一般情况
品种:混种犬
年龄:5岁
性别:雌
是否绝育:未知
诊断:后肢截肢

01 主诉及病史

左后肢跗横关节部分截肢,距地面高度约8厘米。

该动物被遗弃后由一家非营利组织救助,无法确定截肢的原因和时间。

02 检查

体重18.7千克。第一次身体评估和全面检查时发现截肢残端已完全愈合,触诊或按压时没有疼痛感,也没有因地面支撑而导致的皮肤病变,但在行走和站立进食时都出现了运动困难(下图)。

↑ (A)获救时左后肢距地面约8厘米处被低位截肢。(B)截肢部位的照片。

在常规检查并排除其他病理变化后,建议佩戴3D外固定假肢,这是一种微创且经济有效的方法。

03 治疗

假肢的数字模型是根据对左后肢截肢残端进行的测量,并以对侧为参照物制作的。根据这些数据,使用Blender 3.6版3D建模软件,以插入式定制了3D虚拟文件(下图),以方便安装假肢。

↑ 在Blender 3.6版3D建模软件中制作的尺寸为53.4×75.6×156.8毫米的定制3D外固定假肢的第一个数字模型。(A)实体模式和(B)阵列模式。

假肢固定测试使用打印的试验模型进行,以评估测量结果以及与动物的互动情况。在将测试模型与动物的截肢肢体相匹配后,进行了调整,以改进最终版本。还进行了生物力学测试和模拟,这些物理测试有助于找出假肢的薄弱环节,以便进行结构加固。

最终模型的固定杯经过精心设计,在机械张力较大的部位进行了加固,并扩大了固定面积,以避免在焦点部位产生应力(下图)。除了宽大且有角度的底座可提供稳定性并与后肢的运动模式保持一致外,这些改良措施都是为了让动物在使用插入式假肢运动时感到舒适。

↑ 添加了3.45毫米厚加固壁(蓝色箭头)的3D外固定假肢最终版本。(A)虚拟模型。(B)用白色聚乳酸长丝打印的实体模型,在移除打印支架并测试内衬聚乙烯泡沫层(4毫米)后(*)。

3D打印假肢后,拆除打印支架、打磨和修整边缘,以确保表面光滑无磨损。在杯状区域涂上聚乙烯泡沫(4毫米),以提高固定性并防止损伤截肢残端,并在与地面接触的区域添加防滑鞋底橡胶(6毫米),以减少跌倒。

在测试的第一天,用棉袜覆盖动物的截肢残端,并将其插入外固定假肢的C形区域。在佩戴舒适后,用加压绷带固定假肢。固定假肢后,动物立即能将假肢支撑在地面上,更好地分配了体重,减轻了对侧肢体的负荷(下图A)。即使只使用了几分钟,在日常活动中,如运动、进食和与其他动物互动时,也能感觉更舒适(下图B)。救助人被告知需要对假肢进行特别护理,包括每天取下清洗和观察残肢部位,以避免可能出现的损伤。

↑ (A)在短距离行走后站立,假肢明显支撑着患肢,身体重量分布更均匀,后肢关节更整齐。(B)喝水时后肢在地面上得到支撑,日常活动明显更加舒适。

04 预后

第一次测试(1小时)结束时,皮肤没有出现任何刺激或磨损。

使用假肢两周后,由于与地面的摩擦,假肢与地面接触的橡胶涂层出现了一些磨损。截肢残端皮肤未发现损伤。

进行了四周的观察,没有发现动物或救助人有任何问题。建议对该动物进行更长时间的评估和随访,但由于这是一只流浪获救动物,后续无法获得更多信息。

05 讨论

根据巴西宠物产品行业协会的数据,巴西有超过6780万只狗,这凸显了这些动物在居民和社会生活中的重要性。社会和家庭结构的这些变化直接反映在动物护理和兽医服务中,其核心目标是确保体面的生活质量和福祉[1]。

在伴侣动物中,先天性肢体畸形和因身体损伤或外科手术导致的截肢是造成运动障碍的主要原因。事实上,截肢是人类和动物中最古老的外科技术之一[2]。对于动物来说,生物力学的变化直接反映在生活质量上,缺乏运动和社会交往会大大降低动物的寿命[3]。

在特定情况下,手术切除肢体或部分肢体的目的是在动物面临严重损伤时保护其健康和生命,这些损伤可能发展为全身性损伤,如坏死(物理损伤和创伤)和肿瘤转移[4]。在进行部分截肢的情况下,可能会建议使用假肢以减少因缺失肢体而造成的伤害,但假肢的适应症取决于许多因素,如物种、患者的性情和负责监测的人员是否有空等[5]。

兽医学中的矫形假肢可根据固定方法分为:(1)通过手术固定在动物骨骼上的内固定假肢,或(2)通过外部固定的外固定假肢[2]。在这两种情况下,目的都是为运动提供更好的稳定性,并减少肢体缺失对动物生物力学造成的影响。在这种情况下,随着人类医疗领域的发展,兽医领域的假肢行业也取得了长足的进步[6]。

在动物中,3D假肢也分为:(1)结构性假肢,用于替代喙和壳等身体部位[7, 8];(2)矫形性假肢,用于模拟四肢、胸部或骨盆等部位[3,9,10]。使用材料制造或3D打印技术打印的假肢可根据每种动物的不同需求进行定制开发。这项广泛应用于工程和建筑等其他领域的技术早在20世纪80年代初就已注册,医学应用立即得到认可,并从20世纪90年代起开始探索[11]。

使用3D技术的关键点之一是利用患者的测量数据、3D扫描仪和/或CT来创建高精度的假体数字模型。该文件是根据截肢/畸形区域的解剖学特征定制的,可以通过不同的方法和材料制成,如尼龙、金属、树脂和各种有机或无机塑料[12, 13]。

在本病例报告中,这只狗的截肢残端已经愈合,没有疼痛感。根据临床评估结果,推荐使用插入式假肢,因为这种假肢成本低、耐受性强、易于维护和清洁,更主要的是可以在不进行侵入性手术的情况下开发。

3D模型是根据狗的生物力学特征、形态和行为模式定制设计的。这种生产工艺与既往报道的生产工艺类似[9-10],前者为一只右前肢先天畸形的1岁德国牧羊犬开发了3D个性化假肢,后者为中小型鸟类开发了3D插入式假肢。

总之,3D技术在动物健康领域的应用正在不断发展,其应用领域多种多样,如制造假肢、模拟手术规划、制作解剖研究模型和手术工具等[12]。与此同时,3D建模技术在人类健康、工程和工业等其他领域的应用也日益广泛。然而,许多动物科学专业人员仍不了解3D建模和打印技术的应用,因此需要更多地传播家畜和野生动物的相关病例报告

文献来源:de Souza MMN, da Cunha Antonioli M, Dos Santos MHM, Dos Santos Véras BM, Carvalho LRRA. 3D exoprosthesis in socket model for dog with amputed pelvic limb: case report. BMC Vet Res. 2025 Feb 26;21(1):113.

参考文献

1.ABINPET. Associação Brasileira da Indústria de Produtos para Animais de Estimação. São Paulo: Dados de mercado; 2023. p. 11.

2.Arauz PG, Chiriboga P, García MG, Kao I, Díaz EA. New technologies applied to canine limb prostheses: a review. Vet World. 2021;14(10):2793–802.

3.Espín-Lagos SM, Nogales EOU, Toasa JPG, et al. Design and construction of a prosthesis for a dog’s leg with amputation of the front limb through 3D printing. Novasinergia. 2023;6(2):143–53.

4.Marcellin-Little DJ, Drum MG, Levine D, McDonald SS. Orthoses and exoprostheses for companion animals. Vet Clin North Am Small Anim Pract. 2015;45(1):167–83.

5.Teixeira MFM. Biomechanical simulation of prosthetics for dogs. Thesis. Biomedical engineering. Porto Polytechnic Institute; 2021.

6.Mendaza-DeCal R, Peso-Fernandez S, Rodriguez-Quiros J. Orthotics and prosthetics by 3D-printing: accelerating its fabrication flow. Res Vet Sci. 2023;162:10496012.

7.Xie S, Cai B, Rasidi E, Yen CC, Hsu C, Chow WT, et al. The use of a 3D-printed prosthesis in a Great Hornbill (Buceros bicornis) with squamous cell carcinoma of the casque. Hickok NJ, editor. PLoS One. 2019;14(8):e0220922.

8.Patel V, Anikar M. Prosthetic fixation of beak in a green cheek conure (Pyrrhura molinae) using telemedicine. Pharm Innov J. 2021;10(1):585–8.

9.Carvalho LRRA. 3D printed orthopedic prostheses for domestic and wild birds—case reports. Sci Rep. 2024;14:7989.

10.Kastlunger T. Design of prototype prosthesis for a canine with a right front limb deformity as an alternate approach to stabilize gait and withstand gait forces. San Luis Obispo: Theses; California Polytechnic State University; 2020. p. 89.

11.Morgan C, Khatri C, Hanna SA, Ashrafian H, Sarraf KM. Use of three-dimensional printing in preoperative planning in orthopaedic trauma surgery: a systematic review and meta-analysis. World J Orthop. 2019;11(1):57–67.

12.Vaz VM, Kumar L. 3D printing as a promising tool in personalized medicine. AAPS PharmSciTech. 2021;22(1):1–20.

13.Pérez-Davila S, González-Rodríguez L, Lama R, López-Álvarez M, Oliveira AL, Serra J, et al. 3D-Printed PLA medical devices: physicochemical changes and biological response after sterilisation treatments. Polymers. 2022;14(19):4117.

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