Impressão tridimensional de placas de titânio específicas para pacientes em cirurgia de mandíbula: um estudo piloto (3DJP16)

A osteossíntese com placa é a filosofia básica na manutenção da estabilização esquelética na cirurgia da mandíbula. Vários sistemas de osteossíntese de marca estão disponíveis e a maioria deles é feita de titânio puro ou ligas de titânio com especificações de construção padrão. Normalmente, essas placas de titânio devem ser dobradas e arqueadas para melhor corresponder ao contorno tridimensional dos ossos da mandíbula ancorados. No entanto, a curvatura ideal da placa de titânio às vezes é difícil e demorada, especialmente para cirurgiões inexperientes e em casos complicados. A flexão excessiva também pode iniciar o estresse residual e potencialmente piorar as propriedades mecânicas das placas de titânio(1).

A impressão tridimensional (3D), ou manufatura aditiva, foi bem desenvolvida na fabricação de materiais personalizados a partir de arquivos digitais gerados por computador. Nos últimos anos, a impressão 3D de implantes médicos específicos para pacientes evoluiu com a tecnologia recém-surgida de fusão em leito de pó, que permitiu a fusão de metais e a modelagem adicional de dispositivos(2). Em setembro de 2015, a inovadora prótese de articulação do quadril impressa em 3D da China foi comercialmente certificada pela Administração Estatal de Alimentos e Medicamentos da China. Em fevereiro de 2016, o primeiro implante de placa craniofacial/craniofacial de titânio específico do paciente impresso em 3D do mundo obteve a aprovação da Food and Drug Administration dos EUA. Além disso, vários outros implantes impressos mostraram excelente desempenho em pesquisas clínicas. Esses implantes médicos impressos são majoritariamente de titânio puro ou liga Ti6Al4V, que apresentam boa resistência à fadiga e à corrosão e são considerados os metais mais biocompatíveis(3). Baseando-se em dados de imagem individualizados, os implantes impressos são específicos do paciente e se adaptam às estruturas anatômicas com precisão. Como a manufatura aditiva é diferente das operações convencionais de produção em várias etapas, ela pode reduzir custos e prazos de entrega, especialmente na impressão de dispositivos complexos para caixas individualizadas. Enquanto em aplicações clínicas, espera-se que a impressão 3D de implantes personalizados facilite a operação cirúrgica, reduza a duração da aplicação e melhore a precisão da restauração(4). Prevê-se que a aplicação da técnica de impressão 3D na área médica pode trazer outro grande avanço para a medicina personalizada(5). Muitos outros implantes médicos personalizados serão aprovados no futuro em todo o mundo.

Com o advento da fabricação aditiva de metal, as placas de titânio específicas para pacientes impressas em 3D foram fabricadas com sucesso. Em 2012, Per Derand et al. relataram a primeira aplicação de placas de titânio impressas em 3D com o fluxo de trabalho estabelecido desde a imagem, via design virtual, até a fabricação de guias de corte e placas de reconstrução de titânio personalizadas, e sua utilidade na cirurgia de reconstrução mandibular baseada em fíbula. As placas pré-impressas facilitaram a operação e reduziram a duração da operação em cerca de meia hora, embora a precisão pós-operatória do osso enxertado fosse modesta em comparação com o planejamento virtual(6). Simultaneamente, Leonardo Ciocca et al. relataram o desenho e a fabricação auxiliados por computador na reconstrução mandibular secundária guiada de um defeito de descontinuidade envolvendo o emprego do guia cirúrgico e da placa de reconstrução de titânio impressa na transferência cirúrgica do planejamento virtual(7). Em 2013, Simona Mazzoni e Leonardo Ciocca et al. aplicaram o mesmo protocolo cirúrgico em um grupo de estudo de sete pacientes de reconstrução mandibular e compararam suas vantagens com a técnica padrão de pré-plaqueamento em modelos estereolitográficos em um grupo controle. Os resultados revelaram que o protocolo cirúrgico auxiliado por computador foi viável em reproduzir o contorno anatômico dos pacientes, dando ao cirurgião melhor controle do procedimento e reduzindo o tempo do procedimento(8). Em 2015, Simona Mazzoni et al. desenvolveu ainda mais a técnica de design e fabricação assistida por computador na fabricação de guias de corte cirúrgico e placas de fixação de titânio na cirurgia de reposicionamento da maxila superior sem um wafer oclusal. O resultado do estudo confirmou a alta acurácia na transferência do planejamento virtual com o uso de guias cirúrgicos e placas de fixação(9).

Ao revisar a literatura, a aplicação da impressão 3D de placas de fixação de titânio em cirurgia de mandíbula está disponível apenas em dois centros atualmente: o Departamento de Cirurgia Maxilofacial do Hospital S Orsola Malpighi na Itália e o Departamento de Cirurgia Oral e Maxilofacial da Universidade de Lund na Suécia (6 ,7). O trabalho preliminar publicado provou a perspectiva de placas de titânio impressas em 3D na promoção da cirurgia de reconstrução mandibular e cirurgia ortognática da maxila superior, embora suas placas de titânio impressas parecessem bastante volumosas e os tamanhos das amostras fossem pequenos e ainda haja falta de ensaios clínicos randomizados qualificados entre os impressos e as placas convencionais de titânio. Para melhor aproveitar o uso crescente da impressão 3D na área da saúde, desenvolveremos um novo protocolo de design e fabricação na impressão de placas de fixação personalizadas, que serão projetadas em circunstâncias de carga específicas e se adaptarão perfeitamente às estruturas anatômicas da mandíbula. É imperativo realizar um estudo de viabilidade para explorar a aplicação da impressão 3D de placas de fixação de titânio em cirurgia de mandíbula com base em nossos pacientes.