顎手術における患者固有のチタン プレートの 3 次元印刷: パイロット研究 (3DJP16)

プレート骨接合は、顎手術における骨格の安定を維持するための基本的な哲学です。 多くのブランドの骨接合システムが利用可能であり、それらのほとんどは、標準的な構造仕様の純チタンまたはチタン合金から作られています。 通常、これらのチタン プレートは、固定された顎骨の 3 次元の輪郭によりよく一致するように曲げてアーチ状にする必要があります。 しかし、チタンプレートの最適な曲げは、特に経験の浅い外科医や複雑な症例では、困難で時間がかかる場合があります。 過度の曲げも残留応力を引き起こし、チタンプレートの機械的特性を悪化させる可能性があります(1)。

3 次元 (3D) 印刷、または積層造形は、コンピューターで生成されたデジタル ファイルからカスタマイズされた材料を製造する際に十分に開発されています。 近年、患者固有の医療用インプラントの 3D プリントは、金属の溶融とデバイスのさらなる成形を可能にするパウダー ベッド フュージョンの新たに出現した技術によって進化しています (2)。 2015 年 9 月、中国の革新的な 3D プリント股関節プロテーゼは、中国の国家食品医薬品局によって商業的に認定されました。 2016 年 2 月、世界初の 3D プリントされた患者固有のチタン頭蓋/頭蓋顔面プレート インプラントが、米国食品医薬品局の承認を得ました。 それを超えて、他の多くの印刷されたインプラントが臨床研究で優れた性能を示しています. これらの印刷された医療用インプラントは、主に純チタンまたは Ti6Al4V 合金でできており、疲労や腐食に対して優れた耐性を示し、最も生体適合性の高い金属と考えられています (3)。 個別化された画像データに基づいて、印刷されたインプラントは患者固有のものであり、解剖学的構造に正確に適応します。 付加製造は、従来の複数ステップの生産操作とは最終的に異なるため、特に個別のケースの複雑なデバイスを印刷する際に、コストとリードタイムを削減できます。 臨床応用では、カスタマイズされたインプラントの 3D プリントは、外科手術を容易にし、適用期間を短縮し、正確な修復を改善することが期待されています (4)。 医療分野での 3D 印刷技術の適用は、個別化医療に向けた別の大きな進歩をもたらす可能性があると予測されています (5)。 今後、さらに多くのカスタマイズされた医療用インプラントが世界中で承認される予定です。

金属付加製造の出現により、3D プリントされた患者固有のチタン プレートの製造に成功しました。 2012年、Per Derand et al。は、仮想設計を介したイメージングから、カッティングガイドとカスタマイズされたチタン再建プレートの製造、および腓骨ベースの下顎再建手術におけるその有用性まで、確立されたワークフローを備えた 3D プリントチタンプレートの最初の適用を報告しました。 事前に印刷されたプレートは手術を容易にし、手術時間を約 30 分短縮しましたが、移植された骨の術後の精度は仮想計画と比較して控えめでした(6)。 同時に、レオナルド・チョッカら。仮想計画の外科的転送におけるサージカルガイドと印刷されたチタン再建プレートの採用を含む、不連続性欠損の二次下顎再建のガイドにおけるコンピューター支援設計と製造を報告しました(7)。 2013年、シモーナ・マッツォーニとレオナルド・チョッカら。は、7 人の下顎再建患者の研究グループに同じ外科的プロトコルを適用し、その利点をコントロール グループのステレオリソグラフィー モデルの標準的な前メッキ技術と比較しました。 結果は、コンピュータ支援手術プロトコルが患者の解剖学的輪郭を再現するのに実行可能であり、外科医がより良い手順制御を行い、手順時間を短縮することを明らかにした(8)。 2015年、シモーナ・マッツォーニら。さらに、咬合ウエハーを使用せずに上部上顎骨の再配置手術で外科的切断ガイドとチタン固定プレートを製造する際のコンピューター支援設計および製造技術を開発しました。 研究結果は、サージカル ガイドと固定プレートを使用して仮想計画を転送する際の高い精度を確認しました (9)。

文献を確認すると、顎手術におけるチタン製固定プレートの 3D プリントの適用は、現在 2 つのセンターでしか利用できません。イタリアの S Orsola Malpighi 病院の顎顔面外科部門と、スウェーデンのルンド大学の口腔および顎顔面外科部門です(6)。 、7）。 公開された予備研究は、3D プリントされたチタン プレートが下顎再建手術と上顎矯正手術を促進する可能性を証明しましたが、プリントされたチタン プレートはかなりかさばるように見え、サンプル サイズは小さく、2 年間の適格な無作為化比較試験はまだ不足しています。印刷と従来のチタンプレート。 ヘルスケアにおける 3D プリントの急速な使用からより良い利益を得るために、特定の負荷状況で設計され、顎の解剖学的構造に完全に適応する、カスタマイズされた固定プレートを印刷するための新しい設計および製造プロトコルを開発します。 私たちの患者に基づいて、顎手術におけるチタン固定プレートの3D印刷の適用を調査する際に、実現可能性調査を実施することが不可欠です。