Способ визуализации индивидуализированной модели имплантата для замещения костных дефектов челюстей
Владельцы патента RU 2720167:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный медицинский университет имени академика Е.А. Вагнера" Министерства здравоохранения Российской Федерации (RU)
Изобретение относится к медицине. Способ визуализации индивидуализированной модели имплантата для замещения костных дефектов челюстей включает определение размеров зоны дефекта с последующим моделированием имплантата и заключается в создании компьютерной модели имплантата, соизмеримой с изучаемым костным дефектом, основу которой составляет гранецентрированная кубическая решетка кристалла. В полученную компьютерную ячеистую модель имплантата вводят опорные элементы под ортопедические конструкции и элементы для фиксации, затем произведенную компьютерную модель ячеистого имплантата помещают в имеющийся дефект кости челюсти в 3D-мерном изображении для подтверждения ее анатомической формы и соизмерности; далее полученную модель в формате STL методом прототипирования преобразуют в ячеистый имплантат из титана ВТ-5. Технический результат заключается в увеличении точности моделирования формы и размеров заменяемого органа и предупреждении осложнений, в том числе отторжения имплантата. 3 ил., 3 пр.
Изобретение относится к медицине, а именно к хирургической стоматологии и может быть использовано для визуализации индивидуализированных моделей имплантатов для последующей их установки в область костных дефектов, как на верхней, так и на нижней челюсти, возникающих в результате: удаления околокорневых кист, доброкачественных и злокачественных опухолей, остеомиелитических процессов, огнестрельных поражениях.
Известны способы изготовления имплантатов из титана по технологии электродугового метода литья по выполненным вручную моделям на литейных установках различных фирм: «F. Manfredi (Италия), Dentaurum» (Германия), «Morita» (Япония) и др.
Прототипом являются модели из гипса, воска. После их изготовления проводят отливку металлического изделия, а затем - трудоемкую его обработку (С.Г. Конюхова «Экспериментально-клиническое исследование эффективности титановых конструкций при замещении дефектов твердых тканей зубов и зубных рядов»: дис… док. мед. наук. - Пермь, 2004.- С. 31-34).
Из углеродного материала «Углекон-М», состоящего из углеродного волокна и пироуглерода, какое-либо моделирование отсутствует, а изготовление имплантатов проводится непосредственно во время операции (Г.И. Штраубе. «Применение имплантатов из углерода в челюстно-лицевой хирургии»: дис… док. мед. наук. - Пермь, 2001. - С. 280).
Недостатки: трудоемкость технологического процесса, требующего дополнительной обработки и подгонки имплантата во время операции, невозможность создания ячеистых структур; окрашивание мягких тканей в области имплантата, прорезывание имплантатом тканей, в частности слизистой оболочки полости рта, отторжение имплантата.
Технический результат: точное моделирование формы и размеров заменяемого органа, предупреждение осложнений, в том числе отторжения имплантата, так как предлагаемый имплантационный материал обладает высокими интеграционными свойствами, оценка ошибок, осложнений и своевременное их устранение.
Указанный результат достигается за счет применения индивидуально разработанной программы компьютерного моделирования различных видов имплантатов, с помощью которой создают компьютерную модель имплантата, соизмеримую с изучаемым костным дефектом, основу которой составляет гранецентрированная кубическая решетка кристалла; в полученную компьютерную ячеистую модель имплантата вводят опорный элемент под ортопедические конструкции и элементы для фиксации, затем произведенную модель ячеистого имплантата помещают в имеющийся дефект кости челюсти в 3D - мерном изображении для подтверждения ее анатомической формы и соизмеримости; далее полученную компьютерную модель в формате STL методом прототипирования преобразуют в ячеистый имплантат из титана ВТ-5.
Устройство изображено на чертеже, где на фиг. 1. показан общий вид компьютерной модели имплантата; на фиг. 2 изображена компьютерная томограмма челюсти, пораженная опухолью, фиг. 3 - точная компьютерная модель ячеистого имплантата, помещенная в дефект нижней челюсти.
Компьютерная модель имплантата представляет собой ячеистую структуру 1, повторяющая объем послеоперационного дефекта и анатомическую форму нижней челюсти в области дефекта, образованная гранецентрированной кубической решеткой кристалла, в которую внедрены опорный элемент под будущие протезы 2 и элементы, предназначенные для фиксации 3.
Способ осуществляется следующим образом: после компьютерно-томографического обследования дефекта челюстей в режиме высокого разрешения определяют анатомическую форму, размеры челюсти и костного дефекта, также плотность костных структур, с помощью разработанной программы формируют компьютерную модель, отступя от края дефекта 1-2 мм, при удалении доброкачественной опухоли - 5 мм и более, редактируя ее с изучаемым костным дефектом, учитывая линии нагрузки и направление концевого дефекта. Основу модели имплантата составляет гранецентрированная кубическая решетка кристалла с диаметром ячеек от 250 мкм до 5 мм, выбор диаметра которых зависит от конструкции имплантата, вида и формы костного дефекта. Далее в полученную ячеистую модель вводят опорные элементы под будущие ортопедические конструкции и элементы для фиксации. Произведенную модель ячеистого имплантата помещают в имеющийся дефект кости челюсти для подтверждения ее анатомической формы и соизмерности. В последующем, полученную модель в формате STL методом прототипирования преобразуют в ячеистый имплантат из титана ВТ-5 - конструкцию для замещения дефекта кости.
Способ позволяет создавать компьютерную модель имплантата с последующим замещением дефектов кости челюстей ячеистым имплантатом, изготовленным методом прототипирования, кроме того, повышает точность, индивидуализированность и качество создаваемых изделий, сокращает время их изготовления, дает возможность использовать материалы повышающие остеогенез.
Пример №1. Пациентка К., 45 лет.Диагноз: доброкачественная опухоль нижней челюсти слева. Больной проведено компьютерное исследование нижней челюсти в 3D - мерном изображении (фиг. 2). Далее произвели триангулярную модель нижней челюсти, сформировали компьютерную модель костного дефекта в области опухоли с захватом по краю дефекта 5 мм здоровой костной ткани (фиг. 3). С помощью разработанной программы подвергли редактированию модель будущего имплантата, введя опорные элементы и элементы фиксации, с ячейками в 1 мм, соизмеримого с моделью костного дефекта. Полученную модель методом прототипирования перевели в имплантат из титана ВТ-5.
Пример №2. Больная С., 32 г. Диагноз: околокорневая киста верхней челюсти, оттесняющая дно гайморовой пазухи (размер - 3×2 см), зубы в области кисты отсутствуют.
Больной проведено компьютерное исследование верхней челюсти в 3D - мерном изображении. Далее произвели триангулярную модель верхней челюсти, сформировали компьютерную модель костного дефекта в области кисты с захватом по краю дефекта 1 мм здоровой костной ткани. С помощью разработанной программы подвергли редактированию модель будущего имплантата, введя опорные элементы и элементы фиксации, с ячейками в 5 мм, соизмеримого с моделью костного дефекта. Полученную модель методом прототипирования перевели в имплантат из титана ВТ-5.
Пример №3. Больная А., 53 г. Диагноз: остеобластокластома нижней челюсти (размер - 3×5 см).
Больной проведено компьютерное исследование верхней челюсти в 3D - мерном изображении. Далее произвели триангулярную модель верхней челюсти, сформировали компьютерную модель костного дефекта в области кисты с захватом по краю дефекта 5 мм здоровой костной ткани. С помощью разработанной программы подвергли редактированию модель будущего имплантата, введя опорные элементы и элементы фиксации, с ячейками в 850 мкм, соизмеримого с моделью костного дефекта. Полученную модель методом прототипирования перевели в имплантат из титана ВТ-5.
Способ визуализации индивидуализированной модели имплантата для замещения костных дефектов челюстей, включающий определение размеров зоны дефекта с последующим моделированием имплантата, отличающийся тем, что создают компьютерную модель имплантата, соизмеримую с изучаемым костным дефектом, основу которой составляет гранецентрированная кубическая решетка кристалла; в полученную компьютерную ячеистую модель имплантата вводят опорные элементы под ортопедические конструкции и элементы для фиксации, затем произведенную компьютерную модель ячеистого имплантата помещают в имеющийся дефект кости челюсти в 3D-мерном изображении для подтверждения ее анатомической формы и соизмерности; далее полученную модель в формате STL методом прототипирования преобразуют в ячеистый имплантат из титана ВТ-5.
