Способ первичного тотального эндопротезирования плечевого сустава при посттравматических деформациях гленоидальной поверхности лопатки индивидуальным эндопротезом

Изобретение относится к медицине, а именно к реконструктивной хирургии в травматологии и ортопедии. Способ первичного тотального эндопротезирования плечевого сустава при посттравматических деформациях гленоидальной поверхности лопатки индивидуальным эндопротезом. Упомянутый эндопротез представляет собой единый блок гленоидального компонента и аугмента, выполненный по трехмерной модели, созданной с использованием гибридного параметрического моделирования и топологической оптимизации с учетом параметров костного дефекта гленоидальной поверхности лопатки по данным компьютерной томографии плечевого сустава на SLS 3D принтере из сплава титан-алюминий-ванадий (Ti6Al4V). В упомянутом эндопротезе имеются наружная пористая поверхность для остеоинтеграции, отверстия под введение в заданном направлении двух винтов для клювовидного отростка, четырех винтов для акромиального отростка и трех винтов для ости лопатки. При реализации способа используют эндопротез головки с ножкой. При реализации способа осуществляют дельтопекторальный доступ, релиз сухожилия подлопаточной мышцы, резекцию головки плечевой кости, риммирование гленоидальной поверхности лопатки, производят обработку буром клювовидного и акромиального отростков лопатки, после этого выполняют фиксацию индивидуального эндопротеза к лопатке костными винтами, причем два винта вводят в клювовидный отросток, четыре - в акромиальный отросток и три - в ость лопатки. Устанавливают цементную чашку без дополнительного позиционирования. Далее производят обработку костного канала плечевой кости развертками, установку шаблонов плечевого компонента эндопротеза для определения уровня погружения ножки эндопротеза и натянутости мягких тканей с последующей установкой на костный цемент ножки эндопротеза с головкой, после чего производят вправление эндопротеза и тестирование на нестабильность, рефиксацию подлопаточной мышцы, послойный шов раны. Изобретение обеспечивает прочную фиксацию и точное позиционирование гленоидального компонента эндопротеза, полную реконструкцию зоны костного дефекта, сокращение времени операции за счет заранее известных направлений введения и размеров костных винтов, восстановление биомеханики плечевого сустава, нормальное взаимодействия мышц вращающей манжеты. 4 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к медицине, а именно к реконструктивной хирургии в травматологии и ортопедии.

Посттравматическая деформация суставной поверхности лопатки значительно усложняет артропластику плечевого сустава. На сегодняшний день существует много способов пластики гленоидальной поверхности лопатки при ее массивных костных дефектах: риммирование гленоидальной поверхности в нейтральную позицию, костная пластика зоны дефекта, использование гленоидальных компонентов плечевого эндопротеза с угловым килем или металлических аугментов.

Однако эти способы имеют следующие недостатки: 1) уменьшается опорная толщина и площадь гленоидальной поверхности лопатки; 2) медиализация центра ротации с высоким риском развития клювовидного и акромиального импиджмент-синдрома; 3) высокий риск несращения и асептического некроза костного трансплантата; 4) нестабильная фиксация.

В качестве прототипа выбран способ первичной артропластики плечевого сустава при омартрозе с массивным костным дефектом гленоидальной поверхности лопатки с использованием индивидуальных имплантов, напоминающих тазобедренный протез, включающий дельтопекторальный доступ, релиз сухожилия подлопаточной мышцы, резекцию головки плечевой кости, риммирование гленоидальной поверхности лопатки, фиксацию гленоидального компонента винтами к ости и клювовидному отростку, установку на костный цемент полиэтиленового вкладыша в гленоидальный компонент эндопротеза под углом 30-45 градусов наклона вниз и антеверсией 10-30 градусов, стандартную обработку костного канала плечевой кости развертками, установку шаблонов плечевого компонента эндопротеза с ретроверсией 10-30 градусов для определения уровня погружения ножки эндопротеза и натянутости мягких тканей, имплантирование ножки эндопротеза с цементной фиксацией, установку головки эндопротеза, вправление эндопротеза и тестирование на нестабильность, рефиксацию подлопаточной мышцы, послойный шов раны (см. Ramsey Chammaa, MRCS, Ofir Uri, MD, Simon Lambert, FRCS. Primary shoulder arthroplasty using a custom-made hip-inspired implant for the treatment of advanced glenohumeral arthritis in the presence of severe glenoid bone loss// J. Shoulder Elbow Surg. 2017 Jan; Vol.26 (1):Р.101-107).

Способ имеет следующие недостатки: 1) ограниченность в применении, так как размер костного дефекта суставной поверхности лопатки не у всех пациентов одинаковый; 2) непрочная фиксация - гленоидальный компонент фиксируется винтами к клювовидному отростку и ости лопатки; 3) отсутствие точного позиционирования гленоидального имплантата; 4) допозиционирование полиэтиленового вкладыша в чашке гленоидального компонента эндопротеза; 5) отсутствие условий для вторичной остеоинтеграции – непористая поверхность имплантата в местах контакта с костной тканью; 6) непрочный гленоидальный имплантат – из сплава кобальта и хрома.

Задача предполагаемого изобретения – усовершенствование способа, для его использования при значительных деформациях гленоидальной поверхности лопатки.

Технический результат - изготовление индивидуального эндопротеза из прочного сплава металлов с пористой поверхностью для остеоинтеграции и возможностью замещения костных дефектов лопатки любой сложности, формы и размеров, создание наиболее стабильной фиксации и точного позиционирования индивидуального эндопротеза, сокращение времени операции за счет заранее известных направлений введения и размеров костных винтов.

Поставленный технический результат достигается за счет того, что в способе, включающем дельтопекторальный доступ, релиз сухожилия подлопаточной мышцы, резекцию головки плечевой кости, риммирование гленоидальной поверхности лопатки, фиксацию гленоидального компонента винтами к ости и клювовидному отростку, установку на костный цемент полиэтиленового вкладыша в гленоидальный компонент эндопротеза под углом 30-45 градусов наклона вниз и антеверсией 10-30 градусов, обработку костного канала плечевой кости развертками, установку шаблонов плечевого компонента эндопротеза с ретроверсией 10-30 градусов для определения уровня погружения ножки эндопротеза и натянутости мягких тканей, имплантирование ножки эндопротеза с цементной фиксацией, установку головки эндопротеза, вправление эндопротеза и тестирование на нестабильность, рефиксацию подлопаточной мышцы, послойный шов раны, производят обработку бором клювовидного и акромиального отростков лопатки, прецизионно позиционируют индивидуальный имплантат, изготовленный из прочного сплава титан-алюминий-ванадий (Ti6Al4V) на SLS 3D принтере, выполненный по трехмерной модели, имеющей единый блок гленоидального компонента и аугмента, пористую поверхность для остеоинтеграции, отверстия с заданными размерами для введения винтов в определенном направлении, созданной с использованием гибридного параметрического моделирования и топологической оптимизации с учетом параметров костного дефекта гленоидальной поверхности лопатки по данным компьютерной томографии плечевого сустава, фиксируют винтами, вводя 2 винта в клювовидный отросток, 4 - в акромиальный отросток и 3 - в ость лопатки, устанавливают цементную чашку без дополнительного позиционирования и ножку тазобедренного эндопротеза с головкой на костный цемент.

Способ первичного тотального эндопротезирования плечевого сустава при посттравматических деформациях гленоидальной поверхности лопатки индивидуальным эндопротезом поясняется рисунками, где на рис.1 изображена компьютерная 3D модель плечевого сустава; на рис. 2 – компьютерная 3D модель индивидуального эндопротеза с аугментом с направлениями для введения винтов; на рис. 3 – индивидуальный эндопротез как единый моноблок чашки и аугмента, изготовленный на SLS 3D принтере из сплава металлов титан, алюминий и ванадий (Ti6Al4V); рис. 4 - внутренняя поверхность индивидуального эндопротеза с углублениями и отверстиями для введения винтов.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. После установки клинико-рентгенологического диагноза производят, до операции, компьютерную томографию плечевого сустава при сканировании с минимальным шагом (чаще всего не более 1 мм) координатного стола в режиме высокого разрешения при неподвижном положении пациента на протяжении получения полного набора томограмм. Из массива томографических данных отбирают информацию для восстановления образа костных структур определенной плотности при помощи установки уровня отсечки, задавая коэффициент градиента интенсивности эмпирически от 0 до 300 (рис.1). После построения компьютерной трехмерной модели плечевого сустава с использованием технологий гибридного параметрического моделирования производят создание виртуальной модели индивидуального эндопротеза с аугментом, далее с учетом посттравматической деформации гленоидальной поверхности лопатки. После этого моделируют отверстия в индивидуальном эндопротезе для последующего введения винтов в заданном направлении в наиболее прочные, по данным компьютерной томографии, участки костной ткани лопатки (рис.2). Индивидуальный эндопротез представляет собой единый блок чашки гленоидального компонента 1 и аугмента 2 (рис.3), в котором имеются отверстия с заданными направлениями винтов 3 и гладкая внутренняя поверхность гленоидального компонента эндопротеза с наличием 100-200 углублений 4 (рис.4) для прочной фиксации костного цемента, наружная поверхность – мелкопористая, что обеспечивает остеоинтеграцию. Позиционирование имплантата осуществляют под углом 30-45 градусов наклона вниз и антеверсией 10-30 градусов. После этого индивидуальный эндопротез изготавливают на SLS 3D принтере из сплава титан-алюминий-ванадий (Ti6Al4V) и стерилизуют. Затем, на этапе оперативного вмешательства, выполняют дельтопекторальный доступ к плечевому суставу, релиз сухожилия подлопаточной мышцы, резекция головки плечевой кости, риммирование гленоидальной поверхности лопатки, мобилизация и обработка борами клювовидного и акромиального отростков лопатки. После этого выполняют фиксацию индивидуального эндопротеза к лопатке костными винтами под углом 30-45 градусов наклона вниз и антеверсией 10-30 градусов (2 винта вводят в клювовидный отросток, 4 - в акромиальный отросток и 3 - в ость лопатки), устанавливают цементную чашку на костный цемент без дополнительного позиционирования. Далее производят обработку костного канала плечевой кости развертками, установку шаблонов плечевого компонента эндопротеза с ретроверсией 10-30 градусов для определения уровня погружения ножки тазобедренного эндопротеза и натянутости мягких тканей. Затем выполняют установку на костный цемент ножки эндопротеза с головкой. После этого производят вправление эндопротеза и тестирование на нестабильность, рефиксацию подлопаточной мышцы, послойный шов раны.

Предполагаемый способ позволяет достичь прочной фиксации и точного позиционирования гленоидального компонента эндопротеза, полной реконструкции зоны костного дефекта любого размера, сокращение времени операции за счет заранее известных направлений введения и размеров костных винтов, восстановления биомеханики плечевого сустава, нормального взаимодействия мышц вращающей манжеты.

Клинический пример. Б-ая Пост-ва, 58 лет, находилась в травматолого-ортопедическом отделении с диагнозом: посттравматический омартроз 3 стадии слева, посттравматическая деформация гленоидальной поверхности левой лопатки, дефект проксимального отдела левой плечевой кости. Из анамнеза известно, что получила бытовую травму в 2009 г. – переломовывих левого плечевого сустава, за медицинской помощью не обращалась. Клинически при поступлении у пациентки активные и пассивные движения в левом плечевом суставе были значительно ограничены, был выявлен синдром псевдопаралича левой верхней конечности. 24.04.18 была проведена операция - тотальное эндопротезирование левого плечевого сустава индивидуальным эндопротезом. Положение больной на операционном столе в позе «пляжного кресла». Через дельтопекторальный доступ произведена мобилизация культи плечевой кости и гленоидальной поверхности лопатки, обработка клювовидного и акромиального отростков лопатки буром, фиксация индивидуального гленоидального имплантата костными винтами (2 винта вводятся в клювовидный отросток, 4 - в акромиальный отросток и 3 - в ость лопатки), установка цементной чашки Muller (Zimmer) без дополнительного позиционирования на костный цемент в гленоидальном компоненте эндопротеза под углом 45 градусов и антеверсией 25 градусов. Затем выполнена обработка костного канала плечевой кости развертками, установка шаблонов плечевого компонента эндопротеза с ретроверсией 25 градусов для определения уровня погружения ножки тазобедренного эндопротеза и натянутости мягких тканей, установка ножки эндопротеза Corail (DePuy) с цементной фиксацией, установка головки эндопротеза Articul/eze (DePuy), вправление эндопротеза и тестирование на нестабильность, послойный шов раны. В результате операции была обеспечена прочная фиксация и точное позиционирование гленоидального имплантата, полная реконструкция зоны костного дефекта, сокращение времени операции за счет заранее известных направлений и размеров костных винтов. Иммобилизация левой верхней конечности после операции производилась гипсовой повязкой Дезо на 6 недель. Назначалась ежедневная изометрическая гимнастика для мышц левой кисти с 1 дня после операции.

Послеоперационный период протекал без осложнений. Пациентка осмотрена через 2 месяца после операции. Рентгенологически компоненты эндопротеза стабильны. Послеоперационный рубец без признаков воспаления. Амплитуда движений в левом плечевом суставе: сгибание 70 градусов, разгибание 20 градусов, отведение 65 градусов, приведение 45 градусов, наружная ротация 10 градусов, внутренняя ротация 110 градусов.

При реализации способа восстанавливается биомеханика плечевого сустава. Способ позволяет надежно фиксировать индивидуальный имплантат на максимальном количестве костных винтов с направлением в зоны наиболее прочной костной ткани. Способ не имеет ограничений в применении, так как всегда есть возможность создания индивидуального имплантата из различного материала при любых размерах костного дефекта.

Способ первичного тотального эндопротезирования плечевого сустава при посттравматических деформациях гленоидальной поверхности лопатки индивидуальным эндопротезом, последний представляет собой единый блок гленоидального компонента и аугмента, выполненный по трехмерной модели, созданной с использованием гибридного параметрического моделирования и топологической оптимизации с учетом параметров костного дефекта гленоидальной поверхности лопатки по данным компьютерной томографии плечевого сустава на SLS 3D принтере из сплава титан-алюминий-ванадий (Ti6Al4V), в котором имеются наружная пористая поверхность для остеоинтеграции, отверстия под введение в заданном направлении двух винтов для клювовидного отростка, четырех винтов для акромиального отростка и трех винтов для ости лопатки, кроме того используют эндопротез головки с ножкой, при реализации способа осуществляют дельтопекторальный доступ, релиз сухожилия подлопаточной мышцы, резекцию головки плечевой кости, риммирование гленоидальной поверхности лопатки, производят обработку буром клювовидного и акромиального отростков лопатки, после этого выполняют фиксацию индивидуального эндопротеза к лопатке костными винтами, причем два винта вводят в клювовидный отросток, четыре - в акромиальный отросток и три - в ость лопатки, устанавливают цементную чашку без дополнительного позиционирования, далее производят обработку костного канала плечевой кости развертками, установку шаблонов плечевого компонента эндопротеза для определения уровня погружения ножки эндопротеза и натянутости мягких тканей с последующей установкой на костный цемент ножки эндопротеза с головкой, после чего производят вправление эндопротеза и тестирование на нестабильность, рефиксацию подлопаточной мышцы, послойный шов раны.