Name: treatment of facial deformities using 3d planning and printing of patient-specific implants
Uploaded: 2020-05-23T14:00:00
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Per questo lavoro non è stato ricevuto alcun finanziamento.

1. Riposizionamento delle ganasce
NOTA: questa sezione viene eseguita utilizzando il software di imaging (ad esempio, Dolphin).
<ol><li>Caricare i file DICOM dell'immagine CT delle ossa facciali del paziente (Figura 1A) nel software selezionando il pulsante 3D a sinistra e facendo clic su Importa nuovo DICOM ( Figurasupplementare 1). Accedere alla modalità di modifica 3D facendo clic su 3D <str...

<ol>
	<li>Hull, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Apparatus for production of three-dmensonal objects by stereo thography. , (1986).</li><li>Shilo, D., Emodi, O., Blanc, O., Noy, D., Rachmiel, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Printing+the+Future-Updates+in+3D+Printing+for+Surgical+Applications.">Printing the Future-Updates in 3D Printing for Surgical Applications.</a> Rambam Maimonides Medical Journal. 9 (3), 20 (2018).</li><li>Emodi, O., Shilo, D., Israel, Y., Rachmiel, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Three-dimensional+planning+and+printing+of+guides+and+templates+for+reconstruction+of+the+mandibular+ramus+and+condyle+using+autogenous+costochondral+grafts.">Three-dimensional planning and printing of guides and templates for reconstruction of the mandibular ramus and condyle using autogenous costochondral grafts.</a> British Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 55 (1), 102-104 (2017).</li><li>Leiser, Y., Shilo, D., Wolff, A., Rachmiel, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+reconstruction+in+mandibular+avulsion+injuries.">Functional reconstruction in mandibular avulsion injuries.</a> Journal of Craniofacial Surgery. 27 (8), 2113-2116 (2016).</li><li>Rachmiel, A., Shilo, D., Blanc, O., Emodi, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reconstruction+of+complex+mandibular+defects+using+integrated+dental+custom-made+titanium+implants.">Reconstruction of complex mandibular defects using integrated dental custom-made titanium implants.</a> British Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 55 (4), 425-427 (2017).</li><li>Lauren, M., McIntyre, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+computer-assisted+method+for+design+and+fabrication+of+occlusal+splints.">A new computer-assisted method for design and fabrication of occlusal splints.</a> American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics. 133 (4), 130-135 (2008).</li><li>Song, K. -. G., Baek, S. -. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+the+accuracy+of+the+three-dimensional+virtual+method+and+the+conventional+manual+method+for+model+surgery+and+intermediate+wafer+fabrication.">Comparison of the accuracy of the three-dimensional virtual method and the conventional manual method for model surgery and intermediate wafer fabrication.</a> Oral Surgery, Oral Medicine, Oral Pathology, and Oral Radiology. 107 (1), 13-21 (2009).</li><li>Mazzoni, S., Bianchi, A., Schiariti, G., Badiali, G., Marchetti, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Computer-aided+design+and+computer-aided+manufacturing+cutting+guides+and+customized+titanium+plates+are+useful+in+upper+maxilla+waferless+repositioning.">Computer-aided design and computer-aided manufacturing cutting guides and customized titanium plates are useful in upper maxilla waferless repositioning.</a> Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 73 (4), 701-707 (2015).</li><li>Hanafy, M., Akoush, Y., Abou-ElFetouh, A., Mounir, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Precision+of+orthognathic+digital+plan+transfer+using+patient-specific+cutting+guides+and+osteosynthesis+versus+mixed+analogue-digitally+planned+surgery:+a+randomized+controlled+clinical+trial.">Precision of orthognathic digital plan transfer using patient-specific cutting guides and osteosynthesis versus mixed analogue-digitally planned surgery: a randomized controlled clinical trial.</a> International Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 49 (1), 62-68 (2019).</li><li>Tack, P., Victor, J., Gemmel, P., Annemans, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D-printing+techniques+in+a+medical+setting:+a+systematic+literature+review.">3D-printing techniques in a medical setting: a systematic literature review.</a> Biomedical Engineering Online. 15 (1), 115 (2016).</li></ol>

La pianificazione e la stampa 3D è uno dei metodi in più rapida evoluzione nel campo chirurgico. Non è solo uno strumento promettente per il futuro, ma uno strumento pratico utilizzato al giorno d'oggi per risultati chirurgici altamente accurati e soluzioni specifiche per il paziente. Permette risultati altamente accurati e riduce la dipendenza dall'esperienza del chirurgo10. Risolve molti degli svantaggi dei precedenti metodi chirurgici vecchio stile, ma i costi ritardano la piena attuazione d...

La stampa 3D è un metodo additivo basato sul posizionamento graduale di strati da materiali diversi, creando così oggetti 3D. È stato originariamente sviluppato per la prototipazione rapida ed è stato introdotto nel 1984 da Charles Hull, che è considerato l'inventore del metodo stereolitografia basato su strati solidificanti di resina fotopolimera1. I progressi tecnologici nella pianificazione virtuale degli interventi chirurgici e nella pianificazione e stampa di impianti specifici per il paziente sono in continua evoluzione. Le innovazioni nascono sia nel campo del software CAD (Computer Assisted Design) sia nelle tecnologie di stampa 3D2. Simultanei agli sviluppi tecnologici, il software e le stampanti diventano più facili da usare. Questo riduce il tempo necessario per la pianificazione e la stampa e permette al chirurgo la possibilità di pianificare le proprie operazioni e creare le proprie guide chirurgiche specifiche del paziente e targhe di fissaggio in un campo che era esclusivamente "parco giochi" di un ingegnere. Questi sviluppi consentono anche a chirurghi e ingegneri di introdurre nuove applicazioni e disegni di impianti specifici per il paziente3,4,5.
Una di queste applicazioni è la pianificazione 3D di interventi chirurgici ortognatici seguita dalla pianificazione 3D e dalla stampa di guide chirurgiche e piastre di fissaggio specifiche per il paziente. Storicamente, gli interventi chirurgici ortognatici sono stati pianificati utilizzando articolatori. Un balestra è stato utilizzato per registrare la relazione della mascella superiore all'articolazione temporomanzale posizionando così i calchi del paziente nell'articolatore. Più tardi, i movimenti chirurgici sono stati eseguiti sui calchi e un wafer acrilico è stato preparato per aiutare con il corretto posizionamento delle mascelle durante l'intervento chirurgico. Questo metodo è stato utilizzato per molti anni ed è ancora utilizzato dalla maggior parte, ma l'utilizzo della tomografia computerizzata del fascio di cono (CT) insieme a scanner intra orali e software CAD ha permesso una pianificazione accurata, risparmiando la necessità di facciali o calchi e muovendosi verso la creazione di wafer pianificati digitalmente6. Questo metodo ha ridotto l'imprecisione della manipolazione manuale e delle misurazioni, ma aveva ancora difetti tra cui l'utilizzo della mandibola instabile come punto di riferimento per il posizionamento della mascella superiore e la mancanza di controllo sul posizionamento verticale della mascella superiore7. Così, è stato introdotto un nuovo metodo. Questo metodo è chiamato la chirurgia "senza wafer" e si basa sul riposizionamento delle mascelle anatomicamente utilizzando guide di taglio chirurgiche e piastre di titanio di fissaggio specifiche del paziente8. Questo metodo risolve gli svantaggi del metodo del wafer digitale descritto in precedenza. Descriveremo questo metodo, che consente al chirurgo completa la libertà di pianificazione di questi interventi chirurgici in modo specifico per il paziente, con minimi possibili errori e imprecisioni. Questo metodo consente un intervento chirurgico "senza wafer", il che significa che non è necessario utilizzare la mandibola opposta come riferimento per riposizionare le ossa, diminuendo così le imprecisioni derivate da questa dipendenza9.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:751px;" width="750">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:216px;">Dolphin imaging software</td>
			<td style="width:207px;">Dolphin Imaging Systems LLC (Patterson Dental Supply, Inc)</td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td style="width:167px;">3D analysis and virtual planning of orthognathic surgeries</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Geomagic Freeform</td>
			<td style="width:207px;">3D systems</td>
			<td style="width:161px;"></td>
			<td>Sculpted Engineering Design</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

treatment of facial deformities using 3d planning and printing of patient-specific implants

I progressi tecnologici nella pianificazione chirurgica e gli impianti specifici del paziente sono in continua evoluzione. Si può adottare la tecnologia per ottenere risultati migliori, anche nella mano meno esperta, o continuare senza di essa. Man mano che la tecnologia si sviluppa e diventa più user-friendly, crediamo che sia il momento di consentire al chirurgo la possibilità di pianificare le sue operazioni e creare le proprie guide chirurgiche specifiche del paziente e targhe di fissaggio che gli consentono il pieno controllo sul processo. Vi presentiamo qui un protocollo per la pianificazione 3D dell'operazione seguito dalla pianificazione 3D e dalla stampa di guide chirurgiche e impianti di fissaggio specifici per il paziente. Durante questo processo utilizziamo due software CAD (Computer-Assisted Design) commerciali. Utilizziamo anche una stampante di modellazione a deposizione fusa per le guide chirurgiche e una stampante di sinterizzazione laser selettiva per gli impianti di fissaggio specifici del paziente in titanio. Il processo include l'acquisizione di immagini di tomografia computerizzata (TC), la segmentazione 3D del cranio e delle ossa facciali dalla TC, la pianificazione 3D delle operazioni, la pianificazione 3D dell'impianto di fissazione specifico del paziente in base alla posizione finale delle ossa, la pianificazione 3D delle guide chirurgiche per l'esecuzione di un'osteotomia accurata e la preparazione dell'osso per le targhe di fissaggio e la stampa 3D delle guide chirurgiche e delle piastre di fissaggio specifiche del paziente. I vantaggi del metodo includono il pieno controllo sulla chirurgia, osteotomie pianificate e piastre di fissaggio, riduzione significativa del prezzo, riduzione della durata dell'operazione, prestazioni superiori e risultati altamente accurati. Le limitazioni includono la necessità di padroneggiare i programmi CAD.

Per osservare l'uso clinico del metodo, presentiamo un caso di una donna di 23 anni. Soffriva di iperplasia condilare in età più giovane nel condilo destro con conseguente asimmetria di entrambe le mascelle. La figura 1A mostra la mascella superiore retrognatica e la mascella inferiore prognatica che mostrano le discrepanze tra le mascelle. Nella vista frontale, l'asimmetria grave può essere osservata come dettagliata utilizzando le linee gialle e rosse. Utilizzando il software di imaging...

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Treatment of Facial Deformities using 3D Planning and Printing of Patient-Specific Implants

Man mano che la tecnologia si sviluppa e diventa più user-friendly, la pianificazione delle operazioni e delle guide chirurgiche specifiche del paziente e delle targhe di fissaggio deve essere eseguita dal chirurgo. Presentiamo un protocollo per la pianificazione 3D dei movimenti scheletrici ortognatici e la pianificazione e la stampa 3D di lastre di fissaggio specifiche del paziente e guide chirurgiche.

Trattamento delle deformità facciali mediante pianificazione 3D e stampa di impianti specifici per il paziente

Technological advancements in surgical planning and patient-specific implants are constantly evolving. One can either adopt the technology to achieve ...

Questo protocollo facilita il trattamento virtuale dei pazienti con deformità facciali e la creazione di nuove guide chirurgiche e piastre di fissazione per l'operazione che stiamo pianificando. I vantaggi di questa tecnica includono il pieno controllo chirurgico, la capacità di pianificare osteotomie e piastre di fissazione, un costo e una durata operativa significativamente ridotti, prestazioni superiori e risultati altamente accurati. Questa tecnica può essere utilizzata con qualsiasi intervento chirurgico che richiede alterazioni ossee in quanto consente la creazione di guide chirurgiche personalizzate e piastre di fissazione.Attualmente stiamo usando questo protocollo per studi di ricerca sui conigli usando impalcature personalizzate. Anche questi programmi sono molto facili da usare. Può essere necessario del tempo per padroneggiare il processo di progettazione assistita dal computer.I pazienti e la pratica aiuteranno con il processo di apprendimento. Poiché il metodo si basa sulla pianificazione virtuale, l'osservazione di ogni fase del processo può essere estremamente utile. Per pianificare il riposizionamento della mascella, caricare la tomografia computerizzata dell'osso facciale del paziente nell'apposito software di imaging.Per accedere alla modalità di modifica per le sessioni di modifica future, fare clic su 3D e modifica. Utilizzare il pulsante di orientamento per orientare l'immagine 3D e utilizzare i pulsanti di compilazione a raggi X per creare un'immagine panoramica. Open Tools, Pianificazione chirurgica ortognatica, avviare nuove lavorazioni e posizionare i segmenti all'interno dell'immagine panoramica.Ritagliare ogni segmento per contenere l'area dell'osso corrispondente e selezionare l'osteotomia appropriata per il paziente, spostando i cerchi gialli per contrassegnare la posizione esatta delle linee di osteotomia. Quindi fai clic su ogni posizione per contrassegnare la posizione per ogni punto di riferimento di interesse. Per eseguire movimenti di segmenti ossei, fare clic con il pulsante destro del mouse e selezionare i movimenti di input utilizzando la tastiera per spostare l'osso nella posizione corretta.Per tenere traccia del movimento dei punti di riferimento chiave, fate clic su Opzioni tratta (Treat options) e selezionate Offset punto di riferimento mostrato nelle tabelle di misura. Quindi utilizzare la barra di scorrimento, i segmenti di esportazione e il pulsante STL per esportare i file STL del pre e uno nelle posizioni ossee dello stadio post operatorio. Per preparare le piastre di fissazione specifiche del paziente e le guide chirurgiche, importare i file STL che mostrano la posizione della mascella superiore e della faccia centrale dopo l'osteotomia e il riposizionamento nella posizione finale nell'appropriato programma software di progettazione 3D.Nel menu Piani (Planes), selezionate Crea piano (Create plane) e spostate il piano parallelo all'osso in cui verrà posizionata la piastra. Utilizzate una forma cerchio dal menu di sketch per creare un cerchio con una dimensione appropriata per le viti da utilizzare e create un secondo cerchio più grande di tre millimetri di diametro attorno al cerchio precedente per delineare la piastra di fissaggio. Posizionare copie dei cerchi sopra le posizioni della vite.Sotto curve, utilizzate lo strumento sketch del progetto per selezionare i cerchi che verranno trasferiti dal piano all'osso. Per collegare i cerchi esterni per il design della piastra di bordo esterna, selezionate lo strumento di divisione e definite la parte del cerchio che verrà rimossa per consentire la connessione ai cerchi adiacenti. Utilizzando l'opzione di selezione, selezionate la parte definita del cerchio ed eliminatela.Utilizzando lo strumento curva di disegno, collegare i cerchi esterni per creare una forma esterna continua della piastra specifica del paziente. Prima di creare la piastra di fissazione, fare clic con il pulsante destro del mouse per duplicare e selezionare duplicato dall'elenco degli oggetti per duplicare la mascella superiore. Nel menu Argilla dettaglio (Detail Clay), selezionate la goffratura con lo strumento curva per modificare il volume della piastra di fissazione in base alle curve proiettate in precedenza.Selezionate la curva di forma esterna e posizionate il cursore a forma di cerchio all'interno sulla superficie della piastra sagomata sul lato da goffrare. Impostare i parametri della funzione principalmente la distanza per controllare lo spessore della futura piastra di fissazione e separare la piastra dalla mascella superiore. Fare clic con il pulsante destro del mouse sulla mascella superiore originale e scegliere Boolean, Rimuovi da una mascella superiore con piastra.Per creare i fori per le viti, selezionate i cerchi da tagliare e nel menu Superfici Sub D, selezionate lo strumento sub D taglio filo nei cerchi di interesse per creare aste perpendicolari alla piastra nella dimensione dei fori desiderati. Quindi utilizzare Boolean e rimuovere da per selezionare ogni asta da sottrarre dalla piastra. Per creare le guide, riposizionare la mascella superiore nella posizione originale ma con i fori delle viti contrassegnati.Nel menu Seleziona argilla di spostamento, selezionate Registra pezzi (Register pieces) e selezionate il movimento superiore del palo del lavoro per la sorgente nella mascella superiore e nella faccia centrale prima del movimento per la destinazione. È essenziale allineare la mascella con i fori della piastra di fissazione per garantire che la pianificazione della guida chirurgica si basi sulla corretta posizione dei fori finali. Quindi, sulla base di fori appena posizionati, creare le guide chirurgiche come dimostrato per le piastre di fissazione.In queste immagini, vengono mostrate la mascella superiore retrognagna e la mascella inferiore prognatica di una femmina di 23 anni che soffriva di iperplasia condilare in età più giovane che mostrava le discrepanze tra le mascelle. Nella vista frontale, la grave asimmetria può essere osservata ancora più chiaramente. Utilizzando il software di imaging come dimostrato, è possibile eseguire un piano di trattamento chirurgico basato sull'analisi cefalometrica laterale.I file STL 3D. sono stati importati nel software di progettazione 3D sia in passaggi di movimento ossei pre e post pianificati per consentire la pianificazione della piastra di fissazione specifica del paziente. La guida chirurgica è stata quindi pianificata e la piastra potrebbe quindi essere impiantata tramite chirurgia bimascellare con conseguente correzione dell'asimmetria mascellare grave e discrepanze.Questo metodo può essere applicato a quasi tutte le ossa chirurgiche sia per la creazione di guide chirurgiche che per la creazione di piastre di fissazione dopo l'intervento chirurgico di ablazione o il trattamento con frattura. Questa tecnica facilita la creazione di nuove guide chirurgiche e piastre. Ad esempio, abbiamo creato guide per la riduzione delle fratture da utilizzare nella sala operativa.

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