MEDICAL DEVICES

Clinical testing as a bridge between science and practice: ten years of experience and development prospects

Author information

1 — Federal State Budgetary Institution “National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics named after R.R. Vreden” of the Ministry of Health of the Russian Federation, 8, Akademika Baykova str., St. Petersburg, 195427, Russian Federation.

2 — Federal State Budgetary Institution “National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics named after R.R. Vreden” of the Ministry of Health of the Russian Federation, 8, Akademika Baykova str., St. Petersburg, 195427, Russian Federation.

3 — Federal State Budgetary Institution “National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics named after R.R. Vreden” of the Ministry of Health of the Russian Federation, 8, Akademika Baykova str., St. Petersburg, 195427, Russian Federation.

4 — Federal State Budgetary Institution “Center for Healthcare Quality Assessment and Control” of the Ministry of Health of the Russian Federation, 6/20, bld. 2, Pokrovsky blv., Moscow, 109028, Russian Federation.

5 — Federal State Budgetary Institution “National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics named after R.R. Vreden” of the Ministry of Health of the Russian Federation, 8, Akademika Baykova str., St. Petersburg, 195427, Russian Federation.

6 — Federal State Budgetary Institution “National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics named after R.R. Vreden” of the Ministry of Health of the Russian Federation, 8, Akademika Baykova str., St. Petersburg, 195427, Russian Federation.

7 — Federal State Budgetary Institution “National Medical Research Center of Traumatology and Orthopedics named after R.R. Vreden” of the Ministry of Health of the Russian Federation, 8, Akademika Baykova str., St. Petersburg, 195427, Russian Federation.

Published: 27.04.2026

In modern traumatology and orthopedics, revision hip arthroplasty for extensive bone defects remains one of the most complex clinical situations. The frequency of detection of defects of types 3A and 3B according to the classification of W. Paprosky among patients referred for repeated surgical interventions reaches high percentages in specialized centers. The use of standard serial revision systems in such conditions often does not provide primary mechanical stability, which naturally leads to an increased risk of aseptic loosening, implant fractures, infectious complications and, as a consequence, repeated revisions. [1–7].

A promising alternative that has been actively developing over the past decade is personalized implant manufactured using additive technologies (3D printing) based on the patient's CT scan data. Such designs allow for the reproduction of the shape and size of the defect with high anatomical accuracy, ensuring optimal primary stability, stimulating osseointegration due to porous structures, and achieving a functionally acceptable result in situations where traditional methods are not effective enough. [8, 9].

Keywords: domestic medical devices, traumatology, orthopedics, revision hip arthroplasty, personalized implant, additive technologies, innovative technologies

Background.

Развитие направления дорогостоящего персонализированного эндопротезирования в Российской Федерации стало возможным благодаря внедрению в практику протоколов клинической апробации, разработанных в НМИЦ травматологии и ортопедии им. Р.Р. Вредена при методической поддержке ФГБУ «Центр экспертизы и контроля качества медицинской помощи» Минздрава России и утвержденных Министерством здравоохранения Российской Федерации. Клиническая апробация представляет собой регламентированную процедуру оценки эффективности и безопасности новых методов лечения в условиях ограниченной выборки пациентов при строгом этическом контроле, вместе с тем позволяющей обеспечить достоверность получаемых результатов. Ее ключевая цель – создание доказательной базы, достаточной для последующего включения метода в клинические рекомендации и систему государственных гарантий.

Знаковым является тот факт, что в прошлом году исполнилось 10 лет с момента запуска этого механизма в отечественном здравоохранении. За десятилетие клиническая апробация доказала свою состоятельность как эффективный инструмент «быстрого» перехода от лабораторного образца или научной гипотезы к реальной медицинской помощи.

Первый российский опыт: от единичной операции до системного подхода

На базе Национального медицинского исследовательского центра травматологии и ортопедии им. Р.Р. Вредена в 2015 году была выполнена первая в России операция с имплантацией индивидуального вертлужного компонента, изготовленного методом 3D-печати. Пациент имел выраженный посттравматический дефект костной ткани (3B по классификации W. Paprosky) со сложной деформацией вертлужной впадины в условиях неудачного первичного эндопротезирования.

Индивидуальный имплантат был спроектирован с учетом уникальной анатомии дефекта и напечатан из титанового сплава методом селективного лазерного плавления. (рис.1)

Уже в 2016 году был инициирован и утвержден первый профильный протокол клинической апробации, который четко определил показания к применению метода: наличие выраженных костных дефектов, невозможность использования стандартных ревизионных систем, ожидаемая эффективность от применения индивидуальной конструкции по данным предоперационного компьютерного моделирования (рис. 2) Протокол также регламентировал критерии исключения (активный инфекционный процесс, некомпенсированная соматическая патология, отказ пациента). Ключевое обстоятельство, позволившее столь быстро начать клиническое применение, заключается в юридическом статусе изделия: поскольку имплантат изготавливался индивидуально для каждого пациента и к нему предъявлялись специальные требования в соответствии с назначением, выданным медицинским работником, он подпадал под норму Соглашения о единых принципах и правилах обращения медицинских изделий (изделий медицинского назначения и медицинской техники) в рамках Евразийского экономического союза и не требовал регистрации уполномоченным органом. [10].

Это дало возможность проводить операции уже в 2015 году, минуя длительные регистрационные процедуры, исключительно на основании разрешения этического комитета в рамках утвержденного протокола апробации.

Организационная кооперация и технологическая цепочка

В рамках апробации была выстроена эффективная кооперация между медицинским учреждением и отечественными биоинжиниринговыми компаниями, обладающими мощностями для аддитивного производства. Отработана полная технологическая цепочка: проведение КТ-исследования с тонкими срезами, сегментация костных структур, 3D-моделирование дефекта и имплантата, инженерный анализ прочности, изготовление методом послойного лазерного спекания, финишная обработка, стерилизация и доставка в операционную. Важным достижением стало значительное сокращение среднего срока изготовления – с первоначальных 6–8 недель до 14–21 дня на текущий момент. Такое ускорение стало возможным благодаря созданию Центра компетенции с обязательным привлечением оперирующего хирурга и оптимизации процессов передачи данных, внедрению автоматизированных алгоритмов построения имплантата и использованию высокопроизводительных 3D-принтеров.

Результаты клинической апробации: безопасность и эффективность

Параллельно с накоплением клинического опыта проводились сравнительные исследования. В контрольную группу вошли пациенты, оперированные с применением стандартных ревизионных систем в том же центре. Группы были сопоставимы по возрасту, полу, индексу коморбидности и исходной степени дефекта.

Результаты подтвердили значительное снижение частоты послеоперационных осложнений при использовании персонализированных конструкций, а данные клинико-экономического анализа с использованием модели Маркова продемонстрировали, что, несмотря на более высокую стоимость индивидуального имплантата (в среднем на 40–50% дороже стандартного ревизионного набора), суммарные затраты на одного пациента при выраженном костном дефекте в горизонте трех лет оказались на 18–22% ниже за счет сокращения числа повторных ревизий, меньшей длительности стационарного лечения осложнений и более ранней реабилитации.[11]

Легитимизация метода: от апробации к клиническим рекомендациям и тарифу ОМС

Накопленный клинический опыт, подкрепленный данными наблюдения за более чем 200 пациентами, позволил включить метод в клинические рекомендации по коксартрозу в раздел «хирургическое лечение» – эндопротезирование в особо сложных случаях (утверждены в 2024 году) (рис. 3).

В 2025 году был утвержден новый вид высокотехнологичной медицинской помощи (профиль 16.00.80.002) «Ревизионное эндопротезирование суставов с использованием индивидуальных конструкций, изготовленных с применением аддитивных 3D-технологий» с установлением специализированного тарифа. Таким образом, клиническая апробация выполнила свою интегративную функцию: персонализированные аддитивные технологии легитимизированы и стали доступны широкому кругу пациентов на всей территории Российской Федерации. Юридическая конструкция самого механизма апробации зарекомендовала себя как полностью состоятельная для решения задач, связанных с индивидуальными медицинскими изделиями (рис. 4).

Серийные медицинские изделия: существующий порядок и неиспользованные возможности

Вместе с тем, анализируя десятилетний опыт применения клинической апробации, представляется целесообразным обратить внимание на смежную область – оценку серийных медицинских изделий, разрабатываемых в рамках научно-исследовательских работ в тех же научных клиниках. Под серийным изделием понимается конструкция, которая в перспективе может выпускаться стандартизированными партиями для неопределенного круга пациентов. Примерами являются оригинальная модель эндопротеза, пластины для остеосинтеза, интрамедуллярные фиксаторы с измененной геометрией.

В отличие от индивидуального имплантата, для вывода серийного изделия на рынок необходима государственная регистрация в Росздравнадзоре. При этом значительная часть серийных медицинских изделий регистрируется в Российской Федерации по варианту сравнения (биоэквивалентности или технической аналогии) без проведения клинических испытаний на человеке. Такая процедура допускается, если заявляемое изделие признается существенно эквивалентным уже зарегистрированному аналогу по техническим характеристикам, биосовместимости, предполагаемому применению и принципу действия. Регистрационное удостоверение выдается на основании результатов технических испытаний, токсикологических исследований, оценки эксплуатационной документации – но без единого случая имплантации человеку. И только после получения регистрационного удостоверения изделие впервые попадает в клиническую практику, что создает риск выявления нежелательных эффектов уже на этапе широкого применения.

Доклинические исследования – механические испытания на образцах (статическая и циклическая нагрузка, износ, коррозионная стойкость), эксперименты на животных, компьютерное моделирование методом конечных элементов – являются необходимой, но не всегда достаточной основой для прогнозирования поведения имплантата в организме человека. Различия в костном ремоделировании, иммунном ответе, характере реальных биомеханических нагрузок (особенно при движении с неконтролируемой амплитудой) и сроках остеоинтеграции могут приводить к тому, что результаты, полученные на животных моделях, не в полной мере воспроизводятся у человека.

В этой связи возникает вопрос: возможно ли создать дополнительный, факультативный этап оценки серийных изделий, который позволял бы до начала дорогостоящих регистрационных процедур получить первые данные о безопасности и предварительной эффективности на ограниченной группе добровольцев? Такой подход мог бы снизить риски как для пациентов (выявление потенциально неудачных конструкций до их широкого применения), так и для разработчиков (минимизация финансовых потерь в случае отрицательных результатов, возможность своевременной модификации изделия).

Действующие правовые ограничения и обоснование предложения

В настоящее время действующее законодательство не предусматривает для серийных медицинских изделий возможности проведения ограниченных клинических исследований на человеке после завершения доклинической фазы, но до подачи заявки на регистрацию. После создания опытных образцов в рамках научно-исследовательской работы в клинике, обладающей высоким хирургическим и научным потенциалом, исследователи не могут имплантировать эти образцы небольшой группе пациентов (5–10 человек) с разрешения этического комитета и ученого совета, поскольку для серийного изделия это требует регистрационного удостоверения. Единственный легальный путь – сразу выходить на полноценные клинические испытания в рамках регистрации, что предполагает значительные финансовые затраты и длительные сроки. На этапе опытного образца, когда еще отсутствует промышленный партнер и не подтверждена клиническая значимость конструкции, такие затраты могут быть трудновыполнимыми для академических коллективов. В результате ряд перспективных отечественных разработок не достигает стадии регистрации, оставаясь на уровне лабораторных прототипов, что замедляет технологическое развитие медицинской промышленности.

Предложение о введении дорегистрационных клинических испытаний (малой серии)

Учитывая успешный опыт клинической апробации индивидуальных изделий, представляется оправданным обсуждение возможности введения для серийных медицинских изделий понятия «дорегистрационные клинические испытания» (или клинические испытания малой серии). Такой инструмент мог бы быть реализован следующим образом:

  1. Условия проведения: научная медицинская организация, имеющая лицензию на медицинскую деятельность, аккредитованный этический комитет, опыт проведения НИР и необходимую материально-техническую базу (операционные, оборудование для послеоперационного наблюдения).
  2. Основание: положительные результаты доклинических исследований (механические, токсикологические, на животных), подтвержденные отчетами аккредитованных лабораторий.
  3. Объем: имплантация опытных образцов ограниченному числу пациентов (например, от 5 до 20) с целью оценки первичной безопасности (частота нежелательных явлений, отсутствие ранних миграций, реакций отторжения) и предварительной эффективности.
  4. Регулирование: проведение на базе одной клиники, финансирование за счет грантов, программ НИР или собственных средств разработчика, без требования регистрационного удостоверения. Достаточно разрешения этического комитета, ученого совета и информированного согласия пациента.
  5. Отличие от полноценных регистрационных испытаний: такие исследования не заменяют последующих исследований для регистрации. Их результат – научный отчет, который может служить обоснованием для принятия решения: либо запускать многоцентровые регистрационные испытания (если данные обнадеживающие), либо возвращаться к доработке конструкции (если выявлены существенные недостатки), либо прекратить разработку (при серьезных проблемах безопасности).

Потенциальные преимущества и нормативная реализация

Введение такого дополнительного этапа не потребовало бы кардинальной перестройки нормативной базы, а лишь дополнило бы ее, создав «мягкий» переход от доклинических исследований к полноценным регистрационным испытаниям. Это особенно актуально для изделий, разрабатываемых в академических и университетских клиниках, где инновационный потенциал высок, а финансовые ресурсы для масштабных регистрационных исследований ограничены. Кроме того, дорегистрационные испытания позволили бы на раннем этапе выявлять конструкции с неблагоприятным профилем безопасности, предотвращая их выход на рынок и потенциальный вред для пациентов. Также они могли бы способствовать развитию отечественного медицинского приборостроения, снижая барьеры для малых инновационных предприятий и стартапов.

Conclusion.

Резюмируя, следует отметить, что клиническая апробация, отметившая в 2025 году свое десятилетие, продемонстрировала высочайшую эффективность в качестве интегративного механизма, обеспечившего легитимизацию аддитивных технологий в отечественной травматологии и ортопедии. Персонализированные имплантаты, созданные методом 3D-печати, прошли путь от первой экспериментальной операции до утверждения отдельного вида высокотехнологичной медицинской помощи. Этот успех стал возможен благодаря гибкости правового режима, который позволил проводить клиническую оценку индивидуальных изделий без предварительной регистрации, под контролем этического комитета.

Вместе с тем, оглядываясь на десятилетний опыт, представляется целесообразным рассмотреть возможность распространения логики клинической апробации (ограниченное применение на небольшой группе пациентов под контролем этического комитета) на серийные медицинские изделия на этапе опытных образцов – в формате дорегистрационных клинических испытаний малой серии. Такое дополнение могло бы стать следующим шагом в развитии регуляторной среды, способствуя более плавному и безопасному переходу научных разработок в реальную клиническую практику, сохраняя при этом все завоевания существующей системы клинической апробации. Дальнейшее обсуждение этого предложения с участием представителей Росздравнадзора, научного сообщества и профильных ассоциаций может привести к выработке сбалансированного и юридически выверенного решения, которое ускорит внедрение отечественных инноваций без ущерба для безопасности пациентов.

  1. Revision Total Hip Arthroplasty – What Are We to Expect? / I.I. Shubnyakov, A.A. Korytkin, A.O. Denisov et al. // Travmatologiya i ortopediya Rossii (Traumatology and Orthopedics of Russia). – 2025. – Vol. 31, No. 2. – P. 132–152. – DOI 10.17816/2311-2905-17697. (In Russian).
  2. Paprosky type 3B acetabular defects: uniform pattern or spectrum of variants? / A.N. Kovalenko, R.M. Tikhilov, A.A. Dzhavadov et al. // Travmatologiya i ortopediya Rossii (Traumatology and Orthopedics of Russia). – 2025. – Vol. 31, No. 4. – P. 5–14. – DOI 10.17816/2311-2905-17736. (In Russian).
  3. Early outcomes of using custom-made augments in revision total hip arthroplasty / R.M. Tikhilov, A.A. Dzhavadov, A.S. Demin [et al.] // International Orthopaedics. – 2022. – DOI 10.1007/s00264-022-05489-9.
  4. Volokitina E.A., Habib M.S. Total hip replacement in cases of acetabular bone defects and deformations (review). Ural`skij medicinskij zhurnal (Ural Medical Journal). 2018; (1): 56–63. (In Russian).
  5. Paprosky W., Sporer S., O’Rourke M.R. The treatment of pelvic discontinuity with acetabular cages. Clin Orthop Relat Res. 2006; (453): 183–187. DOI: 10.1097/01.blo.0000246530.52253.7b.
  6. Paprosky W.G., Perona P.G., Lawrence J.M. Acetabular defect classification and surgical reconstruction in revision arthroplasty. A 6-year follow-up evaluation. J. Arthroplasty. 1994, 9, (1): 33–44.
  7. Kaminsky A.V., Marchenkova L.O., Pozdnyakov A.V. Revision hip replacement: epidemiology, causes, risk factors (review of foreign literature) // Bulletin of Traumatology and Orthopedics N.N. Priorov (Vestnik travmatologii i ortopedii im. N. N. Priorova). 2015. Vol. 22, No. 2., P. 83–89.) (In Russian).
  8. What characteristics of the acetabular defect influence the choice of the acetabular component during revision hip arthroplasty? / R.M. Tikhilov, A.A. Dzhavadov, A.N. Kovalenko et al. // Travmatologiya i ortopediya Rossii (Traumatology and Orthopedics of Russia). – 2020. – Vol. 26, No. 2. – P. 31–49. – DOI 10.21823/2311-2905-2020-26-2-31-49. (In Russian).
  9. Tikhilov R.M., Shubnyakov I.I., Denisov A.O. Classifications of acetabular defects: do they provide an objective evidence for complexity of revision hip joint arthroplasty? (Critical literature review and own cases). Travmatologiya i ortopediya Rossii (Traumatology and Orthopedics of Russia). 2019. Vol. 25. (1): 122–141. DOI: 10.21823/23112905-2019-25-1-122-141 (In Russian).
  10. On Unified Principles and Rules for Medical Devices (Medical Products and Medical Equipment) Circulation within the Eurasian Economic Union (Concluded in Moscow on 23.12.2014) (as amended on 13.02.2023)] (In Russian).
  11. Cost-effectiveness analysis of custom-made and serial acetabular components in revision hip arthroplasty / R.M. Tikhilov, A.A. Dzhavadov, A.O. Denisov et al. // Genij Ortopedii. – 2022. – Vol. 28, No. 2. – P. 234–240. – DOI 10.18019/1028-4427-2022-28-2-234-240. (In Russian).