СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ КАРКАСА ПРИ ХИРУРГИЧЕСКОЙ РЕКОНСТРУКЦИИ УШНОЙ РАКОВИНЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЁБЕРНОГО ХРЯЩЕВОГО АУТОТРАНСПЛАНТАТА И МЕТИЛМЕТАКРИЛАТА С ДОБАВЛЕНИЕМ ГИДРОКСИАПАТИТА Российский патент 2023 года по МПК A61F2/18 A61F11/20 A61F2/50 

Изобретение относится к медицине, а именно к челюстно-лицевой хирургии и лучевой диагностике, и может быть использовано для предоперационного планирования хирургической реконструкции ушной раковины с использованием реберного хрящевого аутотрансплантата и во время операции при изготовлении каркаса ушной раковины, а также на хирургическом этапе отведения (создания ушно-головного угла и заушной борозды).

Известен метод изготовления эпитеза ушной раковины, при котором протез выполнен из медицинского стоматологического силикона, методом литья по прототипу, изготовленного методом 3D-принтинга, зеркально отображенного цифрового изображения компьютерной томограммы противоположной ушной раковины пациента с отсутствующей ушной раковиной [Арутюнов С.Д., Гветадзе Р.Ш., Арутюнов А.С., Степанов А.Г., Харазян А.Э., Поляков Д.И., Лежнев Д.А. Протез ушной раковины. Патент на изобретение RU 2630354 С, 07.09.2017. Заявка №2016147383 от 02.12.2016].

В этой методике используются наиболее эффективные современные технические возможности, однако она описывает алгоритм планирования и создания только протеза ушной раковины, который необходимо снимать для ежедневной гигиены и менять раз в 5 лет. Детям трудно осуществлять процедуру снятия и фиксации протеза самостоятельно, а их родители часто заинтересованы в использовании натуральных материалов для воссоздания каркаса ушной раковины.

Известна методика виртуального прецизионного планирования аутореберного хрящевого каркаса ушной раковины на основании данных МСКТ [Асирова Г.В. Формирование ушной раковины с использованием аутологичного трехкомпонентного хрящевого каркаса при помощи карвинг-техники. Автореферат Дисс. канд. Мед. наук. Москва, 2017. - 23С]

Однако в описанной методике не учитывается топография и рельеф ложа, где планируется расположить ушную раковину. Изготовление стереолитографической модели с имитацией подлежащих тканей необходимо для контроля позиционирования каркаса относительно головы во время операции. Вторым недостатком указанного метода является отсутствие повторного использования стереолитографической модели, изготовленной по результатам моделирования, для второго этапа операции - отведения ушной раковины от головы и создания заушной борозды.

К наиболее распространенным и эффективным способам аурикулопластики с применением реберного хряща относятся методики В. Brent (1980), S. Nagata (1993), A. Yamada (2018). К недостаткам методов относится применение двухмерных стандартных шаблонов для моделирования каркаса, что не дает объективной информации о внешнем виде реконструируемого уха и корректном его позиционировании. Все указанные методы включают разметку анатомических ориентиров при помощи перманентных маркеров, что является ненадежным и неточным способом, требующим затрат большего времени. Вторым недостатком является использование реберного хряща во время операции отведения ушной раковины от головы. Для реализации этого метода требуется повторный забор реберного хряща (а следовательно, причинение большей травмы для пациента), а результаты данного вмешательства нестабильны ввиду частого рассасывания дополнительно имплантированного отводящего хрящевого элемента в заушную область.

Известен метод изготовления индивидуальных эндопротезов нижней челюсти из метилметакрилата с добавлением гидроксиапатита [Краснов A.П., Топольницкий О.З., Афоничева О.В., Арапов Н.С., Воложин А.И., Мить B.А., Ульянов С.А. Композиция для биомедицинского материала, способ его получения и материал биомедицинского назначения. Патент на изобретение 2281300, 27.07.2010. Заявка от 12.05.2009].

Предложенный авторами материал обладает легкостью, прочностью, биосовместимостью и эффективно применяется в челюстно-лицевой хирургии по сей день. Однако информация об опыте применения данного материала для реконструкции ушной раковины отсутствует.

Задачами изобретения являются: (1) повышение точности воссоздания отсутствующей ушной раковины во время ее хирургической реконструкции, (2) улучшение качества проводимого лечения, (3) снижение количества возможных осложнений, а также (4) сокращение времени и усилий, необходимых для планирования хирургического лечения, (5) сокращение длительности операций.

Технический результат заключается в получении объективных данных при предоперационном обследовании с применением современных лучевых методов, виртуальном компьютерном планировании хирургической реконструкции ушной раковины с использованием реберного хрящевого аутотрансплантата и использовании трехмерной стереолитографической модели на всех (двух) оперативных этапах, что повышает точность и уменьшает время работы, уменьшает степень погрешности, снижает вероятность возникновения послеоперационных осложнений.

Это достигается за счет изготовления стереолитографической модели реконструируемой ушной раковины с подлежащими мягкими и твердыми тканями, на основании которой проводится моделирование хрящевого каркаса, его позиционирование и отведение ушной раковины во время следующей операции; а также за счет применения дополнительного индивидуально изготовленного элемента из метилметакрилата с добавлением гидроксиапатита для отведения ушной раковины и создания заушной борозды.

Перечень фигур

Фиг. 1 - морфометрия обхвата грудной клетки с использованием сантиметровой ленты (метра).

Фиг. 2 - морфометрия длины завитка здоровой ушной раковины с использованием сантиметровой ленты (метра).

Фиг. 3 - морфометрия хрящевой части VI-IX ребер по результатам мультиспиральной компьютерной томографии.

Фиг. 4, 5, 6 - виртуальное компьютерное моделирование положения, формы и размера реконструируемой ушной раковины с учетом анатомических ориентиров, косметического центра лица (фиг. 4), положения и формы височной кости (фиг. 5), при сопоставлении с противоположной (условно здоровой) стороной (фиг. 6).

Фиг. 7 - контроль положения, размера и формы стереолитографической модели, изготовленной при помощи 3D принтера методом Лазерной Стереолитографии, на пациенте.

Фиг. 8 - каркас ушной раковины, смоделированный из фрагментов хрящей VI-IX ребер, на основании простерилизованной методом автоклавирования стереолитографической модели.

Фиг. 9 - контроль положения подкожно имплантированного хрящевого каркаса по стереолитографической модели, содержащей отпечаток подлежащих мягких и твердых тканей.

Фиг. 10 - элемент для отведения ушной раковины, индивидуально смоделированный из воска по стереолитографической модели.

Фиг. 11 - элемент для отведения ушной раковины, изготовленный в лабораторных условиях, из метилметакрилата с добавлением гидроксиапатита и перфорированный для облегчения конструкции.

Фиг. 12 - внешний вид ушной раковины и височной области через 2 недели после второго этапа хирургической реконструкции.

Фиг. 13 - внешний вид ушной раковины пациента Л. до начала лечения.

Фиг. 14 - реберный хрящевой аутотрансплантат, забранный из VI-IX ребер.

Фиг. 15 - каркас ушной раковины, смоделированный из реберного хрящевого аутотрансплантата.

Фиг. 16 - внешний вид ушной раковины пациента Л. через 2 недели после второго хирургического этапа, вид спереди: контурирование удовлетворительное, размер и форма соответствует противоположной ушной раковине, сохраняется остаточный отек.

Фиг. 17 - внешний вид ушной раковины через 2 недели после второго хирургического этапа, вид сзади: ушно-головной угол соответствует противоположной стороне, выражена заушная борозда, эпителизация первичным натяжением, признаков обнажения и воспаления не определяется.

Способ осуществляют следующим образом (фиг. 1-12). На первом этапе проводится обследование пациента: 1) морфометрия обхвата груди на уровне мечевидного отростка (фиг. 1), здоровой ушной раковины (фиг. 2), 2) проведение мультиспиральной компьютерной томографии головы и органов грудной клетки (фиг. 3). При проведении лучевого обследования важна укладка пациента и отсутствие фиксирующего подголовника, за счет которых может произойти сжатие и деформация здоровой ушной раковины, и полученные результаты будут не достоверны, не смогут быть использованы для виртуального планирования операции. На втором этапе на основании полученных результатов обследования определяется достаточность реберного хряща VI-IX пар ребер для моделирования каркаса ушной раковины. Далее проводится трехмерное компьютерное моделирование, учитываются индивидуальные анатомические ориентиры (фиг. 4-6). По результатам моделирования изготавливается трехмерная стереолитографическая модель, имитирующая реконструируемую ушную раковину, а также подлежащие мягкие и твердые ткани. После контроля модели на пациенте (фиг. 7) она отдается на стерилизацию методом автоклавирования при температуре 120°С и давлении 1 атмосфера. На третьем этапе во время операции после забора реберного хряща проводится поэтапное моделирование каркаса ушной раковины, форма которого контролируется по стерильной стереолитографической модели (фиг. 8). Далее по этой же модели проводится контроль анатомических ориентиров и позиционирования готового хрящевого каркаса под кожу (фиг. 9). На четвертом этапе стереолитографическая модель повторно стерилизуется и используется во время следующей операции для определения формы и размеров дополнительного элемента, обеспечивающего отведение ушной раковины от головы. Дополнительный отводящий элемент из метилметакрилата с добавлением гидроксиапатита изготавливается индивидуально, по восковому шаблону (фиг. 10), в лабораторных условиях, перфорируется для облегчения конструкции (фиг. 11) и стерилизуется методом автоклавирования при температуре 120°С и давлении 1 атмосфера. Во время операции данный элемент вводится заушно, на заранее спланированную глубину, под контролем стереолитографической модели, полностью оборачивается васкуляризированным фасциальным лоскутом и покрывается свободным расщепленным кожным лоскутом (фиг. 12).

По предложенной методике проведено лечение 13 пациентам (7 мальчикам и 6 девочкам) в возрасте 9-13 лет. Все пациенты находятся на динамическом наблюдении после второго хирургического этапа. Период наблюдения составляет от полугода до 4 лет. За данный период осложнение отмечалось у двоих пациентов: образование послеоперационной гематомы привело к краевому некрозу кожи и края фасциального лоскута, в результате чего произошло частичное обнажение эндопротеза заушной области, без признаков воспаления и инфицирования протезного ложа. В результате посева на микрофлору тканевой жидкости роста микрофлоры не обнаружено. В обоих случаях осложнение было устранено путем частичного удаления поверхностного слоя эндопротеза, шлифовки, закрытия дефекта местными тканями. После устранения осложнений период динамического наблюдения в обоих случаях составил 1 год - повторные осложнения отсутствовали. У остальных 11 пациентов определялись удовлетворительные послеоперационные результаты.

Клинический пример (фиг. 13-17).

Пациент Л. 9 лет поступил в КЦЧЛПХиС Клинику на 184 койки МГМСУ им. А.И. Евдокимова с жалобами на косметический дефект - отсутствие правой ушной раковины. Клинически определялось, что ушная раковина была представлена единым кожно-хрящевым рудиментом, атрезия наружного слухового прохода (фиг. 13).

Было проведено обследование, морфометрия здоровой ушной раковины и грудной клетки с использованием сантиметровой ленты (метра).

Размеры левой ушной раковины были следующими (мм):

Обхват грудной клетки на уровне мечевидного отростка составлял 730 мм.

Проведено ультразвуковое исследование височной области с допплерографией. Отмечены анатомические ориентиры.

Проведена мультиспиральная компьютерная томография головы и шеи, а также грудной клетки с морфометрией хрящевых отделов ребер. По результатам морфометрии грудной клетки:

На основании полученных данных было выявлено, что объема реберного хряща VI-IX ребер было достаточно для создания каркаса отсутствующей ушной раковины.

Проведено компьютерное моделирование положения реконструируемой ушной раковины, с учетом анатомических ориентиров, индивидуальных особенностей и эстетических параметров лица. При помощи 3D принтера методом Лазерной Стереолитографии осуществлена печать модели и подлежащих мягких тканей-ориентиров.

Проведен контроль формы стереолитографической модели ушной раковины и ее расположения на пациенте. Модель была отдана на стерилизацию.

Во время первого этапа реконструкции ушной раковины проведен забор реберного аутотрансплантата из VI-IX ребер (фиг. 14). Далее осуществлено моделирование каркаса ушной раковины (фиг. 15), по форме и размеру соответствующего стереолитографической модели. Место расположения готового каркаса определялось по анатомическим ориентирам - отпечаткам мягких тканей на стереолитографической модели. Раны ушиты. Фиксированы дренаж и формирующие валики. Дренаж удален. Наложена формирующая повязка. В послеоперационном периоде - без особенностей, эпителизация первичным натяжением. Швы и валики сняты на 14 сутки.

Второй этап реконструкции проводился через 8 месяцев. Перед операцией было повторно проведено ультразвуковое исследование с допплерографией. Во время второго этапа реконструкции ушной раковины степень отведения каркаса ушной раковины от головы определялась по ранее изготовленной и повторно простерилизованной стереолитографической модели. Во время операции задняя поверхность каркаса ушной раковины была отпрепарирована от мягких тканей головы. Выделен лоскут на ножке поверхностной фисочной фасции, содержащий питающий сосуд - теменную ветвь поверхностной височной артерии. Отводящий элемент был введен заушно, на заранее спланированную глубину, под контролем стереолитографической модели, полностью обернут фасциальным лоскутом и покрыт свободным расщепленным кожным лоскутом. Раны ушиты. Наложена формирующая повязка. Швы сняты на 14 сутки (фиг. 16, 17). В послеоперационном периоде - без особенностей, эпителизация первичным натяжением. Пациент находится на динамическом наблюдении, срок наблюдения - 2 года.

Изобретение относится к медицине. Способ моделирования каркаса при хирургической реконструкции ушной раковины, заключающийся в предоперационном обследовании, включающем морфометрию обхвата груди на уровне мечевидного отростка и здоровой ушной раковины, проведение мультиспиральной компьютерной томографии головы и органов грудной клетки; определение достаточности реберного хряща VI-IX пар ребер для моделирования каркаса ушной раковины на основании полученных результатов обследования; проведение трехмерного компьютерного моделирования; изготовление трехмерной стереолитографической модели реконструируемой ушной раковины с подлежащим ложем; стерилизацию полученной модели методом автоклавирования при температуре 120°С и давлении 1 атмосфера; забор реберного хряща и проведение моделирования хрящевого каркаса ушной раковины по стерильной стереолитографической модели; повторную стерилизацию стереолитографической модели; определение с помощью модели формы и размеров дополнительного элемента, обеспечивающего отведение ушной раковины от головы и формирование заушной борозды; изготовление дополнительного отводящего элемента из метилметакрилата с добавлением гидроксиапатита, по восковому шаблону; стерилизацию отводящего элемента методом автоклавирования при температуре 120°С и давлении 1 атмосфера. Технический результат заключается в получении объективных данных при предоперационном обследовании с применением современных лучевых методов, виртуальном компьютерном планировании хирургической реконструкции ушной раковины с использованием реберного хрящевого аутотрансплантата и использовании трехмерной стереолитографической модели на всех (двух) оперативных этапах, что повышает точность и уменьшает время работы, уменьшает степень погрешности, снижает вероятность возникновения послеоперационных осложнений. 17 ил., 2 табл., 1 пр.

Способ моделирования каркаса при хирургической реконструкции ушной раковины, заключающийся в предоперационном обследовании, включающем морфометрию обхвата груди на уровне мечевидного отростка и здоровой ушной раковины, проведение мультиспиральной компьютерной томографии головы и органов грудной клетки; определение достаточности реберного хряща VI-IX пар ребер для моделирования каркаса ушной раковины на основании полученных результатов обследования; проведение трехмерного компьютерного моделирования; изготовление трехмерной стереолитографической модели реконструируемой ушной раковины с подлежащим ложем; стерилизацию полученной модели методом автоклавирования при температуре 120°С и давлении 1 атмосфера; забор реберного хряща и проведение моделирования хрящевого каркаса ушной раковины по стерильной стереолитографической модели; повторную стерилизацию стереолитографической модели; определение с помощью модели формы и размеров дополнительного элемента, обеспечивающего отведение ушной раковины от головы и формирование заушной борозды; изготовление дополнительного отводящего элемента из метилметакрилата с добавлением гидроксиапатита, по восковому шаблону; стерилизацию отводящего элемента методом автоклавирования при температуре 120°С и давлении 1 атмосфера.