. Кроме того, этот модифицированный краниодорсальный подход может быть использован для собак различного возраста, породы и размера без каких-либо необходимых модификаций. Примечательно, что не было зарегистрировано никаких осложнений в связи с представленным хирургическим подходом.
Правильная установка имплантата
Несмотря на то, что изготовленный на заказ 3D-печатный имплантат тазобедренного сустава идеально соответствует уникальной анатомии вертлужной впадины каждой собаки, неидеальная установка имплантата с краниокаудальным отклонением 4-5 мм от планируемого целевого положения все еще наблюдалась в первой когорте собак, возможно, связанная с кривой обучения с помощью метода18. Вентральный подвздошный фланец костной части имплантата 3DHIP обеспечивает более точное позиционирование, особенно в дорсовентральном направлении. Однако из-за экстракапсулярного расположения имплантата все еще трудно добиться идеального позиционирования имплантата; Внутренний край вертлужной впадины закрыт синовиальной оболочкой. Кроме того, образование остеофитов во время изготовления имплантата может повлиять на правильное позиционирование имплантата. Для обеспечения точного позиционирования имплантата в соответствии с предоперационным планом в настоящее время требуется верификация с помощью интраоперационной рентгеноскопии. Также ожидается, что с увеличением опыта точность позиционирования имплантата еще больше снизится до уровня ниже 1-2 мм с точностью до 1-2 мм. В будущем управляемая хирургия с использованием напечатанных на 3D-принтере хирургических шаблонов может устранить необходимость в рентгеноскопии.
Этот метод также имеет некоторые ограничения. Предыдущие краткосрочные результаты свидетельствуют о широком спектре различных анатомий тазобедренного сустава, которые можно лечить с помощью имплантатов 3DHIP. Несмотря на то, что результаты долгосрочного исследования еще не доступны, рекомендуется рассмотреть возможность имплантации 3DHIP собакам, у которых нет признаков остеоартрита (ОА) или которые имеют только легкую степень остеоартрита в тазобедренных суставах. Установка имплантата 3DHIP направлена на эффективное замедление прогрессирования ухудшения состояния тазобедренного сустава. Собаки с луксовидными тазобедренными суставами и умеренной и тяжелой дегенерацией тазобедренного сустава, определенной в ходе предоперационного обследования, должны быть исключены.
По сравнению с имплантацией 3DHIP, обычные операции по лечению дисплазии тазобедренного сустава у собак, такие как DPO/TPO, представляют больше проблем, особенно при одноэтапной двусторонней процедуре и/или у гигантских собак из-за их инвазивного характера, включающего две или три остеотомии таза 5,6,7,26. Таким образом, собакам с двусторонней БГ может быть полезно удлинение ободка вертлужной впадины с помощью имплантата 3DHIP; Он обеспечивает эффективную и малоинвазивную одноэтапную двустороннюю процедуру. Кроме того, имплантация 3DHIP помогает сэкономить драгоценное время и может предотвратить дальнейшее развитие ОА, которое может произойти при двухэтапных двусторонних процедурах.
В заключение следует отметить, что использование представленного имплантата 3DHIP для удлинения дорсального ободка вертлужной впадины имеет значительные перспективы в качестве альтернативного хирургического лечения дисплазии тазобедренного сустава у собак. В частности, возможность предложить эффективную и малоинвазивную одноэтапную двустороннюю процедуру для собак с двусторонней дисплазией тазобедренного сустава и дряблостью является огромным преимуществом по сравнению с существующими альтернативными методами лечения. Дальнейший мониторинг этой новой методики в среднесрочной и долгосрочной перспективе является обязательным.
The authors have nothing to disclose.
Настоящее исследование было проведено в первую очередь при финансовой поддержке фонда Vrienden Diergeneeskunde Universiteit Utrecht; MT получил долгосрочное финансирование от Голландского общества артрита (LLP22); FV и JM финансируются Eurostars Project E115515 – 3DHIP. ИК является стипендиатом факультета ветеринарной медицины Университета Касетсарт, Таиланд.
The laborotory for implant design | |||
3D Lab | University Medical Center Utrecht 3D, Utrecht, Netherlands | The laboratory responsible for designing the 3DHIP implant. [https://www.umcutrecht.nl/nl/3d-lab/] | |
Software | |||
3-Matic software version 17 | Materialise, Leuven, Belgium | CT DICOM data processing | |
Materialise Mimics software version 25.1 | Materialise, Leuven, Belgium | Software to design the 3DHIP implant on the 3D model of the pelvis | |
Implant manufacturer | |||
Amnovis | Amnovis, Aarschot, Belgium | Printing and postprocessing of the 3DHIP implant. [https://www.amnovis.com/] | |
Instrument and machine | |||
2.4 LeiLOX locking screw titanium | Rita Leibinger, BW, Germany | 242-224 | Titanium self tapping locking screw 2.4 mm. |
2.7 LeiLOX locking screw titanium | Rita Leibinger, BW, Germany | 242-227 | Titanium self tapping locking screw 2.7 mm. |
3.5 LeiLOX locking screw titanium | Rita Leibinger, BW, Germany | 242-235 | Titanium self tapping locking screw 3.5 mm. |
BLUE SEAL 100 x 360 mm | Interster, Wormerveer, Netherlands | 3FKFB210819 | The transparent sterilization laminate size 100 x 360 mm |
ETHILON 3-0 with FS-1 needle | Johnson & Johnson Medical GmbH, Norderstedt, Germany | 669H | Polyamide 6 3-0 (non-absorbable suture material) with 24 mm 3/8c reverse cutting needle using for skin closure |
Fluoroscopy model NZS 229 | Philips, Eindhoven, Netherlands | Fluoroscopy | |
Foley Catheter 10 fr x 90 cm (36") with 3 cc Balloon | MILA international inc., Kentucky, USA | MLIUC1036 | Foley urine catheter size 10 fr |
Foley Catheter 6 fr x 60 cm (24") with 3 cc Balloon | MILA international inc., Kentucky, USA | MLIUC624 | Foley urine catheter size 6 fr |
Foley Catheter 8 fr x 90 cm (36") with 3 cc Balloon | MILA international inc., Kentucky, USA | MLIUC836 | Foley urine catheter size 8 fr |
Ioban 2 | 3M, MN, USA | 6640EU | Iodine-impregnated surgical drape |
Miele professional G 7826 | Miele Nederland B.V., Vianen, Netherlands | The hygienic washing machine | |
MMM sterilizer OB10643 | MMM Group, Planegg, Germany | Steam autoclave | |
MONOCRYL 2-0 with SH Plus needle | Johnson & Johnson Medical GmbH, Norderstedt, Germany | MCP3170H | Poliglecaprone 25 plus antibacterial 2-0 (absorbable suture material) with 26 mm 1/2c taperpoint needle using for subcutaneous tissue closure |
MONOCRYL 3-0 with SH Plus needle | Johnson & Johnson Medical GmbH, Norderstedt, Germany | MCP3160H | Poliglecaprone 25 plus antibacterial 3-0 (absorbable suture material) with 26 mm 1/2c taperpoint needle using for subcutaneous tissue closure |
PDS 0 with CP needle | Johnson & Johnson Medical GmbH, Norderstedt, Germany | PDP485H | Polydioxanone plus antibacterial 0 (absorbable suture material) with 40 mm 1/2c reverse cutting needle using for muscle fascia and tendon closure |
PDS 2-0 with CP-1 needle | Johnson & Johnson Medical GmbH, Norderstedt, Germany | PDP466H | Polydioxanone plus antibacterial 2-0 (absorbable suture material) with 36 mm 1/2c reverse cutting needle using for muscle fascia and tendon closure |
ProX DMP320 | 3D systems, South Carolina, USA | Direct metal printing machine using selective laser melting technology | |
Medications | |||
Betadine oplossing | Mylan B.V., Amstelveen, Netherlands | RVG 01331 | Povidone-iodine solution 100 mg/mL (500 mL) |
Betadine shampoo | Mylan B.V., Amstelveen, Netherlands | RVG 08943 | Povidone-iodine 75 mg/mL (120 mL) |
Carporal 20 mg | AST Farma B.V. Oudewater, Netherlands | REG NL 101766 | Carprofen 20 mg/tablet |
Carporal 40 mg | AST Farma B.V. Oudewater, Netherlands | REG NL 115715 | Carprofen 40 mg/tablet |
Carporal 50 mg | AST Farma B.V. Oudewater, Netherlands | REG NL 101767 | Carprofen 50 mg/tablet |
Cefazolin Mylan 1 g | Mylan B.V., Amstelveen, Netherlands | RVG 16532 | Cefazolin powder 1 g for injection |
Chlorhexidine 0.5% in alcohol 70% spray | Orphi Farma BV, Lage Zwaluwe, Netherlands | 8711407672906 | Chlorhexidine 0.5% in alcohol 70% spray (250 mL) |
Dexdomitor 0.5 mg/mL | Orion Corporation, Espoo, Finland | EU/2/02/033/001-002 | Dexmedetomidine hydrochloride 0.5 mg/mL for injection (20 mL) |
Gabapentin Sandoz 300 mg | Sandoz B.V., Almere, Netherlands | RVG 33681 | Gabapentin 300 mg/capsule |
GABAPENTINE TEVA 100 mg | Teva B.V., Haarlem, Netherlands | RVG 31980 | Gabapentin 100 mg/capsule |
HiBiScrub | Mölnlycke Health Care AB., Utrecht, Netherlands | RVG 10156 | Chlorhexidine digluconate 40 mg/mL (500 mL) |
Insistor 10 mg/mL | Richter pharma AG, Oostenrijk, Netherlands | REG NL 121166 | Methadone hydrochloride 10 mg/mL for injection (10 mL) |
Isoflutek 1000 mg/g | Laboratorios Karizoo S.A., Barcelona, Spain | REG NL 118938 | Isoflurane 1000 mg/g (250 mL) |
Levobupivacaine Fresenius Kabi 2.5 mg/mL | Fresenius Kabi Nederland b.v., Huis ter Heide, Netherlands | AWA 0611 | Levobupivacaine 2.5 mg/mL solution for injection (10 mL) |
Morfine HCI CF 10 mg/mL | Centrafarm B.V., Breda, Netherlands | RVG 50836 | Morphine hydrochloride 10 mg/mL (1 mL) |
Narketan 10 | Vetoquinol B.V., Breda, Netherlands | vm08007/4090 | Ketamine 10 mg/mL (10 mL) |
Propofol 10 mg/mL | Fresenius Kabi Nederland b.v., Huis ter Heide, Netherlands | RVG 110627 | Propofol 10 mg/mL emulsion for injection or infusion (50 mL) |
Rimadyl | Zoetis B.V., Capelle a/d Ijssel, Netherlands | REG NL 10101 | Carprofen 50 mL/mL for injection (20 mL) |
Sufentanil-hameln 50 mcg/mL | Hameln pharma gmbh, Hameln, Germany | 4260016653249 | Sufentanil citrate 50 mcg/mL for injection |
Trazadone EG 100 mg | EG (Eurogenerics) NV Heizel, Brussel, Belgium | BE439607 | Trazadone hydrochloride 100 mg/tablet |