3Dプリントされた骨切りガイドとパーソナライズされた人工関節が、逆肩関節形成術の「プライベートカスタマイズ」を実現

出典：武漢協和整形外科病院

2023年4月10日、南極熊は、武漢協和病院整形外科病院整形腫瘍科が初の「3Dプリントパーソナライズ逆肩関節人工全肩関節および半肩甲上腕骨置換術」を完了したことを知りました。この手術の順調な進行は、病院の肩関節腫瘍切除および再建技術が新たな高みに達したことを示し、困難な症例の患者に朗報をもたらしました。

今年56歳になる劉叔母さんは数年前から右肩の痛みを感じ始め、ここ4か月で痛みが著しく悪化し、特に夜間に痛みがひどくなるという。地元の病院でレントゲン検査を受けたところ、「右上腕骨上部の皮質の隣に腫瘍病変」が見つかり、患者は治療のため武漢協和整形外科病院の整形外科腫瘍科に送られた。劉建祥教授のチームが患者を引き継いだ後、肩関節のCT検査とMR検査を実施し、腫瘍が上腕骨近位部と肩甲骨の広い範囲に及んでいることを発見した。まず、患者に対して局所穿刺生検を実施し、病理診断は「右肩の二相性滑膜肉腫」と確定した。腫瘍が悪性腫瘍であり、患者の体全体に現在単一の病変があることを考慮して、チームは患者に合わせた個別治療計画を策定しました。上腕骨の上端と肩甲骨関節窩の半分を完全に切除し、人工逆肩関節置換術を3Dプリントしました。目的は、腫瘍の切除と人工関節の再建を達成し、それによって患者の正常な肩関節の構造と機能を回復することです。

チームは、患者とその家族に病状、治療計画、期待される効果について説明し、同意を得た後、患者の手術に向けて集中的な準備を開始した。腫瘍を完全に除去するためには、手術で関節窩の半分を切除する必要があり、それをどのように再建するかが難しい点です。劉建祥教授、趙磊医師、鍾斌龍医師は、慎重に繰り返したフィルム検査、身体検査、議論を経て、詳細な手術計画を立てました。また、エンジニアと何度も人工関節の設計と加工について議論し、3Dプリントモデルで腫瘍の骨切りと人工関節の取り付けをシミュレーションし、患者自身の骨に1:1で一致する人工逆肩関節人工関節を「カスタマイズ」しました。

（A. 骨切り範囲の測定 B. 3D義肢設計 C. 3Dプリント義肢 D. 義肢の事前装着）
リバース肩関節は、従来の人工肩関節とは異なり、肩甲骨の関節窩側に球面関節面を配置し、上腕骨の近位端に関節窩カップを配置した半制限型人工肩関節です。この手術には、以下の利点があります。1. 腫瘍切除による大きな骨欠損に非常によく適合します。2. あらかじめ作製された靭帯再建孔により周囲の軟部組織を固定し、腱板切除による関節不安定性を回避できます。3. 人工関節表面のバイオニック骨梁構造により、周囲の骨と軟部組織の成長を促進できます。4. 個別化された逆肩関節により、術後の人工関節脱臼率が効果的に低下します。従来の逆肩関節置換術とは異なり、この手術では上腕骨の上端全体と関節窩の半分を除去し、上腕骨の上端と関節窩を再建する必要があり、正確な設計と優れた手術技術が求められます。

周術期の慎重かつ慎重な手配と準備を経て、劉建祥教授が手術を行い、チームは緊密に協力して繊細な手術を行い、患者の手術を成功させ、腫瘍の完全切除、上腕骨と肩甲骨の正確な骨切り、人工関節の設置と組み立てを完了しました。手術は2時間で無事に終了しました。

D: 骨切りガイドで上腕骨と肩甲骨を正確に切断し、腫瘍を一塊りにして切除する H. 術中透視下での腫瘍の切除
患者の状態は術後良好で、術翌日には装具の保護のもとで動き回ることができ、肩関節の受動運動も可能となった。術後のレントゲン検査では、肩関節の人工関節の位置は良好で、機能回復も良好であることが示されました。

この手術は、武漢協和整形外科病院で初めて3Dプリント骨切りガイドと個人用人工関節を使用し、逆肩関節形成術と片側肩関節置換術の「個人カスタマイズ」を実現した手術である。この技術の導入が成功すれば、肩関節周囲に腫瘍を持つより多くの患者に四肢温存の希望がもたらされ、多くの患者が恩恵を受けることになるでしょう。

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