Traumatology and Orthopedics of RussiaTraumatology and Orthopedics of RussiaТравматология и ортопедия России2311-29052542-0933Vreden National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics1777110.17816/2311-2905-17771CLINICAL STUDIESКЛИНИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯClinical studiesResearch ArticleApplication of additive technologies in anterior correction of idiopathic scoliosisПрименение аддитивных технологий при вентральной динамической коррекции идиопатического сколиозаhttps://orcid.org/0000-0001-9657-85841989-6994KolesovSergey V.КолесовСергей Васильевич
Russian Federation

Dr. Sci. (Med.)

д-р мед. наук

dr-kolesov@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2330-01724944-4173KazminArkady I.КазьминАркадий Иванович
Russian Federation

Cand. Sci. (Med.)

канд. мед. наук

kazmin.cito@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0005-9014-30681367-3096DomrachevIvan E.ДомрачевИван Евгеньевич
Russian Federation
VaniaD97@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8884-2410ShvetsVladimir V.ШвецВладимир Викторович
Russian Federation

Dr. Sci. (Med.)

д-р мед. наук

vshvetcv@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6895-82888164-1389PereverzevVladimir S.ПереверзевВладимир Сергеевич
Russian Federation

Cand. Sci. (Med.)

канд. мед. наук

vcpereverz@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-4504-69024593-3231MorozovaNataliya S.МорозоваНаталия Сергеевна
Russian Federation

Cand. Sci. (Med.)

канд. мед. наук

morozcito@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-1038-18159620-7038BagirovSamir B.БагировСамир Беюкиши оглы
Russian Federation
bagirov.samir22@gmail.comhttps://orcid.org/0009-0005-9517-73471843-2864RaspopovMikhail S.РаспоповМихаил Сергеевич
Russian Federation
mihail.raspopov74@mail.ruN.N. Priorov National Medical Research Center of Traumatology and OrthopedicsФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова» Минздрава России080520261806202632271820310202505032026Copyright ©; 2026, Eco-VectorCopyright ©; 2026, Эко-ВекторCopyright ©; 2026, Eco-Vector2026Eco-VectorЭко-ВекторEco-Vectorhttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0https://journal.rniito.org/jour/article/view/17771

Background. Surgical treatment of idiopathic scoliosis, traditionally based on dorsal fixation, is associated with limited mobility and the risk of degenerative changes. Anterior Scoliosis Correction (ASC) allows for the preservation of segmental mobility, but the precise placement of screws remains a challenge. Additive technologies (3D printing) offer a potential solution for improving the accuracy and safety of the procedure.

The aim of the study — to evaluate the clinical and radiographic results of anterior scoliosis correction using additive technologies (3D models and individual guide templates) in the surgical treatment of idiopathic scoliosis in patients with completed or near-completed growth.

Methods. A single-center retrospective nonrandomized cohort study of 97 patients (mean age 24.5 years) divided into 3 groups was conducted. Group 1 (control, n = 33): free-hand screw placement. Group 2 (3D model, n = 34): intraoperative use of an individual 3D model of the spine. Group 3 (guide templates, n = 30): use of individual guide templates and rib overlays. Radiographic parameters (Cobb angle), operation time, blood loss, time to place one screw, and quality of life (SRS-22 questionnaire) were evaluated.

Results. Deformity correction was comparable in all groups: mean Cobb angle before surgery was 63.8±1.2 °, after sur-gery — 29.7±3.7 ° (mean correction rate, 53.6±4.5%). The use of additive technologies significantly reduced the duration of surgery: by 14.5% in Group 2 (3D model) (104.7±15.2 mins vs. 122.4±18.5 mins in Group 1, p < 0.0001) and by 20.5% in Group 3 (97.3±12.8 mins, p < 0.0001). The time required to install one screw decreased by 28.6% in Group 2 and by 33.3% in Group 3 (p < 0.0001). Blood loss decreased by 16.0% and 20.8%, respectively (p < 0.0001). Patients in Group 3 demonstrated statistically significantly higher scores on the Pain and Satisfaction scales of the SRS-22 questionnaire (p < 0.0001). No cases of screw malposition were recorded in Group 3.

Conclusion. The use of additive technologies, in particular individual guide templates, in anterior correction of idiopathic scoliosis significantly reduces surgery time (by 20.5%) and blood loss (by 20.8%), increases the speed and accuracy of screw placement, and improves certain parameters of patients’ quality of life, serving as an effective tool for increasing the safety of surgical intervention.

Актуальность. Хирургическое лечение идиопатического сколиоза, традиционно основанное на дорсальной фиксации, сопряжено с ограничением подвижности и риском дегенеративных изменений. Вентральная динамическая коррекция (Anterior Scoliosis Correction, ASC) позволяет сохранить мобильность сегментов, однако точная установка винтов остается сложной задачей. Аддитивные технологии (3D-печать) предлагают потенциальное решение для повышения точности и безопасности вмешательства.

Цель исследования — оценить клинические и рентгенологические результаты применения вентральной динамической коррекции с использованием аддитивных технологий (3D-макетов и индивидуальных шаблонов-направителей) при хирургическом лечении идиопатического сколиоза у пациентов с завершенным или завершающимся костным ростом.

Материал и методы. Проведено моноцентровое ретроспективное нерандомизированное когортное исследование 97 пациентов (средний возраст 24,5 года), разделенных на три группы. Группа 1 (контроль, n = 33): установка винтов по методике «свободной руки». Группа 2 (3D-макет, n = 34): интраоперационное использование индивидуального 3D-макета позвоночника. Группа 3 (направители, n = 30): использование индивидуальных шаблонов-направителей и накладок на ребра. Оценивались рентгенологические параметры (угол Кобба), время операции, объем кровопотери, время установки одного винта и качество жизни по опроснику SRS-22.

Результаты. Коррекция деформации была сопоставимой во всех группах: средний угол Кобба до операции составил 63,8±1,2°, после операции — 29,7±3,7° (среднее значение коррекции 53,6±4,5%). Использование аддитивных технологий значимо сократило время операции: в группе 2 (3D-макет) на 14,5% (104,7±15,2 мин. против 122,4±18,5 мин. в группе 1, p < 0,0001), в группе 3 (направители) — на 20,5% (97,3±12,8 мин., p < 0,0001). Время установки одного винта снизилось на 28,6% в группе 2 и на 33,3% в группе 3 (p < 0,0001). Кровопотеря уменьшилась на 16,0% и 20,8% соответственно (p < 0,0001). Пациенты группы 3 продемонстрировали статистически значимо более высокие баллы по шкалам «Боль» и «Удовлетворенность» опросника SRS-22 (p < 0,0001). В группе 3 не зафиксировано случаев мальпозиции винтов.

Заключение. Применение аддитивных технологий, в особенности индивидуальных шаблонов-направителей, при вентральной динамической коррекции идиопатического сколиоза позволяет значимо сократить время операции (на 20,5%) и кровопотерю (на 20,8%), повысить скорость и точность установки имплантатов, а также улучшить качество жизни пациентов и является эффективным инструментом повышения безопасности хирургического вмешательства.

scoliosisvertebrologyadditive technologies3D printinganterior scoliosis correctionASC3D spine modelсколиозвертебрологияаддитивные технологии3D-печатьвентральная динамическая коррекцияASC3D-модель позвоночникаBaroncini A., Trobisch P. Wachstumsmodulierende und nicht-versteifende Skoliosechirurgie. Med Orthop Tech. 2017;2:7-10. (In German).Lonner B.S., Kondrashov D., Siddiqi F., Hayes V., Scharf C. Thoracoscopic spinal fusion compared with posterior spinal fusion for the treatment of thoracic adolescent idiopathic scoliosis. J Bone Joint Surg Am. 2006;88(5):1022-1034. doi: 10.2106/JBJS.E.00001.Helenius L., Diarbakerli E., Grauers A., Lastikka M., Oksanen H., Pajulo O. et al. Back Pain and Quality of Life After Surgical Treatment for Adolescent Idiopathic Scoliosis at 5-Year Follow-up: Comparison with Healthy Controls and Patients with Untreated Idiopathic Scoliosis. J Bone Joint Surg Am. 2019;101(16):1460-1466. doi: 10.2106/JBJS.18.01370.Antonacci M., Yung A., Antonacci C., Cuddihy L., Betz R. Treatment for an Adult Patient with Slowly Progressive Idiopathic Scoliosis Using a Unique Anterior Scoliosis Correction Technique: A Case Report. Med Res Arch. 2022;10(12). doi: 10.18103/mra.v10i12.3345.Bauer R., Mostegl A., Eichenauer M. An analysis of the results of Dwyer and Zielke instrumentations in the treatment of scoliosis. Arch Orthop Trauma Surg (1978). 1986;105(5):302-309. doi: 10.1007/BF00449931.Alanay A., Yucekul A., Abul K., Ergene G., Senay S., Ay B. et al. Thoracoscopic Vertebral Body Tethering for Adolescent Idiopathic Scoliosis: Follow-up Curve Behavior According to Sanders Skeletal Maturity Staging. Spine (Phila Pa 1976). 2020;45(22):E1483-E1492. doi: 10.1097/BRS.0000000000003643.Canbolat N., Basaran I., Altun D., Akgul T., Buget M.I. Postoperative Pain in Adolescent Idiopathic Scoliosis Surgery: A Randomized Controlled Trial. Pain Physician. 2022;25(4):E589-E596.Переверзев В.С., Колесов С.В., Казьмин А.И., Морозова Н.С., Швец В.В. Вентральная динамическая или дорсальная транспедикулярная коррекция и фиксация при хирургическом лечении идиопатического сколиоза типа Lenke 5: сравнение отдаленных результатов. Травматология и ортопедия России. 2023;29(2):18-28. doi: 10.17816/2311-2905-3189. Pereverzev V.S., Kolesov S.V., Kazmin A.I., Morozova N.S., Shvets V.V. Anterior Dynamic Versus Posterior Transpedicular Spinal Fusion for Lenke Type 5 Idiopathic Scoliosis: A Comparison of Long-term Results. Traumatology and Orthopedics of Russia. 2023; 29(2):18-28. (In Russian). doi: 10.17816/2311-2905-3189.Nicolini L.F., Kobbe P., Seggewiß J., Greven J., Ribeiro M., Beckmann A. et al. Motion preservation surgery for scoliosis with a vertebral body tethering system: a biomechanical study. Eur Spine J. 2022;31(4): 1013-1021. doi: 10.1007/s00586-021-07035-4.Baroncini A., Trobisch P.D., Berrer A., Kobbe P., Tingart M., Eschweiler J. et al. Return to sport and daily life activities after vertebral body tethering for AIS: analysis of the sport activity questionnaire. Eur Spine J. 2021;30(7):1998-2006. doi: 10.1007/s00586-021-06768-6.Косулин А.В., Елякин Д.В., Корниевский Л.А., Дарковская А.М., Булатова И.А., Пашко А.А. Применение трехуровневого навигационного шаблона при грудных полупозвонках у детей старшего возраста. Хирургия позвоночника. 2020;17(1):54-60. doi: 10.14531/ss2020.1.54-60. Kosulin A.V., Elyakin D.V., Kornievskiy L.A., Darkovskaya A.M., Bulatova I.A., Pashko A.A. Application of three-level navigation template in surgery for hemivertebrae in adolescents. Russian Journal of Spine Surgery (Khirurgiya Pozvonochnika). 2020;17(1):54-60. (In Russian). doi: 10.14531/ss2020.1.54-60.Губин А.В., Прудникова О.Г., Камышева В.В., Коваленко П.И., Нестерова И.Н. Клиническая апробация русскоязычной версии анкеты SRS-22 для взрослых пациентов со сколиозом. Хирургия позвоночника. 2017;14(2):31-40. doi: 10.14531/ss2017.2.31-40. Gubin A.V., Prudnikova O.G., Kamysheva V.V., Kovalenko P.I., Nesterova I.N. Clinical testing of the Russian version of the SRS-22 questionnaire for adult scoliosis patients. Russian Journal of Spine Surgery (Khirurgiya Pozvonochnika). 2017;14(2):31-40. (In Russian). doi: 10.14531/ss2017.2.31-40.Samdani A.F., Ames R.J., Kimball J.S., Pahys J.M., Grewal H., Pelletier G.J. et al. Anterior vertebral body tethering for immature adolescent idiopathic scoliosis: one-year results on the first 32 patients. Eur Spine J. 2015;24(7):1533-1539. doi: 10.1007/s00586-014-3706-z.Mathew S., Larson A.N., Potter D.D., Milbrandt T.A. Defining the learning curve in CT-guided navigated thoracoscopic vertebral body tethering. Spine Deform. 2021;9(6):1581-1589. doi: 10.1007/s43390-021-00364-w.Liang W., Han B., Hai J.J., Hai Y., Chen L., Kang N. et al. 3D-printed drill guide template, a promising tool to improve pedicle screw placement accuracy in spinal deformity surgery: A systematic review and meta-analysis. Eur Spine J. 2021;30(5):1173-1183. doi: 10.1007/s00586-021-06739-x.Бойко А.Е., Кокушин Д.Н., Баиндурашвили А.Г., Виссарионов С.В., Мульдияров В.П. Хирургическое лечение детей с врожденными деформациями грудного и поясничного отделов позвоночника с использованием технологий 3D-прототипирования. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2020;(7):57-61. Режим доступа: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=13101. Boyko A.E., Kokushin D.N., Baindurashvili A.G., Vissarionov S.V., Mul'diyarov V.P. Surgical treatment of children with congenital deformities of the thoracic and lumbar spine using 3D prototyping technologies. International Journal of Applied and Fundamental Research. 2020;(7):57-61. (In Russian). Available from: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=13101.Кокушин Д.Н., Виссарионов С.В., Баиндурашвили А.Г., Овечкина А.В., Хусаинов Н.О., Познович М.С. и др. Применение шаблонов-направителей при хирургическом лечении детей дошкольного возраста с врожденным сколиозом грудной и поясничной локализации. Ортопедия, травматология и восстановительная хирургия детского возраста. 2020;8(3): 305-316. doi: 10.17816/PTORS42000. Kokushin D.N., Vissarionov S.V., Baindurashvili A.G., Ovechkina A.V., Khusainov N.O., Poznovich M.S. et al. The use of guide templates in the surgical treatment of preschool children with congenital scoliosis of thoracic and lumbar localization. Pediatric Traumatology, Orthopaedics and Reconstructive Surgery. 2020;8(3): 305-316. (In Russian). doi: 10.17816/PTORS42000.Bastone S.A., Re Cecconi E., Patirelis A., Ambrogi V. Incidence and impact of involuntary rib fracture after intercostal spreading for thoracotomy. Updates Surg. 2024;76(7):2549-2554. doi: 10.1007/s13304-024-01929-w.Huang B. A new suture technique avoids rib fractures and intercostal nerve trauma in thoracotomy. Thorac Cardiovasc Surg. 2014;62(8):728-729. doi: 10.1055/s-0033-1363939.Wilcox B., Mobbs R.J., Wu A.M., Phan K. Systematic review of 3D printing in spinal surgery: the current state of play. J Spine Surg. 2017;3(3):433-443. doi: 10.21037/jss.2017.09.01.Wang Y.T., Yang X.J., Yan B., Zeng T.H., Qiu Y.Y., Chen S.J. Clinical application of three-dimensional printing in the personalized treatment of complex spinal disorders. Chin J Traumatol. 2016;19(1):31-34. doi: 10.1016/j.cjtee.2015.09.009.Yang M., Li C., Li Y., Zhao Y., Wei X., Zhang G. et al. Application of 3D rapid prototyping technology in posterior corrective surgery for Lenke 1 adolescent idiopathic scoliosis patients. Medicine (Baltimore). 2015;94(8):e582. doi: 10.1097/MD.0000000000000582.Zhuang Y.D., Zhou M.C., Liu S.C., Wu J.F., Wang R., Chen C.M. Effectiveness of personalized 3D printed models for patient education in degenerative lumbar disease. Patient Educ Couns. 2019;102(10):1875-1881. doi: 10.1016/j.pec.2019.05.006.McLaughlin W.M., Donnelley C.A., Yu K., Gillinov S.M., Tuason D.A. Three-dimensional printing versus freehand surgical techniques in the surgical management of adolescent idiopathic spinal deformity. J Spine Surg. 2022;8(2):234-241. doi: 10.21037/jss-22-28.