Способ и устройство для реконструкции дефектов верхней челюсти Российский патент 2021 года по МПК A61B17/80 A61B17/56 

Изобретение относится к медицине и может быть использовано в онкологии, челюстно-лицевой, реконструктивно-пластической хирургии при выполнении реконструкции верхней челюсти реваскуляризированным лопаточным лоскутом.

Одно из показаний для выполнения подобных хирургических вмешательств - злокачественные опухоли верхней челюсти. Это одна из наиболее сложных локализаций, как с точки зрения возможности выполнения радикального оперативного вмешательства, так и с точки зрения реконструкции. Ситуация осложняется тем, что более чем 50% больных на момент постановки диагноза имеют местно-распространенный процесс категории T3-T4, требующий выполнения обширных комбинированных резекций. В большинстве случаев без адекватной реконструкции подобные дефекты либо не совместимы с жизнью, либо сопровождаются выраженными эстетическими и функциональными нарушениями.

Одним из важных моментов во многом определяющий отдаленный эстетический и функциональный результат операции является создание адекватной опоры для глазного яблока, с целью предотвращения его смещения вниз и развития диплопии. При выраженной диплопии пациенты нередко вынуждены заклеивать «сохраненный» глаз. Послеоперационная лучевая терапия, которая в большинстве случаев требуется данной группе пациентов, в такой ситуации может привести к серьезным проблемам со зрением и даже полной потери на пораженном глазе. Учитывая вышеизложенное, чрезвычайно важным является правильное геометрическое моделирование и надежная фиксация трансплантата и новой нижнеглазничной стенки в положении, максимально приближенном к исходной анатомической позиции. В настоящее время современные компьютерные программы 3D-планирования с точностью до миллиметра позволяют рассчитать необходимую длину и размеры стенки. Однако вопрос фиксации лопаточного аутотрансплантата остается открытым до настоящего времени. Идеальная система фиксации должна быть легкой с минимальным содержанием металла (во избежание прорезывания наружу через мягкие ткани), иметь возможность корректировки непосредственно во время операции в случае изменения объема резекции, но при этом обеспечивать надежную опору для глазного яблока в геометрически правильном положении.

В настоящее время предложен ряд методик.

Известна методика восстановление нижнеглазничной стенки с использованием свободного костного аутотрансплантата подвздошного гребня или ребра (аналоги: RU 94036817, RU 2283049, RU 2283049, RU 2330636, RU 2285471 и др.). Существенным недостатком методики, изложенной в аналогах, является высокая частота лизиса аутотрансплантата, особенно в случае проведения в послеоперационном периоде лучевой терапии в радикальной дозе, сложности при расположении и фиксации трансплантата в правильном геометрическом положении.

Другим материалом является аллотрансплантат (деминерализованная кость, брефокость и др.) (заявка RU 2004106007). Недостатком данной методики является то, что применение аллотрансплантата сопряжено с еще большой частотой лизиса, по сравнению с аутокостью.

Среди металлических имплантатов наибольшее применение в медицине получил титан и его сплавы с алюминием, железом или ниобием. Оксидный слой титана, делающий имплантат биологически инертным, позволяет использовать титановые имплантаты для восстановления костных структур во всех отделах скелета. В последние годы в реконструктивной хирургии головы и шеи в качестве пластического материала все чаще используют чистый титан или титановый сплав (RU 95108615, RU 95122139, RU 2299043, WO 2007142743, RU 2211010). Титан - химически инертный материал, но, как и любой металл, обладает достаточно высокой по сравнению с костной тканью человека теплопроводностью и электропроводностью.

У керамических материалов (RU 2002113392, RU 2002113391) при накоплении дисперсных продуктов износа появляется негативная реакция окружающих тканей. Хрупкость керамики ограничивает сферу применения, а невозможность ее моделирования интраоперационно, в случае изменения объема резецируемых структур, значительно ограничивает его применение в онкологии. Использование силиконовых трансплантатов (Бельченко В.А. «Черепно-лицевая хирургия: Руководство для врачей». - М.: ООО «Медицинское информационное агентство», 2006. Стр. 77.) в зоне орбиты имеет ограниченные показания, так как материал достаточно мягкий, что неприемлемо при пластике дна орбиты и требует создания поднадкостничного «кармана» для фиксации имплантата.

Недостатками перечисленных устройств являются:

- Высокая частота лизиса ауто- или аллотрансплантата при проведении лучевой терапии в послеоперационном периоде

- Невозможность выполнения реконструкции с использованием реваскуляризованного костного компонента лоскута;

- Трудность при фиксации трансплантата в правильном анатомическом положении.

- Невозможность интраоперационного моделирования эндопротеза.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности восстановления целостности нижнеглазничного участка скуловой кости при реконструкции дефектов верхней челюсти за счет упрощения фиксации трансплантата.

Предлагается способ реконструкции дефектов верхней челюсти, включающий предоперационное планирование объема резекции, моделирование шаблона по антропометрическим данным конкретного пациента, проектирование нижнеглазничной стенки в виде сетчатой пластины и подбор крепежных элементов. Фиксацию аутотрансплантата к сетчатой пластине осуществляют крепежными элементами с латеральной стороны на скуловую кость в разных направлениях, при помощи шаблона аутотрансплантат моделируют в точном соответствии с резецированным фрагментом верхней челюсти, нижнеглазничная стенка располагается по верхнему краю аутотрансплантата с фиксацией непосредственно к аутотрансплантату, скуловой и носовой кости, дополнительно лопаточный аутотрансплантат фиксируют в нижней части в области угла к опилу альвеолярного края резецированной верхней челюсти при помощи титановой минипластины

Для осуществления способа предлагается устройство для реконструкции дефектов верхней челюсти включающее сетчатую пластину. Сетчатая пластина изготовлена по технологии послойного сплавления мелкодисперсного металлического порошка - DMLS из материала Ti64ELI, сетчатая структура пластины выполняется ромбическими отверстиями, пластина имеет боковые ответвления толщиной от 4 мм до 6 мм с отверстиями под крепления, которые располагаются на расстоянии от 3,95 мм до 5,16 мм и при этом с медиальной стороны пластины имеется ответвление с загибом, повторяющим контур носовой кости.

Предоперационное планирование объема резекции, моделирование шаблона проводится по антропометрическим данным конкретного пациента, проектирование нижнеглазничной стенки в виде сетчатой пластины и подбор крепежных элементов. Предлагаемое устройство изготавливается с учетом антропометрических данных, полученных на основании предоперационного обследования (КТ) и точно повторяет анатомические особенности и геометрию резецируемого фрагмента нижнеглазничной стенки.

Устройство представляет собой сетчатую пластину, структура пластины выполняется ромбическими отверстиями с диагоналями 1,15 - 1.35 и 2 - 2,25 мм и перемычками 0,55 мм с усилением периметра устройства и периметра отверстий с помощью сплошной ленты металла. Толщина устройства варьируется от 0,7 мм до 1,2 мм.

Предлагаемый способ реконструкции включает предоперационное планирование объема резекции, моделирование шаблона по антропометрическим данным конкретного пациента, проектирование нижнеглазничной стенки в виде сетчатой пластины и подбор крепежных элементов.

Отличием является то, что фиксация аутотрансплантата к сетчатой пластине осуществляют крепежными элементами, при помощи шаблона аутотрансплантат моделируется в точном соответствии с резецированным фрагментом верхней челюсти.

Для осуществления способа предлагается устройство для реконструкции нижнеглазничной стенки, включающий сетчатую конструкцию с отверстиями, выполненную по технологии послойного сплавления мелкодисперсного металлического порошка по антропометрическим данным пациента.

Отличием является то, что для более надежной фиксации сетчатая пластина имеет ответвления с боковых сторон, так называемые «усы». Причем, для более прочной фиксации, с латеральной стороны на пластине имеется 2 ответвления на скуловую кость в разных направлениях. С медиальной стороны пластины имеется одно ответвление с загибом, повторяющим контур носовой кости.

«Усы» представляют собой узкие полоски (толщиной 4 - 6 мм) с отверстиями под крепления. Расстояние между отверстиями: 3,95 - 5,16 мм. Количество отверстий, располагаемые на ответвлениях - 3-4 шт.

Трансплантат по структуре и форме соответствует замещаемому участку скуловой кости, обладает необходимой прочностью. Он легко моделируется во время операции.

Сущность заявленного способа и устройства для его осуществления показаны на фиг. 1-9, где на фиг. 1-3 показан пример изготовления сетчатой конструкции, на фиг. 4-6 показан шаблон для забора лопаточного аутотрансплантата, на фиг. 7 показано расположение сетчатой пластины с ответвлениями на носовую скуловую кость, на фиг. 8-9 показан результат послеоперационного обследования компьютерной томографии, где очевидно показано повторение анатомичности и полная конгруэнтность при реконструкции.

При реконструкции тотальных дефектов верхней челюсти трансплантат располагается вертикально таким образом, что наиболее толстый, латеральный край угла лопатки формирует альвеолярный отросток верхней челюсти, а мышечный компонент лоскута (большая круглая, зубчатая или широчайшая мышца спины) используется для реконструкции твердого неба. Нижнеглазничная стенка располагается по верхнему краю аутотрансплантата с фиксацией непосредственно к аутотрансплантату, скуловой и носовой кости. Дополнительно лопаточный аутотрансплантат фиксируется в нижней части в области угла к опилу альвеолярного края резецированной верхней челюсти при помощи титановой минипластины.

Крепление устройства к кости и аутотрансплантату производится с помощью стандартных крепежных изделий через отверстия, выполненные на поверхности устройства. Отверстия выполнены под индивидуально подобранные крепежные элементы, ориентируясь на толщину кости пациента. Длина фиксирующих (крепежных) элементов варьируется от 5 до 8 мм.

Устройство изготавливается цельным, по технологии послойного сплавления мелкодисперсного металлического порошка - DMLS из материала Ti64ELI.

Устройство смоделировано в компьютерной среде по антропометрическим данным конкретного пациента (КТ) и является индивидуальным. Помимо самого изделия в компьютерной среде спланирована резекция верхней челюсти, смоделирован шаблон для забора лопаточного аутотрансплантата, подобран вид и размер крепежных элементов для крепления пластины и аутотрансплантата.

Перед оперативным вмешательством на первом этапе определяется протяженность и локализация предполагаемого дефекта верхней челюсти. Далее выполняется трехмерное компьютерное моделирование требуемой геометрии трансплантата лопатки соответственно предполагаемому дефекту. Моделируют необходимую структуру, геометрию трансплантата, крепежные отверстия.

После планирования выполняют трехмерную печать имплантата с использованием трехмерного принтера методом прямого лазерного спекания путем 3D печати. В результате устройство представляет собой сетчатую пластину, точно повторяющую контуры нижнеглазничной стенки и имеющую крепежные отверстия, расположенные в области ответвлений с боковой стороны пластины. Показано на фиг. 1-3.

В качестве примера приводим клинический случай применения устройства.

Пациент Ф. 28 лет, диагноз: «Рак слизистой оболочки гайморовой пазухи справа. T3N0M0. III стадия». Пациенту с такой распространенностью показано оперативное вмешательство в объеме: «Резекция верхней челюсти слева, фасциально-футлярное иссечение клетчатки шеи слева, пластика дефекта кожно-костно-мышечным химерным лопаточным аутотрансплантатом на микрососудистых анастомозах». На первом этапе выполнено 3D компьютерное моделирование верхней челюсти, определена локализация, характер и протяженность дефекта. При помощи специального программного обеспечения выполнена реконструкция образовавшегося дефекта лопаточным аутотрансплантатом с учетом анатомических особенностей и геометрии резецируемого фрагмента верхней челюсти, смоделирована индивидуальная сетчатая пластина для реконструкции нижнеглазничной стенки (фиг. 4).

Согласно стандартной методике выполнена резекция верхней челюсти слева, фасциально-футлярное иссечение клетчатки шеи слева с сохранением лицевой артерии и вены для последующего наложения микроанастомозов с сосудами трансплантата.

Согласно предварительно изготовленному шаблону выполнен забор лопаточного аутотрансплантата (фиг. 5-7), последний фиксирован при помощи 4-х и 8 мм шурупов к предварительно изготовленной сетчатой пластине, которая фиксирована к скуловой и носовой кости. Под оптическим увеличением наложены микроанастомозы между лицевой артерией, веной и торакодорзальной артерией и веной трансплантата (фиг. 8-9).

Таким образом, признаки независимых пунктов формулы находятся в причинно-следственной связи с заявленным техническим результатом. повышение эффективности восстановления целостности нижнеглазничного участка скуловой кости при реконструкции дефектов верхней челюсти за счет упрощения фиксации трансплантата. Упрощение фиксации достигается за счет использования шаблонов для резекции аутотрансплантата и быстрой подготовки его к фиксации за счет правильного подбора геометрии аутотрансплантата, а также резекционных шаблонов участка верхней челюсти и фиксации сетчатой пластины.

Группа изобретений относится к медицине, а именно к способам и устройствам для реконструкции дефектов верхней челюсти. Способ реконструкции дефектов верхней челюсти включает предоперационное планирование объема резекции, моделирование шаблона по антропометрическим данным конкретного пациента, проектирование нижнеглазничной стенки в виде сетчатой пластины и подбор крепежных элементов. Фиксацию аутотрансплантата к сетчатой пластине осуществляют крепежными элементами с латеральной стороны на скуловую кость в разных направлениях. При помощи шаблона аутотрансплантат моделируют в точном соответствии с резецированным фрагментом верхней челюсти, нижнеглазничная стенка располагается по верхнему краю аутотрансплантата с фиксацией непосредственно к аутотрансплантату, скуловой и носовой кости, дополнительно лопаточный аутотрансплантат фиксируют в нижней части в области угла к опилу альвеолярного края резецированной верхней челюсти при помощи титановой минипластины. Устройство для реконструкции дефектов верхней челюсти включает сетчатую пластину, причем сетчатая пластина изготовлена по технологии послойного сплавления мелкодисперсного металлического порошка - DMLS из материала Ti64ELI, сетчатая структура пластины выполняется ромбическими отверстиями. Пластина имеет боковые ответвления толщиной от 4 мм до 6 мм с отверстиями под крепления, которые располагаются на расстоянии от 3,95 мм до 5,16 мм, и при этом с медиальной стороны пластины имеется ответвление с загибом, повторяющим контур носовой кости. Достигается повышение эффективности восстановления целостности нижнеглазничного участка скуловой кости при реконструкции дефектов верхней челюсти за счет упрощения фиксации трансплантата. 2 н.п. ф-лы, 9 ил.

1. Способ реконструкции дефектов верхней челюсти, включающий предоперационное планирование объема резекции, моделирование шаблона по антропометрическим данным конкретного пациента, проектирование нижнеглазничной стенки в виде сетчатой пластины и подбор крепежных элементов, отличающийся тем, что фиксацию аутотрансплантата к сетчатой пластине осуществляют крепежными элементами с латеральной стороны на скуловую кость в разных направлениях, при помощи шаблона аутотрансплантат моделируют в точном соответствии с резецированным фрагментом верхней челюсти, нижнеглазничная стенка располагается по верхнему краю аутотрансплантата с фиксацией непосредственно к аутотрансплантату, скуловой и носовой кости, дополнительно лопаточный аутотрансплантат фиксируют в нижней части в области угла к опилу альвеолярного края резецированной верхней челюсти при помощи титановой минипластины.

2. Устройство для реконструкции дефектов верхней челюсти, включающее сетчатую пластину, отличающееся тем, что сетчатая пластина изготовлена по технологии послойного сплавления мелкодисперсного металлического порошка - DMLS из материала Ti64ELI, сетчатая структура пластины выполняется ромбическими отверстиями, пластина имеет боковые ответвления толщиной от 4 мм до 6 мм с отверстиями под крепления, которые располагаются на расстоянии от 3,95 мм до 5,16 мм, и при этом с медиальной стороны пластины имеется ответвление с загибом, повторяющим контур носовой кости.