Úvod

Fixace kominutivní zlomeniny femuru uprostřed distálního úseku je v klinické praxi náročná, zejména kvůli vysokému stupni kominuce a malformaci způsobené trakcí připojených svalů (1,2). Pozoruhodný je nedostatek mechanické opory na mediální straně zlomeniny, kdy je mediální kůra rozprášena. Tento stav je náchylnější ke komplikacím, jako je valgózní deformita, nespojení zlomeniny a selhání vnitřní fixace (3).

Přestože byly vyzkoušeny různé způsoby léčby, jako je trakce kůže a kosti, zevní fixace, blokovací intramedulární hřeby a anatomické destičky, některé komplikace zůstávají nevyřešeny (4). Například dlouhodobá kožní a kostní trakce může způsobit ztuhlost kloubů, deformace a komplikace spojené s upoutáním na lůžko (5). Zevní fixace je potenciálně komplikována infekcí jehly a omezenou funkčností (6). Při aplikaci interlokálního intramedulárního hřebu může dojít ke kostnímu spojení spojenému s obtížemi při anatomické redukci kominutivní zlomeniny (7). Zatímco otevřená redukce a vnitřní fixace (ORIF) s anatomickou destičkou vyžaduje redukci fragmentu zlomeniny odstraněním periostu na velké ploše, což může vést k opožděnému kostnímu hojení (8).

Laterální uzamykatelná kompresní destička (LCP) byla nedávno doporučena pro fixaci kominutivních zlomenin femuru pro své vynikající mechanické vlastnosti (9). Maximální ochrany fragmentů zlomeniny kosti a okolního krevního zásobení lze dosáhnout pomocí technologie minimálně invazivní perkutánní destičkové osteosyntézy (MIPPO). Ty poskytují dobré biologické prostředí pro hojení zlomeniny, čímž se snižuje počet kostních štěpů a výskyt nonunionů (10). Tento chirurgický postup je však stále limitován špatnou korekcí zarovnání a nedostatečnou redukcí kostních fragmentů (11).

Popisujeme použití trojrozměrné (3D) počítačové tomografie (CT) k vytištění 3D modelu kontralaterální stehenní kosti pacienta v životní velikosti pomocí techniky zrcadlení. Vytisknutý 3D model sloužil jako předoperační nástroj pro předtvarování přizpůsobeného LCP a simulaci implantace. Předtvarovaný LCP odpovídal anatomii femuru, což bylo výhodné pro redukci fragmentů zlomeniny a korekci vazů. Technika MIPPO pak byla použita k ošetření multisegmentové kominutivní zlomeniny stehenní kosti, přičemž pacient dosáhl dobrého klinického zotavení. Kombinace těchto přístupů by měla být zvážena při léčbě kominutivních zlomenin femuru.

Prezentace případu

Studie byla provedena v souladu se zásadami uvedenými v Helsinské deklaraci a byla schválena etickou komisí Druhé nemocnice Jilinské univerzity (č. 2019025). Pacient poskytl písemný informovaný souhlas s účastí ve studii. Údaje byly v zájmu ochrany soukromí pacienta anonymní.

Pětatřicetiletý muž byl přijat do nemocnice s úrazem při vysokém pádu. Fyzikální vyšetření odhalilo zjevnou zevní rotaci a deformitu (zkrácení) levé dolní končetiny s citlivostí a podélnou pulzující bolestí, jakož i vrzání a tření kostí. Na laterální straně velkého trochanteru a hýždí byla patrná podkožní ekchymóza. Tento pacient popřel předchozí onemocnění a operační anamnézu a rodinní příslušníci nemají žádné dědičné choroby. Rentgenový snímek (obr. 1) a 3D CT rekonstrukce (obr. 2) ukázaly, že pacient měl mnohočetné zlomeniny včetně dvousloupkové zlomeniny levého acetabula se čtyřbokým posunem těla na mediální stranu (AO klasifikace: C1.3), kombinované se zlomeninami levého kyčelního křídla a pravého stydké kosti. V levé stehenní kosti byly četné kominutivní zlomeniny s výrazným posunem a mezi laterálním femorálním kondylem a interkondylickou jamkou bylo zjištěno několik nepravidelných lomných linií bez zjevného posunu. Byla rovněž zjištěna avulzní zlomenina zadního zkříženého vazu (PCL) levé holenní kosti.

Obrázek 1 Předoperační rentgenové snímky. (A) Pánev; (B,C) přední pohled (B) a boční pohled (C) na levou stehenní kost.

Diagnóza a schéma léčby pacienta, jak je uvedeno na obrázku 3. 3D CT vyšetření potvrdilo, že ani nejdelší dostupná LCP se 14 otvory nepostačuje k fixaci zlomeniny (obr. 4A). Byl navržen a vyroben LCP se 17 otvory na míru (délka =400,0 mm, s kortikálním šroubem 4,5 mm a zajišťovacím šroubem 5,0 mm). Na základě kontralaterálního femuru byl pomocí zrcadlového principu vytištěn 3D model z pryskyřice (Obrázek 4B,C), který byl použit k předtvarování LCP a simulaci implantace šroubu. Simulace ukázala, že vlastnoručně navržená destička se po předtvarování dokáže dokonale přichytit k vnější straně 3D vytištěného modelu femuru a že k distální a proximální fixaci postačí 4 až 5 zajišťovacích šroubů (Obrázek 4D,E). Byla provedena nouzová trakce tuberkulu levé tibie a přes kolenní kloub byl upevněn velký distraktor pro dočasnou zevní fixaci, aby se zachovala poloha kostních fragmentů (Obrázek 5) a získal se čas na zhotovení kostní desky na míru a zmenšila se velikost zlomeniny před operací. O dva týdny později byly zlomeniny pánve fixovány pomocí ORIF a po týdnu byla současně ošetřena zlomenina stehenní kosti a avulzní zlomenina holenní kosti PCL. Tento článek se zaměřuje na léčbu multisegmentové kominutivní zlomeniny stehenní kosti pomocí LCP na míru s využitím techniky MIPPO.

Obrázek 3 Diagnóza a vývojový diagram léčby pacienta.

Obrázek 4 Stanovení umístění LCP. (A) LCP s 12 a 14 otvory byly umístěny na laterální stranu femuru; (B,C) byl vyroben model z 3D tištěné pryskyřice a LCP se 17 otvory navržený na zakázku; (D,E) předoperační simulace předtvarování destičky a implantace šroubů.

Obrázek 5 Dočasná fixace velkého distraktoru přes kolenní kloub pro zachování polohy kostních fragmentů

Při poloze pacienta na zádech byla levá dolní končetina na základě předoperačního rentgenového snímku zevně rotována o 30° a prodloužena o 0,5 cm. V souladu s tím byla nosítka otočena a zkrácena o stejný úhel za účelem korekce deformity. Poté byl distálním přístupem proveden podélný řez o délce 3,5 cm ve středu laterálního kondylu femuru. Proximální řez byl proveden původním přístupem pro operaci pánve (po odstranění 5,0 cm stehu) a laterální femorální sval byl částečně přerušen v místě inzerce velkého trochanteru, aby se obnažil proximální femur. Byla zavedena destička (obrázek 6A) a dočasně fixována Kirschnerovými dráty (obrázek 6B,C) a volný kostní fragment uprostřed byl fixován 3 šrouby (obrázek 6D). Linie zlomeniny a poloha destičky byly potvrzeny fluoroskopicky (Obrázek 7A,B). Na každém konci byl fixován zajišťovací šroub (Obrázek 7C,D). Nakonec byly na distální a proximální konec umístěny 4, resp. 3 zajišťovací šrouby (Obrázek 7E,F). Po vnitřní fixaci byla u pacienta v anestezii prováděna pasivní cvičení.

Obrázek 6 Chirurgický postup. (A) Distální řez a zavedení LCP; (B,C) oba konce destičky byly dočasně fixovány Kirschnerovými dráty přes distální a proximální řez; (D) střední volný kostní fragment byl fixován 3 šrouby.

Obrázek 7 Intraoperační fluoroskopie siločar zlomeniny a polohy destičky. (A,B) dočasná fixace destičky Kirschnerovými dráty; (C,D) fixace obou konců 2 zajišťovacími šrouby; (E,F) fixace volného kostního fragmentu 3 šrouby po úpravě zarovnání, následovaná konečnou fixací konců destičky.

Pooperační 3D CT potvrdilo, že linie levé stehenní kosti byla v podstatě obnovena, s vnitřní fixací v dobré poloze (obr. 8). Třetí den po operaci bylo zahájeno pozitivní a pasivní cvičení flexe a extenze kolenního kloubu. Po 6 týdnech bylo dosaženo částečné zátěžové chůze a po 3 měsících byla doporučena úplná zátěžová chůze. Rentgenové vyšetření po 5 měsících neprokázalo žádný posun na konci zlomeniny a linie zlomeniny byla zastřena tvorbou velkého množství kalusu (obr. 9A). Rentgenové vyšetření po 1 roce ukázalo dobré vyrovnání dolní končetiny a úplnou plasticitu kostní struktury (obrázek 9B). Deska byla odstraněna 3 roky po operaci (Obrázek 9C,D), v té době pacient vykazoval dobrou funkci končetiny (Obrázek 10).

Obrázek 8 3D CT rekonstrukce. (A) Pánev; (B,C,D) přední pohled (B) a boční pohled (C,D) na levou stehenní kost 1 den po operaci.

Obrázek 9 Rentgenová vyšetření při následné kontrole. Po 5 měsících (A), 1 roce (B) a 3 letech (C) po operaci a po odstranění destičky (D).

Diskuse

Vystavení femorálního dříku úrazu s velkým dopadem může vést ke kominutivní zlomenině (12). Úspěšná operace závisí na účinné redukci a vnitřní fixaci zlomeniny s maximálním zachováním krevního zásobení v místě zlomeniny (13). Zamykací mechanismus LCP má dobrou úhlovou stabilitu a šrouby a destička jsou spojeny do vnitřního fixačního držáku. Desku lze zavést do řezu technikou MIPPO a připevnit ji k periostálnímu kanálu, přičemž na koncích zlomeniny je instalováno 4 až 6 šroubů. Povrch kosti nemusí být v těsném kontaktu s destičkou, konec zlomeniny není obnažen a je maximálně zachováno krevní zásobení, čímž je chráněna místní tkáň a vytvořeno prostředí podporující hojení kosti (14). Bylo však zjištěno, že laterální LCP je spojena s poměrně vysokou mírou (až 30 %) komplikací, včetně nespojení, opožděného spojení a selhání implantátu, a to zejména v důsledku špatně resetovaných fragmentů zlomeniny, nekorigovaného nastavení dolní končetiny a periostálního stripu během operace (15).

Důvodem, proč distální konec velkého distraktoru překračuje kolenní kloub, je skutečnost, že zlomenina femorálního kondylu má omezenou pevnost fixace, což ovlivňuje implantaci kostní destičky a zvyšuje riziko infekce distálního řezu. Důvodem pro použití velkého distraktoru bylo obnovení a udržení silové linie a délky femuru; v procesu redukce a fixace zlomenin pánve a acetabula to umožnilo trakci a rotaci bez sekundárního poškození.

Předpokládá se, že hlavní příčinou nespojení zlomeniny a zlomeniny vnitřní fixace je destička s nedostatečnou nosnou délkou (16). Předpokládá se však také nestabilní excentrická fixace laterální LCP v důsledku nedostatečné opory na mediální straně při podélném zatížení. To způsobuje značné napětí na konci zlomeniny, které ovlivňuje tvorbu kalusu a zpožďuje nebo zabraňuje hojení. Zároveň se v laterální ploténce dlouhodobě koncentruje napětí, což může vyvolat selhání vnitřní fixace (17). Modely vytištěné na 3D tiskárně v životní velikosti, které odrážejí skutečnou velikost a strukturu zlomenin, se v posledních letech hojně využívají v oblasti úrazové chirurgie jako reference pro navrhování operačních schémat a pro předoperační simulaci (18). Použití 3D tištěného modelu v této studii samozřejmě snížilo náročnost operace a zlepšilo přesnost chirurgického zákroku, což může dále do jisté míry zabránit selhání vnitřní fixace (19).

Přizpůsobený LCP měl několik výhod. (I) Retraktor účinně obnovil linii zarovnání femuru a délku končetiny a pomohl upravit polohu kostních fragmentů během operace. (II) Kostní deska byla dobře navržena a předem ohnuta podle modelu z 3D tištěné pryskyřice. (III) Účinná fixace více kostních segmentů byla dokončena najednou za minimálně invazivních podmínek, což umožnilo provádět funkční cvičení brzy po operaci. Tento případ měl však také následující omezení. (I) Linie vyrovnání femuru nebyla plně upravena a dolní končetina měla mírnou valgózní deformitu. (II) Kostní deska měla mít v blízkosti linie zlomeniny na distálním konci zpožďovací šroub, který by mohl korigovat valgozní deformitu a zvýšit pevnost fixace femuru. (III) Velký volný kostní fragment na proximálním konci nebyl resetován; použitím perkutánního svazkového drátu lze dosáhnout lepšího resetování. (IV) U excentricky fixované protáhlé kostní destičky dochází ke značnému namáhání a stresu, čímž se zvyšuje pravděpodobnost vzniku únavových zlomenin.

Závěry

Byla vyvinuta nová strategie léčby multisegmentové kominutivní zlomeniny femuru pomocí LCP na míru, která zahrnovala techniku MIPPO spolu s 3D tištěným modelem. Pacient vykazoval při tříletém sledování dobrou funkci končetiny bez jakýchkoli komplikací. Proto tento postup stojí za zvážení jako možnost přesné fixace kominutivních středodistálních zlomenin femuru.

Poděkování

Financování: Tato práce byla podpořena National Natural Science Foundation of China (grant č. 81671804 a 81772456); Programem vědeckého rozvoje provincie Jilin (grant č. 20190304123YY, 20180623050TC a 20180201041SF); Programem Ministerstva zdravotnictví provincie Jilin (grant č. 20190304123YY, 20180623050TC a 20180201041SF). 2019SCZT001, 2019SCZT014 a 2019SRCJ001); Cultivation Program from the Second Hospital of Jilin University for National Natural Science Foundation (grant č. KYPY2018-01); a Youth Talents Promotion Project of Jilin Province (grant č. 192004).

Poznámka pod čarou

Etické prohlášení: Autoři odpovídají za všechny aspekty práce s tím, že otázky týkající se přesnosti nebo integrity jakékoli části práce budou náležitě prošetřeny a vyřešeny. Od pacienta byl získán písemný informovaný souhlas se zveřejněním tohoto rukopisu a všech doprovodných obrázků.

Prohlášení o otevřeném přístupu: Jedná se o článek s otevřeným přístupem šířený v souladu s mezinárodní licencí Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 (CC BY-NC-ND 4.0), která umožňuje nekomerční replikaci a šíření článku s přísnou podmínkou, že nebudou provedeny žádné změny nebo úpravy a původní dílo bude řádně citováno (včetně odkazů jak na formální publikaci prostřednictvím příslušného DOI, tak na licenci). Viz: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/.

1. Anaya R, Rodriguez M, Gil JM, et al. Hodnocení strategie zkrácení doby do operace u pacientů na protidestičkové léčbě se zlomeninou proximálního femuru (studie AFFEcT): Studijní protokol multicentrické randomizované kontrolované klinické studie. Medicine (Baltimore) 2019;98:e15514.
2. Bai Y, Zhang X, Tian Y, et al. Incidence infekce v místě operace po otevřené redukci a vnitřní fixaci zlomeniny distálního femuru: Inventarizační studie případů a kontrol. Medicine (Baltimore) 2019;98:e14547.
3. Neumann MV, Südkamp NP, Strohm PC. Management zlomenin femorálního dříku. Acta Chir Orthop Traumatol Čech 2015;82:22-32.
4. Callan JP. Nový intramedulární hřeb napomáhá hojení zlomenin femuru. JAMA 1979;241:1089.
5. Koerner MR, Young LE, Daniel A, et al. Does traction reduce the need for open reduction in femoral shaft fractures treated within 24 hours? Jurg Surg Orthop Adv 2018;27:303-6.
6. Biswas SP, Kurer MH, Mackenney RP. Zevní fixace zlomeniny femorálního dříku po totální náhradě kolenního kloubu Stanmore. J Bone Joint Surg Br 1992;74:313-4.
7. Sahu RL, Sikdar J. Fracture union in closed interlocking nail in femoral fracture. JNMA J Nepal Med Assoc 2010;49:228-31.
8. Dodd AC, Salib CG, Lakomkin N, et al. Increased risk of adverse events in management of femur and tibial shaft fractures with plating: Analýza údajů NSQIP. J Clin Orthop Trauma 2016;7:80-5.
9. Shah MD, Kapoor CS, Soni RJ, et al. Evaluation of outcome of proximal femur locking compression plate (PFLCP) in unstable proximal femur fractures. J Clin Orthop Trauma 2017;8:308-12.
10. Kumar A, Gupta H, Yadav CS, et al. Role zamykacích desek při léčbě obtížných nespojitých zlomenin: A clinical study. Chin J Traumatol 2013;16:22-6.
11. Kiyono M, Noda T, Nagano H, et al. Clinical outcomes of treatment with locking compression plates for distal femoral fractures in a retrospective cohort. J Orthop Surg Res 2019;14:384.
12. El Beaino M, Morris RP, Lindsey RW, et al. Biomechanical evaluation of dual plate configurations for femoral shaft fracture fixation. Biomed Res Int 2019;2019:5958631.
13. Kanata S, Anastasiadis A. Open reduction and internal fixation of a proximal femoral shaft fracture in a patient with bilateral congenital hip disease. Case Rep Orthop 2018;2018:2070564.
14. Wu D, Mao F, Yuan B, et al. Minimálně invazivní perkutánní destičková osteosyntéza (MIPPO) v kombinaci s autologním kostním štěpem podobným cibuli: Nová technika léčby tibiální nonunion. Med Sci Monit 2019;25:5997-6006.
15. Henderson CE, Kuhl LL, Fitzpatrick DC, et al. Locking plates for distal femur fractures: Existuje problém s hojením zlomenin? J Orthop Trauma 2011;25 Suppl 1:S8-14.
16. Jackson M, Learmonth ID. Léčba nonunionů po intrakapsulární zlomenině proximálního femuru. Clin Orthop Relat Res 2002.119-28.
17. Glassner PJ, Tejwani NC. Selhání proximální femorální uzamykací kompresní desky: A case series. J Orthop Trauma 2011;25:76-83.
18. Li QJ, Yu T, Liu LH, et al. Combined 3D rapid prototyping and computer navigation facilitate surgical treatment of congenital scoliosis: A case report and description of technique. Medicine (Baltimore) 2018;97:e11701.
19. Zou Y, Han Q, Weng XS, et al. Hodnocení přesnosti a spolehlivosti trojrozměrných tištěných modelů poškozených kostí a protéz pomocí stereolitografického vzhledu. Medicine (Baltimore) 2018;97:e9797.