Acetábulo de metal trabeculado customizado na revisão de artroplastia total do quadril

Resumo

O seguinte relato de caso tem como objetivo demonstrar uma cirurgia de revisão de artroplastia total do quadril (RATQ) com o uso de componente acetabular customizado de metal trabeculado para correção de defeito acetabular severo. Atualmente, na literatura existem poucas descrições completas do planejamento e procedimentos cirúrgicos envolvendo próteses customizadas, tanto pela dificuldade técnica, inerente ao ato cirúrgico, quanto devido aos altos custos relacionados ao planejamento e materiais.

Palavras-chave

artroplastia de quadril - prótese de quadril - acetábulo - impressão 3D - titânio

Introdução

Nas últimas décadas, foram expostos diversos estudos que apresentam novas técnicas e materiais, com o intuito de buscar soluções plausíveis e acessíveis para a correção de falhas ósseas no quadril, com o objetivo de devolver aos pacientes uma função articular adequada. Neste estudo, apresentamos o uso de prótese de revisão acetabular customizada de metal trabeculado confeccionada de titânio em uma paciente com falha óssea acetabular Paprosky tipo 3B.[1]

Relato de caso

Paciente com 65 anos de idade, do sexo feminino, caucasiana, com histórico de doença degenerativa do quadril direito, apresentando dor e diminuição do arco de movimento. A mesma foi submetida à artroplastia total do quadril direito aos 30 anos de idade, utilizando prótese total cimentada, sem intercorrência. Após 15 anos apresentou desconforto e limitação dos movimentos do membro direito, passando por novo procedimento cirúrgico de revisão do componente acetabular com utilização de anel de reforço acetabular. Decorridos 19 anos, deste procedimento, a paciente apresentou desconforto e grave perda de amplitude dos movimentos. Após avaliação do resultado dos estudos de imagens, foi evidenciado soltura dos componentes protéticos no acetábulo e concomitantemente perda óssea acetabular, que foi classificada como Paprosky tipo 3B, sendo indicada nova abordagem.

Avaliações seriadas até o 6° mês pós-operatório demonstraram ganho do arco de movimento, osteointegração dos componentes e satisfação da paciente em relação ao resultado.

Etapas da customização do componente acetabular

• 1 ° - Documentação para autorização do procedimento cirúrgico solicitado pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA);

  1. Relatório médico detalhado do paciente, datado, assinado e carimbado pelo médico, contendo o diagnóstico, imagens, Classificação Internacional de Doenças de (CID), dados do paciente (CPF, RG, Idade), justificativa técnica e cirúrgica pelo qual o paciente necessita da utilização da prótese sob medida;

  2. Termo de responsabilidade/esclarecimento para utilização excepcional de implante sob medida devidamente preenchido e assinado pelo médico e paciente.

  3. Imagens diagnósticas obtidas através de exame de raio X e/ou tomografia computadorizada (TC) e/ou ressonância magnética (RM).

  4. Declaração de responsabilidade do fabricante de produto sob medida;

  5. Desenho da prótese sob medida;

  6. Folha de processo detalhada;

  7. Fluxograma e rota de fabricação detalhada;

  8. Cópia do Certificado de Boas Práticas de Fabricação (BPF) da empresa responsável pelo material;

  9. Estudo de caso clínico, se houver.

• 2° - Recebimento e avaliação das imagens da tomografia computadorizada;

  Nesta fase inicial, verifica-se a qualidade da imagem gerada pela TC e a quantidade de “artefatos”. Quanto menos artefatos, mais fácil o tratamento e melhor resultado ([Figura 1A]).

• 3° - Tratamento da imagem com a utilização do software MIMICS – Materialise (Materialise NV, Leuven, Privíncia de Flemish Brabant, Bélgica);

  O tratamento consiste em “limpar” as imagens retirando os artefatos, assim permitindo que se tenha visão nítida da parte desejada ([Figura 1B]).

• 4° - Segregação da parte a ser trabalhada;

  Redução da imagem mantendo apenas a parte a ser trabalhada, gerando um arquivo 3D.

• 5° - Impressão 3D da parte a ser trabalhada;

  Nesta fase, a parte a ser trabalhada, réplica em escala 1:1 da anatomia, será impressa em 3D utilizando um polímero. Com o novo arquivo e a peça impressa em polímero, inicia-se o projeto do componente a ser construído com as premissas de engenharia. Nesta fase, a participação do cirurgião é fundamental para definição e criação do novo componente ([Figura 1C] e [1D]).

• 6° - Impressão 3D do novo componente;

  Nesta fase é realizada a impressão 3D em polímero e da parte segregada para avaliação de conjunto, montagem, design e visualização da melhor abordagem cirúrgica ([Figura 1E]).

• 7° - Fabricação do novo componente em manufatura aditiva;

  Com a utilização do software Materialize Magics (Materialise), preparamos o arquivo de linguagem triangular padrão (STL, na sigla em inglês) para fabricar o implante pelo processo de manufatura aditiva (impressão 3D) utilizando a matéria-prima pó de liga de titânio. Nesta fase, as superfícies sólida e trabecular são distinguidas ([Figura 1F]).

  O novo componente pode ter geometrias que necessitem de maior precisão de montagem, sendo assim, a mecanização (comando numérico computadorizado (CNC) em torno/centro de usinagem é necessária.

• 9° - Metrologia; 10° - Limpeza; 11° - Gravação; e 12° -Esterilização.

Fig. 1 (A) Tomografia computadorizada; (B) Materialise; (C) Segregação da parte desejada; (D) Impressão 3D do osso remanescente; (E) Impressão 3D do novo componente- componente acetabular; (F) Componente acetabular customizado.

Procedimento cirúrgico

Após ter sido afatastada qualquer suspeita de infecção, foi optado pela RATQ em apenas um tempo. A articulação do quadril foi exposta pela via posterior de Kocher Langenbeck estendida.[2] Retirados o componente femoral cimentado por osteotomia trocantérica estendida, seguido do componente acetabular, do anel de reforço e cimento com subsequente remoção de debris e limpeza exaustiva da cavidade. Foi observada extensa perda óssea de todo o teto acetabular e grande comprometimento da coluna posterior do acetábulo; o osso nativo estava presente, em pequena quantidade, no ilíaco, ísquio e púbis. Foram identificados os acidentes anatômicos remanescentes, e foi realizada curetagem cuidadosa até o aparecimento de osso sangrante para receber os novos materiais. Foram utilizados componentes modulares com apoio no osso remanescente, sendo o cranial acoplado e fixo por parafusos no osso hospedeiro em posição previamente determinada no modelo 3D, e o componente modular caudal a este foi encaixado e fixado através de parafusos no componente cranial e no osso remanescente. Após estas etapas, o componente acetabular padrão foi fixado aos componentes customizados de maneira rotineira. É importante salientar que a localização prévia dos parafusos foi exaustivamente estudada no modelo 3D.

A cirurgia foi concluída com a inserção de componente femoral modular, colocação da cabeça femoral, e testes de estabilidade ([Figura 2]).

Fig. 2 (A) Radiografia pré-operatória; (B) componente acetabular retirado; (C) intraoperatório; (D) revisão de artroplastia total do quadril intraoperatória; (E) Radiografia pós-operatória.

Discussão

Os principais objetivos da reconstrução acetabular são proporcionar estabilidade ao implante no osso residual do hospedeiro e reconstruir a biomecânica do quadril. Na RATQ, o planejamento pré-operatório com radiografias e tomografia computadorizada é obrigatório. Em caso de perda óssea grave, o método de reconstrução triplanar deve visar a dimensionar o defeito.[3]

Diversas opções de materiais podem ser utilizadas para o preenchimento e reparação de falhas ósseas. A maior propriedade de resistência ao atrito e melhor osteointegração sugere a superioridade dos componentes de metal trabeculado e justifica o maior custo, principalmente naqueles pacientes com defeitos ósseos mais severos.[4] [5] A reconstrução do defeito acetabular com o uso de prótese customizada de metal trabeculado surgiu como uma opção viável para a correção de defeitos ósseos, levando em consideração exames de imagem e características próprias da lesão de cada indivíduo. A dificuldade técnica envolvida se refere principalmente à localização dos parâmetros anatômicos, muitas vezes perdidos por processo de osteólise, fato este observado no caso relatado.

Os múltiplos modelos de implantes são o resultado de uma integração entre engenheiros e cirurgiões para garantir a conformação de componentes personalizados e mais adequados a cada caso, avaliando modelos 3D de defeitos ósseos na anatomia pélvica e femoral. Tais modelos podem agregar melhorias à fixação, inserindo flanges para agregar parafusos no ílio, ísquio e/ou osso púbico.[6] Outra vantagem é antecipar dificuldades de inserção do componente acetabular feito sob medida. Idealmente, essas vantagens levam a um tempo cirúrgico mais curto e ao gerenciamento dos problemas de defeitos ósseos, e à estabilidade do implante separadamente. A estabilidade secundária é obtida com o crescimento ósseo biológico e a grande superfície com revestimento trabeculado, que permite a osteointegração com fixação a longo prazo.[7]

O planejamento pré-operatório requer bastante tempo e, em nosso meio, soma-se à demora do trâmite burocrático para liberação da confecção do implante. Em um estudo realizado por Kavalerskiy et al., o planejamento pré-operatório preciso, o design, e a produção de implantes levaram a uma utilização de 100% dos protótipos nos casos em relação a programação cirúrgica prévia. Essa estratégia permite ajustar o implante ao osso residual do hospedeiro, preenchendo a deficiência óssea e restaurando a biomecânica do quadril.[8] [9]

Neste caso, foi agregada, ainda, a capacidade de osteointegração referente ao uso de metal trabeculado produzido com titânio, que apresenta resultados clínicos e radiológicos satisfatórios em estudos com seguimento a médio prazo, fato este evidenciado no período do caso relatado.[10] [11]

Conflito de interesses

Os autores declaram não haver conflito de interesses e que o artigo foi realizado com o intuito de informar e demonstrar um procedimento cirúrgico raro.

Suporte Financeiro

O presente estudo não recebeu nenhum suporte financeiro de fontes públicas, comerciais ou semfins lucrativos.

Trabalho desenvolvido no Serviço de Ortopedia e Traumatologia do Hospital do Servidor Público Estadual de Sao Paulo- IAMSPE, São Paulo, SP, Brasil

• Referências

• 1 Paprosky WG, Perona PG, Lawrence JM. Acetabular defect classification and surgical reconstruction in revision arthroplasty. A 6-year follow-up evaluation. J Arthroplasty 1994; 9 (01) 33-44
• 2 Canale ST, Beaty JH. Campbell cirurgia ortopédica. 12ª. ed.. Rio de Janeiro: Elsevier; 2017
• 3 Van Kleunen JP, Lee GC, Lementowski PW, Nelson CL, Garino JP. Acetabular revisions using trabecular metal cups and augments. J Arthroplasty 2009; 24 (6, Suppl): 64-68
• 4 Beckmann NA, Weiss S, Klotz MC, Gondan M, Jaeger S, Bitsch RG. Loosening after acetabular revision: comparison of trabecular metal and reinforcement rings. A systematic review. J Arthroplasty 2014; 29 (01) 229-235
• 5 Tack P, Victor J, Gemmel P, Annemans L. DDo custom 3D-printed revision acetabular implants provide enough value to justify the additional costs? The health-economic comparison of a new porous 3D-printed hip implant for revision arthroplasty of Paprosky type 3B acetabular defects and its closest alternative. Orthop Traumatol Surg Res 2021 Feb;107(01):102600. DOI: 10.1016/j.otsr.2020.03.012. Epub 2020 May 11. PMID: 32409268a
• 6 Burasteco G, Cavagnaro L, Chiarlone F, Innocenti B, Felli L. A case report: custom made porous titanium implants in revision: a new option for complex issueas. Open Orthop J 2018; 12: 525-535
• 7 Baauw M, van Hellemondt GG, Spruit M. A custom-made acetabular implant for Paprosky type 3 defects. Orthopedics 2017; 40 (01) e195-e198
• 8 Li H, Qu X, Mao Y, Dai K, Zhu Z. Custom acetabular cages offer stable fixation and improved hip scores for revision THA with severe bone defects. Clin Orthop Relat Res 2016; 474 (03) 731-740
• 9 Kavalerskiy GM, Murylev VY, Rukin YA, Elizarov PM, Lychagin AV, Tselisheva EY. Three-Dimensional Models in Planning of Revision Hip Arthroplasty with Complex Acetabular Defects. Indian J Orthop 2018; 52 (06) 625-630
• 10 Chiarlone F, Zanirato A, Cavagnaro L, Alessio-Mazzola M, Felli L, Burastero G. Acetabular custom-made implants for severe acetabular bone defect in revision total hip arthroplasty: a systematic review of the literature. Arch Orthop Trauma Surg 2020; 140 (03) 415-424
• 11 Beckmann NA, Bitsch RG, Bormann T, Braun S, Jaeger S. Titanium Acetabular Component Deformation under Cyclic Loading. Materials (Basel) 2019 Dec 20; 13(01):52. Doi: 10.3390/ma13010052 PMID: 31861893; PMCID: PMC6981461

Publication History

Received: 20 March 2021

Accepted: 13 May 2021

Article published online:
05 September 2022