3 维打印个性化髋关节植入物治疗犬髋关节发育不良的手术技术
2024年4月19日
这项工作描述了一种用于个性化、3D 打印、关节保留植入物的囊外植入的新型手术技术。这种新颖的治疗方法旨在通过独特地再现髋关节髋臼边缘的解剖形状，恢复患有髋关节发育不良伴松弛的年轻成年犬的髋关节稳定性。
我们的研究范围是应用一种新的手术治疗方法 3D 髋关节，用于治疗以髋关节松弛为特征的髋关节发育不良的幼犬。3D 髋关节植入物是一种患者特定的 3D 打印钛植入物，旨在延长髋关节的髋臼背缘，从而实现关节稳定性和缓解髋关节疼痛。髋关节发育不良是幼犬常见的骨科疾病，可以通过侵入性技术进行手术治疗，例如盆腔截骨术到髋关节置换术和股骨头颈部切口。
因此，需要像 3D 髋关节植入物这样的微创手术，它可以在双侧治疗并快速恢复保留关节。3D 髋关节是使用直接金属打印机用钛粉激光打印的。打印由狗骨盆的 CT 扫描进行计算机引导，确保髋臼背侧边缘有足够的伸展以完美贴合放置，并逆转髋关节松弛以立即稳定关节。
在手术过程中使用透视评估 3D 髋关节植入物植入的准确性，但它可能会受到 CT 扫描当天和手术当天或提前期之间骨骼和关节变化的影响。因此，将潜在客户期限缩短到两周将是理想的。改良的外科髋关节入路为植入物植入提供了髋关节髋臼背侧边缘的适当视图。
3D 髋关节植入物增加了股骨头的覆盖率，减少了发育不良的髋关节松弛，并缩短了恢复时间。一次手术中双侧应用是 3D 髋关节手术的主要好处。
概述
本研究探讨了一种新的外科技术，该技术采用个性化设计的3D打印钛合金植入物，旨在恢复因髋关节发育不良伴松弛而患病的年轻成年犬的髋关节稳定性。该技术旨在为传统侵入性较高的手术方案提供一种微创替代选择。
关键研究组成部分
研究领域
- 兽医骨科手术
- 微创外科技术
- 保关节植入物
背景
- 髋关节发育不良是幼犬中常见的骨科问题。
- 现有的手术治疗方案通常涉及更具侵入性的操作。
- 该研究强调了对一种创伤更小但疗效确切的治疗方法的需求。
使用的方法
- 应用根据个体患者解剖结构定制的3D打印钛合金植入物
- 术中使用透视成像评估植入物放置位置
- 基于犬骨盆CT影像的技术优化
主要结果
- 3D 髋关节假体增强了股骨头覆盖度，并减少了关节松弛。
- 与传统方法相比，恢复时间更短。
- 该手术在单次手术中成功实现双侧应用。
结论
- 该研究证实了一种治疗髋关节发育不良的新型微创外科技术的有效性。
- 该技术在改善患病年轻犬只生活质量方面具有重要意义。
常见问题
行业高管相关性
个性化的3D打印骨科植入物为兽医肌肉骨骼研究带来了变革性进展，能够实现精确的解剖适配和微创干预。该方法解决了犬髋关节发育不良领域中保留关节、快速康复治疗方案的未满足需求，并对转化模型构建和器械创新具有重要意义。本工作流程展示了在临床前环境中，如何将数字成像与增材制造技术相结合，以实现可重复的、针对个体患者的植入物开发。
生物制药研发中的战略应用
早期发现与靶点验证
- 能够在与疾病相关的临床前模型中实现关节稳定策略的机制性风险评估。
- 通过定量影像学和术中评估，支持植入物设计及解剖适配性的功能验证。
- 有助于在转化骨科研究中对生物力学恢复与疼痛缓解进行假设检验。
筛选与检测方法开发
- 建立标准化的影像学与外科手术方案，以实现可重复的假体植入及疗效评估。
- 提供在受控条件下评估假体与组织整合及固定的平台。
- 利用透视成像和术后影像学技术，实现对关节稳定性和假体匹配度的定量评估。
转化与临床前研究
- 与骨科器械评估和生物标志物开发相关的犬类疾病模型相一致。
- 支持从数字化设计到手术实施及功能结局评估的全程连续性。
- 通过在单次手术过程中实现双侧干预和快速恢复，降低转化风险。
流程与工作流整合
该工作流程从早期发现到临床前器械评估，整合了数字成像、增材制造和术中验证。
- Discovery Biology: 支持对发育不良髋关节的关节稳定性和疼痛缓解进行假设驱动型评估。
- Screening: 标准化假体适配与固定方案，以实现可重复的器械测试。
- Analytics: 利用透视成像和术后影像对假体置入位置及关节匹配度进行定量评估。
- Translational Research: 提供一种可在临床相关的大动物系统中进行器械评估的模型。
- Enterprise Reuse: 展示了一种可扩展的、基于患者特异性的流程，可适用于其他骨科适应证及物种。
运营与企业影响
- 科学价值：提高对器械性能和解剖结构恢复的预测可信度。
- 操作价值：增强手术和影像工作流程的可重复性与标准化水平。
- 战略价值：实现骨科器械的风险适配型推进，并具备快速双侧干预能力。
- 产品组合影响：支持优先选择具有经验证的临床前性能和转化相关性的器械候选对象。
实施注意事项
- 需要具备数字成像、三维建模和骨科手术技术方面的专业知识。
- 需要具备获取CT成像、直接金属打印和术中透视设备的条件。
- 需要跨团队对成像、设计和手术操作流程进行标准化，以确保可重复性。
- 成像与手术之间的解剖结构变化可能影响植入物的适配性，因此需尽量缩短准备时间。
- 若将该技术应用于其他物种或关节类型，需对解剖学和生物力学参数进行验证。
