3D MODELLING AND PRINTING IN PRIMARY AND REVISION ARTHROPLASTY


Cite item

Full Text

Abstract

Introduction. Acetabular arthroplasty in patients with the abnormal pelvic bone anatomy is a challenging task. In recent years the method of 3D modelling and printing of custom acetabular components is widely used at acetabular arthroplasty in patients with marked bone defects.Purpose of study: to evaluate the accuracy, convenience of the positioning and efficacy of the primary stabilization of custom acetabular components in patients with bone defects at primary and revision hip arthroplasty. Patients and methods. Eighteen surgical interventions using 3D modelling and printing, i.e. 12 for hip instability, 6 — for posttraumatic coxarthrosis were performed. The study included 9 women and 9 men with mean age 60.9±15.8 years. By Paprosky classification in 2 cases the defects corresponded to Type I, in1 case — Type IIA, in 4 cases — Type IIB (posttraumatic coxarthrosis), in 2 cases — Type IIIA, in 10 — Type IIIB out of them 2 cases with pelvic bone separation. Custom components were produced using the method of direct metal laser sintering (DMLS). The whole technologic process took from 4 to 8 weeks and was conducted jointly with the engineers. Results. Exact match of implant form and the defect was observed in 89.9% of cases. In 2 patients with pelvic bone separation additional correction of bone structures was required when placing the acetabular component. In radiograph from 2 to 8 months after surgery the constructions were stable.Conclusion. 3D technology for the custom-made acetabular components is a method of resolving the problem in patients with marked acetabular defects. It enables to plan the surgery, simplifies the choice for screws positioning avoiding their interference. The design features of the implant are three rigid flanges with screw holes that create additional contact with intact parts of the ischial, iliac and pubic bones. Screw fixation ensures initial rigid stability until the biological fixation is achieved.

About the authors

N. V. Zagorodniy

N.N. Priorov National Medical Research Center of Traumatology and Orthopaedics

G. A. Chragyan

N.N. Priorov National Medical Research Center of Traumatology and Orthopaedics

O. A. Aleksanyan

N.N. Priorov National Medical Research Center of Traumatology and Orthopaedics

Email: hovakim1992@mail.ru

S. V. Kagramanov

N.N. Priorov National Medical Research Center of Traumatology and Orthopaedics

E. V. Polevoy

N.N. Priorov National Medical Research Center of Traumatology and Orthopaedics

References

  1. Мурылев В.Ю. Ревизионная артропластика тазобедренного сустава при асептическом расшатывании эндопротеза: Автореф. дис. ... д-ра мед. наук. М.; 2009.
  2. Гринь А.А., Рунков А.В., Шлыков И.Л. Выбор операционного доступа при лечении двухколонных переломов вертлужной впадины. Травматология и ортопедия России. 2014; (1): 92-7.
  3. Flóris I., Bodzay T., Vendégh Z. et al. Short-term results of total hip replacement due to acetabular fractures. Eklem. Hastalık. Cerrahisi. 2013; 24 (2): 64-71. doi: 10.5606/ehc.2013.16.
  4. Милюков А.Ю., Пронских А.А. Современные подходы к лечению пациентов с повреждениями вертлужной впадины. Политравма. 2006; 1: 38-42.
  5. Moed B.R., Willson S.E. Resalts of operative treatment of fractures of the posterior wall of the acetabulum. J. Bone Joint Surg. Am. 2002; 84-A (5): 752-9.
  6. Laird A., Keating J.F. Acetabular fractures: a 16 year prospective epidemiological study. J. Bone Joint Surg. Br. 2005; 87 (7): 969-73. doi: 10.1302/0301-620X.87B7.16017.
  7. Sullivan P.M., MacKenzie J.R., Callaghan J.J., Johnston R.C. Total hip arthroplasty with cement in patients who are less than fifty years old. A sixteen to twentytwo-year follow-up study. J. Bone Joint Surg. Am. 1994; 76 (6): 863-9.
  8. Kurtz S., Ong K., Lau E. et al. Projections of primary and revision hip and knee arthroplasty in the United States from 2005 to 2030. J. Bone Joint Surg. Am. 2007; 89 (4): 780-5. doi: 10.2106/jbjs.f.00222.
  9. Paprosky W.G., Perona P.G., Lawrence J.M. Acetabular defect classification and surgical reconstruction in revision arthroplasty. A 6-year follow-up evaluation. J. Arthroplasty. 1994; 9 (1): 33-44. doi: 10.1007/s11999-0133264-4.
  10. Berry D.J., Paprosky L.D.G., Hanssen A.D., Cabanela M.E. Pelvic discontinuity in revision total hip arthroplasty. J. Bone Joint Surg. Am. 1999; 81-A: 1692-1702.
  11. Kosashvili Y, Backstein D, Safir O. et al. Acetabular revision using an anti-protrusion (ilio-ischial) cage and trabecular metal acetabular component for severe acetabular bone loss associated with pelvic discontinuity. J. Bone Joint Surg. Br. 2009; 91 (7): 870-6. doi: 10.1302/0301-620 X.91B7.22181.
  12. Berasi C.C. IV, Berend K.R., Adams J.B. et al. Are custom triflange acetabular components effective for reconstruction of catastrophic bone loss? Clin. Orthop. Relat. Res. 2015; (473): 528-35. doi: 10.1007/s11999-014-3969-z.
  13. Dearborn J.T., Harris W.H. High placement of an acetabular component inserted without cement in a revision total hip arthroplasty. Results after a mean of ten years. J. Bone Joint Surg. Am. 1999; 81 (4): 469-80.
  14. Whaley A.L., Berry D.J., Harmsen W.S. Extra-large uncemented hemispherical acetabular components for revision total hip arthroplasty. J. Bone Joint Surg. Am. 2001; 83-A (9): 1352-7.
  15. Gross A.E., Saleh K.J., Wong P. Acetabular revision using grafts and cages. Am. J. Orthop. (Belle Mead NJ). 2002; 31 (4): 213-5.
  16. Rosenberg W.J., Schreurs B.W., de Waal Malefijt M.C. et al. Impacted morselized bone grafting and cemented primary total hip arthroplasty for acetabular protrusion in patients with rheumatoid arthritis. Acta Orthop. Scand. 2000; 71: 143-7. doi: 10.1080/000164700317413102.
  17. Saleh K.J., Jaroszynski G., Woodgate I. et al. Revision total hip arthroplasty with the use of structural acetabular allograft and reconstruction ring: acase series with a 10-year average follow-up. J. Arthroplasty. 2000; 15 (8): 951-8.
  18. Schreurs B.W., Slooff T.J., Buma P. et al. Acetabular reconstruction with impacted morsellised cancellous bone graft and cement. A 10to 15-year follow-up of 60 revision arthroplasties. J. Bone Joint Surg. Br. 1998; 80-B: 391-5.
  19. Schreurs B.W., van Tieuen T.G., Buma P. et al. Favourable results of acetabular reconstruction with impacted morselized grafts in patients younger than fifty years. Acta Orthop. Scand. 2001; 72: 120-6. doi. org/10.1080/000164701317323354.
  20. Shinar A.A., Harris W.H. Bulk structural autogenous grafts and allografts for reconstruction of the acetabulum in total hip arthroplasty. Sixteen-year-average follow-up. J. Bone Joint Surg. Am. 1997; 79 (2): 159-168.
  21. Welten M.L.M., Schreurs B.W., Buma P. et al. Acetabular reconstruction with impacted morcellizedcancellousautograft and cemented primary total hip arthroplasty: a 10to 17-year follow-up study. J. Arthroplasty. 2000; 15 (7): 819-24.
  22. Berry D.J., Müller M.E. Revision arthroplasty using an anti-protrusio cage for massive acetabular bone deficiency. J. Bone Joint Surg. Br. 1992; 74 (5): 711-5.
  23. Gross A.E., Goodman S. The current role of structural grafts and cages in revision arthroplasty of the hip. Clin. Orthop. Relat. Res. 2004; (429): 193-200.
  24. Peters C.L., Curtain M., Samuelson K.M. Acetabular revision with the Burch-Schnieder antiprotrusio cage and cancellous allograft bone. J. Arthroplasty. 1995; 10: 307-12.
  25. Siegmeth A., Duncan C.P., Masri B.A. et al. Modular tantalum augments for acetabular defects in revision hip arthroplasty. Clin. Orthop. Relat. Res. 2009; 467 (1): 199-205. doi: 10.1007/s11999-008-0549-0.
  26. Li H., Qu X., Mao Y. et al. Custom acetabular cages offer stable fixation and improved Hip Scores for revision THA with severe bone defects. Clin. Orthop. Relat. Res. 2015; 474 (3): 731-40. doi: 10.1007/s11999-015-4587-0.
  27. Berasi C.C., Berend K.R., Adams J.B. et al. Are custom triflange acetabular components effective for reconstruction of catastrophic bone loss? Clin. Orthop. Relat. Res. 2014; 473 (2): 528-35. doi: 10.1007/s11999-014-3969-z.
  28. Hogan C., Ries M. Treatment of massive acetabular bone loss and pelvic discontinuity with a custom triflange component and ilio-sacral fixation based on preoperative CT templating. A report of 2 cases. Hip Int. 2015; 25 (6): 585-8. doi: 10.5301/hipint.5000247.
  29. Кавалерский Г.М., Мурылев В.Ю., Рукин Я.А. и др. Применение индивидуальных вертлужных компонентов при ревизионном эндопротезировании тазобедренного сустава. Травматология и ортопедия России. 2016; 22 (4): 114-21. https://doi. org/10.21823/2311-2905-2016-22-4-114-121.
  30. Тихилов Р.М., Шубняков И.И., Коваленко А.Н. и др. Применение индивидуальной трехфланцевой конструкции при ревизионном эндопротезировании с нарушением целостности тазового кольца (клинический случай). Травматология и ортопедия России. 2016; (1): 108-16. https://doi.org/10.21823/2311-2905-20160-1-108-116.
  31. Valle C.J., Paprosky W.G. Classification and an algorithmic approach to the reconstruction of femoral deficiency in revision total hip arthroplasty. J. Bone Joint Surg. Am. 2003; 85-A Suppl 4: 1-6.
  32. Taunton M.J., Fehring T.K., Edwards P. et al. Pelvic discontinuity treated with custom triflange component: a reliable option. Clin. Orthop. Relat. Res. 2012; 470 (2): 428-34. doi: 10.1007/s11999-011-2126-1.
  33. DeBoer D.K., Christie M.J., Brinson M.F., Morrison J.C. Revision total hip arthroplasty for pelvic discontinuity. J. Bone Joint Surg. Am. 2007; 89 (4): 835-40.
  34. Goodman G.P., Engh C.A. Jr. The custom triflange cup: build it and they will come. Bone Joint J. 2016; 98-B (1 Suppl A): 68-72. doi: 10.1302/0301-620X.98B1. 36354.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2018 Eco-Vector



Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».