Применение метода остеоинтеграции на нижней конечности — современное состояние и перспективы: обзор литературы

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Чрескостная остеоинтеграция (ЧО) является одним из методов реабилитации пациентов после утраты конечности, позволяющим повысить качество жизни и мобильность, а также решить некоторые проблемы, связанные с ампутацией. В обзоре освещаются эволюция ЧО, хирургические методы, принципы отбора пациентов и результаты ее применения. Особо следует отметить, что метод остеоинтеграции и press-fit имплантаты позволяют повысить качество жизни и мобильность пациента за одну операцию. На сегодняшний день инфекция остается наиболее часто встречающимся осложнением, которое, тем не менее, редко требует дополнительного хирургического вмешательства и удаления имплантата. Остеоинтеграция с применением press-fit имплантатов успешно используется в реабилитации пациентов, перенесших ампутации на уровне таза, бедра или голени по поводу травмы, онкологического заболевания, инфекции, хронической боли или деформации. Остеоинтеграция безопасна для пациентов с сосудистыми заболеваниями, сахарным диабетом, со сниженной плотностью костной ткани или с короткими фрагментами костей культи.

Об авторах

Джейсон Д. Гросс

Hospital for Special Surgery, Osseointegration Limb Replacement Center

Автор, ответственный за переписку.
Email: Grossj@hss.edu
ORCID iD: 0009-0009-7786-6949
США, New York, NY

Матан Грюнфельд

Hospital for Special Surgery, Osseointegration Limb Replacement Center

Email: Mgrunfel@student.nymc.edu
ORCID iD: 0009-0009-5630-6459
США, New York, NY

С. Роберт Розбрух

Hospital for Special Surgery, Osseointegration Limb Replacement Center

Email: RozbruchSR@hss.edu
ORCID iD: 0000-0003-1632-4600

профессор

США, New York, NY

Тейлор Дж. Рейф

Hospital for Special Surgery, Osseointegration Limb Replacement Center

Email: reift@hss.edu
ORCID iD: 0000-0001-5220-8071
США, New York, NY

Джейсон С. Холлварт

Hospital for Special Surgery, Osseointegration Limb Replacement Center

Email: hoellwarthj@hss.edu
ORCID iD: 0000-0001-7065-0656

MD

США, New York, NY

Список литературы

  1. Ziegler-Graham K., MacKenzie E.J., Ephraim P.L., Travison T.G., Brookmeyer R. Estimating the prevalence of limb loss in the United States: 2005 to 2050. Arch Phys Med Rehabil. 2008;89(3):422-429. doi: 10.1016/j.apmr.2007.11.005.
  2. Magliano D.J., Boyko E.J. IDF Diabetes Atlas 10th edition scientific committee. IDF DIABETES ATLAS [Internet]. 10th ed. Brussels: International Diabetes Federation; 2021. URL: https://diabetesatlas.org/idfawp/resource-files/2021/07/IDF_Atlas_10th_Edition_2021.pdf.
  3. Turner S., McGregor A.H. Perceived Effect of Socket Fit on Major Lower Limb Prosthetic Rehabilitation: A Clinician and Amputee Perspective. Arch Rehabil Res Clin Transl. 2020;2(3):100059. doi: 10.1016/j.arrct.2020.100059.
  4. Gerzina C., Potter E., Haleem A.M., Dabash S. The future of the amputees with osseointegration: A systematic review of literature. J Clin Orthop Trauma. 2020; 11(Suppl 1):142-148. doi: 10.1016/j.jcot.2019.05.025.
  5. Baars E.C., Geertzen J.H. Literature review of the possible advantages of silicon liner socket use in trans-tibial prostheses. Prosthet Orthot Int. 2005;29(1):27-37. doi: 10.1080/17461550500069612.
  6. Reif T.J., Khabyeh-Hasbani N., Jaime K.M., Sheridan G.A., Otterburn D.M., Rozbruch S.R. Early Experience with Femoral and Tibial Bone-Anchored Osseointegration Prostheses. JBJS Open Access. 2021;6(3):e21.00072. doi: 10.2106/JBJS.OA.21.00072.
  7. Van de Meent H., Hopman M.T., Frölke J.P. Walking ability and quality of life in subjects with transfemoral amputation: a comparison of osseointegration with socket prostheses. Arch Phys Med Rehabil. 2013; 94(11):2174-2178. doi: 10.1016/j.apmr.2013.05.020.
  8. Jacobs R., Brånemark R., Olmarker K., Rydevik B., Van Steenberghe D., Brånemark P.I. Evaluation of the psychophysical detection threshold level for vibrotactile and pressure stimulation of prosthetic limbs using bone anchorage or soft tissue support. Prosthet Orthot Int. 2000;24(2):133-142. doi: 10.1080/03093640008726536.
  9. Black G.G., Jung W., Wu X., Rozbruch S.R., Otterburn D.M. A Cost-Benefit Analysis of Osseointegrated Prostheses for Lower Limb Amputees in the US Health Care System. Ann Plast Surg. 2022;88(3 Suppl 3):224-228. doi: 10.1097/SAP.0000000000003183.
  10. Hoellwarth J.S., Tetsworth K., Akhtar M.A., Al Muderis M. The Clinical History and Basic Science Origins of Transcutaneous Osseointegration for Amputees. Adv Orthop. 2022;(1):7960559. doi: 10.1155/2022/7960559.
  11. Knothe U., Knothe Tate M.L., Perren S.M. 300 Years of Intramedullary Fixation – from Aztec Practice to Standard Treatment Modality. Eur J Trauma Emerg Surg. 2000;26(5):217-225. doi: 10.1007/PL00002445.
  12. Malgaigne J.F. De quelques dangers du traitement généralement adoptée pour les fractures de la rotule. J Chir. 1843;1(1). URL: https://archive.org/details/s2id11854530/page/236/mode/2up.
  13. Franssen B.B., Schuurman A.H., Van der Molen A.M., Kon M. One century of Kirschner wires and Kirschner wire insertion techniques: a historical review. Acta Orthop Belg. 2010;76(1):1-6.
  14. Ilizarov G.A. Transosseous Osteosynthesis: Theoretical and Clinical Aspects of the Regeneration and Growth of Tissue. Springer Science&Business Media; 2012. 802 p.
  15. Paley D. History and science behind the six-axis correction external fixation devices in orthopaedic surgery. Oper Tech Orthop. 2011;21(2):125-128. doi: 10.1053/j.oto.2011.01.011.
  16. Murphy E.F. History and philosophy of attachment of prostheses to the musculo-skeletal system and of passage through the skin with inert materials. J Biomed Mater Res. 1973;7(3):275-295. doi: 10.1002/jbm.820070319.
  17. Hall C.W., Ghidoni J.J. Indirect percutaneous cannula construction. J Surg Res. 1978;25(2):122-128. doi: 10.1016/0022-4804(78)90065-3.
  18. Bothe R.T. Reaction of bone to multiple metallic implants. Surg Gynecol Obstet. 1940;71:598-602.
  19. Hoellwarth J.S., Tetsworth K., Akhtar M.A., Al Muderis M. Transcutaneous Osseointegration for Amputees: What Is It, How Did It Evolve, and What May Develop? Curr Phys Med Rehabil Rep. 2023;11:6-15. doi: 10.1007/s40141-023-00376-9.
  20. Adell R., Lekholm U., Rockler B., Brånemark P.I. A 15-year study of osseointegrated implants in the treatment of the edentulous jaw. Int J Oral Surg. 1981;10(6):387-416. doi: 10.1016/s0300-9785(81)80077-4.
  21. Sennerby L., Thomsen P., Ericson L.E. Early tissue response to titanium implants inserted in rabbit cortical bone: Part II Ultrastructural observations. J Mater Sci Mater Med. 1993;4(5):494-502.
  22. Hoellwarth J.S., Tetsworth K., Rozbruch S.R., Handal M.B., Coughlan A., Al Muderis M. Osseointegration for Amputees: Current Implants, Techniques, and Future Directions. JBJS Rev. 2020;8(3):e0043. doi: 10.2106/JBJS.RVW.19.00043.
  23. Frölke J.P., Leijendekkers R.A., van de Meent H. Osseointegrated prosthesis for patients with an amputation : Multidisciplinary team approach in the Netherlands. Unfallchirurg. 2017;120(4):293-299. doi: 10.1007/s00113-016-0302-1.
  24. Al Muderis M., Lu W., Tetsworth K., Bosley B., Li J.J. Single-stage osseointegrated reconstruction and rehabilitation of lower limb amputees: the Osseointegration Group of Australia Accelerated Protocol-2 (OGAAP-2) for a prospective cohort study. BMJ Open. 2017;7(3):e013508. doi: 10.1136/bmjopen-2016-013508.
  25. Akhtar M.A., Hoellwarth J.S., Tetsworth K., Oomatia A., Al Muderis M. Osseointegration Following Transfemoral Amputation After Infected Total Knee Replacement: A Case Series of 10 Patients With a Mean Follow-up of 5 Years. Arthroplast Today. 2022;16:21-30. doi: 10.1016/j.artd.2022.04.008.
  26. Hoellwarth J.S., Reif T.J., Rozbruch S.R. Revision Amputation with Press-Fit Osseointegration for Transfemoral Amputees. JBJS Essent Surg Tech. 2022;12(2):e21.00068. doi: 10.2106/JBJS.ST.21.00068.
  27. Geiger E.J., Hoellwarth J.S., Reif T.J., Rozbruch S.R. Osseointegration of the Tibia After a Primary Amputation. JBJS Essent Surg Tech. 2022;12(4): e22.00005. doi: 10.2106/JBJS.ST.22.00005.
  28. Juhnke D.L., Beck J.P., Jeyapalina S., Aschoff H.H. Fifteen years of experience with Integral-Leg-Prosthesis: Cohort study of artificial limb attachment system. J Rehabil Res Dev. 2015;52(4):407-420. doi: 10.1682/JRRD.2014.11.0280.
  29. Gao X., Fraulob M., Haïat G. Biomechanical behaviours of the bone-implant interface: a review. J R Soc Interface. 2019;16(156):20190259. doi: 10.1098/rsif.2019.0259.
  30. Zanetti E.M., Pascoletti G., Calì M., Bignardi C., Franceschini G. Clinical Assessment of Dental Implant Stability During Follow-Up: What Is Actually Measured, and Perspectives. Biosensors (Basel). 2018;8(3):68. doi: 10.3390/bios8030068.
  31. Atallah R., Li J.J., Lu W., Leijendekkers R., Frölke J.P., Al Muderis M. Osseointegrated Transtibial Implants in Patients with Peripheral Vascular Disease: A Multicenter Case Series of 5 Patients with 1-Year Follow-up. J Bone Joint Surg Am. 2017;99(18):1516-1523. doi: 10.2106/JBJS.16.01295.
  32. Brånemark R., Berlin O., Hagberg K., Bergh P., Gunterberg B., Rydevik B. A novel osseointegrated percutaneous prosthetic system for the treatment of patients with transfemoral amputation: A prospective study of 51 patients. Bone Joint J. 2014;96-B(1):106-113. doi: 10.1302/0301-620X.96B1.31905.
  33. Sullivan J., Uden M., Robinson K.P., Sooriakumaran S. Rehabilitation of the trans-femoral amputee with an osseointegrated prosthesis: the United Kingdom experience. Prosthet Orthot Int. 2003;27(2):114-120. doi: 10.1080/03093640308726667.
  34. Hagberg K., Brånemark R. One hundred patients treated with osseointegrated transfemoral amputation prostheses – rehabilitation perspective. J Rehabil Res Dev. 2009;46(33):331-344. doi: 10.1682/JRRD.2008.06.0080.
  35. Mooney V., Predecki P.K., Renning J., Gray J. Skeletal extension of limb prosthetic attachments-problems in tissue reaction. J Biomed Mater Res. 1971;5(6):143-159.
  36. Mooney V., Hartmann D.B., McNeal D., Benson J. The use of pure carbon for permanent percutaneous electrical connector systems. Arch Surg. 1974;108(2):148-153. doi: 10.1001/archsurg.1974.01350260012003.
  37. Hoellwarth J.S., Al Muderis M., Rozbruch S.R. Cementing Osseointegration Implants Results in Loosening: Case Report and Review of Literature. Cureus. 2020;12(2):e7066. doi: 10.7759/cureus.7066.
  38. Marano A.A., Modiri O., Rozbruch S.R., Otterburn D.M. Soft Tissue Contouring at the Time of Osseointegrated Implant Reconstruction for Lower Extremity Amputation. Ann Plast Surg. 2020;85(S1 Suppl 1):33-36. doi: 10.1097/SAP.0000000000002329.
  39. Vernice N.A., Askinas C.A., Black G.G., Truong A.Y., Reif T.J., Rozbruch S.R. et al. Osseointegration for Lower-Extremity Amputees: Operative Considerations from the Plastic Surgeon’s Perspective. JBJS Rev. 2022;10(11):e22.00125. doi: 10.2106/JBJS.RVW.22.00125.
  40. Black G.G., Vaeth A.M., Chen Y., Truong A.Y., Reif T.J., Rozbruch S.R. et al. Osseointegration for Lower Limb Amputation: Understanding the Risk Factors and Time Courses of Soft Tissue Complications. Ann Plast Surg. 2023;90(6S Suppl 5):452-456. doi: 10.1097/SAP.0000000000003477.
  41. Hebert J.S., Rehani M., Stiegelmar R. Osseointegration for Lower-Limb Amputation: A Systematic Review of Clinical Outcomes. JBJS Rev. 2017;5(10):e10. doi: 10.2106/JBJS.RVW.17.00037.
  42. Kunutsor S.K., Gillatt D., Blom A.W. Systematic review of the safety and efficacy of osseointegration prosthesis after limb amputation. Br J Surg. 2018;105(13):1731-1741. doi: 10.1002/bjs.11005.
  43. Frossard L., Hagberg K., Haggstrom E., Gow D., Branemark R., Pearcy M. Functional outcome of transfemoral amputees fitted with an osseointegrated fixation: Temporal gait characteristics. J Prosthet Orthot. 2010;22(1):11-20.
  44. Hagberg K., Häggström E., Uden M., Brånemark R. Socket versus bone-anchored trans-femoral prostheses: Hip range of motion and sitting comfort. Prosthet Orthot Int. 2005;29(2):153-163. doi: 10.1080/03093640500238014.
  45. Hagberg K., Brånemark R., Gunterberg B., Rydevik B. Osseointegrated trans-femoral amputation prostheses: prospective results of general and condition-specific quality of life in 18 patients at 2-year follow-up. Prosthet Orthot Int. 2008;32(1):29-41. doi: 10.1080/03093640701553922.
  46. Hoellwarth J.S., Tetsworth K., Oomatia A., Akhtar M.A., Xu H., Al Muderis M. Association Between Osseointegration of Lower Extremity Amputation and Mortality Among Adults. JAMA Netw Open. 2022;5(10):e2235074. doi: 10.1001/jamanetworkopen.2022.35074.
  47. Al Muderis M., Khemka A., Lord S.J., Van de Meent H., Frölke J.P.M. Safety of Osseointegrated Implants for Transfemoral Amputees: A Two-Center Prospective Cohort Study. J Bone Joint Surg Am. 2016;98(11):900-909. doi: 10.2106/JBJS.15.00808.
  48. Alam S.H., Hoellwarth J.S., Tetsworth K., Oomatia A., Taylor T.N., Al Muderis M. Development of an evidence-based diagnostic algorithm for infection in patients with transcutaneous osseointegration following amputation. J Bone Jt Infect. 2024;9(1):49-57. doi: 10.5194/jbji-9-49-2024.
  49. Hoellwarth J.S., Reif T.J, Henry M.W., Miller A.O., Kaidi A.C., Rozbruch S.R. Unexpected positive intraoperative cultures (UPIC) at index osseointegration do not lead to increased postoperative infectious events. J Bone Jt Infect. 2022;7(4):155-162. doi: 10.2106/JBJS.15.00808.
  50. Hoellwarth J.S., Tetsworth K., Kendrew J., Kang N.V., van Waes O., Al-Maawi Q. et al. Periprosthetic osseointegration fractures are infrequent and management is familiar. Bone Joint J. 2020;102-B(2):162-169. doi: 10.1302/0301-620X.102B2.BJJ-2019-0697.R2.
  51. Hoellwarth J.S., Rozbruch S.R. Periprosthetic Femur Fractures in Osseointegration Amputees: A Report of 2 Cases Using a Modified Traction Technique. JBJS Case Connect. 2022;12(3). doi: 10.2106/JBJS.CC.21.00778.
  52. Örgel M., Petri M., Ranker A., Wirries N., Graulich T., Krettek C. et al. Management, outcome, and novel classification system of periprosthetic fractures in patients with transcutaneous osseointegrated prosthetic systems (TOPS)-a retrospective cohort analysis. Arch Orthop Trauma Surg. 2022;142(7):1499-1509. doi: 10.1007/s00402-021-03826-y.
  53. Fergason J.R., Blanck R. Prosthetic management of the burn amputation. Phys Med Rehabil Clin N Am. 2011;22(2):277-299. doi: 10.1016/j.pmr.2011.03.001.
  54. Haidary A., Hoellwarth J.S., Tetsworth K., Oomatia A., Muderis M.A. Transcutaneous osseointegration for amputees with burn trauma. Burns. 2023;49(5).1052-1061. doi: 10.1016/j.burns.2023.02.006.
  55. Hoellwarth J.S., Oomatia A., Tetsworth K., Vrazas E., Al Muderis M. Bone density changes after five or more years of unilateral lower extremity osseointegration: Observational cohort study. Bone Rep. 2023;18:101682. doi: 10.1016/j.bonr.2023.101682.
  56. Hoellwarth J.S., Geffner A.D., Reif T.J., Rozbruch S.R. Transcutaneous Osseointegration for Amputees with Short Residual Bone: Is There Increased Risk for Complications? – A Pilot Study. J Limb Length Reconstr. 2022;8(2):115. doi: 10.4103/jllr.jllr_22_22.
  57. Hoellwarth J.S., Al-Jawazneh S.S., Tetsworth K., Lu W., Roberts C., Al Muderis M. Amputation With Osseointegration for Patients With Intractable Complex Regional Pain Syndrome: A Report of 3 Cases. JBJS Case Connect. 2021;11(1):e20.00267. doi: 10.2106/JBJS.CC.20.00267.
  58. Schnadthorst P.G., Lison A., Schulze C. Rehabilitation of Patients with Osseointegrated Prosthesis after Transfemoral Amputation – Literature-based Recommendation for Postoperative Rehabilitative Procedure. Z Orthop Unfall. 2023;161(3):318-327. (In English, German). doi: 10.1055/a-1545-5486.
  59. Reif T.J., Jacobs D., Fragomen A.T., Rozbruch S.R. Osseointegration Amputation Reconstruction. Curr Phys Med Rehabil Rep. 2022;10(2):61-70. doi: 10.1007/s40141-022-00344-9.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рисунок 1. Остеоинтегрированный протез конечности (OPL), используемый в большинстве статей, рассмотренных в этой рукописи: a — разобранный вид с компонентами, расположенными примерно на проксимально-дистальном уровне, на котором они будут находиться после сборки и имплантации пациенту, перенесшему ампутацию бедренной кости (1 — проксимальный колпачковый винт; 2 — корпус OPL; 3 — предохранительный винт; 4 — адаптер абатмента с двойным конусом; 5 — винт с коническим основанием; 6 — проксимальный соединитель; 7 — соединитель протеза. Компоненты 6 и 7 представляют собой один из различных стилей сопряжения двойного конуса (4) с конечным устройством протеза); b — давний рентгеновский снимок пациента с правой трансфеморальной ампутацией в протезе с гнездом, определяющий вальгусное положение бедра, наблюдаемое у многих пользователей гнезда; c — долгосрочный рентгеновский снимок того же пациента после трансфеморальной остеоинтеграции, показывающий анатомическое выравнивание ноги; d — крупный план транскутанного портала для протеза. Обратите внимание на стабильное взаимодействие кожи и имплантата

Скачать (75KB)
Метаданные
3. Рисунок 2. Транстибиальная остеоинтеграция: a — предоперационная фотография показывает, что этот пациент использует два костыля для передвижения из-за его неспособности носить протез с гнездом из-за боли; b — рентгеновский снимок в переднезадней проекции, показывающий имплантат транстибиальной остеоинтеграции; c — фотография пациента в положении стоя после транстибиальной остеоинтеграции; d — фотография, на которой пациент чувствует себя комфортно и достаточно воодушевленно, чтобы начать танец с медсестрой во время послеоперационного визита. Обратите внимание, что пациент может достаточно уверенно опереться на остеоинтегрированную конечность, чтобы вести своего партнера, при этом его здоровая нога оторвана от земли

Скачать (76KB)
Метаданные
4. Рисунок 3. Короткая остаточная кость для остеоинтеграции: a — рентгенограмма в передне-задней проекции правой бедренной кости, на которой практически не видно кости за малым вертелом. Она была пациенткой с функциональной экзартикуляцией тазобедренного сустава из-за невозможности носить гнездо; b — у этой пациентки было частичное удаление металлоконструкций с одновременной остеоинтеграцией, достигнута отличная фиксация, и теперь она ходит без вспомогательного устройства; c — рентгенограмма в передне-задней проекции левой большеберцовой кости у пациента с минимальной костью дистальнее бугорка большеберцовой кости. Его остаточная конечность была слишком короткой для использования протеза на уровне большеберцовой кости, и он рассматривал возможность трансфеморальной ампутации до консультации по остеоинтеграции; d — пациентка также ходила без вспомогательного устройства с помощью остеоинтеграционного имплантата с прессовой посадкой

Скачать (59KB)
Метаданные

© Эко-Вектор, 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».