Планирование операций на кисти с использованием модели кости из полимерной глины
- Авторы: Золотов А.С.1, Дьячкова Ю.А.1, Сидоренко И.С.1
-
Учреждения:
- Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный федеральный университет» — Медицинский центр
- Выпуск: Том 27, № 2 (2020)
- Страницы: 5-9
- Раздел: Краткие сообщения
- Статья получена: 27.06.2020
- Статья одобрена: 21.07.2020
- Статья опубликована: 08.10.2020
- URL: https://journals.eco-vector.com/0869-8678/article/view/34859
- DOI: https://doi.org/10.17816/vto20202725-9
- ID: 34859
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Авторами предложен способ планирования операций на кисти с использованием модели кости из полимерной глины. Приведено подробное описание способа и пример его клинического применения. Данный метод оказался эффективным при лечении 7 пациентов с деформациями фаланг пальцев кисти и пястных костей. Предлагаемый способ предоперационного планирования помогает хирургу корректно выполнить задуманную операцию.
Полный текст
ВВЕДЕНИЕ
Устранение сложных деформаций костей и суставов кисти требует от хирурга тщательной подготовки. В идеале предоперационная подготовка – это имитация самой операции на модели деформированной кости. Современные аддитивные технологии позволяют получить трехмерную копию деформированной кости. Имея данные исследований компьютерной и магнитно-резонансной томографии, на 3D-принтере накануне хирургического вмешательства можно напечатать точную копию костного сегмента или всего сустава. Если модель плотная, на ней можно выполнить элементы планируемой операции — пиление, сверление, устранение смещения, пробная фиксация с помощью спиц, винтов, пластин. Ряд авторов с помощью 3D-печати готовят специальные направители для установки фиксаторов во время операции и даже индивидуальные имплантаты. К сожалению, данные технологии требуют дорогого оборудования, особого программного обеспечения, специального расходного материала. В связи с этим для многих медицинских учреждений данные технологии пока недоступны.
Нами предлагается малобюджетный способ предоперационного планирования хирургических вмешательств на кисти с использованием модели кости из полимерной глины.
Цель исследования — проанализировать эффективность предлагаемого способа планирования операций на кисти.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Описание способа
Накануне операции готовится модель деформированного сегмента кости. В качестве материала для создания модели используется полимерная глина. Хирург готовит модель («как скульптор») с учетом данных рентгенологического исследования (компьютерная томограмма в идеале). При этом старается соблюдать пропорции, масштаб и степень деформации кости. Если используется глина, требующая для отвердевания термической обработки, то готовая модель помещается в пластиковую посуду и заливается водой. Контейнер с водой ставится в микроволновую печь. Если модель небольшая (фаланга пальца, пястная кость), то продолжительность «варки» может составить 5–7 мин. Охлажденная модель может использоваться для имитации ортопедической операции.
Данный метод применяли при лечении 7 пациентов с различными деформациями костей кисти (неправильно сросшиеся переломы фаланг пальцев кисти и пястных костей — 4 пациента, клинодактилия — 3 пациента). Возраст пациентов варьировал в пределах от 14 лет до 36 лет. Во всех случаях модели костей были изготовлены из полимерной глины, требующей для отвердевания термической обработки. На готовой модели с помощью соответствующих инструментов выполняли устранение «деформации» и фиксацию «отломков» в новом положении лейкопластырем, спицами либо ранее использовавшимися мини-фиксаторами.
РЕЗУЛЬТАТЫ
Предварительная имитация реконструктивных операций на моделях костей из полимерной глины помогли подготовиться к реальным хирургическим вмешательствам. Во всех случаях операции были выполнены в соответствии с предварительным планом. Деформации фаланг и пястных костей были устранены во всех случаях. Костное сращение достигнуто в правильном положении.
Клинический пример
Пациентка К., 14 лет, обратилась с жалобами на наличие деформации 4-го пальца левой кисти. За 4 мес. до обращения получила внутрисуставной перелом основной фаланги. Проводилось консервативное лечение с помощью гипсовой шины. Перелом сросся со смещением и значительной деформацией (рис. 1, a, b). Для предоперационного планирования и имитации операции была приготовлена модель кости из полимерной глины с учетом величины фаланги и степени деформации. Модель кости погружали в пластиковый контейнер c водой, который помещали в микроволновую печь. После «варки» в микроволновой печи (Samsung) в течение 5 мин в максимальном режиме модель приобрела прочность, аналогичную реальной кости. С помощью маятниковой мини-пилы выполнена косая остеотомия суставной части искусственной фаланги. Устранено смещение мыщелка фаланги (угловое и по длине). В образовавшийся клиновидный дефект установлен искусственный «трансплантат» из полимерной глины другого цвета. После устранения деформации произведена провизорная фиксация с помощью прозрачного лейкопластыря (рис. 1, с–е).
Рис. 1. Пациентка К, 14 лет. a–b — фото и рентгенограмма кисти до лечения; c–e — модель деформированной основной фаланги, изготовленная из полимерной глины до и после пробной «операции»; f — рентгенограмма кисти после операции; g–j — фото и рентгенограммы кисти через 6 мес. после удаления фиксаторов
Fig. 1. Patient K., 14 y. o.: a–b — photo and X-ray of patient’s hand before treatment; c–e — the model of the deformed proximal phalanx, made from polymer clay before and after the trial «operation»; f — X-ray of the hand after surgery; g–j — photo and X-ray of the hand 6 months after fixator’s removal
Данная техника была применена при выполнении хирургического вмешательства. Анестезия общая. Тыльный доступ Chamay. Из тыльного сухожильного растяжения на уровне проксимального межфалангового сустава (ПМФС) 4-го пальца выкроен треугольный лоскут на дистальном основании, который отвернут дистально. Это позволило хорошо визуализировать деформированную суставную поверхность основной фаланги. С помощью маятниковой пилы выполнена косая остеотомия мыщелка основной фаланги (как и предварительно на пластиковой модели). Устранена деформация, в новом положении остеотомированный фрагмент фиксирован двумя спицами диаметром 1 мм. Образовавшийся дефект кости заполнен аутотрансплантатом, взятым из дистального метафиза лучевой кости на одноименной стороне в соответствии с размером и формой дефекта кости. Место остеотомии и костный графт дополнительно фиксированы минивинтом 1,5 мм (рис. 1, f). Иммобилизация гипсовой шиной в течение 4 нед. с осторожной гимнастикой во время перевязок. Рана зажила первичным натяжением. В последующем пациентка получала сеансы лечебной физкультуры и массажа. Фиксаторы удалены через 8 мес. после операции. Пациентка осмотрена через 6 мес. после удаления фиксаторов. Болей нет. Деформация устранена. Объем движений полный (рис. 1, g–j).
ОБСУЖДЕНИЕ
В начале 30-х годов прошлого столетия в Германии Фифи Ребиндер самостоятельно разработала и выпустила глину, которую назвала Фифи Мозаик. Данная глина изначально предназначалась для изготовления голов кукол. В 1964 г. Ребиндер продала формулу этой глины Эберхарду Фаберу (Eberhard Faber), который превратил ее во всемирно известную в настоящее время марку ФИМО (Fimo) [1]. Все полимерные глины содержат основу из поливинилхлорида (ПВХ) и один или несколько видов жидких пластификаторов, благодаря которым после термической обработки изделия из глины становятся твердыми. Запекать изделия из глины рекомендуется в духовом шкафу при температуре 100–130 °С. Некоторые дизайнеры считают возможным «варить» небольшие по размерам изделия в микроволновой печи [2]. Для этого в пластиковую посуду с водой помещается модель и «варится» в течение нескольких минут.
Полимерная глина широко используется в декоративно-прикладном искусстве. Применяется для изготовления сувениров, украшений, бижутерии, предметов интерьера, игрушек. Пластик нашел применение в биологии и медицине. Из полимерной глины изготавливаются учебные пособия для изучения анатомии — муляжи головного мозга, внутренних органов, костей и суставов [3]. В доступной литературе мы не нашли информации об использовании полимерной глины для предоперационного планирования ортопедических операций.
Переломы мыщелков основной фаланги пальцев кисти часто бывают нестабильными и требуют оперативного лечения [4]. Консервативное лечение таких переломов нередко осложняется вторичным смещением, что ведет к формированию угловой деформации и контрактурам. Устранение такой деформации является непростой операцией — необходимы оптическое увеличение, силовая машина для работы на мелких костях, деликатные инструменты, фиксаторы и предоперационное планирование. Модели кости из полимерной глины помогли подготовится к операции. Мы опробовали несколько способов корригирующей остеотомии на изготовленных моделях. Из возможных вариантов остеотомии выбрали косую. Такую остеотомию оказалось выполнить удобнее, учитывая небольшие размеры фаланги пальца девочки-подростка. Размеры костного фрагмента были достаточными для проведения спиц и винта.
Предлагаемый способ предоперационного планирования обладает рядом достоинств.
- Полимерная глина доступна и стоит недорого. 50 г материала стоят 70 руб. Этого объема достаточно для изготовления целого луча кисти — пястной кости и трех фаланг пальцев.
- Процесс изготовления сегмента кости занимает несколько минут. Дополнительно потребуется 5–10 мин для термической обработки.
- Не требуется дорогое оборудование, программное обеспечение, расходный материал.
- Точность копии деформированной кости, безусловно, уступает модели, полученной при 3D-печати. Однако при изготовлении малых по размеру моделей кости возможные небольшие искажения не являются критичными.
- Плотность модели соответствует плотности кости, что позволяет имитировать хирургическое вмешательство с использованием рутинных инструментов и фиксаторов, предназначенных для работы на костях. Это важно для молодых хирургов, не имеющих достаточных мануальных навыков.
- Полимерная глина рентген-контрастна. Это свойство является полезным — хирург может задокументировать результат своей работы на «искусственной» кости (рис. 2, a, b).
Рис. 2. Модели костей кисти из полимерной глины (а); рентгенограмма моделей костей кисти (b)
Fig. 2. a — photo of bones models, made from polymer clay; b — X-ray of bone models
ВЫВОДЫ
Предлагаемый способ предоперационного планирования помогает хирургу подготовиться и корректно выполнить задуманную операцию. Модели кости, изготовленные из полимерной глины, могут использоваться в образовательных целях при обучении студентов на занятиях по общей хирургии, травматологии и ортопедии. Модели кости, изготовленные из полимерной глины, могут использоваться в исследовательских целях — апробация инструментов, фиксаторов, отработка технических приемов.
Об авторах
Александр Сергеевич Золотов
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный федеральный университет» — Медицинский центр
Автор, ответственный за переписку.
Email: dalexpk@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-0045-9319
д-р мед. наук, руководитель центра травматологии и ортопедии; профессор департамента клинической медицины Школы биомедицины
Россия, г. ВладивостокЮлия Александровна Дьячкова
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный федеральный университет» — Медицинский центр
Email: diachkova.iua@dvfu.ru
канд. мед. наук, врач травматолог-ортопед центра травматологии и ортопедии
Россия, г. ВладивостокИлья Сергеевич Сидоренко
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Дальневосточный федеральный университет» — Медицинский центр
Email: sidorenko.is@dvfu.ru
врач травматолог-ортопед центра травматологии и ортопедии
Россия, г. ВладивостокСписок литературы
- wikipedia.org [интернет]. Полимерная глина. [Polymer clay. (In Russ.).] Available at: https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%BE%D0%BB%D0%B8%D0%BC%D0%B5%D1%80%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%B3%D0%BB%D0%B8%D0%BD%D0%B0
- https://polymerclayfimo.livejournal.com/180891.html
- Oh CS, Kim JY, Choe YH. Learning of cross-sectional anatomy using clay models. Anat Sci Educ. 2009;2(4):156-159. https://doi.org/10.1002/ase.92
- Jupiter JB, Nunez F, Fricker R. Manual of Fracture Management. Hand. New York: Thieme; 2015. 345 p.
Дополнительные файлы
![](/img/style/loading.gif)