Методическая статья

Клиническое применение цифровых направляющих с магнитным соединением, напечатанных на 3D-принтере, для точной сегментарной остеотомии верхней челюсти

3 просмотров

⸱

DOI:

10.3791/73391

⸱

1 сентября 2026 г.

 ,  ,  ,  , 
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

В этой статье

Краткое содержание

В данном протоколе описываются цифровое проектирование, трехмерная (3D) печать и интраоперационное использование индивидуальных магнитных направляющих для проведения трехучастной остеотомии по Le Fort I с целью точного переноса виртуальных планов и улучшения выравнивания сегментов.

Аннотация

В данном исследовании представлены разработка и клиническое применение нового цифрового направляющего устройства для остеотомии с магнитным соединением, предназначенного для повышения точности и эффективности сегментарной остеотомии верхней челюсти. Сегментарная остеотомия по Le Fort I является основным методом коррекции сложных поперечных и вертикальных зубочелюстно-лицевых деформаций, однако традиционные методы, основанные на ручных операциях с гипсовыми моделями, подвержены значительным погрешностям. Для решения этих проблем в данный протокол интегрировано виртуальное хирургическое планирование (VSP) с использованием КТ-снимков и специализированного программного обеспечения для моделирования с целью создания индивидуальной двухкомпонентной системы направляющих, напечатанной на 3D-принтере. Основной компонент предназначен для направления горизонтальной остеотомии по Le Fort I и линий двустороннего удаления премоляров. После мобилизации верхней челюсти вторичный сегментарный направляющий компонент соединяется с основным с помощью четырех встроенных неодимовых магнитов диаметром 3 mm и толщиной 1.5 mm каждый. Это магнитное соединение обеспечивает стабильную, быструю и беспрепятственную фиксацию, что позволяет точно направить линии неба и срединной остеотомии. В данном протоколе демонстрируется клиническое применение модульной системы магнитных направляющих для переноса виртуального плана остеотомии у пациентов с протрузией верхней челюсти и несоответствием ширины зубных дуг. Послеоперационный анализ с использованием цветовых карт показал локальные отклонения поверхности примерно 0,5–0,9 mm вокруг видимых краев остеотомии, что подтверждает предварительную точность переноса в области остеотомии. Модульная магнитная конструкция обеспечивает поэтапное направление остеотомии и может снизить необходимость в повторных корректировках, избыточном удалении костной ткани и манипуляциях с мягкими тканями, что соответствует принципам сохранения сосудов, хотя перфузия сегментов напрямую не оценивалась. Неодимовые магниты биосовместимы, сохраняют стабильность после стерилизации и экономически эффективны благодаря возможности повторного использования. Несмотря на возможную хрупкость современных полимерных материалов для 3D-печати, цифровой направляющий прибор для остеотомии с магнитным соединением представляет значительную клиническую ценность, устраняя разрыв между виртуальным планированием и хирургическим исполнением. Данный метод обеспечивает высокоточный удаление кости и позиционирование, что является перспективным достижением для сложных челюстно-лицевых хирургических процедур.

Введение

Сегментарная остеотомия Le Fort I является общепринятым хирургическим методом коррекции поперечных несоответствий верхней челюсти у скелетно зрелых пациентов. При трехсегментной остеотомии Le Fort I верхняя челюсть сначала мобилизуется с помощью остеотомии Le Fort I, а затем разделяется на три сегмента посредством интердентальных и небных остеотомий. Это позволяет хирургу репозиционировать передний и задние сегменты верхней челюсти в соответствии с планируемой окклюзией и поперечной коррекцией. В зависимости от планируемого перемещения сегментов верхней челюсти данная методика может быть использована для поперечного расширения, коррекции асимметричной поперечной деформации или уменьшения избыточной ширины зубной дуги верхней челюсти1,2. По сравнению с одночастной остеотомией Le Fort I, сегментарная остеотомия Le Fort I требует дополнительных линий интердентальной и небной остеотомии. Эти дополнительные остеотомии повышают сложность как виртуального хирургического планирования, так и интраоперационного выполнения2,3.

Виртуальное хирургическое планирование, а также методы компьютерного проектирования и автоматизированного производства (CAD/CAM) все чаще используются в ортогнатической хирургии для переноса предоперационных планов в операционное поле4,5. Индивидуальные остеотомические шаблоны помогают перенести запланированные линии остеотомии на место операции и снижают необходимость в ручной разметке5,6. Однако при трехсегментной остеотомии по методу Le Fort I первичная остеотомия Le Fort I, межзубчатые остеотомии и остеотомия неба часто выполняются на разных этапах операции3. После мобилизации верхней челюсти (downfracture) хирургический доступ, обзор и условия для стабилизации шаблона меняются по сравнению с состоянием до мобилизации. Это может затруднить использование традиционного цельного шаблона на протяжении всей последовательности остеотомии. Следовательно, для данной процедуры может быть более подходящим модульный шаблон, который можно использовать последовательно до и после мобилизации челюсти, сохраняя при этом стабильное положение компонентов шаблона относительно друг друга.

В данной статье представлена система индивидуальных магнитных направляющих для проведения трехсегментной остеотомии по методу Le Fort I. В качестве репрезентативного примера в данном протоколе рассматривается сужение зубной дуги у пациентов с избыточной шириной верхней челюсти. Первый компонент направляющей используется для проведения остеотомии Le Fort I и интердентальных остеотомий через места удаления первых премоляров верхней челюсти с обеих сторон. После смещения верхней челюсти вниз второй компонент направляющей магнитно соединяется с первым и используется для проведения палатинальной остеотомии и запланированного удаления кости нёба. Целью данного метода является обеспечение воспроизводимого рабочего процесса, включающего виртуальное планирование, проектирование цифровых направляющих, трехмерную (3D) печать, сборку магнитов и последовательное интраоперационное применение системы направляющих.

Протокол

Данное исследование было одобрено институциональным наблюдательным советом Медицинского университета Куньмина (номер одобрения KYKQ2024MEC0087), и все пациенты подписали формы письменного согласия.

1. Подготовка перед дизайном гидовых РНК

  1. Сохраните предоперационные данные компьютерной томографии (КТ) пациента в формате DICOM (digital imaging and communications in medicine).
    ПРИМЕЧАНИЕ: По возможности используйте данные КТ с тонким срезом, чтобы обеспечить достаточное количество слоев изображения для точной 3D-реконструкции. Плохое качество изображения, большая толщина среза или недостаточное количество срезов могут снизить точность реконструированной модели верхней челюсти и повлиять на последующую виртуальную остеотомию и разработку шаблона. Для репрезентативного случая предоперационные КТ-изображения были получены с толщиной среза 0.3 mm.
  2. Импортируйте данные DICOM в программное обеспечение для 3D-реконструкции, такое как Mimics Research 21.0. Выберите соответствующий порог сегментации и реконструируйте скелет челюстно-лицевой области.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Порог сегментации должен сохранять важные анатомические структуры, включая верхнюю челюсть, корни зубов, дно полости носа и кость неба, при этом избегая искажения поверхности кости, вызванного чрезмерно низким порогом. В репрезентативном случае диапазон порога был установлен в пределах 226–31743 HU. Тщательно проверьте реконструированную модель и удалите все явные артефакты перед ее экспортом.
  3. Выполните предварительную обработку модели в программном обеспечении для 3D-реконструкции, включая сегментацию, сглаживание и удаление ненужных структур.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Если качество КТ-изображения достаточное, по возможности избегайте сглаживания реконструированной модели верхней челюсти. Чрезмерное сглаживание может изменить морфологию поверхности и повлиять на посадку шаблона с костной опорой.
  4. Импортируйте сканированные данные гипсовых моделей верхней и нижней челюстей в программное обеспечение для виртуального хирургического планирования, такое как ProPlan CMF 3.0.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Для репрезентативного случая стоматологические модели сканировались с использованием сканера стоматологических моделей с точностью менее 10 µm.
  5. Совместите (зарегистрируйте) модели костей верхней и нижней челюстей с соответствующими моделями сканирования верхней и нижней челюстей для получения комбинированной скелетно-зубной модели.
    1. По возможности используйте для регистрации стабильные поверхности зубов. После завершения регистрации проверьте окклюзионную поверхность, зубную дугу и положение корней зубов, чтобы подтвердить правильное совмещение скелетных и зубных данных.
  6. Объедините данные клинического обследования, окклюзионный анализ и 3D-цефалометрический анализ для оценки деформаций верхней и нижней челюстей.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Целью данного этапа является не только диагностика деформации, но и определение того, являются ли трехсегментная остеотомия по Le Fort I и уменьшение ширины зубной дуги подходящими для данного пациента.

2. Виртуальное хирургическое планирование трехсегментной остеотомии по Le Fort I

  1. Создайте виртуальный хирургический план трехсегментной остеотомии Le Fort I.
    ПРИМЕЧАНИЕ: В данном протоколе рассматривается репрезентативный случай уменьшения ширины зубной дуги у пациента с избыточной шириной верхней челюсти. Эту же логику проектирования можно изменить в соответствии с характером сегментации пациента и планируемым объемом удаления кости.
  2. Определите послеоперационную окклюзию перед окончательным определением положения сегментов верхней челюсти.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Перед формальным планированием виртуальной остеотомии проведите модельную операцию на стоматологической модели. Симулируйте остеотомию, соберите сегменты верхней челюсти и проверьте, можно ли достичь стабильной послеоперационной окклюзии. Используйте этот этап для приблизительной оценки объема удаления кости и положения остеотомии. Определите окончательные окклюзионные отношения перед проектированием окончательных линий остеотомии.
  3. Спроектируйте линию остеотомии Le Fort I в соответствии с традиционным подходом к остеотомии Le Fort I. Одновременно проведите виртуальную двустороннюю сагиттальную расщепляющую остеотомию ветви нижней челюсти (BSSRO) в соответствии с запланированным дизайном ортогнатической операции.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Хотя данный протокол сосредоточен на шаблоне для остеотомии верхней челюсти, виртуальная остеотомия нижней челюсти необходима при планировании бимаксиллярной операции. Это позволяет переместить дистальный сегмент нижней челюсти в соответствии с окончательной окклюзией.
  4. После виртуальной остеотомии Le Fort I создайте на верхней челюсти временные линии разделения, чтобы разделить ее на три сегмента.
    ПРИМЕЧАНИЕ: В данном протоколе области первого премоляра с обеих сторон включены в запланированные зоны сегментации и удаления кости. Первые премоляры и окружающая альвеолярная кость виртуально отделяются вместе с сегментами верхней челюсти, а не удаляются как отдельный этап экстракции зубов.
  5. Установите ширину временных линий разделения примерно на 0.01 mm.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Эти временные линии используются только для разделения виртуальной верхней челюсти на три сегмента. Они не отражают окончательную ширину остеотомии или окончательный объем удаления кости.
  6. Отсканируйте трехсегментную стоматологическую модель верхней челюсти, стоматологическую модель нижней челюсти и окклюзионный оттиск, полученный в ходе модельной операции.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Эти сканированные данные представляют собой стабильную послеоперационную окклюзию, определенную при модельной операции. Используйте их в качестве эталона для виртуальной регистрации окклюзии.
  7. Импортируйте сканированные данные модельной операции в программное обеспечение для виртуального хирургического планирования.
  8. Зарегистрируйте виртуально сегментированную модель верхней челюсти и виртуально остеотомированную модель нижней челюсти с данными окклюзии модельной операции с помощью регистрации окклюзии.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Этот этап переносит окончательную окклюзию из модельной операции в виртуальный хирургический план. После регистрации положения зубов определяют окончательное положение трех сегментов верхней челюсти и дистального сегмента нижней челюсти.
  9. Удалите перекрывающуюся кость между репозиционированными сегментами верхней челюсти. Оставьте совмещенные сегменты верхней челюсти в качестве запланированного послеоперационного положения и размера трех сегментов кости верхней челюсти.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Область перекрытия указывает на кость, которая должна быть удалена для сборки сегментов согласно виртуальному хирургическому плану. Проверьте эту область относительно прилежащих корней зубов, дна носа и кости неба. Запланированная область остеотомии и удаления кости должна быть спроектирована так, чтобы избежать повреждения прилежащих корней зубов, и должна быть тщательно проверена в отношении важных анатомических структур, включая дно носа, грушевидное отверстие, инфраорбитальную область и кость неба.
  10. Переместите три сегмента верхней челюсти обратно в исходное положение после виртуальной остеотомии Le Fort I. Используйте пространство между сегментами как запланированную зону удаления кости и выполните булево вычитание, чтобы получить STL-данные для области остеотомии и удаления кости (Рисунок 1).
    ПРИМЕЧАНИЕ: Этот STL-файл должен быть использован в качестве основы для проектирования пазов остеотомии и магнитной соединительной области системы шаблона. При последующем проектировании шаблона основа шаблона и пазы остеотомии должны быть ограничены необходимой обнаженной костной областью и не должны излишне extending в сторону корней зубов, дна носа, инфраорбитальной области или мягких тканей неба.

3. Конструкция системы магнитно-связанного направляющего устройства для остеотомии

ПРИМЕЧАНИЕ: Рабочий процесс проектирования первого компонента направляющей показан на Рисунке 2.

  1. Экспортируйте необходимые модели из программного обеспечения для виртуального хирургического планирования, включая модель черепа и верхней челюсти с зарегистрированным верхним зубным рядом, модель верхней челюсти после виртуальной остеотомии по Le Fort I, линию остеотомии по Le Fort I и область запланированного удаления кости верхней челюсти.
    ​ПРИМЕЧАНИЕ: Экспортируйте все модели в одной системе координат. Не перемещайте, не вращайте и не перенастраивайте модели после экспорта, так как это может повлиять на точность конструкции направляющего шаблона.
  2. Импортируйте все экспортированные модели в программное обеспечение для 3D-проектирования, например 3-matic Research 13.0.
  3. Обрежьте модель черепа и верхней челюсти с зарегистрированным верхним зубным рядом, оставив только подглазничные и челюстные области, необходимые для проектирования шаблона (Рисунок 2A).
    ПРИМЕЧАНИЕ: Обрезка модели может снизить вычислительную нагрузку на программное обеспечение. Сохраните достаточную поверхность кости верхней челюсти для посадки шаблона, но удалите ненужные структуры черепа.
  4. Примените функцию Wrap (Обволакивание) к обрезанной модели верхней челюсти (Рисунок 2B).
    ПРИМЕЧАНИЕ: Обволакивание создает небольшой зазор между шаблоном и поверхностью кости. Этот зазор помогает шаблону более плавно садиться во время операции. В представленном случае зазор, созданный при обволакивании, поддерживался на уровне ниже 1 mm. Зазор следует регулировать в зависимости от посадки шаблона, точности печати и клинических требований.
  5. Используйте функцию Mark (Маркировка), чтобы выбрать базовую область первого компонента шаблона (Рисунок 2B).
    ПРИМЕЧАНИЕ: Выберите область, немного превышающую ожидаемый конечный край шаблона, и включите стабильные костные участки, которые могут помочь в фиксации шаблона. Вогнутость вокруг грушевидного отверстия и другие неровные костные поверхности могут повысить стабильность шаблона с костной опорой. Выбор более широкой области также позволяет в дальнейшем подрезать край шаблона.
  6. Выполните обволакивание выбранной области для создания начальной поверхности шаблона (Рисунок 2C).
    ПРИМЕЧАНИЕ: Эта обволакивающая поверхность будет использоваться для удаления поднутрений на следующем этапе.
  7. Удалите поднутрения в соответствии с запланированным направлением установки шаблона (Рисунок 2D).
  8. Инвертируйте поверхность без поднутрений и увеличьте ее толщину, чтобы сформировать твердое основание первого компонента шаблона.
  9. Подрежьте край первого компонента шаблона (Рисунок 2E).
  10. Используйте запланированную область удаления кости верхней челюсти, чтобы подрезать двусторонние соединительные области первого компонента шаблона (Рисунок 3).
    ПРИМЕЧАНИЕ: Ширина каждой соединительной области должна соответствовать запланированной ширине удаления кости в соответствующей области первого премоляра. Не сужайте эту область только ради уменьшения размера шаблона. Не расширяйте ее чрезмерно, так как это может потребовать ненужного отслоения мягких тканей.
  11. Импортируйте подрезанный первый компонент шаблона в программное обеспечение для виртуального хирургического планирования.
  12. Отрегулируйте диапазон и ширину линии остеотомии по Le Fort I в соответствии с конструкцией шаблона, создайте паз для остеотомии по Le Fort I и добавьте на первый компонент шаблона отверстия для интраоперационной фиксации титановыми винтами (Рисунок 2F).
    ПРИМЕЧАНИЕ: Паз для остеотомии должен быть достаточно широким, чтобы в него мог войти лезвие пилы, но не настолько широким, чтобы он терял свою направляющую функцию. В данном протоколе ширина паза составляет 1 mm. Отверстия для фиксации должны быть расположены в стабильных костных областях и не должны мешать пазу остеотомии, корням зубов или запланированным фиксирующим пластинам.
  13. Используйте модель верхней челюсти после виртуальной остеотомии по Le Fort I в качестве референсной модели для проектирования второго компонента шаблона.
  14. Создайте основание второго компонента шаблона, используя тот же метод, который был описан выше, включая обрезку, обволакивание, маркировку, удаление поднутрений, инверсию и увеличение толщины (Рисунок 4A–E).
  15. Подрежьте край второго компонента шаблона в соответствии с запланированной небной остеотомией и областью удаления кости.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Ширина второго компонента шаблона должна соответствовать запланированной области удаления кости. Эта ширина определяется виртуальным хирургическим планом и не должна изменяться без повторной проверки плана.
  16. Отметьте медиальную соединительную область первого компонента шаблона. Создайте поверхность из отмеченной области, скопируйте ее в новую часть и увеличьте толщину этой скопированной поверхности, чтобы сформировать соединительный твердый элемент второго компонента шаблона (Рисунок 4F и Рисунок 5).
    ПРИМЕЧАНИЕ: Соединительный твердый элемент второго компонента шаблона должен совпадать с соединительной областью первого компонента шаблона. Обе области должны соответствовать запланированной ширине удаления кости в двусторонних областях первого премоляра.
  17. Объедините подрезанное основание второго шаблона с соединительным твердым элементом, чтобы сформировать окончательный второй компонент шаблона.

4. Проектирование соединения с неодимовым магнитом

  1. Определите соответствующие соединительные поверхности на первом и втором компонентах направляющей.
  2. Спроектируйте по два паза для магнитов на каждом компоненте направляющей в соответствии с размером неодимовых магнитов.
    ПРИМЕЧАНИЕ: В данном протоколе каждый паз рассчитан на неодимовый магнит диаметром 3 mm и толщиной 1.5 mm. Размер паза должен соответствовать фактическому размеру магнита. Парные пазы на двух компонентах направляющей должны быть точно выровнены. Если пазы будут слишком неглубокими, магниты могут выступать и препятствовать соединению направляющих. Если пазы будут слишком глубокими или смещенными, это может повлиять на магнитное притяжение или посадку направляющей.
  3. Используйте булево вычитание или аналогичную функцию вырезания для создания окончательных пазов для магнитов на обоих компонентах направляющей (Рисунок 6).

5. 3D-печать и сборка магнита

  1. Экспортируйте окончательный дизайн направляющего шаблона в формате STL.
  2. Выполните 3D-печать первого и второго компонентов шаблона, используя биосовместимую смолу для хирургических шаблонов.
    ПРИМЕЧАНИЕ: В данном протоколе компоненты шаблона были напечатаны с использованием биосовместимой смолы для хирургических шаблонов с разрешением 5760 × 3600 пикселей. Материал для печати и параметры следует выбирать в соответствии с инструкциями производителя принтера и требованиями учреждения по изготовлению интраоперационных хирургических шаблонов.
  3. Удалите поддерживающие структуры и проведите полную постобработку в соответствии с инструкциями производителя. Очистите компоненты шаблона с помощью рекомендованного производителем очищающего средства, высушите их и проведите постотверждение каждой поверхности в устройстве для полимеризации. После постотверждения отполируйте остатки следов поддержек на поверхности шаблона.
    ПРИМЕЧАНИЕ: В представленном клиническом случае постотверждение каждой поверхности проводилось в течение 2 min. Время постотверждения может варьироваться в зависимости от используемого материала смолы, принтера и устройства для полимеризации. После постобработки тщательно осмотрите прорези для остеотомии, основание шаблона и пазы для магнитов. Остатки смолы или поддерживающего материала в этих областях могут повлиять на посадку шаблона или магнитное соединение. Полировка должна быть ограничена остатками следов поддержек и нефункциональными поверхностями; прорези для остеотомии, основание шаблона и пазы для магнитов не должны подвергаться модификации.
  4. Установите четыре неодимовых магнита диаметром 3 mm и толщиной 1.5 mm в предусмотренные пазы.
  5. Надежно зафиксируйте магниты в пазах с помощью адгезива.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Перед фиксацией повторно проверьте полярность всех магнитов. В данном протоколе магниты фиксировались в пазах шаблона с использованием стоматологического композитного цемента. Композитный цемент следует наносить и полимеризовать в соответствии с инструкциями производителя. После фиксации проверьте, плавно ли соединяются два компонента шаблона и остаются ли они стабильными. Зафиксированные магниты также следует осмотреть после стерилизации, чтобы подтвердить их удерживаемость и стабильность соединения перед интраоперационным использованием.
  6. Протестируйте готовую систему шаблонов на 3D-печатной модели верхней челюсти (Рисунок 7).
  7. Подтвердите, что первый компонент шаблона плотно прилегает к поверхности кости верхней челюсти без явного раскачивания или помех.
  8. Присоедините второй компонент шаблона к первому и убедитесь в стабильности магнитного соединения.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Если шаблон садится неплотно, проверьте основание шаблона, зазоры в мягких тканях, глубину установки магнитов и поверхность соединения. Незначительные нефункциональные края можно подправить перед стерилизацией, но прорези для остеотомии и область соединения, связанная с удалением кости, не должны модифицироваться без повторной проверки виртуального плана операции.
  9. Перед операцией стерилизуйте систему шаблонов в соответствии с утвержденным клиническим протоколом стерилизации.
    ПРИМЕЧАНИЕ: В данном протоколе собранная система шаблонов перед интраоперационным использованием стерилизовалась с помощью низкотемпературной плазменной стерилизации перекисью водорода. Метод стерилизации следует выбирать в соответствии с материалом смолы, свойствами магнитов, совместимостью с адгезивом и требованиями учреждения по интраоперационному применению. После стерилизации осмотрите всю сборку «шаблон-магнит», чтобы подтвердить целостность шаблона, удерживаемость магнитов и стабильность магнитного соединения. Если магниты используются повторно при лабораторных испытаниях или клинической подготовке, повторное использование должно соответствовать правилам стерилизации и инфекционного контроля учреждения. Магниты с повреждением покрытия, коррозией или сниженной удерживаемостью не подлежат повторному использованию.

6. Интраоперационное применение системы направляющих

  1. Выполните ортогнатическую операцию под общей анестезией в соответствии с запланированным хирургическим протоколом.
    ПРИМЕЧАНИЕ: В представленном клиническом случае хирургическая процедура включала трехсегментную остеотомию по Le Fort I, двустороннюю сагиттальную расщепленную остеотомию ветви нижней челюсти и двухэтапную гениопластику.
  2. Удалите первые премоляры верхней челюсти с обеих сторон согласно хирургическому плану.
  3. Обнажите область остеотомии верхней челюсти.
  4. Установите первый компонент направляющего шаблона на обнаженную поверхность кости верхней челюсти (Рисунок 8A).
  5. Зафиксируйте первый компонент шаблона титановыми винтами через специально предусмотренные отверстия для фиксации.
  6. Выполните остеотомию по Le Fort I вдоль прорези первого компонента шаблона (Рисунок 8B).
  7. После завершения остеотомии по Le Fort I произведите смещение верхней челюсти вниз.
  8. После смещения верхней челюсти установите второй компонент шаблона и соедините его магнитно с первым компонентом (Рисунок 8C).
    1. Перед выполнением сегментарной остеотомии убедитесь, что второй компонент шаблона полностью установлен и магнитное соединение стабильно.
    2. Поскольку первый компонент шаблона остается зафиксированным на верхней челюсти титановыми винтами, стабилизируйте второй компонент с помощью заранее определенного магнитного интерфейса и его контакта с обнаженной поверхностью кости неба.
    3. Перед остеотомией проверьте, чтобы между шаблоном и поверхностью кости не было мягких тканей, сгустков крови или костных фрагментов. Не прилагайте чрезмерных усилий при установке второго компонента, если не удается достичь стабильной посадки.
  9. Выполните межзубную и небную остеотомии под контролем второго компонента шаблона (Рисунок 8D).
  10. После завершения направляемых остеотомий удалите систему шаблонов и продолжите выполнение остальных этапов ортогнатической операции согласно хирургическому плану.

7. Оценка послеоперационной точности

  1. Реконструируйте послеоперационную челюстно-лицевую модель на основе данных послеоперационной КТ, используя то же программное обеспечение для 3D-реконструкции, которое применялось для предоперационной реконструкции, и экспортируйте реконструированную модель в формате STL. Используйте тот же порог сегментации, который применялся при реконструкции предоперационной модели.
    ПРИМЕЧАНИЕ: В репрезентативном случае послеоперационная КТ-модель была реконструирована с использованием того же диапазона порогов, что и предоперационная модель, 226–31743 HU, для обеспечения согласованности между предоперационным планированием и послеоперационной оценкой точности.
  2. Импортируйте послеоперационную модель и предоперационный виртуальный хирургический план в программное обеспечение для анализа 3D-данных, например, Geomagic Wrap 2021.
  3. Выполните совмещение (регистрацию) послеоперационной модели с предоперационным виртуальным хирургическим планом, используя в качестве опорной области стабильные, неоперированные области черепа и лица.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Оперированные сегменты верхней челюсти не должны использоваться в качестве ориентиров для совмещения. Опорная область должна быть выбрана из стабильных зон, не затронутых хирургическим вмешательством, таких как области вокруг назиона (N), нижнего края глазницы/orbitale (Or) и верхнего края наружного слухового прохода/porion (Po).
  4. После совмещения выберите область интереса (ROI) и проведите анализ отклонения поверхностей между послеоперационной моделью и предоперационным виртуальным хирургическим планом.
  5. Создайте цветную карту для визуализации отклонения между планируемой и послеоперационной поверхностями. Зафиксируйте максимальное расстояние, среднее расстояние, стандартное отклонение и среднеквадратичную ошибку (RMS), рассчитанные программой.
    ПРИМЕЧАНИЕ: Среднее расстояние и среднеквадратичная ошибка должны указываться раздельно, так как на среднее расстояние могут влиять положительные и отрицательные отклонения. При наличии данных отдельно зафиксируйте максимальные положительные и отрицательные отклонения. В данном протоколе область интереса сосредоточена на зоне остеотомии и видимых краях остеотомии, а не на конечном положении всех сегментов верхней челюсти.
  6. Для оценки внутриэкспертной воспроизводимости один и тот же обученный специалист повторно выполнил совмещение, выбор ROI и анализ отклонений через определенный интервал времени. Коэффициенты внутриклассовой корреляции были рассчитаны с использованием двухфакторной модели со смешанными эффектами для оценки абсолютного согласия.

Результаты

С помощью данного рабочего процесса были разработаны индивидуальный виртуальный хирургический план и система направляющих для остеотомии с магнитным соединением для трехсегментной остеотомии по Le Fort I. Предоперационные данные КТ и сканы стоматологических моделей были интегрированы для создания комбинированной скелетно-зубной модели. В представленном клиническом случае виртуальное планирование проводилось для сужения зубной дуги у пациента с избыточной шириной верхней челюсти. В качестве зон межзубной остеотомии использовались места удаления первых премоляров с обеих сторон; линия нёбной остеотомии и клиновидная область удаления кости были спроектированы в соответствии с итоговым прикусом и планируемым положением сегментов. После окончательного определения линий остеотомии система направляющих была спроектирована в программе 3-matic Research 13.0. Первый компонент направляющей предназначался для проведения остеотомии по Le Fort I и межзубных остеотомий, а второй компонент — для проведения нёбной остеотомии после смещения верхней челюсти вниз. Для неодимовых магнитов были предусмотрены пазы диаметром примерно 3 mm и глубиной 1.5 mm. После трехмерной печати четыре неодимовых магнита были вставлены и зафиксированы в компонентах направляющих. Готовая направляющая продемонстрировала стабильное магнитное соединение и плотно прилегала к распечатанной модели верхней челюсти без выраженного раскачивания или помех.

Оценка послеоперационной точности проводилась путем реконструкции послеоперационной модели челюстно-лицевой области на основе данных КТ и ее наложения на предоперационный виртуальный хирургический план с использованием программного обеспечения для трехмерного анализа данных, такого как Geomagic Wrap 2021. У пяти пациентов, пролеченных по данному протоколу, для оценки локального отклонения поверхности вокруг области остеотомии и видимых краев остеотомии использовался анализ цветовых карт. В репрезентативном случае области, прилегающие к видимым краям остеотомии, на цветовой карте были преимущественно зелеными и голубыми, что соответствовало локальным отклонениям поверхности примерно 0,5–0,9 mm (Рисунок 9). Первичный анализ отклонения поверхности на основе области интереса (ROI) показал среднее значащее отклонение 0,379 mm, средние положительное и отрицательное отклонения 1,133 mm и -0,865 mm соответственно, стандартное отклонение 1,321 mm, среднеквадратичное (RMS) отклонение 1,374 mm, а также максимальные положительное и отрицательное отклонения 3,560 mm и -3,560 mm соответственно. На эти количественные параметры может существенно влиять послеоперационное позиционирование сегмента, поэтому их не следует интерпретировать как прямые измерения точности переноса линии остеотомии. Аналогичные паттерны отклонения в области остеотомии наблюдались у остальных четырех пациентов, при этом локальные отклонения вокруг краев остеотомии находились в схожем приблизительном диапазоне. Повторный анализ отклонений на основе ROI продемонстрировал отличную внутринаблюдательную воспроизводимость со значениями ICC > 0,90. У всех пяти пациентов, пролеченных по данному протоколу, улучшились послеоперационная окклюзия и профиль лица, установка шаблонов прошла гладко, и не потребовалось интраоперационной модификации шаблонов или исправления сбоев, связанных с ними. В ходе последующего наблюдения не было отмечено осложнений, связанных с шаблонами, повреждений корней зубов, инфекций, расхождения краев раны или рецидивов.

figure-results-1
Рисунок 1: Виртуальное хирургическое планирование трехсегментной остеотомии по Le Fort I. (A) Вид на нёбную сторону виртуальной модели верхней челюсти, использованной для планирования трехсегментной остеотомии по Le Fort I. Зеленая область указывает на планируемую зону остеотомии и удаления костной ткани. (B) Вид сбоку на планируемую зону остеотомии и удаления костной ткани. Сегменты кости верхней челюсти сделаны прозрачными для визуализации корней зубов, что позволяет оценить взаимоотношение между соседними корнями и зоной планируемой остеотомии. (C) Изолированный вид зоны удаления костной ткани. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

figure-results-2
Рисунок 2: Рабочий процесс проектирования первого компонента направляющего шаблона. (A) Модель черепа и верхней челюсти с зарегистрированным верхним зубным рядом была обрезана, чтобы оставить только подглазничную область и область верхней челюсти, необходимые для проектирования шаблона. (B) Обрезанная модель верхней челюсти была обернута, и с помощью функции Mark была выбрана область основания первого компонента шаблона. (C) Выбранная область была обернута для создания начальной поверхности шаблона. (D) Поднутрения были удалены в соответствии с планируемым направлением установки шаблона. (E) Поверхность без поднутрений была инвертирована, утолщена и обрезана для формирования твердого основания первого компонента шаблона. (F) В первый компонент шаблона были добавлены паз для остеотомии по Le Fort I и отверстия для фиксации для интраоперационного проведения остеотомии и фиксации титановыми винтами. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

figure-results-3
Рисунок 3: Дизайн соединительных участков первого компонента направляющего шаблона. (A,B) Билатеральные соединительные участки были обрезаны в соответствии с планируемой зоной удаления кости верхней челюсти. Ширина каждого соединительного участка соответствовала планируемой ширине остеотомии и удаления кости в соответствующей области первого премоляра. (C) Вид спереди первого компонента направляющего шаблона, демонстрирующий прорезь для остеотомии, отверстия для фиксации титановыми винтами и планируемую зону удаления кости. Зеленая область обозначает планируемую зону удаления кости, красная буква «W» указывает на ее планируемую ширину, оранжевая пунктирная линия обозначает линию остеотомии, а синие стрелки указывают на отверстия для фиксации титановыми винтами. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

figure-results-4
Рисунок 4Рабочий процесс проектирования второго компонента направляющей. (A–ЕОснование второго компонента направляющего шаблона было создано с использованием того же рабочего процесса, что и для первого компонента, включая обрезку, оборачивание, маркировку, удаление поднутрений, инверсию и утолщение. Затем край второго компонента направляющего шаблона был обрезан в соответствии с планируемой зоной небной остеотомии и удаления костной ткани.F) Медиальная соединительная область первого направляющего компонента была размечена и использована для создания соединительного тела второго направляющего компонента. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

figure-results-5
Рисунок 5: Проектирование соединительной области второго компонента направляющего шаблона. (A,B) Была отмечена медиальная соединительная область первого компонента направляющего шаблона, и отмеченная поверхность была скопирована в новую деталь. Затем эта скопированная поверхность была утолщена для создания соединительного твердого тела второго компонента направляющего шаблона. Соединительное твердое тело было спроектировано так, чтобы оно соответствовало соединительной поверхности и планируемой ширине удаления кости первого компонента направляющего шаблона. (C) Вид сверху второго компонента направляющего шаблона, показывающий планируемую небную остеотомию и область удаления кости. Зеленая область указывает на планируемую зону удаления кости, а оранжевая пунктирная линия указывает линию небной остеотомии. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

figure-results-6
Рисунок 6: Конструкция пазов для магнитов двух направляющих компонентов. Пазы для магнитов были созданы в соответствующих соединительных областях первого и второго направляющих компонентов с помощью булевой операции вычитания. На рисунке показаны медиальные стороны готовых направляющих компонентов. Одна сторона заполнена желтыми моделями для имитации размещения неодимовых магнитов, в то время как на другой стороне непосредственно видны зарезервированные пазы для магнитов. Синие стрелки указывают на зарезервированные пазы для магнитов. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

figure-results-7
Рисунок 7: Сравнение напечатанной системы направляющих и окончательного цифрового дизайна. (A–D) В верхнем ряду показаны компоненты направляющих, напечатанные на 3D-принтере после сборки неодимовых магнитов, и completed система направляющих, установленная на напечатанной модели верхней челюсти. (E–H) В нижнем ряду показан соответствующий окончательный цифровой дизайн компонентов направляющих и их соединение на виртуальной модели верхней челюсти. Готовая напечатанная система направляющих соответствовала цифровому дизайну и могла быть установлена на модель верхней челюсти перед операцией. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

figure-results-8
Рисунок 8: Последовательное интраоперационное использование первого и второго компонентов направляющего шаблона. (A) После выполнения разреза и отслойки слизисто-надкостничного лоскута первый компонент шаблона был установлен на обнаженную поверхность кости верхней челюсти и зафиксирован титановыми винтами через отверстия для фиксации перед проведением остеотомии по Le Fort I. Желтая стрелка указывает на первый компонент шаблона, синяя стрелка — на титановый фиксирующий винт. (B) Завершенная линия остеотомии по Le Fort I после использования первого компонента шаблона. (C) Установка второго компонента шаблона после смещения верхней челюсти вниз и его магнитное соединение с первым компонентом. Желтая стрелка указывает на второй компонент шаблона, синяя стрелка — на магнитный интерфейс, содержащий неодимовые магниты. (D) Завершенные линии межзубной остеотомии и линия небной остеотомии после последовательного использования двух компонентов шаблона. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

figure-results-9
Рисунок 9: Наложение и цветовой анализ запланированной и послеоперационной моделей. Послеоперационная краниомаксиллофациальная модель, созданная на основе КТ, была совмещена с предоперационным виртуальным хирургическим планом с использованием стабильных, не оперированных областей черепа и лица в качестве контрольной зоны. Стабильные контрольные области были преимущественно зелеными, тогда как перепозиционированные сегменты верхней челюсти и области фиксации демонстрировали более значительные отклонения. Области остеотомии по Le Fort I и сегментарной остеотомии были преимущественно зелеными или голубыми, что соответствует расчетной величине локального отклонения поверхности примерно 0,5–0,9 mm на основании визуального сравнения с цветовой шкалой. Это значение представляет собой приблизительную оценку по цветовой карте, а не напрямую рассчитанное среднее отклонение, и может зависеть от послеоперационного положения сегментов. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Обсуждение

Трехсегментная остеотомия Le Fort I является более сложной процедурой, чем односегментная остеотомия Le Fort I. При данной операции верхняя челюсть не только мобилизуется, но и разделяется на отдельные костные сегменты. После сегментации каждый сегмент верхней челюсти должен быть репозиционирован для достижения стабильной послеоперационной окклюзии и запланированной трансверзальной коррекции7,8. Таким образом, точность этой процедуры зависит от двух основных этапов: точного предоперационного планирования конечного положения сегментов и точного интраоперационного переноса запланированных линий остеотомии и зон удаления кости4,9. Система направляющих с магнитным соединением, описанная в данном протоколе, была разработана для поддержки этих двух этапов путем объединения виртуального хирургического планирования с последовательным применением интраоперационных направляющих. Первым критическим этапом является построение виртуального хирургического плана на основе стабильной послеоперационной окклюзии. В данном протоколе используются операция на моделях и монтаж дентальных моделей для обеспечения прямого визуального и ручного подтверждения послеоперационной окклюзии после трехсегментной остеотомии Le Fort I10. После подтверждения окклюзии в программном обеспечении можно определить конечное положение каждого сегмента. Объем удаления альвеолярной и нёбной кости должен быть спланирован в соответствии с конечным положением сегментов, а не только на основе визуальной оценки. Перед созданием направляющей следует проверить линии остеотомии относительно корней соседних зубов, дна полости носа и нёбной кости. Этот этап предназначен для снижения риска повреждения окружающих структур и облегчения контролируемого переноса запланированной зоны удаления кости в операционное поле. Если линия остеотомии проходит слишком близко к корню зуба или если запланированное удаление нёбной кости недостаточно для уменьшения ширины зубной дуги, виртуальный план следует скорректировать перед печатью направляющей. Вторым критическим этапом является стабильная посадка направляющей с опорой на кость. В отличие от направляющих с опорой на зубы, направляющие с опорой на кость могут иметь меньше анатомических поднутрений для фиксации. Поэтому основание направляющей следует по возможности расширить до стабильных и неровных участков кости. В верхней челюсти вогнутость вокруг грушевидного отверстия и другие неровные поверхности кости могут помочь улучшить позиционирование направляющей11. Основание направляющей, расположенное только на плоской поверхности кости, может увеличить риск раскачивания или смещения во время остеотомии. Следовательно, стабильность направляющей и поэтапная сборка компонентов должны быть подтверждены перед остеотомией, в то время как детальное устранение проблем с раскачиванием направляющей, магнитным соединением и посадкой компонентов рассматривается отдельно. В дополнение к этим этапам планирования и интраоперационного переноса, послеоперационная оценка служит важной основой для анализа успешности реализации протокола. Дальнейшим критическим шагом в этой оценке является интерпретация послеоперационной точности в соответствии с назначением системы направляющих. Поскольку данная направляющая предназначена для переноса запланированных линий остеотомии и зон удаления кости, перенос зоны остеотомии следует отличать от общего репозиционирования сегмента верхней челюсти, на которое могут повлиять посадка сегмента, фиксация, послеоперационные пластины и реконструкция моделей. Хотя количественные параметры отклонения поверхности на основе ROI были представлены для полноты данных, эти значения также могут отражать эффекты послеоперационного позиционирования сегмента и, следовательно, не должны интерпретироваться как прямые измерения точности переноса линии остеотомии. Соответственно, результаты цветовых карт в данном протоколе следует рассматривать как предварительную оценку локального соответствия поверхностей между запланированными и послеоперационными зонами остеотомии, а не как прямое доказательство точности общего позиционирования сегмента верхней челюсти.

Перед интраоперационным использованием магнитной системы навигации следует рассмотреть несколько аспектов безопасности, возможные модификации и шаги по устранению неполадок. Магнитное соединение используется для упрощения поэтапного применения навигационной системы. Малые неодимовые магниты обеспечивают достаточное притяжение в ограниченном пространстве и применялись в медицине и стоматологии12,13,14. В данном протоколе магниты встроены в компоненты навигатора и не используются в качестве имплантируемых активных устройств. Тем не менее, следует учитывать магнитную безопасность. Поскольку челюстно-лицевые операции обычно проводятся молодым взрослым, кардиостимуляторы, имплантируемые кардиовертеры-дефибрилляторы и другие чувствительные к магнитам имплантируемые устройства редко встречаются в этой популяции пациентов15,16. Несмотря на это, перед операцией пациенты должны пройти скрининг. При наличии таких устройств необходимость использования магнитных компонентов следует обсудить с анестезиологом, кардиологом и хирургической бригадой17,18. Для пациентов с чувствительными к магнитам имплантируемыми устройствами следует рассмотреть вариант немагнитного дизайна навигатора или альтернативный метод навигации, если использование магнитных компонентов не одобрено соответствующей группой специалистов. Предыдущие исследования показали, что стерилизация существенно не снижает силу удержания неодимовых магнитов19. Тем не менее, всю сборку «навигатор-магнит» необходимо осмотреть после стерилизации и перед интраоперационным использованием. Хотя магниты встроены в компоненты навигатора и используются в течение короткого времени в открытом операционном поле, следует учитывать риск коррозии, так как неодим-железо-борные (NdFeB) магниты могут подвергнуться коррозии при повреждении их защитного покрытия20. Количество, положение, полярность, ориентация и надежность фиксации магнитов должны быть подтверждены в ходе предоперационного тестирования на 3D-печатной модели. Любой компонент навигатора с неправильной полярностью магнита, ослаблением фиксации магнита, нарушением склеивания, повреждением покрытия, коррозией, раскачиванием или нестабильной посадкой не должен использоваться и должен быть изготовлен заново перед операцией. Хотя индивидуальный навигатор предназначен для однократного применения, повторное использование магнитов (если оно разрешено) должно соответствовать внутренним правилам учреждения по повторной обработке и инфекционному контролю; магниты с поврежденным покрытием, коррозией или сниженной силой удержания подлежат утилизации. В данной системе навигации ширина области магнитного соединения соответствует планируемой ширине удаления кости при сегментарной остеотомии. После того как ширина остеотомии определена исходя из послеоперационной окклюзии и окончательного положения сегментов, эта ширина не должна изменяться только с целью уменьшения габаритов навигатора. Таким образом, размер и количество неодимовых магнитов ограничены доступным пространством соединения, толщиной навигатора и степенью обнажения мягких тканей. Если в ходе предоперационного тестирования магнитное соединение оказывается нестабильным, в первую очередь следует проверить поверхность соединения, ориентацию магнитов, их глубину и точность посадки навигатора. Простое увеличение размера или количества магнитов может сделать навигатор более громоздким и потребовать более широкого отсечения мягких тканей. Если навигатор трудно ввести или извлечь, можно подрезать внешний контур и нефункциональные края, однако прорези для остеотомии и область соединения, связанная с удалением кости, не должны изменяться без повторной проверки виртуального плана операции. Если во время операции навигатор раскачивается или если второй компонент не садится после опускания верхней челюсти, нельзя прилагать силу для его установки. Перед повторной установкой навигатора следует проверить наличие интерпозиции мягких тканей, неполное обнажение кости, наличие кровяных сгустков, костных фрагментов, стабильность первого компонента и ориентацию магнитов. Если добиться стабильной посадки не удается, от навигатора следует отказаться и использовать альтернативный метод навигации. Если линия неба при остеотомии заблокирована, перед продолжением следует улучшить доступ, ирригацию, гемостаз и ретракцию мягких тканей. Если магнит отсоединится или если полимерный навигатор сломается во время остеотомии, навигатор следует немедленно удалить, а все магниты или фрагменты навигатора — извлечь и пересчитать перед закрытием раны. По возможности следует подготовить стерилизованную резервную копию индивидуального навигатора; в противном случае остеотомию следует завершить, используя предоперационный план, анатомические ориентиры или другой доступный метод навигации. Если провести остеотомию неба обычным бором или пилой затруднительно, можно рассмотреть использование ультразвукового костного скальпеля. Это может быть полезно, так как твердое небо тонкое и плотное, а слизистая оболочка неба также тонкая. Пьезоэлектрические инструменты позволяют рассекать минерализованную ткань с меньшим риском повреждения мягких тканей, но скорость резания может быть ниже21,22. Для снижения теплообразования следует использовать адекватную ирригацию23. Кроме того, полимерный материал, используемый для 3D-печати, может быть хрупким и может сломаться при чрезмерном интраоперационном усилии24. В будущих исследованиях для повышения механической прочности системы навигации можно рассмотреть 3D-печать металлами, например, титановым сплавом, хотя ее точность, стоимость, технологичность и клиническая применимость требуют дальнейшей оценки25,26.

Данный метод имеет несколько ограничений. Хотя принцип проектирования может быть адаптирован к различным вариантам трехсегментной остеотомии Le Fort I, репрезентативное применение в данном протоколе сосредоточено на сужении зубной дуги через места удаления первых премоляров с обеих сторон. Перед применением данного рабочего процесса к другим вариантам сегментации или случаям трансверсального расширения требуется дальнейшая валидация. Кроме того, второй компонент направляющей все еще требует достаточной экспозиции и стабильной посадки после дислокации верхней челюсти вниз. Недостаточная экспозиция или нестабильная посадка могут повлиять на точность нёбной остеотомии. Наконец, текущий протокол в основном оценивает перенос линии остеотомии и осуществимость использования направляющей. Он не доказывает, что данный метод сокращает время операции, кровопотерю, послеоперационный отек или количество осложнений. Эти результаты должны быть оценены в будущих клинических исследованиях с использованием более крупных выборок и сравнительного дизайна.

По сравнению с разметкой на глаз, данный метод позволяет преобразовать виртуальный план остеотомии в индивидуальный интраоперационный шаблон. Это может сократить количество визуальных оценок, повторных подрезаний кости и эмпирических корректировок в ходе трехсегментной остеотомии по Le Fort I6. Благодаря определению линий остеотомии и зон удаления кости перед операцией, шаблон также может минимизировать избыточное удаление костной ткани и улучшить контролируемость сборки сегментов. Основным преимуществом данного метода по сравнению с традиционным однокомпонентным шаблоном является его поэтапный модульный дизайн. Первый компонент шаблона используется до смещения верхней челюсти вниз для направления остеотомии по Le Fort I и межзубных остеотомий. Второй компонент устанавливается после смещения для направления небной остеотомии. Такая последовательность соответствует хирургическому рабочему процессу трехсегментной остеотомии по Le Fort I и позволяет избежать использования одного шаблона в разных хирургических условиях. Поскольку сохранение слизистой оболочки неба, сосудов нисходящей небной артерии и перфузии сегментов имеет решающее значение при сегментарной остеотомии по Le Fort I, такой поэтапный подход может способствовать соблюдению принципов сосудосберегающей хирургии за счет сокращения избыточной экспозиции и манипуляций. Однако в данном протоколе перфузия сегментов не оценивалась напрямую. Индивидуальный дизайн также позволяет отдельно планировать ширину удаления кости слева и справа в соответствии с итоговой окклюзией и положением сегментов. Таким образом, система шаблонов позволяет осуществлять асимметричное удаление кости, что часто встречается при трехсегментной остеотомии по Le Fort I, особенно у пациентов с избыточной шириной зубной дуги верхней челюсти, требующей её сужения.

В целом, данный метод обеспечивает воспроизводимый рабочий процесс, объединяющий виртуальное хирургическое планирование, проектирование цифрового шаблона, трехмерную печать, сборку магнитов и интраоперационное применение. Он может помочь хирургам более точно перенести запланированную остеотомию на практике, а также может быть полезен для обучения хирургов. В будущих исследованиях следует сравнить этот метод с остеотомией «на глаз» или использованием традиционных шаблонов, чтобы определить, позволяет ли он сократить время операции, уменьшить хирургическую травму и количество осложнений.

Раскрытие информации

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

Исследование было профинансировано командой по диагностике и лечению сложных краниофациальных мальформаций Университета медицины Куньмина (2024XKTDTS08), исследовательским проектом Клинического медицинского центра провинции Юньнань (2024YNLCYXZX0227, 2024YNLCYXZX0229), Клиническим исследовательским центром стоматологических заболеваний Юньнани (202505AJ310001), а также Планом поддержки подготовки высококвалифицированных кадров провинции Юньнань (YNWR-MY-2020-086).

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
3-matic Research 13.0MaterialiseВерсия 13.0Используется для цифрового проектирования компонентов направляющего шаблона, включая обрезку, оборачивание, маркировку, удаление поднутрений, инверсию, утолщение, тримминг и булевы операции.
Autoscan-DS-EX pro SHINING 3Dhttps://www.shining3ddental.com/solution/ds-ex-pro-lab-sacnner/3D-сканер; используется для сканирования верхних и нижних стоматологических моделей и окклюзионного записи
Calibra Universal dual-cure self-adhesive Dentsply Sironahttps://www.dentsplysirona.com/en-in/discover/discover-by-brand/calibra-cements/calibra-universal.htmlКомпозитный цемент; для фиксации неодимовых магнитов в 3D-печатном хирургическом шаблоне.
КТ-сканерSiemens Healthineers, Erlangen, Germanyhttps://www.siemens-healthineers.com/computed-tomography64-рядный/128-срезовый; используется для трехмерной реконструкции краниофациальной/верхнечелюстной модели.
Edge MAX/Edge E2 RAYSHAPEhttps://www.rayshape3d.com/3d-printers/edge-e2/3D-принтер; используется для печати первого и второго компонентов шаблона.
Geomagic Wrap 20213D SystemsВерсия 2021Используется для послеоперационного наложения моделей и анализа отклонений по цветовой карте.
Mimics Research 21.0MaterialiseВерсия 21.0Используется для сегментации, трехмерной реконструкции и удаления ненужных структур.
Неодимовые магнитыПриобретены у Jinyixin Magneticshttps://jingxin-magnet.com/ диаметр 3 mm × толщина 1.5 mm ; вставляются в специально предусмотренные пазы для соединения первого и второго компонентов шаблона.
ProPlan CMFMaterialiseВерсия 3.0.1Используется для виртуального планирования ортогнатической хирургии, включая остеотомию по Le Fort I, планирование BSSRO, сегментацию и регистрацию окклюзии.
СмолаRAYSHAPESGV2/Model 1 lvoryИспользуется для изготовления компонентов интраоперационного магнитно-соединяемого шаблона для остеотомии.
ShapeCure RAYSHAPE https://www.rayshape3d.com/post-processing/uv-curing-machine-shapecure/Установка для полимеризации

Ссылки

  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.

Перепечатки и разрешения

Теги

Le Fort I
Свяжитесь с нами
Рекомендовать библиотеке

Конфиденциальность

Условия эксплуатации

Политика

Авторские права © 2026 MyJoVE Corporation. Все права защищены.