Joint-preserving limb salvage with custom 3D-printed porous titanium cage after resection of proximal tibial malignant mesenchymal sarcoma: a case report and systematic literature review
本症例報告および系統的レビューは、カスタムメイドの3Dプリント多孔質チタンケージを用いた近位脛骨悪性間葉系肉腫の関節温存再建の成功を示しており、12か月時点で安定した経過を得ている一方で、その耐久性を検証するためのさらなる長期研究の必要性を強調している。
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骨の中に癌腫瘍が成長する場合、外科医は困難な選択を迫られます。癌を確実に除去するために骨全体を切除するか、あるいは自然な構造をできる限り残そうとするかです。脛骨（すねの骨）の上部、膝のすぐ下の領域では、この決断は特に重要になります。この部位は身体の重さを支え、膝の曲げ伸ばしや回転を可能にする場所だからです。もし腫瘍が切除され、自然な関節面が健康な状態であれば、医師は膝を人工関節に置き換える代わりに、膝を温存できる場合があります。しかし、取り除かれた骨によって生じた隙間を埋めることは、複雑な工学的課題となります。新しい材料は、直ちに身体の重さに耐えられるほど強固であると同時に、時間の経過とともに患者自身の骨が入り込めるほど多孔質でなければなりません。数十年にわたり、外科医は標準的な金属製の置換物やドナーの骨に頼ってきましたが、これらの選択肢は、不規則な形の隙間に完璧に適合させることが難しかったり、身体の自然な組織と統合することに失敗したりすることがよくあります。
青島大学附属病院の外科医チームは最近、右の脛骨に稀で攻撃的な癌に苦しむ43歳の男性に対し、異なる道を模索しました。患者は3ヶ月間、悪化する痛みを感じていました。スキャン検査の結果、小さなプラムほどの大きさの破壊的な病変が、骨の内壁を突き破り、周囲の軟部組織へと押し出していることが判明しました。生検により、結合組織から発生する種類の癌である悪性間葉系腫瘍の存在が確認されました。腫瘍は体の他の部分には転移しておらず、膝関節の上面も手つかずであったため、医療チームは関節温存手術を試みることに決めました。彼らの目標は、病変のある骨の部分を切り出し、患者自身の膝を維持したまま、新しい骨の成長のための足場として機能するカスタムメイドのデバイスで置き換えることでした。
これを実現するために、外科医たちは患者固有のインプラントを作成することを可能にする技術を活用しました。患者の脚の詳細な3次元画像を用いて、彼らは多孔質チタン製の中空ケージを設計しました。この素材が選ばれた理由は、骨の自然な質感を模倣したスポンジのような構造で製造できるためであり、これにより、固形金属よりも身体に受け入れられやすくなる可能性があるからです。設計には、骨移植材を保持するための中心部の空洞と、さらなる安定性のために金属プレートを取り付けるための特定のポイントが含まれていました。インプラントはレーザーを用いて層ごとにプリントされ、除去される予定の骨の正確な形状と一対一で一致するように作られました。
手術自体は精密な操作でした。チームは、癌細胞が残らないように、病変のある脛骨のセグメントを周囲の健康な組織とともに切除しました。次に、彼らは患者自身の腰部から採取した骨とドナーの骨を混合したものを、カスタムメイドのチタンケージに詰め込みました。この混合物がケージの中に挿入され、その後、脚の中に配置されました。ケージの外側にはロッキングメタルプレートがネジで固定され、身体が治癒を始める間、すべてをしっかりと保持するようにされました。手術全体の時間は3時間で、患者の出血量は約200ミリリットルと比較的少量でした。
その後の数ヶ月間、患者は順調に回復しました。3ヶ月目には、制限なく立ち上がったりスクワットしたりすることができ、膝も自由に動かせました。1年目の経過観察のスキャンでは、インプラントは安定しており、緩みやズレの兆候は見られませんでした。ケージ内の骨移植材は周囲の組織と統合している様子が見られ、癌の再発や転移の証拠もありませんでした。患者の機能的アウトカムは極めて良好で、肢の機能と生活の質を測定するための標準的なスケールで30点満点中27点を記録しました。感染症や傷の合併症、またインプラントの機械的な故障も経験していません。
この症例は、慎重に選定された患者においては、膝関節を犠牲にすることなく、カスタムメイドの3Dプリントケージを用いて脛骨上部の悪性腫瘍を除去し、肢を再建することが可能であることを示しています。このアプローチは、金属インプラントの即時的な強度と、骨移植の生物学的な可能性を組み合わせています。しかし、著者らはこれが一つの物語であり、最終的な結論ではないことに注意を促しています。1年後の結果は有望ですが、この手法の長期的な耐久性はまだ未知数です。この技術が確立された方法よりも優れているのか、あるいは長年経過した後に現れるリスクがあるのかを確認するためには、より多くの患者を対象とした大規模な研究と、より長い追跡調査が必要です。現時点では、この成功した手術は、困難な癌と戦いながら肢を守るという複雑な課題に直面している外科医に対し、新たな選択肢を提示しています。
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