Применение быстрого прототипирования в имплантологической практике

Н. И. Популиди

главный врач ООО «Новоросмедсервис»

Е. Н. Шастин

профессор, главный врач СК «ДЕНТиК Люкс»

Расширяющееся применение компьютерной томографии вывело диагностику и планирование лечения в челюстно-лицевой хирургии и имплантологии на принципиально новый уровень. Для увеличения наглядности, упрощения процесса диагностики и изготовления вспомогательных шаблонов успешно используются технологии быстрого прототипирования, позволяющие создавать трехмерные медицинские модели.

В данной статье коллектив авторов представит описание метода быстрого прототипирования и познакомит с собственным опытом использования этого метода в имплантологической практике.

Быстрое прототипирование

Аддитивные технологии AF (Additive Fabrication) новое название технологии быстрого прототипирования RP (Rapid Prototyping), отражающее суть метода, при котором изготовление изделия происходит путем добавления материала, в отличие от традиционных технологий обработки, в основе которых лежит принцип удаления лишнего материала. Аддитивные технологии предполагают формирование детали путем последовательного наращивания материала слой за слоем. В качестве модельных материалов используются жидкие, порошковые, нитевидные полимеры, литейные воски, листовые материалы, гипсовые композиции и ряд других. Часто установки быстрого прототипирования называют трехмерными принтерами.

Результатом работы трехмерного принтера является трехмерный физический объект, чаще всего это прототип (пластиковая трехмерная модель) цифрового трехмерного объекта, но зачастую результатом работы является конечный продукт, например протез коленного или тазобедренного сустава, спеченный из порошка титанового сплава, и пресс-форма, выращенная из инструментальной стали. Особенно скоро быстрое прототипирование распространяется в аэрокосмической отрасли (изготовление штучных и малосерийных деталей из специальных сплавов), в медицине — в частности, в хирургии, протезировании, стоматологии (инструменты, имплантаты, протезы и т. д.), в инструментальной промышленности и ряде других областей.

Быстрое прототипирование вполне справедливо называют технологией XXI века, и, похоже, сейчас уже никого не нужно в этом убеждать — достаточно лишь взглянуть на статистику. Terry Wohlers приводит в своем ежегодном обзоре следующие данные, характеризующие положение дел в области RP-технологий по состоянию на конец 2009 года:

за 2006—2009 гг. рост инвестиций в RP-отрасли составил 153 %;

за период с 1993 по 2009 год ежегодные продажи RP-принтеров увеличились более чем в 30 раз.

Вопрос, стоящий перед коллективом авторов данной статьи, был следующий: возможность и целесообразность применения технологии быстрого прототипирования в собственной стоматологической практике. Решено было применить технологию быстрого прототипирования для планирования имплантации и подготовки хирургического шаблона. Производство прототипа решено реализовать в лаборатории медицинского прототипирования DentalProto (Италия).

Клинический случай

Пациент № 7450, 65 лет, с диагнозом «полная адентия верхней челюсти» (рис. 1).

Рис. 1. Верхняя челюсть пациента при осмотре.

Рис. 1. Верхняя челюсть пациента при осмотре.

План лечения: установка 6 имплантатов, временное протезирование верхней челюсти полным съемным протезом, отсроченное постоянное протезирование верхней челюсти условно-съемным мостовидным протезом Procera Implant Bridge Ti Imp Lev с акриловой облицовкой. Протезирование нижней челюсти в статье рассмотрено не будет.

Изучив диагностические данные, коллектив авторов пришел к выводу, что имплантация на верхней челюсти будет затруднена из-за небольшого количества костной ткани и достаточно сложной анатомии. Принято решение о создании прототипа верхней челюсти. Остановимся более подробно на механизме получения прототипа в нашем клиническом случае.

Пациенту проведена компьютерная томография челюстно-лицевой области на спиральном томографе (использован больничный томограф Siemens с шагом 0,5 мм), по полученным данным выполнено построение виртуальной трехмерной модели верхней челюсти, проведено удаление шумов, мягких тканей (использовано программное обеспечение Siemens). Данные в формате DICOM загружены на Internet-сервер компании DentalProto. Итальянские коллеги на основании предоставленных данных выполнили быстрое прототипирование, изготовив модель верхней челюсти нашего пациента в маштабе 1:1 из специального композита, по свойствам обработки напоминающего кость человека и подлежащего стерилизации. Около недели ушло на транспортировку прототипа с места изготовления в нашу клинику. Стоимость изготовления с учетом пересылки составила 150 евро.

На рисунках 4—6 достаточно наглядно видно уровень детализации анатомических образований, отраженных на прототипе.

Для оценки наглядности прототипа в целях подготовки к предстоящему имплантологическому вмешательству хирургам наших клиник было предложено подготовиться к операции по установке дентальных имплантатов, используя четыре разные технологии:

1. Данные цифровой ортопантомографии с возможностью проведения любых измерений плюс визуальный осмотр пациента.

2. Данные компьютерной томографии в виде срезов по интересующим местам с возможностью проведения любых измерений.

3. Виртуальная трехмерная модель, построенная на основании данных компьютерной томографии, с возможностью виртуальной установки имплантатов.

4. Прототип челюсти пациента.

При помощи первых двух вариантов хирурги безошибочно устанавливали количество и размеры имплантатов, однако решение вопросов аугментации и окончательного позиционирования оставляли непосредственно на операционное время. Естественно, более уверены были хирурги, использовавшие данные компьютерной томографии.

Подготовка к операции по виртуальной трехмерной модели потребовала от хирургов больших затрат времени, связанных с необычностью работы с виртуальной моделью. Отсутствие навыков работы с трехмерными объектами на компьютере не позволило некоторым докторам составить план предстоящего имплантологического вмешательства.

Всеми хирургами, участвовавшими в эксперименте, была отмечена потрясающая наглядность прототипа челюсти пациента, проработка верхнечелюстных пазух, резцового канала и других анатомических образований. Высоко оценена также возможность проведения «репетиции» предстоящего вмешательства вплоть до выполнения установки имплантатов в прототип, что позволяет ответить на вопросы о возможном возникновении трещин или сколов костных фрагментов.

Также нами отмечена высокая ценность прототипа как наглядного пособия для общения с пациентом. Используя прототип, мы смогли до вмешательства полностью разъяснить пациенту ход операции, возможные осложнения, показать анатомические сложности и мотивировать на согласие с проведением дополнительных процедур. Мы уверены, что использование прототипа позволило нам значительно лучше информировать пациента. Очевидно, что прототип может быть использован не только для улучшения коммуникации врач — пациент, но и в обучении персонала или межврачебной коммуникации.

В нашем случае мы выполнили установку имплантатов непосредственно в прототип, после чего был изготовлен точный накостный шаблон для установки имплантатов. Имплантаты установлены с использованием шаблона, изготовленного по прототипу челюсти пациента. Результат хороший, прогноз благоприятный.

Рис. 7. 3D-модель верхней челюсти пациента (установлены аналоги имплантатов).

Рис. 7. 3D-модель верхней челюсти пациента (установлены аналоги имплантатов).

Заключение

Изготовление прототипа — верх визуализации объекта, а в сочетании с компьютерной томографией — неоценимый инструмент в руках врача, позволяющий до операции изучить и буквально «подержать в руках» объект предстоящего вмешательства.

Авторы предполагают, что особенно актуально использование прототипов челюстей при планировании и проведении следующих видов хирургических вмешательств:

операции изменения прикуса;

пересадка костных блоков;

заблаговременная подготовка титановой сетки или пластин остеосинтеза.

comments powered by HyperComments
Похожие статьи
Об особенностях конструирования субпериостальных имплантатов для верхней...
06 июня 2010
1073
А. Н. Чуйко к. т. н., доцент (Харьков, Украина) И. А. Шинчуковский к. т. н., доцент кафедры ортопедической стоматологии НМУ им. А....
Шесть факторов остеоинтеграции. Имплантационные материалы
08 августа 2010
4528
А. А. Долгалев д. м. н., главный врач ООО «Северо-Кавказский медицинский учебно-методический центр» В рубрике «Имплантология для начинающих» мы уже...
Шесть факторов остеоинтеграции. Поверхность. От биоинертности к...
11 ноября 2010
1239
А. А. Долгалев д. м. н., главный врач ООО «Северо-Кавказский медицинский учебно-методический центр» Поверхность имплантата — это ключ к успешной остеоинтеграции,...