Після складної травми, значної втрати кісткової тканини або кількох попередніх операцій анатомія може настільки змінитися, що стандартні серійні конструкції не дозволяють оптимально вирішити реконструктивну задачу.
У таких випадках сучасна КТ-візуалізація, цифрове 3D-планування та адитивні технології дозволяють спроєктувати індивідуальний імплант відповідно до анатомії конкретного пацієнта.
Коли стандартного рішення може бути недостатньо
Більшість ортопедичних операцій успішно виконуються із застосуванням серійних імплантів стандартних розмірів.
Але існують клінічні ситуації, коли хірург має справу не зі стандартною анатомією.
Причиною можуть бути:
- значний посттравматичний дефект кістки
- втрата частини кістки після інфекції
- наслідки багатоетапного хірургічного лікування
- виражена посттравматична деформація
- змінена анатомія після попередніх операцій
- складний дефект біля суглоба
- необхідність замістити відсутній фрагмент кістки
- ситуація, коли стандартна конструкція не відповідає геометрії конкретного дефекту
У таких випадках одним із можливих рішень може бути створення конструкції під конкретного пацієнта, а не адаптація пацієнта під наявний стандартний імплант.
Що таке індивідуальний 3D-імплант
Це імплант, геометрія якого проєктується відповідно до анатомії та конкретної реконструктивної задачі одного пацієнта.
Основою для його створення є комп'ютерна томографія.
На основі КТ формується цифрова тривимірна модель кістки. Вона дозволяє детально оцінити дефект, просторову геометрію та взаємне положення анатомічних структур.
Після цього можна спланувати майбутню реконструкцію та визначити форму й параметри необхідної конструкції.
Тобто спочатку ми створюємо цифрову модель майбутньої реконструкції — і лише потім імплант для її реалізації.
01 — Комп'ютерна томографія
Виконується КТ необхідного сегмента за відповідним протоколом.
Якість вихідних даних має принципове значення, оскільки саме вони стають основою подальшого цифрового моделювання.
02 — 3D-реконструкція
На основі КТ створюється цифрова модель кістки.
Вона дозволяє побачити дефект у трьох вимірах та оцінити його геометрію значно детальніше, ніж на звичайній рентгенограмі.
03 — Цифрове планування
Визначається, яку анатомію необхідно відновити, положення майбутньої конструкції, її взаємодія із залишковою кісткою та можливі варіанти фіксації.
У відповідних випадках може використовуватися анатомія протилежної здорової кінцівки як орієнтир для реконструкції.
04 — Проєктування імпланта
На основі хірургічного плану створюється цифрова модель індивідуального імпланта.
На цьому етапі хірургічна та інженерна частини процесу фактично об'єднуються.
05 — Виготовлення
Після остаточного погодження конструкція виготовляється за допомогою відповідної технології адитивного виробництва з матеріалу, призначеного для медичного застосування.
06 — Операція
Імплант використовується як частина попередньо спланованої реконструкції.
Таким чином операція починається не в операційній — значна частина складної реконструкції планується ще до хірургічного втручання.
Що дає індивідуальне планування
Головна перевага персоналізованої конструкції полягає не в самому факті використання 3D-друку.
Її завдання — допомогти вирішити конкретну анатомічну проблему.
Залежно від клінічної ситуації індивідуальне рішення може дозволити:
- відтворити складну геометрію відсутнього фрагмента
- адаптувати конструкцію до залишкової кістки
- запланувати необхідне положення імпланта
- відновити довжину та анатомічні співвідношення
- заздалегідь визначити можливі точки фіксації
- реалізувати реконструкцію, для якої стандартного імпланта недостатньо
3D-технологія — не мета лікування. Її цінність полягає в можливості реалізувати реконструктивний план конкретного пацієнта.
Індивідуальний імплант — не завжди перший етап
При складних посттравматичних дефектах остаточну реконструкцію не завжди можна виконати одразу.
Якщо присутні інфекція, нежиттєздатні тканини, нестабільність або інші проблеми, спочатку може бути необхідний підготовчий етап лікування.
Загальна стратегія може виглядати так:
видалення нежиттєздатних або інфікованих тканин ↓ контроль локальної ситуації ↓ тимчасова стабілізація або заміщення дефекту ↓ КТ та цифрове планування остаточної реконструкції ↓ виготовлення індивідуального імпланта ↓ остаточна реконструкція
Тому індивідуальний імплант необхідно розглядати як частину загальної реконструктивної стратегії, а не як окремий технологічний продукт.
Чому іноді використовується здорова кінцівка
При складному однобічному дефекті частина нормальної анатомії може бути повністю втрачена.
У таких ситуаціях КТ здорової протилежної кінцівки може використовуватися для створення її дзеркальної цифрової моделі.
Це дозволяє отримати орієнтир того, якою могла бути вихідна анатомія ушкодженого сегмента до травми.
Після цього модель адаптується до конкретної реконструктивної задачі.
Фактично здорова сторона може стати анатомічним шаблоном для цифрового відновлення ушкодженої.
Хірург + інженер + цифрове планування
Створення індивідуального імпланта — це командний процес.
Інженер може спроєктувати складну конструкцію, але саме хірург визначає:
- що необхідно відновити
- якою повинна бути кінцева анатомія
- де може розташовуватися імплант
- як він буде встановлюватися
- яким чином повинна забезпечуватися фіксація
- як конструкція інтегрується в загальний план операції
Тому цифрове проєктування відбувається у взаємодії між клінічним та інженерним плануванням.
Спочатку реконструктивна задача — потім технологія
Ми не починаємо з питання «чи можна надрукувати 3D-імплант?».
Спочатку визначаємо, що саме необхідно відновити і чи справді індивідуальна конструкція має перевагу перед стандартними методами.
Плануємо операцію у цифровому середовищі
3D-модель дозволяє оцінити складну анатомію та частину майбутньої реконструкції ще до операційної.
Поєднуємо хірургію та інженерію
Індивідуальна конструкція створюється не окремо від операції, а відповідно до конкретного хірургічного плану.
Розглядаємо весь шлях лікування
Якщо потрібна багатоетапна реконструкція, кожний етап повинен створювати умови для наступного.
Не використовуємо 3D-друк там, де достатньо стандартного рішення
Індивідуальна технологія виправдана тоді, коли вона допомагає вирішити задачу, яку складно або неможливо оптимально вирішити стандартними засобами.
Індивідуальна 3D-реконструкція значного посттравматичного дефекту великогомілкової кістки
У складних посттравматичних випадках індивідуальне 3D-планування дозволяє перейти від оцінки дефекту до створення персоналізованої конструкції та реалізації заздалегідь спланованої реконструкції.
На сайті представлений реальний клінічний випадок реконструкції значного дефекту великогомілкової кістки із застосуванням індивідуального 3D-імпланта та віддаленим функціональним результатом.
Чи можна виготовити 3D-імплант для будь-якого дефекту?
Технічна можливість створити індивідуальну конструкцію ще не означає, що вона буде найкращим методом лікування.
Спочатку необхідно оцінити дефект, стан кістки та м'яких тканин, наявність інфекції й можливі стандартні варіанти реконструкції.
Чим індивідуальний імплант відрізняється від стандартного?
Стандартний імплант виробляється серійно у визначеному наборі форм і розмірів.
Індивідуальна конструкція проєктується для конкретної анатомії та конкретної реконструктивної задачі одного пацієнта.
З якого матеріалу виготовляються такі імпланти?
Матеріал залежить від типу конструкції та її призначення. Для індивідуальних ортопедичних імплантів можуть застосовуватися біосумісні металеві матеріали, зокрема титанові сплави.
Конкретний матеріал визначається під час проєктування та виготовлення конструкції.
Навіщо потрібна КТ?
КТ є основою для створення точної тривимірної моделі кістки.
Звичайна рентгенограма залишається важливою для оцінки кінцівки, але для персоналізованого 3D-проєктування потрібна просторово точна цифрова інформація про анатомію.
Чому іноді потрібно робити КТ обох кінцівок?
Якщо дефект однобічний і частина нормальної анатомії втрачена, здорова протилежна сторона може використовуватися як орієнтир.
Її цифрова модель дзеркально відображається та допомагає реконструювати відсутню анатомію.
Скільки часу займає виготовлення індивідуального імпланта?
Це не готовий виріб зі складу.
Необхідно виконати КТ, створити 3D-модель, сформувати хірургічний план, спроєктувати конструкцію, погодити її та виготовити.
Тривалість залежить від складності випадку та виробничого процесу і визначається індивідуально.
Чи можна встановити індивідуальний імплант одразу після травми?
Не завжди.
При складній травмі пріоритетом спочатку можуть бути стабілізація, видалення нежиттєздатних тканин, відновлення м'яких тканин та контроль інфекції.
Остаточна індивідуальна реконструкція виконується тоді, коли для неї створені відповідні умови.
Чи може 3D-імплант замінити втрачений великий фрагмент кістки?
У певних клінічних ситуаціях індивідуальні конструкції можуть бути частиною реконструкції значних кісткових дефектів.
Можливість такого лікування визначається після оцінки конкретного дефекту та всієї кінцівки.
Чи це краще за кісткову пластику?
Не обов'язково.
Це різні реконструктивні інструменти з різними показаннями. У частині випадків оптимальною буде біологічна реконструкція, в інших — індивідуальна конструкція або комбінація методів.
Що робити, якщо мені сказали, що стандартного імпланта для мого випадку немає?
Відсутність відповідного стандартного імпланта ще не означає автоматично, що потрібна 3D-конструкція.
У складній ситуації доцільно оцінити КТ, попередні операції та можливі реконструктивні варіанти — зокрема отримати другу думку щодо подальшої тактики лікування.
Стандартного рішення недостатньо?
Якщо після травми, втрати частини кістки або кількох попередніх операцій вам повідомили, що стандартна конструкція не дозволяє вирішити проблему, можна оцінити можливості індивідуальної реконструкції.
Під час консультації ми проаналізуємо результати обстежень, попереднє лікування та визначимо, чи має індивідуальне 3D-рішення переваги саме у вашій клінічній ситуації.
Індивідуальний імплант — не мета лікування. Мета — знайти спосіб реконструкції, який максимально відповідає конкретній анатомії та функціональній задачі.