Способ проведения операции по устранению дефекта нижней челюсти костным трансплантатом

Изобретение относится к медицине, а именно к челюстно-лицевой хирургии, и может быть использовано при замещении врожденных и приобретенных дефектов нижней челюсти, возникших в результате недоразвития лицевого скелета, оперативных вмешательств по поводу новообразований и травматических повреждений нижней челюсти. Предложен способ проведения операции по устранению дефекта нижней челюсти костным трансплантатом с использованием хирургических шаблонов с направляющими каналами для сверления отверстий под винты, включающий изготовление стереолитографической модели, изгибание реконструктивной пластины, отличающийся тем, что включает в себя изготовление стереолитографической модели нижней челюсти с трансплантатом в дефекте, изгибание реконструктивной пластины по стереолитографической модели, прикрепление изогнутой пластины к стереолитографической модели, сканирование стереолитографической модели в компьютерном томографе (КТ) с последующей реконструкцией в 3D-программах, создание трехмерной модели, определение положения отверстий в реконструктивной пластине, при создании хирургических шаблонов трансляцию данных о положении винтов на шаблоны, в этих позициях в шаблонах создают направляющие каналы, в ходе этого определяют толщину кости в местах, где будут размещены винты, при сверлении отверстий в трансплантате по шаблону сразу же после сверления и до снятия шаблона устанавливают позиционирующие винты, на винты одевают изогнутые заранее реконструктивные пластины, после позиционирующие винты снимают по одному, на место позиционирующих винтов устанавливают постоянные винты, фиксирующие реконструктивную пластину к трансплантату. Изобретение обеспечивает точность размещения трансплантата при проведении лице-челюстной операции. 16 ил.

 

Область техники: изобретение относится к медицине, а именно к челюстно-лицевой хирургии, и может быть использовано при замещении врожденных и приобретенных дефектов нижней челюсти, возникших в результате недоразвития лицевого скелета, оперативных вмешательств по поводу новообразований и травматических повреждений нижней челюсти.

Нижняя челюсть - единственная подвижная и самая массивная кость лицевого скелета, является опорой и местом прикрепления различных групп мышц. Имея сложную анатомическую форму, она играет одну из основных ролей в обеспечении функций жевания, глотания, артикуляции и дыхания. При восстановлении непрерывности нижней челюсти необходимо максимально точно восстановить ее утраченный участок. Любое отличие длины трансплантата дает асимметрию лица, нарушение прикуса, нарушение функции височно-нижнечелюстных суставов. Неправильное положение траснпалантата может сделать невозможным последующее протезирование зубов.

Известен аналог, направленный на решение задачи создания шаблона для установки зубных имплантатов - способ изготовления направляющего шаблона для установки зубных имплантантов (патент РФ №2400178, МПК A61C 8/00, от 11.08.2009 г.), заключающийся в том, что проводят компьютерную томографию (КТ) челюстей или челюсти, на которой будет осуществляться имплантация, на основании полученных данных создают трехмерную виртуальную модель челюстей или челюсти, проводят оптическое сканирование зубного ряда, или зубных рядов, либо их гипсовых моделей, получая виртуальные модели зубных рядов и десен, полученные по результатам томографии и оптического сканирования модели совмещают в виртуальном пространстве, полученную модель дополняют проекцией расположения будущих искусственных зубов протеза, для чего используют банк данных искусственных зубов либо используют рентгеноконтрастные прототипы зубных протезов, которые устанавливаются в полости рта перед проведением КТ, на основании таким образом полученной модели выполняют проектирование положения в кости имплантата, затем с учетом спроектированного положения имплантата, а также данных сканирования зубных рядов и десен осуществляют проектирование деталей направляющего шаблона, который состоит из направляющих шахт, соединяющей их балки и опорных элементов, после чего изготавливают шаблон, при этом направляющая шахта может непосредственно опираться на кость, располагаться на уровне десны, либо внедряться в нее на некоторую, произвольно заданную глубину. При наличии естественных зубов направляющий шаблон может опираться на зубы, при этом дополнительно проектируются колпачки, повторяющие форму зубов, которые соединяют с балкой.

Существенным недостатком данного аналога является высокая погрешность при позиционировании имплантатов, поскольку компьютерная модель строится по результатам сканирования зубного ряда без учета последующего расположения зубного протеза, а также из-за того, что предполагается использовать банк данных искусственных зубов либо рентгеноконтрастные прототипы зубных протезов, которые устанавливаются в полости рта перед проведением КТ. Упоминаемый банк данных не может охватить всех возможных индивидуальных особенностей конкретного пациента.

Кроме того, проектирование и изготовление специального направляющего одноразового шаблона усложняет реализацию способа и также приводит к увеличению погрешности при позиционировании и установке имплантатов.

Известен аналог, являющийся наиболее близким к заявляемому изобретению Patient Specific Plate For Mandible (компания DePuy Synthes) (сайт: http://synthes.vo.llnwd.net/o16/LLNWMB8/US%20Mobile/Synthes%20North%20America/Product%20Support%20Materials/Technique%20Guides/MXTGPSPMandibleJ11954A.pdf). Аналог предлагает индивидуальное решение. При использовании аналога могут быть определены заранее отверстия для винтов, фиксирующих индивидуальную реконструктивную пластину, наклон винтов, и, таким образом, можно избежать повреждение нижнего альвеолярного нерва, проходящего внутри нижней челюсти в нижнечелюстном канале, можно избежать повреждения корней зубов, избежать помех размещения дентальных имплантатов в будущем, определить длину винтов. При использовании программы PROPLAN CMF для планирования реконструктивной операции возможно изготовление хирургических шаблонов, в которых имеются отверстия для сверления, точно соответствующие положению отверстий в индивидуальной реконструктивной пластине, что позволяет выполнять операцию быстро, точно перенося виртуальный план в операционное поле. Другими словами, использование таких шаблонов позволяет разместить индивидуальную реконструктивную пластину точно в соответствии с планом, повышая точность операции и уменьшая ее длительность.

Однако есть и недостатки продукта: для производства продукта требуется трехмерный принтер, печатающий из титана, во время операции требуется использование инструментов только определенной фирмы (Швейцария). Данное решение не предусматривает использование «позиционирующих винтов», т.е. после сверления отверстий для винтов в трансплантате и снятии шаблона, локализовать эти самые отверстия крайне затруднительно в мышечной манжете, покрывающей трансплантат.

При выполнении операции без упомянутой выше индивидуальной реконструктивной пластины пластины могут быть изогнуты до операции по стереолитографической модели нижней челюсти пациента с трансплантатом в дефекте. Однако в ходе операции повторить положение пластин точно невозможно, так как отсутствуют ориентиры, доступные на стереолитографической модели: трансплантат покрыт по мышечной манжете (реваскуляризированный трансплантат - кость с магистральным сосудом, от которого отходят более мелкие сосуды, питающие трансплантат. Эти сосуды проходят в мышечной манжете, окружающей кость. По этой причине при заборе трансплантата на кости оставляют около 2 мм мышечную манжету, в которой проходят сосуды, кровоснабжающие кость). Кроме этого, крепить фрагменты трансплантата к реконструктивной пластине приходится последовательно: один фрагмент за другим. Это усложняет процесс, так как целостной картины в этот момент нет, в отличие от стереолитографической модели, где все фрагменты (нижняя челюсть, части трансплантата) собраны вместе.

До настоящего момента еще ни разу стандартные реконструктивные пластины после их изгибания по стереолитографической модели не крепили к этой самой модели, а затем сканировали ее в КТ сканере или 3D сканере с тем, чтобы получить виртуальную модель нижней челюсти с трансплантатом в дефекте (модель нижней челюсти с дефектом, а в этом дефекте модель трансплантата) и реконструктивными пластинами/ой на модели. Это позволяет получить все преимущества индивидуальной реконструктивной пластины (PATIENT SPECIFIC PLATE FOR MANDIBLE (DePuy Synthes) и при этом получены дополнительные преимущества: титановый трехмерный принтер не нужен, могут быть использованы любые наборы реконструктивных пластин.

При применении заявленного изобретения обеспечивается технический результат, выраженный в точности размещения трансплантата при проведении лице-челюстной операции, достигнута доступность материалов для проведения операции ввиду отсутствия необходимости применения титановых пластин.

Данный результат достигается с применением способа проведения операции по устранению дефекта нижней челюсти костным трансплантатом с использованием хирургических шаблонов с направляющими каналами для сверления отверстий под винты, включающего изготовление стереолитографической модели, изгибание реконструктивной пластины, отличающегося тем, что включает в себя изготовление стереолитографической модели нижней челюсти с трансплантатом в дефекте, изгибание реконструктивной пластины по стереолитографической модели, прикрепление изогнутой пластины к стереолитографической модели, сканирование стереолитографической модели в компьютерном томографе (КТ) с последующей реконструкцией в 3D программах, создание трехмерной модели, определение положения отверстий в реконструктивной пластине, при создании хирургических шаблонов трансляцию данных о положении винтов на шаблоны, в этих позициях в шаблонах создают направляющие каналы, в ходе этого определяют толщину кости в местах, где будут размещены винты, при сверлении отверстий в трансплантате по шаблону сразу же после сверления и до снятия шаблона устанавливают позиционирующие винты, на винты одевают изогнутые заранее реконструктивные пластины, после позиционирующие винты снимают по одному, на место позиционирующих винтов устанавливают постоянные винты, фиксирующие реконструктивную пластину к трансплантату.

Изобретение поясняется следующими чертежами:

Фиг. 1 Трехмерная компьютерная модель нижней челюсти с трансплантатом в дефекте;

Фиг. 2 Изгибание реконструктивной титановой пластины 1 по стереолитографической модели. Фиксация пластины к пластиковой модели винтами 2;

Фиг. 3 Сканирование пластиковой модели черепа с прикрепленными к ней пластинами на компьютерном томографе;

Фиг. 4 Сканирование пластиковой модели черепа с прикрепленными к ней пластинами на 3D-сканере;

Фиг. 5 Создание трехмерной компьютерной модели пластиковой модели нижней челюсти с фиксированными (прикрепленными) к ней реконструктивными пластинами по данным, полученным при сканировании модели;

Фиг. 6 Определение положения и направления внутрикостных винтов для фиксации реконструктивных пластин;

Фиг. 7 Трансляция данных о положении фиксирующего винта на хирургический шаблон-накладку и создание в этих местах направляющих каналов (отмечены стрелками);

Фиг. 8 Диаметр направляющего канала в хирургическом шаблоне-накладке гайды из набора для сверления из набора Transbuccal Instruments 2, 4 (Synthes, Швейцария);

Фиг. 9 Определение толщины кости и длины фиксирующих винтов на трехмерной компьютерной модели нижней челюсти;

Фиг. 10 Определение длины фиксирующих винтов на трехмерной физической модели нижней челюсти;

Фиг. 11 Установка позиционирующего винта сразу после сверления отверстия по шаблону;

Фиг. 12 Шляпка позиционирующего винта меньше отверстия в реконструктивной пластине;

Фиг. 13, 14 Использование позиционирующего винта 1 для правильного размещения реконструктивной пластины на трансплантате и определения положения просверленных отверстий для фиксирующих винтов;

Фиг. 15 Размещение реконструктивной пластины на трансплантате по позиционирующему винту;

Фиг. 16 Установка винта, фиксирующего реконструктивную пластину, ориентируясь на положение позиционирующего винта.

Схема применения заявленного изобретения:

После проведения виртуального хирургического планирования необходимо изготовить стереолитографическую модель нижней челюсти с трансплантатом в дефекте (Фиг. 1). По стереолитографической модели изогнуть имеющуюся в наличие реконструктивную пластину (Фиг. 2). Изогнутые пластины прикрепить к стереолитографической модели: по два винта. Сканировать стереолитографическую модель с пластинами в КТ или 3D сканере (Фиг. 3, 4). Из полученных данных создать трехмерную модель. Определить положения и направления внутрикостных винтов для фиксации реконструктивных пластин (Фиг. 5). Определить положение отверстий в реконструктивной пластине, их наклон (Фиг. 6). Трансляция данных о положении фиксирующего винта на хирургический шаблон-накладку и создание в этих местах направляющих каналов (отмечены стрелками на фиг. 6) для резекции и остеотомии трансплантата. В этих позициях в шаблонах создать отверстия, которые и будут направлять сверло в нужное положение и придавать ему нужный наклон. В ходе этого определить толщину кости в местах, где будут размещены фиксирующие винты.

При сверлении отверстий в трансплантате по шаблону, сразу же после сверления и до снятия шаблона установить «позиционирующие винты». «Позиционирующий винт» - стандартный винт, шляпка которого по окружности опилена таким образом, чтобы винт проходил через отверстие реконструктивной пластины. После снятия шаблона, в трансплантате остаются «позиционирующие винты», которые и являются ориентиром для размещения реконструктивной пластины в правильном положении. Реконструктивная пластина одевается на винты. После чего каждый винт поочередно выкручивается и на его место устанавливается постоянный винт.

Операции с применением заявляемого изобретения проводились в 2017 году коллективом авторов. Все построения трехмерных моделей осуществлялись в программах Mimics и Magics фирмы Materialise (Бельгия), однако может быть применена любая программа для трехмерного компьютерного проектирования (общее название CAD/CAM).

Способ проведения операции по устранению дефекта нижней челюсти костным трансплантатом с использованием хирургических шаблонов с направляющими каналами для сверления отверстий под винты, включающий изготовление стереолитографической модели, изгибание реконструктивной пластины, отличающийся тем, что включает в себя изготовление стереолитографической модели нижней челюсти с трансплантатом в дефекте, изгибание реконструктивной пластины по стереолитографической модели, прикрепление изогнутой пластины к стереолитографической модели, сканирование стереолитографической модели в компьютерном томографе (КТ) с последующей реконструкцией в 3D-программах, создание трехмерной модели, определение положения отверстий в реконструктивной пластине, при создании хирургических шаблонов трансляцию данных о положении винтов на шаблоны, в этих позициях в шаблонах создают направляющие каналы, в ходе этого определяют толщину кости в местах, где будут размещены винты, при сверлении отверстий в трансплантате по шаблону сразу же после сверления и до снятия шаблона устанавливают позиционирующие винты, на винты одевают изогнутые заранее реконструктивные пластины, после позиционирующие винты снимают по одному, на место позиционирующих винтов устанавливают постоянные винты, фиксирующие реконструктивную пластину к трансплантату.