Новые технологии реконструкции пальцев кисти с применением 3D-печати

Введение. Применение 3D-технологии при реконструкции пальцев обеспечивает прецизионность вмешательства, минимизацию донорского изъяна, оптимизацию внешнего вида и функции пальца. Использование данной технологии при реконструкции пальцев кисти за счет лучевого кожно-костного лоскута с осевым кровоснабжением и дистракционного удлинения культей пальцев и пястных костей остается малоизученным.

Цель работы — продемонстрировать новые способы предоперационного планирования и реконструкции пальцев, улучшающие результаты оперативного лечения.

Материалы и методы. Ретроспективно оценены результаты лечения пяти пациентов, у которых при предоперационном планировании, реконструкции первого пальца за счет кожно-костного лучевого лоскута с осевым кровоснабжением, перемещения культи третьего пальца и дистракционного удлинения культей первой и второй пястных костей применены оригинальные способы, основанные на 3D-технологии. У всех больных достигнуты консолидация интерпозиционных костных аллотрансплантатов при дистракционном удлинении культей пальцев, стабильность костной основы пальца, органотипическая перестройка краевого аллотрансплантата при пластике лучевым кожно-костным лоскутом и функционально-выгодное положение первого пальца после перемещения культи третьего.

Результаты и обсуждение. Индивидуальное устройство для планирования реконструкции пальца дает возможность определить оптимальную величину и положение пальца в трех плоскостях, что имеет значение при лечении больных с тяжелыми деформациями кисти, позволяет избежать выполнения корригирующих вмешательств. Использование индивидуального направителя при остеотомии лучевой кости для формирования кровоснабжаемого трансплантата позволяет не только сформировать вырез заданных размеров и формы, но и идентичный по форме и размерам кортикально-губчатый аллотрансплантат для замещения донорского дефекта кости. Комбинированное применение технологии Masquelet и метода дистракции при удлинении культи пальца или пястной кости улучшает условия консолидации и перестройки интерпозиционного аллотрансплантата, обеспечивает профилактику его переломов и инфицирования.

Заключение. Применение 3D-технологии при реконструкции пальцев кисти за счет кожно-костного лучевого лоскута с осевым кровоснабжением и метода дистракции культей пальцев и пястных костей позволяет улучшить результаты оперативного лечения.

1. Diment LE, Thompson MS, Bergmann JHM. Clinical efficacy and effectiveness of 3D printing: a systematic review. BMJ Open. 2017;7(12):e016891. doi: 10.1136/bmjopen-2017-016891

2. Matter-Parrat V, Liverneaux P. 3D printing in hand surgery. Hand Surg Rehabil. 2019;38(6):338-347. doi: 10.1016/j.hansur.2019.09.006

3. Wixted CM, Peterson JR, Kadakia RJ, Adams SB. Three-dimensional Printing in Orthopaedic Surgery: Current Applications and Future Developments. J Am Acad Orthop Surg Glob Res Rev. 2021;5(4):e20.00230-11. doi: 10.5435/JAAOSGlobal-D-20-00230

4. Mohammadi A, Lavranos J, Zhou H, et al. A practical 3D-printed soft robotic prosthetic hand with multi-articulating capabilities. PLoS One. 2020;15(5):e0232766. doi: 10.1371/journal.pone.0232766

5. Oud TAM, Lazzari E, Gijsbers HJH, et al. Effectiveness of 3D-printed orthoses for traumatic and chronic hand conditions: A scoping review. PLoS One. 2021;16(11):e0260271. doi: 10.1371/journal.pone.0260271

6. O'Brien L, Cho E, Khara A, et al. 3D-printed custom-designed prostheses for partial hand amputation: Mechanical challenges still exist. J Hand Ther. 2021;34(4):539-542. doi: 10.1016/j.jht.2020.04.005

7. Bauermeister AJ, Zuriarrain A, Newman MI. Three-Dimensional Printing in Plastic and Reconstructive Surgery: A Systematic Review. Ann Plast Surg. 2016;77(5):569-576. doi: 10.1097/SAP.0000000000000671

8. Mulford JS, Babazadeh S, Mackay N. Three-dimensional printing in orthopaedic surgery: review of current and future applications. ANZ J Surg. 2016;86(9):648-653. doi: 10.1111/ans.13533

9. Keller M, Guebeli A, Thieringer F, Honigmann P. Overview of In-Hospital 3D Printing and Practical Applications in Hand Surgery. Biomed Res Int. 2021;2021:4650245. doi: 10.1155/2021/4650245

10. Zhang D, Bauer AS, Blazar P, Earp BE. Three-Dimensional Printing in Hand Surgery. J Hand Surg Am. 2021;46(11):1016- 1022. doi: 10.1016/j.jhsa.2021.05.028

11. Eltorai AE, Nguyen E, Daniels AH. Three-Dimensional Printing in Orthopedic Surgery. Orthopedics. 2015;38(11):684- 687. doi: 10.3928/01477447-20151016-05

12. Tan H, Yang K, Wei P, et al. A Novel Preoperative Planning Technique Using a Combination of CT Angiography and Three-Dimensional Printing for Complex Toe-to-Hand Reconstruction. J Reconstr Microsurg. 2015;31(5):369-77. doi: 10.1055/s-0035-1546419

13. Zang CW, Zhang JL, Meng ZZ, et al. 3D Printing Technology in Planning Thumb Reconstructions with Second Toe Transplant. Orthop Surg. 2017;9(2):215-220. doi: 10.1111/os.12326

14. Xu L, Tan J, Wei P, et al. Clinical application of 3D printing technology for preoperative planning of thumb reconstruction. Acta Ortop Bras. 2021;29(4):211-218. doi: 10.1590/1413-785220212904235492

15. Lu H, Peng H, Peng Z, et al. The Application of Digital Design Combined with 3D Printing Technology in Skin Flap Transplantation for Fingertip Defects during the COVID-19 Epidemic. Biomed Res Int. 2021;2021:5554500. doi: 10.1155/2021/5554500

16. Gálvez JA, Gralewski K, McAndrew C, et al. Assessment and Planning for a Pediatric Bilateral Hand Transplant Using 3-Dimensional Modeling: Case Report. J Hand Surg Am. 2016;41(3):341-343. doi: 10.1016/j.jhsa.2015.12.010

17. Александров Н.М., Вешаев И.Д. Устройство для предоперационного планирования реконструкции первого пальца кисти. Патент РФ на изобретение № 211603. 15.06.22. Бюл. № 17. Доступно по: https://new.fips.ru/registers-docview/fips_servlet?DB=RUPM&DocNumber=211603&TypeFile=html. Ссылка активна на 13.02.2024.

18. Карякин Н.Н., Александров Н.М., Горбатов Р.О., Вешаев И.Д. Способ кожно-костной реконструкции пальца кисти и направитель для его осуществления. Патент РФ на изобретение № 2747694. 12.05.21. Бюл. № 14. Доступно по: https://www.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPAT&DocNumber=2747694&TypeFile=html. Ссылка активна на 13.02.2024.

19. Александров Н.М. Способ дистракционного удлинения культи пястной кости. Патент РФ на изобретение № 2796438. 14.12.22. Бюл. № 15. Доступно по: https://www.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet?DB=RUPAT&Doc Number=2796438&TypeFile=html. Ссылка активна на 13.02.2024.

20. Корюков А.А. Устройство для определения величины удлинения культи первого пальца. Патент РФ на изобретение № 84215. 10.07.09. Бюл. № 19. Доступно по: https://www1.fips.ru/Archive/PAT/2009FULL/2009.07.10/DOC/RUNWU1/000/000/000/084/215/DOCUMENT.PDF. Ссылка активна на 13.02.2024.

21. Avery CM. Review of the radial free flap: still evolving or facing extinction? Part two: osteocutaneous radial free flap. Br J Oral Maxillofac Surg. 2010;48(4):253-260. doi: 10.1016/j.bjoms.2009.09.017

22. Shnayder Y, Tsue TT, Toby EB, et al. Safe osteocutaneous radial forearm flap harvest with prophylactic internal fixation. Craniomaxillofac Trauma Reconstr. 2011;4(3):129-136. doi: 10.1055/s-0031-1279675

23. Capito AE, Hansen BK, Schmitt MW, et al. Osteocutaneous Radial Forearm Flap: Harvest Technique and Prophylactic Volar Locked Plating. Plast Reconstr Surg Glob Open. 2023;11(11):e5449. doi: 10.1097/GOX.0000000000005449

24. Masquelet AC, Begue T. The concept of induced membrane for reconstruction of long bone defects. Orthop Clin North Am. 2010;41(1):27-37. doi: 10.1016/j.ocl.2009.07.011

25. Lasanianos N Kanakaris N, Giannoudis P. Current management of long bone large segmental defects. Orthopedics and Trauma. 2010;24(2):149-163. doi: 10.1016/j.mporth.2009.10.003

26. Gupta G, Ahmad S, Mohd Zahid, et al. Management of traumatic tibial diaphyseal bone defect by "induced-membrane technique". Indian J Orthop. 2016;50(3):290-296. doi: 10.4103/0019-5413.181780

27. Ayouba G, Lemonne F, Kombate NK, et al. Interest of nailing associated with the Masquelet technique in reconstruction of bone defect. J Orthop. 2019;20:228-231. doi: 10.1016/j.jor.2019.12.014

28. Mi M, Papakostidis C, Wu X, Giannoudis PV. Mixed results with the Masquelet technique: A fact or a myth? Injury. 2020;51(2):132-135. doi: 10.1016/j.injury.2019.12.032

29. Morris R, Hossain M, Evans A, Pallister I. Induced membrane technique for treating tibial defects gives mixed results. Bone Joint J. 2017;99-B(5):680-685. doi: 10.1302/0301-620X.99B5.BJJ-2016-0694.R2

30. Борзунов Д.Ю., Моховиков Д.С., Колчин С.Н., Горбач Е.Н. Комбинированное применение несвободной костной пластики по Илизарову и техники Masquelet при реабилитации пациентов с приобретенными костными дефектами и ложными суставами. Гений Ортопедии. 2020;26(4):532-538. doi:10.18019/1028-4427-2020-26-4-532-538

31. Heo CY, Kwon S, Back GH, Chung MS. Complications of distraction lengthening in the hand. J Hand Surg Eur Vol. 2008;33(5):609-615. doi: 10.1177/1753193408090767

32. Erdem M, Sen C, Eralp L, et al. Lengthening of short bones by distraction osteogenesis--results and complications. Int Orthop. 2009;33(3):807-813. doi: 10.1007/s00264-007-0491-x