Guida stampata in 3D e impianto in titanio aiutano i chirurghi a ricostruire l’osso pelvico del paziente
I pazienti affetti da cancro con sarcomi pelvici necessitano di un grande trapianto osseo e di fissazione dell’impianto dopo resezione del difetto osseo, ma i sistemi di impianto complessi spesso cadono a pezzi in molti pazienti poco dopo l’intervento. Un team di ricercatori cinesi ha pubblicato ” Impianto stampato tridimensionale per la ricostruzione dell’osso pelvico dopo la rimozione del condrosarcoma gigante: un caso clinico ” su un paziente che ha ricevuto impianti stampati in 3D per la ricostruzione del suo osso pelvico dopo un condrosarcoma massiccio (tumore maligno) di cellule produttrici di cartilagine) è stato rimosso.
“Nei pazienti sottoposti a rimozione massiccia di tessuto, gli impianti personalizzati possono essere estremamente utili perché molti difetti ossei di grandi dimensioni non possono essere facilmente colmati da impianti standard”, hanno scritto i ricercatori.
La stampa 3D è stata utilizzata in precedenza per realizzare impianti pelvici personalizzati per i pazienti. In questo caso, una donna di 29 anni si è presentata con un nodulo che era cresciuto nella sua coscia sinistra da dieci anni e mentre non aveva dolore – comune con il condrosarcoma – la paziente aveva problemi di mobilità. Dopo che una radiografia mostrò un tumore gigante “erodendo l’osso pubico, l’ischio e l’acetabolo”, fu ammessa e ulteriori test mostrarono che il tumore, diagnosticato un condrosarcoma mucinoso con una biopsia con ago sottile, aveva invaso la sua coscia interna e si era spostato la sua arteria femorale sinistra e profonda arteria femorale.
“Dopo aver escluso le carenze dei sistemi circolatorio, respiratorio, urinario e gastrointestinale, è stata condotta una discussione multidisciplinare tra oncologi, chirurghi ortopedici e ricercatori. Considerando il grande difetto strutturale che sarebbe presente dopo la rimozione del tumore, è stata suggerita l’applicazione intraoperatoria di un impianto stampato in 3D ”, ha spiegato il team.
Uno scanner Siemens CT è stato utilizzato per l’immagine dell’osso pelvico e un terzo superiore dell’osso femorale, e un modello 3D è stato creato nel software Materialise Mimics 17.0. Il modello è stato importato nel software Siemens NX in modo da poter progettare una guida chirurgica, che è stata stampata in 3D dal PLA su una stampante UP BOX + 3D della Beijing Tiertime Technology Co., Ltd. L’impianto stesso è realizzato in titanio.
“Sebbene le leghe di titanio siano ampiamente utilizzate negli interventi chirurgici ortopedici a causa della loro eccezionale biocompatibilità e caratteristiche biomeccaniche, alcuni rapporti hanno descritto l’allentamento dell’impianto e il riassorbimento osseo a causa dell’effetto di protezione dallo stress dopo l’applicazione di impianti in titanio”, hanno scritto. “Per evitare questo effetto, abbiamo utilizzato un impianto con verniciatura 3D a struttura porosa in cui il diametro di ciascuna apertura era di 200 µm, l’estensione della porosità era del 38% e la densità di 2,8 g / m 3 . Le ancore di sutura per il fissaggio dei muscoli e dei legamenti sono state progettate sull’impianto in base ai dati CT ricostruiti in 3D. “
Durante l’intervento chirurgico di cinque ore, i medici hanno utilizzato la guida stampata in 3D per isolare e resecare il tumore una volta esposto il periostio iliaco. Quando dicevano massiccio, lo intendevano sul serio: il tumore misurava 12 × 8 × 6 cm. Fortunatamente, sono stati in grado di ottenere margini chiari.
Dopo la resezione dell’acetabolo superiore sinistro, della sinfisi pubica e del collo del femore, rimossero la cartilagine sulla sinfisi pubica destra e usarono le viti per fissare l’impianto di titanio stampato in 3D sul “letto osseo sanguinante”. L’anca è stata ruotata esternamente per esporre il collo del femore, “che è stato quindi visto 1 cm superiore al piccolo trocantere” prima di riposizionare l’articolazione dell’anca. La posizione degli impianti è stata confermata usando la radiografia intraoperatoria a braccio a C, e quindi l’articolazione dell’anca è stata lussata. I chirurghi hanno riempito un acetabolo stampato in 3D con cemento osseo, prima che una presa di polietilene fosse fissata all’interno. Una volta solidificato il cemento, hanno inserito le protesi del gambo femorale e della testa del femore e ripristinato l’articolazione.
Gli studi patologici del campione intraoperatorio hanno confermato la diagnosi preoperatoria del condrosarcoma mucinoso.
Alla fine, dopo aver stabilito che la mobilità articolare era intatta, lavarono il campo chirurgico, ripararono tutti i muscoli e chiusero l’incisione. Dopo l’intervento, il tumore è stato sezionato e la diagnosi è stata confermata attraverso studi patologici. Il sito chirurgico è guarito con successo senza infezione, le suture sono state rimosse due settimane dopo l’intervento e il paziente ha iniziato la fisioterapia due settimane dopo, con visite ambulatoriali programmate ogni tre mesi.
“Il paziente ha raggiunto un rapido recupero dopo l’intervento chirurgico e non si sono verificati guasti o allentamenti dell’impianto dopo che il paziente ha iniziato a camminare senza un aiuto esterno”, hanno scritto i ricercatori. “La lunghezza della gamba sinistra e della gamba destra era rispettivamente di 72,5 e 71,0 cm. Il punteggio dell’anca Harris era di 73 a 1 mese dopo l’intervento, 79 a 6 mesi dopo l’intervento e 92 a 12 mesi dopo l’intervento. ”
Sia a sei mesi che a dodici mesi dall’intervento, non si sono verificati allentamenti o guasti dell’impianto stampato in 3D.
L’uso della stampa 3D per rendere sicuramente l’impianto ha i suoi vantaggi. Ad esempio, poiché non erano necessari trapianti di osso allogenico, la durata dell’intervento era ridotta. Inoltre, gli impianti convenzionali possono lasciare vuoti, il che richiede un secondo intervento chirurgico per raccogliere innesti ossei autologhi per riempirli; gli impianti personalizzati lo negano. Un recupero più funzionale è possibile con un impianto stampato in 3D personalizzato e la tecnologia rende anche l’impianto più stabile, poiché “la stampa 3D può fornire posizioni precise per l’attacco di muscoli e legamenti sugli impianti”.
“La stampa 3D è attualmente una tecnologia a caldo conforme al principio della terapia di precisione. È una scelta appropriata in interventi chirurgici ortopedici complessi. Nel nostro caso, nonostante la rimozione di gran parte dell’osso pelvico e dei tessuti molli circostanti, il paziente ha raggiunto una mobilità soddisfacente senza allentamento dell’impianto ”, ha scritto il team. “Poiché la stampa 3D consente un trattamento preciso, di solito senza la necessità di molteplici tentativi intraoperatori di plasmare la coppa acetabolare, la durata dell’intervento è stata controllata entro 5 ore e la maggior parte di questo tempo è stato dedicato alla rimozione del tumore gigante”.
Ma hanno notato alcuni svantaggi. Il costo totale di questo intervento è stato di 96.380 Yuan ($ 13, 768), che è “simile ai pazienti trattati con metodi convenzionali”, quindi non vi è stata una notevole riduzione dei costi e il processo di progettazione “può richiedere molto tempo”.
“Tuttavia, considerando che i suoi vantaggi superano di gran lunga i suoi svantaggi e che la maggior parte dei problemi tecnici possono essere risolti con ulteriori ricerche, siamo fiduciosi che gli impianti stampati in 3D saranno ampiamente applicati in futuro a beneficio di milioni di pazienti”, hanno concluso i ricercatori.
