Trojrozměrný tisk pacientsky specifických titanových destiček v chirurgii čelistí: Pilotní studie (3DJP16)

Dlahová osteosyntéza je základní filozofií při udržování stabilizace skeletu v čelistní chirurgii. K dispozici jsou četné značkové systémy osteosyntézy a většina z nich je vyrobena z čistého titanu nebo slitin titanu se standardními konstrukčními specifikacemi. Obvykle by tyto titanové dlahy měly být ohnuty a vyklenuty, aby lépe odpovídaly trojrozměrnému obrysu ukotvených čelistních kostí. Optimální ohýbání titanové dlahy je však někdy obtížné a časově náročné, zejména pro nezkušené chirurgy a v komplikovaných případech. Nadměrné ohýbání by také mohlo iniciovat zbytkové napětí a potenciálně zhoršit mechanické vlastnosti titanových desek(1).

Třírozměrný (3D) tisk nebo aditivní výroba se dobře rozvinula při výrobě přizpůsobených materiálů z počítačově generovaných digitálních souborů. V posledních letech se rozvíjí 3D tisk lékařských implantátů specifických pro pacienta s nově vzniklou technologií fúze práškového lože, která umožnila tavení kovů a další tvarování zařízení(2). V září 2015 byla čínská inovativní 3D tištěná protéza kyčelního kloubu komerčně certifikována čínským Státním úřadem pro kontrolu potravin a léčiv. V únoru 2016 získal světově první 3D tištěný implantát z titanové kraniální/kraniofaciální dlahy pro pacienta schválení Úřadu pro potraviny a léčiva USA. Kromě toho řada dalších tištěných implantátů prokázala vynikající výkon v klinickém výzkumu. Tyto tištěné lékařské implantáty jsou převážně z čistého titanu nebo slitiny Ti6Al4V, které vykazují dobrou odolnost proti únavě a korozi a jsou považovány za nejvíce biokompatibilní kov(3). Vytištěné implantáty se spoléhají na individualizovaná zobrazovací data a jsou specifické pro pacienta a přesně se přizpůsobují anatomickým strukturám. Protože aditivní výroba je v konečném důsledku odlišná od konvenčních vícekrokových výrobních operací, mohla by snížit náklady a dodací lhůty, zejména při tisku složitých zařízení pro individualizované případy. Zatímco v klinických aplikacích se očekává, že 3D tisk přizpůsobených implantátů usnadní chirurgickou operaci, zkrátí dobu aplikace a zlepší přesnou obnovu(4). Předpokládá se, že použití techniky 3D tisku v lékařské oblasti může přinést další významný pokrok směrem k personalizované medicíně (5). V budoucnu bude po celém světě schváleno mnoho dalších přizpůsobených lékařských implantátů.

S příchodem výroby kovových aditiv byly úspěšně vyrobeny 3D tištěné titanové dlahy specifické pro pacienta. V roce 2012 Per Derand et al. informovali o první aplikaci 3D tištěných titanových dlahy se zavedeným pracovním postupem od zobrazování přes virtuální návrh až po výrobu řezných vodítek a přizpůsobených titanových rekonstrukčních dlahy a její využití při rekonstrukční chirurgii dolní čelisti na bázi fibuly. Předtištěné dlahy usnadnily operaci a zkrátily dobu operace asi o půl hodiny, ačkoli pooperační přesnost transplantované kosti byla ve srovnání s virtuálním plánováním skromná(6). Současně Leonardo Ciocca a kol. informovali o počítačově podporovaném navrhování a výrobě při navádění sekundární rekonstrukce dolní čelisti defektu diskontinuity zahrnující použití chirurgického průvodce a tištěné titanové rekonstrukční dlahy při chirurgickém přenosu virtuálního plánování (7). V roce 2013 Simona Mazzoni a Leonardo Ciocca a spol. aplikoval stejný chirurgický protokol ve studijní skupině sedmi pacientů s rekonstrukcí dolní čelisti a porovnal jeho výhody se standardní technikou pre-plating na stereolitografických modelech v kontrolní skupině. Výsledky ukázaly, že počítačově podporovaný chirurgický protokol byl životaschopný při reprodukci anatomického obrysu pacientů, což chirurgovi poskytlo lepší kontrolu nad procedurou a zkrátilo dobu procedury (8). V roce 2015 Simona Mazzoni a spol. dále rozvinul počítačově podporovanou techniku ​​navrhování a výroby při výrobě chirurgických řezných vodítek a titanových fixačních dlahy při operaci repozice horní maxily bez okluzního plátku. Výsledek studie potvrdil vysokou přesnost přenosu virtuálního plánování pomocí chirurgických vodítek a fixačních dlah(9).

Při přehledu literatury je aplikace 3D tisku titanových fixačních dlahy v čelistní chirurgii dostupná pouze ve dvou centrech v současnosti: Oddělení maxilofaciální chirurgie nemocnice S Orsola Malpighi v Itálii a Oddělení ústní a čelistní chirurgie Univerzity v Lundu ve Švédsku(6 ,7). Publikované předběžné práce prokázaly perspektivu 3D tištěných titanových dlahy při podpoře rekonstrukční chirurgie dolní čelisti a ortognátní chirurgie horní čelisti, ačkoli jejich tištěné titanové dlahy vypadaly dosti objemně a velikosti vzorků byly malé a stále existuje nedostatek kvalifikovaných randomizovaných kontrolovaných studií mezi tištěné a konvenční titanové desky. Abychom lépe těžili z narůstajícího využití 3D tisku ve zdravotnictví, vyvineme nový návrhový a výrobní protokol v tisku fixačních dlahy na míru, které budou navrženy za specifických podmínek zatížení a dokonale se přizpůsobí anatomickým strukturám čelisti. Je nezbytné provést studii proveditelnosti při zkoumání aplikace 3D tisku titanových fixačních dlahy v čelistní chirurgii na základě našich pacientů.