Ricostruzione della colonna cervicale superiore utilizzando un corpo vertebrale stampato in 3D personalizzato in 9 pazienti con tumori primari che coinvolgono C2

Cina: Corpo vertebrale stampato in 3D utilizzato per ricostruire la colonna vertebrale cervicale superiore di 9 pazienti

I tumori spinali ossei primari rappresentano circa il 5% di tutti i tumori ossei primari ed è necessaria la ricostruzione per ripristinare l’integrità e la stabilità della colonna vertebrale. Tuttavia, è difficile ricostruire questa sezione complessa, che è responsabile della transizione della forza di carico assiale dal cranio alla colonna vertebrale e gli impianti subparti possono causare complicazioni come la migrazione e la non fusione.

La stampa 3D può essere utilizzata per fabbricare impianti porosi specifici del paziente per correggere questi difetti ossei. Un gruppo di ricercatori di Pechino ha pubblicato uno studio, ” Ricostruzione della colonna cervicale superiore utilizzando un corpo vertebrale stampato in 3D personalizzato in 9 pazienti con tumori primari che coinvolgono C2 “, dove hanno descritto “gli esiti clinici della ricostruzione del rachide cervicale superiore utilizzando un sistema vertebrale personalizzato stampato in 3D corpo “, con” un follow-up medio di 28,6 mesi “per i pazienti.

“Sono stati arruolati pazienti con tumori primari che coinvolgono C2 che sono stati trattati nella nostra istituzione tra luglio 2014 e novembre 2018”, ha affermato il team.

“Nove pazienti (2 maschi e 7 femmine) sono stati inclusi nello studio con un’età media di 31,4 anni (da 12 a 59 anni). Sette pazienti hanno dimostrato tumori localizzati in C2 e 2 hanno mostrato coinvolgimento di C2 e C3 “.

I nove pazienti inizialmente si sono lamentati di “dolore aggravante”, con due sofferenze neurologiche e durata media dall’inizio di questi sintomi di quasi tre mesi. Ecco la ripartizione del tumore per i pazienti, stabilita usando una biopsia guidata da CT:

4 tumori a cellule giganti (GCT)
2 cordoma
1 sarcoma di Ewing
1 paraganglioma
1 emangioendotelioma aggressivo

Fig. 1: studi di imaging per il paziente n. 3. Il raggiungimento dell’osteointegrazione è stato definito quando è stata osservata una nuova formazione ossea attorno all’interfaccia osso-impianto su raggi X (B) e CT (D) durante il follow-up rispetto a quella immediatamente postoperatoria (A, C). L’altezza vertebrale del segmento postoperatorio è stata misurata sulla TC di ricostruzione medio-sagittale dal tubercolo anteriore dell’atlante al punto medio della placca terminale inferiore adiacente (C).

La realizzazione degli impianti è stata un processo di 7 giorni. Innanzitutto, sono state eseguite scansioni CT sulle spine dei pazienti e i dati DICOM sono stati importati nel software Materialise Mimics 15.0, dove è stato progettato un modello CAD per l’impianto. La polvere di Ti6Al4V è stata utilizzata per stampare gli impianti di impalcature metalliche porose con la tecnologia di fusione del fascio di elettroni di Arcam EBM.

“Sulla base dei nostri studi precedenti, i parametri impostati per la struttura trabecolare e le dimensioni dei microporosi uniformi sono stati determinati per generare le proprietà biomeccaniche e osteoinduttive ottimizzate ( 8 , 15 , 16 ). La morfologia della superficie di contatto superiore dell’impianto ha coinciso con le superfici articolari inferiori di C1, mentre la morfologia della superficie di contatto inferiore ha coinciso con la placca terminale superiore della vertebra caudale ”, hanno scritto.

Fig. 2: Il corpo vertebrale artificiale stampato in 3D con impalcatura porosa fabbricato in polvere di lega di titanio.

Una spondilectomia intralesionale a due stadi è stata eseguita su ciascun paziente e il corpo vertebrale stampato in 3D è stato utilizzato per realizzare la ricostruzione anteriore, senza l’uso di un innesto osseo.

“L’intervallo medio tra le procedure posteriore e anteriore era di 14,4 giorni”, hanno detto i ricercatori.

“Nei primi 4 casi di questa serie, è stata eseguita la fissazione occipitocervicale ( Figura 1 ). Successivamente, con maggiore fiducia nella stabilità del costrutto anteriore stampato in 3D, siamo stati in grado di preservare l’articolazione atlanto-occipitale nei prossimi 5 casi. “

Se sei interessato al resto dei dettagli chirurgici nitidi, consulta il documento di ricerca completo .

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Nella tabella sopra, puoi vedere i dettagli dei pazienti, che avevano tutti gli appuntamenti di follow-up dopo l’impianto del corpo vertebrale stampato in 3D. Tutti e nove hanno ricevuto la radioterapia postoperatoria, mentre due hanno anche ricevuto la chemioterapia.

“Il paziente è deceduto per metastasi sistemiche 15 mesi dopo l’intervento senza segni di recidiva locale. Il paziente sette presentava recidiva locale del tumore. Gli altri erano vivi e funzionali nelle loro vite quotidiane all’ultimo follow-up senza evidenza di malattia. Al loro follow-up finale, lo stato neurologico di tutti i pazienti vivi era ASIA E e il punteggio VAS medio era 0,9. Tre pazienti avevano ECOG 1, mentre 5 pazienti avevano ECOG 0 per il loro benessere generale e le attività della vita quotidiana “, hanno affermato.

Fig. 3: Studi di imaging per il paziente n. 3.

Attraverso esami radiografici e TC, i ricercatori hanno osservato una nuova formazione ossea attorno all’osso per impiantare le superfici di contatto, “che ha fornito la prova dell’osteointegrazione”, e hanno scoperto che tutti i corpi vertebrali stampati in 3D erano stabili, senza alcun segno di “spostamento dell’impianto o subsidenza. ” Inoltre, nessuna delle viti si era allentata e non vi era alcuna rottura dell’asta nei sistemi di strumentazione posteriore.

I ricercatori hanno scoperto numerosi vantaggi nell’utilizzare la stampa 3D per questa ricostruzione piuttosto che i metodi di produzione tradizionali, come l’impianto che offre “stabilità postoperatoria primaria primaria affidabile”. Un impianto specifico per il paziente fornisce una migliore corrispondenza con le superfici ossee e una più ampia area di contatto e poiché le tracce delle viti sono effettivamente integrate direttamente nella vertebra artificiale, si verifica “auto-stabilizzazione”.

Fig. 4: Studi di imaging per il paziente n. 6 che mostra il processo di fusione. Rispetto alla radiografia postoperatoria immediata (A) e alla TC (D), si può vedere che il tessuto osseo rigenerato è cresciuto gradualmente lungo l’impianto 12 mesi (B, E) e 24 mesi (C, F) post-operatorio (freccia ).

“In secondo luogo, il design anatomico della superficie di contatto della piastra terminale porosa curva e la sua biocompatibilità hanno fornito una stabilità affidabile a medio lungo termine. La superficie porosa a contatto con l’osso del corpo vertebrale stampato in 3D favorisce la crescita ossea nei pori trabecolari per ottenere una solida osteointegrazione, che è stata supportata da prove di precedenti ricerche di base e studi in vivo ( 15 , 16 , 24 ), “Hanno spiegato.

Inoltre, la radioterapia post-operatoria potrebbe non influenzare tanto il corpo vertebrale stampato in 3D, purché si verifichi l’osteointegrazione su due estremità, “perché è stata raggiunta una combinazione solida”. Al contrario, questo trattamento può portare a guasti alla strumentazione con impianti fabbricati in modo convenzionale.

“Nel nostro studio, il progresso dell’osteointegrazione è evidente nel follow-up con studi di imaging. Alla radiografia laterale tessuto osseo rigenerato è stato visto aderente al corpo vertebrale 3D-stampato ( figure 1B, 4B, C 1B, 4B, C). ) “, Hanno osservato i ricercatori. “Sagittale CT rivelato nuovo tessuto osseo strisciando e crescente attorno alle estremità del corpo vertebrale 3D-stampata dal vertebre superiore e inferiore ( Figure 1D, 4E, F 1D, 4E, F). ). Tutti i pazienti sono stati in grado di riprendere la normale attività senza dolore meccanico associato all’instabilità spinale al follow-up di 12 mesi. “

Infine, un corpo vertebrale stampato in 3D potrebbe significare che c’è meno bisogno di approcci chirurgici transorali (accesso diretto attraverso la bocca) o transmandibolari. Ad esempio, come notato sopra, questo gruppo di ricerca ha utilizzato l’approccio posteriore-anteriore per eseguire la spondilectomia C2, che ha reso più facile e sicuro isolare le arterie vertebrali.

“Il nostro studio suggerisce che l’impianto stampato in 3D può essere una buona opzione nella ricostruzione cervicale superiore, la forma adattata che si abbina alle superfici di contatto e la struttura porosa conduttiva all’osteointegrazione forniscono sia stabilità a breve che a lungo termine all’impianto”, i ricercatori ha concluso. “Tuttavia, è ancora necessario un livello più elevato di prove.”

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