综述:外假肢在部分截肢和肢体畸形犬只中的使用效果:一项系统评价
《Frontiers in Veterinary Science》:Impacts of exoprosthesis use in dogs with partial amputation and limb malformations: a systematic review
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时间:2025年11月08日
来源:Frontiers in Veterinary Science 2.9
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外骨骼假肢通过系统性综述评估在犬类截肢或畸形肢体中的应用,发现3D打印技术可提升定制化与生物力学适配性,但存在皮肤损伤、固定困难等并发症,需结合康复训练与长期监测优化临床效果。
在犬类中,先天性肢体畸形和因创伤、手术或肿瘤导致的截肢是影响其运动功能的常见问题。这些问题不仅限制了犬的活动能力,还可能对它们的生活质量造成严重影响。近年来,随着技术的发展,外骨骼假肢(exoprostheses)作为恢复犬类运动功能的一种替代方案,逐渐受到关注。外骨骼假肢是一种通过外部结构连接残肢,帮助犬类重新获得运动能力的装置。这项系统综述旨在评估外骨骼假肢在犬类截肢或畸形中的应用效果,探讨其在临床实践中的价值、挑战以及对动物福利的影响。
### 外骨骼假肢的应用背景与意义
犬类的运动障碍通常源于四肢的缺失或结构异常,这在宠物医疗领域是一个重要的临床问题。传统的治疗方式可能包括物理治疗、康复训练或手术干预,但这些方法在某些情况下可能无法完全恢复犬的运动能力。外骨骼假肢作为一种新兴的治疗手段,能够为犬类提供结构支持,恢复其部分运动功能。特别是在涉及腕关节(carpal)和踝关节(tarsal)以下的截肢时,外骨骼假肢因其较大的接触面积和更强的固定能力,表现出较好的适应性和稳定性。因此,这类假肢在犬类康复中的应用越来越广泛。
外骨骼假肢的设计和制造过程需要高度的定制化,以确保其与犬的残肢形状和功能需求相匹配。近年来,3D打印技术在假肢制造中的应用为这一领域带来了革命性的变化。3D打印允许根据个体犬的解剖特征,精确地创建假肢模型,从而提高适配性和功能性。这种技术不仅能够提供更高质量的假肢,还能在成本控制方面发挥积极作用,使更多犬主能够负担得起这种治疗方式。此外,3D打印假肢的灵活性使得医生可以根据犬的具体情况进行调整,从而优化治疗效果。
### 系统综述的研究方法
本系统综述遵循PRISMA(Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses)指南,以确保研究的科学性和规范性。研究团队在PubMed、Web of Science和SciELO三个数据库中进行了系统的文献检索,时间为2025年3月1日至5日。检索策略结合了受控词汇和自由词汇,确保覆盖所有与犬类假肢相关的研究。搜索关键词包括“Dogs”、“Prostheses”、“3D Printing”、“Locomotion”等,以提高文献检索的全面性。
在文献筛选过程中,研究团队首先根据标题和摘要排除不符合纳入标准的文献,随后对剩余的文献进行全文阅读。纳入标准包括:研究对象为犬类,涉及外骨骼假肢的临床应用,假肢由3D打印或其他材料制造,且关注四肢(胸肢或骨盆肢)的运动功能恢复。排除标准包括:涉及内骨骼假肢(endoprostheses)、可植入式假肢、仅限实验模型的研究、不涉及假肢的轮椅或其他辅助设备,以及针对非犬类动物或非四肢部位的研究。
为了进一步扩大文献的覆盖范围,研究团队采用了“回溯雪球”策略(backward snowballing),即对已纳入研究的参考文献进行人工筛选,寻找更多相关文献。这一策略帮助研究团队识别了五篇额外的研究,从而将最终纳入的文献数量增加至十篇。文献筛选的流程如图1所示,清晰地展示了从初始检索到最终纳入的研究路径。
### 研究结果与分析
纳入的十篇研究涵盖了不同国家和地区,包括美国、巴西、澳大利亚、英国、西班牙和厄瓜多尔。其中,美国的研究数量最多,占六篇,而其他国家的研究相对较少,每国仅有一篇。这种分布可能反映出外骨骼假肢在兽医领域的应用主要集中于北美,但随着全球对犬类康复的关注度提升,其他地区的研究也在逐步增加。
研究结果显示,犬类截肢的主要原因包括创伤、先天性畸形和肿瘤。这些原因在不同研究中有所差异,但总体而言,创伤和先天性畸形是最常见的因素。值得注意的是,尽管肿瘤导致的截肢在某些研究中被提及,但其发生频率低于前两者。这一现象可能与犬类的生长发育和常见疾病有关,同时也表明外骨骼假肢在处理这些类型截肢时具有一定的适用性。
在假肢制造技术方面,大多数研究采用传统的热塑性材料成型方法,如真空成型和手工制作。只有三篇研究明确提到使用3D打印技术制造假肢。这说明尽管3D打印技术在假肢制造中展现出优势,但其在兽医领域的应用仍处于发展阶段,尚未成为主流。然而,3D打印技术的引入为假肢制造提供了更高的精度和定制化能力,使其在处理复杂或不规则残肢时更具优势。
在假肢的使用效果方面,大多数研究都报告了积极的结果。犬类在接受外骨骼假肢治疗后,能够恢复一定程度的运动能力,包括行走、爬楼梯、跳跃和进行日常活动。例如,Carr等人(20)的研究表明,24只接受假肢治疗的犬中有79%能够正常奔跑,70%能够爬楼梯,54%能够跳过家具,而79%能够参与如捡球等游戏活动。这些数据表明,外骨骼假肢在改善犬类运动功能和生活质量方面具有显著效果。
然而,研究也指出了一些潜在的挑战和并发症。例如,皮肤损伤、假肢固定困难等问题在部分研究中被提及。这些并发症可能与假肢的适配性、犬的个体差异以及治疗过程中的管理方式有关。为了减少这些问题的影响,研究建议在假肢使用过程中进行持续的调整和兽医监督,以确保犬能够顺利适应并长期使用假肢。此外,犬主的积极参与对于康复过程至关重要,包括假肢的日常管理、物理治疗和行为训练等方面。
### 临床应用中的关键因素
外骨骼假肢的成功应用依赖于多个关键因素,包括假肢的设计、材料选择、制造工艺以及犬主的配合。在材料方面,热塑性材料因其良好的生物相容性和加工性能,被广泛应用于假肢制造。其中,聚乳酸(PLA)、丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、聚氨酯(TPU)等材料被提及,但具体材料的选择因研究而异,且缺乏统一的标准。这表明在实际应用中,医生需要根据犬的具体情况选择合适的材料,以平衡功能性、舒适性和经济性。
在制造工艺方面,传统方法如真空成型和手工制作仍然占主导地位,但3D打印技术的引入为假肢制造提供了更多可能性。3D打印假肢的优势在于其高度的定制化能力,能够精确匹配犬的残肢形状,提高适配性和使用体验。然而,由于3D打印技术在兽医领域的应用仍处于早期阶段,其普及程度和临床应用的成熟度仍有待提高。
犬主的参与是外骨骼假肢治疗成功的重要保障。在康复过程中,犬主需要密切关注犬的适应情况,定期调整假肢,并配合兽医进行物理治疗和行为训练。研究表明,犬主对假肢的满意度较高,即使在出现并发症的情况下,大多数犬主仍认为这种治疗方式值得推荐。然而,犬主的主观判断可能受到多种因素的影响,例如对犬术后恢复的期望、对假肢功能的了解程度等。
### 未来研究方向与挑战
尽管外骨骼假肢在犬类康复中展现出良好的前景,但目前的研究仍存在一定的局限性。首先,假肢的标准化程度较低,不同研究中使用的材料、制造方法和评估标准差异较大,这使得结果的可比性受到影响。其次,假肢的长期耐用性和性能尚未得到充分验证,特别是在复杂或不规则残肢的情况下,假肢的稳定性和功能性可能受到挑战。
此外,研究还指出,假肢的使用效果评估主要依赖于主观判断,缺乏统一的量化指标。例如,部分研究仅通过观察犬的行走姿势或犬主的反馈来评估假肢的效果,而较少采用客观的运动分析方法,如步态分析或生物力学评估。这种评估方式的不一致可能影响对假肢疗效的准确判断,也限制了临床应用的推广。
为了克服这些挑战,未来的研究需要在以下几个方面进行改进:一是建立统一的假肢评估标准,包括运动功能的量化指标、假肢使用时间的记录以及长期随访的数据;二是进一步探索3D打印技术在假肢制造中的应用,以提高假肢的定制化水平和耐用性;三是加强犬主教育,提高他们对假肢使用和康复过程的理解,以促进更好的治疗效果。
### 结论与展望
综上所述,外骨骼假肢在犬类截肢或畸形的康复治疗中具有重要的应用价值。它不仅能够恢复犬的运动能力,还能显著提升其生活质量。然而,这一技术仍处于发展阶段,存在一定的局限性,如材料选择的多样性、制造工艺的不统一以及评估方法的缺乏。因此,未来的研究应致力于提高假肢的标准化水平,优化制造工艺,并加强临床应用的评估体系。
随着技术的进步和兽医康复领域的不断发展,外骨骼假肢有望成为犬类运动障碍治疗的重要手段。然而,要实现这一目标,还需要更多的临床研究和实践探索。通过系统的文献回顾和深入的临床分析,可以为犬主和兽医提供更全面的信息,帮助他们更好地理解和应用这一技术。同时,未来的研究还应关注假肢的长期效果、成本效益以及对不同犬种和年龄的适应性,以推动外骨骼假肢在兽医领域的广泛应用。
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