兽医利用3D打印技术协助狗进行双髋关节置换手术

在德克萨斯农工大学兽医、计算机断层扫描(CT)引导规划和3D打印技术的帮助下，一只名叫艾娃(Ava)的拉布拉多猎犬在接受第二次双髋关节置换手术后，重新开始与家人一起跑步和玩耍。

2020年，当艾娃还是小狗时收到的两个替换髋关节磨损时，德克萨斯A&M兽医通过CT引导规划、3D打印骨骼模型和预演手术，移除了旧关节并更换了新关节，以确保手术顺利进行会成功的。

从寄养到家庭

一生中经历四次全髋关节置换术(THR)的狗并不多，但艾娃一直很特别。

“艾娃大约6个月大时来到我们身边，当时我们还是住在伊利诺伊州的狗养父母，”艾娃的主人珍妮特·迪特(JanetDieter)说。“在照顾了40多只狗之后，她是我们收养的第一只‘寄养失败’的狗。当时，我们还有另一只黑色拉布拉多犬，名叫罗斯科(Roscoe)，它通常对寄养的小狗很冷淡，但他爱上了艾娃(Ava)。我们立刻就知道她必须留下来。”

珍妮特和她的丈夫肯总是把他们照顾的狗带到服从学校，艾娃也不例外。然而，正是在那里，这对夫妇开始注意到她的不同之处。

“如何防止你的狗跳到你身上的话题出现了，我们意识到艾娃从来不会跳到我们身上，”珍妮特说。“我们带她去看当地的兽医，他们给她做了X光检查，结果显示艾娃的臀部基本上已经脱臼了。”

迪特夫妇被转介给一位经验丰富的全髋关节置换外科医生，他于2013年和2014年为艾娃的髋部进行了全髋关节置换手术。

“她的恢复能力令人难以置信，”珍妮特说。“她走出医院，就像什么都没发生一样。”

从那以后的很多年里，艾娃一直在帮助节食者夫妇的寄养小狗找到玩的人。几年前，当迪特一家从伊利诺伊州搬到德克萨斯州时，她泰然自若地接受了这一变化。

艾娃还是小狗时的X光照片显示了她最初的全髋关节置换手术前后的臀部。图片来源：珍妮特和肯·迪特

然而，到了2020年，艾娃面临着新的挑战，她的一个替换髋关节磨损了。

“多年来，人造球已经磨损了保护人工关节金属壁的塑料衬垫，”兽医教学医院小动物骨科教授兼小动物骨科服务主任布莱恩·桑德斯博士说。“然后人造球磨损了金属背衬，导致完全脱臼。”

虽然全髋关节磨损在狗身上并不常见，但在已经使用多年的关节置换术中可能会出现这种情况。

“当艾娃最初的髋关节被放置时，替换关节中的衬垫并不像现在那么先进，”桑德斯说。“现在技术已经进步到不太可能发生这个问题。像艾娃这样的并发症并不常见，但当它们确实发生时，就需要先进的技术才能取得成功的结果。”

除了脱臼之外，艾娃臀部金属壁的侵蚀导致关节周围和骨盆管内积聚微小的金属颗粒，形成肉芽肿。

“肉芽肿基本上是一袋软组织，试图容纳金属碎片，”桑德斯说。“艾娃有一个巨大的金属肉芽肿，阻碍了髋关节的通行并影响了她的内脏器官。这也有可能导致她的身体排斥任何THR修正植入物。

“金属化——导致金属碎片堆积成肉芽肿的侵蚀过程——可以引发细胞变化，导致新髋关节周围的骨质吸收或溶解。这就像让身体处于防御模式以抵御外部物体，”他说。

将手术提升到一个新的高度

由于去除肉芽肿并修复艾娃髋部所需的手术非常复杂，迪特夫妇的当地兽医建议他们去看德克萨斯农工大学的骨科专家。

为了确保复杂的手术取得成功，桑德斯使用了先进的CT引导手术计划和3D打印技术。

X射线图像显示艾娃在德克萨斯农工大学兽医与生物医学学院接受双髋关节置换手术后的新髋关节。图片来源：德克萨斯农工大学兽医与生物医学科学学院

“我们使用计算机辅助3D建模来确定修复种植体的尺寸和位置，”Saunders说。“基本上，我们打印了Ava脱臼髋关节的复制品，并准确计划了如何使用3D骨模型进行翻修手术。事实上，我们对塑料模型进行了消毒，并在手术室中使用它们来帮助指导翻修手术。”

VMTH内部拥有3D打印技术对于手术团队来说是一个巨大的优势。

“如果您没有自己的3D打印程序，则必须使用收费服务流程将CT扫描发送给第三方公司。这在周转时间方面可能具有挑战性，而且您经常会失去参与规划过程的能力，”桑德斯说。

考虑到艾娃的肉芽肿使事情变得更加复杂，拥有艾娃臀部的复制品特别有帮助。

“为了避免THR排斥反应，我们使用CT扫描并与软组织手术小组合作，从盆腔管中去除尽可能多的金属肉芽肿，然后再回来进行THR修正。然后，当我们进行修正时，我们能够完成从另一侧去除剩余的肉芽肿，”桑德斯说。“使用3D模型进行规划以及与软组织团队合作是我们成功的两个重要因素。”

尽管艾娃的第一次髋关节修复手术进展顺利，但她的挑战还没有结束。第一次手术几周后，艾娃的另一个THR衬垫也磨损并脱臼。她不得不返回VMTH进行第二次髋关节翻修。

“值得庆幸的是，第二个髋关节受到的影响并不像第一个髋关节那么严重，而且我们已经从最近的手术中获得了她的3D骨骼模型，因此第二次髋关节翻修手术更加简单，”桑德斯说。

艾娃(Ava)现年12岁，但她的臀部病史并没有让她放慢脚步。

“她仍然在后院和我们的运动场上飞驰，”珍妮特说。“她甚至会跳过沙发。”

“当她开始出现第一个臀部磨损的迹象时，我们认为这可能意味着结束，我们感到震惊，”肯说。“但是德克萨斯农工大学的兽医让她重获新生。”