Опыт применения индивидуального титанового протеза тела позвонка при замещении пострезекционных дефектов при агрессивных доброкачественных опухолях позвоночника у детей

Введение. Агрессивные доброкачественные опухоли позвоночника у детей часто требуют обширной хирургической резекции, что приводит к необходимости проведения сложных реконструктивных вмешательств. В настоящее время в арсенале вертебрологов имеется большое количество протезов, позволяющих заместить переднюю опорную колонну. При этом используют как статичные моделируемые имплантаты, так и раздвижные спейсеры. Однако эти имплантаты имеют ограничения, которые могут повлиять на долгосрочные результаты, особенно у пациентов детского возраста, когда требуется учитывать рост и обеспечивать долговременную стабильность протеза. Разработка индивидуальных титановых протезов, адаптированных к особенностям анатомии позвонков, позволяет решить данные проблемы.

Цель исследования – оценка эффективности применения индивидуальных титановых протезов тел позвонков для реконструкции пострезекционных дефектов при агрессивных доброкачественных опухолях позвоночника (III стадия по классификации Enneking) у пациентов детского возраста.

Материалы и методы. В исследование вошли 5 пациентов детского возраста, которым проведено двухэтапное хирургическое вмешательство, включающее дорзальную стабилизацию, резекцию опухоли и установку индивидуального титанового протеза тела позвонка, изготовленного с помощью 3D-печати методом прямого лазерного спекания металла (DMLS).

Результаты. В послеоперационном периоде значительных осложнений не наблюдалось. В течение первых 3 мес неврологический статус был полностью восстановлен у всех пациентов. Результаты компьютерной томографии показали стабильную интеграцию имплантата, при этом минимальные признаки его проседания (1 мм без признаков резорбции вокруг винтовых имплантатов) наблюдались только в 1 случае.

Заключение. Применение индивидуальных титановых протезов тел позвонков обеспечивает улучшение результатов хирургического лечения опухолей позвоночника у детей. Предложенный инновационный метод замещения пострезекционных дефектов с применением индивидуальных имплантатов, изготовленных методом 3D-печати повышает стабильность фиксации позвоночника при обширной резекции опухолей и снижает риск развития осложнений, связанных с нестабильностью имплантатов. Использование аддитивных методов изготовления протезов позволяет решать сложные реконструктивные задачи при хирургических вмешательствах на позвоночнике у пациентов детского возраста.

1. Hell A.K., Kühnle I., Lorenz H.M. et al. Spinal deformities after childhood tumors. Cancers (Basel) 2020;12(12):3555. DOI: 10.3390/cancers12123555

2. Jones M., Alshameeri Z., Uhiara O. et al. En bloc resection of tumors of the lumbar spine: a systematic review of outcomes and complications. Int J Spine Surg 2021;15(6):1223–33. DOI: 10.14444/8155

3. Boriani S., Bandiera S., Donthineni R. et al. Morbidity of en bloc resections in the spine. Eur Spine J 2010;19(2):231–41. DOI: 10.1007/s00586-009-1137-z

4. Hu J., Song G., Chen H. et al. Surgical outcomes and risk factors for surgical complications after en bloc resection following reconstruction with 3D-printed artificial vertebral body for thoracolumbar tumors. World J Surg Oncol 202314;21(1):385. DOI: 10.1186/s12957-023-03271-8

5. Zhang Y., Li H., Wang W. et al. A novel technology for 3D-printing artificial vertebral bodies for treating lumbar spine adrenal pheochromocytoma metastases: a case report and review of the literature. Orthop Surg 2023;15(12):3335–41. DOI: 10.1111/os.13899

6. Wei F., Li Z., Liu Z. et al. Upper cervical spine reconstruction using customized 3D-printed vertebral body in 9 patients with primary tumors involving C2. Ann Transl Med 2020;8(6):332. DOI: 10.21037/atm.2020.03.32

7. Hanawa T. Titanium-tissue interface reaction and its control with surface treatment. Front Bioeng Biotechnol 2019;7:170. DOI: 10.3389/fbioe.2019.00170

8. Sarraf M., Rezvani Ghomi E., Alipour S. et al. A state-of-the-art review of the fabrication and characteristics of titanium and its alloys for biomedical applications. Biodes Manuf 2022;5(2):371–95. DOI: 10.1007/s42242-021-00170-3

9. McBeth C., Lauer J., Ottersbach M. et al. 3D bioprinting of GelMA scaffolds triggers mineral deposition by primary human osteoblasts. Biofabrication 2017;9(1):015009. DOI: 10.1088/1758-5090/aa53bd

10. Fujibayashi S., Takemoto M., Neo M. et al. A novel synthetic material for spinal fusion: a prospective clinical trial of porous bioactive titanium metal for lumbar interbody fusion. Eur Spine J 2011;20(9):1486–95. DOI: 10.1007/s00586-011-1728-3

11. Tack P., Victor J., Gemmel P., Annemans L. 3D-printing techniques in a medical setting: a systematic literature review. Biomed Eng Online 2016;15(1):115. DOI: 10.1186/s12938-016-0236-4

12. Tang X., Yang Y., Zang J. et al. Preliminary results of a 3D-printed modular vertebral prosthesis for anterior column reconstruction after multilevel thoracolumbar total en bloc spondylectomy. Orthop Surg 2021;13(3):949–57. DOI: 10.1111/os.12975

13. Girolami M., Boriani S., Bandiera S. et al. Biomimetic 3D-printed custom-made prosthesis for anterior column reconstruction in the thoracolumbar spine: a tailored option following en bloc resection for spinal tumors: preliminary results on a case-series of 13 patients. Eur Spine J 2018;27(12):3073–83. DOI: 10.1007/s00586-018-5708-8

14. Denis F. The three column spine and its significance in the classification of acute thoracolumbar spinal injuries. Spine (Phila Pa 1976) 1983;8(8):817–31. DOI: 10.1097/00007632-198311000-00003

15. Cao Y., Yang N., Wang S. et al. The application of 3D-printed auto-stable artificial vertebral body in en bloc resection and reconstruction of thoracolumbar metastases. J Orthop Surg Res 2023;18(1):638. DOI: 10.1186/s13018-023-04135-3

16. Vasudeva V.S., Chi J.H., Groff M.W. Surgical treatment of aggressive vertebral hemangiomas. Neurosurg Focus 2016;41(2):E7. DOI: 10.3171/2016.5.FOCUS16169