3d Printing Technique for Patient-Specific Instrumentation in Total Knee Arthroplasty

Abstract

рефератЦель исследования -оценить клинико-рентгенологические результаты эндопротезирования коленного сустава с использованием индивидуальных направителей для позиционирования резекционных блоков, созданных с при-менением физических прототипов и 3D-печати.Материал и методы. за период с 2015 по 2016 г. нами было выполнено 4 операции тотального эндопротези-рования коленного сустава по поводу посттравматического гонартроза III-IV стадии. Операции выполнялись с использованием индивидуальных направителей для позиционирования резекционных блоков. Средний воз-раст пациентов составил 59±12 лет. Изначально у всех пациентов отмечалось выраженное ограничение дви-жений в коленном суставе. Средний объем сгибания до операции составил 53,3±35,1°. по данным телерентге-нографии (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; «сим-птомы и тугоподвижность» -69,0±11,0; «качество жизни» -62,5±12,5 баллов. Средний объем движений в ко-ленном 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 мож-но рассматривать как отличный.Заключение. предоперационное планирование с использованием индивидуальных направителей и прототи-пирования на физических макетах большеберцовой и бедренной костей позволило добиться нормализации оси нижней конечности у всех пациентов. показаниями к применению персонифицированных прецизионных напра-вителей могут быть наличие в анамнезе воспалительного процесса или деформации бедренной кости; эндопро-тез 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.Ключевые слова: тотальное эндопротезирование коленного сустава, 3D-печать, индивидуальные прецизион-ные направители.

Bone defects substitution in total knee replacement (literature review)

“…Перспективним напрямом також вважаємо розвиток віртуального прототипування для складних випадків ендопротезування, використання методик 3D-друку та адитивних технологій для виготовлення індивідуальних направляючих та резекційних блоків [44,45].…”

Total Knee Arthroplasty Using Virtual Prototyping and Additive Manufacturing

“…In 86% of cases, this disease occurs in people of working age and leads to disability in 6.5-14.6% of patients. Knee osteoarthritis accounts for 50.6-54.5% of all degenerative diseases of the large joints of the lower limbs [2][3][4][5].…”

“…Computer navigation is impossible in hip arthrodesis, femoral head deformity, complex deformities of the femoral and tibial epiphyses. Its use is difficult in overweight patients [1,5,14]. The following results were obtained during computerassisted knee replacement surgery: the mechanical axis of the limb was within the normal range only in 35% of all operated patients, 1 to 2° deviation was recorded in 55%.…”

“…To avoid aseptic loosening which accounts for 60% of all revision surgery causes [3,5,6,15], mechanical axis deviation should not exceed 3°, correct rotation should be performed, slope angles of the femoral and tibial components in the sagittal plane should be observed, correct knee ligament balance has to be achieved. When standard knee replacement techniques are used in case of extra-articular knee deformities, there may be errors in the frontal positioning of the components.…”

“…This technology offers the possibility to perform arthroplasty when there are contraindications to the use of computer navigation and standard guides, to ensure more accurate reconstruction of the lower limb axis and reduce operating room time [5,13,14,16]. Besides, the use of individual guides can improve clinical outcomes after surgery, achieve more accurate rotation of endoprosthesis components compared to computer navigation [5,14,16]. Their use is particularly advantageous in the following situations [5,[11][12][13]:…”