3D baskılı kişiselleştirilmiş kesi kılavuzu yardımlı yüksek tibial osteotomi: İn vitro çalışma
High tibial osteotomy assisted with 3D printed personalized cutting guide: İn vitro study
Yazar: SERHAT UZUN
Danışman: PROF. DR. CEMİL YILDIZ
Sağlık Bilimleri Üniversitesi / Gülhane Tıp Fakültesi / Ortopedi ve Travmatoloji Ana Bilim Dalı / Tıp Eğitimi Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2022
Konu: Ortopedi ve Travmatoloji = Orthopedics and Traumatology
Dizin: Cerrahi = Surgery ; Eklem hastalıkları = Joint diseases ; Katmanlı üretim = Additive manufacturing ; Osteotomi = Osteotomy ; Tedavi kılavuzları = Practice guideline ; Üç boyutlu baskı = 3D printing

Özet:
Yüksek tibial osteotomi erken evre medial gonartrozların tedavisinde son yıllarda artan önemi ve uygulama sıklığı ile dikkat çekmektedir. Diz eklemine gelen yüklerin yeniden düzenlenmesinin amaçlandığı bu teknikte ameliyat öncesi planlama ve uygulanan cerrahi teknik sonuçları etkileyen en önemli unsurlar olarak görülmektedir.  
Konvansiyonel yöntemlerle yapılan cerrahilerdeki zorluklar nedeniyle yetersiz veya aşırı deformite düzeltme gibi durumlarla karşılaşılması cerrahları daha yüksek doğrulukla yapılan cerrahi tekniklere itmektedir. Bu çalışmamızda kişiye özel 3D olarak tasarladığımız kesi kılavuzlarının deformite düzeltmedeki doğruluğunu göstermeyi amaçladık. 
2016-2022 tarihleri arasında Gülhane Eğitim ve Araştırma Hastanesi'nde herhangi bir nedenle alt ekstremite tomografisi çekilen 20 hasta çalışmaya dahil edildi. Preoperatif grafileri üzerinden mekanik aks, mLDFA, mMPTA, PTSA'ları ölçüldü ve hedef mMPTA ile hedef medial açıklık miktarları hesaplandı. BT görüntüleri ile Materalise Mimics programında tibianın 3D modelleri oluşturuldu. Tibia modelleri üzerine tam oturacak şekilde hesaplanan düzeltme derecesini sağlamaya izin veren kesi kılavuzları tasarlandı. Tasarlanan tibia modeli ve kesi kılavuzları 3D yazıcıda yazdırıldı. Osteotomiler uygulandıktan sonra medialden tibia proksimal osteotomi plakları ile fiksasyon sağlandı. Postoperatif grafiler üzerinden mMPTA, PTSA, düzeltme açısı, medial osteotomi yüksekliği, anteromedial ve posteromedial açıklık oranları, PTS ile osteotomi hattının sagittal planda aralarındaki açı ve menteşe açısı ölçümleri yapıldı.  
Hastaların 3'ü erkek 17'si kadındı. 12 sağ, 8 sol tibia kullanıldı. Hastaların yaş ortalaması 65.30±10.67 idi. Preoperatif mMPTA 85.26±1.85, hedef mMPTA 96.25±3.52, postoperatif mMPTA 96.40±3.25 ve ortalama mMPTA değişimi 0.15±1.09 olarak ölçüldü istatiksel olarak uyumlu bulundu (p<0.001). Preoperatif PTSA 7.43±3.89, postoperatif PTSA 7.66±3.71 ve PTSA değişimi ortalama 0.23±0.78 olarak ölçüldü istastiksel olarak anlamlı fark bulunamadı (p>0.05). Hesaplanan ortalama düzeltme açısı 12.49±4.94, postoperatif düzeltme açısı 12.42±4.70 ve farkların ortalaması 0.07±0.82 olarak ölçüldü ve istatiksel olarak uyum saptandı (p<0.001). Preoperatif hesaplanan medial açıklık yüksekliği 12.10±4.66° ve postoperatif elde edilen medial açıklık yüksekliği 12.27±4.49° olup aralarındaki fark ortalama 0.17° olarak hesaplandı ve bu fark istatistiksel açıdan anlamlı değildi (p>0.05). Postoperatif ölçülen anteromedial açıklık ve posteromedial açıklık oranları 67.17±8.17 olarak ölçüldü. Ortalama menteşe açısı 92.17±17.64 olarak hesaplandı. Kesi hattı açısı 12 hastada PTS'ye göre anteriora, 8 hastada posteriora eğimli olarak hesaplandı. Anteromedial açıklık-posteromedial açıklık oranı, osteotomi hattının anteriora ya da posteriora eğimli olması ve menteşe açısı ile PTSA değişimi arasında istatistiksel olarak korelasyon bulunmadı (p>0.05). 
3D kişiselleştirişmiş kesi kılavuzlarıyla uyguladığımız in vitro osteotomilerde düzeltme miktarının doğruluğunun yüksek olduğunu ve PTSA'da minimal değişikliklere neden olduğunu gözlemledik.  
Yeni gelişen teknolojilerin kliniğe uygun translasyonunu sağlayarak ameliyatlarımızı klasik yöntemlere göre daha kusursuz yapabileceğimiz bir gelecek bizi beklemektedir.

Abstract:
High tibial osteotomy as a surgical treatment option for early-staged medial compartment gonartrhrosis is remarkable as it had been applied with increasing frequency. The load beared with knee joint are redistributed with this technique and preoperative planning and preparation and surgical execution are regarded as most important factors determining the success of surgery.  
Surgerons are having been considered surgical techniques which allow them to operate more precisely since conventional methods are more likely to result with under or over correction of deformity. In this study, we designed individually-based 3D cutting guides to demonstrate more accurate deformity corrrection with the aid of them. 
20 patients whom had undergone lower extremity CT scanning for any reason between 2016-2022 were included in the study. Mechanical axis, mLDFA, mMPTA and PTSA were measured on preoperative radiograms and target medial opening value was calculated. Tibial 3D models were developed with Materalise Mimics programme using CT images and afterwards cutting guides which firmly fits on top of tibia models and ensuring to achieve calculated correction degree were designed. Tibia models and cutting guides were printed with 3D printer. After osteotomies had been done on tibia models, proximal osteotomy plate fixation were performed over the medial side of the model.  mMPTA, PTSA, correction angle, height of medial osteotomy, anteromedial and posteromedial opening rates, angle between PTS and osteotomy line on sagittal plane and hinge angle were calculated
3 of the patients were male and 17 of were female. 12 right-sided and 8 left –sided tibia were modeled. Mean age of patients were 65.30±10.6. Preoperative mMPTA was 85.26±1.85, target mMPTA was 96.25±3.52, postoperative mMPTA was 96.40±3.25 and mean alteration of mMPTA was 0.15±1.09, which all were statistically significant (p<0.001). Preoperative PTSA 7.43±3.89, postoperative PTSA was 7.66±3.71 and mean PTSA alteration was 0.23±0.78, which were not statistically significant (p>0.05). Mean correction angle was calculated as12.49±4.94, postoperative correction angle was 12.42±4.70 and mean difference was 0.07±0.82, which was statistically compatible (p<0.001). 
Height of medial opening was calculated as 12.10±4.66° preoperatively while it was measured as 12.27±4.49 postoperatively and the mean difference between them was  0.17°, which was not statistically significant (p>0.05). 
Anteromedial and posteromedial opening rates were measured as 67.17±8.17, postoperatively. Mean hinge angle was calculated as 92.17±17.64. Angle of cutting line were evaluated as inclined to anterior regarding PTS in 12 patients and inclined to posterior in 8 patients. Anteromedial opening-posteromedial opening rates, whether osteotomy line is inclined to anterior or posterior and hinge angle did not show statistical correlation with PTSA variation (p>0.05). 

We observed that in vitro osteotomies performed with indiviudalized 3D cutting guides demonstrated more accurate deformity correction with minimal changes in PTSA. Appropriate clinical translation of developing technology will yield better surgical results in future compared with classical methods.