Methodenartikel

Klinische toepassing van driedimensionaal geprinte digitale geleiders met magnetische verbinding voor precieze segmentale maxillaire osteotomie

3 weergaven

⸱

DOI:

10.3791/73391

⸱

1 september 2026

 ,  ,  ,  , 
1Digital Center of Stomatology, The Affiliated Stomatology Hospital, Kunming Medical University, 2Yunnan Key Laboratory of Stomatology, School of Stomatology, Kunming Medical University, 3Department of Oral and Maxillofacial Surgery, The Affiliated Stomatology Hospital, Kunming Medical University

In dit artikel

Samenvatting

Dit protocol beschrijft het digitale ontwerp, het driedimensionale (3D) printen en het intraoperatieve gebruik van magnetisch verbonden, patiëntspecifieke osteotomiegeleiders voor een drie-segment Le Fort I-osteotomie om virtuele plannen nauwkeurig over te brengen en de uitlijning van de segmenten te verbeteren.

Samenvatting

Deze studie introduceert het ontwerp en de klinische toepassing van een nieuwe digitale osteotomiegids met magnetische verbinding om de precisie en efficiëntie van een segmentale maxillaire osteotomie te verbeteren. Segmentale Le Fort I-osteotomie is een essentiële techniek voor het corrigeren van complexe transversale en verticale dento-maxillofaciale misvormingen, maar traditionele methoden met handmatige gipmodelchirurgie zijn gevoelig voor aanzienlijke fouten. Om deze uitdagingen aan te pakken, integreert dit protocol virtuele chirurgische planning (VSP) met behulp van CT-scans en gespecialiseerde modelleringssoftware om een patiëntspecifiek, 3D-geprint tweedelig gidsysteem te creëren. De primaire component is ontworpen om de horizontale Le Fort I-osteotomie en de bilaterale premolaire extractielijnen te geleiden. Zodra de maxilla is naar beneden gefractureerd, wordt een secundaire segmentale gids via vier ingebedde neodymiummagneten, elk met een diameter van 3 mm en een dikte van 1,5 mm, verbonden met de primaire component. Deze magnetische verbinding biedt een stabiele, snelle en storingsvrije bevestiging die een nauwkeurige geleiding van de palatine en midline osteotomielijnen mogelijk maakt. Dit protocol demonstreert de klinische toepassing van een modulair magnetisch gidsysteem voor het overbrengen van het virtuele osteotomieplan bij patiënten met maxillaire protrusie en discrepanties in de boogbreedte. Postoperatieve color-map-analyse toonde lokale oppervlakteafwijkingen van ongeveer 0,5–0,9 mm rond de zichtbare osteotomieranden, wat de voorlopige nauwkeurigheid van de overdracht in het osteotomiegebied ondersteunt. Het modulaire magnetische ontwerp biedt gefaseerde osteotomiegeleiding en kan de noodzaak voor herhaalde aanpassingen, onnodige botverwijdering en manipulatie van weke delen verminderen, wat in overeenstemming is met vaatsparende principes, hoewel de segmentperfusie niet direct is beoordeeld. Neodymiummagneten zijn biocompatibel, behouden hun stabiliteit na sterilisatie en zijn kosteneffectief vanwege hun herbruikbaarheid. Ondanks de potentiële fragiliteit van huidige driedimensionale (3D)-geprinte harsmaterialen, biedt de digitale osteotomiegids met magnetische verbinding aanzienlijke klinische waarde door de kloof tussen virtuele planning en chirurgische uitvoering te overbruggen. Deze methode waarborgt een zeer nauwkeurige botverwijdering en positionering, wat een veelbelovende vooruitgang vertegenwoordigt voor complexe orthognatische chirurgische procedures.

Inleiding

Segmentale Le Fort I-osteotomie is een goed gevestigde chirurgische methode voor het corrigeren van transversale maxillaire discrepanties bij skeletaal volgroeide patiënten. Bij een drie-segment Le Fort I-osteotomie wordt de maxilla eerst gemobiliseerd met een Le Fort I-osteotomie en vervolgens in drie segmenten verdeeld via interdentale en palatinale osteotomieën. Hierdoor kan de chirurg de anterieure en posterieure maxillaire segmenten repositioneren volgens de geplande occlusie en transversale correctie. Afhankelijk van de geplande verplaatsing van de maxillaire segmenten kan deze techniek worden gebruikt voor transversale expansie, correctie van asymmetrische transversale deformiteit of reductie van een excessieve maxillaire boogbreedte1,2. Vergeleken met een eendelige Le Fort I-osteotomie vereist een segmentale Le Fort I-osteotomie aanvullende interdentale en palatinale osteotomielijnen. Deze extra osteotomieën verhogen de complexiteit van zowel de virtuele chirurgische planning als de intraoperatieve uitvoering2,3.

Virtuele chirurgische planning en technieken voor computerondersteund ontwerp/computerondersteunde productie (CAD/CAM) worden in toenemende mate gebruikt bij orthognatische chirurgie om preoperatieve plannen over te brengen naar het operatieveld4,5. Patiëntspecifieke osteotomiegidsen kunnen helpen bij het overbrengen van de geplande osteotomielijnen naar de chirurgische locatie en de noodzaak voor handmatige markering verminderen5,6. Echter, bij de drie-segment Le Fort I-osteotomie worden de initiële Le Fort I-osteotomie, interdentale osteotomieën en de palatinale osteotomie vaak in verschillende chirurgische fasen uitgevoerd3. Na de maxillaire downfracture zijn de chirurgische toegang, het zicht en de omstandigheden voor de stabilisatie van de gids anders dan vóór de downfracture. Dit kan het gebruik van een conventionele enkeldelige gids gedurende de gehele osteotomievolgorde bemoeilijken. Daarom kan een modulaire gids, die sequentieel vóór en na de downfracture kan worden gebruikt terwijl een stabiele relatie tussen de gidscomponenten behouden blijft, geschikter zijn voor deze procedure.

Dit artikel presenteert een magnetisch verbonden, patiëntspecifiek osteotomiegids-systeem voor een driesegment Le Fort I-osteotomie. De representatieve toepassing in dit protocol richt zich op de reductie van de boogbreedte bij patiënten met een overmatige breedte van de maxillaire boog. Het eerste gidscomponent wordt gebruikt om de Le Fort I-osteotomie en de interdentale osteotomieën via de bilaterale extractieplaatsen van de eerste maxillaire premolaren te begeleiden. Na de maxillaire downfracture wordt het tweede gidscomponent magnetisch aan het eerste component verbonden en wordt het gebruikt om de palatinale osteotomie en de geplande palatinale botverwijdering te begeleiden. Het doel van deze methode is om een reproduceerbare workflow te bieden voor virtuele planning, digitaal gidsontwerp, driedimensionale (3D) printen, magnetische assemblage en sequentiële intraoperatieve toepassing van het gids-systeem.

Protocol

Deze studie is goedgekeurd door de institutionele toetsingscommissie van de Kunming Medical University (goedkeuringsnummer KYKQ2024MEC0087), en alle patiënten hebben schriftelijke toestemmingsformulieren ingevuld.

1. Voorbereiding voor het ontwerp van de guides

  1. Sla de preoperatieve computertomografie (CT)-gegevens van de patiënt op in digital imaging and communications in medicine (DICOM)-formaat.
    OPMERKING: Gebruik indien mogelijk CT-gegevens met dunne coupes om voldoende beeldlagen te verkrijgen voor een nauwkeurige 3D-reconstructie. Een slechte beeldkwaliteit, een grote coupesdikte of een onvoldoende aantal coupes kan de nauwkeurigheid van het gereconstrueerde maxillaire model verminderen en de daaropvolgende virtuele osteotomie en het ontwerp van de gids beïnvloeden. Voor de representatieve casus werden de preoperatieve CT-beelden verkregen met een coupesdikte van 0,3 mm.
  2. Importeer de DICOM-gegevens in 3D-reconstructiesoftware, zoals Mimics Research 21.0. Selecteer een passende segmentatiedrempel en reconstrueer het maxillofaciale skelet.
    OPMERKING: De segmentatiedrempel moet belangrijke anatomische structuren behouden, waaronder de maxilla, tandwortels, de neusbodem en het palatine bot, terwijl vervorming van het botoppervlak door een te lage drempel moet worden vermeden. In de representatieve casus werd het drempelbereik ingesteld op 226–31743 HU. Controleer het gereconstrueerde model zorgvuldig en verwijder alle duidelijke artefacten voordat u het exporteert.
  3. Voer modelvoorbehandeling uit in de 3D-reconstructiesoftware, inclusief segmentatie, gladstrijken (smoothing) en het verwijderen van onnodige structuren.
    OPMERKING: Als de CT-beeldkwaliteit voldoende is, vermijd dan indien mogelijk het gladstrijken van het gereconstrueerde maxillaire model. Overmatig gladstrijken kan de oppervlaktomorfologie veranderen en de passing van de botgesupporte gids beïnvloeden.
  4. Importeer de gescande gegevens van de gipsmodellen van het boven- en ondergebit in virtuele chirurgische planningssoftware, zoals ProPlan CMF 3.0.
    OPMERKING: Voor de representatieve casus werden de tandmodelen gescand met een tandmodelscanner met een nauwkeurigheid van minder dan 10 µm.
  5. Registreer de maxillaire en mandibulaire botmodellen met de overeenkomstige scans van het boven- en ondergebit om een composiet skelet-tandmodel te verkrijgen.
    1. Gebruik indien mogelijk stabiele tandoppervlakken voor de registratie. Controleer na de registratie het occlusievlak, de tandboog en de positie van de tandwortels om te bevestigen dat de skelet- en tandgegevens correct op elkaar zijn afgestemd.
  6. Combineer de bevindingen van het klinisch onderzoek, de occlusale analyse en de 3D-cefalometrische analyse om de maxillaire en mandibulaire deformiteiten te evalueren.
    OPMERKING: Het doel van deze stap is niet alleen het diagnosticeren van de deformiteit, maar ook het bepalen of een driesegment Le Fort I osteotomie en een reductie van de boogbreedte passend zijn voor de patiënt.

2. Virtuele chirurgische planning voor een driesegment Le Fort I-osteotomie

  1. Maak een virtueel chirurgisch plan voor een driedelige Le Fort I osteotomie.
    OPMERKING: In dit protocol betreft de representatieve casus een reductie van de boogbreedte bij een patiënt met een overmatige breedte van de maxillaire boog. Dezelfde ontwerplogica kan worden aangepast aan het segmentatiepatroon van de patiënt en de geplande botverwijdering.
  2. Bepaal de postoperatieve occlusie voordat de posities van de maxillaire segmenten definitief worden vastgesteld.
    OPMERKING: Voer vóór de formele virtuele osteotomieplanning een modeloperatie uit op het gebitsmodel. Simuleer de osteotomie, zet de maxillaire segmenten weer in elkaar en controleer of een stabiele postoperatieve occlusie kan worden bereikt. Gebruik deze stap om de hoeveelheid botverwijdering en de positie van de osteotomie ruw te schatten. Bepaal de definitieve occlusale relatie voordat de definitieve osteotomielijnen worden ontworpen.
  3. Ontwerp de Le Fort I osteotomielijn volgens de conventionele Le Fort I osteotomiebenadering. Voer tegelijkertijd een virtuele bilaterale sagittale split ramus osteotomie (BSSRO) uit op de mandibula volgens het geplande orthognatische chirurgische ontwerp.
    OPMERKING: Hoewel dit protocol zich richt op de maxillaire osteotomiegids, is een virtuele mandibulaire osteotomie nodig wanneer een bimaxillaire operatie is gepland. Hierdoor kan het distale mandibulaire segment worden verplaatst volgens de definitieve occlusie.
  4. Maak na de virtuele Le Fort I osteotomie tijdelijke scheidingslijnen op de maxilla om deze in drie segmenten te verdelen.
    OPMERKING: In dit protocol zijn de bilaterale regio's van de eerste premolaren opgenomen in de geplande segmentatie- en botverwijderingsgebieden. De eerste premolaren en het omliggende alveolaire bot worden virtueel samen met de maxillaire segmenten gescheiden, in plaats van te worden verwijderd als een onafhankelijke tandextractiestap.
  5. Stel de tijdelijke scheidingslijnen in op een breedte van ongeveer 0,01 mm.
    OPMERKING: Deze tijdelijke lijnen worden alleen gebruikt om de virtuele maxilla in drie segmenten te verdelen. Ze vertegenwoordigen niet de definitieve osteotomiebreedte of de uiteindelijke hoeveelheid botverwijdering.
  6. Scan het driedelige maxillaire gebitsmodel, het mandibulaire gebitsmodel en de occlusale registratie verkregen uit de modeloperatie.
    OPMERKING: Deze gescande gegevens vertegenwoordigen de stabiele postoperatieve occlusie die door de modeloperatie is bepaald. Gebruik deze als referentie voor de virtuele occlusale registratie.
  7. Importeer de gescande gegevens van de modeloperatie in de software voor virtuele chirurgische planning.
  8. Registreer het virtueel gesegmenteerde maxillaire model en het virtueel osteotomiseerde mandibulaire model met de gescande occlusie van de modeloperatie via occlusieregistratie.
    OPMERKING: Deze stap brengt de definitieve occlusie van de modeloperatie over naar het virtuele chirurgische plan. Na registratie bepalen de tandposities de definitieve positie van de drie maxillaire segmenten en het distale mandibulaire segment.
  9. Verwijder het overlappende bot tussen de gerepositioneerde maxillaire segmenten. Houd de passende maxillaire segmenten aan als de geplande postoperatieve positie en grootte van de drie maxillaire botsegmenten.
    OPMERKING: Het overlappende gebied geeft het bot aan dat verwijderd moet worden om de segmentassemblage volgens het virtuele chirurgische plan mogelijk te maken. Controleer dit gebied in relatie tot de aangrenzende tandwortels, de neusbodem en het palatine bot. Het geplande osteotomie- en botverwijderingsgebied moet zo worden ontworpen dat letsel aan aangrenzende tandwortels wordt vermeden en moet zorgvuldig worden gecontroleerd in relatie tot belangrijke anatomische structuren, waaronder de neusbodem, de piriforme opening, de infraorbitale regio en het palatine bot.
  10. Verplaats de drie maxillaire segmenten terug naar hun oorspronkelijke positie na de virtuele Le Fort I osteotomie. Gebruik de ruimte tussen de segmenten als het geplande botverwijderingsgebied en voer een Booleaanse aftrekking uit om de STL-gegevens voor het osteotomie- en botverwijderingsgebied te verkrijgen (Figuur 1).
    OPMERKING: Dit STL-bestand moet worden gebruikt als basis voor het ontwerpen van de osteotomiegleuven en het magnetische verbindingsgebied van het gildesysteem. Tijdens het daaropvolgende ontwerp van de gids moeten de gidsbasis en de osteotomiegleuven beperkt blijven tot het noodzakelijke blootgestelde botgebied en mogen ze niet onnodig worden uitgebreid richting de tandwortels, de neusbodem, de infraorbitale regio of het palatine zachte weefsel.

3. Ontwerp van het magnetisch verbonden osteotomie-geleidingssysteem

OPMERKING: De ontwerpworkflow van het eerste gidscomponent wordt getoond in Figuur 2.

  1. Exporteer de vereiste modellen uit de software voor virtuele chirurgische planning, inclusief het schedel- en maxilla-model met de geregistreerde bovenkaasdentitie, de maxilla na de virtuele Le Fort I-osteotomie, de Le Fort I-osteotomielijn en het geplande gebied voor maxillaire botverwijdering.
    ​OPMERKING: Exporteer alle modellen in hetzelfde coördinatensysteem. Verplaats, roteer of herlijn de modellen na export niet, omdat dit de nauwkeurigheid van het ontwerp van de gids kan beïnvloeden.
  2. Importeer alle geëxporteerde modellen in 3D-ontwerpsoftware, zoals 3-matic Research 13.0.
  3. Snijd het schedel- en maxilla-model met de geregistreerde bovenkaakgebitten bij, en behoud alleen de infraorbitale en maxillaire regio's die nodig zijn voor het ontwerp van de gids (Figuur 2A).
    OPMERKING: Het bijsnijden van het model kan de rekenlast van de software verminderen. Behoud voldoende oppervlak van het maxillaire bot voor de plaatsing van de gids, maar verwijder overbodige schedelstructuren.
  4. Pas de Omwikkelen functie van het bijgesneden maxillaire model (Figuur 2B).
    OPMERKING: Wrapping creëert een kleine speling tussen de gids en het botoppervlak. Deze speling helpt de gids om tijdens de operatie soepeler te passen. In de representatieve casus werd de door wrapping gecreëerde speling onder 1 mm gehouden. De speling moet worden aangepast op basis van de passing van de gids, de printnauwkeurigheid en de klinische vereisten.
  5. Gebruik de Markeer functie om het basisoppervlak van het eerste geleidecomponent te selecteren (Figuur 2B).
    OPMERKING: Selecteer een gebied dat iets groter is dan de verwachte uiteindelijke rand van de mal en betrek stabiele botgebieden die kunnen helpen bij de fixatie van de mal. De concave vorm rond de piriformisopening en andere onregelmatige botoppervlakken kunnen de stabiliteit van de botgesteunde mal verbeteren. Een groter geselecteerd gebied maakt bovendien het later bijsnijden van de rand van de mal mogelijk.
  6. Omhul het geselecteerde gebied om het initiële geleidingsoppervlak te genereren (Figuur 2C).
    OPMERKING: Dit omhulde oppervlak zal in de volgende stap worden gebruikt om ondersnijdingen te verwijderen.
  7. Verwijder ondersnijdingen overeenkomstig de geplande inbrengrichting van de gids (Figuur 2D).
  8. Keer het oppervlak zonder ondersnijding om en maak dit dikker om de massieve basis van het eerste geleidecomponent te vormen.
  9. Trim de rand van het eerste geleidingscomponent (Figuur 2E).
  10. Gebruik het geplande gebied voor de maxillarye botverwijdering om de bilaterale verbindingsgebieden van het eerste geleidecomponent te trimmen (Figuur 3).
    OPMERKING: De breedte van elk verbindingsgebied moet overeenkomen met de geplande breedte van de botverwijdering in het corresponderende gebied van de eerste premolaar. Versmal dit gebied niet enkel om de grootte van de gids te verminderen. Breid het niet overmatig uit, omdat dit onnodige reflectie van het zachte weefsel kan vereisen.
  11. Importeer het getrimde eerste gidscomponent in de software voor virtuele chirurgische planning.
  12. Pas het bereik en de breedte van de Le Fort I-osteotomielijn aan volgens het ontwerp van de gids, maak de osteotomiesleuf voor de Le Fort I-osteotomie en voeg fixatiegaten toe aan het eerste gidscomponent voor intraoperatieve fixatie met titaniumschroeven (Figuur 2F).
    OPMERKING: De osteotomiespleet moet breed genoeg zijn om het zaagblad toe te laten, maar niet zo breed dat het geleidende effect verloren gaat. In dit protocol is de breedte van de spleet 1 mm. De fixatiegaten moeten in stabiele botgebieden worden geplaatst en mogen de osteotomiespleet, tandwortels of geplande fixatieplaten niet raken.
  13. Gebruik de maxilla na de virtuele Le Fort I-osteotomie als referentiemodel voor het ontwerpen van het tweede geleidecomponent.
  14. Genereer de basis van het tweede geleidecomponent met dezelfde methode als hierboven beschreven, inclusief bijsnijden, omhullen, markeren, het verwijderen van de ondersnijding, inverteren en verdikken (Figuur 4A–E).
  15. Trim de rand van het tweede geleidingscomponent volgens de geplande palatinale osteotomie en het gebied voor botverwijdering.
    OPMERKING: De breedte van het tweede gidscomponent moet overeenkomen met het geplande gebied voor botverwijdering. Deze breedte wordt bepaald door het virtuele chirurgische plan en mag niet worden gewijzigd zonder het plan opnieuw te controleren.
  16. Markeer het mediale verbindingsgebied van het eerste geleidecomponent. Genereer een oppervlak vanuit het gemarkeerde gebied, kopieer dit naar een nieuw onderdeel en verdik dit gekopieerde oppervlak om het verbindingsalbum van het tweede geleidecomponent te vormen (Figuur 4F en Figuur 5).
    OPMERKING: Het verbindingsstuk van het tweede geleidingscomponent moet overeenkomen met het verbindingsgebied van het eerste geleidingscomponent. Beide gebieden moeten overeenstemmen met de geplande breedte van de botverwijdering in de gebieden van de bilaterale eerste premolaren.
  17. Voeg de getrimde tweede geleidebasis samen met de verbindende vaste stof om de uiteindelijke tweede geleidecomponent te vormen.

4. Ontwerp van de neodymiummagneetverbinding

  1. Identificeer de overeenkomstige aansluitoppervlakken op de eerste en tweede geleidecomponenten.
  2. Ontwerp twee magneetgleuven op elke geleidecomponent op basis van de afmetingen van de neodymiummagneten.
    OPMERKING: In dit protocol is elke gleuf ontworpen voor een neodymiummagneet met een diameter van 3 mm en een dikte van 1.5 mm. De afmeting van de gleuf moet overeenkomen met de werkelijke grootte van de magneet. De gepaarde gleuven op de twee geleidecomponenten moeten nauwkeurig op elkaar zijn uitgelijnd. Als de gleuven te ondiep zijn, kunnen de magneten uitsteken en de verbinding van de geleiden hinderen. Als de gleuven te diep zijn of niet correct zijn uitgelijnd, kan de magnetische aantrekkingskracht of de passing van de geleiden worden beïnvloed.
  3. Gebruik Booleaanse aftrekking of een vergelijkbare snijfunctie om de definitieve magneetgleuven in beide geleidecomponenten te maken (Figuur 6).

5. 3D-printen en montage van de magneet

  1. Exporteer het uiteindelijke ontwerp van de gids in STL-formaat.
  2. Print de eerste en tweede gidscomponenten in 3D met behulp van biocompatibele hars voor chirurgische gidsen.
    OPMERKING: In dit protocol werden de gidscomponenten geprint met een biocompatibele hars voor chirurgische gidsen bij een resolutie van 5760 × 3600 pixels. Het printmateriaal en de parameters moeten worden gekozen volgens de instructies van de printerfabrikant en de institutionele vereisten voor de vervaardiging van intraoperatieve chirurgische gidsen.
  3. Verwijder de ondersteuningsstructuren en voltooi de nabewerking volgens de instructies van de fabrikant. Reinig de gidscomponenten met het door de fabrikant aanbevolen reinigingsmiddel, droog ze en cureer elk oppervlak na in een uithardingsunit. Polijst na het nacureren de resterende sporen van de ondersteuning op het gidoppervlak.
    OPMERKING: In de representatieve casus werd het nacureren gedurende 2 min op elk oppervlak uitgevoerd. De nacureertijd kan variëren afhankelijk van het gebruikte harsmateriaal, de printer en de uithardingsunit. Inspecteer de osteotomiegleuven, de gidsbasis en de magneethouders zorgvuldig na de nabewerking. Resterende hars of ondersteuningsmateriaal in deze gebieden kan de passing van de gids of de magnetische verbinding beïnvloeden. Het polijsten moet beperkt blijven tot de resterende ondersteuningssporen en niet-functionele oppervlakken; de osteotomiegleuven, gidsbasis en magneethouders mogen niet worden gewijzigd.
  4. Plaats vier neodymiummagneten met een diameter van 3 mm en een dikte van 1,5 mm in de gereserveerde groeven.
  5. Bond de magneten stevig in de groeven.
    OPMERKING: Bevestig de polariteit van alle magneten opnieuw vóór het bonden. In dit protocol werden de magneten in de gidsgroeven gebonden met behulp van tandheelkundig harscement. Het harscement moet worden aangebracht en gepolymeriseerd volgens de instructies van de fabrikant. Test na het bonden of de twee gidscomponenten soepel verbinden en stabiel blijven. De gebonden magneten moeten na sterilisatie ook worden geïnspecteerd om de retentie van de magneet en de stabiliteit van de binding te bevestigen vóór intraoperatief gebruik.
  6. Test het voltooide gids-systeem op het in 3D geprinte maxillaire model (Figuur 7).
  7. Bevestig dat de eerste gidscomponent op het oppervlak van het maxillaire bot past zonder duidelijke wiebeling of interferentie.
  8. Verbind de tweede gidscomponent met de eerste gidscomponent en bevestig dat de magnetische verbinding stabiel is.
    OPMERKING: Als de gids niet soepel past, controleer dan de gidsbasis, de ruimte bij het zachte weefsel, de magneetdiepte en het contactoppervlak. Kleine niet-functionele randen kunnen vóór sterilisatie worden bijgesneden, maar de osteotomiegleuven en het verbindingsgebied met betrekking tot botverwijdering mogen niet worden gewijzigd zonder het virtuele chirurgische plan opnieuw te controleren.
  9. Steriliseer het gids-systeem volgens het goedgekeurde klinische sterilisatieprotocol vóór de operatie.
    OPMERKING: In dit protocol werd het geassembleerde gids-systeem vóór intraoperatief gebruik gesteriliseerd met behulp van laagtemperatuur waterstofperoxide-plasmasterilisatie. De sterilisatiemethode moet worden gekozen op basis van het harsmateriaal, de magneeteigenschappen, de compatibiliteit van de kleefstof en de institutionele vereisten voor intraoperatief gebruik. Inspecteer na sterilisatie de complete gids-magneetassemblage om de integriteit van de gids, de retentie van de magneet en de stabiliteit van de magnetische verbinding te bevestigen. Indien magneten opnieuw worden gebruikt bij laboratoriumtesten of klinische voorbereiding, moet hergebruik geschieden volgens de institutionele regels voor sterilisatie en infectiebeheersing. Magneten met beschadiging van de coating, corrosie of verminderde retentie mogen niet opnieuw worden gebruikt.

6. Intraoperatieve toepassing van het geleidingssysteem

  1. Voer de orthognatische chirurgie uit onder algehele anesthesie volgens de geplande chirurgische procedure.
    OPMERKING: In de representatieve casus omvatte de chirurgische procedure een drie-segment Le Fort I-osteotomie, een bilaterale sagittale split ramus-osteotomie en een dubbelstaps genioplastiek.
  2. Trek de bilaterale eerste premolaren van de maxilla volgens het chirurgische plan.
  3. Exposeer het osteotomiegebied van de maxilla.
  4. Plaats het eerste geleidecomponent op het geëxposeerde botoppervlak van de maxilla (Figuur 8A).
  5. Fixeer het eerste geleidecomponent met titaniumschroeven via de vooraf ontworpen fixatiegaten.
  6. Voer de Le Fort I-osteotomie uit langs de osteotomiesleuf van het eerste geleidecomponent (Figuur 8B).
  7. Fractureer de maxilla naar beneden na voltooiing van de Le Fort I-osteotomie.
  8. Plaats na de neerwaartse fractuur van de maxilla het tweede geleidecomponent en verbind dit magnetisch met het eerste geleidecomponent (Figuur 8C).
    1. Bevestig dat het tweede geleidecomponent volledig is aangesloten en dat de magnetische verbinding stabiel is voordat de segmentale osteotomie wordt uitgevoerd.
    2. Omdat het eerste geleidecomponent met titaniumschroeven aan de maxilla gefixeerd blijft, wordt het tweede component gestabiliseerd door de vooraf gedefinieerde magnetische interface en het contact met het geëxposeerde palatinale botoppervlak.
    3. Controleer vóór de osteotomie of er geen weke delen, bloedstolsels of botresten tussen de geleider en het botoppervlak zitten. Forceer het tweede component niet in positie als een stabiele passing niet kan worden bereikt.
  9. Voer de interdentale en palatinale osteotomieën uit onder begeleiding van het tweede geleidecomponent (Figuur 8D).
  10. Verwijder het geleidesysteem na voltooiing van de begeleide osteotomieën en ga verder met de overige orthognatische procedures volgens het chirurgische plan.

7. Postoperatieve nauwkeurigheidsbeoordeling

  1. Reconstrueer het postoperatieve maxillofaciale model op basis van postoperatieve CT-gegevens met dezelfde 3D-reconstructiesoftware als gebruikt voor de preoperatieve reconstructie, en exporteer het gereconstrueerde model in STL-formaat. Gebruik dezelfde segmentatiedrempel als bij de reconstructie van het preoperatieve model.
    OPMERKING: In de representatieve casus werd het postoperatieve CT-model gereconstrueerd met hetzelfde drempelbereik als het preoperatieve model, 226–31743 HU, om de consistentie tussen de preoperatieve planning en de postoperatieve nauwkeurigheidsbeoordeling te waarborgen.
  2. Importeer het postoperatieve model en het preoperatieve virtuele chirurgische ontwerp in 3D-data-analyse-software, zoals Geomagic Wrap 2021.
  3. Registreer het postoperatieve model op het preoperatieve virtuele chirurgische ontwerp door stabiele, niet-geopereerde craniofaciale regio's als referentiegebied te gebruiken.
    OPMERKING: De geopereerde maxillaire segmenten mogen niet als registratiereferentie worden gebruikt. Het referentiegebied moet worden geselecteerd uit stabiele regio's die niet door de chirurgie zijn beïnvloed, zoals de gebieden rond het nasion (N), de infraorbitale rand/orbitale (Or) en de superieure rand van de externe gehoorgang/porion (Po).
  4. Selecteer na registratie het gebied van interesse (ROI) en voer een oppervlakte-afwijkingsanalyse uit tussen het postoperatieve model en het preoperatieve virtuele chirurgische ontwerp.
  5. Genereer een kleurkaart om de afwijking tussen de geplande en de postoperatieve oppervlakken te visualiseren. Noteer de maximale afstand, de gemiddelde afstand, de standaarddeviatie en de RMS-schatting zoals verstrekt door de software.
    OPMERKING: De gemiddelde afstand en de RMS-schatting moeten afzonderlijk worden gerapporteerd, omdat de gemiddelde afstand beïnvloed kan worden door positieve en negatieve afwijkingen. Noteer, indien beschikbaar, de maximale positieve en negatieve afwijkingen afzonderlijk. In dit protocol richt het gebied van interesse zich op de osteotomieregio en de zichtbare osteotomieranden, in plaats van op de uiteindelijke positie van de volledige maxillaire segmenten.
  6. Om de intra-waarnemer-reproduceerbaarheid te beoordelen, heeft dezelfde getrainde waarnemer de registratie, ROI-selectie en afwijkingsanalyse na een bepaald tijdsinterval herhaald. Intraclass-correlatiecoëfficiënten werden berekend met behulp van een two-way mixed-effects model voor absolute overeenkomst.

Resultaten

Met deze workflow werden een patiëntspecifiek virtueel chirurgisch plan en een magnetisch verbonden osteotomie-geleidingssysteem voltooid voor een driesegment Le Fort I-osteotomie. Preoperatieve CT-gegevens en scans van het tandmodel werden geïntegreerd om een samengesteld skelet-tandmodel te creëren. In de representatieve casus werd virtuele planning uitgevoerd voor het verminderen van de boogbreedte bij een patiënt met een overmatige breedte van de maxillaire boog. De extractieplaatsen van de bilaterale eerste premolaren werden gebruikt als interdentale osteotomiegebieden, en de palatinale osteotomielijn en het wigvormige botverwijderingsgebied werden ontworpen op basis van de uiteindelijke occlusie en de geplande segmentposities. Nadat de osteotomielijnen waren vastgesteld, werd het geleidingssysteem ontworpen in 3-matic Research 13.0. Het eerste geleidingscomponent werd ontworpen om de Le Fort I-osteotomie en de interdentale osteotomieën te leiden, en het tweede geleidingscomponent werd ontworpen om de palatinale osteotomie te leiden na de maxillaire downfracture. Er werden groeven met een diameter van ongeveer 3 mm en een diepte van 1,5 mm gereserveerd voor neodymiummagneten. Na het driedimensionaal printen werden vier neodymiummagneten in de geleidingscomponenten ingebed en vastgelijmd. De voltooide gids vertoonde een stabiele magnetische verbinding en kon op het geprinte maxillaire model worden geplaatst zonder duidelijke kanteling of interferentie.

De beoordeling van de postoperatieve nauwkeurigheid werd uitgevoerd door het postoperatieve maxillofaciale model te reconstrueren op basis van CT-gegevens en dit te superponeren op het preoperatieve virtuele chirurgische ontwerp met behulp van Driedimensionale data-analysesoftware, zoals Geomagic Wrap 2021. Bij vijf patiënten die volgens dit protocol werden behandeld, werd kleurenerkenning-analyse gebruikt om de lokale oppervlakteafwijking rond het osteotomiegebied en de zichtbare osteotomieranden te evalueren. In de representatieve casus waren de regio's grenzend aan de zichtbare osteotomieranden op de kleurenkaart hoofdzakelijk groen tot cyaan, wat overeenkomt met lokale oppervlakteafwijkingen van ongeveer 0,5–0,9 mm (Figuur 9). De primaire ROI-gebaseerde oppervlakteafwijkingsanalyse leverde een gemiddelde getekende afwijking op van 0,379 mm, gemiddelde positieve en negatieve afwijkingen van respectievelijk 1,133 mm en -0,865 mm, een standaarddeviatie van 1,321 mm, een root mean square (RMS) afwijking van 1,374 mm, en maximale positieve en negatieve afwijkingen van respectievelijk 3,560 mm en -3,560 mm. Deze kwantitatieve parameters kunnen aanzienlijk worden beïnvloed door de postoperatieve positionering van het segment en mogen niet worden geïnterpreteerd als directe metingen van de nauwkeurigheid van de overdracht van de osteotomielijn. Vergelijkbare afwijkingspatronen in het osteotomiegebied werden waargenomen bij de andere vier patiënten, waarbij de lokale afwijkingen rond de osteotomieranden een vergelijkbaar benaderd bereik vertoonden. Herhaalde region of interest (ROI)-gebaseerde afwijkingsanalyses toonden een uitstekende intra-observator reproduceerbaarheid, met ICC-waarden > 0,90. Bij alle vijf de patiënten die met dit protocol werden behandeld, waren de postoperatieve occlusie en het gelaatsprofiel verbeterd, verliep de plaatsing van de gids soepel en waren er geen intraoperatieve aanpassingen aan de gids of gidsgerelateerde fouten nodig. Tijdens de follow-up werden geen gidsgerelateerde complicaties, letsel aan de tandwortels, infecties, wonddehiscentie of recidieven waargenomen.

figure-results-1
Figuur 1: Virtuele chirurgische planning voor een driedelige Le Fort I-osteotomie. (A) Palatinaal aanzicht van het virtuele maxillaire model gebruikt voor de planning van de driedelige Le Fort I-osteotomie. Het groene gebied geeft de geplande osteotomie en de regio voor botverwijdering aan. (B) Lateraal aanzicht van de geplande osteotomie en de regio voor botverwijdering. De maxillaire botsegmenten zijn transparant weergegeven om de tandwortels te visualiseren, wat de relatie tussen de aangrenzende wortels en de geplande osteotomieregio laat zien. (C) Geïsoleerd aanzicht van de regio voor botverwijdering. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-2
Figuur 2: Ontwerpworkflow van het eerste gidscomponent. (A) Het schedel- en maxillair model met het geregistreerde bovengebit werd bijgesneden om alleen de infraorbitale en maxillaire regio's te behouden die nodig zijn voor het ontwerp van de gids. (B) Het bijgesneden maxillaire model werd omhuld, en het basisgebied van het eerste gidscomponent werd geselecteerd met de Mark-functie. (C) De geselecteerde regio werd omhuld om het initiële gidoppervlak te genereren. (D) Undercuts werden verwijderd op basis van de geplande invoerrichting van de gids. (E) Het undercut-vrije oppervlak werd omgekeerd, verdikt en getrimd om de solide basis van het eerste gidscomponent te vormen. (F) De Le Fort I osteotomiegleuf en fixatiegaten werden toegevoegd aan het eerste gidscomponent voor intraoperatieve osteotomiebegeleiding en fixatie met titaniumschroeven. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-3
Figuur 3: Ontwerp van de verbindingsregio's van het eerste geleidecomponent. (A,B) De bilaterale verbindingsregio's werden getrimd volgens de geplande regio voor de maxillaire botverwijdering. De breedte van elke verbindingsregio kwam overeen met de geplande osteotomie en botverwijderingsbreedte in de overeenkomstige regio van de eerste premolaar. (C) Frontaal aanzicht van het eerste geleidecomponent waarop de osteotomiesleuf, de fixatiegaten voor de titaniumschroeven en de geplande botverwijderingsregio te zien zijn. Het groene gebied geeft de geplande botverwijderingsregio aan, de rode "W" geeft de geplande breedte daarvan aan, de oranje stippellijn geeft de osteotomielijn aan en de blauwe pijlen geven de fixatiegaten voor de titaniumschroeven aan. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-4
Figuur 4: Ontwerpworkflow van het tweede geleidecomponent. (A–E) De basis van het tweede geleidecomponent werd gegenereerd met dezelfde workflow als het eerste geleidecomponent, inclusief bijsnijden, omhullen, markeren, verwijderen van ondersnijdingen, inverteren en verdikken. De rand van het tweede geleidecomponent werd vervolgens getrimd volgens de geplande palatinale osteotomie en het gebied van botverwijdering. (F) Het mediale verbindingsgebied van het eerste geleidecomponent werd gemarkeerd en gebruikt om het verbindingslichaam van het tweede geleidecomponent te genereren. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-5
Figuur 5: Ontwerp van het verbindingsgebied van het tweede geleidingscomponent. (A,B) Het mediale verbindingsgebied van het eerste geleidingscomponent werd gemarkeerd en het gemarkeerde oppervlak werd naar een nieuw onderdeel gekopieerd. Dit gekopieerde oppervlak werd vervolgens verdikt om het verbindingsblok van het tweede geleidingscomponent te vormen. Het verbindingsblok werd zo ontworpen dat het overeenkwam met het contactoppervlak en de geplande botverwijderingsbreedte van het eerste geleidingscomponent. (C) Bovenaanzicht van het tweede geleidingscomponent waarop de geplande palatinale osteotomie en het botverwijderingsgebied te zien zijn. Het groene gebied geeft het geplande botverwijderingsgebied aan en de oranje stippellijn geeft de palatinale osteotomielijn aan. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-6
Figuur 6: Ontwerp van de magneetsleuven van de twee geleidingscomponenten. Magneetsleuven werden gecreëerd in de overeenkomstige verbindingsgebieden van de eerste en tweede geleidingscomponenten met behulp van Booleaanse subtractie. De figuur toont de mediale zijden van de voltooide geleidingscomponenten. Eén zijde is gevuld met gele modellen om de plaatsing van de neodymiummagneten te simuleren, terwijl de andere zijde de gereserveerde magneetsleuven direct toont. De blauwe pijlen geven de gereserveerde magneetsleuven aan. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-7
Figuur 7: Vergelijking tussen het geprinte geleidesysteem en het definitieve digitale ontwerp. (A–D) De bovenste rij toont de driedimensionaal geprinte geleidecomponenten na assemblage met neodymiummagneten en het voltooide geleidesysteem geplaatst op het geprinte model van de maxilla. (E–H) De onderste rij toont het overeenkomstige definitieve digitale ontwerp van de geleidecomponenten en hun verbinding op het virtuele model van de maxilla. Het voltooide geprinte geleidesysteem was consistent met het digitale ontwerp en kon vóór de operatie op het model van de maxilla worden geplaatst. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-8
Figuur 8: Sequentieel intraoperatief gebruik van de eerste en tweede geleidingscomponenten. (A) Na de incisie en het opklappen van de mucoperiostale flap werd de eerste geleidingscomponent geplaatst op het blootgestelde botoppervlak van de maxilla en vastgezet met titaniumschroeven via de fixatiegaatjes voorafgaand aan de Le Fort I-osteotomie. De gele pijl geeft de eerste geleidingscomponent aan en de blauwe pijl geeft een titanium fixatieschroef aan. (B) Voltooide Le Fort I-osteotomiellijn na geleiding door de eerste geleidingscomponent. (C) Plaatsing van de tweede geleidingscomponent na de neerwaartse fractuur van de maxilla en magnetische verbinding met de eerste geleidingscomponent. De gele pijl geeft de tweede geleidingscomponent aan en de blauwe pijl geeft de magnetische interface aan die de neodymiummagneten bevat. (D) De voltooide interdentale osteotomiellijnen en de palatinale osteotomiellijn worden getoond na sequentieel gebruik van de twee geleidingscomponenten. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

figure-results-9
Figuur 9: Superimpositie en kleurkaartanalyse van de geplande en postoperatieve modellen. Het postoperatieve CT-gebaseerde craniomaxillofaciale model werd geregistreerd aan het preoperatieve virtuele chirurgische ontwerp, waarbij stabiele, niet-geopereerde craniofaciale regio's als referentiegebied dienden. De stabiele referentiegebieden waren hoofdzakelijk groen, terwijl de gerepositioneerde maxillairsegmenten en fixatiegebieden grotere afwijkingen vertoonden. De Le Fort I- en segmentale osteotomiegebieden waren overwegend groen tot blauw, wat overeenkomt met een geschatte lokale oppervlakteafwijking van ongeveer 0,5–0,9 mm op basis van visuele vergelijking met de kleurenschaal. Deze waarde is een benaderde schatting op basis van de kleurkaart en geen direct berekende gemiddelde afwijking; deze kan beïnvloed zijn door de postoperatieve positionering van de segmenten. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.

Discussie

Een driesegment Le Fort I-osteotomie is complexer dan een eendelige Le Fort I-osteotomie. Bij deze procedure wordt de maxilla niet alleen gemobiliseerd, maar ook verdeeld in afzonderlijke botsegmenten. Na de segmentatie moet elk maxillair segment worden gerepositioneerd om een stabiele postoperatieve occlusie en de geplande transversale correctie te bereiken7,8. De nauwkeurigheid van deze procedure hangt daarom af van twee hoofdstappen: een nauwkeurige preoperatieve planning van de uiteindelijke segmentposities en een nauwkeurige intraoperatieve overdracht van de geplande osteotomielijnen en botverwijderingsgebieden4,9. Het magnetisch verbonden geleidesysteem dat in dit protocol wordt beschreven, is ontworpen om deze twee stappen te ondersteunen door virtuele chirurgische planning te koppelen aan sequentiële intraoperatieve toepassing van geleiders. De eerste kritische stap is het opstellen van het virtuele chirurgische plan op basis van een stabiele postoperatieve occlusie. In dit protocol worden modelchirurgie en het monteren van het gebitsmodel gebruikt om directe visuele en handmatige bevestiging te geven van de postoperatieve occlusie na een driesegment Le Fort I-osteotomie10. Zodra de occlusie is bevestigd, kan de uiteindelijke positie van elk segment in de software worden bepaald. De hoeveelheid alveolaire en palatine botverwijdering moet vervolgens worden gepland op basis van de uiteindelijke segmentposities, in plaats van enkel op basis van visuele schatting. Voor het ontwerp van de geleider moeten de osteotomielijnen worden gecontroleerd in relatie tot de aangrenzende tandwortels, de neusbodem en het palatine bot. Deze stap is bedoeld om het risico op letsel aan omliggende structuren te verminderen en om een gecontroleerde overdracht van het geplande botverwijderingsgebied naar het operatieveld te vergemakkelijken. Als de osteotomielijn te dicht bij een tandwortel ligt of als de geplande palatine botverwijdering onvoldoende is voor de reductie van de boogbreedte, moet het virtuele plan worden aangepast voordat de geleider wordt geprint. De tweede kritische stap is de stabiele passing van de botgesteunde geleider. In tegenstelling tot tandgesteunde geleiders kunnen botgesteunde geleiders minder anatomische ondersnijdingen hebben voor retentie. Daarom moet de basis van de geleider, indien mogelijk, worden uitgebreid naar stabiele en onregelmatige botgebieden. In de maxilla kunnen de concaviteit rond de piriforme opening en andere onregelmatige botoppervlakken helpen de positionering van de geleider te verbeteren11. Een geleiderbasis die slechts op een vlak botoppervlak is geplaatst, kan het risico op wiebelen of verschuiving tijdens de osteotomie vergroten. Daarom moeten de stabiliteit van de geleider en de stapsgewijze assemblage van de componenten voor de osteotomie worden bevestigd, terwijl gedetailleerde probleemoplossing voor het wiebelen van de geleider, de magnetische verbinding en de passing van de componenten afzonderlijk wordt behandeld. Naast deze plannings- en intraoperatieve overdrachtsstappen biedt de postoperatieve beoordeling een belangrijke basis voor de evaluatie of het protocol succesvol is geïmplementeerd. Een verdere kritische stap in deze beoordeling is de interpretatie van de postoperatieve nauwkeurigheid volgens het doel van het geleidesysteem. Omdat deze geleider is ontworpen om de geplande osteotomielijnen en botverwijderingsgebieden over te dragen, moet de overdracht van het osteotomiegebied worden onderscheiden van de algehele repositionering van het maxillaire segment, die beïnvloed kan worden door segmentpassing, fixatie, postoperatieve platen en modelreconstructie. Hoewel kwantitatieve ROI-gebaseerde oppervlakte-afwijkingsparameters voor de volledigheid zijn gerapporteerd, kunnen deze waarden ook de effecten van de postoperatieve segmentpositionering weerspiegelen en mogen ze daarom niet worden geïnterpreteerd als directe metingen van de nauwkeurigheid van de overdracht van de osteotomielijn. Bijgevolg moeten de bevindingen van de kleurkaart in dit protocol worden beschouwd als een voorlopige beoordeling van de lokale oppervlaktecorrespondentie tussen de geplande en postoperatieve osteotomiegebieden, in plaats van als direct bewijs van de algehele nauwkeurigheid van de positionering van het maxillaire segment.

Vóór intraoperatief gebruik van het magnetische geleidingssysteem moeten verschillende veiligheidscontroles, aanpassingen en stappen voor probleemoplossing worden overwogen. De magnetische verbinding wordt gebruikt om de gefaseerde toepassing van het geleidingssysteem te vereenvoudigen. Kleine neodymiummagneten kunnen voldoende aantrekkingskracht bieden in een beperkte ruimte en zijn gebruikt in medische en tandheelkundige toepassingen12,13,14. In dit protocol zijn de magneten ingebed in de geleidingscomponenten en worden ze niet gebruikt als geïmplanteerde actieve apparaten. Desondanks moet de magnetische veiligheid nog steeds worden overwogen. Omdat orthognatische chirurgie gewoonlijk bij jonge volwassenen wordt uitgevoerd, zijn pacemakers, implanteerbare cardioverter-defibrillatoren en andere magneetgevoelige geïmplanteerde apparaten ongebruikelijk in deze patiëntenpopulatie15,16. Toch moeten patiënten vóór de operatie nog steeds worden gescreend. Als dergelijke apparaten aanwezig zijn, moet het gebruik van magnetische componenten worden besproken met de anesthesioloog, cardioloog en het chirurgische team17,18. Bij patiënten met magneetgevoelige geïmplanteerde apparaten moet een niet-magnetisch geleidingsontwerp of een alternatieve geleidingsmethode worden overwogen, tenzij het gebruik van magnetische componenten is goedgekeurd door het relevante specialistische team. Eerdere studies hebben gesuggereerd dat sterilisatie de retentiekracht van neodymiummagneten niet merkbaar vermindert19. Toch moet de volledige assemblage van geleider en magneet na sterilisatie en vóór intraoperatief gebruik worden geïnspecteerd. Hoewel de magneten zijn ingebed in de geleidingscomponenten en slechts gedurende een korte periode in het open chirurgische veld worden gebruikt, moet het corrosierisico nog steeds worden overwogen, omdat neodymium-ijzer-boor (NdFeB) magneten kunnen corroderen als hun beschermende coating beschadigd is20. Aantal, positie, polariteit, oriëntatie en retentie van de magneten moeten worden bevestigd tijdens preoperatieve testen op het driedimensionaal geprinte model. Elke geleidingscomponent met een onjuiste magneetpolariteit, loszittende magneten, verbindingsfalen, beschadiging van de coating, corrosie, wiebelen of onstabiele passing mag niet worden gebruikt en moet vóór de operatie opnieuw worden gemaakt. Hoewel de patiëntspecifieke geleider voor eenmalig gebruik is, moet hergebruik van magneten, indien toegestaan, voldoen aan de institutionele regels voor herverwerking en infectiebeheersing; magneten met beschadigde coating, corrosie of verminderde retentie moeten worden weggegooid. In dit geleidingssysteem komt de breedte van het magnetische verbindingsgebied overeen met de geplande breedte van de botverwijdering bij de segmentale osteotomie. Zodra de osteotomiebreedte is bepaald door de postoperatieve occlusie en de uiteindelijke segmentposities, mag deze breedte niet worden gewijzigd enkel om het volume van de geleider te verminderen. Daarom zijn de grootte en het aantal neodymiummagneten beperkt door de beschikbare verbindingsruimte, de dikte van de geleider en de mate van blootstelling van het weke weefsel. Als de magnetische verbinding onstabiel is tijdens preoperatieve testen, moeten eerst het contactoppervlak, de magneetoriëntatie, de magneetdiepte en de passing van de geleider worden gecontroleerd. Het simpelweg vergroten van de magneetomvang of het aantal magneten kan de geleider volumineuzer maken en een bredere reflectie van het weke weefsel vereisen. Als de geleider moeilijk in te brengen of te verwijderen is, kunnen de buitencontour en niet-functionele randen worden bijgesneden, maar de osteotomiesleuven en het verbindingsgebied gerelateerd aan de botverwijdering mogen niet worden gewijzigd zonder het virtuele chirurgische plan opnieuw te controleren. Als de geleider intraoperatief wiebelt of als de tweede component na de maxillaire downfracture niet goed past, mag de geleider niet geforceerd in positie worden gebracht. Interpositie van wek weefsel, onvolledige botexpositie, bloedstolsels, botdebris, stabiliteit van de eerste component en magneetoriëntatie moeten worden gecontroleerd voordat de geleider opnieuw wordt geplaatst. Als een stabiele passing niet kan worden bereikt, moet de geleider worden verlaten en moet een alternatieve geleidingsmethode worden gebruikt. Als de palatinale osteotomialijn onduidelijk is, moeten de expositie, irrigatie, hemostase en retractie van het weke weefsel worden verbeterd voordat men verdergaat. Als een magneet loslaat of als de harsgeleider fractureert tijdens de osteotomie, moet de geleider onmiddellijk worden verwijderd en moeten alle magneten of geleiderfragmenten worden teruggevonden en geteld vóór sluiting van de wond. Indien mogelijk moet een gesteriliseerde reservekopie van de patiëntspecifieke geleider worden voorbereid; anders moet de osteotomie worden voltooid met behulp van het preoperatieve plan, anatomische landmarks of een andere beschikbare geleidingsmethode. Als de palatinale osteotomie moeilijk uit te voeren is met een conventionele boor of zaag, kan een ultrasoon botscalpel worden overwogen. Dit kan nuttig zijn omdat het harde palatum dun en dens is, en het palatine weke weefsel ook dun is. Piezo-elektrische instrumenten kunnen gemineraliseerd weefsel snijden met een lager risico op beschadiging van het weke weefsel, maar de snijsnelheid kan lager zijn21,22. Adequate irrigatie moet worden gebruikt om warmteontwikkeling te verminderen23. Daarnaast kan het harsmateriaal dat voor driedimensionaal printen wordt gebruikt bros zijn en kan het fractureren onder excessieve intraoperatieve kracht24. In toekomstige studies kan driedimensionaal metaalprinten, zoals titaniumlegering-printen, worden overwogen om de mechanische sterkte van het geleidingssysteem te verbeteren, hoewel de nauwkeurigheid, kosten, produceerbaarheid en klinische toepasbaarheid verdere evaluatie vereisen25,26.

Deze methode kent enkele beperkingen. Hoewel het ontwerpprincipe kan worden aangepast aan verschillende patronen van de driesegment Le Fort I-osteotomie, richt de representatieve toepassing in dit protocol zich op de reductie van de boogbreedte via bilaterale extractieplaatsen van de eerste premolaren. Verdere validatie is noodzakelijk voordat de workflow kan worden toegepast op andere segmentatiepatronen of gevallen van transversale expansie. Daarnaast vereist het tweede gidscomponent nog steeds adequate blootstelling en een stabiele plaatsing na de maxillaire downfracture. Gebrekkige blootstelling of een instabiele plaatsing kan de nauwkeurigheid van de palatinale osteotomie beïnvloeden. Tot slot evalueert het huidige protocol voornamelijk de overdracht van de osteotomielijn en de haalbaarheid van de gids. Er is niet bewezen dat de methode de operatietijd, bloedingen, postoperatieve zwelling of complicaties vermindert. Deze resultaten dienen te worden geëvalueerd in toekomstige klinische studies met grotere steekproeven en comparatieve ontwerpen.

In vergelijking met handmatige markering zet deze methode het virtuele osteotomieplan om in een patiëntspecifieke intraoperatieve geleider. Het kan de visuele schatting, herhaald bottrimmen en empirische aanpassingen tijdens een three-segment Le Fort I-osteotomie verminderen6. Door de osteotomielijnen en botverwijderingsgebieden vóór de operatie te definiëren, kan de geleider mogelijk onnodige botverwijdering verminderen en de controleerbaarheid van de segmentassemblage verbeteren. Vergeleken met een conventionele enkeldelige geleider is het belangrijkste voordeel van deze methode het gefaseerde modulaire ontwerp. Het eerste component van de geleider wordt gebruikt vóór de maxillaire downfracture om de Le Fort I-osteotomie en de interdentale osteotomieën te begeleiden. Het tweede component wordt na de downfracture bevestigd om de palatinale osteotomie te begeleiden. Deze volgorde komt overeen met de chirurgische workflow van de three-segment Le Fort I-osteotomie en voorkomt het gebruik van één geleider onder verschillende chirurgische omstandigheden. Omdat het behoud van het palatinale slijmvlies, de vaatvoorziening van de arteria palatina descendens en de segmentperfusie cruciaal zijn bij een segmentale Le Fort I-osteotomie, kan deze gefaseerde aanpak helpen de vaatsparende chirurgische principes te ondersteunen door onnodige blootstelling en manipulatie te verminderen. De segmentperfusie werd in dit protocol echter niet direct beoordeeld. Het patiëntspecifieke ontwerp maakt het ook mogelijk om de breedtes van de botverwijdering links en rechts afzonderlijk te plannen op basis van de uiteindelijke occlusie en segmentposities. Daarom kan het geleidersysteem asymmetrische botverwijdering faciliteren, wat gebruikelijk is bij een three-segment Le Fort I-osteotomie, vooral bij patiënten met een overmatige breedte van de maxillaire boog waarbij boogbreedtereductie noodzakelijk is.

Over het algemeen biedt deze methode een reproduceerbare workflow die virtuele chirurgische planning, het ontwerp van digitale gidsen, driedimensionaal printen, de assemblage van magneten en de intraoperatieve toepassing koppelt. Het kan chirurgen helpen om de geplande osteotomie consistenter over te brengen en kan mogelijk ook nuttig zijn voor chirurgische training. Toekomstige studies dienen deze methode te vergelijken met vrije-hand-osteotomie of conventionele gidsen om vast te stellen of het de operatietijd, het chirurgisch trauma en de complicaties kan verminderen.

Openbaarmakingen

De auteurs hebben geen belangenconflicten te verklaren.

Dankbetuigingen

De studie werd gefinancierd door het Kunming Medical University Team for Diagnosis and Treatment of Complex Craniofacial Malformations (2024XKTDTS08), het Yunnan Provincial Clinical Medical Center Research Project (2024YNLCYXZX0227, 2024YNLCYXZX0229), het Yunnan Clinical Research Center for Oral Diseases (202505AJ310001) en het Yunnan Province High Level Talent Training Support Plan (YNWR-MY-2020-086).

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
3-matic Research 13.0MaterialiseVersie 13.0Gebruikt voor het digitale ontwerp van de gidscomponenten, inclusief bijsnijden, omhullen, markeren, verwijderen van ondersnijdingen, inverteren, verdikken, trimmen en Booleaanse operaties.
Autoscan-DS-EX pro SHINING 3Dhttps://www.shining3ddental.com/solution/ds-ex-pro-lab-sacnner/3D-scanner; gebruikt om de boven- en onderkaakmodellen en de occlusale registratie te scannen
Calibra Universal dual-cure self-adhesive Dentsply Sironahttps://www.dentsplysirona.com/en-in/discover/discover-by-brand/calibra-cements/calibra-universal.htmlHars cement; voor het hechten van neodymiummagneten in de 3D-geprinte chirurgische gids.
CT scannerSiemens Healthineers, Erlangen, Germanyhttps://www.siemens-healthineers.com/computed-tomography64-rij/128-slice; gebruikt voor driedimensionale reconstructie van het craniofaciale/maxillaire model.
Edge MAX/Edge E2 RAYSHAPEhttps://www.rayshape3d.com/3d-printers/edge-e2/3D-printer; gebruikt om de eerste en tweede gidscomponenten te printen.
Geomagic Wrap 20213D SystemsVersie 2021Gebruikt voor postoperatieve modelsuperpositie en kleurkaart-deviatieanalyse.
Mimics Research 21.0MaterialiseVersie 21.0Gebruikt voor segmentatie, driedimensionale reconstructie en het verwijderen van onnodige structuren.
NeodymiummagnetenAangekocht bij Jinyixin Magneticshttps://jingxin-magnet.com/ 3 mm diameter × 1,5 mm  dikte; ingebed in de gereserveerde magneetsleuven om de eerste en tweede gidscomponenten te verbinden.
ProPlan CMFMaterialiseVersie 3.0.1Gebruikt voor virtuele orthognatische chirurgische planning, inclusief Le Fort I osteotomie, BSSRO-planning, segmentatie en occlusale registratie.
HarsRAYSHAPESGV2/Model 1 lvoryGebruikt voor het vervaardigen van de intraoperatieve magnetisch verbonden osteotomiegidscomponenten.
ShapeCure RAYSHAPE https://www.rayshape3d.com/post-processing/uv-curing-machine-shapecure/Uithardingsunit

Referenties

  1. Johnson King O, Jones F, Sharma PK. Surgical management of maxillary transverse discrepancies in the orthognathic patient: A narrative review. Front Oral Maxillofac Med. 2026;8:3.
  2. Haas Junior OL, et al. Stability and surgical complications in segmental Le Fort I osteotomy: A systematic review. Int J Oral Maxillofac Surg. 2017;46(9):1071-87.
  3. Kato RM, et al. Is three-piece maxillary segmentation surgery a stable procedure? Korean J Orthod. 2024;54(2):128-35.
  4. Alkhayer A, Piffkó J, Lippold C, Segatto E. Accuracy of virtual planning in orthognathic surgery: A systematic review. Head Face Med. 2020;16(1):34.
  5. Lee YJ, Oh JH, Kim SG. Virtual surgical plan with custom surgical guide for orthognathic surgery: Systematic review and meta-analysis. Maxillofac Plast Reconstr Surg. 2024;46(1):39.
  6. Kang SH, Kim HJ, Park HW, Lee SH. Maxillary cutting guide for executing a simulated osteotomy and removing the bony interference during orthognathic surgery. J Med Devices. 2015;9(4):044505.
  7. Posnick JC, Adachie A, Choi E. Segmental maxillary osteotomies in conjunction with bimaxillary orthognathic surgery: Indications, safety, and outcome. J Oral Maxillofac Surg. 2016;74(7):1422-40.
  8. Starch-Jensen T, Blæhr TL. Transverse expansion and stability after segmental Le Fort I osteotomy versus surgically assisted rapid maxillary expansion: A systematic review. J Oral Maxillofac Res. 2016;7(4):e1.
  9. Rios O, Lerhe B, Chamorey E, Savoldelli C. Accuracy of segmented Le Fort I osteotomy with virtual planning in orthognathic surgery using patient-specific implants: A case series. J Clin Med. 2022;11(19):5495.
  10. Amarista FJ, et al. Comparison of occlusion using conventional versus virtual model surgery in segmental maxillary orthognathic surgery using the American Board of Orthodontics discrepancy index. J Oral Maxillofac Surg. 2025;83(10):1216-22.
  11. Lee YJ, Kim SG. Custom surgical guide for orthognathic surgery. Oral Biol Res. 2025;49:1.
  12. Yüksel C. The use of neodymium magnets in healthcare and their effects on health. North Clin Istanb. 2017;5(3):268-73.
  13. Yu Y, Li X. Current application of magnetic materials in the dental field. Magnetochemistry. 2024;10(7):46.
  14. Rodrigues L, Jawale B, Jamenis S, Sadhunavar T. Application of magnets in orthodontics: A review. IP J Surg Allied Sci. 2020;2(3):50-57.
  15. Meisgeier A, et al. Epidemiologic trends and increasing inequalities in orthognathic surgery in Germany: A nationwide analysis 2005-2022. Sci Rep. 2025;15(1):6223.
  16. Stalhand G, Abdiu A, Rasmusson L, Abtahi J. Distribution of orthognathic surgery among the Swedish population: A retrospective register-based study. Acta Odontol Scand. 2023;81(5):414-21.
  17. Ozkartal T, et al. Perioperative management of patients with cardiac implantable electronic devices and utility of magnet application. J Clin Med. 2022;11(3):691.
  18. Kim M, Kwon CH. Perioperative management of patients with cardiac implantable electronic devices. Korean J Anesthesiol. 2024;77(3):306-15.
  19. Mathieu P, et al. Effect of autoclave and hydrogen peroxide vapor sterilization on magnetic strength of NdFeB magnets. J Mater Sci. 2026;61(21):14881-90.
  20. Kusumadewi AN, Damayanti L, Rukiah, Risdiana, Manicone PF. Factors affecting the attractive force of dental magnetic attachment: A literature review for guiding dentists in clinical application. Int J Dent. 2022;2022(1):9711285.
  21. Raj H, Singh M, Shah AK. Piezo-osteotomy in orthognathic surgery: A comparative clinical study. Natl J Maxillofac Surg. 2022;13(2):276-82.
  22. Demirbas AE, Bilge S, Celebi S, Kutuk N, Alkan A. Is ultrasonic bone scalpel useful in Le Fort I osteotomy? J Oral Maxillofac Surg. 2020;78(1):141.e1-141.e10.
  23. Stanbouly D, Besmer AV, Lee KC, Chuang SK. Unconventional osteotomies in orthognathic surgery: A narrative review. Front Oral Maxillofac Med. 2024;6:6.
  24. Rizzante F, et al. Are physical and mechanical properties of 3D resins dependent on the manufacturing method? Odontology. 2025;113(2):542-48.
  25. Sarraf M, et al. A state-of-the-art review of the fabrication and characteristics of titanium and its alloys for biomedical applications. Biodes Manuf. 2022;5(2):371-95.
  26. Khorsandi D, et al. 3D and 4D printing in dentistry and maxillofacial surgery: Printing techniques, materials, and applications. Acta Biomater. 2021;122:26-49.

Herprints en machtigingen

Trefwoorden

Gids met magnetische verbindingdriedimensionaal printenvirtuele chirurgische planningLe Fort I osteotomiedigitale osteotomiegidsmaxillair protrusieboogbreedteverschilneodymiummagnetenorthognatische chirurgie
Neem contact met ons op
Aanbevelen aan bibliotheek

Privacy

Gebruiksvoorwaarden

Beleid

Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Alle rechten voorbehouden.