Результаты ревизионного эндопротезирования коленного сустава с применением индивидуальных имплантатов

Background. The presence of extensive bone defects significantly complicates the possibility of stable fixation and correct spatial positioning of the revision endoprosthesis components. The primary task of revision surgery is to restore the lost bone. The use of modern implants makes it possible to replace large metaphyseal defects of the tibia and femur, including AORI type 2B и 3 bone defects. The aim of the study was to evaluate the long-term results of surgical treatment of patients with extensive bone defects (2B and 3 according to AORI) of the proximal tibia and/or distal femur using custom-made implants for revision knee arthroplasty. Methods. A retrospective clinical study was performed in 24 patients who underwent revision arthroplasty using individual implants (9 femoral and 18 tibial) made on a 3D printer in the period from 2017 to 2021. T3 defect according to AORI classification was diagnosed in 12 patients (50%), F3 defect in 1 (4.17%), F2B in 8 (33.3%), T2B in 6 (25%). All patients before surgery and 3, 6, 12 months after surgery were surveyed according to the international scales VAS, KSS, WOMAC and SF-36. Results. At the follow-up examination 12 months after the surgery, 9 out of 24 patients (37.510%) walked without additional means of support, 10 out of 24 (41.710%) with a cane, 4 out of 24 (16,78%), walkers 1 out of 24 (4.210%). There were no periprosthetic fractures during surgery and in the postoperative period. When evaluating the functional state of the knee joint, an excellent result was registered in 45.810% and 33.310%; good in 37.510% and 54.210%; satisfactory in 16.678% and 12.57% according to the KSS and WOMAC scales, respectively. When assessed on the VAS scale, there was a positive trend in the form of statistically significant decrease in pain in all patients (p0.01). Conclusion. The use of individual implants made using additive 3D printing technologies in revision knee arthroplasty in the presence of extensive bone defects (2B and 3 according to AORI) allows to perform an organ-preserving surgery without loss of the statodynamic function of the lower limb. This study has limitations due to the small sample size. We believe that it is promising to study the long-term results of surgical treatment of patients with extensive bone defects (2B and 3 AORI) of the proximal tibia and /or distal femur using individually manufactured implants for revision knee replacement and a comparative analysis of these results with those using conventional implants.Актуальность. Наличие обширных костных дефектов существенно осложняет возможность стабильной фиксации и корректного пространственного позиционирования ревизионных компонентов эндопротеза. Первостепенной задачей ревизионного вмешательства является восполнение объема утраченной костной ткани. Использование современных имплантатов позволяет замещать большие по объему метафизарные дефекты большеберцовой и бедренной костей, включая дефекты костной ткани AORI-типа 2B и 3. Цель исследования представить клинико-рентгенологические результаты оперативного лечения пациентов с обширными костными дефектами (2B и 3 по AORI) проксимального отдела большеберцовой и/или дистального отдела бедренной костей с использованием индивидуально изготовленных имплантатов для ревизионного эндопротезирования коленного сустава. Материал и методы. Проведено ретроспективное исследование 24 пациентов, которым в период с 2017 по 2021 г. было выполнено ревизионное эндопротезирование с использованием индивидуальных имплантатов (9 бедренных и 18 большеберцовых), изготовленных на 3D-принтере. Дефект типа T3 по классификации AORI диагностирован у 12 больных (50%), T2B у 6 (25%), дефект F3 у 1 (4,17%), F2B у 8 (33,3%). Всем пациентам до операции и через 3, 6, 12 мес. после операции выполнялось анкетирование по международным шкалам VAS, KSS, WOMAC и SF-36. Результаты. На контрольном осмотре через 12 мес. после операции без дополнительных средств опоры передвигались 9 из 24 пациентов (37,5%), с помощью трости 10 из 24 (41,7%), костылей 4 из 24 (16,7%), ходунков 1 из 24 (4,2%). Перипротезных переломов во время операции и в послеоперационном периоде не зарегистрировано. При оценке функционального состояния коленного сустава отличный результат был зарегистрирован у 45,8% и 33,3%; хороший у 37,5% и 54,2%; удовлетворительный у 16,67% и 12,5% по шкалам KSS и WOMAC соответственно. При оценке по шкале VAS отмечалась положительная динамика в виде статистически значимого уменьшения болевого синдрома у всех больных (р0,01). Заключение. У всех пациентов в послеоперационном периоде произошло улучшение показателей по SF-36, KSS, WOMAC и VAS. При рентгенологическом исследовании у 23 из 24 больных отсутствовало расшатывание компонентов эндопротеза. У всех пациентов было достигнуто прецизионное соответствие имплантата костному дефекту. Использование индивидуальных имплантатов, изготовленных с помощью аддитивных технологий 3D-печати, в ревизионном эндопротезировании коленного сустава при наличии обширных дефектов костной ткани (2B и 3 по AORI) позволяет выполнить органосохранную операцию без потери статодинамической функции нижней конечности

ЭНДОПРОТЕЗИРОВАНИЕ КОЛЕННОГО СУСТАВА С ПРИМЕНЕНИЕМ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ НАПРАВИТЕЛЕЙ, СОЗДАННЫХ С ПОМОЩЬЮ ТЕХНОЛОГИЙ 3D-ПЕЧАТИ

The aim of the study was to evaluate clinical and radiological outcomes of knee arthroplasty using patient specific guides produced using physical prototypes and 3D printing that are applied for positioning of resection blocks. Materials and methods. The authors analyzed the treatment outcomes of 4 patients during the period from 2015 to 2016 who underwent total knee arthroplasty for posttraumatic gonarthrosis of III-IV stage with the use of patient specific guides for resection blocks positioning. The mean age of patients was 59±12 years. Initially, all patients reported marked limitation of movement in the knee joint. The average flexion prior to surgery was 53.3±35.1°. According to FLFS roentgenography all patients had a varus deformity of the lower limb with an average value of 15.0±12.3°.Results. In all cases the axis of the lower limb was normalized postoperatively. The average KOOS score for “pain” was 85.2±14.0, for “daily physical activity” — 74.5±14.8, for “symptoms and stiffness” — 69.0±11.0, for “quality of life” — 62.5±12.5 points. Average knee ROM after arthroplasty: flexion 113.3±5.787° and full extension. Such outcomes can be considered as excellent considering preoperative marked knee movement limitations in all patients.Conclusion. Preoperative planning using the technology of producing patient specific guides and prototyping on physical tibia and femur models allowed to restore normal axis of the lower limb. The authors observed a significant improvement in joint function and a pain syndrome reduction in all patients. In authors’ opinion patient specific precision guides can be used in the following cases: inflammatory process or deformation of the femur in patient’s history; when the use of intramedullary guides is difficult and does not allow positioning of the prosthesis components with sufficient accuracy or is associated with an increased risk of a purulent-inflammatory process; ipsilateral hip joint prosthesis when it is desirable to avoid opening the medullary canal; substantial bone defects or massive osteophytes of the posterior portion of femoral condyles that impede correct rotation of the femoral component; severe movement limitations in the knee joint, when it is technically impossible to perform TKA using computer navigation and the use of a standard set of instruments poses significant technical difficulties.Цель исследования — оценить клинико-рентгенологические результаты эндопротезирования коленного сустава с использованием индивидуальных направителей для позиционирования резекционных блоков, созданных с применением физических прототипов и 3D-печати.Материал и методы. За период с 2015 по2016 г. нами было выполнено 4 операции тотального эндопротезирования коленного сустава по поводу посттравматического гонартроза III–IV стадии. Операции выполнялись с использованием индивидуальных направителей для позиционирования резекционных блоков. Средний возраст пациентов составил 59±12 лет. Изначально у всех пациентов отмечалось выраженное ограничение движений в коленном суставе. Средний объем сгибания до операции составил 53,3±35,1°. По данным телерентгенографии (FLFS), у всех пациентов имелась варусная деформация нижней конечности со средним значением 15,0±12,3°.Результаты. Во всех случаях после операции нормализовалась ось нижней конечности. Средний балл по шкале KOOS по признаку "боль" составил 85,2±14,0; "ежедневная физическая активность" — 74,5±14,8; "симптомы и тугоподвижность" — 69,0±11,0; "качество жизни" — 62,5±12,5 баллов. Средний объем движений в коленном суставе после эндопротезирования: сгибание 113,3±5,8°; дефицит разгибания отсутствовал. Поскольку у всех пациентов отмечалось выраженное ограничение движений в коленном суставе до операции, результат можно рассматривать как отличный.Заключение. Предоперационное планирование с использованием индивидуальных направителей и прототипирования на физических макетах большеберцовой и бедренной костей позволило добиться нормализации оси нижней конечности у всех пациентов. Показаниями к применению персонифицированных прецизионных направителей могут быть наличие в анамнезе воспалительного процесса или деформации бедренной кости; эндопротез тазобедренного сустава на ипсилатеральной стороне, когда желательно избежать вскрытия костномозгового канала; значительные костные дефекты или массивные остеофиты задних отделов мыщелков бедра; выраженное ограничение движений в коленном суставе

ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ТРЕХФЛАНЦЕВЫХ ВЕРТЛУЖНЫХ КОМПОНЕНТОВ ПРИ РЕВИЗИОННОМ ЭНДОПРОТЕЗИРОВАНИИ ТАЗОБЕДРЕННОГО СУСТАВА

Extensive defects of acetabulum especially accompanied by pelvis discontinuity at the level of acetabulum pose a serious challenge in revision hip replacement and create additional complexity in fixing the acetabular component. One of the perspective options to solve the above issue is the use of custom triflange acetabular components (CTAC) designed based on preoperative computer tomography given the specifics of bone defects of the patient. Purpose of the study — to evaluate the outcomes of CTAC use in revision hip replacement.Materials and methods. The authors analyzed treatment outcomes of 12 patients after revision hip replacement using additive techniques of computer simulation and 3D printing CTAC. Follow up period after the surgery averaged 7±3 months (from one to ten months). 7 out of 12 patients had acetabular defects of Paprosky 3B type, 4 patients had defects of Paprosky 3A and in one patient — of Paprosky 2C.Results. Two out of twelve patients had prosthesis dislocations that required revision hip surgery, one of those patients underwent open reduction of dislocation with wound debridement, another patient underwent replacement of articulating couple of acetabular component. Total scores under Harris Hip Score and paint VAS score prior to treatment was 28±7 and 7±1 points respectively, postoperative scores were 76±9 and 3±1 respectively.Conclusion. The application of additive techniques for revision hip replacement in patients with extensive acetabular and pelvic defects allows to make a precise preoperative planning, to restore joint rotation center, to reconstruct bone defects and to securely fix triflange acetabular component that altogether significantly improve treatment outcomes and patients satisfaction with the surgery.Значительные дефекты вертлужной впадины, особенно сопровождающиеся нарушением целостности тазового кольца, являются серьезной проблемой ревизионного эндопротезирования тазобедренного сустава и создают дополнительные сложности для фиксации ацетабулярного компонента эндопротеза. Одним из перспективных вариантов решения описанной проблемы является использование индивидуальных трех- фланцевых вертлужных компонентов (CTAC — Custom Triflange Acetabular Component), проектируемых на основе предоперационной компьютерной томографии с учетом особенностей костных дефектов пациента.Цель исследования — оценить эффективность использования CTAC при ревизионном эндопротезировании тазобедренного сустава.Материал и методы. Проанализированы результаты лечения 12 пациентов, перенесших ревизионное эндопротезирование с применением аддитивных технологий компьютерного моделирования и 3D-печати CTAC. Время наблюдения пациентов после эндопротезирования составило в среднем 7±3 мес. (от 1 до 10 мес.). У 7 пациентов из 12 были выявлены дефекты вертлужной впадины типа 3B по W.G. Paprosky, у 4 — типа 3А и у одного — 2С.Результаты. У 2 пациентов из 12 произошли вывихи эндопротеза, что потребовало проведения повторных оперативных вмешательств на тазобедренном суставе, одному из них — открытое вправление вывиха с санацией раны, другому — замена артикулирующей пары ацетабулярного компонента эндопротеза. Суммы баллов по шкале Харриса и визуальной аналоговой шкале боли до лечения составили 28±7 и 7±1, соответственно, после эндопротезирования — 76±9 и 3±1, соответственно.Выводы. Применение аддитивных технологий при ревизионном эндопротезировании тазобедренного сустава у пациентов с обширными костными дефектами вертлужной впадины и таза позволяет провести точное предоперационное планирование, восстановить центр ротации сустава, восполнить дефицит костной ткани, надежно фиксировать индивидуальный трехфланцевый вертлужный компонент эндопротеза, что значительно улучшает результаты лечения и удовлетворенность пациентов операцией

ЭНДОПРОТЕЗИРОВАНИЕ КОЛЕННОГО СУСТАВА ПОСЛЕ ПЕРЕЛОМОВ ПРОКСИМАЛЬНОГО ОТДЕЛА БОЛЬШЕБЕРЦОВОЙ КОСТИ

We have analyzed the results of 32 TKA of 32 patients after fractures of the proximal tibia, which were operated in the period from 2011 to 2014. We have used intramedullary stems for tibial component in 28% of cases, CCK implants in 15.6% of cases, metal augments for bone defects in 25%, in 59.4% of cases autologous bone, cementation for minor defects was performed in 68.8% of patients. 12 of 32 (37.5%) operations were performed under the control of computer navigation (Orthopilot). Average KOOS score one year after the operation in subscales was as follows: "pain" - 86.1 (69,4-97,2), "daily physical activity" - 80,8 (57,4-92,6), "symptoms and stiffness "- 67,8 (57,1-85,7)," physical activity in sports"- 30,0 (5,0-70,0)," quality of life "- 50.0 (37,5- 81.3). The average ROM after the operation was as follows: flexion 100 degrees (90-120), extension 0 degrees (0-5), which corresponds to good and excellent results. There was only one case (3.1%) of septic instability, requiring a two-stage revisional surgery by articulating spacer. All the patients after surgery had a significant improvement of joint function and reduction of pain. However, these patients are at risk for postoperative complications and require a special approach when performing arthroplasty. Treatment outcomes are due to the restoration of axial and rotational alignment, normalization of the joint line by the use of augments, elimination of instability in the joint by application of CCK implants.Цель исследования - выявление характерных особенностей и оценка результатов тотального эндопротезирования коленного сустава после переломов проксимального отдела большеберцовой кости. Проанализированы результаты лечения 32 пациентов после переломов проксимального отдела большеберцовой кости, которым за период с 2011 по 2014 г. было выполнено 32 операции тотального эндопротезирования коленного сустава. Удлиняющие интрамедуллярные стержни тибиального компонента были использованы у 28% больных, протезы с ограничением варусных-вальгусных отклонений - у 16%, замещение костных дефектов аугментами - у 25%, аутокостью - у 59%, пластика цементом при незначительных дефектах - у 69%. Под контролем компьютерной навигации (система Orthopilot) было выполнено 12 (37,5%). из 32 операций Средние баллы оценки по шкале KOOS через 1 год после операции составили: по признаку «боль» - 86,1 (69,4-97,2), «ежедневная физическая активность» - 80,8 (57,4-92,6), «симптомы и тугоподвижность» - 67,8 (57,1-85,7), «физическая активность при занятиях спортом» - 30,0 (5,0-70,0), «качество жизни» - 50,0 (37,5-81,3). Средний объем движений после операции составил: сгибание - 100° (90-120°), разгибание - 0° (0-5°). Был только один случай септической нестабильности, потребовавший двухэтапной ревизии с применением артикулирующего спейсера. У всех пациентов, которым было выполнено эндопротезирование коленного сустава после перелома проксимального отдела большеберцовой кости, отмечалось значительное улучшение функции и уменьшение боли. Однако эти больные находились в группе риска развития послеоперационных осложнений и требовали специального подхода при выполнении артропластики. Исходы лечения были связаны с восстановлением нормальных осевых и ротационных соотношений, уровня суставной щели коленного сустава за счет использования аугментов, устранением нестабильности в суставе путем применения связанных эндопротезов

THE EFFECT OF MINIMALLY INVASIVE TECHNIQUES ON THE MICROSTRUCTURE OF THE ENAMEL IN THE WEDGE-SHAPED DEFECT

Objective: The aim of the study was to assess the changes in the microstructure of the enamel and its chemical composition in the area of the wedge-shaped defect with the use of minimally invasive technologies in experiments. Materials and methods: The materials of the assessment were 45 thin sections of the teeth which had been extracted with orthodontic indications and had the wedge-shaped defect within the enamel. The changes in the enamel microstructure with the use of minimally invasive technologies - enamel infiltration Icon (DMG) and closure of the defect with the composite Estelite Asteria (Tokuyama Dental) were studied with the help of the scanning electronic microscope Quanta 200 i 3D FEI(USA) with the energy-dispersive microanalysis system with resolution capability 2,9 nm at 30 kV in dynamics Results. The structural changes in the enamel depend on the nature of the pathological process, its depth and microstructural changes. A developing pathological process is characterized by the presence of pores, deep cracks in the enamel rods, demineralization areas, linear chaotic defects with clear borders. The changes in the chemical composition of the enamel in the wedge-shaped defect is characterized by the increase in oxygenation by 1.2 combined with the decrease in carbon compounds by 1.4, the decrease in fluorine by 1.2 and the emergence of sulfur, thus most likely confirming the changes in the crystal structure of hydroxyapatite. With the help of the optical microscopy we were able to visualize the structural changes of the enamel within the defect in the samples with infiltration treatment by Icon (DMG) and closure of the defect with restoration. The conclusions concerning the necessity to continue the scientific research of the treatment of the wedge-shaped defect within the enamel were made