Impresión tridimensional de placas de titanio específicas del paciente en cirugía de mandíbula: un estudio piloto (3DJP16)

La placa de osteosíntesis es la filosofía básica para mantener la estabilización esquelética en la cirugía maxilar. Hay numerosos sistemas de osteosíntesis de marca disponibles y la mayoría de ellos están hechos de titanio puro o aleaciones de titanio con especificaciones de construcción estándar. Por lo general, estas placas de titanio deben doblarse y arquearse para que coincidan mejor con el contorno tridimensional de los huesos de la mandíbula anclados. Sin embargo, la flexión óptima de la placa de titanio a veces es difícil y requiere mucho tiempo, especialmente para los cirujanos sin experiencia y en casos complicados. Una flexión excesiva también podría iniciar una tensión residual y empeorar potencialmente las propiedades mecánicas de las placas de titanio(1).

La impresión tridimensional (3D), o fabricación aditiva, se ha desarrollado mucho en la fabricación de materiales personalizados a partir de archivos digitales generados por computadora. En los últimos años, la impresión 3D de implantes médicos específicos para pacientes ha evolucionado con la nueva tecnología de fusión de lecho de polvo, que permitió fundir metales y dar forma a los dispositivos(2). En septiembre de 2015, la innovadora prótesis de cadera impresa en 3D de China fue certificada comercialmente por la Administración Estatal de Alimentos y Medicamentos de China. En febrero de 2016, el primer implante de placa craneofacial/craneal de titanio específico para el paciente impreso en 3D obtuvo la aprobación de la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. (FDA, por sus siglas en inglés). Más allá de eso, una serie de otros implantes impresos han mostrado un rendimiento excelente en la investigación clínica. Estos implantes médicos impresos son en su mayoría de titanio puro o aleación Ti6Al4V, que presentan una buena resistencia a la fatiga y la corrosión y se consideran el metal más biocompatible(3). Basándose en datos de imágenes individualizados, los implantes impresos son específicos para cada paciente y se adaptan con precisión a las estructuras anatómicas. Dado que la fabricación aditiva es, en última instancia, diferente de las operaciones de producción convencionales de varios pasos, podría reducir los costos y los plazos de entrega, especialmente en la impresión de dispositivos complejos para casos individualizados. Mientras que en aplicaciones clínicas, se espera que la impresión 3D de implantes personalizados facilite la operación quirúrgica, reduzca la duración de la aplicación y mejore la restauración precisa(4). Se predice que la aplicación de la técnica de impresión 3D en el área médica puede generar otro gran avance hacia la medicina personalizada(5). En el futuro se aprobarán muchos más implantes médicos personalizados en todo el mundo.

Con la llegada de la fabricación aditiva de metal, las placas de titanio específicas del paciente impresas en 3D se han fabricado con éxito. En 2012, Per Derand et al. informó sobre la primera aplicación de placas de titanio impresas en 3D con el flujo de trabajo establecido desde la obtención de imágenes, a través del diseño virtual, hasta la fabricación de guías de corte y placas de reconstrucción de titanio personalizadas, y su utilidad en la cirugía de reconstrucción mandibular basada en el peroné. Las placas preimpresas facilitaron la operación y redujeron la duración de la operación en aproximadamente media hora, aunque la precisión posoperatoria del hueso injertado fue modesta en comparación con la planificación virtual(6). Simultáneamente, Leonardo Ciocca et al. informaron el diseño y la fabricación asistidos por computadora para guiar la reconstrucción mandibular secundaria de un defecto de discontinuidad que involucra el empleo de la guía quirúrgica y la placa de reconstrucción de titanio impresa en la transferencia quirúrgica de la planificación virtual (7). En 2013, Simona Mazzoni y Leonardo Ciocca et al. aplicó el mismo protocolo quirúrgico en un grupo de estudio de siete pacientes de reconstrucción mandibular y comparó sus ventajas con la técnica estándar de preplacado en modelos estereolitográficos en un grupo de control. Los resultados revelaron que el protocolo quirúrgico asistido por computadora fue viable para reproducir el contorno anatómico de los pacientes, brindando al cirujano un mejor control del procedimiento y reduciendo el tiempo del procedimiento(8). En 2015, Simona Mazzoni et al. desarrolló aún más la técnica de diseño y fabricación asistida por computadora en la fabricación de guías de corte quirúrgico y placas de fijación de titanio en la cirugía de reposicionamiento del maxilar superior sin una oblea oclusal. El resultado del estudio confirmó la alta precisión en la transferencia de la planificación virtual mediante el uso de guías quirúrgicas y placas de fijación(9).

Al revisar la literatura, la aplicación de la impresión 3D de placas de fijación de titanio en cirugía maxilar está disponible actualmente solo en dos centros: el Departamento de Cirugía Maxilofacial del Hospital S Orsola Malpighi en Italia y el Departamento de Cirugía Oral y Maxilofacial de la Universidad de Lund en Suecia(6). ,7). El trabajo preliminar publicado ha demostrado la posibilidad de que las placas de titanio impresas en 3D promuevan la cirugía de reconstrucción mandibular y la cirugía ortognática del maxilar superior, aunque sus placas de titanio impresas parecían bastante voluminosas y los tamaños de muestra eran pequeños y todavía faltan ensayos controlados aleatorios calificados entre los placas de titanio impresas y convencionales. Para aprovechar mejor el creciente uso de la impresión 3D en el cuidado de la salud, desarrollaremos un nuevo protocolo de diseño y fabricación en la impresión de placas de fijación personalizadas, que se diseñarán en circunstancias de carga específicas y se adaptarán perfectamente a las estructuras anatómicas de la mandíbula. Es imperativo realizar un estudio de viabilidad para explorar la aplicación de la impresión 3D de placas de fijación de titanio en la cirugía de mandíbula en función de nuestros pacientes.