Обычай

Jun 02, 2023

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 11985 (2023) Цитировать эту статью

401 доступ

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Все виды методик краниопластики восстанавливают морфологию черепа и влияют на эстетику пациента. Для улучшения выздоровления пациентов и процесса реабилитации необходимы безопасные и простые методы. Мы предлагаем новый метод краниопластики. Трехмерная (3D) реконструкция тонкослойной компьютерной томографии (КТ) черепа использовалась для отражения интактной стороны на дефект и вычитания перекрывающихся точек друг из друга. Таким образом, можно построить 3D-модель планируемого имплантата необходимой формы и размера. Точную посадку имплантата можно проверить, распечатав дефектную часть черепа на случай, если ее можно будет модифицировать. На основе окончательной модели была изготовлена ​​стерилизуемая силиконовая форма. Имплантаты из полиметилметакрилата готовили непосредственно в асептической среде операционной во время операции. В период с 2005 по 2020 год мы выполнили 54 краниопластики 52 пациентам, которым ранее выполнялись краниотомии по показаниям черепно-мозговой травмы, инсульта или опухолевых операций. Никаких технических проблем в ходе эксплуатации отмечено не было. В 2 случаях возникшие гнойные осложнения не были связаны с самой методикой, и имплантаты были удалены, а затем заменены. Предлагаемая нами методика, основанная на индивидуальных силиконовых формах, напечатанных на 3D-принтере, является надежным, безопасным, легко воспроизводимым и недорогим методом восстановления различных дефектов черепа.

Были разработаны различные методы восстановления и точной реконструкции дефектов черепа. Проблемы, связанные с этими методами, основаны на индивидуальных случаях, а институционально разработанные методы могут быть недостаточными для некоторых пациентов1,2,3. Ручное формование полиметилметакрилатом (ПММА) – самый простой способ замаскировать дефекты. Этот метод по-прежнему применим к более мелким дефектам с почти ровной поверхностью в легкодоступных местах. Для покрытия больших поверхностей можно использовать различные титановые имплантаты, но уровень осложнений в долгосрочной перспективе может скрыть показания в случаях, когда необходима пластическая реконструкция кожи.

Увеличение доступности трехмерной (3D) печати стало поворотным моментом в области индивидуальной костной пластики и особенно краниопластики4,5,6. Операции после черепно-мозговой травмы и широкое применение декомпрессии у больных, перенесших инсульт, увеличили потребность в краниопластике. Необходимо разработать простые, удобные для хирурга, воспроизводимые и недорогие методы. Процедура краниопластики, основанная на специальном методе 3D-печати, хорошо подходящем даже для сложных геометрических форм, используется в Дебреценском университете с 2005 года. При этой процедуре сначала мы печатаем образец, который соответствует форме и размеру предполагаемой замены; затем на основе этого слепка мы изготавливаем силиконовую форму, которую, в свою очередь, можно использовать для изготовления замены из ПММА во время операции.

Мы выполнили 54 краниопластики 52 пациентам. Соотношение мужчин и женщин составило 2,46, а средний возраст составил 40,2 года (SD ± 13,41). Самому младшему пациенту на момент краниопластики было 17 лет, а самому старшему — 65 лет. Средний объем имплантата составил 52,19 см3 (SD ± 27,37). Средняя площадь поверхности имплантата составила 218,8 см2 (SD ± 91,04). Все операции выполнены через 3 месяца после краниэктомии. Все методы выполнялись в соответствии с соответствующими руководящими принципами и правилами.

Когда была показана краниопластика, были получены КТ высокого разрешения с толщиной среза 1 мм. 3D-реконструкцию из файлов DICOM проводили с помощью программного комплекса Mimics® (Materialise, Бельгия). На следующем этапе была создана геометрическая форма, которая точно соответствовала зоне дефекта и воспроизводила исходные контуры. В основном это было сделано на основе симметрии черепа путем отражения его неповрежденной половины в срединной сагиттальной плоскости. Чтобы минимизировать время расчетов, мы удалили те части моделей, которые не являются существенными в данном случае (рис. 1). Форма имплантата краниопластики была получена путем булевого вычитания модели с дефектом из отраженной модели, представляющей интактный череп. Если дефект нарушает плоскость симметрии или замена не может быть произведена путем зеркалирования по другим причинам, консультация нейрохирурга облегчает процесс планирования. В 2 случаях, когда требовалась реконструкция двусторонней лобно-височно-базальной и бифронто-височно-затылочной декомпрессии, в процессе планирования использовались прекомпрессионные КТ. Не только замену, но и дефектную деталь можно распечатать, чтобы перед операцией проверить ее идеальную посадку. Печать осуществлялась на оборудовании Connex 260 (Stratasys, США) с использованием технологии Objet. При необходимости напечатанную модель можно подогнать еще точнее путем резки, фрезерования и шлифовки (рис. 2). Также можно добавить глухие отверстия, которые при необходимости смогут проводить во время работы дрели. После доработки формы модели мы изготовили силиконовую форму из Protosil RTV 245 («Antropol», Германия) — двухкомпонентного силиконового материала, который после затвердевания становится биологически инертным. Форма прозрачна, термостойка до 200°С, легко стерилизуется; кроме того, затвердевший ПММА к нему не прилипает. Учитывая твердость используемого силикона по Шору 40А, толщина кремния вокруг образца должна быть не менее 12 мм, чтобы избежать деформации при формовании маловязкой смеси костного цемента в форме. После формования силикон выдерживают при температуре 50°С в течение 12 часов для достижения полного затвердевания. Все формы, соответствующие Общему регламенту защиты данных (GDPR) (рис. 3), имеют маркировку. Через боковой разрез удаляют модель дефекта. Разрез позволяет открывать и закрывать силиконовую форму, как книгу, уделяя особое внимание точному прилеганию. Для проверки процесса ПММА формуют в форме и вставляют в ранее напечатанную модель, содержащую дефект. Макроскопических разрывов ни в одном случае не наблюдалось. Окончательный имплантат создается в операционной в стерильных условиях. ПММА формуют в форме (рис. 4). Формирование костного цемента должно начинаться сразу после правильного смешивания, чтобы обеспечить достаточно низкую вязкость и избежать любой деформации. В процессе формования особое внимание необходимо уделять равномерному распределению цемента в форме. Образование включений пузырьков воздуха можно предотвратить, используя соответствующую технику. После полимеризации в течение не менее 10 мин форму вскрывают через боковой разрез и имплантат легко удаляется без прилипания к силикону. На последнем этапе процедуры имплантат фиксируется к близлежащим костям с помощью небольших пластинок или чрескостных швов через небольшие отверстия. Основные этапы процедуры представлены на рис. 5.