Stampa tridimensionale di placche in titanio specifiche per il paziente nella chirurgia della mascella: uno studio pilota (3DJP16)

L'osteosintesi con placca è la filosofia di base per mantenere la stabilizzazione scheletrica nella chirurgia della mascella. Sono disponibili numerosi sistemi di osteosintesi di marca e la maggior parte di essi è realizzata in titanio puro o leghe di titanio con specifiche costruttive standard. Di solito queste placche in titanio devono essere piegate e arcuate per adattarsi meglio al contorno tridimensionale delle ossa mascellari ancorate. Tuttavia la piegatura ottimale della placca in titanio a volte è difficile e richiede tempo soprattutto per i chirurghi inesperti e nei casi complicati. Una flessione eccessiva potrebbe anche innescare uno stress residuo e potenzialmente peggiorare le proprietà meccaniche delle placche in titanio(1).

La stampa tridimensionale (3D), o produzione additiva, è stata ben sviluppata nella fabbricazione di materiali personalizzati dai file digitali generati dal computer. Negli ultimi anni, la stampa 3D di impianti medici specifici per paziente si è evoluta con la nuova tecnologia emergente della fusione a letto di polvere, che ha consentito la fusione dei metalli e l'ulteriore modellatura dei dispositivi(2). Nel settembre 2015, l'innovativa protesi dell'articolazione dell'anca stampata in 3D cinese è stata certificata commercialmente dalla Food and Drug Administration cinese. Nel febbraio 2016, il primo impianto di placca craniale/craniofacciale in titanio specifico per paziente stampato al mondo ha ottenuto l'approvazione della Food and Drug Administration degli Stati Uniti. Oltre a ciò, numerosi altri impianti stampati hanno mostrato prestazioni eccellenti nella ricerca clinica. Questi impianti medici stampati sono realizzati principalmente in titanio puro o lega Ti6Al4V, che presentano una buona resistenza alla fatica e alla corrosione e sono considerati il ​​metallo più biocompatibile(3). Basandosi su dati di imaging personalizzati, gli impianti stampati sono specifici per il paziente e si adattano con precisione alle strutture anatomiche. Poiché la produzione additiva è in definitiva diversa dalle tradizionali operazioni di produzione in più fasi, potrebbe ridurre i costi e i tempi di consegna, in particolare nella stampa di dispositivi complessi per casi personalizzati. Mentre nelle applicazioni cliniche, la stampa 3D di impianti personalizzati dovrebbe facilitare l'operazione chirurgica, ridurre la durata dell'applicazione e migliorare la precisione del restauro(4). Si prevede che l'applicazione della tecnica di stampa 3D in ambito medico possa portare avanti un altro importante progresso verso la medicina personalizzata(5). Molti altri impianti medici personalizzati saranno approvati in futuro in tutto il mondo.

Con l'avvento della produzione additiva in metallo, le placche in titanio specifiche per il paziente stampate in 3D sono state fabbricate con successo. Nel 2012, Per Derand et al. riportato la prima applicazione di lastre in titanio stampate in 3D con il flusso di lavoro stabilito dall'imaging, tramite progettazione virtuale, alla produzione di guide di taglio e piastre di ricostruzione in titanio personalizzate, e la sua utilità nella chirurgia di ricostruzione mandibolare basata sul perone. Le lastre prestampate hanno facilitato l'operazione e ridotto la durata dell'operazione di circa mezz'ora, sebbene l'accuratezza postoperatoria dell'osso innestato fosse modesta rispetto alla pianificazione virtuale(6). Allo stesso tempo, Leonardo Ciocca et al. ha riportato la progettazione e la produzione assistita da computer nel guidare la ricostruzione mandibolare secondaria di un difetto di discontinuità che comporta l'impiego della guida chirurgica e della placca di ricostruzione in titanio stampata nel trasferimento chirurgico della pianificazione virtuale(7). Nel 2013, Simona Mazzoni e Leonardo Ciocca et al. ha applicato lo stesso protocollo chirurgico in un gruppo di studio di sette pazienti con ricostruzione mandibolare e ne ha confrontato i vantaggi con la tecnica di pre-placcatura standard su modelli stereolitografici in un gruppo di controllo. I risultati hanno rivelato che il protocollo chirurgico assistito da computer era praticabile nella riproduzione del contorno anatomico dei pazienti, offrendo al chirurgo un migliore controllo procedurale e riducendo i tempi della procedura(8). Nel 2015, Simona Mazzoni e coll. ha ulteriormente sviluppato la tecnica di progettazione e produzione assistita da computer nella fabbricazione di guide di taglio chirurgiche e placche di fissaggio in titanio nella chirurgia di riposizionamento della mascella superiore senza un wafer occlusale. Il risultato dello studio ha confermato l'elevata accuratezza nel trasferimento della pianificazione virtuale utilizzando le guide chirurgiche e le placche di fissaggio(9).

Nella revisione della letteratura, l'applicazione della stampa 3D delle placche di fissaggio in titanio nella chirurgia della mascella è attualmente disponibile solo in due centri: il Dipartimento di Chirurgia Maxillo-Facciale dell'Ospedale S Orsola Malpighi in Italia e il Dipartimento di Chirurgia Orale e Maxillo-Facciale dell'Università di Lund in Svezia(6 ,7). Il lavoro preliminare pubblicato ha dimostrato la prospettiva delle placche in titanio stampate in 3D nella promozione della chirurgia ricostruttiva mandibolare e della chirurgia ortognatica della mascella superiore, anche se le loro lastre in titanio stampate sembravano piuttosto ingombranti e le dimensioni del campione erano piccole e mancano ancora studi controllati randomizzati qualificati tra il stampate e le tradizionali lastre in titanio. Per beneficiare al meglio del crescente utilizzo della stampa 3D nell'assistenza sanitaria, svilupperemo un nuovo protocollo di progettazione e produzione nella stampa di piastre di fissaggio personalizzate, che saranno progettate in specifiche circostanze di carico e si adatteranno perfettamente alle strutture anatomiche della mascella. È imperativo condurre uno studio di fattibilità per esplorare l'applicazione della stampa 3D di placche di fissaggio in titanio nella chirurgia della mascella sulla base dei nostri pazienti.