Name: treatment of facial deformities using 3d planning and printing of patient-specific implants
Uploaded: 2020-05-23T14:00:00
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1. Reposicionamento das mandíbulas
NOTA: Esta seção é realizada usando o software de imagem (ou seja, Dolphin).
<ol><li>Carregue os ossos faciais os arquivos DICOM da imagem DO paciente(Figura 1A)no software, selecionando o botão 3D à esquerda e clicando em Importar Novo DICOM (Figura Suplementar 1). Insira o modo de edição 3D clicando em 3D | Editar.</li>
	<li>Oriente a...

<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>

O planejamento e impressão 3D é um dos métodos que mais evoluem rapidamente no campo cirúrgico. Não é apenas uma ferramenta promissora para o futuro, mas uma ferramenta prática usada hoje em dia para resultados cirúrgicos altamente precisos e soluções específicas para o paciente. Permite resultados altamente precisos e reduz a dependência da experiência do cirurgião10. Resolve muitas das desvantagens dos métodos cirúrgicos antigos anteriores, mas os custos atrasam a implementação...

A impressão 3D é um método aditivo baseado na colocação gradual de camadas de diferentes materiais, criando assim objetos 3D. Foi originalmente desenvolvido para prototipagem rápida e foi introduzido em 1984 por Charles Hull, que é considerado o inventor do método de estereolitografia baseado em camadas solidificantes de resina fotopolímera1. Os avanços tecnológicos no planejamento virtual de cirurgias e planejamento e impressão de implantes específicos para pacientes estão em constante evolução. As inovações surgem tanto no campo do software CAD (Computer Assisted Design, design assistido) quanto em tecnologias de impressão 3D2. Simultaneamente aos desenvolvimentos da tecnologia, o software e as impressoras tornam-se mais fáceis de usar. Isso reduz o tempo necessário para o planejamento e impressão e permite ao cirurgião a opção de planejar suas operações e criar guias cirúrgicos e placas de fixação específicas do próprio paciente em um campo que era exclusivamente um "playground" de um engenheiro. Esses desenvolvimentos também permitem que cirurgiões e engenheiros introduzam novas aplicações e projetos de implantes específicos do paciente3,4,5.
Uma dessas aplicações é o planejamento 3D de cirurgias ortoirônicas, seguido de planejamento 3D e impressão de guias cirúrgicos e placas de fixação específicas do paciente. Historicamente, cirurgias ortoirônicas foram planejadas usando articuladores. Foi utilizado um arco facial para registrar a relação da mandíbula superior com a articulação temporomandibular, posicionando assim os moldes do paciente no articulador. Posteriormente, os movimentos cirúrgicos foram realizados nos moldes e um wafer acrílico foi preparado para ajudar no posicionamento adequado das mandíbulas durante a cirurgia. Este método foi utilizado por muitos anos e ainda é usado atualmente pela maioria, mas a utilização da tomografia computadorizada de feixe de cone (TC) juntamente com scanners intra-orais e software CAD permitiu um planejamento preciso, poupando a necessidade de arcos ou moldes faciais e caminhando para a criação de wafers planejados digitalmente6. Este método reduziu a imprecisão da manipulação manual e das medidas, mas ainda apresentava falhas, incluindo o uso da mandíbula inferior instável como ponto de referência para o posicionamento da mandíbula superior e a falta de controle sobre o posicionamento vertical da mandíbula superior7. Assim, um novo método foi introduzido. Este método é chamado de cirurgia "waferless" e baseia-se no reposicionamento das mandíbulas anatomicamente usando guias de corte cirúrgicos e placas de titânio de fixação específicas do paciente8. Este método resolve as desvantagens do método de wafer digital descrito anteriormente. Descreveremos este método, que permite ao cirurgião total liberdade no planejamento dessas cirurgias de forma específica do paciente, com o mínimo de possíveis erros e imprecisões. Este método permite uma cirurgia "sem bola", o que significa que não há necessidade de usar a mandíbula oposta como referência para reposicionar os ossos, diminuindo assim as imprecisões derivadas dessa dependência9.

<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

Os avanços tecnológicos no planejamento cirúrgico e implantes específicos do paciente estão em constante evolução. Pode-se adotar a tecnologia para alcançar melhores resultados, mesmo na mão menos experiente, ou continuar sem ela. À medida que a tecnologia se desenvolve e se torna mais fácil de usar, acreditamos que é hora de permitir ao cirurgião a opção de planejar suas operações e criar seus próprios guias cirúrgicos específicos do paciente e placas de fixação permitindo-lhe controle total sobre o processo. Apresentamos aqui um protocolo para o planejamento 3D da operação seguido de planejamento 3D e impressão de guias cirúrgicas e implantes de fixação específicos do paciente. Durante este processo, usamos dois softwares de design assistido por computador (CAD) comercial. Também utilizamos uma impressora de modelagem de deposição fundida para os guias cirúrgicos e uma impressora de sinterização a laser seletiva para os implantes de fixação especificamente do paciente de titânio. O processo inclui aquisição de imagem de tomografia computadorizada (TC), segmentação 3D do crânio e ossos faciais da tomografia computadorizada a partir da tomografia computadorizada, planejamento 3D do implante de fixação específica do paciente de acordo com a posição final dos ossos, planejamento 3D de guias cirúrgicas para realização de uma osteotomia precisa e preparação do osso para as placas de fixação, e impressão 3D das guias cirúrgicas e das placas de fixação específicas do paciente. As vantagens do método incluem controle total sobre a cirurgia, osteotomias planejadas e placas de fixação, redução significativa no preço, redução na duração da operação, desempenho superior e resultados altamente precisos. As limitações incluem a necessidade de dominar os programas CAD.

Para observar o uso clínico do método, apresentamos um caso de uma mulher de 23 anos. Ela sofria de hiperplasia condillar em uma idade mais jovem no condyle direito resultando em assimetria de ambas as mandíbulas. A Figura 1A mostra a mandíbula superior retrognathic e a mandíbula inferior prognathic exibindo as discrepâncias entre as mandíbulas. Na visão frontal, a assimetria severa pode ser observada como detalhada usando as linhas amarela e vermelha. Utilizando-se o software de ima...

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

À medida que a tecnologia se desenvolve e se torna mais fácil de usar, o planejamento das operações e guias cirúrgicos específicos do paciente e placas de fixação devem ser realizados pelo cirurgião. Apresentamos um protocolo para o planejamento 3D dos movimentos esqueléticos ortolináticos e o planejamento e impressão 3D de placas de fixação específicas do paciente e guias cirúrgicos.

Tratamento de deformidades faciais utilizando planejamento 3D e impressão de implantes específicos para pacientes

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

Este protocolo facilita o tratamento virtual de pacientes com deformidades faciais e a criação de novas guias cirúrgicas e placas de fixação para a operação que estamos planejando. As vantagens desta técnica incluem controle cirúrgico completo, a capacidade de planejar osteotomias e placas de fixação, um custo e duração de operação significativamente reduzidos, um desempenho superior e resultados altamente precisos. Esta técnica pode ser utilizada com qualquer intervenção cirúrgica que exija alterações ósseas, pois permite a criação de guias cirúrgicas personalizadas e placas de fixação.Estamos usando este protocolo para pesquisas em coelhos usando andaimes personalizados. Além disso, esses programas são muito fáceis de usar. Pode levar tempo para dominar o processo de design assistido por computador.Pacientes e prática ajudarão no processo de aprendizagem. Como o método é baseado no planejamento virtual, observar cada etapa do processo pode ser extremamente útil. Para planejar o reposicionamento da mandíbula, carregue a tomografia computadorizada do osso facial do paciente no software de imagem apropriado.Para inserir o modo de edição para futuras sessões de edição, clique em 3D e Editar. Use o botão de orientação para orientar a imagem 3D e use os botões de raios-X de compilação para criar uma imagem panorâmica. Ferramentas Abertas, Planejamento cirúrgico ortognatônico, iniciar novo workup e posicionar os segmentos dentro da imagem panorâmica.Lavore cada segmento para conter a área do osso correspondente e selecione a osteotomia apropriada para o paciente, movendo os círculos amarelos para marcar a localização exata das linhas de osteotomia. Em seguida, clique em cada local para marcar o local para cada marco de interesse. Para executar movimentos de segmentos ósseos, clique com o botão direito do mouse e selecione movimentos de entrada usando o teclado para mover o osso para o local correto.Para acompanhar o movimento dos principais pontos turísticos, clique em Opções de tratamento e selecione mostrou deslocamento de referência nas tabelas de medição. Em seguida, use a barra de slides, os segmentos de exportação e o botão STL para exportar os arquivos STL do pré e um nas posições ósseas do estágio pós-operatório. Para preparar as placas de fixação específicas do paciente e as guias cirúrgicas, importe os arquivos STL mostrando a posição da mandíbula superior e do rosto médio após a osteotomia e o reposicionamento para a posição final no programa de software de design 3D apropriado.Sob o menu Planos, selecione Criar plano e mova o plano paralelo ao osso onde a placa será colocada. Use uma forma de círculo do menu de esboço para criar um círculo com um tamanho apropriado para os parafusos a serem usados e criar um segundo círculo maior de três milímetros ao redor do círculo anterior para delinear a placa de fixação. Coloque cópias dos círculos sobre as posições do parafuso.Em curvas, use a ferramenta de esboço do projeto para selecionar os círculos que serão transferidos do plano para o osso. Para conectar os círculos externos para o design da placa de borda externa, selecione a ferramenta dividida e defina a parte do círculo que será removida para permitir a conexão com os círculos adjacentes. Usando a opção selecionar, selecione a parte definida do círculo e exclua-a.Usando a ferramenta curva de desenho, conecte os círculos externos para criar uma forma externa contínua da placa específica do paciente. Antes de criar a placa de fixação, clique com o botão direito do mouse para duplicar e selecionar duplicar da lista de objetos para duplicar a mandíbula superior. No menu Argila detalhada, selecione o relevo com a ferramenta curva para modificar o volume da placa de fixação com base nas curvas previamente projetadas.Selecione a curva de forma externa e coloque o cursor em forma de círculo dentro da superfície da placa em forma na lateral a ser relevo. Defina os parâmetros da função principalmente a distância para controlar a espessura da placa de fixação futura e separe a placa da mandíbula superior. Clique com o botão direito da mandíbula superior original e clique em Boolean, Remova de uma mandíbula superior com placa.Para criar os orifícios para os parafusos, selecione os círculos a serem cortados e no menu de superfícies Sub D, selecione a ferramenta sub D de corte de fio nos círculos de interesse para criar hastes perpendiculares à placa no tamanho dos orifícios desejados. Em seguida, use booleano e remova para selecionar cada haste a ser subtraída da placa. Para criar as guias, reposicione a mandíbula superior para sua localização original, mas com os orifícios de parafuso marcados.No menu Selecionar argila de movimento, selecione Registrar peças e selecione o movimento do posto de trabalho superior para a fonte na mandíbula superior e no rosto médio antes do movimento para o alvo. É essencial alinhar a maxila com os orifícios da placa de fixação para garantir que o planejamento do guia cirúrgico seja baseado na posição correta dos orifícios finais. Em seguida, com base em orifícios recém-posicionados, crie as guias cirúrgicas como demonstrado para as placas de fixação.Nestas imagens, a mandíbula superior retrogênica e a mandíbula inferior prognathic de uma mulher de 23 anos que sofria de hiperplasia condílara em uma idade mais jovem exibindo as discrepâncias entre as mandíbulas são mostradas. Na visão frontal, a assimetria severa pode ser observada ainda mais claramente. Utilizando o software de imagem como demonstrado, um plano de tratamento cirúrgico baseado na análise cefalométrica lateral pode ser realizado.Os arquivos 3D. STL foram importados para o software de design 3D em etapas de movimento ósseo pré e pós-planejadas para permitir o planejamento da placa de fixação específica do paciente. O guia cirúrgico foi então planejado e a placa poderia então ser implantada através de cirurgia bimaxilar resultando na correção da assimetria e discrepâncias graves da mandíbula.Este método pode ser aplicado a quase qualquer osso cirúrgico tanto para a criação de guias cirúrgicas quanto para a criação de placas de fixação após cirurgia de ablação ou tratamento de fratura. Essa técnica facilita a criação de novos guias cirúrgicos e placas. Por exemplo, criamos guias de redução de fraturas para uso na sala de operação.

Research

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