Caso clínico
Manexo cirúrxico do tumor mandibular asistido con tecnoloxía de impresión tridimensional: Nota técnica e informe de caso
Xestión cirúrxica do tumor mandíbulo asistido con tecnoloxía de impresión tridimensional: unha nota técnica e informe de caso
Ignacio Velasco A, B, *, Héctor Ramos Ay Soheil Vahdani en
a departamento de cirurxía oral e maxilofacial, Universidade de Porto Rico, PR, Estados Unidos
B oral / cabeza & Oncoloxía do pescozo e cirurxía reconstrutiva, PEKING University Stomatological Hospital, Pequín, China
correspondencia a:
Resumo
Obxectivo: Introduza a tecnoloxía de impresión tridimensional para a creación de modelos anatómicos para axudar a Quirúrgica Planificación de tumores mandibulares.
Caso clínico: presentamos o caso dun paciente de 30 anos de idade cunha historia de tumor na mandíbula, o sector anterior, con 2 anos de evolución. A biopsia incisional confirmou que era un fibroma osificador. Coa axuda da tecnoloxía de impresión tridimensional, a planificación quirúrgica realizouse para establecer as marxes de osteotomies e do predpaque da placa de reconstrución. Adicionalmente, o proceso de construción do modelo de prototipado rápido con tecnoloxía de impresión tridimensional descríbese en detalle.
Palabras clave Neoplasmos mandibulares; Impresión en tres dimensións; Reconstrución mandibular; Fibra de osificación
Resumo
Obxectivo: Introdución de tecnoloxía de impresión tridimensional para a xeración de modelos de prototipos rápidos médicos, unha ferramenta asistente na planificación cirúrxica dos tumores mandibulares.
Caso clínico: informamos do caso dun paciente feminino de 30 anos que desenvolveu unha masa mandable previa con 2 anos de evolución. Biopsia incisional confirmada Fibraa osificadora. Coa axuda da tecnoloxía de impresión tridimensional, creouse o modelo 3D e a planificación quirúrgica realizouse co deseño de sitios de osteotomía para resete mandibular. Ademais, logrouse prexudicar a placa de reconstrución baseada no modelo 3D. O protocolo para a creación de modelos de prototipos rápidos en detalles descríbese neste artigo.
Palabras clave Neoplasmos de mandíbula; Impresión tridimensional; Reconstrución mandibular; Fibra de osificación
Introdución
A necesidade de reconstrución de defectos mandibulares foi un desafío continuo de cirurxiáns de cabeza e pescozo, plásticos e maxilofaciais. Os tumores benignos ou malignos, osteomielite, trauma, ossteoradionecrosis son algunhas anomalías que dan lugar a defectos de continuidade significativos nos ósos maxilares1. Os obxectivos da reconstrución son o reembolso da anatomía perdida e simetría facial, así como un resultado funcional adecuado que permite a rehabilitación dental adecuada2. Despois da resección mandibular, a reconstrución realizarase inmediatamente ou diferida como segundo procedemento de 3 a 6 meses despois. Os procedementos de reconstrución máis populares inclúen enxertos óseos vascularizados e non vascularizados, distracción osteogénica eo uso de placas de titanio1,2.
O uso de placas de titanio para a reconstrución de defectos de continuidade na mandíbula é un estándar de ouro Na práctica da cirurxía reconstrutiva3. Dálles a forma ás placas de titanio, durante a cirurxía, non é un procedemento sinxelo; Así, a preparación require un tempo cirúrxico máis longo, aumentando os custos da intervención. Moldeo A placa de reconstrución en superficies anatómicas é esencial para o éxito do procedemento e a futura colocación do enxerto óseo, coa idea de rehabilitarse con implantes oneintegrados se é necesario 4.
Planificación preoperatoria en Ablatura Cirurxía e reconstrución evolucionou nos últimos 20 anos co progreso da imaxe médica. Non obstante, as modalidades radiolóxicas actuais limítanse a mostrar unha imaxe tridimensional (3D) nunha superficie bidimensional, como é a pantalla da computadora5. Pero cos avances da tecnoloxía de prototipos de xeito rápido (PRM), agora é posible obter modelos anatómicos en escala 1: 1 coa información de estudos de imaxe convencionais, como: tomografía computada (TC), resonancia nuclear magnética e sonografía66 Estes modelos anatómicos comezaron a ser utilizados na medicina por Mankovich et al. A principios da década de 1990 para a reconstrución de defectos craniofaciais. Existen diferentes tecnoloxías para producir estes modelos: estereolitografía, láser selectivo sinterizado, deposición de pulverización multi-fase e impresión en 3D.
A tecnoloxía de impresión 3D permite xerar obxectos deseñados por ordenador mediante un mecanismo de moldaxe por deposición fundida en conxunto cun material termoplástico. Esta tecnoloxía pode construír obxectos en 3D de calquera forma imaxinable e as aplicacións de medicina están a expandir rapidamente para revolucionar a planificación no campo da cirurxía.
Os informes recentes da literatura demostraron que estes modelos PRM poden ser utilizados en Pre e Periódicos perioperativos para mellorar a previsibilidade dos tratamentos reconstrutivos maxilofaciais8-11. As súas aplicacións inclúen diagnóstico, planificación de tratamento e educación do paciente para comprender a súa anormalidade. Adicionalmente, os modelos poden usarse para crear guías cirúrxicas e moldes. Pódese deseñar facilmente as marxes de resección, avaliar defectos óseos antes dun enxerto e individualizar placas de titanio9-11.
O obxectivo deste informe é introducir tecnoloxía de impresión en 3D para a creación de modelos anatómicos na planificación da cirurxía Tratamento de tumores mandibulares. Presentaremos un caso clínico no que estes modelos asistiron no deseño de resección mandibular por patoloxía tumoral e posterior reconstrución inmediata con titanio e enxerto óseo.
Caso clínico
Paciente de muller, Carreira hispánica de 30 anos, que se deriva da clínica de cirurxía oral e maxilofacial da Universidade de Porto Rico (San Juan, PR), para a avaliación e tratamento dunha gran lesión mandibular, no sector anterior, cunha evolución aproximada de 2 anos. Ela negou parella, dor, disfagia e mobilidade dos dentes mandibulares anteriores, eo seu rexistro médico pasado non era contributivo. No exame extraógico, a masa na mandíbula anterior era evidente, que se manifestou no tecido brando da rexión do submidio (Fig. 1). O tumor era óso, duro e non doloroso para a palpación. A sensación do nervio mental na rexión era normal. Na exploración intraoral houbo unha expansión ósea que se estendeu entre os dous corpos da mandíbula (figura 2). A expansión de ambos corticales foi evidente a Palpation. Non obstante, a mucosa que cubría a lesión estaba intacta e sen ulceracións.
Figura 1 a, b) Exame extraorial que evidencia Aumento do volume das rexións mandibulares anteriores e submentarios.
Figura 2 a, b) Exame intraoral que mostra mandibular perky Tumor con expansión de cortical bucal e lingual.
Maxilofacial TC foi ordenado; O tipo de reconstrución ortopantomografía evidiu unha gran lesión multilocular expansiva da mandíbula anterior, que cubría desde o segundo dereito premolar ao primeiro molar contrailateral sen causar reabsorción de raíces dentais e que abarcan todo o espesor mandibular (Figura 3). A densidade da lesión foi mixta, con maiores áreas de hipodensidade e cun compoñente hiperdense inferior disperso no centro da lesión. En cortes axiais e reconstrucións en 3D, os bordos corticales estaban ben definidos e a lesión non invadiu outras rexións anatómicas (Figura 4). Dentro do diagnóstico diferencial, incluíronse un tumor epitelial odontogénico, fibroma osificador, displasia fibrosa, cemento gigantetiforme, osteoblastoma e osteosarcoma de baixo grao.
/ p>
Figura 3 Reconstrución tipo ortopantomografía que revela unha gran lesión multilocular.
Figura 4 Tomografía Maxilofacial calculado. A) vista axial que mostra a densidade mixta da lesión. B) Reconstrución 3D da vista lateral.
c) Reconstrución 3D da vista anterior. D) Reconstrución 3D da vista vandibular inferior.
continuou coa biopsia incisional eo posterior exame histolóxico revelado seccións de tecido brando, principalmente composto por tecido conxuntivo fibroso hipercelular coa formación de trabéculas óseas desorganizadas. O óso cortical non parece estar involucrado polo tecido conxuntivo neoplástico e non se observou ningún teléfono móbil Atypia. Estas características son consistentes co diagnóstico de fibroma osificador.
A enucleación adoita ser o tratamento recomendado para o fibroma osificador convencional; Non obstante, debido á extensión da lesión, o tratamento indicado para o noso paciente é a resección mandibular. Para planificar a cirurxía e determinar sitios de osteotomía xunto ao predpaque da placa de reconstrución (KLS Martin®, Jacksonville, FL, EUA), xeráronse modelos anatómicos PRM con tecnoloxía de impresión en 3D.
O noso servizo creou un protocolo usando programas de código gratuíto e de código aberto xunto cunha impresora 3D R1 de baixo custo (Robo 3D®, San Diego, CA, EUA). Despois describiremos todos os pasos para a xeración destes modelos anatómicos, que se resumen na figura 5.
Figura 5 Resumo dos pasos para xerar modelos de prototipos rápidos con tecnoloxía de impresión en 3D.
Segmentación: é o proceso de transformación das imaxes (TC) no ficheiro de almacenamento e comunicación de imaxes médicas DICOM a un 3D Formato de prototipado (ficheiro STL). Isto faise importando o ficheiro DICOM ao programa de imaxe de código aberto de Investalius (versión 3.0.0, Centro de Tecnoloxía da Información Renato Archer, Campinas, SP, Brasil); A TC de alta resolución recoméndase con espesor de cortes de 0,75-1,25 mm. O programa crea un modelo 3D do esqueletario maxilofacial usando unha máscara ósea preestablecida e despois exporta como un ficheiro STL (Fig. 6).
Figura 6 “segmentación” usando un programa de imaxe para transformar a información
DICOM nun ficheiro de prototipado en 3D.
Edición modelo 3D: o ficheiro é importado STL para o programa gratuíto AUTODESK MESHMIXER® (versión 2.9.1, San Rafael, CA, EUA). A área anatómica está seleccionada para imprimir – no noso caso, só a mandíbula e editámolo para eliminar algúns artefactos e suavizar a superficie (fig. 7).
Figura 7 a, b) Selección da rexión anatómica e edición do modelo.
Impresión 3D: xa co modelo editado importa ao programa do 3D Impresora, no noso caso, é MatterControl® (Matterhackers, CA, EUA), para a nosa impresora Robo 3D R1®. O modelo foi impreso con filamento de ácido poliláctico branco (HatchBox®, EE. UU.) Con resolución de 0,3 mm. As etapas de segmentación e edición foron atrasadas aproximadamente 45 min e foron realizadas polo caso do cirurxián (I.V.). O tempo de impresión do modelo mandibular (modelo # 1) foi de 6h e 21 min. O modelo tiña un peso de 71,3 g (o custo do material foi de 1.57 dólares).
Planificación preoperatoria: xa co modelo mandibular impreso (modelo # 1) e coa axuda dos estudos de Imaxes, os sitios de osteotomías foron determinados por Mezial dos dentes 3.7 e 4,6 (Fig. 8A). Debido á gran deformidade do sector mandibular anterior, xeráronse un segundo modelo (modelo # 2), onde se realizaron osteotomies virtuais eo arco dental de Maxilla tamén foi impreso xunto coa representación das posicións posibles de implantes dentais como referencias para o Reconstrución (Fig. 8b). Para evitar a protrusión da placa e enxerto dos ósos, usamos a deformidade no modelo # 1 para adaptar a placa ao formulario anatómico máis similar antes do tumor. A continuación, a posición da placa foi verificada probando-lo no modelo # 2, a posición dos dentes mandibulares e da oclusión foi utilizada para avaliar o contorno correcto (Fig. 9). Unha vez que se realizou a adaptación da placa, realizouse unha guía de posicionamento para a placa da cirurxía; Isto foi feito cunha folla de follas odontológicas Thermoformer (Formación de baleiro, Bio-Art, Sao Carlos, Brasil) (Fig. 10).
Figura 8 a) Modelo # 1 onde se planificou as marxes de resección
(liñas punteadas) por Mezial de 3,7 e 4.6. B) Deseño do modelo # 2 con osteotomías virtuais e representación de posibles posicións de futuros
Implantes dentais.
Figura 9 a. C.) Usar o desgaste do bordo inferior no modelo # 1 para contornar correctamente a placa de titanio e evitar a postrusión diso debido ao tumor. D) Comprobe a forma da placa
no modelo # 2.
Figura 10 a, b) o A placa está fixada na posición final do modelo # 1, e co termoformado termoformado de estampación de follas dentais constrúese unha guía
Posicionamento para a placa da cirurxía.
Para o procedemento quirúrgico que realizaron intra e os accesos extraorales seguidos de resección mandibular con sacrificio de ambos os nervios mentoniais. Un estimulador nervioso (Vari-Steam® III Localizador Nerve, Medtronic, MN, EE. UUA) foi utilizado durante o acceso extraoral para controlar o buque marginal mandibular do nervio facial, ademais elevouse unha solapa submentaria con pedículo no lado esquerdo á reconstrución intraoral .. A placa de 2,7 mm (KLS Martin®, Jacksonville, FL, EE. UU.) Foi corrixida con 4 parafusos en cada segmento proximal e durante a resección, a fixación intermaxilar utilizouse para manter a oclusión restante no lugar.Non era necesario ter que modificar a placa durante a cirurxía (Fig. 11). A reconstrución ósea inmediata realizouse a partir do defecto mandibular de ≈10cm con autograft ilegal de cortina ilegal (este procedemento foi antes da resección tumoral) e 8mg Infuse® (RHBMP-2, Medtronic, MN, EUA) (Fig. 12). Como procedemento final, a traqueostomía realizouse debido ao edema do chan da boca. O tempo de cirurxía total era de 9h e 20min. No período postoperatorio non sufriu unha debilidade do nervio facial e a súa estadía hospitalaria non tiña eventos. Foi descargado a 7 días tolerando a dieta oral. O seguimento da rutina clínica e radiográfica (Fig. 13) foi sen complicacións, mostrando unha simetría facial adecuada e á espera dunha rehabilitación futura con implantes osointédicos.
Figura 11 a) Acceso extraoral. B) Guía de posicionamento da placa traseira sobre a resección mandibular. C) Placa de titanio en posición. D) espécime mandibular.
Figura 12 a) Grande óseo de óso de óso ilíaco. B) Reconstrución mandibular con Graft
Cortical-Spongy e Infuse®. C) Reconstrución intraoral con solapa de envíos.
Figura 13 Radiografía panorámica postoperatoria que mostra a posición correcta da reconstrución da placa
e enxerto óseo.
Discusión
Na nosa experiencia, os modelos creados con tecnoloxía de impresión 3D son unha ferramenta eficaz na planificación das resecciones mandibulares por tumor de patoloxía Non só son para a planificación do tratamento e para a produción de hardware individualizado, senón tamén unha axuda para a educación do paciente, melloran a calidade de diagnóstico e mesmo poden usarse en simulación preoperatoria1,12.
erickson et al. Recollían información dunha enquisa de 38 cirurxiáns sobre o uso de modelos anatómicos estereolitográficos en cirurxía maxilofacial e 69% dos entrevistados que responderon modelos usados para o diagnóstico; O 73% utilizou o modelo para a educación do paciente; O 38% dos médicos creron que o modelo minimizou a ferida quirúrgica e a exposición ao tecido, e o 96% cría que os modelos eran adxuvantes útiles no tratamento do paciente13.
atopamos que diminuír o tempo no funcionamento A sala é unha das maiores vantaxes do uso de placas previstas e modelos 3D como referencia anatómica. Non só por razóns económicas, senón tamén diminuíndo o tempo de exposición ao paciente á anestesia xeral, que pode traducirse nunha diminución de 1 a 1,5 h en longas cirurxías14. Co noso protocolo presentado usando unha impresora 3D non industrial con programas gratuítos, os modelos anatómicos de baixo custo do esqueleto maxilofacial pódense xerar con só un pequeno investimento que está ao alcance de calquera cirurxián da práctica privada ou da institución académica.
Estes modelos anatómicos representan unha ferramenta inestimable na actualidade para axudar aos pacientes a comprender o seu diagnóstico e propoñer tratamento cirúrxico1. Na nosa institución son un elemento importante para a educación dos residentes. O seu custo adicional está xustificado polas vantaxes dadas para diminuír o tempo de cirurxía e na satisfacción do paciente. Recomendamos que os especialistas que traballen coa patoloxía do tumor en maxillares deberían estar no coñecemento desta tecnoloxía, que incluso pode ter máis aplicacións noutros campos da cirurxía maxilofacial como a cirurxía ortognática, a cirurxía conxunta temporomandibular e a distracción osteógenos craniofacial.
BIBLIOGRAFÍA
1. Salgueiro Mi, Stevens Mr. Experiencia co uso de prema placas para a reconstrución de defectos mandibulares. CRANIOMAXILLOFAC TRAUMA RECOSNTR. 2010; 3: 201-8.
2. Cohen A, Laviv A, Berman P Nashef R, Abu-Tair J. Reconstrución mandibular usando tecnoloxía de modelización de impresión de 3 dimensións estereolitográfica. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod. 2009; 108: 661-6.
3. Rahimov C, Farzaliyev I. Bendendo virtual de placas reconstrutivas de titanio para ponte de defectos mandibulares: revisión de tres casos clínicos. CRANIOMAXILLOFAC TRAUMA RECOND. 2011; 4: 223-34.
4. Yovchev D, Stanimirov P Mihaylova HR. Reconstrución da mandíbula baixa usando prototipo de datos de tomografía computada con feixe de cono. Int Diario de Ciencias e Investigación. 2014; 3: 57-9.
5. Nayar S, Bhuminathan S, BHAT WM. Prototipado rápido e estereolitografía na odontoloxía. J Pharma Bioallied Sci 2005; 7 suppl. 1: S216-9.
6. Winder J, BIBB R. Tecnoloxías de prototipos rápidos médicos; Estado da arte e limitacións actuais para a aplicación en cirurxía oral e maxilofacial. J Oral Maxillofac Surg. 2005; 63: 1006-15.
7.Mankovich NJ, Cheeseman Am, Stoker Ng. A visualización de anatomía tridimensional con modelos estereolitográficos. J díxitos de imaxe. 1990; 3: 200-3.
8. Ventola CL. Aplicacións médicas para a impresión 3D: usos actuais e proxectados. P T. 2014; 39: 704-11.
9. Cunningham L, Madsen M, Peterson G. Stereolithographic Modeling Technology aplicado á resección do tumor. J Oral Maxillofac Surg. 2005; 63: 873-8.
10. Barker TM, Earwaker WJS, Lisle Da. Precisión de modelos estereolitográficos para a anatomía humana. Australas Radiol. 1994; 38: 106-11.
11. Mehra Pminer J, D’Innocenzo R, Nadershah M. Uso de modelos estereolitográficos 3-D en cirurxía oral e maxilofacial. J Maxillofac Oral Surg. 2011; 10: 6-13.
12. Erben C, VITT KD, WULF J. Primeira análise estatística de datos recollidos no estudo de validación de Phidias de modelos estereolitográficos. Phidias Newsletter. 2000; 5: 6-12.
13. Erickson DM, Chance D, Schmitt S, Mathis J. Unha enquisa de opinión de beneficios reportados do uso de modelos estereolitográficos. J Oral Maxillofac Surg. 1999; 57: 1040-3.
14. Toro C, Robiony M, Costa F, Zerman N, Politi M. Fieibilidad de planificación preoperatoria utilizando modelos de facsímil anatómicos para a reconstrución mandibular. Cara a cara med. 2007; 3: 5.
Recibido o 27 de xullo de 2016; Aceptado El 14 de Septiembre de 2016
Disponible en Internet O 19 de outubro de 2016
Responsabilidades éticas
Protección de personas y animais. Los Autores declaran que os procedementos Seguídos se conforman a Las Normas Éticas do Comité de Experimentación Humana Responsable Y de Acuerdo con La Asociación Médica Mundial e a Declaración de Helsinki.
Confidenciacialidad de los datos. Los Autores declaran que Han Seguido Los Protocolos de SU Centro de Traballo sobre a Publicación de Datos de Pacientes.
Derecho a la Privacidad e consentimento informado. Los Autores Han Obtenido El Consentimiento Informado de Los Pacientes Y / O Sujetos Referidos en El Artigo. Este documento obra en poder del autor de correspondencia.
Conflicto de intereses
Os autores declaran sen Tener Ningún conflito de intereses.
agradecimientos
Al Dr. Oscar Venegas e A La Sra. Daniela Palma por su nayuda na preparación do manuscrito.