Способ изготовления эпитеза лица Российский патент 2023 года по МПК A61F2/10 

Область техники, к которой относится заявленное изобретение

Изобретение относится к медицине, а именно к лицевому протезированию, и может быть использовано для ортопедической реабилитации пациентов с дефектами головы и лица посттравматического или онкологического генеза.

Уровень техники

Из уровня техники известны способы изготовления протеза лица из металла, фарфора, слоновой кости, каучука, с окрашиванием поверхности масляными красками (Гаврилов Е.И., Оксман И.М. Ортопедическая стоматология, М.: «Медицина», 1978. - С. 454).

Недостатками данных способов являются низкие эстетические свойства протезов.

Известен способ изготовления экзопротеза носа из пластмассы и эластомера. Способ заключается в следующем. С лица пациента гипсом снимают слепок, по которому отливают маску лица. На полученной маске моделируют недостающие части воском или пластилином. Получают гипсовую форму и заливают ее воском. Затем в лаборатории воск заменяют на пластмассу или эластомер. Крепление протеза обеспечивается соединением с протезом челюсти (эндопротезом) или с очковой оправой с помощью пластин, охватывающих дужки, и концами фиксированных в экзопротезе (Брусов А.Б., Орловский И.П. Эктопротезирование дефектов и деформаций средней зоны лица с использованием силиконовых эластомеров // Стоматология, 2010. - №3. - С. 52 - 56).

Недостатками данного способа являются трудоемкость, он доставляет значительные неудобства пациенту, может привести к развитию гематом, протез требует изготовления дополнительных внешних фиксаторов или соединения с эндопротезом.

Известен способ изготовления протеза носа, предполагающий его неоднократную репродукцию, при котором изготавливают маску для лица, моделируют на ней из воска нос, получают форму для репродукции носа, припасовывают нос из воска на лице больного, затем, восковой нос гипсуют в кювету, воск заменяют на пластмассу, изготовленный из пластмассы протез носа припасовывают на лице пациента, после чего получают форму для дублирования уточненного протеза носа, для этого окончательно припасованный протез носа из пластмассы, кончиком носа вверх, погружают полностью в кювету с жидкой силиконовой дублирующей массой, затем после полного затвердевания силиконовую массу вынимают из кюветы, надрезают с обратной стороны носа и извлекают из нее уточненный протез носа, а полученную силиконовую форму используют для репродукции протеза носа (Патент РФ №2352296 от 20.04.2009).

Известен способ изготовления индивидуального экзопротеза носа, включающий получение модели маски лица, моделирование части лица из воска, установку фиксирующих приспособлений, отличающийся тем, что на основе объемного сканирования лицевого дефекта пациента и лица близкого родственника проводится цифровая обработка и объемное компьютерное моделирование утраченного носа, фрезеровка на станке с числовым программным управлением пластикового прототипа экзопротеза носа, его дублирование и отливка экзопротеза носа из силикона с приданием индивидуальных особенностей кожных покровов пациента (Патент РФ №2514120 от 27.04.2014).

Известен способ изготовления протеза ушной раковины, включающий получение воскового шаблона протеза ушной раковины в разборном штампе многократного использования, предварительно изготовленном из гипса, припасовывание воскового шаблона протеза на лице больного по посадочному месту, последующую обработку воскового шаблона путем формирования на нем индивидуального рельефа для получения восковой копии протеза, которую затем гипсуют в кювету, заменяют воск на силикон, извлекают полученный силиконовый протез из кюветы, шлифуют (Патент №2421188 от 20.06.2011 г.).

Из уровня техники известен способ изготовления протеза ушной раковины который заключается в преобразовании изображения компьютерной томограммы существующего уха пациента в цифровой формат 3D модели, его зеркальном отображении и проведении коррекции в зоне прилегания в области отсутствующего уха с формированием к тканям протезного ложа манжетки толщиной в 1 мм и диаметром, соответствующим диаметру наружной ушной раковины, в программе 3D-моделировщика, отображении полученной 3D модели протеза ушной раковины негативно в прямоугольной форме, цифровая модель формы делится вдоль на две части, с одной стороны части формы моделируется канал, для последующего внесения силикона, а с противоположной стороны формы два аналогичных канала для оттока конструкционного материала и профилактики образования пор, каждая из двух половин делится еще на три фрагмента, таким образом что отображения уха в форме, имеющие наибольшие поднутрения, оставались в одном из фрагментов и фрагменте антагонисте, с последующим моделированием на каждом из фрагментов формы на торцевой поверхности в месте соединения с последующим фрагментом по диагонали прямоугольника цилиндрических выступов, а на последующем фрагменте формы моделируются углубления, соответствующие по форме выступам, аналогичные зеркально отраженные выступы и отверстия моделируются на внутренних поверхностях крайних фрагментов формы, 3D печати физической модели формы для изготовления протеза ушной раковины из термоустойчивого полимера, механической обработке напечатанной формы, сопоставлении фрагментов формы и фиксации их струбциной, введении силикона для изготовления протеза ушной раковины посредством шприца в ранее смоделированный канал, полимеризации протеза в сухожаровом шкафу при температуре 82,5 градуса по Цельсию в течение одного часа, извлечении силиконового протеза ушной раковины и его финальной обработке (Патент №2699291 от 05.09.2019).

Известен способ изготовления лицевых протезов заключается в получении в дооперационном периоде конусно-лучевой компьютерной томографии головы и 3D изображения лица, сопоставлении полученных изображений в программе для компьютерного моделирования в единое объемное изображение, выделение на изображении части лица, планируемого к удалению, по границам предполагающейся операции, уточнении границ прилегания протеза во время завершения операции на этапе наложения швов, методом лицевого сканирования и сопоставления ранее полученного изображения, выделение границ будущего протеза с уточненными границами, увеличении объема изображения на 0,5 мм и удалении внутреннего объема изображения протеза с формированием толщины в 0,5 мм, с дополнительным формированием в полученном объемном объекте двух отверстий в разных полюсах объекта, печати полученного изображении на 3D принтере стоматологическим полимером, удалении поддержек, световой полимеризации объекта, введении окрашенного телесного цвета медицинского силикона в одно из отверстий объекта и удалении наружной полимерной оболочки, удалении излишек силикона с лицевого протеза (Патент РФ №2727741 от 23.07.2022).

Данный способ выбран за прототип.

Недостатком указанного способа является изготовление лицевых протезов не прямым методом, а путем дублирования прототипа, что связано с особенностями конструкционного материала и усложняет технологический процесс производства.

Задачей изобретения является ортопедическая реабилитация пациентов с дефектами лица посттравматического или онкологического генеза.

Раскрытие изобретения

Техническим результатом изобретения является обеспечение возможности изготовления протеза с высокими эстетическими характеристиками и твердостью по Шору А 40, что при осязании определяется как кожные покровы.

Технический результат достигается тем, что способ изготовления эпитеза лица включает:

- получение оптических слепков лица и зубных рядов, методом оптического сканирования;

- проведение компьютерной томографии головы пациента с дефектом лица;

- соединение указанных полученных цифровых данных пациента в компьютерной программе для 3D моделирования объектов в единую объемную модель головы;

- моделирование на полученной модели головы, объемной модели лицевых протезов, по форме соответствующих недостающим частям лица построенных;

- адаптацию виртуальных моделей лицевых протезов к границам протезного ложа пациента, и моделирование границ протеза таким образом, чтобы наружный край протеза перекрывал кожные покровы наружной границы дефекта на 5 мм и имел толщину от 3 до 1 мм к периферии,

- выгрузку объемного изображения смоделированного протеза лица в программу для аддитивного производства с последующим изготовлением эпитеза методом объемной печати из конструкционного материала,

при этом в качестве конструкционного материала используется композиция содержащая уретан диметакрилат, полиэтиленгликольдиметакрилат, 2-гидроксиэтил метакрилат и дифенил (2,4,6-триметилбензоил) фосфиноксид, диоксид титана, железооксидный пигмент коричневый, железооксидный пигмент красный, железооксидный пигмент желтый при следующем соотношении компонентов в масс.%: уретан диметакрилат - 43,9-53, полиэтиленгликольдиметакрилат - 38,9-48,2-гидроксиэтил метакрилат - 1-5,дифенил (2,4,6-триметилбензоил) фосфиноксид - 1-3, диоксид титана - 0,2 мас.%, железоокисный пигмент коричневый - 0,2 мас.%, железоокисный пигмент красный - 0,01 мас.% и железоокисный пигмент желтый - 0,1 мас.%.

Моделирование протезов в программе для 3D моделирования позволяет получить форму недостающей части лица, отвечающую эстетическим пропорциям человека, и исключает долгий этап моделирования мануальным методом. Предложенная композиция конструкционного материала для изготовления лицевых эпитезов и режим производства по предлагаемому способу обеспечивает, быстрое изготовление протеза с высокими эстетическими характеристиками и твердостью по Шору А 40, что при осязании определяется как кожные покровы.

Края протеза изготавливаемого по предложенному способу, перекрывающие границы наружного дефекта на 5 мм и имеющие толщину от 3 до 1 мм к периферии, обеспечивают плотное прилегание эпитеза к коже, препятствуют попаданию инородных агентов в полость дефекта, а также, способствуют лучшей фиксации протеза на полимерный адгезив. Перекрытие краев дефекта обусловлено подвижностью кожных покровов, при меньшей ширине перекрытия, происходит западение протеза в полость послеоперационного дефекта. А переход края протеза по толщине от 3 мм до 1 мм к периферии, обеспечивает равномерный переход границы протеза в мягкие ткани.

Осуществление изобретения

Способ изготовления эпитезов лица осуществляется следующим образом:

1. Получают оптические слепки лица и полости рта пациента методом оптического сканирования.

2. Проводят пациенту конусно-лучевую компьютерную томографию головы.

3. Соединяют полученные цифровые данные пациента в компьютерной программе для 3D моделирования объектов, в единую объемную модель головы.

4. Моделируют лицевой протез, по форме соответствующий недостающим частям лица.

5. Адаптируют виртуальную модель лицевого эпитеза к границам протезного ложа пациента.

6. Моделируют границы протеза таким образом, чтобы наружный край протеза перекрывал кожные покровы наружной границы дефекта на 5 мм и имел толщину от 3 до 1 мм к периферии. Перекрытие краев дефекта обусловлено подвижностью кожных покровов, при меньшей ширине перекрытия, происходит западение протеза в полость послеоперационного дефекта. А переход края протеза по толщине от 3 мм до 1 мм к периферии, обеспечивает равномерный переход границы протеза в мягкие ткани.

7. Выгружают объемное изображение протеза лица в программу для аддитивного производства.

8. Изготавливают эпитез лица методом объемной печати, на стереолитографическом принтере из конструкционного материала содержащего уретан диметакрилат, полиэтиленгликольдиметакрилат, 2-гидроксиэтил метакрилат и дифенил (2,4,6-триметилбензоил) фосфиноксид, диоксид титана, железооксидный пигмент коричневый, железооксидный пигмент красный, железооксидный пигмент желтый, при следующем соотношении компонентов в масс.%: уретан диметакрилат - 43,9-53, полиэтиленгликольдиметакрилат - 38,9-48,2-гидроксиэтил метакрилат - 1-5,дифенил (2,4,6-триметилбензоил) фосфиноксид - 1-3, диоксид титана - 0,2 мас.%, железоокисный пигмент коричневый - 0,2 мас.%, железоокисный пигмент красный - 0,01 мас.% и железоокисный пигмент желтый - 0,1 мас.%.

9. Обрабатывают напечатанный эпитез лица в изопропиловом спирте 15 минут и промывают в проточной воде.

10. Проводят дополнительную засветку в ультрафиолетовой световой печи, в течении 30 минут, при температуре 38 градусов по Цельсию.

Примеры осуществления изобретения

Клинический пример.

В клинику обратился пациент К., с целью протезирования носа. Путем цифрового сканирования получили оптические слепки лица и полости рта пациента, провели компьютерную томографию головы. В программе для компьютерного моделирования стоматологических протезов exocad, провели сопоставление цифровых данных пациента и выгрузили полученное изображение в программу для моделирования 3D-объектов ZBrash. В указанной программе, смоделировали нос, и наложили на дефект. Используя инструмент математического вычитания объемных объектов, выделили модель эпитеза носа, внутренняя поверхность которого соответствовала внутренней поверхности дефекта лица. Смоделировали границы протеза таким образом, чтобы наружный край протеза перекрывал кожные покровы наружной границы дефекта на 5 мм и имел толщину от 3 до 1 мм к периферии. Выгрузили объемное изображение протеза лица в программу для аддитивного производства. Напечатали эпитез носа из материала содержащего уретан диметакрилат, полиэтиленгликольдиметакрилат, 2-гидроксиэтил метакрилат и дифенил (2,4,6-триметилбензоил) фосфиноксид, диоксид титана, железооксидный пигмент коричневый, железооксидный пигмент красный, железооксидный пигмент желтый при следующем соотношении компонентов в масс.%: уретандиметакрилат - 50, полиэтиленгликольдиметакрилат -41,49, 2-гидроксипропилметакрилат - 5, дифенил (2,4,6-триметилбензоил) фосфиноксид - 3, диоксид титана - 0,2 мас.%, железоокисный пигмент коричневый - 0,2 мас.%, железоокисный пигмент красный - 0,01 мас.% и железоокисный пигмент желтый - 0,1 мас.% на принтере PhrozenSonicMini 8K. Эпитез носа, после печати, обработали в изопропиловом спирте 15 минут и в проточной воде, дополнительно засветили в УФ-световой печи (LD 3DPrint Box, 3D systemNextDent, США) тридцать минут при температуре 38 градусов по Цельсию. Прочность при изгибе эпитеза, изготовленного из полученного материала соответствовала не более 6 МПа, твердость по Шору А равна 40. Для данного типа материала не устанавливается ограничение на контакт c тканями организма пациента.

Полученный протез фиксировали пациенту на силиконовый адгезив TechnoventSecureSiliconeAdhesive B-460 (Technovent, Великобритания).

Изобретение относится к области лицевого протезирования и может быть использовано для ортопедической реабилитации пациентов с дефектами головы и лица посттравматического или онкологического генеза Способ изготовления эпитеза лица включает получение оптических слепков лица и зубных рядов, методом оптического сканирования; проведение компьютерной томографии головы пациента с дефектом лица; соединение указанных полученных цифровых данных пациента в компьютерной программе для 3D моделирования объектов в единую объемную модель головы; моделирование на полученной модели головы, объемной модели лицевых протезов, по форме соответствующих недостающим частям лица; адаптацию виртуальных моделей лицевых протезов к границам протезного ложа пациента и моделирование границ протеза таким образом, чтобы наружный край протеза перекрывал кожные покровы наружной границы дефекта на 5 мм и имел толщину от 3 до 1 мм к периферии; выгрузку объемного изображения смоделированного протеза лица в программу для аддитивного производства с последующим изготовлением эпитеза методом объемной печати из конструкционного материала. При этом в качестве конструкционного материала используется композиция, содержащая уретан диметакрилат, полиэтиленгликольдиметакрилат, 2-гидроксиэтил метакрилат и дифенил (2,4,6-триметилбензоил) фосфиноксид, железооксидный телесный пигмент, при следующем соотношении компонентов в масс. %: уретан диметакрилат – 43,9-53, полиэтиленгликольдиметакрилат – 38,9-48, 2-гидроксиэтил метакрилат - 1-5, дифенил (2,4,6-триметилбензоил) фосфиноксид - 1-3, диоксид титана – 0,2 мас.%, железоокисный пигмент коричневый – 0,2 мас.%, железоокисный пигмент красный – 0,01 мас.% и железоокисный пигмент желтый – 0,1 мас.%. Изобретение обеспечивает возможность изготовления протеза с высокими эстетическими характеристиками и твердостью по Шору А 40, что при осязании определяется как кожные покровы. 1 пр.

Способ изготовления эпитеза лица, включающий:

- получение оптических слепков лица и зубных рядов методом оптического сканирования;

- проведение компьютерной томографии головы пациента с дефектом лица;

- соединение указанных полученных цифровых данных пациента в компьютерной программе для 3D моделирования объектов в единую объемную модель головы;

- моделирование на полученной модели головы объемной модели лицевых протезов, по форме соответствующих недостающим частям лица;

- адаптацию виртуальных моделей лицевых протезов к границам протезного ложа пациента и моделирование границ протеза таким образом, чтобы наружный край протеза перекрывал кожные покровы наружной границы дефекта на 5 мм и имел толщину от 3 до 1 мм к периферии;

- выгрузку объемного изображения смоделированного протеза лица в программу для аддитивного производства с последующим изготовлением эпитеза методом объемной печати из конструкционного материала,

при этом в качестве конструкционного материала используется композиция, содержащая уретан диметакрилат, полиэтиленгликольдиметакрилат, 2-гидроксиэтил метакрилат и дифенил (2,4,6-триметилбензоил) фосфиноксид, железооксидный телесный пигмент, при следующем соотношении компонентов, мас. %: уретан диметакрилат – 43,9-53, полиэтиленгликольдиметакрилат – 38,9-48, 2-гидроксиэтил метакрилат - 1-5, дифенил (2,4,6-триметилбензоил) фосфиноксид - 1-3, диоксид титана – 0,2 мас.%, железоокисный пигмент коричневый – 0,2 мас.%, железоокисный пигмент красный – 0,01 мас.% и железоокисный пигмент желтый – 0,1 мас.%.