Introduzione

La fissazione della frattura comminuta del femore medio-distale è una sfida nella pratica clinica, principalmente a causa dell’alto grado di comminuzione e malformazione causata dalla trazione dei muscoli attaccati (1,2). In particolare, c’è una mancanza di supporto meccanico sul lato mediale della frattura quando la corteccia mediale è polverizzata. Questa condizione è più incline a complicazioni come la deformità in valgo, la non unione della frattura e il fallimento della fissazione interna (3).

Anche se sono stati tentati vari trattamenti come la trazione cutanea e ossea, la fissazione esterna, i chiodi intramidollari ad incastro e le placche anatomiche, alcune complicazioni rimangono irrisolte (4). Per esempio, la trazione cutanea e ossea a lungo termine può causare rigidità articolare, deformità e complicazioni legate al confinamento nel letto (5). La fissazione esterna è potenzialmente complicata dall’infezione dell’ago e dalla funzionalità limitata (6). L’applicazione del chiodo intramidollare ad incastro può provocare un’unione ossea legata a difficoltà nella riduzione anatomica della frattura comminuta (7). Nel frattempo, la riduzione aperta e la fissazione interna (ORIF) con una placca anatomica richiede la riduzione del frammento di frattura con la rimozione del periostio su una vasta area, che può portare alla guarigione ossea ritardata (8).

Una placca di compressione a bloccaggio laterale (LCP) è stata recentemente raccomandata per la fissazione della frattura comminuta del femore per le sue eccellenti caratteristiche meccaniche (9). La massima protezione dei frammenti di frattura ossea e della circolazione sanguigna circostante può essere ottenuta con la tecnologia di osteosintesi percutanea minimamente invasiva (MIPPO). Questi forniscono un buon ambiente biologico per la guarigione della frattura, riducendo così il tasso di innesto osseo e il verificarsi di non unione (10). Tuttavia, questa procedura chirurgica è ancora limitata da scarsa correzione di allineamento e insufficiente riduzione dei frammenti ossei (11).

Qui riportiamo l’applicazione della tomografia computerizzata (CT) tridimensionale (3D) per stampare un modello 3D a grandezza naturale del femore controlaterale di un paziente utilizzando una tecnica di rispecchiamento. Il modello stampato in 3D è servito come strumento preoperatorio per presagomare la LCP personalizzata e simulare l’impianto. La LCP preformata era coerente con l’anatomia femorale, il che era vantaggioso per la riduzione del frammento di frattura e la correzione del legamento. La tecnica MIPPO è stata quindi utilizzata per trattare la frattura comminuta multi-segmento del femore, con un buon recupero clinico del paziente. La combinazione di questi approcci dovrebbe essere considerata per il trattamento delle fratture femorali comminute.

Presentazione del caso

Lo studio è stato condotto in conformità con i principi delineati nella Dichiarazione di Helsinki, ed è stato approvato dal Comitato Etico del Secondo Ospedale dell’Università di Jilin (No. 2019025). Il paziente ha fornito il consenso scritto e informato a partecipare. I dati sono stati mantenuti anonimi per proteggere la privacy del paziente.

Un uomo di 35 anni è stato ricoverato in ospedale con lesioni da caduta alta. L’esame fisico ha rivelato un’evidente rotazione esterna e deformità (accorciamento) dell’estremità inferiore sinistra, con tenerezza e dolore pulsante longitudinale, nonché cigolio e sfregamento dell’osso. L’ecchimosi sottocutanea era visibile sul lato laterale del grande trocantere e della natica. Questo paziente ha negato precedenti malattie e interventi chirurgici, e i membri della famiglia non hanno malattie ereditarie. La radiografia (Figura 1) e la ricostruzione CT 3D (Figura 2) hanno rivelato che il paziente aveva fratture multiple tra cui una frattura acetabolare sinistra a doppia colonna con spostamento quadrilaterale del corpo verso il lato mediale (classificazione AO: C1.3), combinata con fratture dell’ala iliaca sinistra e del pube destro. C’erano fratture multiple comminute nel femore sinistro con uno spostamento significativo, e diverse linee di frattura irregolari sono state rilevate tra il condilo femorale laterale e la fossa intercondilare senza uno spostamento evidente. È stata anche osservata una frattura da avulsione della tibia sinistra del legamento crociato posteriore (PCL).

Figura 1 Immagini radiografiche preoperatorie. (A) bacino; (B,C) vista anteriore (B) e vista laterale (C) del femore sinistro.

La diagnosi e il diagramma di flusso del trattamento del paziente, come mostrato nella Figura 3. La TAC 3D ha confermato che anche la più lunga LCP a 14 fori disponibile era insufficiente per la fissazione della frattura (Figura 4A). Una LCP personalizzata a 17 fori (lunghezza = 400,0 mm, con una vite corticale da 4,5 mm e una vite di bloccaggio da 5,0 mm) è stata progettata e realizzata. Un modello in resina è stato stampato in 3D sulla base del femore controlaterale utilizzando il principio dello specchio (Figura 4B,C), ed è stato utilizzato per presagomare il LCP e simulare l’impianto della vite. La simulazione ha mostrato che la placca autoprogettata poteva attaccarsi perfettamente al lato esterno del modello di femore stampato in 3D dopo la pre-sagomatura e che da 4 a 5 viti di bloccaggio erano sufficienti per la fissazione distale e prossimale (Figura 4D,E). La trazione di emergenza del tubercolo della tibia sinistra è stata eseguita e un grande distrattore è stato fissato attraverso l’articolazione del ginocchio per la fissazione esterna temporanea per mantenere le posizioni dei frammenti ossei (Figura 5) e guadagnare tempo per la fabbricazione di una piastra ossea personalizzata, e per ridurre le dimensioni della frattura prima della chirurgia. Due settimane dopo, le fratture del bacino sono state fissate mediante ORIF e dopo 1 settimana, la frattura del femore e la frattura da avulsione della tibia del PCL sono state trattate contemporaneamente. Questo articolo si concentra sul trattamento della frattura del femore comminuta multisegmento con LCP personalizzato utilizzando la tecnica MIPPO.

Figura 3 Diagnosi e diagramma di flusso del trattamento del paziente.

Figura 4 Determinazione del posizionamento LCP. (A) LCP a 12 e 14 fori sono stati collocati sul lato laterale del femore; (B,C) un modello in resina stampato in 3D e LCP progettato su misura a 17 fori sono stati fabbricati; (D,E) simulazione preoperatoria di presagomatura piastra e impianto vite.

Figura 5 Fissazione temporanea di un grande distrattore attraverso l’articolazione del ginocchio per mantenere le posizioni dei frammenti ossei.

Con il paziente in posizione supina, l’estremità inferiore sinistra è stata ruotata esternamente di 30° e allungata di 0,5 cm in base alla radiografia preoperatoria. Di conseguenza, la barella è stata ruotata e accorciata dello stesso angolo per correggere la deformità. Un’incisione longitudinale di 3,5 cm è stata fatta al centro del condilo femorale laterale con un approccio distale. Un’incisione prossimale è stata fatta con l’approccio originale per l’operazione del bacino (dopo aver rimosso 5,0 cm di sutura), e il muscolo femorale laterale è stato parzialmente tagliato nel punto di inserimento del grande trocantere per esporre il femore prossimale. La placca è stata inserita (Figura 6A) e fissata temporaneamente con fili di Kirschner (Figura 6B,C), e il frammento di osso libero al centro è stato fissato con 3 viti (Figura 6D). La linea di frattura e la posizione della placca sono state confermate dalla fluoroscopia (Figura 7A,B). Una vite di bloccaggio è stata fissata ad ogni estremità (Figura 7C,D). Infine, 4 e 3 viti di bloccaggio sono state posizionate alle estremità distale e prossimale, rispettivamente (Figura 7E,F). Dopo la fissazione interna, sono stati eseguiti esercizi passivi sul paziente sotto anestesia.

Figura 6 Procedura chirurgica. (A) incisione distale e inserimento della LCP; (B,C) entrambe le estremità della placca sono state fissate temporaneamente con fili di Kirschner attraverso le incisioni distale e prossimale; (D) il frammento di osso libero centrale è stato fissato con 3 viti.

Figura 7 Fluoroscopia intraoperatoria della linea di forza della frattura e posizione della placca. (A,B) fissazione temporanea della placca con fili di Kirschner; (C,D) fissazione delle due estremità con 2 viti di bloccaggio; (E,F) fissazione del frammento osseo libero con 3 viti dopo aver regolato l’allineamento, seguita dalla fissazione finale delle estremità della placca.

La TC 3D postoperatoria ha confermato che la linea del femore sinistro era sostanzialmente ripristinata, con la fissazione interna in una buona posizione (Figura 8). Il giorno 3 dopo l’intervento, sono stati iniziati esercizi di flessione ed estensione positiva e passiva dell’articolazione del ginocchio. Dopo 6 settimane, è stata raggiunta una deambulazione parziale in grado di sostenere il peso e a 3 mesi è stata raccomandata una deambulazione totale in grado di sostenere il peso. Un esame radiografico a 5 mesi non ha mostrato alcuno spostamento all’estremità della frattura, e la linea di frattura era offuscata dalla formazione di una grande quantità di callo (Figura 9A). L’esame radiografico a 1 anno ha mostrato un buon allineamento dell’arto inferiore e la completa plasticità della struttura ossea (Figura 9B). La placca è stata rimossa 3 anni dopo l’intervento (Figura 9C,D), momento in cui il paziente ha mostrato una buona funzionalità dell’arto (Figura 10).

Figura 8 ricostruzione CT 3D. (A) bacino; (B,C,D) vista anteriore (B) e laterale (C,D) del femore sinistro 1 giorno dopo l’operazione.

Figura 9 Esami radiografici al follow-up. 5 mesi (A), 1 anno (B), e 3 anni (C) dopo l’operazione, e dopo la rimozione della placca (D).

Discussione

Sottoporre l’albero femorale a lesioni ad alto impatto può portare alla frattura comminuta (12). Il successo della chirurgia dipende dalla riduzione efficace e dalla fissazione interna della frattura con la massima conservazione dell’apporto di sangue al sito della frattura (13). Il meccanismo di bloccaggio della LCP ha una buona stabilità angolare, e le viti e la placca sono combinate in una staffa di fissazione interna. La placca può essere inserita nell’incisione con la tecnica MIPPO e fissata al canale periostale, con 4-6 viti installate alle estremità della frattura. Non è necessario che la superficie dell’osso sia a stretto contatto con la placca; l’estremità della frattura non è esposta e l’apporto di sangue viene preservato il più possibile, proteggendo così il tessuto locale e creando un ambiente che promuove la guarigione dell’osso (14). Tuttavia, è stato riportato che una LCP laterale è associata a un tasso relativamente alto (fino al 30%) di complicazioni tra cui mancata unione, unione ritardata e fallimento dell’impianto, principalmente a causa di frammenti di frattura mal resettati, allineamento non corretto dell’arto inferiore e stripping periostale durante l’intervento (15).

La ragione per cui l’estremità distale del grande distrattore attraversa l’articolazione del ginocchio è che una frattura del condilo femorale ha una forza di fissazione limitata, che influisce sull’impianto della placca ossea e aumenta il rischio di infezione dell’incisione distale. Il razionale per l’utilizzo di un grande distrattore era quello di ripristinare e mantenere la linea di forza e la lunghezza femorale; nel processo di riduzione e fissazione delle fratture pelviche e acetabolari, questo ha permesso la trazione e la rotazione senza danni secondari.

Una placca con lunghezza di supporto insufficiente si presume essere la causa principale della non unione della frattura e della frattura da fissazione interna (16). Tuttavia, è stato anche suggerito che il LCP laterale ha una fissazione eccentrica instabile a causa di un supporto inadeguato sul lato mediale quando è sottoposto a carico longitudinale. Questo causa uno sforzo significativo all’estremità della frattura, che influisce sulla formazione del callo e ritarda o impedisce la guarigione. Allo stesso tempo, lo stress è concentrato nel piatto laterale per un periodo prolungato, il che può indurre il fallimento della fissazione interna (17). I modelli stampati in 3D a grandezza naturale che riflettono le dimensioni e la struttura reali delle fratture sono stati ampiamente utilizzati nel campo della chirurgia del trauma negli ultimi anni come riferimento per la progettazione di schemi chirurgici e per la simulazione preoperatoria (18). L’uso del modello 3D-Printed in questo studio ha ovviamente ridotto la difficoltà dell’operazione e migliorato la precisione chirurgica, che può ulteriormente prevenire il fallimento della fissazione interna in una certa misura (19).

La LCP personalizzata ha avuto diversi vantaggi. (I) Il divaricatore ha efficacemente ripristinato la linea di allineamento femorale e la lunghezza dell’arto, e ha aiutato a regolare la posizione dei frammenti ossei durante l’operazione. (II) La piastra ossea era ben progettata e pre-curvata secondo il modello in resina stampato in 3D. (III) La fissazione efficace di più segmenti ossei è stata completata in una sola volta in condizioni minimamente invasive, permettendo di eseguire esercizi funzionali subito dopo l’intervento. Tuttavia, questo caso aveva anche le seguenti limitazioni. (I) La linea di allineamento femorale non era completamente regolata e l’arto inferiore aveva una leggera deformità in valgo. (II) La placca ossea avrebbe dovuto avere una vite di ritardo vicino alla linea di frattura all’estremità distale che avrebbe potuto correggere la deformità in valgo e aumentare la forza di fissazione del femore. (III) Il grande frammento osseo libero all’estremità prossimale non è stato resettato; l’uso di un filo di bundling percutaneo può ottenere un resettaggio superiore. (IV) Una placca ossea allungata fissata eccentricamente sperimenta una tensione e uno stress significativi, aumentando così la probabilità di fratture da fatica.

Conclusioni

È stata sviluppata una nuova strategia per il trattamento della frattura scomposta multisegmento del femore con un LCP personalizzato che ha coinvolto la tecnica MIPPO insieme a un modello stampato in 3D. Il paziente ha mostrato una buona funzione dell’arto al follow-up di 3 anni senza alcuna complicazione. Pertanto, questa procedura è da considerare come un’opzione per la fissazione accurata delle fratture comminute del femore medio-distale.

Riconoscimenti

Finanziamento: Questo lavoro è stato sostenuto dalla National Natural Science Foundation of China (sovvenzione n. 81671804 e 81772456); Scientific Development Program of Jilin Province (sovvenzione n. 20190304123YY, 20180623050TC, e 20180201041SF); Program of Jilin Provincial Health Department (grant No. 2019SCZT001, 2019SCZT014, e 2019SRCJ001); Programma di coltivazione del secondo ospedale dell’Università di Jilin per la National Natural Science Foundation (sovvenzione n. KYPY2018-01); e Progetto di promozione dei giovani talenti della provincia di Jilin (sovvenzione n. 192004).

Footnote

Dichiarazione etica: Gli autori sono responsabili di tutti gli aspetti del lavoro nel garantire che le questioni relative all’accuratezza o all’integrità di qualsiasi parte del lavoro siano adeguatamente indagate e risolte. Il consenso informato scritto è stato ottenuto dal paziente per la pubblicazione di questo manoscritto e delle immagini che lo accompagnano.

Dichiarazione ad accesso aperto: Questo è un articolo ad accesso aperto distribuito secondo la Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 4.0 International License (CC BY-NC-ND 4.0), che permette la replica e la distribuzione non commerciale dell’articolo a condizione che non vengano apportate modifiche o modifiche e che il lavoro originale sia adeguatamente citato (compresi i link sia alla pubblicazione formale attraverso il relativo DOI che alla licenza). Vedi: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/.

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