Способ лечения пациентов с аномалиями зубочелюстной системы с использованием индивидуально изготовленных шаблонов и титановых мини-пластин Российский патент 2023 года по МПК A61C7/00 A61B17/80 A61B17/86 

Изобретение относится к области медицины, к челюстно-лицевой хирургии, и может быть применено при лечении пациентов с гнатическими формами зубочелюстных аномалий. Может быть использовано челюстно-лицевыми хирургами, в условиях челюстно-лицевых и других хирургических стационаров в составе алгоритма комплексного лечения пациентов с скелетными формами зубочелюстных аномалий.

По данным отечественных и зарубежных авторов, зубочелюстные аномалии встречаются у 33-70% обследованных, причем 5-15% из них требуют хирургического вмешательства. В настоящее время комбинированное лечение, включающее в себя ортодонтические и хирургические этапы, получает все большее распространение. Главной целью комбинированного лечения, достигаемой в результате коррекций деформаций челюстных костей, окклюзии зубных рядов и гармонизации пропорций лица, является повышение качества жизни пациента. Ортогнатическая операция является операцией выбора для лечения пациентов с аномалиями зубочелюстной системы. Предоперационное планирование хирургического вмешательства в ортогнатической хирургии является одной из наиболее сложных, трудоемких и энергозатратных процедур, плюс ко всему, имеющая основополагающее значение для получения благоприятного функционального и эстетического результата. Предоперационное планирование хирургического вмешательства основывается на результатах клинико-рентгенологических данных и данных гипсовых и/или цифровых моделей челюстей. Результаты анализа полученных данных позволяют смоделировать необходимые перемещения челюстей, которые, в свою очередь, в точности должны быть воспроизведены на операционном столе, за счет использования окклюзионных шаблонов, предварительно изготовленных по гипсовым и/или цифровым моделям челюстей, с целью интраоперационного контроля. Необходимо учитывать, что данные процедуры планирования как с использованием окклюзионных шаблонов, изготовленных по гипсовым моделям, так и с использованием окклюзионных шаблонов, напечатанных на 3D принтере согласно виртуальному планированию предполагают наличие, как правило, не одного единственного участника, а нескольких, в частности челюстно-лицевого хирурга, ортодонта, зубного техника и лаборанта, которые в различные этапы планирования могут прямо или косвенно негативно влиять на промежуточный и конечный результат. В настоящее время компьютерное моделирование применятся и при изготовлении хирургических шаблонов для определения линий остеотомий челюстей при проведении хирургических операций. Вместе с тем это не исключает влияния субъективного фактора при оценке «правильности» позиционирования остеотомированных фрагментов лицевого скелета непосредственно в операционной ране. Тем не менее, современная ортогнатическая хирургия является высоко предсказуемым и эффективным функционально-эстетическим вмешательством. Усовершенствованию хирургического протокола при проведении ортогнатических операций посвящено много научно-исследовательских работ и до сих пор тема является актуальной.

В качестве ближайшего аналога выбрали Клинико-функциональное обоснование лечения больных с переломами нижней челюсти с использованием индивидуальных накостных пластин (Савельев Александр Леонидович, автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук, Самара 2012).

В анализ клинических исследований было включено 148 больных с переломами нижней челюсти за период 2005-2011 годы, которые были разделены на две группы в зависимости от применяемого метода лечения. Исследуемую группу составили 46 больных, из них 40 мужчин и 6 женщин. Контрольная группа включала 102 человека, 90 мужчин и 12 женщин. Больные исследуемой группы были прооперированы с применением индивидуальных накостных титановых пластин. Больные контрольной группы были прооперированы в соответствии с общепринятой методикой с использованием стандартных накостных пластин из наборов для остеосинтеза фирм «Конмет» (Россия) и «Stryker» (США). В общей сложности были использованы 131 пластина «Конмет» и 19 пластин «Stryker». Разработаны и использованы три варианта индивидуальных накостных пластин оригинальной конструкции для фиксации отломков в области подбородка, тела и угла нижней челюсти. Отдаленные осложнения в виде воспалительных процессов, ложных суставов, переломов накостных пластин в контрольной группе составили 5±0,2%. У больных, лечение которых проводилось с использованием индивидуальных накостных пластин, количество таких осложнений составило 2±0,1%. В результате использования индивидуальных накостных титановых пластин повышена эффективность лечения больных с переломами нижней челюсти, отмечено сокращение времени операции за счет соответствия формы пластины индивидуальной геометрии нижней челюсти конкретного больного, а также доказана наиболее стабильная фиксация отломков именно при использовании индивидуальных накостных титановых пластин по сравнению со стандартными титановыми пластинами.

Отличие заявленного технического решения от аналога.

При лечении пациентов с аномалиями развития зубочелюстной системы во время проведении ортогнатических операций с целью получения ожидаемого эстетического результата, прецизионного переноса виртуально запланированных перемещений челюстей, сокращения времени хирургического вмешательства, за счет отсутствия необходимости использования промежуточного сплинта и интраоперационной моделировки стандартных титановых мини-пластин в данной работе планируется использование индивидуально изготовленных шаблонов с заданными линиями остеотомии верхней челюсти по Le Fort I и индивидуальных титановых мини-пластин, смоделированных согласно необходимым величине и оси перемещений верхней челюсти.

Описание рисунков:

Фиг. 1. Моделирование индивидуального титанового шаблона с заданными линиями остеотомии.

Фиг. 2. Моделирование индивидуальной титановой пластины (вид спереди).

Фиг. 3. Моделирование индивидуальной титановой пластины (вид справа).

Фиг. 4. Моделирование индивидуальной титановой пластины (вид слева).

Фиг. 5. Стереолитографическая модель верхней челюсти с индивидуальным титановым шаблоном с заданными линиями остеотомии.

Фиг. 6. Стереолитографическая модель верхней челюсти с индивидуальной титановой пластиной (вид спереди).

Фиг. 7. Стереолитографическая модель верхней челюсти с индивидуальной титановой пластиной (вид сбоку).

Фиг. 8. Верхняя челюсть до разреза.

Фиг. 9. Верхняя челюсть после скелетирования.

Фиг. 10. Установка и фиксация индивидуального титанового шаблона с заданными линиями остеотомии.

Фиг. 11. Верхняя челюсть после остеотомии.

Фиг. 12. Фиксация остеотомированной верхней челюсти с использованием индивидуальной титановой пластины.

Фиг. 13. Вид челюстно-лицевой области анфас. А - до операции, Б - после операции.

Фиг. 14. Вид челюстно-лицевой области справа. А - до операции, Б - после операции.

Фиг. 15. Вид челюстно-лицевой области слева. А - до операции, Б - после операции.

Подробное описание изобретения.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности лечения пациентов с аномалиями челюстей с применением персонализированных методов планирования и индивидуализированных фиксирующих элементов при проведении ортогнатических операций. Техническим результатом поставленной задачи является разработанный способ проектирования индивидуального медицинского изделия для прецизионного переноса виртуально запланированного перемещения челюстей с помощью индивидуальных шаблонов с заданными линиями остеотомии верхней челюсти по Le Fort I, индивидуальных титановых мини-пластин, смоделированных согласно необходимым величине и оси перемещений для фиксации верхней челюсти, стереолитографических моделей челюстно-лицевой области, напечатанных в 3D-принтере, что обеспечит сокращение времени хирургического вмешательства за счет отсутствия необходимости использования окклюзионных шаблонов и интраоперационной моделировки стандартных титановых мини-пластин.

Техника проведения: После окончания ортодонтической подготовки к двучелюстной ортогнатической операции с использованием брекет-системы в дооперационном периоде проводится полный комплекс клинических (сбор - анамнеза, осмотр лица и полости рта) и дополнительных методов исследования (фотография, 3D - сканирование лица, снятие оттисков с зубов верхней и нижней челюстей для изготовления гипсовых моделей, 3D - сканирование моделей челюстей, ортопантомограмма, телерентгенограмма (ТРГ) в боковой проекции, мультиспиральная компьютерная томография (МСКТ) челюстно-лицевой области, магнитно-резонансная томография (МРТ) височно-нижнечелюстного сустава).

Проводится планирование ортогнатической операции с использованием специального программного обеспечения Dolphin Imaging 11.0. В данной программе проводится совмещение компьютерной томограммы, STL-файлов, полученных при сканировании гипсовых моделей челюстей и 3D-сканирования лица. Моделируются линии остеотомии и необходимые перемещения челюстей, правильно позиционированы верхняя и нижняя челюсти относительно друг друга (формирование правильных межокклюзионных взаимоотношений) в соответствии с параметрами лицевой эстетики.

После определения направленности и величины необходимого перемещения челюстей, полученные данные используются для проектирования индивидуального медицинского изделия (Фиг. 1-4) и с помощью 3D-принтера производятся индивидуальные шаблоны с заданными линиями остеотомии верхней челюсти по Le Fort I (Фиг. 5), индивидуальные титановые мини-пластины, смоделированные согласно необходимым величине и оси перемещений для фиксации верхней челюсти (Фиг. 6-7) и стереолитографические модели челюстно-лицевой области до и после реализации перемещений.

Мини-пластина должна иметь отверстия для винтов с диаметром костной резьбы 2 мм. Перемычки между отверстиями должны быть шириной 3,2-3,6 мм, толщиной 1,1-1,3 мм. Мини-пластина и шаблон должны быть изготовлены из титанового сплава Ti6AL4V ASTM F 136. После поставки медицинского изделия в стационар проводится стерилизация.

Под эндотрахеальным наркозом и местной анестезией Sol. Articaini скальпелем проводится разрез в области переходной складки (Фиг. 8) верхней челюсти от зуба 1.3 до зуба 2.3. При помощи распатора проходят до кости, до скулоальвеолярного гребня справа и слева, далее к бугру верхней челюсти справа и слева (Фиг. 9). От дна грушевидного отверстия отслаивается слизистая оболочка дна полости носа. Устанавливается индивидуальный шаблон с заданными линиями остеотомии, полностью повторяющий архитектонику верхней челюсти, фиксируется мини-винтами (Фиг. 10). От грушевидного отверстия до бугров верхней челюсти с использованием индивидуального шаблона с помощью пилы проводятся распилы справа и слева. С помощью долот проводится остеотомия латеральных стенок верхнечелюстных синусов, наружных стенок носового хода и остеотомия перегородки носа. Выполняется остеотомия верхней челюсти по типу Le Fort I (Фиг. 11) Носовая перегородка выделяется с обеих сторон, проведена резекция части перегородки. Верхняя челюсть мобилизована. Проводится перемещение верхней челюсти с последующей жесткой фиксацией остеотомированных фрагментов верхней челюсти индивидуально изготовленной титановой мини-пластиной с заданными параметрами перемещений, фиксируется мини-винтами (Фиг. 12). Раны ушиты. Гемостаз по ходу операции.

На первые сутки после операции проводится рентгенологический контроль - мультиспиральная компьютерная томография (Фиг. 13-15). Клинические исследования и практическое использование предложенного способа лечения пациентов с аномалиями развития зубочелюстной системы с использованием индивидуально изготовленных шаблонов с заданными, линиями остеотомии и индивидуально изготовленных титановых мини-пластин, смоделированных согласно необходимым величине и оси перемещений для фиксации остеотомированных фрагментов верхней челюсти было проведено в условиях кафедры челюстно-лицевой и пластической хирургии Московского государственного медико-стоматологический университет имени А.И. Евдокимова и показало его высокую эффективность. Предложенный способ лечения пациентов с аномалиями развития зубочелюстной системы с использованием индивидуально изготовленных шаблонов с заданными линиями остеотомии и индивидуально изготовленных титановых мини-пластин для фиксации остеотомированных фрагментов верхней челюсти обеспечил прецизионный перенос виртуально запланированных перемещений челюстей, сокращение времени хирургического вмешательства и достижение ожидаемого функционального и эстетического результата. Данный способ повысил качество и эффективность проведенного лечения. Реализация предложенного способа лечения пациентов с аномалиями развития зубочелюстной системы с использованием индивидуально изготовленных шаблонов с заданными линиями остеотомии и индивидуально изготовленных титановых мини-пластин для фиксации остеотомированных фрагментов верхней челюсти иллюстрируется следующими клиническими примерами.

Лечение пациентов с аномалиями зубочелюстной системы с использованием индивидуально изготовленных шаблонов с заданными линиями остеотомии и индивидуально изготовленных титановых мини-пластин для фиксации остеотомированных фрагментов верхней челюсти, проводят следующим образом: см. фото

Клинический пример 1

Пациентка Р., 32 года, поступила в клинику с диагнозом: «III скелетный класс. Мезиалъная окклюзия. Недоразвитие верхней челюсти. Чрезмерное развитие нижней челюсти».

Жалобы на неправильный прикус, дискомфорт во время пережевывания пищи, эстетическую дисгармонию лица.

Пациентка полностью подготовлена к операции согласно стандартам оказания медицинской помощи. Пациентке была выполнена операция: «Остеотомия верхней челюсти по типу Ле Фор I. Межкортикальная остеотомия нижней челюсти».

Пациентке после окончания ортодонтической подготовки к двучелюстной ортогнатической операции с использованием брекет-системы в дооперационном периоде проведен полный комплекс клинических (сбор - анамнеза, осмотр лица и полости рта) и дополнительных методов исследования (фотография, 3D - сканирование лица, снятие оттисков с зубов верхней и нижней челюстей для изготовления гипсовых моделей, 3D - сканирование моделей челюстей, ОПТГ, ТРГ в боковой проекции, МСКТ челюстно-лицевой области, МРТ височно-нижнечелюстного сустава).

Проведено планирование ортогнатической операции с использованием специального программного обеспечения Dolphin Imaging 11.0. В данной программе проведено совмещение компьютерной томограммы, STL-файлов, полученных при сканировании гипсовых моделей челюстей и 3D-сканирования лица. Смоделированы линии остеотомии и необходимые перемещения челюстей, правильно позиционированы верхняя и нижняя челюсти относительно друг друга (формирование правильных межокклюзионных взаимоотношений) в соответствии с параметрами лицевой эстетики.

После определения направленности и величины необходимого перемещения челюстей, полученные данные отправлены для проектирования индивидуальнго медицинского изделия в компанию «Конмет», где с помощью 3D-принтера произведены индивидуальные шаблоны с заданными линиями остеотомии верхней челюсти по Le Fort I, индивидуальные титановые мини-пластины толщиной 1,1 мм с перемычками между отверстиями шириной 3,2 мм для фиксации верхней челюсти и стереолитографические модели челюстно-лицевой области до и после реализации перемещений. После поставки медицинского изделия в стационар проведена стерилизация.

Под ЭТН в условиях управляемой гипотонии согласно составленному плану последовательности этапов ортогнатической операции, первым этапом после введения местного анестетика скальпелем №15 проведен разрез в области переходной складки верхней челюсти от зуба 1.3 до зуба 2.3. При помощи распатора пройдено до кости, пройдено до скулоальвеолярного гребня справа и слева, далее к бугру верхней челюсти справа и слева. От дна грушевидного отверстия отслоена слизистая оболочка дна полости носа. Установлен индивидуальный шаблон с заданными линиями остеотомии, полностью повторяющий архитектонику верхней челюсти, фиксирован мини-винтами. От грушевидного отверстия до бугров верхней челюсти с использованием индивидуального шаблона с помощью пилы проведены распилы справа и слева. С помощью долот проведена остеотомия латеральных перегородок верхнечелюстных синусов, наружных стенок носового хода и остеотомия перегородки носа. Выполнена остеотомия верхней челюсти по типу Le Fort I. Носовая перегородка выделена с обеих сторон, проведена резекция части перегородки. Верхняя челюсть мобилизована. Проведено перемещение верхней челюсти с последующей жесткой фиксацией остеотомированных фрагментов с помощью индивидуально изготовленной титановой мини-пластины толщиной 1,1 мм с перемычками между отверстиями шириной 3,2 мм с заданными параметрами перемещений и мини-винтов.

Далее, проведена межкортикальная остеотомия нижней челюсти с постановкой в ортогнатическое соотношение с последующей жесткой фиксацией фрагментов титановыми пластинами и винтами. Раны ушиты. Пациентка переведена в палату интенсивной терапии для суточного наблюдения. Со второго дня пациентке была проведена межчелюстная фиксация. Пациентка находилась в стационаре 7 дней, где ей проводились антибактериальная и противовоспалительная терапии, физиотерапия. На восьмые сутки пациентка была выписана. Состояние при выписке удовлетворительное. Послеоперационные раны заживали первичным натяжением, без признаков воспаления. Прикус фиксирован в ортогнатическом соотношении. Через две недели после оперативного вмешательства произведено снятие швов со слизистой оболочки полости рта. На первые сутки после операции было проведено МСКТ-исследование. По данным КТ определяется полное воспроизведение запланированных перемещений верхней и нижней челюстей, (рис)

Клинический пример 2

Пациентка Б, 33 года, поступила в клинику с диагнозом: «III скелетный класс. Мезиальная окклюзия. Недоразвитие верхней челюсти. Чрезмерное развитие нижней челюсти и подбородочного отдела.

Жалобы на неправильный прикус, дискомфорт во время пережевывания пищи, эстетическую дисгармонию лица.

Пациентке после окончания ортодонтической подготовки к двучелюстной ортогнатической операции с использованием брекет-системы в дооперационном периоде проведен полный комплекс клинических (сбор анамнеза, осмотр лица и полости рта) и дополнительных методов исследования (фотография, 3D-сканирование лица, снятие оттисков с зубов верхней и нижней челюстей для изготовления гипсовых моделей, 3D-сканирование моделей челюстей, ОПТГ, ТРГ в боковой проекции, МСКТ челюстно-лицевой - области, МРТ височно-нижнечелюстного сустава).

Проведено планирование ортогнатической операции с использованием специального программного обеспечения Dolphin Imaging 11.0. В данной программе проведено совмещение компьютерной томограммы, STL-файлов, полученных при сканировании гипсовых моделей челюстей и 3D-сканирования лица. Смоделированы линии остеотомии и необходимые перемещения челюстей, правильно позиционированы верхняя и нижняя челюсти относительно друг друга (формирование правильных межокклюзионных взаимоотношений) в соответствии с параметрами лицевой эстетики.

После определения направленности и величины необходимого перемещения челюстей, полученные данные отправлены для проектирования индивидуальнго медицинского изделия в компанию «Конмет», где с помощью 3D-принтера произведены индивидуальные шаблоны с заданными линиями остеотомии верхней челюсти по Le Fort I, индивидуальные титановые мини-пластины толщиной 1,3 мм с перемычками между отверстиями шириной 3,6 мм для фиксации верхней челюсти и стереолитографические модели челюстно-лицевой области до и после реализации перемещений. После поставки медицинского изделия в стационар проведена стерилизация.

Под ЭТН в условиях управляемой гипотонии согласно составленному плану последовательности этапов ортогнатической операции, первым этапом после введения местного анестетика скальпелем №15 проведен разрез в области переходной складки верхней челюсти от зуба 1.3 до зуба 2.3. При помощи распатора пройдено до кости, пройдено до скулоальвеолярного гребня справа и слева, далее к бугру верхней челюсти справа и слева. От дна грушевидного отверстия отслоена слизистая оболочка дна полости носа. Установлен индивидуальный шаблон с заданными линиями остеотомии, полностью повторяющий архитектонику верхней челюсти, фиксирован мини-винтами. От грушевидного отверстия до бугров верхней челюсти с использованием индивидуального шаблона с помощью пилы проведены распилы справа и слева. С помощью долот проведена остеотомия латеральных перегородок верхнечелюстных синусов, наружных стенок носового хода и остеотомия перегородки носа. Выполнена остеотомия верхней челюсти по типу Le Fort I. Носовая перегородка выделена с обеих сторон, проведена резекция части перегородки. Верхняя челюсть мобилизована. Проведено перемещение верхней челюсти с последующей жесткой фиксацией остеотомированных фрагментов с помощью индивидуально изготовленной титановой мини-пластины толщиной 1,3 мм с перемычками между отверстиями шириной 3,6 мм с заданными параметрами перемещений и мини-винтов.

Далее, проведена межкортикальная остеотомия нижней челюсти с постановкой в ортогнатическое соотношение с последующей жесткой, фиксацией фрагментов титановыми пластинами и винтами. Раны ушиты. Пациентка переведена в палату интенсивной терапии для суточного наблюдения. Со второго дня пациентке была проведена межчелюстная фиксация. Пациентка находилась в стационаре 7 дней, где ей проводились антибактериальная и противовоспалительная терапии, физиотерапия. На восьмые сутки пациентка была выписана. Состояние при выписке удовлетворительное. Послеоперационные раны заживали первичным натяжением, без признаков воспаления. Прикус фиксирован в ортогнатическом соотношении. Через две недели после оперативного вмешательства произведено снятие швов со слизистой оболочки полости рта.

На первые сутки после операции было проведено МСКТ-исследование. По данным КТ определяется полное воспроизведение запланированных перемещений верхней и нижней челюстей.

Изобретение относится к медицине, в частности к челюстно-лицевой хирургии. Способ лечения пациентов с аномалиями развития зубочелюстной системы предусматривает следующие этапы. С помощью 3D-принтера производят индивидуальные шаблоны с заданными линиями остеотомии верхней челюсти по Le Fort I, изготавливают индивидуальные титановые мини-пластины, которые имеют отверстия для винтов с диаметром костной резьбы 2 мм и перемычками между отверстиями шириной 3,2 мм и толщиной 1,1 мм. Изготавливают стереолитографические модели челюстно-лицевой области до и после реализации перемещений. После скелетирования верхней челюсти мини-винтами фиксируют индивидуальный шаблон и с помощью него от грушевидного отверстия до бугров верхней челюсти проводят распилы справа и слева. С помощью долот выполняют остеотомию верхней челюсти, проводят мобилизацию челюсти с дальнейшим перемещением и фиксацией остеотомированных фрагментов с помощью мини-пластин и винтов. Достигается сокращение времени хирургического вмешательства за счет отсутствия необходимости использования окклюзионных шаблонов и интраоперационной моделировки стандартных титановых мини-пластин. 15 ил.

Способ лечения пациентов с аномалиями развития зубочелюстной системы, предусматривающий проектирование индивидуального медицинского изделия для прецизионного воспроизведения виртуально спланированного перемещения челюстей, выполнение которого включает производство с помощью 3D-принтера индивидуальных шаблонов с заданными линиями остеотомии верхней челюсти по Le Fort I, изготовление индивидуальных титановых мини-пластин, смоделированных согласно величине и оси перемещений для фиксации верхней челюсти, которые имеют отверстия для винтов с диаметром костной резьбы 2 мм и перемычками между отверстиями шириной 3,2 мм и толщиной 1,1 мм, изготовление стереолитографических моделей челюстно-лицевой области до и после реализации перемещений, затем на хирургическом этапе после скелетирования верхней челюсти мини-винтами фиксируют индивидуальный шаблон с заданными линиями остеотомии, полностью повторяющий архитектонику верхней челюсти, и с помощью него от грушевидного отверстия до бугров верхней челюсти проводят распилы справа и слева, с помощью долот выполняют остеотомию верхней челюсти по типу Le Fort I, проводят мобилизацию челюсти с дальнейшим перемещением и фиксацией остеотомированных фрагментов с помощью индивидуальных мини-пластин и винтов.