Komplisoituneen pilkkoutuneen reisiluun murtuman tarkka fiksaatio räätälöidyllä LCP:llä, joka viittaa elämänkokoiseen 3D-tulostettuun malliin: a case report

Introduction

Silpoutuneen mid-distaalisen reisiluun murtuman fiksaatio on kliinisessä käytännössä haastavaa, mikä johtuu pääasiassa suuresta silpoutumisasteesta ja kiinnittyneiden lihasten vetovoiman aiheuttamista epämuodostumista (1,2). Erityisesti murtuman mediaalipuolella ei ole mekaanista tukea, kun mediaalinen kuori on pulveroitunut. Tämä tila on alttiimpi komplikaatioille, kuten valgus-deformiteetille, murtuman kiinnittymättömyydelle ja sisäisen fiksaation epäonnistumiselle (3).

Vaikka erilaisia hoitokeinoja, kuten ihon ja luun vetoa, ulkoista fiksaatiota, toisiinsa lukittuvia intramedullaarisia nauloja ja anatomisia levyjä, on kokeiltu, jotkin komplikaatiot ovat edelleen ratkaisematta (4). Esimerkiksi pitkäaikainen ihon ja luun veto voi aiheuttaa nivelten jäykkyyttä, epämuodostumia ja vuodepaikkaan liittyviä komplikaatioita (5). Ulkoista kiinnitystä vaikeuttaa mahdollisesti neulainfektio ja rajoitettu toiminnallisuus (6). Interlocking intramedullaarisen naulan käyttö voi aiheuttaa luun yhdistymistä, joka liittyy vaikeuksiin pilkkoutuneen murtuman anatomisessa reduktiossa (7). Avoin repositio ja sisäinen fiksaatio (ORIF) anatomisella levyllä edellyttää murtumafragmentin reduktiota poistamalla luukalvoa laajalta alueelta, mikä voi johtaa luun paranemisen viivästymiseen (8).

Sivusuunnassa lukkiutuvaa kompressiolaattaa (LCP, lateral locking compression plate) on hiljattain suositeltu pilkkoutuneen reisiluun murtuman fiksaatioon sen erinomaisten mekaanisten ominaisuuksien vuoksi (9). Luun murtumakappaleiden ja ympäröivän verenkierron maksimaalinen suojaus voidaan saavuttaa minimaalisesti invasiivisella perkutaanisella levyosteosynteesitekniikalla (MIPPO). Nämä tarjoavat hyvän biologisen ympäristön murtuman paranemiselle, mikä vähentää luusiirteiden määrää ja nivelrikkoa (10). Tätä kirurgista toimenpidettä rajoittaa kuitenkin edelleen huono linjauksen korjaus ja riittämätön luufragmenttien pienentäminen (11).

Tässä raportoimme kolmiulotteisen (3D) tietokonetomografian (CT) skannauksen soveltamisesta potilaan kontralateraalisen reisiluun elämänkokoisen 3D-mallin tulostamiseen peilaustekniikkaa käyttäen. 3D-tulostettu malli toimi preoperatiivisena työkaluna räätälöidyn LCP:n esimuotoilussa ja implantoinnin simuloinnissa. Elimuotoiltu LCP oli yhdenmukainen reisiluun anatomian kanssa, mikä oli eduksi murtuman fragmenttien vähentämisessä ja ligamenttien korjaamisessa. MIPPO-tekniikkaa käytettiin sitten monisegmenttisen reisiluun murtuman hoitoon, ja potilas toipui kliinisesti hyvin. Näiden lähestymistapojen yhdistelmää olisi harkittava pilkkoutuneiden reisiluun murtumien hoidossa.

Tapauksen esittely

Tutkimus tehtiin Helsingin julistuksessa esitettyjen periaatteiden mukaisesti, ja Jilinin yliopiston toisen sairaalan eettinen komitea hyväksyi sen (nro 2019025). Potilas antoi kirjallisen, tietoon perustuvan suostumuksen osallistua. Tiedot pidettiin nimettöminä potilaan yksityisyyden suojaamiseksi.

35-vuotias mieshenkilö otettiin sairaalaan korkean putoamisvamman vuoksi. Fyysinen tutkimus paljasti vasemman alaraajan selvän ulkokiertymän ja epämuodostuman (lyheneminen), johon liittyi arkuutta ja pitkittäissuuntaista sykkivää kipua sekä luun vinkumista ja hankausta. Subkutaaninen ekhymoosi oli näkyvissä trochanterin ja pakaralihaksen lateraalisella puolella. Potilas kiisti aiemmat sairaudet ja leikkaushistorian, eikä perheenjäsenillä ole perinnöllisiä sairauksia. Röntgenkuva (kuva 1) ja 3D-CT-rekonstruktio (kuva 2) osoittivat, että potilaalla oli useita murtumia, mukaan lukien vasemmanpuoleinen acetabulaarinen kaksoispylväsmurtuma, johon liittyi nelikulmaisen rungon siirtymä mediaaliselle puolelle (AO-luokitus: C1.3), yhdistettynä vasempaan suoliluun siipeen ja oikeanpuoleiseen häpyyn. Vasemmassa reisiluussa oli useita silpoutuneita murtumia, joissa oli merkittävä siirtymä, ja reisiluun lateraalisen kondyylin ja interkondylaarisen fossan välillä havaittiin useita epäsäännöllisiä murtumalinjoja, joissa ei ollut selvää siirtymää. Lisäksi havaittiin vasemman sääriluun takimmaisen ristisiteen (PCL) avulsiomurtuma.

Kuva 1 Leikkausta edeltävät röntgenkuvat. (A) Lantio; (B,C) vasemman reisiluun etukuva (B) ja sivukuva (C).

Potilaan diagnoosi ja hoidon kulkukaavio, kuten kuvassa 3. 3D-CT-kuvaus vahvisti, että jopa pisin saatavilla oleva 14-reikäinen LCP ei riittänyt murtuman kiinnittämiseen (kuva 4A). Suunniteltiin ja valmistettiin räätälöity 17-reikäinen LCP (pituus = 400,0 mm, 4,5 mm:n kortikaaliruuvi ja 5,0 mm:n lukitusruuvi). Kontralateraalisen reisiluun perusteella 3D-tulostettiin peiliperiaatteella hartsimalli (kuva 4B,C), jota käytettiin LCP:n esimuokkaukseen ja ruuvin istutuksen simulointiin. Simulointi osoitti, että itse suunniteltu levy pystyi kiinnittymään täydellisesti 3D-tulostetun reisiluun mallin ulkosivuun esimuotoilun jälkeen ja että 4-5 lukitusruuvia riitti distaaliseen ja proksimaaliseen kiinnitykseen (kuva 4D,E). Vasemman sääriluun tuberculumin hätäveto suoritettiin, ja polvinivelen poikki kiinnitettiin suuri distraktori väliaikaista ulkoista kiinnitystä varten, jotta luufragmenttien asento säilyisi (kuva 5) ja jotta saataisiin aikaa räätälöidyn luulevyn valmistamiseen ja murtuman koon pienentämiseen ennen leikkausta. Kaksi viikkoa myöhemmin lantion murtumat kiinnitettiin ORIF:llä, ja viikon kuluttua reisiluun murtuma ja sääriluun PCL:n avulsiomurtuma hoidettiin samanaikaisesti. Tässä artikkelissa keskitytään monisegmenttisen pilkkoutuneen reisiluun murtuman hoitoon räätälöidyllä LCP:llä MIPPO-tekniikalla.

Kuva 3 Potilaan diagnoosi ja hoidon kulkukaavio.

Kuva 4 LCP:n sijoittelun määrittäminen. (A) 12- ja 14-reikäiset LCP:t sijoitettiin reisiluun lateraalipuolelle; (B,C) 3D-tulostettu hartsimalli ja räätälöity 17-reikäinen LCP valmistettiin; (D,E) preoperatiivinen simulaatio levyn esimuotoilusta ja ruuvin implantoinnista.

Kuva 5 Suuren distraktorin väliaikainen kiinnittäminen polvinivelen poikki luufragmenttien asemien säilyttämiseksi.

Potilaan ollessa selinmakuulla vasenta alaraajapäätä kierrettiin ulkokiertoon 30° ja venytettiin 0,5 cm preoperatiivisen röntgenkuvan perusteella. Vastaavasti paareja käännettiin ja lyhennettiin samalla kulmalla epämuodostuman korjaamiseksi. Tämän jälkeen tehtiin 3,5 cm:n pituinen pituussuuntainen viilto reisiluun lateraalisen kondyylin keskelle distaalista lähestymistapaa käyttäen. Proksimaalinen viilto tehtiin lantion leikkauksen alkuperäisellä lähestymistavalla (5,0 cm:n ompeleen poistamisen jälkeen), ja reisiluun lateraalilihas leikattiin osittain trochanter majorin insertiokohdasta, jotta proksimaalinen reisiluu saatiin näkyviin. Levy asetettiin paikalleen (kuva 6A) ja kiinnitettiin väliaikaisesti Kirschnerin rautalangoilla (kuva 6B,C), ja keskellä oleva vapaa luufragmentti kiinnitettiin kolmella ruuvilla (kuva 6D). Murtumalinja ja levyn sijainti varmistettiin läpivalaisulla (kuva 7A,B). Kumpaankin päähän kiinnitettiin lukitusruuvi (kuva 7C,D). Lopuksi distaaliseen päähän kiinnitettiin 4 ja proksimaaliseen päähän 3 lukitusruuvia (kuva 7E,F). Sisäisen kiinnityksen jälkeen potilaalle tehtiin passiivisia harjoituksia nukutuksessa.

Kuva 6 Leikkausmenetelmä. (A) Distaalinen viilto ja LCP:n asettaminen paikalleen; (B,C) levyn molemmat päät kiinnitettiin väliaikaisesti Kirschner-langoilla distaalisen ja proksimaalisen viillon kautta; (D) keskimmäinen vapaa luufragmentti kiinnitettiin kolmella ruuvilla.

Kuva 7 Intraoperatiivinen läpivalaisu murtumavoiman voimakkuusviivasta ja levyn sijainnista. (A,B) Levyn väliaikainen kiinnitys Kirschner-langoilla; (C,D) kahden pään kiinnitys kahdella lukitusruuvilla; (E,F) vapaan luufragmentin kiinnitys kolmella ruuvilla linjauksen säätämisen jälkeen, minkä jälkeen levyn päät kiinnitettiin lopullisesti.

Postoperatiivinen 3D-CT vahvisti, että vasemman reisiluun murtumalinja oli pääpiirteissään saatu palautettua ja sisäinen kiinnitys hyvään asentoon (kuva 8). Kolmantena leikkauksen jälkeisenä päivänä aloitettiin polvinivelen positiiviset ja passiiviset fleksio- ja ekstensioharjoitukset. Kuuden viikon kuluttua päästiin osittaiseen painoa kantavaan kävelyyn, ja kolmen kuukauden kuluttua suositeltiin täydellistä painoa kantavaa kävelyä. Röntgentutkimus 5 kuukauden kuluttua osoitti, että murtumapäässä ei ollut siirtymää, ja murtumalinja oli hämärtynyt suuren kallusmäärän muodostumisen vuoksi (kuva 9A). Röntgentutkimus 1 vuoden kuluttua osoitti, että alaraajan linjaus oli hyvä ja luurakenne täysin plastinen (kuva 9B). Levy poistettiin 3 vuoden kuluttua leikkauksesta (Kuva 9C,D), jolloin potilaan raajan toiminta oli hyvä (Kuva 10).

Kuva 8 3D CT-rekonstruktio. (A) Lantio; (B,C,D) vasemman reisiluun anteriorinen näkymä (B) ja lateraalinen näkymä (C,D) 1 päivä leikkauksen jälkeen.

Kuva 9 Röntgentutkimukset seurannassa. 5 kuukautta (A), 1 vuosi (B) ja 3 vuotta (C) leikkauksen jälkeen sekä levyn poiston jälkeen (D).

Keskustelu

Reisijalkaterän akselin altistaminen voimakkaalle iskuvammalle voi johtaa murtumaan (12). Onnistunut leikkaus riippuu murtuman tehokkaasta reponoinnista ja sisäisestä fiksaatiosta siten, että murtumakohdan verenkierto säilyy mahdollisimman hyvin (13). LCP:n lukitusmekanismilla on hyvä kulmavakaus, ja ruuvit ja levy yhdistetään sisäiseksi kiinnityskannattimeksi. Levy voidaan asettaa viiltoon MIPPO-tekniikalla ja kiinnittää luukalvokanavaan, ja murtuman päihin asennetaan 4-6 ruuvia. Luun pinnan ei tarvitse olla läheisessä kosketuksessa levyyn, murtumapää ei paljastu ja verenkierto säilyy mahdollisimman hyvin, mikä suojaa paikallista kudosta ja luo luun paranemista edistävän ympäristön (14). On kuitenkin raportoitu, että lateraaliseen LCP-levyyn liittyy suhteellisen paljon (jopa 30 prosenttia) komplikaatioita, kuten liitoksen puuttuminen, viivästynyt liitos ja implantin epäonnistuminen, jotka johtuvat pääasiassa huonosti palautuneista murtumafragmenteista, korjaamattomasta alaraajan linjauksesta ja luukalvon irtoamisesta leikkauksen aikana (15).

Syy siihen, että suuren distraktorin distaalinen pää ylittää polvinivelen, on se, että reisiluun kondyylin murtuman kiinnityslujuus on rajallinen, mikä vaikuttaa luulevyn implantointiin ja lisää distaalisen viillon infektioriskiä. Perusteluna suuren distraktorin käytölle oli reisiluun voimaviivan ja pituuden palauttaminen ja säilyttäminen; lantion ja acetabulaarisen murtuman repositiossa ja fiksaatiossa tämä mahdollisti vedon ja rotaation ilman sekundaarivaurioita.

Levyn, jonka tukipituus on riittämätön, oletetaan olevan pääasiallinen syy murtuman kiinnittymättömyyteen ja sisäisen fiksaation murtumaan (16). On kuitenkin myös esitetty, että lateraalisen LCP:n eksentrinen kiinnitys on epävakaa, koska mediaalipuolen tuki on riittämätön, kun siihen kohdistuu pitkittäiskuormitus. Tämä aiheuttaa merkittävää rasitusta murtumapäässä, mikä vaikuttaa kalluksen muodostumiseen ja viivästyttää tai estää paranemisen. Samalla rasitus keskittyy lateraaliseen levyyn pitkäksi aikaa, mikä voi aiheuttaa sisäisen kiinnityksen pettämisen (17). Elämänkokoisia 3D-tulostettuja murtumien todellista kokoa ja rakennetta kuvaavia malleja on viime vuosina käytetty laajalti traumakirurgian alalla vertailukohtana kirurgisten järjestelmien suunnittelussa ja leikkausta edeltävässä simuloinnissa (18). 3D-tulostetun mallin käyttö tässä tutkimuksessa vähensi selvästi leikkausvaikeuksia ja paransi kirurgista tarkkuutta, mikä voi edelleen estää sisäisen fiksaation epäonnistumisen jossain määrin (19).

Räätälöidyllä LCP:llä oli useita etuja. (I) Retraktori palautti tehokkaasti reisiluun kohdistuslinjan ja raajan pituuden ja auttoi säätämään luufragmenttien sijaintia leikkauksen aikana. (II) Luulevy oli hyvin suunniteltu ja valmiiksi taivutettu 3D-tulostetun hartsimallin mukaisesti. (III) Useiden luusegmenttien tehokas kiinnitys saatiin päätökseen kerralla minimaalisesti invasiivisissa olosuhteissa, jolloin toiminnallisia harjoituksia voitiin tehdä pian leikkauksen jälkeen. Tässä tapauksessa oli kuitenkin myös seuraavat rajoitukset. (I) Reisiluun kohdistuslinjaa ei ollut täysin säädetty, ja alaraajassa oli lievä valgus-deformiteetti. (II) Luulevyssä olisi pitänyt olla murtumalinjan läheisyydessä distaalipäässä viivaruuvi, jolla olisi voitu korjata valgus-deformiteetti ja lisätä reisiluun kiinnityslujuutta. (III) Suurta vapaata luufragmenttia proksimaalisessa päässä ei nollattu; perkutaanisen niputuslangan käytöllä voidaan saavuttaa parempi nollaus. (IV) Eksentrisesti kiinnitetty pitkänomainen luulevy kokee merkittävää rasitusta ja rasitusta, mikä lisää väsymismurtumien todennäköisyyttä.

Johtopäätökset

Uusi strategia kehitettiin monisegmenttisen pilkkoutuneen reisiluun murtuman hoitoon räätälöidyllä LCP:llä, johon sisältyi MIPPO-tekniikka yhdessä 3D-tulostetun mallin kanssa. Potilaalla oli hyvä raajan toiminta 3 vuoden seurannassa ilman komplikaatioita. Näin ollen tätä menettelyä kannattaa harkita vaihtoehtona pilkkoutuneiden mid-distaalisten reisiluun murtumien tarkkaan fiksaatioon.

Kiitokset

Rahoitus: Jilinin maakunnan tieteellinen kehitysohjelma (apuraha nro 20190304123YY, 20180623050TC ja 20180201041SF); Jilinin maakunnan terveysosaston ohjelma (apuraha nro 20190304123YY, 20180623050TC ja 20180201041SF); Jilinin maakunnan terveysosaston ohjelma (apuraha nro. 2019SCZT001, 2019SCZT014 ja 2019SRCJ001); Cultivation Program from the Second Hospital of the Jilin University for National Natural Science Foundation (apuraha nro KYPY2018-01); ja Youth Talents Promotion Project of Jilin Province (apuraha nro 192004).

Footnote

Ethical Statement: Kirjoittajat ovat vastuussa työn kaikista näkökohdista varmistaessaan, että työn minkä tahansa osan tarkkuuteen tai eheyteen liittyvät kysymykset tutkitaan ja ratkaistaan asianmukaisesti. Potilaalta saatiin kirjallinen tietoinen suostumus tämän käsikirjoituksen ja siihen liittyvien kuvien julkaisemiseen.

Open Access Statement: Tämä on Open Access -artikkeli, jota jaetaan Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 International License (CC BY-NC-ND 4.0) -lisenssin mukaisesti, joka sallii artikkelin ei-kaupallisen kopioinnin ja jakelun sillä tiukalla edellytyksellä, että mitään muutoksia tai muokkauksia ei tehdä ja että alkuperäiseen teokseen viitataan asianmukaisella tavalla (mukaan lukien linkit sekä muodolliseen julkaisuun asiaankuuluvan DOI:n että lisenssin kautta). Ks: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/.

  1. Anaya R, Rodriguez M, Gil JM, et al. Arviointi strategiasta, jolla lyhennetään leikkaukseen kuluvaa aikaa verihiutaleiden estohoitoa saavilla potilailla, joilla on reisiluun proksimaalinen murtuma (AFFEcT-tutkimus): Monikeskuksisen satunnaistetun ja kontrolloidun kliinisen tutkimuksen tutkimussuunnitelma. Medicine (Baltimore) 2019;98:e15514.
  2. Bai Y, Zhang X, Tian Y, et al. Incidence of surgical-site infection following open reduction and internal fixation of a distal femur fracture: An observational case-control study. Medicine (Baltimore) 2019;98:e14547.
  3. Neumann MV, Südkamp NP, Strohm PC. Reisiluun varren murtumien hoito. Acta Chir Orthop Traumatol Cech 2015;82:22-32.
  4. Callan JP. Uusi intramedullaarinen naula auttaa reisiluun murtuman paranemista. JAMA 1979;241:1089.
  5. Koerner MR, Young LE, Daniel A, et al. Does traction decrease the need for open reduction in femoral shaft fractures treated within 24 hours? J Surg Orthop Adv 2018;27:303-6.
  6. Biswas SP, Kurer MH, Mackenney RP. Ulkoinen fiksaatio reisiluun akselin murtumaan Stanmore-polven totaaliproteesin jälkeen. J Bone Joint Surg Br 1992;74:313-4.
  7. Sahu RL, Sikdar J. Murtuman liitos suljetussa interlocking-naulassa reisiluun murtumassa. JNMA J Nepal Med Assoc 2010;49:228-31.
  8. Dodd AC, Salib CG, Lakomkin N, et al. Lisääntynyt haittatapahtumien riski reisiluun ja sääriluun akselin murtumien hoidossa levytyksellä: An analysis of NSQIP data. J Clin Orthop Trauma 2016;7:80-5.
  9. Shah MD, Kapoor CS, Soni RJ, et al. Evaluation of outcome of proximal femur lockcking 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 of locking plates in treatment of difficult ununited fractures: Kliininen tutkimus. Chin J Traumatol 2013;16:22-6.
  11. Kiyono M, Noda T, Nagano H, et al. Clinical outcomes of treatment with lockcking 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. Minimally invasive percutaneous plate osteosynthesis (MIPPO) combined with onionkin-like autologous bone grafting: Uusi tekniikka sääriluun nonunionin hoitoon. Med Sci Monit 2019;25:5997-6006.
  15. Henderson CE, Kuhl LL, Fitzpatrick DC, et al. Locking plates for distal femur fractures: Onko murtuman paranemisessa ongelmia? J Orthop Trauma 2011;25 Suppl 1:S8-14.
  16. Jackson M, Learmonth ID. Nonunionin hoito proksimaalisen reisiluun intrakapselimurtuman jälkeen. Clin Orthop Relat Res 2002.119-28.
  17. Glassner PJ, Tejwani NC. Reisiluun proksimaalisen lukituspuristuslevyn epäonnistuminen: 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: Tapausselostus ja tekniikan kuvaus. Medicine (Baltimore) 2018;97:e11701.
  19. Zou Y, Han Q, Weng XS, et al. 3-dimensionaalisten tulostettujen vaurioituneiden luu- ja proteesimallien tarkkuuden ja luotettavuuden arviointi stereolitografisella ulkonäöllä. Medicine (Baltimore) 2018;97:e9797.