Topography matching for osteochondral graft transplantation

骨软骨移植的地形匹配

基本信息

  • 批准号:
    10402908
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 17.1万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-05-07 至 2023-04-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Project Summary/Abstract The overall goal of the proposed project is to translate topography matching algorithms for osteochondral allograft transplantation to clinical practice. Focal chondral defects of the knee are prevalent and are a significant source of pain and morbidity in the young, active population. Successful osteochondral allograft transplantation is dependent on the congruity, preparation, size, and fixation of the graft. Irregularities in cartilage thickness between the donor and recipient site may lead to abnormal stresses and compromised function. Evaluation and understanding of osseous and chondral surface topography can be also useful in graft selection during surgical procedures in osteochondral graft transplantation. However, evaluation of topography can be cumbersome and expensive with conventional CT and/or MR imaging. Newer imaging technologies are emerging, including 3D scanning with a quick smartphone scan. 3D image acquisition through this method is simple, fast, and inexpensive and our pilot study supports its use as an alternative to CT scanning and could be used during surgery and allograft preparation. Accurate implementation of the topographic matching for graft transplantation requires appropriate instrumentation. We have demonstrated accuracy and efficacy of novel 3D patient-specific instrumentation systems using 3D printed devices for total shoulder arthroplasty and our proposed techniques for allograft transplantation procedures will share the same working principles. The proposed project will utilize these novel technologies in order to translate the topography matching technique for osteochondral transplantation from in silico to clinical practice. Topography matching for osteochondral graft transplantation planned using 3D computer models will be implemented on cadaveric specimens and validated by comparing in silico transplanted model with the real cadaveric transplanted model as a gold standard (Aim 1). Accuracy of the new 3D imaging technique using the smartphone, which will be a key technique in a clinical setting, will be validated by comparing with laser scanning as a gold standard (Aim 2). Accurate topography matching of graft transplantation established in the proposed project can improve treatment outcomes for focal chondral defects of the knee in young patients through increased stability of the graft and decreased cartilage degeneration in the graft and surrounding/opposing cartilage, in turn, reducing the risk for future osteoarthritis onset. The technique and knowledge obtained by the project can also be applied to other surgical procedures involving 3D surface geometry evaluation.
项目摘要/摘要 拟议项目的总体目标是翻译匹配骨软骨的地形算法 同种异体移植移植到临床实践中。膝盖的局灶性软骨缺陷很普遍,是 年轻,活跃人群中的疼痛和发病率的重要来源。成功的骨软骨同种异体移植 移植取决于移植物的一致性,准备,大小和固定。不规则 供体和受体部位之间的软骨厚度可能导致异常应力并受到损害 功能。评估和理解肌肉和软骨表面形貌也可以在移植物中有用 在骨软骨移植移植中手术过程中的选择。但是,地形评估 传统的CT和/或MR成像可能会繁琐且昂贵。较新的成像技术是 新兴,包括使用快速智能手机扫描的3D扫描。通过此方法获取3D图像是 简单,快速且价格便宜,我们的试点研究支持其用作CT扫描的替代方法,可能是 在手术和同种异体手术准备过程中使用。准确实施移植的地形匹配 移植需要适当的仪器。我们已经证明了新颖3D的准确性和功效 使用3D打印设备的患者特定仪器系统用于全肩置换术和我们的 同种异体移植程序的建议技术将共享相同的工作原理。这 拟议的项目将利用这些新技术来翻译地形匹配技术 骨软骨移植从计算机到临床实践。骨软骨移植的地形匹配 使用3D计算机模型计划的移植将在尸体标本上实施并验证 通过将硅移植模型与实际尸体移植模型作为金标准进行比较(AI​​M 1)。 使用智能手机的新3D成像技术的准确性,这将是临床中的关键技术 设置将通过将激光扫描作为黄金标准进行比较(AI​​M 2)来验证。准确的地形 在拟议项目中建立的移植移植的匹配可以改善焦点的治疗结果 通过提高移植物的稳定性并减少软骨 移植物和周围/相对软骨的变性反过来降低了未来骨关节炎的风险 发作。项目获得的技术和知识也可以应用于其他外科手术程序 涉及3D表面几何评估。

项目成果

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