Literature DB >> 36226209

Comparative Study with and without the Use of 3D Prototyping of an Unconventional Technique in the Surgical Planning of Revision of Total Hip Arthroplasty.

Alonso Ranzzi1,2, Rafael de Luca de Lucena3,4, Carlos Roberto Schwartsmann3,5, Carlos Roberto Galia6, Marina Cornelli Girotto3,4, Leandro de Freitas Spinelli5,7.   

Abstract

This article presents a comparison between two cases in which there was a need for revision of total hip arthroplasty due to aseptic acetabular failure. We used 3D prototyping in one of the cases to perform an unconventional technique of molding synthesis material before the procedure to evaluate the time saved in the transoperative period in complex cases. Sociedade Brasileira de Ortopedia e Traumatologia. This is an open access article published by Thieme under the terms of the Creative Commons Attribution-NonDerivative-NonCommercial License, permitting copying and reproduction so long as the original work is given appropriate credit. Contents may not be used for commecial purposes, or adapted, remixed, transformed or built upon. ( https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ ).

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Keywords:  3D printing; arthroplasty, replacement, hip; surgical planning

Year:  2021        PMID: 36226209      PMCID: PMC9550379          DOI: 10.1055/s-0041-1731659

Source DB:  PubMed          Journal:  Rev Bras Ortop (Sao Paulo)        ISSN: 0102-3616


Introduction

Revision of total hip arthroplasty (THA) is currently an increasingly-performed procedure. 1 The complexity involved in surgeries of this magnitude often requires meticulous preoperative planning to minimize the risks of possible associated complications. Although there has been a significant improvement in the materials used during arthroplasty, after a few years it is inevitable that a considerable part of the patients will progress to the need to replace the implants, especially due to aseptic loosening, often with significant acetabular and femoral failure. 2 3 This increased demand requires the creation and improvement of techniques for THA reviews. Preoperative imaging has progressed from two to three dimensions and, recently, to palpable modeling available in real size when using 3D printing. 2 This broadens the surgical team's understanding of the pathology in question and, therefore, expands the understanding of those involved in the procedure to be performed. 3 Many orthopedic implants have a standard shape that is not compatible with every situation, so the preoperative molding of synthesis materials can be more adaptable according to the need, and it speeds up the surgical procedure, since it avoids this step during surgery without actually considerably increasing the final costs of the procedure. In this sense, the present research presents a comparative study that demonstrates an unconventional technique in the surgical planning of THA review to evaluate the practical usefulness of 3D prototyping to abbreviate complex surgeries.

Materials and Methods

The present research was submitted and approved by the Ethics in Research Committee of our institution. The work consists of a comparison between two situations of an unconventional surgical technique for the review of THA in which there is a need for reconstruction of an acetabular failure, with and without the use of 3D printed models. Two cases (one with and the other without the use of 3D printed models) were selected in which there were radiological signs of aseptic loosening of the acetabular component and which fit type 3B in the Paprosky classification. The cases operated herein reported present a new surgical technique for acetabular reconstruction. In one of the cases, we used 3D prototyping (PT3D) of the hip that would be operated on. The technique consists in obtaining the 3D image of the region that will be reviewed and then processed in the computer-aided design (CAD) environment and later printed. For this, the patient was initially submitted to a traditional computed tomography (CT), which provides a computer file in the digital imaging and communications in medicine (DICOM) format that is then opened and processed in the InVesalius software (Centro de Tecnologia da Informação Renato Archer, Campinas, SP,, Brazil) to be converted into the standard triangle language (STL) format. Then, the file was edited in the MeshMixer software (Autodesk, Inc., San Rafael, CA, US) to remove the artifacts, the loose implant, and improve the quality of the image to then print the acetabulum in real size with a Cliever 3D equipment (Cliever Tecnologia, Belo Horizonte, MG, Brazil), using polylactic acid (PLA) filament. The printing was performed with a layer thickness of 0.3 mm, filling of 70% and line thickness of 3 mm, and it took approximately 10 hours. The manufacturing took place in a controlled environment with a temperature of 25.8°C and air humidity of 47%. After the printing, a post-processing was performed to remove the excess material used in the part holder. The total cost of manufacturing the 3D biomodel was U$ 16.00. We timed the steps of the preoperative and transoperative surgical planning to measure the comparison of the objective. We estimated the total time to mold the plate, the study of the acetabular component, the approximate size and direction of the screws, in addition to the amount of graft required to fill the acetabular failure. Both revisions were performed in a single surgical time. The access route chosen for the second procedure was the same incision as that of the primary arthroplasty surgery, being posterolateral in both cases. A reconstruction plate (small-fragment box) was molded in both cases, and for one of them we used as a base the biomodel printed in 3D to make the necessary adjustments before the procedure, and, for the second case, the modeling occurred during surgery. The precast plate based on the 3D biomodel was sterilized by the Materials Sector to be used permanently during surgery. In both acetabular reconstructions, we used autologous bone grafts of the iliac ipsilaterally to the main procedure. Both arthroplasties were replaced using a cemented acetabular component (conventional polyethylene) and a metallic femoral head. Before the surgery, all patients were previously instructed regarding the technique to be performed, and they agreed with the process. The patients were operated on by the authors of the present article. The patient data were kept confidential, serving only for the recording or illustration of the technique presented.

Description of Case 1

A 64-year-old female patient sought care for progressive chronic pain in the right hip. Ten years before, she had undergone a cemented THA on the right side due to fractured femoral neck. In the first care, anteroposterior (AP) radiographs of the hip and AP and profile (P) radiographs of the coxofemoral joint were performed ( Figure 1A, 1B, 1C ). In addition, laboratory tests (blood count, c-reative protein [C-RP] and erythrocyte sedimentation rate [ESR]) were requested, and they did not show abnormalities. We indicated revision of the arthroplasty due to aseptic loosening in a single stage surgery (type 3B acetabular failure in the Paprosky classification). The femoral stem did not present radiographic signs of loosening. The 3D prototype (3DPT) was printed for the preoperative planning ( Figure 2 ) based on a computed tomography of the coxofemoral joint. Using the 3D biomodel of the pelvis, we molded the reconstruction plate before the procedure, and then sent it to the Sterilization Sector so that it was ready to be used at the time of the review ( Figure 3G ). The access route chosen for the right hip was posterolateral, and another incision was performed for the removal of a homolateral iliac graft ( Figure 3A ). During surgery, stability tests confirmed that the stem remained fixed, only the femoral metal head was replaced. The acetabular component was extracted, and a large local debridement was performed ( Figure 3B,C, D, E ) and the molded plate was introduced ( Fig. 3F ), observing the same cavity that was previously viewed when molding the plate with the aid of a 3D printed model ( Fig. 3G ). The size of the acetabular prosthesis was also estimated during planning using cutters of varying sizes ( Figure 4A ). We used a structured autologous graft of the ipsilateral iliac to prevent cement extravasation into the pelvis, as well as impacted spongy graft ( Figure 4B,C ). The acetabular component was cemented on the reconstruction plate, and to the new bone layer the stability tests performed were adequate ( Figure 4D ). The immediate postoperative outcome is shown in Figure 1B . Currently, the patient has been under follow-up for two years and three months.
Fig. 1

( A ) Preoperative radiographs (case 1). ( B ) Postoperative radiographs.

Fig. 2

3D prototype (case 1) printed after being processed based on a computed tomography scan.

Fig. 3

( A ) Ipsilateral iliac and posterolateral incisions (case 1). ( B ) Transoperative image of cemented acetabular component to be revised. ( C-D ) Acetabular component removed. ( E ) Acetabular failure after removal of the acetabular component. ( F ) Molded reconstruction plate embedded in the acetabulum. ( G ) Planning using the 3D biomodel with the precast plate.

Fig. 4

( A ) Reconstruction plate and acetabular cutter for preoperative planning. ( B ) Autologous bone graft of the iliac structured as a lid. ( C ) Graft cover used in the acetabular fundus to avoid cement extravasation into the pelvis. ( D ) Final result of the cemented acetabular component reviewed.

( A ) Preoperative radiographs (case 1). ( B ) Postoperative radiographs. 3D prototype (case 1) printed after being processed based on a computed tomography scan. ( A ) Ipsilateral iliac and posterolateral incisions (case 1). ( B ) Transoperative image of cemented acetabular component to be revised. ( C-D ) Acetabular component removed. ( E ) Acetabular failure after removal of the acetabular component. ( F ) Molded reconstruction plate embedded in the acetabulum. ( G ) Planning using the 3D biomodel with the precast plate. ( A ) Reconstruction plate and acetabular cutter for preoperative planning. ( B ) Autologous bone graft of the iliac structured as a lid. ( C ) Graft cover used in the acetabular fundus to avoid cement extravasation into the pelvis. ( D ) Final result of the cemented acetabular component reviewed.

Description of Case 2

A 58-year-old male patient sought care for chronic pain and functional limitation in the right hip. In the first care, AP radiographs of the pelvis and AP and P radiographs of the coxofemoral joint were performed ( Figure 5A ). Total hip arthroplasty was indicated for osteoarthrosis in the right hip ( Figure 5B ). After 15 years, the patient returned for a consultation with significant failure of the acetabulum classified as Paprosky type 3B ( Figure 5C ) and signs of osteolysis in the femoral stem in Gruen zones 1, 2, 6, and 7, Laboratory tests (blood count, C-RP and ESR) were requested, but they did not show abnormalities. We decided to perform a review of the THA in a single surgical time ( Figure 5D ). The stem was stable during the transoperative tests, and we chose to maintain it. Currently, the patient has been under follow-up for two years ( Figure 5E ).
Fig. 5

( A ) Preoperative radiograph evidencing important osteoarthrosis in the right hip (case 2). ( B ) Immediate postoperative radiograph. ( C ) Postoperative radiograph 15 years later, with Paprosky type-3B failure. ( D ) Immediate postoperative radiograph of the revision sugery. ( E ) Postoperative radiograph with two years of evolution, evidencing osteointegration of the graft in the acetabular fundus.

( A ) Preoperative radiograph evidencing important osteoarthrosis in the right hip (case 2). ( B ) Immediate postoperative radiograph. ( C ) Postoperative radiograph 15 years later, with Paprosky type-3B failure. ( D ) Immediate postoperative radiograph of the revision sugery. ( E ) Postoperative radiograph with two years of evolution, evidencing osteointegration of the graft in the acetabular fundus.

Results

The cases herein reported demonstrate a new option of surgical technique to solve complex problems involving the review of THA in cases of Paprosky type-3B failures. The patients were successfully operated on using a reconstruction plate on the acetabular fundus as support for the structural graft associated with impaction grafting for reconstruction of the acetabulum for further cementation of the acetabular component of the prosthesis. The total time spent in the pre- and transoperative (with and without the use of a 3D printed mold, respectively) moldings of the reconstruction plate was 8 minutes and 27 minutes, until they were adequately adjusted. The total time it took to choose the size of the cemented acetabular component pre- and transoperative (with and without the use of a 3D printed mold, respectively) was 2 and 6 minutes. The size and direction of the screws until the fixation of the reconstruction plate in the acetabulum were of 7 and 25 minutes respectively. In order to obtain the necessary amount of graft, without counting the extraction time, it took 3 and 6 minutes respectively. The total time of the procedure in case 1 was of 123 minutes, and in case 2, 179 minutes, a difference of 56 minutes. During the transoperative period, we did not need to perform additional moldings on the reconstruction plate, previously made using the 3D printed model. The cemented acetabular component coincided exactly with what had been planned according to the tests during the prototyping, and the size of the screws was within a variation of ± 2 mm.

Discussion

The use of 3DPTs is a reality that has become familiar to orthopedic surgeons. 3 Although not yet widely available, full-size printing facilitates the understanding and planning of the proposed procedure. The costs regarding the production of the part are easily supplanted by the shorter surgical time, not to mention all the known benefits that involve a faster procedure. 3 4 5 Another important point to be emphasized is that, during a THA review, we often find a difficult surgical exposure due to the non-anatomical presence of periprosthetic fibrotic tissues. 5 6 With prototyping, there is the possibility of using anatomical landmarks previously defined in the biomodel as an intraoperative reference. We know that not all acetabular failures are the same; therefore, when we mold the material we can make the necessary adjustments. 7 The individualization of the treatment to the demands of the patient is a medical trend, reinforcing the importance of a detailed preoperative planning, which provides more consistent results. 2 3 4 5 The understanding of the patient is fundamental, especially regarding a complex THA review and the challenges faced by the surgeon, in order to demystify the concept that the exchange of components is often simple. In this sense, 3D printing can be a tactile tool that helps explain the procedure to be performed. While there are other positive points to note, we must recognize that the cost of 3D printers is still high. We present here not only a description of two cases, but also an innovative technique that has been used in our service, given the limitation of materials we face in the Brazilian Unified Health System (Sistema Único de Saúde, SUS, in Portuguese) and the higher demand for revision surgeries due to the greater longevity of the population. Through the cases herein reported, we demonstrated a new option of surgical technique to solve complex problems involving the THA review in type-3B Paprosky failures. In these cases, we used a reconstruction plate on the acetabular fundus as a support for the structural graft associated with impaction grafting for acetabular reconstruction. This technique has shown excellent results to date. Furthermore, the procedure can be optimized with the use of 3D printing for a better understanding of the pathology by the surgical team, for the training of residents, the reduction of the surgical time, and, consequently, of the risks to the patients. We understand that the number of cases is still small, and that we cannot make generalizations regarding the two cases herein reported. However, the technique effectively solved the problems presented and undeniably led to a shorter surgical time. A greater follow-up and a greater number of cases treated with the proposed technique are still needed, and the use of 3D prototyping can offer a cost-effective alternative to solve specific cases.

Final Comments

The technique herein presented for the reconstruction of Paprosky type-3B defects demonstrated excellent results, especially when associated with some of the various benefits of using a 3DPT for the planning of surgical procedures. Preoperative molding of the synthesis material to be used may decrease the surgical time.

Introdução

Atualmente, a revisão da artroplastia total de quadril (ATQ) é um procedimento cada vez mais executado. 1 A complexidade envolvida em cirurgias desse porte frequentemente requer um planejamento pré-operatório meticuloso para que se minimizem os riscos de possíveis complicações associadas. Embora tenha havido expressiva melhoria dos materiais empregados durante a artroplastia, com o passar dos anos, é inevitável que uma parte considerável dos pacientes tenha a necessidade de trocar os implantes, especialmente devido à soltura asséptica, muitas vezes com falhas acetabulares e femorais consideráveis. 2 3 Desta demanda aumentada urge a criação e o aperfeiçoamento de técnicas para revisões de ATQ. O planejamento imagiológico pré-operatório progrediu de duas para três dimensões, e, recentemente, surgiram modelagens palpáveis disponíveis em tamanho real ao se utilizar a impressão em 3D. 2 Isso amplia a compreensão da equipe cirúrgica sobre a patologia em questão, ou seja, expande o entendimento dos envolvidos no procedimento a ser realizado. 3 Muitos implantes ortopédicos têm um formato padrão que não é compatível com todas situações; então, a moldagem pré-operatória de materiais de síntese pode ser mais adequada à necessidade, além de acelerar o ato cirúrgico, pois evita esse passo durante a cirurgia, sem que isso de fato aumente consideravelmente os custos finais do procedimento. Neste sentido, a presente pesquisa realiza um estudo comparativo, e também demonstra uma técnica não convencional no planejamento cirúrgico de revisão de ATQ para avaliar a utilidade prática da prototipagem em 3D para abreviar cirurgias complexas.

Materiais e Métodos

A presente pesquisa foi submetida ao e aprovada pelo Comitê de Ética em Pesquisa de nossa instituição. O trabalho consta de uma comparação entre dois casos de uma técnica cirúrgica não convencional com e sem o uso de biomodelos, através da utilização de impressão 3D para a revisão de ATQ em que havia necessidade de reconstrução de falha acetabular. Foram selecionados dois casos em que havia sinais radiológicos de soltura asséptica do componente acetabular, e que se encaixavam na classificação 3B de Paprosky. Os casos operados e relatados neste artigo apresentam uma nova técnica cirúrgica para a reconstrução acetabular. Em um dos casos, utilizamos a prototipagem 3D (PT3D) do quadril que seria operado. A técnica consiste em se obter a imagem 3D da região que será revisada para então ser processada em ambiente de desenho assistido por computador ( computer-aided design , CAD, em inglês) e posteriormente impressa. Para tanto, o paciente foi inicialmente submetido a uma tomografia computadorizada (TC) tradicional, que fornece um arquivo computacional no formato de comunicação de imagens digitais em medicina ( digital imaging and communications in medicine , DICOM, em inglês), que é então aberto e processado no programa InVesalius (Centro de Tecnologia da Informação Renato Archer, Campinas, SP, Brasil) para conversão ao formato de linguagem padrão de triângulos ( standard triangle language , STL, em inglês). Sequencialmente, o arquivo foi editado no programa MeshMixer (Autodesk, Inc., San Rafael, CA, EUA) para a remoção de artefatos, do implante solto, e para melhorar a qualidade da imagem para então ser realizada a impressão do acetábulo em tamanho real com um equipamento 3D Cliever (Cliever Tecnologia, Belo Horizonte, MG, Brasil), utilizando filamento de ácido polilático ( polylactic acid , PLA, em inglês). A impressão foi realizada com uma espessura de camada de 0,3 mm, preenchimento de 70%, e espessura de linha de 3 mm, e durou aproximadamente 10h. A manufatura ocorreu em ambiente controlado com temperatura de 25,8°C e umidade do ar de 47%. Após a impressão, um pós-processamento foi realizado para a remoção do excesso de material utilizado no apoio da peça. O custo total de fabricação do biomodelo 3D foi de 78 reais. O tempo foi cronometrado durante os passos dos planejamentos cirúrgicos pré- e transoperatórios para medida de comparação do objetivo. Estimamos a duração total do tempo da moldagem da placa, o estudo do componente acetabular, o tamanho e a direção aproximados dos parafusos, além da quantidade necessária de enxerto para se preencher a falha acetabular. Ambas as revisões foram realizadas em apenas um tempo cirúrgico. A via de acesso optada para o segundo procedimento foi a mesma incisão da cirurgia da artroplastia primária, sendo posterolateral nos dois casos. Uma placa de reconstrução (caixa de pequenos fragmentos) foi moldada em ambos os casos, sendo que, para um deles, utilizamos como base o biomodelo impresso em 3D para realizar os ajustes necessários antes do procedimento, e, para o segundo caso, a modelagem ocorreu no transoperatório. A placa pré-moldada com base no biomodelo em 3D foi esterilizada pelo Setor de Materiais para ser utilizada definitivamente durante a cirurgia. Em ambas as reconstruções acetabulares, foram utilizados enxertos ósseos autólogos de ilíaco ipsilateral ao procedimento principal. Ambas as artroplastias foram revisadas utilizando-se um componente acetabular cimentado (polietileno convencional) e cabeça femoral metálica. Previamente ao procedimento das cirurgias, todos os pacientes foram orientados a respeito da técnica a ser realizada, e concordaram com o processo. Os pacientes foram operados pelos autores do presente artigo. Os dados dos pacientes foram mantidos em sigilo, servindo apenas para fins de documentação ou ilustração da técnica apresentada.

Descrição do Caso 1

Uma paciente de 64 anos procurou atendimento por dor crônica progressiva em quadril direito. Havia 10 anos que ela tinha sido submetida à uma ATQ cimentada à direita por fratura do colo do fêmur. No primeiro atendimento, foram realizadas radiografias anteroposterior (AP) de bacia e AP + de perfil (P) da articulação coxofemoral em questão ( Figura 1A, 1B, 1C ). Além disso, solicitamos exames laboratoriais (hemograma, proteína C reativa [PCR], e velocidade de hemossedimentação [VHS]) que não demonstraram anormalidades. Indicou-se a revisão da artroplastia por soltura asséptica em apenas um tempo cirúrgico (falha acetabular do tipo 3B de Paprosky). A haste femoral não apresentava sinais radiográficos de soltura. O protótipo em 3D (PT3D) foi impresso para o planejamento pré-operatório ( Figura 2 ) com base em uma tomografia computadorizada da articulação coxofemoral. Utilizando o biomodelo em 3D da pelve, moldamos a placa de reconstrução antes do procedimento, e, então, enviamos para o setor de esterilização para que ela estivesse pronta para ser utilizada no momento da revisão ( Figura 3G ). A via de acesso ao quadril direito escolhida foi posterolateral, sendo realizada outra incisão para a retirada de enxerto de ilíaco homolateral ( Figura 3A ). No transoperatório, testes de estabilidade confirmaram que a haste permanecia fixa, apenas sendo substituída a cabeça metálica femoral. O componente acetabular foi extraído, sendo realizado amplo desbridamento local ( Figura 3B, C, D, E ), e posteriormente se posicionou a placa moldada ( Fig. 3F ), observando-se a mesma cavidade impressa para a modelagem da placa ( Fig. 3G ). O tamanho da prótese acetabular também foi estimado durante planejamento utilizando fresas de tamanhos variados ( Figura 4A ). Foram utilizados tanto enxerto autólogo estruturado do ilíaco ipsilateral, para evitar extravasamento do cimento para dentro da pelve, quanto enxerto esponjoso impactado ao fundo ( Figuras 4B,C ). O componente acetabular foi cimentado sobre a placa de reconstrução, e o enxerto ósseo e os testes de estabilidade realizados se mostraram adequados ( Figura 4D ). O resultado do pós-operatório imediato pode ser visto na Figura 1B . No momento, a paciente se encontra com 2 anos e 3 meses de seguimento.
Fig. 1

( A ) Radiografias pré-operatórias (caso 1). ( B ) Radiografias pós-operatórias.

Fig. 2

Prototipagem impressa em 3D (caso 1) após ser processada a partir de tomografia computadorizada.

Fig. 3

( A ) Incisões operatórias posterolateral e ilíaco ipsilateral (caso 1). ( B ) Imagem transoperatória do componente acetabular cimentado a ser revisado. ( C-D ) Componente acetabular retirado. ( E ) Falha acetabular após a retirada do componente acetabular. ( F ) Placa de reconstrução moldada encaixada no acetábulo. ( G ) Planejamento utilizando o biomodelo em 3D com a placa pré-moldada.

Fig. 4

( A ) Placa de reconstrução e fresa acetabular para planejamento pré-operatório. ( B ) Enxerto ósseo autólogo do ilíaco estruturado em tampa. ( C ) Tampa de enxerto utilizada no fundo acetabular para evitar o extravasamento de cimento para dentro da pelve. ( D ) Resultado final do componente acetabular cimentado revisado.

( A ) Radiografias pré-operatórias (caso 1). ( B ) Radiografias pós-operatórias. Prototipagem impressa em 3D (caso 1) após ser processada a partir de tomografia computadorizada. ( A ) Incisões operatórias posterolateral e ilíaco ipsilateral (caso 1). ( B ) Imagem transoperatória do componente acetabular cimentado a ser revisado. ( C-D ) Componente acetabular retirado. ( E ) Falha acetabular após a retirada do componente acetabular. ( F ) Placa de reconstrução moldada encaixada no acetábulo. ( G ) Planejamento utilizando o biomodelo em 3D com a placa pré-moldada. ( A ) Placa de reconstrução e fresa acetabular para planejamento pré-operatório. ( B ) Enxerto ósseo autólogo do ilíaco estruturado em tampa. ( C ) Tampa de enxerto utilizada no fundo acetabular para evitar o extravasamento de cimento para dentro da pelve. ( D ) Resultado final do componente acetabular cimentado revisado.

Descrição do Caso 2

Um paciente do sexo masculino, de 58 anos procurou atendimento por dor crônica e limitação funcional em quadril direito. No primeiro atendimento, foram realizadas radiografias AP da bacia e AP + P da articulação coxofemoral em questão ( Figura 5A ). Indicou-se ATQ por osteoartrose em quadril direito ( Figura 5B ). Após 15 anos, ele retornou ao consultório com importante osteólise do acetábulo, classificada como 3B de Paprosky ( Figura 5C ), e sinais de osteólise na haste femoral nas zonas de Gruen 1, 2, 6 e 7. Solicitamos exames laboratoriais (hemograma, PCR e VHS) que não demonstraram anormalidades. Optou-se por realizar uma revisão da ATQ em um tempo cirúrgico ( Figura 5D ). A haste se mostrou estável durante os testes transoperatórios, e optou-se por mantê-la. Neste momento, o paciente está em acompanhamento há 2 anos ( Figura 5E ).
Fig. 5

( A ) Radiografia pré-operatória evidenciando importante osteoartrose em quadril direito (caso 2). ( B ) Radiografia de pós-operatório imediato. ( C ) Radiografia pós-operatória 15 anos após, com falha acetabular de tipo 3B de Paprosky. ( D ) Radiografia pós-operatória imediata da revisão. ( E ) Radiografia pós-operatória com 2 anos de evolução, evidenciando osteointegracão do enxerto no fundo acetabular.

( A ) Radiografia pré-operatória evidenciando importante osteoartrose em quadril direito (caso 2). ( B ) Radiografia de pós-operatório imediato. ( C ) Radiografia pós-operatória 15 anos após, com falha acetabular de tipo 3B de Paprosky. ( D ) Radiografia pós-operatória imediata da revisão. ( E ) Radiografia pós-operatória com 2 anos de evolução, evidenciando osteointegracão do enxerto no fundo acetabular.

Resultados

Os casos apresentados demonstram uma nova opção de técnica cirúrgica para resolver os problemas complexos associados à revisão de ATQ para os casos com falhas do tipo 3B de Paprosky. Os pacientes foram operados com sucesso utilizando-se uma placa de reconstrução no fundo acetabular como apoio para enxerto estrutural associado ao impactado para reconstrução do acetábulo para posterior cimentação do componente acetabular da prótese. O tempo gasto nas moldagens pré- e transoperatória (ou com e sem o uso de impressão 3D, respectivamente) da placa de reconstrução foi, respectivamente, de 8 minutos e 27 minutos até que estivessem adequadamente ajustadas. A duração da escolha do tamanho do componente acetabular cimentado nos períodos pré- e transoperatória (ou com e sem o uso de impressão 3D, respectivamente) foi de 2 minutos e 6 minutos. O tamanho e a direção dos parafusos até a fixação da placa de reconstrução no acetábulo foi, respectivamente de 7 minutos e 25 minutos. O tempo para se retirar a quantidade de enxerto necessária, sem contabilizar o tempo de extração, foi respectivamente de 3 minutos e 6 minutos (com e sem o uso de impressão 3D). O tempo total do procedimento no caso 1 foi de 123 minutos, e, no caso 2, de 179 minutos, uma diferença de 56 minutos. Durante o transoperatório, não precisamos realizar moldagens adicionais na placa de reconstrução; o componente acetabular cimentado coincidiu exatamente com o planejado segundo os testes na prototipagem, e o tamanho dos parafusos estiveram dentro de uma variação de ± 2 mm.

Discussão

A utilização dos PT3Ds é uma realidade que tem se tornado familiar aos cirurgiões ortopédicos. 3 Embora não seja uma ferramenta ainda amplamente disponível, a impressão em tamanho real facilita a compreensão e o planejamento do procedimento proposto. Os custos em relação à produção da peça são facilmente suplantados pelo menor tempo cirúrgico, sem levar em conta todos os benefícios sabidos que envolvem um procedimento mais rápido. 3 4 5 Outro ponto importante a se ressaltar é que, durante uma revisão de ATQ, frequentemente encontramos uma exposição cirúrgica difícil em função da presença não anatômica dos tecidos fibrosados periprotéticos. 5 6 Com a prototipagem, podem-se utilizar marcos anatômicos previamente definidos no biomodelo como referência intraoperatória. Sabemos que nem todas as falhas acetabulares são iguais; portanto, ao realizarmos a moldagem do material, podemos fazer os ajustes necessários. 7 A individualização do tratamento às demandas do paciente é uma tendência médica que reforça a importância do planejamento pré-operatório minucioso, que traz resultados mais confiáveis. 2 3 4 5 A compreensão do paciente é fundamental, sobretudo com relação a uma revisão complexa de ATQ e os desafios encontrados pelo cirurgião, para desmistificar o conceito de que a troca dos componentes é algo muitas vezes simples. Neste sentido, a impressão em 3D pode ser uma ferramenta táctil que auxilia na explicação do procedimento a ser realizado. Embora haja outros pontos positivos a se ressaltar, devemos reconhecer, no entanto, que o custo de impressoras 3D ainda é elevado. Não apresentamos aqui somente uma descrição de dois casos, mas também uma técnica inovadora que tem sido utilizada em nosso serviço, dadas as limitações de materiais que temos no Sistema Único de Saúde (SUS) e a grande demanda por cirurgias de revisão, devido à maior longevidade da população. Por meio dos casos apresentados aqui, demonstramos uma nova opção de técnica cirúrgica para resolver problemas complexos associados à revisão de ATQ para os casos com falhas do tipo 3B de Paprosky. Nestes casos, utilizamos uma placa de reconstrução no fundo acetabular como apoio para enxerto estrutural associado ao impactado para reconstrução do acetábulo. Tal técnica mostrou resultados excelentes até o presente momento. Além disso, o procedimento pode ser otimizado com o uso de impressão em 3D para um melhor entendimento da patologia pela equipe cirúrgica, para o treinamento de residentes, e para a diminuição do tempo cirúrgico e, consequentemente, dos riscos aos pacientes. Entendemos que a casuística ainda é pequena, e que, com os dois casos aqui apresentados, não podemos realizar conclusões genéricas. Entretanto, a técnica solucionou de forma eficaz os problemas apresentados, e inegavelmente acarretou um menor tempo cirúrgico. Um seguimento mais longo e um número maior de casos ainda são necessários com a técnica proposta, e o uso da prototipagem em 3D pode ser uma alternativa com bom custo-benefício para a resolução de casos específicos.

Comentários Finais

A técnica apresentada neste artigo para a reconstrução de defeitos do tipo 3B de Paprosky demonstrou excelentes resultados, ainda mais quando associada a alguns dos diversos benefícios da utilização de um PT3D para o planejamento de procedimentos cirúrgicos. A moldagem pré-operatória do material de síntese a ser utilizado pode diminuir o tempo cirúrgico.
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Review 3.  Revision total hip and total knee arthroplasty.

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Review 6.  Clinical Applications of 3-Dimensional Printing Technology in Hip Joint.

Authors:  Run-Zhi Xia; Zan-Jing Zhai; Yong-Yun Chang; Hui-Wu Li
Journal:  Orthop Surg       Date:  2019-07-18       Impact factor: 2.071

Review 7.  Three-dimensional-printing Technology in Hip and Pelvic Surgery: Current Landscape.

Authors:  Seong-Hwan Woo; Myung-Jin Sung; Kyung-Soon Park; Taek-Rim Yoon
Journal:  Hip Pelvis       Date:  2020-02-26
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