3D εκτυπωμένη πρόθεση στην αρθροπλαστική γόνατος απαλλάσσει από τον πόνο;

Η ιατρική τεχνολογία, καθώς οι εξατομικευμένες και τρισδιάστατα εκτυπωμένες (3D) προθέσεις, κερδίζουν διαρκώς έδαφος στη διεθνή ορθοπαιδική κοινότητα επιφέροντας επαναπροσδιορισμό της χειρουργικής αντικατάστασης των αρθρώσεων.

Μέχρι πρόσφατα, ο καθιερωμένος τρόπος αντιμετώπισης της προχωρημένης φθοράς του γόνατος βασιζόταν στη συμβατική μέθοδο, κατά την οποία αφαιρούνται τα κατεστραμμένα τμήματα του οστού και αντικαθιστώνται με μεταλλικά και πλαστικά εμφυτεύματα, που διατίθενται σε μια προκαθορισμένη σειρά τυποποιημένων μεγεθών του εμπορίου.

Ωστόσο, η στατιστική δείχνει ότι περίπου 1 στους 5 ασθενείς που υποβάλλονται σε αυτή την κλασική διαδικασία εκφράζει κάποιου βαθμού δυσαρέσκεια, κυρίως λόγω ανατομικών συμβιβασμών και της αίσθησης ενός «ξένου σώματος» στην άρθρωση.
Αυτό το κλινικό κενό έρχεται να καλύψει η σύγχρονη στροφή προς την εξατομικευμένη (custom-made) αρθροπλαστική, μια προσέγγιση όπου το εμφύτευμα δεν επιλέγεται απλώς από ένα ράφι, αλλά σχεδιάζεται και κατασκευάζεται αποκλειστικά για να αντικατοπτρίζει τη μοναδική ανατομία του ασθενούς.

«Η οστεοαρθρίτιδα είναι η κύρια αιτία υποβολής σε αρθροπλαστική γόνατος. Η συγκεκριμένη πάθηση αποτελεί μια παγκόσμια υγειονομική πρόκληση, αφού επηρεάζει περισσότερους από 240 εκατομμύρια ανθρώπους παγκοσμίως και αποτελώντας την κύρια αιτία σοβαρού περιορισμού της κινητικότητας.

Σύμφωνα με τα πλέον πρόσφατα επιδημιολογικά δεδομένα, η κατακόρυφη αύξηση του προσδόκιμου ζωής και τα αυξανόμενα ποσοστά παχυσαρκίας έχουν οδηγήσει σε έκρηξη των περιστατικών, με αποτέλεσμα να διενεργούνται πλέον πάνω από 2,8 εκατομμύρια ολικές αρθροπλαστικές στο γόνατο κάθε χρόνο σε παγκόσμιο επίπεδο», σημειώνει ο Χειρουργός Ορθοπαιδικός, επικεφαλής του Τμήματος Επανορθωτικής & Ελάχιστα Επεμβατικής Χειρουργικής Ισχίου - Γόνατος της Osteon Orthopedic & Spine Clinic δρ Βασίλειος Σακελλαρίου.

«Τα συμβατικά εμφυτεύματα του εμπορίου σχεδιάζονται με βάση τον ανατομικό μέσο όρο του πληθυσμού, με αποτέλεσμα να μην μπορούν να αποδώσουν τις μοναδικές ανατομικές ιδιαιτερότητες κάθε ασθενή. Αυτή η αναντιστοιχία είναι πιθανό να οδηγήσει στο φαινόμενο της προεξοχής του υλικού (implantoverhang), όπου το μεταλλικό τμήμα ξεπερνά τα όρια του οστού κατά 3 ή περισσότερα χιλιοστά, προκαλώντας επώδυνη πρόσκρουση και ερεθισμό των γύρω μαλακών ιστών και των συνδέσμων.

Στην προσπάθεια να αποφευχθεί, μπορεί να επιλεγεί ένα μικρότερο μέγεθος που αφήνει ακάλυπτες περιοχές του κομμένου οστού (under coverage), γεγονός που ενδεχομένως να γίνει αιτία καθίζησης του εμφυτεύματος στο μέλλον. Επιπλέον, τα τυποποιημένα μεγέθη προκαλούν συχνά «υπερπλήρωση» της άρθρωσης και ανώμαλη κινηματική, αλλοιώνοντας τη φυσιολογική τροχιά της επιγονατίδας και προκαλώντας αίσθηση αστάθειας ή δυσκαμψίας κατά το λύγισμα. Τέλος, για να προσαρμοστεί η ανατομία του ασθενούς στο έτοιμο εμφύτευμα, ο χειρουργός αναγκάζεται να αφαιρέσει περισσότερο υγιές οστό, περιορίζοντας τα αποθέματα οστικής μάζας σε περίπτωση που χρειαστεί μελλοντική επέμβαση αναθεώρησης», εξηγεί.

Η ψηφιακή προετοιμασία: Πώς σχεδιάζεται το γόνατο

Η δημιουργία μιας εξατομικευμένης πρόθεσης αποτελεί μια σύνθετη ψηφιακή και κατασκευαστική διαδικασία που εκκινεί εβδομάδες πριν από την ημέρα της επέμβασης, βασιζόμενη σε αυστηρά εξατομικευμένα δεδομένα. Αρχικά, ο ασθενής υποβάλλεται σε μια εξειδικευμένη απεικονιστική εξέταση, πραγματοποιώντας μια προεγχειρητική αξονική (CT) ή μαγνητική (MRI) τομογραφία ολόκληρου του πάσχοντος σκέλους. Τα ψηφιακά δεδομένα της απεικόνισης εισάγονται στη συνέχεια σε εξειδικευμένα λογισμικά τρισδιάστατης σχεδίασης και αλγορίθμους μηχανικής μάθησης, τα οποία αναπαράγουν με ακρίβεια το ανατομικό μοντέλο της άρθρωσης του μηριαίου οστού και της κνήμης.

Βάσει αυτού του ψηφιακού εκμαγείου, σχεδιάζεται η ιδανική τοποθέτηση των υλικών στον υπολογιστή και προσδιορίζονται οι ακριβείς θέσεις των πείρων καθοδήγησης. Αφού ολοκληρωθεί ο τρισδιάστατος ψηφιακός σχεδιασμός από τον χειρουργό, τα δεδομένα αποστέλλονται στις συγκεκριμένες βιομηχανικές μονάδες όπου ενεργοποιείται η διαδικασία της τρισδιάστατης εκτύπωσης μετάλλων.

Για την κατασκευή των μόνιμων εμφυτευμάτων χρησιμοποιούνται αποκλειστικά ιατρικά, βιοσυμβατά κράματα υψηλής αντοχής, όπως το τιτάνιο. Η εκτύπωση πραγματοποιείται στρώμα-στρώμα μέσω προηγμένων συστημάτων λέιζερ, τα οποία λιώνουν με απόλυτη ακρίβεια τη μεταλλική σκόνη ακολουθώντας το ψηφιακό πατρόν του ασθενούς.

Παράλληλα, οι ανατομικοί οδηγοί κοπής (cuttingjigs) μιας χρήσης κατασκευάζονται μέσω παρόμοιας 3D εκτύπωσης από ειδικά ιατρικά πολυμερή (πλαστικά), τα οποία είναι κατάλληλα για πλήρη αποστείρωση. Μετά την ολοκλήρωση της παραγωγής, τα υλικά υποβάλλονται σε αυστηρούς ποιοτικούς ελέγχους, συσκευάζονται, αποστειρώνονται και αποστέλλονται εγκαίρως στο νοσοκομείο πριν από την προγραμματισμένη επέμβαση.

Η ακρίβεια χιλιοστού στην πράξη

Η εφαρμογή της τεχνολογίας των custom-made εμφυτευμάτων μεταβάλλει ριζικά το περιβάλλον του χειρουργείου, προσφέροντας υψηλή ακρίβεια τοποθέτησης. Οι εξατομικευμένες προθέσεις εφαρμόζουν σταθερά πάνω στο οστό, επιτρέποντας στον χειρουργό να πραγματοποιήσει τις απαραίτητες αφαιρέσεις φθαρμένου χόνδρου με ακρίβεια χιλιοστού και χωρίς την ανάγκη εμπειρικών υπολογισμών.
Επιπλέον, αποφεύγεται η διάνοιξη του μυελικού αυλού του μηριαίου οστού που απαιτείται στις παραδοσιακές μεθόδους, γεγονός που περιορίζει το εσωτερικό τραύμα. Αυτή η προσέγγιση προστατεύει τους γύρω μαλακούς ιστούς και τους συνδέσμους, ενώ παράλληλα διασφαλίζει την ιδανική ευθυγράμμιση του σκέλους σύμφωνα με τον φυσικό μηχανικό άξονα του ασθενούς.

Τα πλεονεκτήματα της custom-made πρόθεσης για τον ασθενή

Οι κλινικές μελέτες αναδεικνύουν σημαντικά οφέλη για τους ασθενείς που λαμβάνουν εξατομικευμένες προθέσεις. Συγκεκριμένα προσφέρουν:
• Μέγιστη προστασία της υγιούς οστικής μάζας, επειδή το εμφύτευμα ακολουθεί πιστά το φυσικό περίγραμμα του οστού.
• Βελτιωμένη λειτουργικότητα και αποδοτικότητα, γιατί επιτρέπουν ακριβέστερη τοποθέτηση και καλύτερη ευθυγράμμιση της άρθρωσης, με αποτέλεσμα τη βελτίωση της κινητικότητας και της σταθερότητας του γόνατος και σαφώς πιο φυσική αίσθηση κατά την κίνηση.
• Μακροπρόθεσμη βιωσιμότητα της αρθροπλαστικής, διότι η ορθή κατανομή των φορτίων μειώνει τις πιθανότητες ασύμμετρης φθοράς ή πρόωρης χαλάρωσης των υλικών.
• Μειωμένος Κίνδυνος Επιπλοκών, επειδή η ακριβής τοποθέτηση και η αποφυγή εκτεταμένων χειρουργικών επεμβάσεων μειώνουν τον κίνδυνο λοιμώξεων, αποτυχίας του εμφυτεύματος ή άλλων μετεγχειρητικών προβλημάτων.
• Ανακούφιση από τον πόνο και ταχύτερη ανάρρωση.

Η επόμενη ημέρα: Αποκατάσταση και επιστροφή στην καθημερινότητα

Η ελαχιστοποίηση του διεγχειρητικού τραύματος των ιστών μεταφράζεται άμεσα σε μια πιο ομαλή μετεγχειρητική πορεία για τον ασθενή. Η μειωμένη απώλεια αίματος κατά τη διάρκεια της εξατομικευμένης επέμβασης περιορίζει σημαντικά την ανάγκη για μεταγγίσεις.
Στο πλαίσιο των σύγχρονων πρωτοκόλλων ταχείας ανάρρωσης, η κινητοποίηση και η βάδιση του ασθενούς ξεκινούν ακόμη και λίγες ώρες μετά το χειρουργείο. Η βελτιωμένη ανατομική εφαρμογή της πρόθεσης μειώνει την τοπική φλεγμονή, γεγονός που διευκολύνει την εκτέλεση των ασκήσεων αποκατάστασης. Ως εκ τούτου, επιτυγχάνεται ταχύτερη ανάκτηση του πλήρους εύρους κίνησης και συντομότερη ασφαλής επάνοδος στις καθημερινές και εργασιακές δραστηριότητες.

«Η τεχνολογία των custom-made αρθρώσεων αποτελεί ένα σημαντικό βήμα προόδου στην ορθοπαιδική χειρουργική. Αν και η μέθοδος απαιτεί αυστηρό προεγχειρητικό προγραμματισμό και χρόνο κατασκευής μερικών εβδομάδων, τα κλινικά δεδομένα επιβεβαιώνουν ότι η επένδυση στην εξατομίκευση προσφέρει ανώτερη λειτουργικότητα και μακροχρόνια ανακούφιση από τα συμπτώματα της οστεοαρθρίτιδας. Όμως, παρά τα σημαντικά πλεονεκτήματα της μεθόδου, η εξατομικευμένη αρθροπλαστική γόνατος δεν αποτελεί κατάλληλη επιλογή για όλους τους ασθενείς, καθώς υπάρχουν συγκεκριμένα κλινικά κριτήρια αποκλεισμού, όπως σοβαρές ανατομικές παραμορφώσεις, έντονη δυσκαμψία ή αστάθεια, μεγάλη οστική απώλεια, ανεπάρκεια του οπίσθιου χιαστού συνδέσμου και περιστατικά που χρήζουν άμεσης αντικατάστασης, εξαιτίας του χρόνου που απαιτείται για την κατασκευή της πρόθεσης.
Για την επιλογή της κατάλληλης θεραπευτικής προσέγγισης, κρίνεται απαραίτητη η διενέργεια μιας εξειδικευμένης κλινικής και απεικονιστικής αξιολόγησης από τον θεράποντα ορθοπαιδικό χειρουργό», καταλήγει ο δρ Σακελλαρίου.