Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

Medicine

Behandeling van gezichtsmisvormingen met behulp van 3D-planning en afdrukken van patiëntspecifieke implantaten

doi: 10.3791/60930 Published: May 23, 2020
* These authors contributed equally

Summary

Naarmate de technologie zich ontwikkelt en gebruiksvriendelijker wordt, moet de planning van operaties en patiëntspecifieke chirurgische gidsen en fixatieplaten door de chirurg worden uitgevoerd. We presenteren een protocol voor 3D-planning van orthognathic skeletbewegingen en 3D-planning en afdrukken van patiëntspecifieke fixatieplaten en chirurgische gidsen.

Abstract

Technologische vooruitgang in chirurgische planning en patiëntspecifieke implantaten zijn voortdurend in ontwikkeling. Men kan ofwel de technologie om betere resultaten te bereiken, zelfs in de minder ervaren hand, of verder gaan zonder. Naarmate de technologie zich ontwikkelt en gebruiksvriendelijker wordt, geloven we dat het tijd is om de chirurg de mogelijkheid te geven zijn/haar operaties te plannen en zijn/haar eigen patiëntspecifieke chirurgische gidsen en fixatieplaten te maken, waardoor hij volledige controle over het proces krijgt. We presenteren hier een protocol voor 3D-planning van de operatie, gevolgd door 3D-planning en het afdrukken van chirurgische gidsen en patiëntspecifieke fixatieimplantaten. Tijdens dit proces maken we gebruik van twee commerciële computer-assisted design (CAD) software. We gebruiken ook een gefuseerde depositie modellering printer voor de chirurgische gidsen en een selectieve laser sintering printer voor de titanium patiënt-specifieke fixatie implantaten. Het proces omvat computertomografie (CT) imaging acquisitie, 3D-segmentatie van de schedel en gezichtsbeenderen van de CT, 3D-planning van de operaties, 3D-planning van patiënt-specifieke fixatie implantaat volgens de uiteindelijke positie van de botten, 3D-planning van chirurgische gidsen voor het uitvoeren van een nauwkeurige osteotomie en het voorbereiden van het bot voor de fixatie platen, en 3D-printen van de chirurgische gidsen en de patiënt-specifieke fixatie platen. De voordelen van de methode zijn volledige controle over de operatie, geplande osteotomies en fixatieplaten, aanzienlijke prijsverlaging, vermindering van de werkingsduur, superieure prestaties en zeer nauwkeurige resultaten. Beperkingen zijn onder meer de noodzaak om de CAD-programma's onder de knie te krijgen.

Introduction

3D-printen is een additieve methode gebaseerd op geleidelijke plaatsing van lagen uit verschillende materialen, waardoor 3D-objecten worden gemaakt. Het werd oorspronkelijk ontwikkeld voor rapid prototyping en werd geïntroduceerd in 1984 door Charles Hull, die wordt beschouwd als de uitvinder van de stereolithografie methode op basis van stollende lagen van fotopolymeer hars1. De technologische vooruitgang in de virtuele planning van operaties en het plannen en afdrukken van patiëntspecifieke implantaten zijn voortdurend in ontwikkeling. Innovaties doen zich zowel voor op het gebied van computer assisted design (CAD) software als in 3D-printtechnologieën2. Gelijktijdig met de ontwikkelingen in de technologie worden de software en printers gebruiksvriendelijker. Dit verkort de tijd die nodig is voor de planning en het afdrukken en stelt de chirurg in staat om zijn/haar operaties te plannen en zijn/haar eigen patiëntspecifieke chirurgische gidsen en fixatieplaten te maken in een veld dat uitsluitend de "speeltuin" van een ingenieur was. Deze ontwikkelingen stellen chirurgen en ingenieurs ook in staat om nieuwe toepassingen en ontwerpen van patiëntspecifieke implantaten3,4,5te introduceren.

Een van deze toepassingen is 3D-planning van orthognathic operaties, gevolgd door 3D-planning en het afdrukken van chirurgische gidsen en patiëntspecifieke fixatieplaten. Historisch gezien werden orthognathic operaties gepland met behulp van articulators. Een gezichtsboog werd gebruikt om de relatie van de bovenkaak met het temporomandibulaire gewricht te registreren en zo de afgietsels van de patiënt in de articulator te positioneren. Later werden de chirurgische bewegingen uitgevoerd op de afgietsels en een acrylwafer werd bereid om te helpen met de juiste positionering van de kaken tijdens de operatie. Deze methode werd gebruikt voor vele jaren en wordt nog steeds gebruikt tegenwoordig door de meeste, maar het gebruik van kegelbundel computerlicht tomografie (CT) samen met intra-orale scanners en CAD-software toegestaan voor een nauwkeurige planning, het sparen van de noodzaak van gebogen of afgietsels en de overgang naar de oprichting van digitaal geplande wafers6. Deze methode verminderde de onnauwkeurigheid van handmatige manipulatie en metingen, maar had nog steeds gebreken, waaronder het gebruik van de instabiele onderkaak als referentiepunt voor het positioneren van de bovenkaak en het gebrek aan controle over de verticale positionering van de bovenkaak7. Zo werd een nieuwe methode geïntroduceerd. Deze methode wordt de "waferless" operatie genoemd en is gebaseerd op herpositionering van de kaken anatomisch met behulp van chirurgische snijgeleiders en patiëntspecifieke fixatie titanium platen8. Deze methode lost de nadelen op van de eerder beschreven digitale wafermethode. We zullen deze methode beschrijven, die de chirurg volledige vrijheid geeft bij het plannen van deze operaties op een patiëntspecifieke manier, met minimale mogelijke fouten en onnauwkeurigheden. Deze methode maakt een "waferless" operatie mogelijk, wat betekent dat er geen noodzaak is om de tegengestelde kaak te gebruiken als referentie voor het herpositioneren van de botten, waardoor de onnauwkeurigheden die uit deze afhankelijkheid zijn afgeleid9afnemen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Herpositionering van de kaken

OPMERKING: Deze sectie wordt uitgevoerd met behulp van de imaging software (d.w.z. Dolphin).

  1. Laad de gezichtsbotten CT-beeld DICOM bestanden van de patiënt (Figuur 1A) in de software door het selecteren van de 3D-knop aan de linkerkant en klik op Import New DICOM (Aanvullende figuur 1). Voer de 3D-bewerkingsmodus in door op 3D te klikken | Bewerken.
  2. Oriënteer de 3D-afbeelding met de oriëntatieknop aan de linkerkant. Maak een panoramisch beeld met behulp van de knop Röntgenfoto's van bouwen aan de linkerkant(Aanvullende figuur 2).
  3. Ga naar Hulpmiddelen | Orthognathic Chirurgische Planning | Nieuwe opbouw starten.
  4. Plaats de segmenten in de panoramische afbeelding. Snijd elk segment bij om de oppervlakte van het overeenkomstige bot te bevatten.
    OPMERKING: De reinigingsfase is handig wanneer, voor de nauwkeurigheid, een gescande tandboog en een CT-scan zijn bovenop om een wafer te maken. Dit is niet aangegeven in een "waferless" operatie zoals hier gepresenteerd en dus in dit stadium kan men ct-onvolkomenheden schoon te maken als ze bestaan.
  5. Kies de juiste osteotomie voor de patiënt aan de linkerkant pan onder osteotomies (zoals LeFort I, sagittale split, enz.). Markeer de exacte locatie van de osteotomielijnen door de gele cirkels te verplaatsen(Aanvullende figuur 3).
    OPMERKING: Het is uiterst belangrijk om de wortelapexen van de tanden op te merken, omdat de locatie van de osteotomie die hier is besloten, degene zal zijn die later wordt uitgevoerd op basis van de chirurgische gidsen. Vermijd altijd de wortels en houd een afstand van 5 mm.
  6. Markeer verschillende oriëntatiepunten door links op de juiste locatie te klikken voor elk voorgesteld oriëntatiepunt.
    LET OP: Dit is belangrijk voor metingen en bewegingsdoeleinden in de volgende fasen.
  7. Bewegingen van botsegmenten uitvoeren. Sleep het bot naar de juiste locatie of klik voor nauwkeurigheid met de rechtermuisknop en kies Invoerbewegingen met toetsenbord.
  8. Als u de beweging van belangrijke oriëntatiepunten wilt bijhouden, drukt u op de knop Opties voor behandeling aan de linkerkant en kiest u Oriëntatiepuntverschuivings- en meettabellen weergeven.
    OPMERKING: In het volgende tabblad kan de pre en post vrijwel geplande bewerking worden waargenomen( Aanvullende figuur 4).
  9. Exporteer de stl-bestanden van de twee verschillende posities van botsegmenten, één in de preoperatieve fase en één in de postoperatieve fase, met behulp van de schuifbalk aan de linkerkant en de exportsegmenten in stl-knop aan de linkerkant.

2. Bereiding van patiëntspecifieke fixatieplaten en chirurgische gidsen

OPMERKING: Deze sectie wordt uitgevoerd met behulp van de 3D-ontwerpsoftware (d.w.z. Geomagic Freeform).

  1. Klik op Bestand | Import Model (Aanvullende figuur 5A) om de stl-bestanden verkregen uit stap 1.9 met de positie van de bovenkaak en het middengezicht na de osteotomie, maar voorafgaand aan de herpositionering in de uiteindelijke positie te importeren.
  2. Begin met het plannen van de patiëntspecifieke fixatieplaten in de uiteindelijke positie van de bovenkaak. Selecteer in het gereedschapspalet links onder de categorie Vlakken de optie Vlak maken ( aanvullendefiguur 6A). Hier wordt het eerste ontwerp van de platen uitgevoerd. Beweeg het vlak handmatig parallel met het bot waar de plaat zal worden geplaatst.
  3. Kies onder de categorie Schets (Aanvullend figuur 6B)een cirkelvorm en maak cirkels met een maat die geschikt is om de schroeven later te gebruiken. Maak een tweede cirkel rond de vorige 3 mm groter in diameter om de fixatieplaat te schetsen.
    OPMERKING: De grootte van de cirkels wordt bepaald op basis van de fixatiesets die in elk instituut worden gebruikt. De cirkels worden boven en onder de geplande chirurgische osteotomie geplaatst (al besloten in sectie 1).
  4. Projecteer het ontwerp van het vliegtuig tot op het bot. Gebruik onder de categorie Curven (Aanvullend figuur 7)het projectschetsgereedschap en kies de cirkels die van het vlak naar het bot worden overgebracht.
  5. Als u de buitenste cirkels voor het ontwerp van de buitenste randplaat wilt verbinden, kiest u onder de categorie Curven het gesplitste gereedschap en definieert u het deel van de cirkel dat wordt verwijderd om een verbinding met de aangrenzende cirkels mogelijk te maken. Kies met de optie Selecteren het gedefinieerde deel van de cirkel en verwijder deze. Gebruik onder de categorie Curven het gereedschap Tekencurve en sluit de buitenste cirkels aan om een doorlopende buitenvorm van de patiëntspecifieke plaat te maken.
  6. Voordat u de fixatieplaat maakt, dupliceert u de bovenkaak door met de rechtermuisknop te klikken en te selecteren Dupliceren in de objectlijst(aanvullend figuur 7A). Hierdoor kan het gebruik van het Booleaanse gereedschap in de volgende fasen de fixatieplaat maken.
  7. Gebruik onder de categorie Detail Clay het reliëf met curvegereedschap. Hierdoor wordt het volume van de fixatieplaat gemaakt op basis van de eerder geprojecteerde curven. Kies de buitenste vormcurve en plaats vervolgens de cirkelvormige cursor binnen en op het oppervlak van de gevormde plaat (let op dat de cursor moet worden geplaatst op de kant te worden reliëf). Kies onderaan de parameters van de functie, voornamelijk de optie Afstand die de dikte van de toekomstige fixatieplaat regelt.
  8. Scheid de plaat van de bovenkaak. In dit stadium wordt de Booleaanse optie uitgevoerd. Kies de originele bovenkaak, klik met de rechtermuisknop in de objectlijst en klik op Booleaan | Verwijderen uit | Bovenkaak met plaat.
  9. Om de gaten voor de schroeven te maken, trekt u de schroeven/scan ze en gebruikt u de Booleaanse optie of gebruikt u het subgereedschap. Gebruik onder de categorie Subd Surfaces (Supplementair figuur 8)het gereedschap Doorgesneden snijwerk om staven loodrecht op de plaat te maken in de grootte van de gewenste gaten, die wordt uitgevoerd op basis van de cirkels die in stap 2.3 zijn gemaakt en afkomstig zijn van het loodrechte vlak.
  10. Trek vervolgens de staven van de plaat af met de Booleaan | Verwijderen uit techniek.
    LET OP: In dit stadium is de laatste fixatieplaat gereed (Aanvullend figuur 9). Geschikte chirurgische gidsen moeten worden gepland voor de osteotomie om ervoor te zorgen dat de platen perfect passen.
  11. Om de geleiders te maken, herpositioneert u de bovenkaak naar de oorspronkelijke locatie, maar met de schroefgaten die in het bot zijn gemarkeerd volgens de fixatieplaat die in de uiteindelijke positie van de kaak is gemaakt (let op de gaten in het middengezicht veranderen niet van positie als het middengezicht in dezelfde positie blijft).
    1. Om dit uit te voeren, herpositioneren de kaak met de rondingen voor de gaten die worden gebruikt voor de uiteindelijke fixatieplaat naar de oorspronkelijke locatie van de kaak voorafgaand aan de beweging. Gebruik onder de categorie Klei selecteren/verplaatsen de optie Stukken registreren. kies de Bron (bovenkaakpostbeweging) en het doel (bovenkaak en middengezicht voorafgaand aan de beweging). Gebruik een groot aantal vaste punten op beide objecten voor nauwkeurigheid in de herpositionering.
  12. Op basis van nieuw geplaatste gaten creëren de chirurgische geleiders op een vergelijkbare manier als beschreven voor de fixatieplaten (stappen 2.3−2.10).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Om het klinische gebruik van de methode te observeren, presenteren we een geval van een 23-jarige vrouw. Ze leed aan condylar hyperplasie op jongere leeftijd in de juiste condyle resulterend in asymmetrie van beide kaken. Figuur 1A toont de retrognathic bovenkaak en prognathische onderkaak vertonen de verschillen tussen de kaken. In de frontale weergave kan de ernstige asymmetrie worden waargenomen als gedetailleerd met behulp van de gele en rode lijnen. Met behulp van de beeldvormingssoftware (Aanvullende figuur 1), werd een chirurgisch behandelplan uitgevoerd ( Aanvullende figuur2, Aanvullende figuur 3, en aanvullende figuur 4). Het chirurgisch plan was gebaseerd op laterale cephalometrische analyse. De locatie van de geplande benige osteotomie is belangrijk om het gezonde gebit te behouden en ook om een goede plaatsing van de fixatieschroeven in intact bot mogelijk te maken. De 3D stl-bestanden werden geëxporteerd van de imaging software en geïmporteerd naar de 3D-ontwerpsoftware in zowel pre- als post-planned bony beweging setups (Supplemental Figuur 5). De patiëntspecifieke fixatieplaat was gepland (Aanvullend figuur 6, Aanvullend figuur 7, Aanvullend figuur 8en aanvullend figuur 9 ) gevolgd doorde chirurgische gidsplanning ( Aanvullendfiguur 10 en aanvullend figuur 11). De fixatieplaat werd gepland op de postoperatieve geplande locatie en de chirurgische gids over de huidige status van de patiënt, op basis van de geplande osteotomie. Bij de gepresenteerde patiënt werd een bimaxillaire operatie uitgevoerd. De bovenkaak werd verplaatst in de eerste fase volgende door herpositionering van de onderkaak volgens de uiteindelijke tandheelkundige occlusie. Een vestibulaire incisie boven de slijmvlieslijn in de bovenkaak werd uitgevoerd om het bot bloot te leggen. De neusvloer was verhoogd, de chirurgische gidsen werden anatomisch geplaatst, gevolgd door het boren van gaten in het bot door de gaten in de geleiders (deze gaten zouden later overeenkomen met de patiëntspecifieke fixatieplaat na herpositie van de kaak). Een osteotomie op het LeFort I-niveau op basis van de chirurgische gids werd uitgevoerd met behulp van een wederkerige zaag. Het septum, de zijwanden van de neusholte en de pterygomaxillaire kruising werden gescheiden met behulp van geschikte osteotoomen. De bovenkaak werd gemobiliseerd en symmetrisch verplaatst op de juiste locatie op basis van de gaten in de uiteindelijke patiënt-specifieke fixatieplaat die overeenkomen met de eerder geboorde gaten in de bovenkaak en het middengezicht (met behulp van de chirurgische gidsen). De plaat was gefixeerd met behulp van titanium schroeven en de chirurgische wond werd gehecht. Een osteotomie van de onderkaak werd vervolgens uitgevoerd met behulp van een sagittale split osteotomie en verplaatst op basis van de tandheelkundige occlusie. Het eindresultaat is te zien in figuur 1B; let op de correctie van de discrepanties van de kaken en de ernstige asymmetrie.

Figure 1
Figuur 1: Pre- en Postoperatieve beeldvorming van een 23-jarige patiënt met asymmetrie in de gezichtsbeenderen. (A) Pre-operation imaging. Links: een cefalometrische afbeelding; Rechts: een frontale 3D reconstructie weergave van CT die de ernstige asymmetrie laat zien. bB) postoperatieve beeldvorming. Links: een laterale cephalometrische afbeelding; Rechts: een posterieur-voorste cephalometrische afbeelding met de perfecte correctie van de asymmetrie. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Supplemental Figure 1
Aanvullende figuur 1: een weergave van de werkruimte en de 3D-knop voor importeren en bewerken in de 3D-modus. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Supplemental Figure 2
Aanvullende figuur 2: Het bouwen van een röntgenfoto. Bij het plannen van een chirurgisch plan is het bouwen van een panoramisch röntgenbeeld van het CT-beeld verplicht. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Supplemental Figure 3
Aanvullende figuur 3: Osteotomie in de imaging software. Een Le-Fort I osteotomie wordt waargenomen scheiden van de bovenkaak van het middengezicht. De locatie van de osteotomie is cruciaal omdat het in de volgende stadia zal worden gebruikt voor de bouw en fixatieplaatpositionering van chirurgische gidsen. Vermijd de tandwortels. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Supplemental Figure 4
Aanvullende figuur 4: Chirurgische behandeling plan in de imaging software. De pre- en postoperatie 3D-planning kan worden waargenomen. Pre-operatieve wordt getoond op de linker en post-operatieve wordt getoond aan de rechterkant. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Supplemental Figure 5
Aanvullende figuur 5: Importeren in de 3D-ontwerpsoftware.. De 3D stl-bestanden werden geëxporteerd vanuit de imaging software en geïmporteerd naar de 3D-ontwerpsoftware. (A) Pre-operatieve middenrug, bovenkaak en onderkaak. bB) Postoperatieve bovenkaak en onderkaak (merk op dat het middengezicht zijn locatie niet wijzigt). Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Supplemental Figure 6
Aanvullend figuur 6: Planning van de fixatieplaat. (A) Er wordt een parallel vlak gemaakt. (B) De gaten voor de schroeven en de buitenste vorm van de plaat zijn gepland op het vlak. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Supplemental Figure 7
Aanvullend figuur 7: Fixatieplaatconstructie. (A) Na projectie van het vlak en de laatste hand van de buitenste vorm van de plaat. (B) Het creëren van de dikte van de plaat. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Supplemental Figure 8
Aanvullend figuur 8: Fixatieplaatgatbereiding. (A) Met behulp van de Booleaanse functie voor het scheiden van de fixatieplaat. (B) Markering van de gaten in de plaat met behulp van de SubD optie. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Supplemental Figure 9
Aanvullend figuur 9: Afgeronde patiëntspecifieke fixatieplaat. (A) De afgeronde plaat. (B) De plaat op het bot na de geplande benige beweging. Let op de perfecte pasvorm. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Supplemental Figure 10
Aanvullend figuur 10: Chirurgische gids planning. De planning wordt uitgevoerd met behulp van de gaten gepland op de bovenkaak in de uiteindelijke positie (om een perfecte pasvorm met de gaten in de fixatieplaat te ontvangen), maar na het verplaatsen van de kaak naar de pre-operatieve positie, omdat de gidsen de eerste zijn die worden gebruikt tijdens de operatie voor botosteotomievoorbereiding. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Supplemental Figure 11
Aanvullend figuur 11: Afgeronde chirurgische gidsen. (A) De afgeronde chirurgische gidsen op de pre-operatieve benige gelaatsbeenderen. (B) Zowel de chirurgische gidsen als de laatste fixatieplaten. Klik hier om een grotere versie van dit cijfer te bekijken.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

3D-planning en -printen is een van de snelst evoluerende methoden op chirurgisch gebied. Het is niet alleen een veelbelovend instrument voor de toekomst, maar een praktisch hulpmiddel dat tegenwoordig wordt gebruikt voor zeer nauwkeurige chirurgische resultaten en patiëntspecifieke oplossingen. Het zorgt voor zeer nauwkeurige resultaten en vermindert de afhankelijkheid van de ervaring van de chirurg10. Het lost veel van de nadelen van de vorige oude mode chirurgische methoden, maar de kosten vertragen de volledige uitvoering van de methode10. In-house planning en afdrukken van de chirurgische gidsen verminderen de kosten tot een verwaarlozende uitgestrektheid en vermindert drastisch de kosten van de patiënt-specifieke fixatie plaat. In dit rapport beschrijven we een methode voor 3D-planning van orthognathic chirurgie, gevolgd door 3D-planning en het afdrukken van chirurgische gidsen en patiëntspecifieke fixatieplaten als basis voor de chirurg om het hele proces in eigen beheer uit te voeren. Dit protocol kan worden gebruikt voor elke orthognathic chirurgie, de uitvoering van alle bovenstaande voordelen.

Dit protocol is gebaseerd op twee CAD-software. De eerste is de imaging software, die het mogelijk maakt voor segmentatie en chirurgische planning met inbegrip van osteotomie locatie en benige bewegingen. De tweede is de 3D-ontwerpsoftware, die het mogelijk maakt om de chirurgische gidsen en de patiëntspecifieke fixatieimplantaten te plannen.

Bij het gebruik van de imaging software, is het cruciaal om een goede CT-beeld te verwerven, om goed te plannen van de osteotomie locatie, het vermijden van schade aan tandheelkundige wortels en om altijd in gedachten te houden waar de toekomstige fixatie platen zal worden geplaatst waardoor er genoeg ruimte voor de geplande platen en schroeven. Houd er rekening mee dat de gaten die in de chirurgische geleiders zijn voorbereid, overeenkomen met de gaten van de uiteindelijke fixatieplaat. Zorg ervoor dat u de juiste stadia van de chirurgische planning, de positie van de bovenkaak na de osteotomie, maar vóór de beweging, en een ander stl-bestand met de uiteindelijke positie van de bovenkaak te exporteren.

Bij het gebruik van de 3D-ontwerpsoftware is het belangrijk om eerst de uiteindelijke patiëntspecifieke fixatieplaten te plannen. Na de voorbereiding van het gat voor de schroeven, moet de bovenkaak met de gaten worden verplaatst volgens de locatie vóór de chirurgische beweging ter voorbereiding van de chirurgische snijgeleider met de gaten in de juiste positie. Dus, de volgorde van de stappen is cruciaal voor een nauwkeurige positionering en een goede chirurgische gids voorbereiding. Onthoud altijd dat als er een twijfel over discrepanties in de botcontinuïteit als gevolg van artefacten of onjuiste botsegmentatie is het de voorkeur aan bot toe te voegen in het ontbrekende deel, omdat een lichte ruimte tussen de fixatie plaat en het bot in een specifiek gebied heeft de voorkeur boven benige interfereren met de plaatsing van de plaat. Het is belangrijk om te onthouden dat soms orthodontische voorbereiding kan resulteren in benige tekortkomingen en blootgestelde tandheelkundige wortels, dus men moet niet aannemen dat dit te wijten is aan artefacten.

Deze methode beschrijft basisprincipes in chirurgische planning van orthognathic gevallen met inbegrip van de planning van chirurgische gidsen en patiënt-specifieke fixatieplaten. Het lost de onnauwkeurigheden op die bestaan in eerdere niet-berekende en semi-berekende methoden zoals digitale wafers en maakt volledige controle over de verticale dimensie mogelijk die in die methoden geen definitieve oplossing heeft ontvangen. Andere voordelen van de methode zijn volledige controle over de operatie door het uitvoeren van een virtueel plan van de operatie, met inbegrip van de geplande osteotomies en fixatie platen, aanzienlijke verlaging van de prijs (in vergelijking met outsourcing van de planning), en vermindering van de werkingsduur. Beperkingen zijn onder meer de noodzaak om de CAD-programma's onder de knie en de prijs van de 3D-geprinte titanium platen die aanzienlijk hoger is dan het gebruik van wafers en voorraad titanium platen. De hier beschreven methoden, met name de planning van chirurgische gidsen en platen kunnen verder worden gewijzigd voor vele chirurgische doeleinden. We beschrijven het gebruik van deze methode voor de chirurgische planning van benige resectie en reconstructie in gezichtsbeenderen. Deze methode kan worden gebruikt om te innoveren op het gebied van chirurgische planning en wederopbouw3,5 en kan ook worden toegepast in onderzoek, bijvoorbeeld bij de planning van geavanceerde steigerontwerpen voor botregeneratie.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

De auteurs hebben niets te onthullen.

Acknowledgments

Er is geen financiering ontvangen voor dit werk.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Dolphin imaging software Dolphin Imaging Systems LLC (Patterson Dental Supply, Inc) 3D analysis and virtual planning of orthognathic surgeries
Geomagic Freeform 3D systems Sculpted Engineering Design

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Hull, C. W. Apparatus for production of three-dmensonal objects by stereo thography. Arcadia, CA. US4575330A (1986).
  2. Shilo, D., Emodi, O., Blanc, O., Noy, D., Rachmiel, A. Printing the Future-Updates in 3D Printing for Surgical Applications. Rambam Maimonides Medical Journal. 9, (3), 20 (2018).
  3. Emodi, O., Shilo, D., Israel, Y., Rachmiel, A. Three-dimensional planning and printing of guides and templates for reconstruction of the mandibular ramus and condyle using autogenous costochondral grafts. British Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 55, (1), 102-104 (2017).
  4. Leiser, Y., Shilo, D., Wolff, A., Rachmiel, A. Functional reconstruction in mandibular avulsion injuries. Journal of Craniofacial Surgery. 27, (8), 2113-2116 (2016).
  5. Rachmiel, A., Shilo, D., Blanc, O., Emodi, O. Reconstruction of complex mandibular defects using integrated dental custom-made titanium implants. British Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 55, (4), 425-427 (2017).
  6. Lauren, M., McIntyre, F. A new computer-assisted method for design and fabrication of occlusal splints. American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics. 133, (4), 130-135 (2008).
  7. Song, K. -G., Baek, S. -H. Comparison of the accuracy of the three-dimensional virtual method and the conventional manual method for model surgery and intermediate wafer fabrication. Oral Surgery, Oral Medicine, Oral Pathology, and Oral Radiology. 107, (1), 13-21 (2009).
  8. Mazzoni, S., Bianchi, A., Schiariti, G., Badiali, G., Marchetti, C. Computer-aided design and computer-aided manufacturing cutting guides and customized titanium plates are useful in upper maxilla waferless repositioning. Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 73, (4), 701-707 (2015).
  9. Hanafy, M., Akoush, Y., Abou-ElFetouh, A., Mounir, R. Precision of orthognathic digital plan transfer using patient-specific cutting guides and osteosynthesis versus mixed analogue-digitally planned surgery: a randomized controlled clinical trial. International Journal of Oral and Maxillofacial Surgery. 49, (1), 62-68 (2019).
  10. Tack, P., Victor, J., Gemmel, P., Annemans, L. 3D-printing techniques in a medical setting: a systematic literature review. Biomedical Engineering Online. 15, (1), 115 (2016).
Behandeling van gezichtsmisvormingen met behulp van 3D-planning en afdrukken van patiëntspecifieke implantaten
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Shilo, D., Capucha, T., Goldstein, D., Bereznyak, Y., Emodi, O., Rachmiel, A. Treatment of Facial Deformities using 3D Planning and Printing of Patient-Specific Implants. J. Vis. Exp. (159), e60930, doi:10.3791/60930 (2020).More

Shilo, D., Capucha, T., Goldstein, D., Bereznyak, Y., Emodi, O., Rachmiel, A. Treatment of Facial Deformities using 3D Planning and Printing of Patient-Specific Implants. J. Vis. Exp. (159), e60930, doi:10.3791/60930 (2020).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter