RU2850110C1 - Способ лечения пациентов с остеомиелитом таранной кости, нарушением анатомии таранной кости - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к медицине, в частности к травматологии и ортопедии, и может быть применимо для лечения пациентов с остеомиелитом таранной кости, потерей костного вещества таранной кости травматического и нетравматического генеза с нарушением анатомии таранной кости и формированием грубой деформации заднего отдела стопы. Способ лечения пациентов с остеомиелитом таранной кости и нарушением анатомии таранной кости включает предоперационное планирование с компьютерной томографией таранной кости здоровой ноги и пораженной таранной кости. Создают индивидуальный имплантат таранной кости с учетом формы, размеров, объема неповрежденной контралатеральной таранной кости, отзеркаленной и адаптированной к стороне планируемой имплантации. Причем имплантат проектируют путем 3D-моделирования анатомического цементного спейсера. При этом изготавливают анатомические формы-слепки цементного спейсера таранной кости разных типов размеров, соответствующих 90, 95 и 100% объема таранной кости здоровой ноги. Достигается снижение вероятности дегенеративных изменений, ятрогенных поражений суставных поверхностей, сосудисто-нервного пучка и окружающих тканей в голеностопном, таранно-ладьевидном и подтаранном суставах. 15 ил., 1 пр.

Description

Изобретение относится к травматологии и ортопедии и может быть применимо для лечения пациентов с остеомиелитом таранной кости, потерей костного вещества таранной кости травматического и нетравматического генеза с нарушением анатомии таранной кости и ее формы с формированием грубой деформации заднего отдела стопы.

Остеомиелит таранной кости является тяжелым инвалидизирующим заболеванием, приводящим к дефекту, рассасыванию таранной кости, образованию длительно не заживающих ран, свищей с формированием, грубой деформации стопы, приводящей к быстрой инвалидизации пациентов. На сегодняшний день общепринятым является хирургическое лечение. В исторической ретроспективе основным методом лечения является астрагалэктомия, выполнение большеберцово-пяточного артродеза, а в некоторых случаях описаны ампутации стопы. При осуществлении большеберцово-пяточного артродеза, перед хирургом возникает дилемма как сохранить конечность и ее функцию: выбрать одномоментную или поэтапную процедуру. При одномоментном хирургическом лечении выполняют астрагалэктомию и большеберцово-пяточный артродез, направленный на лечение посттравматической аваскулярной некроза таранной кости и сопутствующего остеомиелита, используют аппарат внешней фиксации: который представляет собой важный инструмент, обеспечивающий надлежащее выравнивание костной ткани и стабильность, одновременно избегая установки имплантатов, которые могут стать источником скрытой или рецидивирующей инфекции. Функциональные исходы этой операции не соответствуют современному уровню ожиданий пациентов и требований ортопедов к исходам оперативного лечения.

Данный метод хирургического лечения, несмотря на свои преимущества, также имеет ряд значительных недостатков, таких как высокая травматичность, необратимая утрата подвижности в важных суставах, повышенный риск несращений, высокая частота остаточных деформаций и необходимость длительной иммобилизации конечности.

В связи с растущим внедрением тотального эндопротезирования голеностопного сустава и таранной кости, хирурги все чаще сталкиваются с вызовами, обусловленными наличием пациентов с травмами и осложненными грубыми сопутствующими деформациями голеностопного сустава и заднего отдела стопы. Эти пациенты нередко имеют уникальную анатомию, значительную потерю костной ткани таранной кости, инфекции и другие местные и системные факторы, которые существенно влияют на выбор методов лечения и достижение успешного результата. Использование трехмерной печати медицинских изделий открывает для ортопедов новые горизонты для создания индивидуализированных решений, позволяющих осуществлять реконструкцию и спасение конечностей с учетом специфических требований как пациентов, так и хирургов

При анализе современной литературы, отмечается потребность в переходе от артродеза к более современным, функциональным, щадящим методам лечения. Лечение остеомиелита костей стопы с применением цементного антибактериального спейсера, имеет хорошие результаты

В литературе имеются ограниченное упоминание о подобных процедурах на таранной кости.

Известна публикация Melamed EA, Peled E. Antibiotic impregnated cement spacer for salvage of diabetic osteomyelitis. Foot Ankle Int. 2012 Mar;33(3):213-9. doi: 10.3113/FAI.2012.0213. PMID: 22734283. Потенциальным решением для сохранения функции суставов заднего отдела стопы при остеомиелите таранной кости, потери ее костного вещества, грубых деформаций голеностопного сустава, является изготовление индивидуальных силиконовых формы для создания анатомического антибактериального спейсера таранной кости для проведении первого этапа хирургического лечения, купируя инфекцию, подготавливая пациента к второму этапу хирургического лечения - тотальное индивидуальное эндопротезирование таранной кости и голеностопного сустава.

Наиболее близкими аналогами к предлагаемому способу являются зарубежные публикации.

Broughton KK, Chien B, Stenquist D, Williams C, Miller CP, Kwon JY. 3-D generated anatomic custom talar cement spacers: case reports, technical tips and literature review. 3D Print Med. 2021 Sep 17;7(1):30. doi: 10.1186/s41205-021-00117-5. PMID: 34533622; PMCID: PMC8447608.

В данной статье демонстрируется лечение двух пациентов после несращения подтаранного-артродеза и инфекции таранной кости после ее имплантации. В первом случае за основу изготовления спейсера была взята здоровая таранная кость на пораженной на оперируемой конечности, во втором случае основой послужила форма имплантированного эндопротеза таранной кости. В обоих случаях форма-слепок изготавливалась из сплава Кобальт - хрома (cobalt chrome).

Известный способ имеет ряд недостатков:

1. Был только один вариант формы цементного спейсера с одним типом размера.

2. Дороговизна кобальт хромового слепка.

3. На фотография (опубликованной статьи) видны остатки цемента на форме из кобальт-хрома: что говорит у трудностях его отсоединения от слепков, возможном повреждении поверхности цементного спейсера.

Известна еще одна статья: Chiu SY, Wan KW. Use of Three-Dimensional Printing Techniques in the Management of a Patient Suffering From Traumatic Loss of the Talus. J Foot Ankle Surg. 2019 Jan;58(1):176-183. doi: 10.1053/j.jfas.2018.08.008. PMID: 30583778.

В данной статье демонстрируется лечение пациента с травматической потерей всей правой таранной кости с использованием анатомического цементного спейсера таранной кости, за основу изготовления слепка для спейсера была взята левая таранная кость, которая была отзеркалена. Слепок был напечатан из материала ABS-M30iTM. Имплантированный цементный антибактериальный спейсер после купирования инфекции у пациента не удалялся.

На наш взгляд имеется ряд недостатков:

1. Был только один вариант формы цементного спейсера, нет изготовленных разных типов размера.

2. За основы взята контралатеральная таранная кость, которая была отзеркалена, размеры отзеркаленной таранной кости отличаются от места ее имплантации, что видно на контрольных рентгенограммах.

3. Цементный спейсер использовался как окончательный вариант хирургического лечения Возможный износ цементного спейсера и последующие частицы полиметилметакрилата могут вызвать воспалительный каскад, приводящий к синовиту, гранулематозному или негранулематозному разрушению костей или лимфаденопатии.

Техническим результатом является снижение вероятности дегенеративных изменений, ятрогенных поражений суставных поверхностей, сосудисто-нервного пучка и окуржающих тканей в голеностопном, таранно-ладьевидном и подтаранном суставах.

Достигается заявленный технический резльтат за счет того, что проводится дооперационное планирование и 3 d-моделирование будущего анатомического цементного спейсера и до момента операции изготавливаются несколько анатомических форм-слепков будущего цементного спейсера таранной кости разных типов размеров.

Предлагается способ лечения пациентов с остеомиелитом таранной кости, нарушением анатомии таранной кости включающий предоперационное планирование с компьютерной томографией таранной кости здоровой ноги и пораженной таранной кости, создание индивидуального импланта таранной кости с учетом таких показателей как: форма, размеры, объем неповрежденной контралатеральной таранной кости, отзеркаленной и адаптированной к стороне планируемой имплантации и проектирование импланта путем 3D-моделирования будущего анатомического цементного спейсера.

Отличием является то, что изготавливают несколько анатомических форм-слепков будущего цементного спейсера таранной кости разных типов размеров 90, 95, 100% объема таранной кости здоровой ноги.

Сущность изобретения показана на фиг.1, фиг.2, фиг.3, где на фиг.1 показано создание 3D-модели литейной формы из пластика для создания будущей силиконовой формы, на фиг.2 показано извлечение импланта из формы, на фиг.3 показана установка импланта. На фиг.4, фиг.5, фиг.6, фиг.7, фиг.8, фиг.9, фиг.10, фиг.11, фиг.12, фиг.13, фиг.14, фиг.15 показан клинический пример №1.

Учитывая нарушение формы, анатомии таранной кости, давности патологического процесса в кости, наличия сопутствующей деформации заднего отдела стопы и голеностопного сустава, успешной имплантации цементного спейсера требуется возможность интраоперационно изготовить несколько типов размеров будущего спейсера. Для этого производится 3D-моделирование будущего анатомического цементного спейсера, за основу берется, при сохранении анатомии, пораженная таранная кость, при нарушении формы, тотальном, субтотальном дефекте, отзеркаленная таранная кость, адаптированная по форме и размерам к окружающим суставам, имеющая варианты форм за счет изготовления нескольких анатомических силиконовых форм-слепков для будущего цементного спейсера таранной кости разных типов размеров, посредствам равномерного масштабирования модели относительно ее системы координат.

Для успешного исхода операции важно избежать ятрогенной травмы прилегающего суставного хряща таранно-ладьевидного, подтаранного, голеностопного сустава, сосудисто-нервного пучка, связок и сухожилий при проведении хирургической манипуляции. После асттрагалэктомии, применяют соответствующие техники дистракции в сочетании с продуманным дизайном инструмента, которые могут облегчить имплантацию анатомичного антибактериального цементного спейсера. Однако, характер сопутствующих дегенеративных, посттравматических изменений в костях, суставах заднего отдела стопы, в голеностопном суставе, состояние мягких тканей, сухожилий, могут технически стать препятствием для дистракции и имплантации отзеркаленной формы таранной кости.

Формы для будущего спейсера производятся в трех размерах: 90, 95 и 100% от объема таранной кости. Данная опция позволяет сначала устанавливать пробный имплантат объемом 95%, так как это дает возможность быстро оценить, требуется ли увеличение или уменьшение размера. Как показала практика, оперативный подбор импланта с учетом индивидуальных особенностей поврежденной таранной кости позволяет хирургу более точно подобрать имплант и в последствии снизить вероятность посттравматических изменений в голеностопном суставе. После определения подходящего размера.

Согласно технологии, замешивается костный цемент с антибиотиками согласно выявленной чувствительности, полученной при ранее выполненном бактериологическом посеве, далее полученная масса заливается в форму с соответствующим типом размера, полученным интраоперационно при имплантации предварительно напечатанных форм-пробников таранной кости из медицинского стерилизуемого полимера. Изготовленный анатомический антибактериальный цементный спейсер таранной кости имплантируется в голеностопный сустав.

Наличие опции трех размеров будущего антибактериального анатомического цементного спейсера: 90, 95 и 100% от объема таранной кости соответственно, означает, что модель будет равномерно увеличена (или уменьшена) во всех направлениях в заданное одним масштабным коэффициентом число необходимых раз. Точка масштаба, это точка относительно которой будут масштабироваться размеры. Эта точка является началом текущей системы координат (можно выбрать любую точку на модели). Таким образом масштаб происходит с сохранением всех сложных форм и поверхностей относительно друг друга, но они уменьшается в размерах. Изготовленный анатомический цементный спейсер воспроизводит нормальную анатомию таранной кости и конфигурацию сочленяющейся суставных поверхностей голеностопного, подтаранного, таранно-ладьевидного суставов.

Эта технология расширяет терапевтические возможности и возможность индивидуальной настройки имплантатов для отдельных пациентов.

Клинический пример

Клинический пример. Пациент П., 50 лет, получил бытовую травму в сентябре 2023 года в результате падения с высоты , открытый переломо-вывих правой таранной кости показано на фиг.4.

На фиг.4 показана рентгенография правого голеностопного сустава в прямой (А) и боковой (Б) проекциях (сентябрь 2023 год) отмечается открытый переломо-вывих таранной кости правой стопы с вывихом тела таранной кости в подтаранном, голеностопном суставах, тип IV по классификации Hawkins.

По месту жительства пациенту в экстренном порядке выполнена первичная хирургическая обработка раны, открытое вправление преломо-вывиха транной кости, с трансартикулярной фиксацией спицами и винтами (фиг.5).

На фиг.5 показана рентгенография правого голеностопного сустава в прямой (А) и боковой (Б) (сентябрь 2023 год) отмечается вправленный переломовывих таранной кости, внутренняя фиксация винтами и спицами.

В послеоперационном периоде наблюдался амбулаторно, отмечались признаки воспаления, инфекции в области хирургического вмешательства, спицы и винты были удалены, неоднократно выполнялась вторичная хирургическая обработка ран по поводу развития флегмоны правой стопы, которые заживали вторичным натяжением, получал антибактериальную терапию согласно чувствительность к выявленному микроорганизму в послеоперационных посевах. Фиг.6.

На фиг.6 показана фотография правой стопы вид сбоку, формирование флегмоны правой стопы, воспаление в области послеоперационной раны Б -правая стопа вид сбоку после вскрытия флегмоны правой стопы.

Рана зажила вторичным натяжением. В период с сентября 2023 года по май 2024 год неоднократно появляются свищи в области хирургического вмешательства, формируется фиксированная эквинусная деформация правой стопы, прогрессирует стойкое ограничение движений и болевой синдром в правом голеностопном суставе. Обратился на консультацию дообследован, выполнялось МСКТ исследование правой стопы и голеностопного сустава, установлен диагноз: - Посттравматический артроз правого голеностопного сустава 3 ст. Хронический остеомиелит правой таранной кости. Состояние после вскрытия флегмон. Тотальный аваскулярный остеонекроз таранной кости правой стопы. Фиксированная эквинусная установка правой стопы.. Пациенту предложено двухэтапное хирургическое лечение Фиг.7.

На фиг.7 показана фотография обеих стоп вид спереди, Б -обе стопы вид сзади В- правая стопа вид сбоку отмечается сформировавшася грубая фиксированная эквинусная деформация правой стопы с вершиной деформации на уровне суставов заднего отдела стопы, также обращают на себя внимания грубые послеоперационные рубцы, Г - сагиттальный МСКТ скан правого голеностопного сустава, отмечается правосторонний крузартроз 3 ст. Правый голеностопный сустав деформирован. Суставные поверхности нечеткие, неровные, субхондральный остеосклероз суставных поверхностей с кистовидной перестройкой, остеомиелитические очаги в блоке таранной кости. Суставная щель нитевидно сужена. Исход посттравматического аваскулярного некроза правой таранной кости.

Планово 22.05.2024 проведен первый этап хирургического лечения, произведена остеонекрэктомия, астрагалэктомия и установка цементного антибактериального спейсера таранной кости с учетом индивидуальных особенностей пациента, ахиллотомия правого ахиллового сухожилия по Вульпиус.

Под спиномозговой анестезией после обработки операционного поля по передней поверхности голеностопного сустава в пространстве между сухожилиями длинного разгибателя пальца и передней большеберцовой мышцы послойно рассечены кожа, подкожножировая клетчатка до кости, защищая сосудисто - нервный пучок. Произведена субпериостальная диссекция в латеральном и медиальном направлении с обнажением пилона б\берцовой кости и шейки и головки таранной кости. Выделена таранная кость, она представлена отдельно лежащими некротизированными фрагментами, между фрагментов грануляционная ткань. Таранная кость полностью удалена, выполнена ее астрагалэктомия, произведена хирургическая санация, дебрайдмент, удаление не жизнеспособных тканей. Учитывая посттравматические изменения в таранной кости, ее коллапс, остаточную эквинусную установку стопы, согласно предложенной нами технологии произведено создание 3D-моделей слепков и формирование силиконовых формы будущего анатомического цементного спейсера таранной кости с замешиванием антибиотика согласно выявленной чувствительности полученной при ранее выполненном бактериологическом посеве. Фиг.8 Через 10 минут температура костного цемента после смешивания с антибиотиком и заливки ее в силиконовые формы достигла 78 градусов и три варианта спейсера были изготовлены (90, 95 и 100% от объема таранной кости соответственно). Фиг.9.

На фиг.8 показано изображение 3D-моделей будущего анатомического антибактериального цементного спейсера правой стопы 100%, 95% и 90% от объема таранной кости соответственно, А- Вид сверху, Б - Вид сзади, В - Вид Снизу.

На фиг.9 показано фото внешнего вида антибактериального цементного спейсера правой стопы А- 95% и Б - пробник таранной кости напечатанный из медицинского стерилизуемого полимера - 100% от объема таранной кости соответственно.

Пробная имплантация и ЭОП контроль показали, что оптимальным вариантом будет анатомический цементный спейсер таранной кости 95% от объема таранной кости. Учитывая избыточное натяжение ахиллова сухожилия выполнена ахиллотомия по Вульпиус, с коррекцией остаточной эквинусной деформации правой стопы. Рана ушита наглухо. Дренажная трубка установлена через контрапертуру, которая в последующем была удалена. Произведена иммобилизация оперированного голеностопного сустава глубокой задней гипсовой шиной. На следующие сутки дренаж был удален, пациенту рекомендована ходьба с без нагрузки на оперированную конечность с использованием костылей. Спустя 2 месяца после операции пациенту была разрешена дозированная нагрузка на оперированную стопу с нагрузкой 30% от веса тела с использованием костылей, назначена остеоиндуктивная терапия. Инфекционный процесс купирован, рана зажила первичным натяжением. Выполнялись контрольные рентгенограммы оперированного голеностопного сустава фиг.10. Рецидива инфекции в послеоперационном периоде наблюдения не выявлено.

На фиг.10 показаны послеоперационный контрольные рентгенограммы голеностопного сустава в прямой (А), боковой проекциях (Б). Отмечается имплантированный индивидуальный анатомический антибактериальный цементный спейсер таранной кости, достигнутая коррекция, положение импланта удовлетворительное, хороший результат.

Далее спустя 5 месяцев после первого этапа, 8 октября 2024 года выполнен второй этап хирургического лечения: Индивидуальное эндопротезирование правого голеностопного сустава и таранной кости с использованием индидуального имплантата правой таранной кости Logeeks MS в сочетании с тибальным компонентом и вкладышем эндопротеза голеностопного сустава Infinity.

Описание операции

За полчаса до операции в\в введен цефазолин 0.2 гр. Операционное поле трижды обработано растворами антисептиков. Наложен турникет. По передней поверхности правого голеностопного сустава по старому послеоперационному рубцу с его иссечением, в пространстве между сухожилиями длинного разгибателя 1 пальца и передней большеберцовой мышцы послойно рассечены кожа, подкожно-жировая клетчатка до кости, защищая сосудисто - нервный пучок. Произведена субпериостальная диссекция в латеральном и медиальном направлении с обнажением пилона б\берцовой кости и шейки и головки таранной кости. Выделен индивидуальный антибактериальный цементный спейсер таранной кости, спейсер удален. Фиг.11.

На фиг.11 показано фото операционной раны, А - имплантированный анатомический индивидуальный антибактериальный цементный спейсер правой таранной кости Б - Фото операционной раны после удаления индивидуального антибактериального цементный спейсера и подготовки пилона правой большеберцовой кости к имплантации тибиального компонента и полиэтиленового вкладыша эндопротеза голеностопного сустава.

Интраоперационно было взято до 5-бактериологических посевов отделяемого и мягких тканей из области правого голеностопного сустава. В сформировавшееся ложе имплантирована индивидуально изготовленная для пациента таранная кость.

Индивидуальный имплантат таранной кости был, создан на основе предварительной компьютерной модели правой стопы и голеностопного сустава после проведенного первого этапа хирургического лечения с установленным цементным антибактериальным спейсером таранной кости с учетом индивидуальных особенностей пациента.

Будущий эндопротез таранной кости адаптировался к полиэтиленовому вкладышу и тибиальному компоненту эндопротеза голеностопного сустава, соответствующих размеров, учитывались взаимоотношений и пространственной ориентации таранной кости в подтаранном, транно-ладьевидном, голеностопном суставах, оценивались такие показатели как: тало-метатарзальный угол, ось таранной кости, таранно-пяточный угол (угол Кита, а также объем и размеры предварительно ранее установленного в ложе таранной кости индивидуального антибактериального анатомического спейсера таранной кости, что позволило точно определить размеры будущего импланта таранной кости, после чего устанавливают тибиальный компонент и фиксированный в него полиэтиленовый вкладыш. Фиг.12.

На фиг.12 А - внешний вид индивидуального имплантата таранной кости из материала TI64ELI Б - Фото операционной раны, имплантированный индивидуальный эндопротез таранной кости в сочетании с фиксированным вкладышем и тибиальным компонентом эндопротеза голеностопного сустава, протез в сборе.

Выполнялся интраоперационный ЭОП-контроль, рана обрабатывалась многократно растворами антисептиков, высушивалась. Проводился гемостаз. Выполнялись функциональные пробы компонентов и голеностопного сустава на стабильность. Послойно накладывались швы на рану, на кожу. Выполнялась иммобилизация гипсовой глубокой задней шиной. Послеоперационный период протекал без осложнений. Заживление первичным натяжением. Проводилась иммобилизация оперированной нижней конечности гипсовой глубокой задней шиной 4 недели. После этого иммобилизация прекращена и пациенту разрешили дозированную нагрузку на ногу, продолжили реабилитационное лечение. Осмотрен через 2 месяца, хороший результат.

На фиг.13 показан внешний вид правой стопы стоя вид спереди, вид сзади, вид сбоку отмечается коррекция эквинусной деформации заднего отдела правой стопы.

Выполнено контрольное рентген исследование оперированного голеностопного сустава спустя 2 месяца после операции, отмечается точность взаимоотношений компонентов эндопротеза к суставным поверхностям таранно-ладьевидного, подтаранного сустава и соостность, конгруэтность к вкладышу, тибиальному компоненту эндопротеза голеностопного сустава фиг.14.

На фиг.14 показны контрольные рентгенограммы правого голеностопного сустава в прямой (А), боковой проекциях (Б). Сохраняется достигнутая коррекция, положение имплантов удовлетворительное, хороший результат.

Выполнено контрольное МСКТ исследование спустя 2 месяца после операции, отмечается точность взаимоотношений компонентов эндопротеза к суставным поверхностям таранно-ладьевидного, подтаранного сустава и соостность, конгруэтность к вкладышу, тибиальному компоненту эндопротеза голеностопного сустава. Фиг.15.

На фиг.15 показаны контрольные МСКТ сканы голеностопного сустава через 2 месяца после операции в коронарной(А), сагиттальной (Б) и аксиальной проекциях (С), Отмечается точное взаимоотношение индивидуального имплантата таранной кости в подтаранном, таранно-ладьевидном суставах, а также конгруэнтость и соостность между имплантом таранной кости, полиэтиленовым вкладышем и тибиальном компонентом эндопротеза голеностопного сустава.

Claims (1)

1. Способ лечения пациентов с остеомиелитом таранной кости и нарушением анатомии таранной кости, включающий предоперационное планирование с компьютерной томографией таранной кости здоровой ноги и пораженной таранной кости, создание индивидуального имплантата таранной кости с учетом формы, размеров, объема неповрежденной контралатеральной таранной кости, отзеркаленной и адаптированной к стороне планируемой имплантации, и проектирование имплантата путем 3D-моделирования анатомического цементного спейсера, отличающийся тем, что изготавливают анатомические формы-слепки цементного спейсера таранной кости разных типов размеров соответствующих 90, 95 и 100% объема таранной кости здоровой ноги, проводят астрагалэктомию, устанавливают пробный имплантат объемом 95% и подбирают размер имплантата с учетом индивидуальных особенностей поврежденной таранной кости.