Shoulder Arthrodesis: A New Technique

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background. The replacement of fusion by arthroplasty in terminal shoulder arthropathies has led to the emergence of cases contraindicated for revision arthroplasty. Performing fusion by traditional methods in such cases is extremely risky because of unfavorable conditions: absence of the humeral head, thinning of the metaphysis walls, and defects of the glenoid. Thus, the creation of a new shoulder fusion technique is necessary.

The study aimed to show the possibilities of a new shoulder fusion technique in treating arthroplasty complications and terminal shoulder arthropathies.

The surgical procedure includes the resection of the shoulder joint and internal fixation with a special device containing a scapular fork with four locking screws and a bone plate. The fork was put on the scapular spine from the side of its notch and was blocked by four tightening screws, which clamped the scapular spine in the fork. The bone plate fixed the diaphysis of the humerus. The fixator form set the scapulohumeral ratio for the formation of ankylosis in a functional position. Bone grafting was performed with a graft from the wing of the iliac bone according to the special technique after endoprosthesis removal or with the resected head of the humerus in case of arthrosis.

Conclusions. The developed technique can be used as a standard revision option for contraindications to shoulder arthroplasty and for any traditional indications for its fusion, such as oncological resections, consequences of open and gunshot trauma, lesions of the brachial plexus, and terminal arthropathies in persons engaged in heavy physical labor when it is impossible to change profession.

About the authors

Igor A. Voronkevich

Vreden National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Author for correspondence.
Email: dr_voronkevich@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0001-8471-8797

Dr. Sci. (Med.)

Russian Federation, 8, Akademika Baykova str., St. Petersburg, 195427

Alexander P. Varfolomeev

Vreden National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics

Email: doctor_varf@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7710-1024

Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, 8, Akademika Baykova str., St. Petersburg, 195427

Nikita I. Geraschenko

New Clinic ABIA

Email: gerashchenko@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-0781-4619

врач травматолог- ортопед

Russian Federation, St. Petersburg

References

  1. Shukla D.R., McAnany S., Kim J., Overley S., Parsons B.O. Hemiarthroplasty versus reverse shoulder arthroplasty for treatment of proximal humeral fractures: a meta-analysis. J Shoulder Elbow Surg. 2016;25(2):330-340. doi: 10.1016/j.jse.2015.08.030.
  2. Australian Orthopaedic Association National Joint Replacement Registry (AOANJRR). Hip, Knee & Shoulder Arthroplasty: 2020 Annual Report. Adelaide: AOA, 2020.
  3. Ненашев Д.В., Варфоломеев А.П., Майков С.В. Анализ отдаленных результатов эндопротезирования плечевого сустава. Травматология и ортопедия России. 2012;18(2):71-78. doi: 10.21823/2311-2905-2012--2-71-78. Nenashev D.V., Varfolomeev A.P., Maykov S.V. [Analysis of long-term results of shoulder arthroplasty] Travmatologiya i ortopediya Rossii [Traumatology and Orthopedics of Russia]. 2012;18(2):71-78. (In Russian). doi: 10.21823/2311-2905-2012--2-71-78.
  4. Доколин С.Ю., Варфоломеев А.П., Кузьмина В.И., Артюх В.А., Марченко И.В. Среднесрочные результаты реверсивного эндопротезирования у пациентов с артропатией плеча после массивного разрыва вращательной манжеты. Травматология и ортопедия России. 2018;24(2):7-18. doi: 10.21823/2311-2905-2018-24-2-7-18. Dokolin S.Yu., Varfolomeev A.P., Kuzmina V.I., Artyukh V.A., Marchenko I.V. [Outcomes of Reverse arthroplasty in patients with Shoulder arthropathy and Massive Rotator cuff Tear]. Travmatologiya i ortopediya Rossii [Traumatology and Orthopedics of Russia]. 2018;24(2):7-18. (In Russian). doi: 10.21823/2311-2905-2018-24-2-7-18.
  5. Майков С.В. Эволюция эндопротезирования плечевого сустава. Вестник травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова. 2020;27(1):84-90. doi: 10.17816/vto202027184-90. Maykov S.V. [Evolution of shoulder arthroplasty]. Vestnik travmatologii i ortopedii imeni N.N. Priorova [N.N. Priorov Journal of Traumatology and Orthopedics]. 2020;27(1):84-90. (In Russian). doi: 10.17816/vto202027184-90.
  6. Scalise J.J., Iannotti J.P. Glenohumeral arthrodesis after failed prosthetic shoulder arthroplasty. Surgical technique. J Bone Joint Surg Am. 2009;91 Suppl 2 Pt 1:30-37. doi: 10.2106/JBJS.H.01249.
  7. Gregory T., Hansen U., Taillieu F., Baring T., Brassart N., Mutchler C. et al. Glenoid loosening after total shoulder arthroplasty: an in vitro CT-scan study. J Orthop Res. 2009;27(12):1589-1595. doi: 10.1002/jor.20912.
  8. Dillon M.T., Page R.S., Graves S.E., Lorimer M.F., Prentice H.A., Harris J.E. et al. Early revision in anatomic total shoulder arthroplasty in osteoarthritis: a cross-registry comparison. Shoulder Elbow. 2020; 12(1 Suppl):81-87. doi: 10.1177/1758573219842168.
  9. Gauci M.O., Cavalier M., Gonzalez J.F., Holzer N., Baring T., Walch G. et al. Revision of failed shoulder arthroplasty: epidemiology, etiology, and surgical options. J Shoulder Elbow Surg. 2020;29(3):541-549. doi: 10.1016/j.jse.2019.07.034.
  10. González-Díaz R., Rodríguez-Merchán E.C., Gilbert M.S. The role of shoulder fusion in the era of arthroplasty. Int Orthop. 1997;21(3):204-209. doi: 10.1007/s002640050151.
  11. Воронкевич И.А., Варфоломеев А.П., Геращенко Н.И. Артродез плечевого сустава с использованием оригинального фиксатора. Актуальные проблемы травматологии и ортопедии: cборн. науч. статей посвящ. 110-летию РНИИТО им. Р.Р. Вредена. Санкт-Петербург; 2016. c. 40-46. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=28791371. Voronkevich I.A., Varfolomeev A.P., Gerashchenko N.I. [Arthrodesis of the shoulder joint using an original fixator]. [Actual problems of traumatology and orthopedics: collection of articles. scientific. articles dedicated. 110-th anniversary of the RNIITO them. R.R. Vreden]. St. Petersburg; 2016. р. 40-46. (In Russian) Available from: https://elibrary.ru/item.asp?id=28791371.
  12. Boyer P., Huten D., Alnot J.Y. [Bipolar shoulder prosthesis for rheumatoid arthritis with irreparable rotator cuff tear: results after 5 years’ follow-up]. Rev Chir Orthop Reparatrice Appar Mot. 2006;92(6):556-566. (In French).
  13. Alta T.D., Willems W.J. Once an arthrodesis, always an arthrodesis? J Shoulder Elbow Surg. 2016;25(2):232-237. doi: 10.1016/j.jse.2015.07.010.
  14. Dogger M.N., van Bemmel A.F., Alta T.D.W., van Noort A. Conversion to reverse shoulder arthroplasty fifty-one years after shoulder arthrodesis: A case report. World J Orthop. 2020;11(10):465-472. doi: 10.5312/wjo.v11.i10.465.
  15. Boileau P., Watkinson D.J., Hatzidakis A.M., Balg F. Grammont reverse prosthesis: design, rationale, and biomechanics. J Shoulder Elbow Surg. 2005;14 (1 Suppl S):147S-161S. doi: 10.1016/j.jse.2004.10.006.
  16. Wilde A.H., Brems J.J., Boumphrey F.R. Arthrodesis of the shoulder. Current indications and operative technique. Orthop Clin North Am. 1987;18(3):463-472.
  17. Moeini S., Rasmussen J.V., Salomonsson B., Domeij-Arverud E., Fenstad A.M., Hole R. et al. Reverse shoulder arthroplasty has a higher risk of revision due to infection than anatomical shoulder arthroplasty: 17 730 primary shoulder arthroplasties from the Nordic Arthroplasty Register Association. Bone Joint J. 2019;101-B(6):702-707. doi: 10.1302/0301-620X.101B6.BJJ-2018-1348.R1.
  18. Atlan F., Durand S., Fox M., Levy P., Belkheyar Z., Oberlin C. Functional outcome of glenohumeral fusion in brachial plexus palsy: a report of 54 cases. J Hand Surg Am. 2012;37(4):683-688. doi: 10.1016/j.jhsa.2012.01.012.
  19. Dimmen S., Madsen J.E. Long-term outcome of shoulder arthrodesis performed with plate fixation: 18 patients examined after 3-15 years. Acta Orthop. 2007;78(6):827-833. doi: 10.1080/17453670710014626.
  20. Rühmann O., Schmolke S., Bohnsack M., Flamme C., Wirth C.J. Shoulder arthrodesis: indications, technique, results, and complications. J Shoulder Elbow Surg. 2005;14(1):38-50. doi: 10.1016/j.jse.2004.05.008.
  21. Thangarajah T., Alexander S., Bayley I., Lambert S.M. Glenohumeral arthrodesis for the treatment of recurrent shoulder instability in epileptic patients. Bone Joint J. 2014;96-B(11):1525-1529. doi: 10.1302/0301-620X.96B11.33754.
  22. Diaz J.A., Cohen S.B., Warren R.F., Craig E.V., Allen A.A. Arthrodesis as a salvage procedure for recurrent instability of the shoulder. J Shoulder Elbow Surg. 2003;12(3): 237-241. doi: 10.1016/s1058-2746(02)86883-5.
  23. Tomaino M.M. Scapulohumeral arthrodesis for post-traumatic proximal humeral loss using vascularized fibular transplantation and allograft bone. J Reconstr Microsurg. 2000;16(5):335-340. doi: 10.1055/s-2000-7342.
  24. Chammas M., Goubier J.N., Coulet B., Reckendorf G.M., Picot M.C., Allieu Y. Glenohumeral arthrodesis in upper and total brachial plexus palsy. A comparison of functional results. J Bone Joint Surg Br. 2004;86(5):692-695. doi: 10.1302/0301-620x.86b5.13549.
  25. Zsoldos C.M., Basamania C.J., Bal G.K. Shoulder fusion after a self-inflicted gunshot wound: an injury pattern and treatment option. Bone Joint J. 2013;95-B(6):820-824. doi: 10.1302/0301-620X.95B6.31447.
  26. Mimata Y., Nishida J., Sato K., Suzuki Y., Doita M. Glenohumeral arthrodesis for malignant tumor of the shoulder girdle. J Shoulder Elbow Surg. 2015;24(2):174-178. doi: 10.1016/j.jse.2014.05.023.
  27. Porcellini G., Savoie F.H. 3rd, Campi F., Merolla G., Paladini P. Arthroscopically assisted shoulder arthrodesis: is it an effective technique? Arthroscopy. 2014;30(12):1550-1556. doi: 10.1016/j.arthro.2014.06.026.
  28. Lenoir H., Williams T., Griffart A., Lazerges C., Chammas M., Coulet B. et al. Arthroscopic arthrodesis of the shoulder in brachial plexus palsy. J Shoulder Elbow Surg. 2017;26(5):e115-e121. doi: 10.1016/j.jse.2016.09.040.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. The location of the fixator on the bone and the coverage of the scapular spine with locking screws on a training plastic bones: а — general view; b — view from the scapular spine; c — side view

Download (81KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Patient’s position “the beach chair” for shoulder fusion: a — general view; b — the operating field includes all of the scapula and provides approach to the scapular spine; c — palpation of the scapular spine in correct positioning; d — the fork placement; e — fork screw-locking to the scapular spine; f — setting the correct rotation, when the hand of the operated arm reaches the patient’s nose

Download (190KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Patient’s position “on the intact side”: a — convenience of bone harvesting from iliac wing; b — palpation for planning approach to the spine of the scapula; c — visualization of the scapular branch of the “The Camerton” for it’s screw locking; d — convenience of inserting screws into the plate

Download (151KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Consolidation quality following arthrodesis for recurrent dislocations after the revision reverse endoprosthesis (7 years of anatomical endoprosthesis survival and 4 years after the reverse shoulder endoprosthesis complicated by recurrent dislocations): а — CT in frontal section; b — CT scan — 3D reconstruction, frontal view

Download (33KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2022 Voronkevich I.A., Varfolomeev A.P., Geraschenko N.I.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».