Questo protocollo descrive la progettazione digitale, la stampa tridimensionale (3D) e l'uso intraoperatorio di guide per osteotomia personalizzate, collegate magneticamente, per un'osteotomia Le Fort I a tre segmenti, al fine di trasferire con precisione i piani virtuali e migliorare l'allineamento dei segmenti.
Articolo metodologico
Applicazione clinica di guide digitali con connessione magnetica stampate in tre dimensioni per l'osteotomia segmentale mascellare di precisione
In questo articolo
Sommario
Abstract
Questo studio presenta la progettazione e l'applicazione clinica di un nuovo dispositivo digitale per l'osteotomia basato su connessione magnetica, concepito per migliorare la precisione e l'efficienza dell'osteotomia mascellare segmentale. L'osteotomia di Le Fort I segmentale rappresenta una tecnica fondamentale per correggere deformità dento-maxillo-facciali complesse, sia in senso trasversale che verticale; tuttavia, i metodi tradizionali che prevedono l'uso manuale di modelli in gesso sono soggetti a errori significativi. Per affrontare tali limitazioni, questo protocollo integra una pianificazione chirurgica virtuale (VSP) basata su scansioni TC e software di modellazione specializzati, al fine di realizzare un sistema guida personalizzato, costituito da due parti stampate in 3D. Il componente principale è progettato per guidare l'osteotomia orizzontale di tipo Le Fort I e le linee di estrazione bilaterali dei premolari. Una volta effettuata la frattura discendente del mascellare, un secondo guida segmentale viene collegato al componente principale tramite quattro magneti al neodimio integrati, ciascuno con un diametro di 3 mm e uno spessore di 1,5 mm. Questa connessione magnetica assicura un'adesione stabile, rapida e priva di interferenze, consentendo una guida precisa delle linee di osteotomia palatina e mediana. Il protocollo illustra l'applicazione clinica di un sistema guida modulare a connessione magnetica per il trasferimento del piano di osteotomia virtuale in pazienti con protrusione mascellare e discrepanze della larghezza dell'arcata. Un'analisi postoperatoria mediante mappa cromatica ha evidenziato deviazioni locali della superficie di circa 0,5–0,9 mm lungo i margini visibili delle osteotomie, confermando l'accuratezza preliminare nel trasferimento della regione osteotomica. Il design modulare magnetico consente una guida dell'osteotomia in fasi successive e potrebbe ridurre la necessità di aggiustamenti ripetuti, di asportazione ossea non necessaria e di manipolazioni dei tessuti molli, aspetti questi coerenti con i principi di preservazione vascolare, sebbene la perfusione segmentaria non sia stata valutata direttamente. I magneti al neodimio sono biocompatibili, mantengono la stabilità dopo sterilizzazione ed economicamente vantaggiosi grazie alla loro riutilizzabilità. Nonostante la potenziale fragilità dei materiali attuali in resina stampata in tre dimensioni (3D), il dispositivo digitale per l'osteotomia con connessione magnetica offre un valore clinico significativo, colmando il divario tra pianificazione virtuale ed esecuzione chirurgica. Questo metodo garantisce un'asportazione e un posizionamento osseo altamente precisi, rappresentando un progresso promettente per interventi complessi di chirurgia ortognatica.
Introduzione
L'osteotomia segmentaria di Le Fort I è un metodo chirurgico ben consolidato per correggere le discrepanze trasversali mascellari in pazienti con scheletro completamente sviluppato. Nell'osteotomia di Le Fort I a tre segmenti, il mascellare viene inizialmente mobilizzato mediante un'osteotomia di Le Fort I e successivamente suddiviso in tre segmenti attraverso osteotomie interdentali e palatine. Questo consente al chirurgo di riposizionare i segmenti mascellari anteriore e posteriore in base all'occlusione pianificata e alla correzione trasversale desiderata. A seconda del movimento previsto per i segmenti mascellari, questa tecnica può essere utilizzata per l'espansione trasversale, la correzione di deformità trasversali asimmetriche o la riduzione di un'eccessiva larghezza dell'arcata mascellare1,2. Rispetto a un'osteotomia di Le Fort I monoblocco, l'osteotomia segmentaria di Le Fort I richiede linee aggiuntive di osteotomia interdentale e palatina. Queste osteotomie supplementari aumentano la complessità sia della pianificazione chirurgica virtuale sia dell'esecuzione intraoperatoria2,3.
La pianificazione chirurgica virtuale e le tecniche di progettazione assistita da computer/fabbricazione assistita da computer sono sempre più utilizzate nella chirurgia ortognatica per trasferire i piani preoperatori sul campo operatorio4,5. Guide per osteotomia specifiche per il paziente possono aiutare a trasferire sul sito chirurgico le linee di osteotomia pianificate, riducendo la necessità di marcature a mano libera5,6. Tuttavia, nell'osteotomia Le Fort I a tre segmenti, l'osteotomia iniziale Le Fort I, le osteotomie interdentali e l'osteotomia palatina sono spesso eseguite in diverse fasi chirurgiche3. Dopo il distacco mascellare (downfracture), l'accesso chirurgico, la visibilità e le condizioni per la stabilizzazione della guida risultano diverse rispetto a quelle precedenti il distacco. Ciò può rendere difficile utilizzare una guida convenzionale monoblocco durante l'intera sequenza di osteotomia. Pertanto, una guida modulare che possa essere utilizzata in modo sequenziale prima e dopo il distacco mascellare, mantenendo al contempo una relazione stabile tra i componenti della guida, potrebbe risultare più adatta per questa procedura.
Questo articolo presenta un sistema di guida chirurgica per osteotomia personalizzata e connessa magneticamente, destinato a un'osteotomia di Le Fort I a tre segmenti. L'applicazione rappresentativa descritta in questo protocollo si concentra sulla riduzione della larghezza dell'arcata in pazienti con eccessiva larghezza dell'arcata mascellare. Il primo componente della guida viene utilizzato per guidare l'osteotomia di Le Fort I e le osteotomie interdentali attraverso i siti di estrazione dei primi premolari mascellari bilaterali. Dopo la frattura discendente del mascellare, il secondo componente della guida viene connesso magneticamente al primo componente e viene utilizzato per guidare l'osteotomia del palato e la rimozione programmata dell'osso palatino. L'obiettivo di questo metodo è fornire un flusso di lavoro riproducibile per la pianificazione virtuale, la progettazione digitale della guida, la stampa tridimensionale (3D), l'assemblaggio dei magneti e l'applicazione intraoperatoria sequenziale del sistema di guida.
Protocollo
Lo studio è stato approvato dal comitato etico dell'Università Medica di Kunming (numero di approvazione KYKQ2024MEC0087) e tutti i pazienti hanno firmato il modulo di consenso informato.
1. Preparazione prima della progettazione della guida
- Salvare i dati preoperatori di tomografia computerizzata (TC) del paziente in formato DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine).
NOTA: Utilizzare dati TC a strati sottili ogni volta che possibile, per ottenere un numero sufficiente di sezioni immagine necessarie a una ricostruzione 3D accurata. Una scarsa qualità dell'immagine, uno spessore eccessivo delle sezioni o un numero insufficiente di sezioni possono ridurre l'accuratezza del modello mascellare ricostruito e influire sulla successiva osteotomia virtuale e sulla progettazione della guida. Nel caso rappresentativo, le immagini TC preoperatorie sono state acquisite con uno spessore di sezione di 0,3 mm. - Importare i dati DICOM in un software di ricostruzione 3D, come Mimics Research 21.0. Selezionare una soglia di segmentazione appropriata e ricostruire lo scheletro mascellare e facciale.
NOTA: La soglia di segmentazione deve preservare strutture anatomiche importanti, tra cui il mascellare, le radici dentali, il pavimento nasale e l'osso palatino, evitando al contempo una distorsione della superficie ossea causata da una soglia eccessivamente bassa. Nel caso rappresentativo, l'intervallo di soglia è stato impostato tra 226 e 31743 UH. Verificare attentamente il modello ricostruito e rimuovere eventuali artefatti evidenti prima dell'esportazione. - Eseguire il pre-processamento del modello nel software di ricostruzione 3D, inclusi segmentazione, levigatura e rimozione di strutture non necessarie.
NOTA: Se la qualità dell'immagine TC è sufficiente, evitare di levigare il modello mascellare ricostruito ogni volta che possibile. Un'eccessiva levigatura potrebbe alterare la morfologia della superficie e compromettere l'adattamento della guida supportata dall'osso. - Importare i dati digitali delle modelline in gesso delle arcate dentarie superiore e inferiore in un software di pianificazione chirurgica virtuale, come ProPlan CMF 3.0.
NOTA: Nel caso rappresentativo, le modelline dentali sono state scansionate utilizzando uno scanner per modelli dentali con un'accuratezza inferiore a 10 µm. - Registrare i modelli ossei del mascellare e della mandibola con i corrispondenti modelli digitali delle arcate dentarie superiore e inferiore per ottenere un modello scheletrico-dentale composito.
- Utilizzare superfici dentali stabili per la registrazione ogni volta che possibile. Dopo la registrazione, verificare la superficie occlusale, l'arcata dentale e la posizione delle radici dentali per confermare che i dati scheletrici e dentali siano correttamente allineati.
- Combinare i risultati dell'esame clinico, l'analisi occlusale e l'analisi cefalometrica 3D per valutare le deformità mascellari e mandibolari.
NOTA: Lo scopo di questo passaggio non è soltanto diagnosticare la deformità, ma anche determinare se un'osteotomia Le Fort I a tre segmenti e una riduzione della larghezza dell'arcata siano appropriate per il paziente.
2. Pianificazione chirurgica virtuale per osteotomia Le Fort I a tre segmenti
- Creare un piano chirurgico virtuale per un'osteotomia Le Fort I a tre segmenti.
NOTA: In questo protocollo, il caso rappresentativo prevede una riduzione della larghezza dell'arcata in un paziente con eccessiva larghezza dell'arcata mascellare. La stessa logica progettuale può essere modificata in base al modello di segmentazione del paziente e alla quantità di osso pianificata per la rimozione. - Determinare l'occlusione postoperatoria prima di definire definitivamente le posizioni dei segmenti mascellari.
NOTA: Prima della pianificazione formale dell'osteotomia virtuale, eseguire una chirurgia su modello sull'arcata dentale. Simulare l'osteotomia, riassemblare i segmenti mascellari e verificare se può essere ottenuta un'occlusione postoperatoria stabile. Utilizzare questo passaggio per stimare approssimativamente la quantità di osso da rimuovere e la posizione dell'osteotomia. Determinare la relazione occlusale finale prima di progettare le linee definitive di osteotomia. - Progettare la linea di osteotomia Le Fort I secondo l'approccio convenzionale di osteotomia Le Fort I. Allo stesso tempo, eseguire un'osteotomia virtuale bilaterale del ramo mandibolare in senso sagittale (BSSRO) sulla mandibola in base al disegno chirurgico ortognatico pianificato.
NOTA: Sebbene questo protocollo si concentri sul guida per l'osteotomia mascellare, l'osteotomia mandibolare virtuale è necessaria quando è prevista una chirurgia bimascellare. Ciò consente al segmento distale della mandibola di essere spostato in base all'occlusione finale. - Dopo l'osteotomia virtuale Le Fort I, creare linee di separazione temporanee sul mascellare per dividerlo in tre segmenti.
NOTA: In questo protocollo, le regioni dei primi premolari laterali sono incluse nelle aree pianificate per la segmentazione e la rimozione ossea. I primi premolari e l'osso alveolare circostante vengono separati virtualmente insieme ai segmenti mascellari, piuttosto che essere rimossi come passaggio indipendente di estrazione dentale. - Impostare la larghezza delle linee di separazione temporanee a circa 0,01 mm.
NOTA: Queste linee temporanee sono utilizzate esclusivamente per dividere il mascellare virtuale in tre segmenti. Non rappresentano la larghezza finale dell'osteotomia né la quantità finale di osso da rimuovere. - Scansionare il modello dentale mascellare a tre segmenti, il modello dentale mandibolare e il record occlusale ottenuto dalla chirurgia su modello.
NOTA: Questi dati scansionati rappresentano l'occlusione postoperatoria stabile determinata dalla chirurgia su modello. Utilizzarli come riferimento per la registrazione virtuale dell'occlusione. - Importare i dati della chirurgia su modello nel software di pianificazione chirurgica virtuale.
- Registrare il modello mascellare segmentato virtualmente e il modello mandibolare osteotomizzato virtualmente con l'occlusione scansionata della chirurgia su modello, mediante registrazione occlusale.
NOTA: Questo passaggio trasferisce l'occlusione finale dalla chirurgia su modello al piano chirurgico virtuale. Dopo la registrazione, le posizioni dei denti determinano la posizione finale dei tre segmenti mascellari e del segmento distale della mandibola. - Rimuovere l'osso sovrapposto tra i segmenti mascellari riposizionati. Mantenere i segmenti mascellari abbinati come posizione e dimensione pianificate postoperatorie dei tre segmenti ossei mascellari.
NOTA: L'area sovrapposta indica l'osso che deve essere rimosso per consentire l'assemblaggio dei segmenti secondo il piano chirurgico virtuale. Verificare questa area in relazione alle radici dentarie adiacenti, al pavimento nasale e all'osso palatino. L'area pianificata per l'osteotomia e la rimozione ossea deve essere progettata per evitare lesioni alle radici dentarie adiacenti ed essere attentamente controllata in relazione a strutture anatomiche importanti, tra cui il pavimento nasale, l'apertura piriforme, la regione infraorbitaria e l'osso palatino. - Riportare i tre segmenti mascellari alla loro posizione originale dopo l'osteotomia virtuale Le Fort I. Utilizzare lo spazio tra i segmenti come area pianificata per la rimozione ossea ed eseguire una sottrazione booleana per ottenere i dati STL relativi all'area di osteotomia e di rimozione ossea (Figura 1).
NOTA: Questo file STL deve essere utilizzato come base per progettare le fessure di osteotomia e la regione di collegamento magnetico del sistema di guida. Durante la progettazione successiva della guida, la base della guida e le fessure di osteotomia devono essere limitate all'area ossea esposta necessaria e non devono essere estese inutilmente verso le radici dentarie, il pavimento nasale, la regione infraorbitaria o i tessuti molli palatini.
3. Progettazione del sistema guida per osteotomia con connessione magnetica
NOTA: Il flusso di lavoro progettuale del primo componente della guida è mostrato in Figura 2.
- Esportare i modelli richiesti dal software di pianificazione chirurgica virtuale, inclusi il cranio e il modello mascellare con la dentatura superiore registrata, la mascella dopo l'osteotomia virtuale di Le Fort I, la linea di osteotomia di Le Fort I e la regione ossea mascellare da rimuovere secondo il piano.
NOTA: Esportare tutti i modelli nello stesso sistema di coordinate. Non spostare, ruotare né riallineare i modelli dopo l'esportazione, poiché ciò potrebbe compromettere l'accuratezza della progettazione della guida. - Importare tutti i modelli esportati in un software di progettazione 3D, come 3-matic Research 13.0.
- Ritagliare il modello del cranio e della mascella con la dentatura superiore registrata, mantenendo solo le regioni infraorbitaria e mascellare necessarie per la progettazione della guida (Figura 2A).
NOTA: Il ritaglio del modello può ridurre il carico computazionale del software. Mantenere una superficie ossea mascellare sufficiente per l'apposizione della guida, ma rimuovere le strutture craniche non necessarie. - Applicare la funzione Wrap al modello mascellare ritagliato (Figura 2B).
NOTA: L'applicazione della funzione wrap crea un piccolo gioco tra la guida e la superficie ossea. Questo gioco facilita un posizionamento più agevole della guida durante l'intervento chirurgico. Nel caso rappresentativo, il gioco generato è stato mantenuto inferiore a 1 mm. Il valore del gioco deve essere regolato in base all'aderenza della guida, alla precisione di stampa e ai requisiti clinici. - Utilizzare la funzione Mark per selezionare l'area di base del primo componente della guida (Figura 2B).
NOTA: Selezionare una regione leggermente più ampia rispetto al margine finale previsto della guida, includendo aree ossee stabili che possano favorire il fissaggio della guida. La concavità intorno all'apertura piriforme e altre superfici ossee irregolari possono migliorare la stabilità della guida supportata dall'osso. Un'area selezionata più ampia consente anche un successivo ritaglio del bordo della guida. - Applicare la funzione wrap alla regione selezionata per generare la superficie iniziale della guida (Figura 2C).
NOTA: Questa superficie con wrap verrà utilizzata per rimuovere gli undercut nel passaggio successivo. - Rimuovere gli undercut in base alla direzione prevista di inserimento della guida (Figura 2D).
- Invertire la superficie priva di undercut e spessorarla per formare la base solida del primo componente della guida.
- Ritagliare il bordo del primo componente della guida (Figura 2E).
- Utilizzare la regione di rimozione ossea mascellare prevista per ritagliare le regioni di collegamento laterali del primo componente della guida (Figura 3).
NOTA: La larghezza di ciascuna regione di collegamento deve corrispondere alla larghezza di rimozione ossea prevista nella corrispondente regione del primo premolare. Non ridurre questa regione soltanto per ridurre le dimensioni della guida. Evitare di estenderla eccessivamente, poiché ciò potrebbe richiedere una dissezione innecessaria dei tessuti molli. - Importare il primo componente della guida ritagliato nel software di pianificazione chirurgica virtuale.
- Regolare l'estensione e la larghezza della linea di osteotomia di Le Fort I in base alla progettazione della guida, creare lo slot per l'osteotomia di Le Fort I e aggiungere fori di fissaggio sul primo componente della guida per l'ancoraggio intraoperatorio con viti in titanio (Figura 2F).
NOTA: Lo slot per l'osteotomia deve essere abbastanza largo da permettere l'inserimento della lama della sega, ma non così ampio da comprometterne l'effetto guida. In questo protocollo, la larghezza dello slot è di 1 mm. I fori di fissaggio devono essere posizionati in aree ossee stabili e non devono interferire con lo slot per l'osteotomia, le radici dei denti né con le placche di fissaggio previste. - Utilizzare la mascella ottenuta dopo l'osteotomia virtuale di Le Fort I come modello di riferimento per progettare il secondo componente della guida.
- Generare la base del secondo componente della guida utilizzando lo stesso metodo descritto in precedenza, comprendente ritaglio, wrapping, marcatura, rimozione degli undercut, inversione e spessoramento (Figura 4A–E).
- Ritagliare il bordo del secondo componente della guida in base alla regione prevista per l'osteotomia palatina e la rimozione ossea.
NOTA: La larghezza del secondo componente della guida deve corrispondere alla regione ossea da rimuovere prevista. Questa larghezza è determinata dal piano chirurgico virtuale e non deve essere modificata senza aver prima rivalutato il piano. - Delimitare l'area di collegamento mediale del primo componente della guida. Generare una superficie a partire dall'area marcata, copiarla in una nuova parte e spessorare questa superficie copiata per formare il solido di collegamento del secondo componente della guida (Figura 4F e Figura 5).
NOTA: Il solido di collegamento del secondo componente della guida deve corrispondere alla regione di collegamento del primo componente della guida. Entrambe le regioni devono corrispondere alla larghezza di rimozione ossea prevista nelle aree bilaterali del primo premolare. - Unire la base del secondo componente della guida ritagliata con il solido di collegamento per ottenere il componente finale della seconda guida.
4. Progettazione della connessione del magnete al neodimio
- Identificare le superfici di connessione corrispondenti sul primo e sul secondo componente della guida.
- Progettare due scanalature per magneti su ciascun componente della guida in base alle dimensioni dei magneti al neodimio.
NOTA: In questo protocollo, ogni scanalatura è progettata per un magnete al neodimio con un diametro di 3 mm e uno spessore di 1,5 mm. Le dimensioni della scanalatura devono corrispondere esattamente a quelle del magnete reale. Le coppie di scanalature sui due componenti della guida devono essere perfettamente allineate. Se le scanalature sono troppo poco profonde, i magneti potrebbero sporgere e interferire con la connessione della guida. Se sono troppo profonde o malallineate, l'attrazione magnetica o l'inserimento della guida potrebbero risultare compromessi. - Utilizzare la sottrazione booleana o una funzione di taglio simile per creare le scanalature definitive per i magneti su entrambi i componenti della guida (Figura 6).
5. Stampa 3D e assemblaggio del magnete
- Esportare il design finale della guida in formato STL.
- Stampare in 3D i componenti della prima e della seconda guida utilizzando una resina chirurgica biocompatibile.
NOTA: In questo protocollo, i componenti della guida sono stati stampati utilizzando una resina chirurgica biocompatibile con una risoluzione di 5760 × 3600 pixel. Il materiale di stampa e i parametri devono essere selezionati in base alle istruzioni del produttore della stampante e ai requisiti istituzionali per la fabbricazione intraoperatoria delle guide chirurgiche. - Rimuovere le strutture di supporto e completare le operazioni di post-elaborazione seguendo le istruzioni del produttore. Pulire i componenti della guida con l'agente di pulizia raccomandato dal produttore, asciugarli e polimerizzare ogni superficie in un'apposita unità di polimerizzazione. Dopo la polimerizzazione, lucidare i segni residui dei supporti sulla superficie della guida.
NOTA: Nel caso rappresentativo, la polimerizzazione post-stampa è stata effettuata per 2 minuti su ogni superficie. Il tempo di polimerizzazione può variare a seconda del materiale in resina, della stampante e dell'unità di polimerizzazione utilizzati. Ispezionare attentamente le fessure per l'osteotomia, la base della guida e le scanalature per i magneti dopo la post-elaborazione. La presenza di resina residua o materiale di supporto in queste aree potrebbe compromettere l'inserimento della guida o la connessione magnetica. La lucidatura deve essere limitata ai segni residui dei supporti e alle superfici non funzionali; non devono essere modificati le fessure per l'osteotomia, la base della guida e le scanalature per i magneti. - Inserire quattro magneti al neodimio con un diametro di 3 mm e uno spessore di 1,5 mm nelle scanalature predisposte.
- Fissare saldamente i magneti all'interno delle scanalature.
NOTA: Verificare nuovamente la polarità di tutti i magneti prima della fissazione. In questo protocollo, i magneti sono stati fissati nelle scanalature della guida utilizzando un cemento in resina dentale. Il cemento in resina deve essere applicato e polimerizzato seguendo le istruzioni del produttore. Dopo la fissazione, verificare che i due componenti della guida si connettano in modo fluido e rimangano stabili. I magneti fissati devono essere ispezionati anche dopo la sterilizzazione per confermare il mantenimento dei magneti e la stabilità del fissaggio prima dell'uso intraoperatorio. - Testare il sistema della guida completato sul modello mascellare stampato in 3D (Figura 7).
- Verificare che il primo componente della guida si adatti alla superficie ossea mascellare senza oscillazioni evidenti o interferenze.
- Collegare il secondo componente della guida al primo componente e verificare che la connessione magnetica sia stabile.
NOTA: Se la guida non si posiziona in modo uniforme, controllare la base della guida, lo spazio per i tessuti molli, la profondità dei magneti e la superficie di connessione. Piccoli bordi non funzionali possono essere tagliati prima della sterilizzazione, ma le fessure per l'osteotomia e la zona di connessione relative alla rimozione ossea non devono essere modificate senza aver prima riesaminato il piano chirurgico virtuale. - Sterilizzare il sistema della guida secondo il protocollo clinico di sterilizzazione approvato prima dell'intervento chirurgico.
NOTA: In questo protocollo, il sistema della guida assemblato è stato sterilizzato mediante sterilizzazione a plasma di perossido di idrogeno a bassa temperatura prima dell'uso intraoperatorio. Il metodo di sterilizzazione deve essere scelto in base al materiale della resina, alle proprietà dei magneti, alla compatibilità dell'adesivo e ai requisiti istituzionali per l'uso intraoperatorio. Dopo la sterilizzazione, ispezionare l'intero assemblaggio guida-magnete per confermare l'integrità della guida, il mantenimento dei magneti e la stabilità della connessione magnetica. Se i magneti vengono riutilizzati per test di laboratorio o preparazione clinica, il riutilizzo deve seguire le norme istituzionali di sterilizzazione e controllo delle infezioni. I magneti con danni al rivestimento, corrosione o ridotta capacità di mantenimento non devono essere riutilizzati.
6. Applicazione intraoperatoria del sistema di guida
- Effettuare l'intervento di chirurgia ortognatica sotto anestesia generale seguendo la procedura chirurgica pianificata.
NOTA: nel caso rappresentativo, la procedura chirurgica prevedeva un'osteotomia Le Fort I in tre segmenti, un'osteotomia bimandibolare del ramo sagittale e una genioplastica a doppio stadio. - Estrarre i primi premolari superiori bilaterali secondo il piano chirurgico.
- Esporre l'area dell'osteotomia mascellare.
- Posizionare il primo componente della guida sulla superficie ossea mascellare esposta (Figura 8A).
- Fissare il primo componente della guida con viti in titanio attraverso i fori di fissaggio predeterminati.
- Eseguire l'osteotomia Le Fort I lungo lo slot di osteotomia del primo componente della guida (Figura 8B).
- Eseguire la frattura discendente del mascellare dopo aver completato l'osteotomia Le Fort I.
- Dopo la frattura discendente del mascellare, posizionare il secondo componente della guida e collegarlo magneticamente al primo componente della guida (Figura 8C).
- Verificare che il secondo componente della guida sia completamente inserito e che il collegamento magnetico sia stabile prima di eseguire l'osteotomia segmentaria.
- Poiché il primo componente della guida rimane fissato al mascellare con viti in titanio, stabilizzare il secondo componente tramite l'interfaccia magnetica predeterminata e il contatto con la superficie ossea palatina esposta.
- Prima dell'osteotomia, verificare che nessun tessuto molle, coagulo di sangue o detrito osseo si trovi tra la guida e la superficie ossea. Non forzare il posizionamento del secondo componente se non si riesce a ottenere un'adesione stabile.
- Eseguire le osteotomie interdentali e palatine guidate dal secondo componente della guida (Figura 8D).
- Rimuovere il sistema di guida dopo aver completato le osteotomie guidate e proseguire con le restanti procedure ortognatiche secondo il piano chirurgico.
7. Valutazione dell'accuratezza postoperatoria
- Ricostruire il modello maxillofacciale postoperatorio dai dati di tomografia computerizzata postoperatoria utilizzando lo stesso software di ricostruzione 3D impiegato per la ricostruzione preoperatoria ed esportare il modello ricostruito in formato STL. Utilizzare la stessa soglia di segmentazione adottata per la ricostruzione del modello preoperatorio.
NOTA: Nel caso rappresentativo, il modello TC postoperatorio è stato ricostruito utilizzando lo stesso intervallo di soglia del modello preoperatorio, 226–31743 HU, al fine di mantenere coerenza tra la pianificazione preoperatoria e la valutazione dell'accuratezza postoperatoria. - Importare il modello postoperatorio e il progetto chirurgico virtuale preoperatorio in un software di analisi dati 3D, come Geomagic Wrap 2021.
- Registrare il modello postoperatorio rispetto al progetto chirurgico virtuale preoperatorio, utilizzando regioni craniofacciali stabili e non operate come area di riferimento.
NOTA: I segmenti mascellari operati non devono essere utilizzati come riferimento per la registrazione. L'area di riferimento deve essere selezionata da regioni stabili non interessate dall'intervento chirurgico, come le zone attorno al nasione (N), al margine infraorbitario/orbitale (Or) e al margine superiore del condotto uditivo esterno/porione (Po). - Dopo la registrazione, selezionare la regione di interesse ed eseguire un'analisi delle deviazioni superficiali tra il modello postoperatorio e il progetto chirurgico virtuale preoperatorio.
- Generare una mappa cromatica per visualizzare le deviazioni tra le superfici pianificate e quelle postoperatorie. Registrare la distanza massima, la distanza media, la deviazione standard e la stima RMS fornite dal software.
NOTA: La distanza media e la stima RMS devono essere riportate separatamente, poiché la distanza media può essere influenzata da deviazioni positive e negative. Se disponibili, registrare separatamente le deviazioni massime positive e negative. In questo protocollo, la regione di interesse si concentra sulla zona di osteotomia e sui margini di osteotomia visibili, piuttosto che sulla posizione finale dell'intero segmento mascellare. - Per valutare la riproducibilità intraosservatore, lo stesso osservatore addestrato ha ripetuto la registrazione, la selezione della regione di interesse e l'analisi delle deviazioni dopo un intervallo di tempo. I coefficienti di correlazione intraclasse sono stati calcolati utilizzando un modello a effetti misti bilaterale per l'accordo assoluto.
Risultati
Utilizzando questo flusso di lavoro, è stato completato un piano chirurgico virtuale personalizzato per il paziente e un sistema di guida per osteotomia con connessione magnetica per un'osteotomia Le Fort I a tre segmenti. I dati preoperatori di tomografia computerizzata e le scansioni del modello dentale sono stati integrati per creare un modello composito scheletrico-dentale. Nel caso rappresentativo, la pianificazione virtuale è stata eseguita per ridurre l'ampiezza dell'arcata in un paziente con eccessiva larghezza dell'arcata mascellare. Le sedi di estrazione dei primi premolari bilaterali sono state utilizzate come regioni interdentali per l'osteotomia, e la linea di osteotomia palatina e l'area di rimozione ossea a forma di cuneo sono state progettate in base all'occlusione finale e alle posizioni pianificate dei segmenti. Dopo la definizione delle linee di osteotomia, il sistema di guida è stato progettato con il software 3-matic Research 13.0. Il primo componente della guida è stato progettato per guidare l'osteotomia Le Fort I e le osteotomie interdentali, mentre il secondo componente è stato progettato per guidare l'osteotomia palatina dopo la frattura discendente della mascella. Sono state previste scanalature di circa 3 mm di diametro e 1,5 mm di profondità per alloggiare i magneti al neodimio. Dopo la stampa tridimensionale, quattro magneti al neodimio sono stati inseriti e incollati nei componenti della guida. La guida completata ha mostrato una connessione magnetica stabile ed è stata posizionata sul modello mascellare stampato senza evidenti oscillazioni o interferenze.
La valutazione dell'accuratezza postoperatoria è stata eseguita ricostruendo il modello maxillo-facciale postoperatorio dai dati TC e sovrapponendolo al progetto chirurgico virtuale preoperatorio mediante un software di analisi tridimensionale, come Geomagic Wrap 2021. In cinque pazienti trattati con questo protocollo, è stata utilizzata un'analisi mediante mappa cromatica per valutare la deviazione locale della superficie nella regione dell'osteotomia e nei margini visibili dell'osteotomia. Nel caso rappresentativo, le aree adiacenti ai margini visibili dell'osteotomia erano principalmente verdi fino al ciano sulla mappa cromatica, corrispondenti a deviazioni locali della superficie di circa 0,5–0,9 mm (Figura 9). L'analisi primaria della deviazione della superficie basata su ROI ha fornito una deviazione media con segno di 0,379 mm, deviazioni medie positive e negative rispettivamente di 1,133 mm e -0,865 mm, una deviazione standard di 1,321 mm, una deviazione quadratica media (RMS) di 1,374 mm e deviazioni massime positive e negative rispettivamente di 3,560 mm e -3,560 mm. Questi parametri quantitativi possono essere influenzati in modo significativo dal posizionamento postoperatorio dei segmenti e non devono essere interpretati come misurazioni dirette dell'accuratezza del trasferimento della linea di osteotomia. Sono stati osservati schemi simili di deviazione nella regione dell'osteotomia negli altri quattro pazienti, con deviazioni locali intorno ai margini dell'osteotomia che mostravano un intervallo approssimativo simile. Analisi ripetute della deviazione basate su regioni di interesse (ROI) hanno mostrato un'eccellente riproducibilità intra-osservatore, con valori di ICC > 0,90. In tutti e cinque i pazienti trattati con questo protocollo, l'occlusione postoperatoria e il profilo facciale sono migliorati, il posizionamento della guida è stato completato senza intoppi e non è stata necessaria alcuna modifica intraoperatoria della guida né si sono verificati malfunzionamenti legati alla guida. Durante il follow-up non sono state osservate complicanze legate alla guida, lesioni della radice dentale, infezioni, deiscenza della ferita o recidive.
Figura 1: Pianificazione chirurgica virtuale per l’osteotomia Le Fort I a tre segmenti. (A) Vista palatina del modello mascellare virtuale utilizzato per la pianificazione dell’osteotomia Le Fort I a tre segmenti. L’area verde indica la regione pianificata per l’osteotomia e la rimozione ossea. (B) Vista laterale della regione pianificata per l’osteotomia e la rimozione ossea. I segmenti ossei mascellari sono stati resi trasparenti per visualizzare le radici dentali, mostrando la relazione tra le radici adiacenti e la regione pianificata per l’osteotomia. (C) Vista isolata della regione di rimozione ossea. Cliccare qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Figura 2: Flusso di progettazione del primo componente della guida. (A) Il modello del cranio e della mascella con la dentatura superiore registrata è stato ritagliato per conservare soltanto le regioni infraorbitale e mascellare necessarie per la progettazione della guida. (B) Il modello mascellare ritagliato è stato ricoperto e l'area di base del primo componente della guida è stata selezionata utilizzando la funzione Mark. (C) La regione selezionata è stata ricoperta per generare la superficie iniziale della guida. (D) Gli undercut sono stati rimossi in base alla direzione di inserimento pianificata per la guida. (E) La superficie priva di undercut è stata invertita, addensata e rifinita per formare la base solida del primo componente della guida. (F) Nella prima componente della guida sono stati aggiunti lo slot per l'osteotomia Le Fort I e i fori di fissaggio, per guidare l'osteotomia intraoperatoria e consentire la fissazione con viti in titanio. Cliccare qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Figura 3: Progettazione delle regioni di collegamento del primo componente della guida. (A,B) Le regioni di collegamento laterali sono state ritagliate in base alla zona pianificata di rimozione dell’osso mascellare. La larghezza di ciascuna regione di collegamento corrispondeva alla larghezza pianificata per l’osteotomia e la rimozione ossea nella corrispondente regione del primo premolare. (C) Vista frontale del primo componente della guida che mostra lo spazio per l’osteotomia, i fori di fissaggio con viti in titanio e la zona ossea da rimuovere. L’area verde indica la zona pianificata per la rimozione ossea, la “W” rossa indica la larghezza prevista, la linea tratteggiata arancione indica la linea di osteotomia e le frecce blu indicano i fori di fissaggio con viti in titanio. Cliccare qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Figura 4: Flusso di progettazione del secondo componente guida. (A–E) La base del secondo componente guida è stata generata utilizzando lo stesso flusso di lavoro del primo componente guida, inclusi ritaglio, avvolgimento, marcatura, rimozione dell'undercut, inversione e ispessimento. Il bordo del secondo componente guida è stato quindi tagliato in base alla regione pianificata per l'osteotomia palatina e la rimozione ossea. (F) L'area di connessione mediale del primo componente guida è stata marcata e utilizzata per generare il solido di collegamento del secondo componente guida. Cliccare qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Figura 5: Progettazione della regione di collegamento del secondo componente guida. (A,B) L'area media di collegamento del primo componente guida è stata marcata e la superficie marcata è stata copiata in una nuova parte. Questa superficie copiata è stata quindi ispessita per formare il solido di collegamento del secondo componente guida. Il solido di collegamento è stato progettato in modo da corrispondere alla superficie di connessione e alla larghezza prevista di rimozione ossea del primo componente guida. (C) Vista superiore del secondo componente guida che mostra l'osteotomia palatina pianificata e la regione di rimozione ossea. L'area verde indica la regione pianificata per la rimozione ossea, mentre la linea tratteggiata arancione indica la linea di osteotomia palatina. Cliccare qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Figura 6: Progettazione delle scanalature per i magneti nei due componenti guida. Le scanalature per i magneti sono state create nelle rispettive aree di collegamento del primo e del secondo componente guida mediante sottrazione booleana. L'immagine mostra le facce mediali dei componenti guida completati. Un lato è riempito con modelli gialli per simulare il posizionamento dei magneti al neodimio, mentre l'altro lato mostra direttamente le scanalature riservate per i magneti. Le frecce blu indicano le scanalature riservate per i magneti. Cliccare qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Figura 7: Confronto tra il sistema guida stampato e il disegno digitale finale. (A–D) La riga superiore mostra i componenti della guida stampati in tre dimensioni dopo l'assemblaggio dei magneti al neodimio e il sistema guida completato posizionato sul modello mascellare stampato. (E–H) La riga inferiore mostra il corrispondente disegno digitale finale dei componenti della guida e il loro collegamento sul modello mascellare virtuale. Il sistema guida stampato completato era coerente con il disegno digitale ed era possibile posizionarlo sul modello mascellare prima dell'intervento chirurgico. Cliccare qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Figura 8: Utilizzo intraoperatorio sequenziale della prima e della seconda componente della guida. (A) Dopo l'incisione ed il sollevamento del lembo mucoperiosteo, la prima componente della guida è stata posizionata sulla superficie ossea mascellare esposta e fissata con viti in titanio attraverso i fori di fissaggio, prima di eseguire l'osteotomia di Le Fort I. La freccia gialla indica la prima componente della guida, mentre la freccia blu indica una vite di fissaggio in titanio. (B) Linea di osteotomia completata di Le Fort I dopo la guida fornita dalla prima componente della guida. (C) Posizionamento della seconda componente della guida dopo la dislocazione mascellare e la connessione magnetica con la prima componente della guida. La freccia gialla indica la seconda componente della guida, mentre la freccia blu indica l'interfaccia magnetica contenente i magneti al neodimio. (D) Le linee di osteotomia interdentale e la linea di osteotomia palatina completate sono mostrate dopo l'utilizzo sequenziale delle due componenti della guida. Cliccare qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Figura 9: Sovrapposizione e analisi mediante mappa cromatica dei modelli pianificati e postoperatori. Il modello cranio-mascellomandibolare basato sulla TAC postoperatoria è stato registrato al progetto chirurgico virtuale preoperatorio utilizzando regioni craniofacciali stabili e non operate come area di riferimento. Le regioni di riferimento stabili erano principalmente verdi, mentre i segmenti mascellari riposizionati e le aree di fissazione mostravano deviazioni maggiori. Le aree di osteotomia di tipo Le Fort I e quelle segmentarie erano prevalentemente verdi fino al blu, corrispondenti a una stima visiva della magnitudine della deviazione locale della superficie di circa 0,5–0,9 mm, in base al confronto visivo con la scala cromatica. Questo valore rappresenta una stima approssimativa basata sulla mappa cromatica, piuttosto che una deviazione media calcolata direttamente, e può essere influenzato dal posizionamento dei segmenti nel periodo postoperatorio. Cliccare qui per visualizzare una versione ingrandita di questa figura.
Discussione
L'osteotomia Le Fort I a tre segmenti è più complessa dell'osteotomia Le Fort I monoblocco. In questo intervento, la mascella non viene solo mobilizzata, ma anche suddivisa in segmenti ossei separati. Dopo la segmentazione, ciascun segmento mascellare deve essere riposizionato per ottenere un'occlusione postoperatoria stabile e la correzione trasversale pianificata7,8. Pertanto, l'accuratezza di questo intervento dipende da due fasi principali: una pianificazione preoperatoria accurata delle posizioni finali dei segmenti e un trasferimento intraoperatorio accurato delle linee di osteotomia pianificate e delle aree di rimozione ossea4,9. Il sistema di guide collegate magneticamente descritto in questo protocollo è stato progettato per supportare queste due fasi, collegando la pianificazione chirurgica virtuale con l'applicazione sequenziale delle guide intraoperatorie. Il primo passaggio critico consiste nel costruire il piano chirurgico virtuale basandosi su un'occlusione postoperatoria stabile. In questo protocollo, l'intervento su modelli e il montaggio dei modelli dentali vengono utilizzati per fornire una conferma visiva e manuale diretta dell'occlusione postoperatoria dopo l'osteotomia Le Fort I a tre segmenti10. Una volta confermata l'occlusione, la posizione finale di ciascun segmento può essere determinata nel software. La quantità di osso alveolare e palatino da rimuovere deve quindi essere pianificata in base alle posizioni finali dei segmenti, piuttosto che mediante semplice stima visiva. Prima della progettazione della guida, le linee di osteotomia devono essere verificate in relazione alle radici dentarie adiacenti, al pavimento nasale e all'osso palatino. Questo passaggio ha lo scopo di ridurre il rischio di lesioni alle strutture circostanti e di facilitare il trasferimento controllato dell'area pianificata di rimozione ossea sul campo operatorio. Se la linea di osteotomia è troppo vicina a una radice dentaria o se la rimozione ossea palatina pianificata è insufficiente per la riduzione dell'ampiezza dell'arcata, il piano virtuale deve essere aggiustato prima della stampa della guida. Il secondo passaggio critico è il corretto posizionamento della guida supportata dall'osso. A differenza delle guide supportate dai denti, le guide supportate dall'osso possono presentare meno undercut anatomici per la ritenzione. Pertanto, la base della guida dovrebbe essere estesa, quando possibile, verso aree ossee stabili e irregolari. Nella mascella, la concavità intorno all'apertura piriforme e altre superfici ossee irregolari possono contribuire a migliorare il posizionamento della guida11. Una base di guida posizionata soltanto su una superficie ossea piana potrebbe aumentare il rischio di oscillazione o spostamento durante l'osteotomia. Pertanto, la stabilità della guida e l'assemblaggio dei componenti in fasi successive devono essere verificati prima dell'osteotomia, mentre la risoluzione dettagliata di problemi relativi all'oscillazione della guida, alla connessione magnetica e al posizionamento dei componenti viene affrontata separatamente. Oltre a queste fasi di pianificazione e trasferimento intraoperatorio, la valutazione postoperatoria fornisce una base importante per stabilire se il protocollo è stato implementato con successo. Un ulteriore passaggio critico in questa valutazione è l'interpretazione dell'accuratezza postoperatoria in base allo scopo del sistema di guide. Poiché questa guida è progettata per trasferire le linee di osteotomia pianificate e le aree di rimozione ossea, il trasferimento della regione di osteotomia deve essere distinto dal riposizionamento complessivo dei segmenti mascellari, che può essere influenzato dal posizionamento dei segmenti, dalla fissazione, dalle placche postoperatorie e dalla ricostruzione del modello. Sebbene siano stati riportati, per completezza, parametri quantitativi di deviazione superficiale basati su ROI, questi valori possono riflettere anche gli effetti del posizionamento postoperatorio dei segmenti e pertanto non devono essere interpretati come misurazioni dirette dell'accuratezza del trasferimento delle linee di osteotomia. Di conseguenza, i risultati della mappa cromatica in questo protocollo devono essere considerati una valutazione preliminare della corrispondenza locale tra le superfici delle regioni di osteotomia pianificate e quelle postoperatorie, piuttosto che una prova diretta dell'accuratezza complessiva del posizionamento dei segmenti mascellari.
Prima dell'uso intraoperatorio del sistema guida magnetico, devono essere considerati diversi controlli di sicurezza, modifiche e procedure di risoluzione dei problemi. La connessione magnetica viene utilizzata per semplificare l'applicazione in fasi del sistema guida. Piccoli magneti al neodimio possono fornire un'attrazione sufficiente in uno spazio limitato e sono già stati impiegati in applicazioni mediche e odontoiatriche12,13,14. In questo protocollo, i magneti sono incorporati nei componenti della guida e non vengono utilizzati come dispositivi attivi impiantati. Tuttavia, la sicurezza magnetica deve comunque essere presa in considerazione. Poiché l'intervento di chirurgia ortognatica viene comunemente eseguito su giovani adulti, la presenza di pacemaker, defibrillatori cardioverter impiantabili e altri dispositivi impiantati sensibili ai campi magnetici è rara in questa popolazione di pazienti15,16. Nonostante ciò, i pazienti devono comunque essere sottoposti a screening prima dell'intervento. Se tali dispositivi sono presenti, l'uso di componenti magnetici deve essere discusso con l'anestesista, il cardiologo e il team chirurgico17,18. Nei pazienti con dispositivi impiantati sensibili ai magneti, si dovrebbe prendere in considerazione un design della guida non magnetico o un metodo alternativo di guida, a meno che l'uso di componenti magnetici non sia approvato dal team specialistico competente. Studi precedenti hanno suggerito che la sterilizzazione non riduce in modo significativo la forza di ritenzione dei magneti al neodimio19. Tuttavia, l'intero assemblaggio guida-magnete deve essere ispezionato dopo la sterilizzazione e prima dell'uso intraoperatorio. Sebbene i magneti siano incorporati nei componenti della guida e vengano utilizzati solo per un breve periodo nel campo chirurgico aperto, il rischio di corrosione deve comunque essere considerato, poiché i magneti al neodimio-ferro-boro (NdFeB) possono corrodersi se il rivestimento protettivo è danneggiato20. Il numero, la posizione, la polarità, l'orientamento e la ritenzione dei magneti devono essere verificati durante i test preoperatori sul modello stampato in 3D. Ogni componente della guida con polarità magnetica errata, allentamento del magnete, fallimento dell'adesione, danneggiamento del rivestimento, corrosione, oscillazione o posizionamento instabile non deve essere utilizzato e deve essere rifatto prima dell'intervento. Sebbene la guida personalizzata sia monouso, il riutilizzo dei magneti, se consentito, deve seguire le norme istituzionali di riprocessamento e controllo delle infezioni; i magneti con rivestimento danneggiato, corrosi o con ridotta ritenzione devono essere scartati. In questo sistema guida, la larghezza della regione di connessione magnetica corrisponde alla larghezza pianificata di rimozione ossea nell'osteotomia segmentaria. Una volta determinata la larghezza dell'osteotomia in base all'occlusione postoperatoria e alle posizioni finali dei segmenti, questa larghezza non deve essere modificata soltanto per ridurre l'ingombro della guida. Pertanto, dimensioni e numero dei magneti al neodimio sono limitati dallo spazio di connessione disponibile, dallo spessore della guida e dall'estensione dell'esposizione dei tessuti molli. Se la connessione magnetica risulta instabile durante i test preoperatori, si devono innanzitutto verificare la superficie di connessione, l'orientamento del magnete, la profondità del magnete e l'adattamento della guida. Aumentare semplicemente le dimensioni o il numero dei magneti potrebbe rendere la guida più ingombrante e potrebbe richiedere una maggiore riflessione dei tessuti molli. Se la guida risulta difficile da inserire o rimuovere, si possono rifinire i contorni esterni e i bordi non funzionali, ma le finestre di osteotomia e la regione di connessione correlata alla rimozione ossea non devono essere modificate senza aver prima ricontrollato il piano chirurgico virtuale. Se la guida oscilla durante l'intervento o se il secondo componente non si posiziona correttamente dopo la dislocazione mascellare, non si deve forzare la guida nella posizione. Prima di riposizionare la guida, si devono verificare l'interposizione di tessuti molli, l'esposizione ossea incompleta, la presenza di coagulo, i detriti ossei, la stabilità del primo componente e l'orientamento dei magneti. Se non si riesce a ottenere un posizionamento stabile, la guida deve essere abbandonata e si deve ricorrere a un metodo alternativo di guida. Se la linea di osteotomia palatina risulta poco visibile, si devono migliorare l'esposizione, l'irrigazione, l'emostasi e la retrazione dei tessuti molli prima di proseguire. Se un magnete si stacca o se la guida in resina si frattura durante l'osteotomia, la guida deve essere rimossa immediatamente e tutti i magneti o frammenti della guida devono essere recuperati e contati prima della chiusura della ferita. Si dovrebbe preparare, ogni volta possibile, una copia sterilizzata di riserva della guida personalizzata; in caso contrario, l'osteotomia deve essere completata seguendo il piano preoperatorio, i punti di riferimento anatomici o un altro metodo di guida disponibile. Se l'osteotomia palatina risulta difficile da eseguire con una fresa o una sega convenzionale, si può prendere in considerazione l'uso di un bisturi osseo ultrasonico. Questo strumento può essere utile poiché il palato duro è sottile e denso, e anche il tessuto molle palatino è sottile. Gli strumenti piezoelettrici possono tagliare il tessuto mineralizzato con un rischio minore di lesioni ai tessuti molli, ma la velocità di taglio potrebbe essere più lenta21,22. Si deve utilizzare un'adeguata irrigazione per ridurre la generazione di calore23. Inoltre, il materiale in resina utilizzato per la stampa 3D può essere fragile e può fratturarsi sotto forze eccessive durante l'intervento24. In studi futuri, si potrebbe prendere in considerazione la stampa 3D in metallo, come quella in lega di titanio, per migliorare la resistenza meccanica del sistema guida, sebbene la sua accuratezza, il costo, la producibilità e l'applicabilità clinica richiedano ulteriori valutazioni25,26.
Questo metodo presenta diversi limiti. Sebbene il principio di progettazione possa essere adattato a diversi schemi di osteotomia Le Fort I a tre segmenti, l'applicazione rappresentativa descritta in questo protocollo si concentra sulla riduzione della larghezza dell'arcata attraverso i siti di estrazione dei primi premolari bilaterali. È necessaria un'ulteriore validazione prima di applicare il flusso di lavoro ad altri schemi di segmentazione o a casi di espansione trasversale. Inoltre, il secondo componente della guida richiede ancora un'esposizione adeguata e un posizionamento stabile dopo la frattura discendente del mascellare. Un'esposizione insufficiente o un posizionamento instabile potrebbero compromettere l'accuratezza dell'osteotomia del palato. Infine, il protocollo attuale valuta principalmente il trasferimento della linea di osteotomia e la fattibilità della guida. Tuttavia, non dimostra che il metodo riduca il tempo operatorio, il sanguinamento, il gonfiore postoperatorio o le complicanze. Questi esiti dovrebbero essere valutati in futuri studi clinici con campioni più ampi e disegni comparativi.
Rispetto al tracciamento manuale, questo metodo converte il piano virtuale di osteotomia in una guida intraoperatoria personalizzata per il paziente. Può ridurre la stima visiva, le ripetute limature ossee e le regolazioni empiriche durante l'osteotomia Le Fort I a tre segmenti6. Definendo in anticipo le linee di osteotomia e le aree di rimozione ossea, la guida potrebbe inoltre ridurre la rimozione ossea non necessaria e migliorare il controllo nell'assemblaggio dei segmenti. Rispetto a una guida convenzionale monoblocco, il principale vantaggio di questo metodo risiede nel suo design modulare articolato in fasi. Il primo componente della guida viene utilizzato prima della frattura discendente del mascellare per guidare l'osteotomia Le Fort I e le osteotomie interdentali. Il secondo componente viene collegato dopo la frattura discendente per guidare l'osteotomia del palato. Questa sequenza rispecchia il flusso operatorio dell'osteotomia Le Fort I a tre segmenti ed evita l'uso di un unico strumento in condizioni chirurgiche differenti. Poiché la preservazione della mucosa palatina, della vascolarizzazione palatina discendente e della perfusione dei segmenti è fondamentale nell'osteotomia Le Fort I segmentale, questo approccio articolato potrebbe contribuire a sostenere i principi chirurgici volti a preservare la vascolarizzazione, riducendo l'esposizione e la manipolazione non necessarie. Tuttavia, la perfusione dei segmenti non è stata valutata direttamente in questo protocollo. La progettazione personalizzata consente inoltre di pianificare separatamente le ampiezze di rimozione ossea a sinistra e a destra, in base all'occlusione finale e alle posizioni dei segmenti. Pertanto, il sistema di guide può adattarsi a una rimozione ossea asimmetrica, situazione frequente nell'osteotomia Le Fort I a tre segmenti, specialmente nei pazienti con eccessiva larghezza dell'arcata mascellare che richiede una riduzione della larghezza dell'arcata.
Nel complesso, questo metodo fornisce un flusso di lavoro riproducibile che integra la pianificazione chirurgica virtuale, la progettazione digitale della guida, la stampa tridimensionale, l'assemblaggio del magnete e l'applicazione intraoperatoria. Potrebbe aiutare i chirurghi a trasferire l'osteotomia pianificata in modo più coerente e potrebbe risultare utile anche per la formazione chirurgica. Studi futuri dovrebbero confrontare questo metodo con l'osteotomia manuale o con guide convenzionali per determinare se possa ridurre il tempo operatorio, il trauma chirurgico e le complicanze.
Dichiarazioni
Gli autori non hanno conflitti di interessi da dichiarare.
Ringraziamenti
Lo studio ha ricevuto finanziamenti dal team dell'Università Medica di Kunming per la Diagnosi e il Trattamento delle Malformazioni Craniofacciali Complesse (2024XKTDTS08), dal Progetto di Ricerca del Centro Clinico Provinciale dello Yunnan (2024YNLCYXZX0227, 2024YNLCYXZX0229), dal Centro di Ricerca Clinica dello Yunnan per le Malattie Orali (202505AJ310001) e dal Piano di Sostegno alla Formazione di Personale Altamente Qualificato della Provincia dello Yunnan (YNWR-MY-2020-086).
Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| 3-matic Research 13.0 | Materialise | Versione 13.0 | Utilizzato per la progettazione digitale dei componenti della guida, inclusi ritaglio, avvolgimento, marcatura, rimozione di undercut, inversione, ispessimento, rifinitura e operazioni booleane. |
| Autoscan-DS-EX pro | SHINING 3D | https://www.shining3ddental.com/solution/ds-ex-pro-lab-sacnner/ | Scanner 3D; utilizzato per scansionare i modelli dentali superiori e inferiori e il record occlusale |
| Calibra Universal dual-cure self-adhesive | Dentsply Sirona | https://www.dentsplysirona.com/en-in/discover/discover-by-brand/calibra-cements/calibra-universal.html | Cemento in resina; per il fissaggio dei magneti al neodimio all'interno della guida chirurgica stampata in 3D. |
| Scanner TC | Siemens Healthineers, Erlangen, Germania | https://www.siemens-healthineers.com/computed-tomography | 64 file/128 strati; utilizzato per la ricostruzione tridimensionale del modello craniofacciale/mascellare. |
| Edge MAX/Edge E2 | RAYSHAPE | https://www.rayshape3d.com/3d-printers/edge-e2/ | Stampante 3D; utilizzata per stampare il primo e il secondo componente della guida. |
| Geomagic Wrap 2021 | 3D Systems | Versione 2021 | Utilizzato per la sovrapposizione del modello postoperatorio e l'analisi delle deviazioni mediante mappa cromatica. |
| Mimics Research 21.0 | Materialise | Versione 21.0 | Utilizzato per la segmentazione, la ricostruzione tridimensionale e la rimozione di strutture non necessarie. |
| Magneti al neodimio | Acquistati da Jinyixin Magnetics | https://jingxin-magnet.com/ | 3 mm di diametro × 1,5 mm di spessore; inseriti nelle scanalature appositamente predisposte per collegare il primo e il secondo componente della guida. |
| ProPlan CMF | Materialise | Versione 3.0.1 | Utilizzato per la pianificazione virtuale della chirurgia ortognatica, inclusa l'osteotomia di Le Fort I, la pianificazione della BSSRO, la segmentazione e la registrazione occlusale. |
| Resina | RAYSHAPE | SGV2/Model 1 lvory | Utilizzata per realizzare i componenti della guida osteotomica connessi magneticamente durante l'intervento chirurgico. |
| ShapeCure | RAYSHAPE | https://www.rayshape3d.com/post-processing/uv-curing-machine-shapecure/ | Unità di polimerizzazione |
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