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Artículo de método

Planificación e impresión 3D de implantes específicos para el paciente para la reconstrucción de defectos óseos

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DOI:

10.3791/60929

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4 de agosto de 2020

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* These authors contributed equally

En este artículo

Resumen

Este protocolo describe el uso de la planificación e impresión 3D para la reconstrucción de defectos óseos. Utilizamos herramientas de segmentación para crear modelos 3D seguidos de software de diseño 3D para crear implantes específicos para el paciente con fines de reconstrucción concomitantes con cirugía ablativa o como una segunda etapa.

Resumen

Estamos en medio de la era 3D en la mayoría de los aspectos de la vida, y especialmente en la medicina. La disciplina quirúrgica es uno de los principales actores en el campo médico utilizando las capacidades de planificación e impresión 3D en constante desarrollo. El diseño asistido por ordenador (CAD) y la fabricación asistida por ordenador (CAM) se utilizan para describir la planificación y fabricación 3D del producto. La planificación y fabricación de guías quirúrgicas 3D e implantes de reconstrucción es realizada casi exclusivamente por ingenieros. A medida que la tecnología avanza y las interfaces de software se vuelven más fáciles de usar, plantea una pregunta con respecto a la posibilidad de transferir la planificación y la fabricación al médico. Las razones de tal cambio son claras: el cirujano tiene la idea de lo que quiere diseñar, y también sabe lo que es factible y podría ser utilizado en el quirófano. Le permite estar preparado para cualquier escenario / resultados inesperados durante la operación y permite al cirujano ser creativo y expresar sus nuevas ideas utilizando el software CAD. El propósito de este método es proporcionar a los médicos la capacidad de crear sus propias guías quirúrgicas e implantes de reconstrucción. En este manuscrito, un protocolo detallado proporcionará un método simple para la segmentación utilizando el software de segmentación y la planificación de implantes utilizando un software de diseño 3D. Después de la segmentación y la producción de archivos stl utilizando software de segmentación, el médico podría crear una placa de reconstrucción específica del paciente simple o una placa más compleja con una base para el posicionamiento del injerto óseo. Se pueden crear guías quirúrgicas para una resección precisa, la preparación del agujero para el posicionamiento adecuado de la placa de reconstrucción o para la recolección y el reestornado del injerto óseo. Se detalla un caso de reconstrucción de la mandíbula inferior después de la fractura de la placa y la curación no sindical de una lesión sufrida por trauma.

Introducción

La medicina personalizada se está desarrollando rápidamente en muchos campos de la medicina1. El tratamiento oncológico personalizado es un tema de mucha discusión y por lo tanto es bien conocido por la población en general. La impresión 3D fue introducida por primera vez por Charles Hull mostrando la impresión 3D de objetos utilizando estereolitografía2. Desde entonces, se desarrollaron diferentes tecnologías para la impresión 3D. El método utilizado se selecciona en función del propósito del dispositivo.

El campo quirúrgico está adoptando rápidamente la medicina personalizada. El tratamiento....

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Protocolo

Este estudio siguió a la Declaración de Helsinki sobre protocolo médico y ética y la Junta de Revisión Etica Institucional aprobó el estudio.

1. Segmentación utilizando un software de segmentación

NOTA: El proceso de importación de los archivos DICOM requiere la orientación de los planos axial, coronal y sagital en la ventana emergente para finalizar la configuración.

  1. En el menú Segmentación ósea, elija la función General. Utilice el marcador "-" para segmentos no deseados y "+" para el segmento de interés. Añada marcadores en el modelo....

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Resultados

Una paciente de 40 años con una placa de fijación de reconstrucción rota y suministrada en stock de una lesión anterior y una fractura no sindical en el cuerpo izquierdo de su mandíbula inferior presentada al departamento. La imagen muestra la placa de fijación rota y el segmento izquierdo mal posicionado de la mandíbula inferior(Figura 1). Utilizando un software de segmentación, se realizó la segmentación de la mandíbula inferior separando la placa de fijaci.......

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Discusión

Con el constante desarrollo del uso de computadoras para la planificación virtual de procedimientos quirúrgicos, la combinación con otra tecnología en desarrollo, la impresión 3D, condujo a una nueva era de tratamiento quirúrgico. La precisión es el objetivo de estas tecnologías y la atención específica del paciente, como el objetivo futuro, se presenta en forma de guías quirúrgicas e implantes de reconstrucción específicos para el paciente. Discutimos guías quirúrgicas como parte de un protocolo futuro diferente. En el .......

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Divulgaciones

Los autores no tienen nada que revelar.

Agradecimientos

No se recibió financiación para este trabajo.

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Sistemas D2P (DICOM to Print)Sistemas 3DSoftware de segmentación para crear archivos stl 3D
Sistemas Geomagic Freeform3DDiseño de ingeniería esculpida

Referencias

  1. Goodsaid, F., Frueh, F., Burczynski, M. E. Personalized Medicine. Drug Discovery and Evaluation: Methods in Clinical Pharmacology. Hock, F., Gralinski, M. , Springer. (2019).
  2. Hull, C. W. Apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography. Google Patents. , US4575330A (1986).
  3. Petzold, R., Zeilhofer, H. F., Kalender, W. Rapid prototyping technology in medicine--basics and applications. Computerized Medical Imaging and Graphics. 23....

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