[go: up one dir, main page]

RU2696533C1 - Method for reconstruction of complex defects of maxillofacial area - Google Patents

Method for reconstruction of complex defects of maxillofacial area Download PDF

Info

Publication number
RU2696533C1
RU2696533C1 RU2018125817A RU2018125817A RU2696533C1 RU 2696533 C1 RU2696533 C1 RU 2696533C1 RU 2018125817 A RU2018125817 A RU 2018125817A RU 2018125817 A RU2018125817 A RU 2018125817A RU 2696533 C1 RU2696533 C1 RU 2696533C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
endoprosthesis
bone
defect
patient
complex
Prior art date
Application number
RU2018125817A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Денис Евгеньевич Кульбакин
Евгений Лхамацыренович Чойнзонов
Марат Рафкатович Мухамедов
Сергей Николаевич Кульков
Алесь Сергеевич Буяков
Светлана Петровна Буякова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук" (Томский НИМЦ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук" (Томский НИМЦ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук" (Томский НИМЦ)
Priority to RU2018125817A priority Critical patent/RU2696533C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2696533C1 publication Critical patent/RU2696533C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B17/00Surgical instruments, devices or methods
    • A61B17/56Surgical instruments or methods for treatment of bones or joints; Devices specially adapted therefor
    • A61B17/562Implants for placement in joint gaps without restricting joint motion, e.g. to reduce arthritic pain

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Rheumatology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pain & Pain Management (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Prostheses (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention refers to medicine, namely to maxillofacial surgery, and is intended for use in reconstruction of complex defects of the maxillofacial region. Bone tissue defect is replaced with endoprosthesis made from reconstructive material, based on spiral computed tomography of the patient's skeleton with subsequent fixation and covering the defect with a complex of patient's tissues. Reconstructible material is a ceramic material based on a ZrO2-Al2O3 composite. Endoprosthesis is created individually for each patient using 3-D printing methods in stages using slip casting and gradient sintering, sterilized and installed in the defect area, for this purpose, preparation of bone edges of the defect, to which a ceramic endoprosthesis will be attached, including removal of soft tissues around the bone edges and alignment of the bone edge of the defect by milling treatment of the bone edges of the wound. After verifying the accuracy of contact of all attachment points of the endoprosthesis, holes are formed in the bone edges of the defect and the endoprosthesis is fixed in them with the help of mini screws made of titanium, and in the absence of floatation of the endoprosthesis under load, its cover is provided with rotated or free revascularized soft-tissue flaps with good blood supply. Ceramic material with a bimodal porous structure represented by micropores with pore volume of 50–80 %, a shape close to a spherical shape, diameter of 2–20 mcm, a wall thickness of 1–2 mcm and macropores and porous channels of irregular shape with size of 30–200 mcm, compression strength of ceramics is 20–200 MPa, and after verifying accuracy of contact of all attachment points of endoprosthesis, holes are formed with drill with diameter of 1.5–1.7 mm in bone edges of defect and fixing in them endoprosthesis using mini screws made of titanium with diameter 2.0–2.5 mm. Besides, the endoprosthesis cover is made with a rotated or free revascularized bone-skin fibular flap.
EFFECT: method, due to increased integration ability and adequacy of recovery of frame function of resected fragment of skull, enables improving quality of life of patients, expand the field of application of the method for patients with complex combined defects of the maxillofacial region, reduce complications caused by excessive traumatization and infection of tissues and toxicity of the reconstructive material.
1 cl, 7 dwg, 2 ex

Description

Изобретение относится к медицине, а именно к реконструктивной челюстно-лицевой хирургии, и может быть использовано в онкологии, травматологии, ортопедии, при эндопротезировании сложных дефектов челюстно-лицевой области.The invention relates to medicine, namely to reconstructive maxillofacial surgery, and can be used in oncology, traumatology, orthopedics, for endoprosthetics of complex defects of the maxillofacial region.

Несмотря на небольшой удельный вес опухолей челюстно-лицевой области (около 0,5%) в общей структуре злокачественных новообразований, лечение их является одной из самых сложных проблем современной онкологии. Это обусловлено анатомическим взаимодействием органов головы и шеи и жизненно важными функциями для человека. В клинической практике на долю местно-распространенных опухолей челюстно-лицевой области приходиться до 75% случаев. Местная распространенность опухолей требует выполнение обширных резекций, приводящих к образованию послеоперационных дефектов, которые, требуют последующей реконструкции. В противном случае грубые косметические и функциональные нарушения снижают качество жизни пациентов, а в ряде случаев, ведут к грозным, летальным осложнениям. В настоящее время общепризнанным и наиболее эффективным методом в реконструкции дефектов черепно-лицевой области является использование собственных тканей. Выполнение подобных операций возможно с помощью методов микрохирургической техники. Однако, возможность замещения дефектов собственными тканями организма ограничена необходимостью многоэтапных сложных операций, дополнительной хирургической травмой и высокой стоимостью лечения. Выполнение подобных реконструкций возможно в высокоспециализированных медицинских центрах и не доступно для большинства онкологических диспансеров и отделений областных больниц. К тому же, не всегда удается достичь точного соответствия используемых аутотканей (костные ткани) зоне реконструкции. Таким образом, на протяжении многих лет ведется поиск оптимального реконструктивного имплантата для челюстно-лицевой области у широкого контингента больных.Despite the small proportion of maxillofacial tumors (about 0.5%) in the overall structure of malignant neoplasms, their treatment is one of the most difficult problems of modern oncology. This is due to the anatomical interaction of the organs of the head and neck and vital functions for humans. In clinical practice, locally advanced tumors of the maxillofacial region account for up to 75% of cases. The local prevalence of tumors requires extensive resections, leading to the formation of postoperative defects, which require subsequent reconstruction. Otherwise, gross cosmetic and functional disorders reduce the quality of life of patients, and in some cases lead to formidable, fatal complications. Currently, the generally accepted and most effective method in the reconstruction of defects of the craniofacial region is the use of their own tissues. Performing such operations is possible using microsurgical techniques. However, the ability to replace defects with their own body tissues is limited by the need for multi-stage complex operations, additional surgical trauma and the high cost of treatment. Such reconstructions are possible in highly specialized medical centers and are not available for most oncology dispensaries and departments of regional hospitals. In addition, it is not always possible to achieve an exact match of the used autotissues (bone tissue) to the reconstruction zone. Thus, over the years, a search has been made for the optimal reconstructive implant for the maxillofacial region in a wide range of patients.

Однако, кости висцерального отдела черепа имеют самую сложную геометрию среди всех костей скелета, что существенно затрудняет его протезирование. К тому же задачей замещения послеоперационных костных дефектов в этом случае является не только восстановление механической функциональности протезируемого участка, но и более сложныеHowever, the bones of the visceral part of the skull have the most complex geometry among all the bones of the skeleton, which significantly complicates its prosthetics. In addition, the task of replacing postoperative bone defects in this case is not only the restoration of the mechanical functionality of the prosthetic site, but also more complex

эстетические аспекты, такие как, восстановление мимики и артикуляции, восстановление контура и симметрии лица.aesthetic aspects, such as restoration of facial expressions and articulation, restoration of facial contour and symmetry.

Известны методики по восстановлению костных дефектов челюстно-лицевой области с использованием имплантатов, эндопротезов из различных материалов. К числу таких материалов относятся различные алломатериалы, ксеноматериалы, брефоматериалы, трикальцийфосфаты, гидроксиапатиты, композиционные материалы на основе синтетических и/или биологических структур, полимеры, различные металлы и их сплавы. Ограниченное применение данных материалов в реконструктивной хирургии обусловлено их недостатками: потенциальная токсичность, опасность передачи инфекционных заболеваний, развитие воспалительных осложнений, низкая интеграционная способность и неадекватность восстановления каркасной функции резецированного фрагмента черепа.Known methods for the restoration of bone defects in the maxillofacial region using implants, endoprostheses from various materials. Such materials include various allomaterials, xenomaterials, brefomaterials, tricalcium phosphates, hydroxyapatites, composite materials based on synthetic and / or biological structures, polymers, various metals and their alloys. The limited use of these materials in reconstructive surgery is due to their shortcomings: potential toxicity, the risk of transmission of infectious diseases, the development of inflammatory complications, low integration ability and inadequate restoration of the skeleton function of the resected skull fragment.

Известен способ реконструкции дефектов нижней челюсти с использованием композитного эндопротеза выполненного из никелида титана и содержащий опорный базис из проволоки, поверх которой при помощи узловых швов фиксируется сетчатое полотно из никелида титана. Данный имплантат фиксируется к опилам нижней челюсти при помощи «проволочных стержней» и «бинтования» проволочного базиса имплантата вокруг костного опила челюсти. С позиции реконструкции обширных дефектов челюстно-лицевой области использование данного, оригинального проволочного имплантата опасно развитием несостоятельности каркасной функции реконструируемого костного участка, с возможным развитием нестабильности имплантата. Также вызывает опасение в стабильности имплантата предлагаемый способ фиксации путем проволочного бинтования [Патент РФ №2365357, опубл. 27.08.2009].A known method for the reconstruction of defects in the lower jaw using a composite endoprosthesis made of titanium nickelide and containing a supporting base of wire, over which a mesh of titanium nickelide is fixed using nodal joints. This implant is fixed to the sawdust of the lower jaw with the help of “wire rods” and “bandaging” the wire base of the implant around the bone sawdust of the jaw. From the perspective of reconstructing extensive defects of the maxillofacial region, the use of this original wire implant is dangerous due to the development of the insolvency of the frame function of the reconstructed bone site, with the possible development of implant instability. Also, there is concern about the stability of the implant, the proposed method of fixation by wire bandaging [RF Patent No. 2365357, publ. 08/27/2009].

Также, описан способ замещения орбито-оро-фасциальных дефектов сложно-компонентным лоскутом с одномоментной реконструкцией нижней стенки орбиты. В основе методики лежит использование сетчатого (каркасного) имплантата из титана, который размещают и фиксируют в области нижней стенки глазницы. Поверх данного титанового имплантата последовательно размещают свободный, неваскуляризированный костный лоскут (из теменной кости), а затем кожно-мышечный свободный реваскуляризированный лоскут (торако-дорзальный лоскут). Недостатками методики является то, что использование двух лоскутов (костного и кожно-мышечного) привносит дополнительную травму в хирургический этап лечения. Также, использование титановой каркасной сетки связано с уже описанными и возможными осложнениями и ограничениями, вызванными развитием воспалительных реакций в окружающих тканях, нестабильностью имплантата в области контакта с костной тканью, ограничением в проведение курса послеоперационной лучевой терапии в случае лечения онкологических больных [Патент №РФ 2617886, опубл. 28.04.2017].Also, a method for replacing orbit-oro-fascial defects with a complex component flap with simultaneous reconstruction of the lower wall of the orbit is described. The methodology is based on the use of a mesh (frame) titanium implant, which is placed and fixed in the region of the lower wall of the orbit. On top of this titanium implant, a free, non-vascularized bone flap (from the parietal bone) is sequentially placed, and then a skin-muscle free revascularized flap (thoraco-dorsal flap). The disadvantages of the technique is that the use of two flaps (bone and musculoskeletal) introduces additional trauma into the surgical phase of treatment. Also, the use of a titanium wireframe mesh is associated with the already described and possible complications and limitations caused by the development of inflammatory reactions in the surrounding tissues, instability of the implant in the area of contact with bone tissue, restriction in the course of postoperative radiation therapy in the treatment of cancer patients [Patent No. RF 2617886 publ. 04/28/2017].

Известен способ реконструкции фрагментов лицевого скелета и тканей лица при помощи аутотрансплантата с включением мышечного лоскута из прямой мышцы живота на нижне-эпигастральной сосудистой ножке, хрящевого фрагмента реберной дуги и кожной площадки в эпигастральной области. При этом мышечную часть лоскута используют для отграничения раны от носовой полости, ротоглотки, носоглотки и восполнения объема дефекта. Хрящевую часть лоскута используют для устранения дефекта стенок орбиты, а часть лоскута используют для восстановления кожных покровов лица. Данный способ не подразумевает разработку и использование новых имплантационных материалов, а связан с использованием свободного реваскуляризированного лоскута (химерного лоскута). Аналогичные лоскуты широко используется в клинической практике на протяжении многих лет [Патент РФ №2187288, опубл. 20.08.2002].There is a method of reconstructing fragments of the facial skeleton and facial tissues using an autograft with the inclusion of a muscle flap from the rectus abdominis muscle on the lower epigastric vascular pedicle, a cartilaginous fragment of the costal arch and skin site in the epigastric region. In this case, the muscle part of the flap is used to delimit the wound from the nasal cavity, oropharynx, nasopharynx and to fill the volume of the defect. The cartilaginous part of the flap is used to eliminate the defect in the walls of the orbit, and part of the flap is used to restore the skin of the face. This method does not imply the development and use of new implant materials, but is associated with the use of a free revascularized flap (chimeric flap). Similar flaps are widely used in clinical practice for many years [RF Patent No. 2187288, publ. 08/20/2002].

Известен способ реконструкции костных стенок верхне-челюстного синуса путем замещении костного дефекта передней стенки верхне-челюстной пазухи тканью из никелида титана. Данный способ применим для закрытий небольших, окончатых дефектов лицевого скелета, что крайне редко встречается в реконструктивной хирургии у онкологических больных [Патент РФ №2289335, опубл. 20.12.2006].There is a method of reconstruction of the bone walls of the maxillary sinus by replacing the bone defect of the anterior wall of the maxillary sinus with titanium nickelide tissue. This method is applicable for closing small, terminal defects of the facial skeleton, which is extremely rare in reconstructive surgery in cancer patients [RF Patent No. 2289335, publ. December 20, 2006].

Новый технический результат - расширение области применения способа для пациентов со сложными комбинированными дефектами челюстно-лицевой области, после предшествующего лучевого или химиолучевого лечения по радикальной программе, снижение осложнений, обусловленных излишней травматизацией и инфицированием тканей и токсичностью реконструктивного материала, за счет повышения интеграционной способности и адекватности восстановления каркасной функции резецированного фрагмента черепа, улучшение качества жизни пациентов.A new technical result is the expansion of the scope of the method for patients with complex combined defects of the maxillofacial region, after the previous radiation or chemoradiation treatment according to the radical program, the reduction of complications caused by excessive trauma and infection of tissues and toxicity of reconstructive material, due to increased integration ability and adequacy restoration of the skeletal function of the resected skull fragment, improving the quality of life of patients.

Однако, кости висцерального отдела черепа имеют самую сложную геометрию среди всех костей скелета, что существенно затрудняет его протезирование. К тому же задачей замещения послеоперационных костных дефектов в этом случае является не только восстановление механической функциональности протезируемого участка, но и более сложные эстетические аспекты, такие как, восстановление мимики и артикуляции, восстановление контура и симметрии лица.However, the bones of the visceral part of the skull have the most complex geometry among all the bones of the skeleton, which significantly complicates its prosthetics. In addition, the task of replacing postoperative bone defects in this case is not only the restoration of the mechanical functionality of the prosthetic area, but also more complex aesthetic aspects, such as restoration of facial expressions and articulation, restoration of facial contour and symmetry.

Для достижения нового технического результата в способе реконструкции сложных дефектов челюстно-лицевой области, включающем замещение дефекта костных тканей эндопротезом выполненным из реконструктивного материла на основе данных спиральной компьютерной томографии лицевого скелета пациента с последующим закреплением и укрытием кожно-мышечным комплексом тканей, в качестве реконструктивного материала используют керамический материал представляющий композит ZrO2 - Al2O3 с бимодальной поровой структурой, представленной микропорами, с объемом порового пространства 50-80%, формой, близкой к сферической, диаметром 2-20 мкм, толщиной стенок 1-2 мкм и макропорами и поровыми каналами неправильной формы размером 30-200 мкм, прочностью при сжатии керамики 20-200 МПа, при этом эндопротез создают индивидуально для каждого пациента с применением методов 3-D печати поэтапно с помощью шликерного литья и градиентного спекания, стерилизуют и осуществляют его установку в зоне дефекта, для чего, выполняют подготовку костных краев дефекта, к которым будет крепиться керамический эндопротез, включающую удаление мягких тканей вокруг костных краев и выравнивание костного края дефекта посредством фрезевой обработки костных краев раны, далее, после проверки точности соприкосновения всех точек крепления эндопротеза, формируют отверстия в костных краях дефекта и фиксируют в них эндопротез при помощи мини-винтов из титана, и при отсутствии флотации эндопротеза при нагрузке выполняют его укрытие ротированными или свободными реваскуляризированными мягкотканными лоскутами с хорошим кровоснабжением.To achieve a new technical result in a method for reconstructing complex defects of the maxillofacial region, including replacing a bone defect with an endoprosthesis made from reconstructive material based on data of a spiral computed tomography of the patient’s facial skeleton with subsequent fixing and covering with a musculocutaneous complex of tissues, the reconstruction material is used ceramic material representing a ZrO 2 - Al 2 O 3 composite with a bimodal pore structure represented by micropores, with with a pore space volume of 50-80%, a shape close to spherical, with a diameter of 2-20 μm, wall thickness of 1-2 μm and macropores and pore channels of irregular shape with a size of 30-200 μm, ceramic compressive strength of 20-200 MPa, while the endoprosthesis is created individually for each patient using 3-D printing methods step by step using slip casting and gradient sintering, sterilized and installed in the defect zone, for which they prepare the bone edges of the defect to which the ceramic endoprosthesis will be attached, including removal of soft tissues around the bone edges and alignment of the bone edge of the defect by milling the bone edges of the wound, then, after checking the accuracy of contact of all attachment points of the endoprosthesis, holes are formed in the bone edges of the defect and the endoprosthesis is fixed using mini-screws made of titanium, and in the absence of flotation of the endoprosthesis under load, cover it with rotated or free revascularized soft tissue flaps with good blood supply.

Предлагаемый способ обладает новизной, так как при изучении уровня техники не выявлено источников информации, в которых описан способ реконструкции сложных дефектов челюстно-лицевой области, характеризующийся предлагаемой совокупностью существенных признаков.The proposed method has novelty, since the study of the prior art did not reveal sources of information that describe a method for reconstructing complex defects of the maxillofacial region, characterized by the proposed combination of essential features.

Положительные результаты операций, техническая готовность способа к передаче в широкое пользование свидетельствуют о соответствии предложения к критерию изобретения «промышленная применимость».The positive results of operations, the technical readiness of the method for transfer to widespread use indicate the conformity of the proposal to the criteria of the invention "industrial applicability".

Достижимость технического результата подтверждена клиническими примерами применения способа в реконструктивном лечении больных опухолями челюстно-лицевой области в отделении опухолей головы и шеи НИИ онкологии Томского НИМЦ.Achievability of the technical result is confirmed by clinical examples of the application of the method in the reconstructive treatment of patients with tumors of the maxillofacial region in the Department of Head and Neck Tumors of the Tomsk Scientific and Research Institute of Oncology.

Способ осуществляют следующим образом:The method is as follows:

Эндопротез создают до операции индивидуально для каждого пациента на основе спиральной компьютерной томографии его лицевого скелета с применением методов 3-D принтинга поэтапно с помощью шликерного литья и градиентного спекания.Before surgery, an endoprosthesis is created individually for each patient on the basis of spiral computed tomography of his facial skeleton using 3-D printing methods in stages using slip casting and gradient sintering.

Керамический материал может быть представлен стабилизированным оксидом иттрия диоксидом циркония ZrO2(8 мол. % Y2O3), стабилизированным оксидом магния диоксидом циркония ZrO2(3 мол. % MgO), оксидом алюминия Al2O3, либо композитом 80 мас. % ZrO2+20 мас. % Al2O3. Все эти материалы входят в реестр ISO, как материалы, пригодные для остеозамещения (https://www.iso.org/standard/62373.html https://www.iso.org/standard/45577.html https://www.iso.org/standard/50699.html). Отличительной особенностью материала, используемого в предлагаемом способе, является его бимодальная поровая структура, представленная микропорами с формой, близкой к сферической, диаметром 2-20 мкм и толщиной стенок 1-2 мкм, макропорами и поровыми каналами неправильной формы размером 30-200 мкм, объемом порового пространства 50-80%, и может варьироваться, в зависимости от структуры протезируемой костной ткани. Механические параметры определяются поровой структурой и параметрами спекания керамики, но основная цель - приближение к механическим параметрам костной ткани. Прочность при сжатии такой керамики может управляемо варьироваться в диапазоне 20-200 МПа.Ceramic material can be represented by stabilized yttrium oxide zirconia ZrO 2 (8 mol.% Y 2 O 3 ), stabilized magnesium oxide zirconia ZrO 2 (3 mol.% MgO), alumina Al 2 O 3 , or a composite of 80 wt. % ZrO 2 +20 wt. % Al 2 O 3 . All these materials are included in the ISO register as materials suitable for osteosubstitution (https://www.iso.org/standard/62373.html https://www.iso.org/standard/45577.html https: // www .iso.org / standard / 50699.html). A distinctive feature of the material used in the proposed method is its bimodal pore structure, represented by micropores with a shape close to spherical, with a diameter of 2-20 μm and wall thickness of 1-2 μm, macropores and pore channels of irregular shape with a size of 30-200 μm, volume the pore space is 50-80%, and may vary, depending on the structure of the prosthetic bone tissue. The mechanical parameters are determined by the pore structure and sintering parameters of ceramics, but the main goal is to approximate the mechanical parameters of bone tissue. The compressive strength of such ceramics can be controlled to vary in the range of 20-200 MPa.

Изготовленный эндопротез стерилизуют и используют для замещения дефекта. После выполнения резекции пораженных костных структур (в случае первичной реконструкции), или освобождения от рубцовой ткани ранее существующего дефекта костей челюстно-лицевой области (в случае отстроченного восстановительного хирургического лечения), выполняют реконструктивный этап, для чего осуществляют адекватный доступ к дефекту с учетом свободного без натяжения покровных тканей расположения индивидуального эндопротеза из биоактивной керамики. Выполняют подготовку костных краев дефекта, к которым будет крепиться керамический эндопротез включающую: удаление мягких тканей вокруг костных краев и выравнивание костного края дефекта посредством фрезевой обработки костных краев раны, далее после проверки точности соприкосновения всех точек крепления эндопротеза при помощи сверла диаметром 1,5-1,7 мм подготавливают отверстия в костных краях раны для вкручивания титановых мини-винтов диаметром d - 2,0-2,5 мм, после полной фиксации имплантата при помощи стандартных титановых мини-винтов к костным краям дефекта и контроля фиксации отсутствие флотации имплантата при нагрузке выполняют его укрытие ротированными или свободными реваскуляризированными мягкоткаными лоскутами с хорошим кровоснабжением.The manufactured endoprosthesis is sterilized and used to replace the defect. After resection of the affected bone structures (in the case of primary reconstruction), or removal of a previously existing defect in the bones of the maxillofacial region from the scar tissue (in the case of delayed reconstructive surgical treatment), the reconstructive stage is performed, for which adequate access to the defect is made taking into account free tension of the integumentary tissues of the location of the individual endoprosthesis of bioactive ceramics. Prepare the bone edges of the defect to which the ceramic endoprosthesis will be attached, including: removing soft tissue around the bone edges and aligning the bone edge of the defect by milling the bone edges of the wound, then after checking the accuracy of contact of all the attachment points of the endoprosthesis using a drill with a diameter of 1.5-1 , 7 mm, prepare holes in the bone edges of the wound for screwing titanium mini-screws with a diameter of d - 2.0-2.5 mm, after the implant is completely fixed using standard titanium mini-screws to the bone edges of the defect and fixation control the absence of implant flotation during loading, it is covered by rotated or free revascularized soft tissue flaps with good blood supply.

Методика изготовления эндопротеза является новой, ввиду того, что для 3-D печати используется только металлы (в основном титан и его сплавы). Данный керамический эндопротез максимально точно повторяет контуры и архитектонику утраченных костных структур челюстно-лицевой области и обладает максимальным биомеханическим сродством с костной тканью, за счет того что композитный керамический материал на основе ZrO2 - Al2O3 максимально близок по биомеханическим свойствам к костной ткани. Прочность при сжатии такой керамики может управляемо варьироваться в диапазоне 20-200 МПа.The method of manufacturing an endoprosthesis is new, due to the fact that only metals are used for 3-D printing (mainly titanium and its alloys). This ceramic endoprosthesis most accurately repeats the contours and architectonics of the lost bone structures of the maxillofacial region and has the maximum biomechanical affinity for bone tissue, due to the fact that the composite ceramic material based on ZrO 2 - Al 2 O 3 is as close as possible to the bone tissue in biomechanical properties. The compressive strength of such ceramics can be controlled to vary in the range of 20-200 MPa.

После всех технологических этапов по созданию эндопротеза из биоактивной керамики (шликерное литье, градиентное спекание) он передается клиницистам для проведения реконструктивной операции. Данный эндопротез может стерилизоваться всеми известными на сегодняшний день способами, предъявляемыми к эндопротезам (сухожаровой шкаф, автоклавирование, воздействие озоном и ультразвуком) без нарушения его структурно-функциональных свойств.After all the technological steps for creating an endoprosthesis from bioactive ceramics (slip casting, gradient sintering), it is transferred to clinicians for reconstructive surgery. This endoprosthesis can be sterilized by all currently known methods presented to endoprostheses (dry heat cabinet, autoclaving, exposure to ozone and ultrasound) without violating its structural and functional properties.

В предлагаемом способе впервые для реконструкции сложных и обширных дефектов челюстно-лицевой области применяется индивидуальный, созданный методами 3-D печати эндопротез из керамики ZrO2 - Al2O3 отличительной особенностью которой является ее бимодальная поровая структура, представленная микропорами, с формой, близкой к сферической, диаметром 2-20 мкм и толщиной стенок 1-2 мкм, и макропорами и поровыми каналами неправильной формы и средним размером 30-200 мкм. Следует отметить, что данный материал успешно использовался для протезирования тел позвонков. Однако, данная методика не подразумевала использования методов 3-D печати для создания данных эндопротезов, также использовали стандартные кейджы для спинальной хирургии. В предлагаемом способе используют индивидуально созданный для каждого клинического случая эндопротез, который точно повторяет утраченные костные структуры, способен адекватно восстановить опорную функцию лицевого скелета, обладает высоким интеграционным потенциалов в силу своего структурно-химического сродства с костной тканью, надежно фиксируется в области дефекта при помощи титановые мини-винтов и позволяет проводить лучевую терапию в послеоперационном периоде, что не выполнимо при использовании металлических эндопротезов. Также, предлагаемый способ включает этап закрытия мягкоткаными лоскутами на заключительном этапе реконструкции - ротированными или свободными реваскуляризированными, в целях улучшения реконструктивных и косметических результатов. Сочетание керамического эндопротеза с мягкоткаными лоскутами также является новым и оригинальным в реконструктивной хирургии.In the proposed method, for the first time for reconstruction of complex and extensive defects of the maxillofacial region, an individual endoprosthesis made of ZrO 2 - Al 2 O 3 ceramics created by 3-D printing methods is used, its distinctive feature is its bimodal pore structure, represented by micropores, with a shape close to spherical, with a diameter of 2-20 microns and a wall thickness of 1-2 microns, and macropores and pore channels of irregular shape and an average size of 30-200 microns. It should be noted that this material has been successfully used for prosthetics of vertebral bodies. However, this technique did not imply the use of 3-D printing methods to create these endoprostheses; standard cages for spinal surgery were also used. In the proposed method, an endoprosthesis individually created for each clinical case is used that accurately repeats the lost bone structures, is able to adequately restore the supporting function of the facial skeleton, has high integration potentials due to its structural-chemical affinity for bone tissue, and is reliably fixed in the defect area using titanium mini-screws and allows for radiation therapy in the postoperative period, which is not feasible when using metal endoprostheses. Also, the proposed method includes the stage of closure with soft-tissue rags at the final stage of reconstruction - rotated or free revascularized, in order to improve reconstructive and cosmetic results. The combination of ceramic endoprosthesis with soft tissue flaps is also new and original in reconstructive surgery.

Преимуществом способа является возможность его применения при реконструкции обширных и сложных дефектов челюстно-лицевой области, возникающих после выполнения радикальных резекций, при местно-распространенных стадиях опухолей челюстно-лицевой области, даже при неблагоприятных условиях - у больных ранее получивших радикальный курс лучевой или химиолучевой терапии, когда имеется дефицит или функциональная несостоятельность местных тканей. Сущности способа поясняется примерами его выполнения.The advantage of the method is the possibility of its use in the reconstruction of extensive and complex defects of the maxillofacial region that arise after performing radical resections, with locally advanced stages of tumors of the maxillofacial region, even under adverse conditions - in patients who have previously received a radical course of radiation or chemoradiotherapy, when there is a deficiency or functional failure of local tissues. The essence of the method is illustrated by examples of its implementation.

Пример №1. Пациент Н., 54 лет. Диагноз: Рак корня языка. В 2015 г. было проведено комбинированное лечение, включающее радикальное хирургическое лечение в объеме резекции языка, ротоглотки и сквозной резекции нижней челюсти справа. Также одновременно с операцией на основном очаге была выполнена лимфодиссекция шеи на стороне локализации опухоли. В послеоперационном периоде пациенту была проведена лучевая терапия в суммарной очаговой дозе 40 Гр. При контрольном обследовании в октябре 2017 г. данных за рецидив не получено, однако отмечается выраженная деформация лица за счет дефекта нижней челюсти и мягких тканей справа. Следует отметить, что в декабре 2016 г. пациент перенес ишемический инсульт справа. При обследовании (спиральная компьютерная томография с контрастированием и ультразвуковое исследование) выявлена полная окклюзия правой общей сонной артерии. Также определяется сквозной дефект нижней челюсти справа от суставного отростка до области 31 зуба и дефицит мягких тканей в щечной и подчелюстной областях, за счет выраженного рубцового процесса. Пациент обратился в отделении опухолей головы и шеи НИИ онкологии Томского НИМЦ для проведения реконструктивной операции по устранению дефекта нижней челюсти и мягких тканей лица и шеи. При внешнем осмотре отмечено рубцовое изменение мягких тканей нижней зоны лица и шеи. Учитывая дефицит местных тканей, обширность области реконструкции и сложный, сочетанный характер предстоящей реконструкции было принято решение о выполнении комбинированной реконструкции нижней челюсти и мягких тканей лица при помощи биокерамического эндопротеза для восстановления нижней челюсти и свободного реваскуляризированного лоскута для восполнение дефекта мягких тканей лица.Example No. 1. Patient N., 54 years old. Diagnosis: Cancer of the root of the tongue. In 2015, a combination treatment was carried out, including radical surgical treatment in the scope of resection of the tongue, oropharynx and through resection of the lower jaw on the right. Also, simultaneously with the operation on the main focus, lymph node dissection of the neck was performed on the side of the tumor localization. In the postoperative period, the patient underwent radiation therapy in a total focal dose of 40 Gy. During a follow-up examination in October 2017, data for relapse were not obtained, but marked deformation of the face due to a defect in the lower jaw and soft tissues on the right was noted. It should be noted that in December 2016 the patient suffered an ischemic stroke on the right. Examination (spiral computed tomography with contrast and ultrasound) revealed complete occlusion of the right common carotid artery. It also determines the through defect of the lower jaw to the right of the articular process to the tooth region 31 and the deficit of soft tissues in the buccal and submandibular regions due to the pronounced cicatricial process. The patient turned to the head and neck tumors department of the Oncology Research Institute of Tomsk Scientific and Technical Center for reconstructive surgery to eliminate the defect of the lower jaw and soft tissues of the face and neck. On external examination, a cicatricial change in the soft tissues of the lower zone of the face and neck was noted. Given the scarcity of local tissues, the vastness of the reconstruction area and the complex, combined nature of the upcoming reconstruction, it was decided to perform a combined reconstruction of the lower jaw and soft tissues of the face using a bioceramic endoprosthesis to restore the lower jaw and a free revascularized flap to fill the defect in soft tissues of the face.

На основании данных спиральной компьютерной томографии с применением 3-D технологий был создан индивидуальный реконструктивный эндопротез нижней челюсти. Перед протезированием эндопротез стерилизовали. В ходе операции проведено иссечение Рубцовых тканей верхней трети шеи и щечной области. Осуществлен доступ к опилу нижней челюсти в области подбородка. Костный край обработан при помощи фрезы. При ревизии суставного отростка нижней челюсти справа было установлено, что в результате хронического послелучевого остеомиелита костная ткань очень хрупкая и не пригодна для фиксации к нему эндопротеза. В связи с этим был выделен и удален суставной отросток нижней челюсти справа. Выполнена фиксация индивидуального эндопротеза из биоактивной керамики для реконструкции нижней челюсти справа. Эндопротез фиксирован в области подбородка при помощи трех реконструктивных титановых мини-винтов. Созданный индивидуальный эндопротез имел и суставную головку, при восстановлении височно-нижнечелюстного сустава справа, суставная головка точно вошла в суставную впадину височной кости. Таким образом, был восстановлена нижняя челюсть.Based on the data of spiral computed tomography using 3-D technologies, an individual reconstructive endoprosthesis of the lower jaw was created. Before prosthetics, the endoprosthesis was sterilized. During the operation, the scar tissue of the upper third of the neck and buccal region was excised. Access to the sawdust of the lower jaw in the chin area. The bone edge is machined with a milling cutter. When revising the articular process of the lower jaw on the right, it was found that as a result of chronic postradiation osteomyelitis, bone tissue is very fragile and not suitable for fixing an endoprosthesis to it. In this regard, the articular process of the lower jaw on the right was isolated and removed. The fixation of an individual endoprosthesis from bioactive ceramics was performed for reconstruction of the lower jaw on the right. The endoprosthesis is fixed in the chin area using three reconstructive titanium mini-screws. The created individual endoprosthesis also had a joint head, while restoring the temporomandibular joint to the right, the joint head precisely entered the articular cavity of the temporal bone. Thus, the lower jaw was restored.

Далее, для восполнения дефекта мягких тканей щечной и подчелюстной областей использован кожно-мышечный перфорантный лоскут с передне-боковой поверхности левого бедра. Размер кожной площадки - 28*9 см. Размер мышечной порции - 10*5 см. Лоскут поднят на трех перфорантных сосудах. Длина сосудистой ножки 12 см. Лоскут перемещен в область дефекта справа. Ввиду того, что отмечена полная окклюзия общей сонной артерии и ее ветвей справа, сосудистая ножка лоскута выведена в область подбородка и подведена к подчелюстной области слева, где были выделены и подготовлены для наложения микрососудистых анастомозов лицевые сосуды (1 артерия и 1 вена). Мышечная порция лоскут была уложена по нижней и внутренней поверхности реконструктивного эндопротеза из биоактивной керамики. Кожная порция лоскута деэпидермизирована на большем протяжении и уложена поверх керамического эндопротеза. Таким образом, было выполнено восполнение дефицита мягких тканей лица и шеи, также осуществлено укрытие эндопротеза со всех сторон. Для обеспечения кровотока в используемом кожно-мышечном лоскуте выполнено сшивание сосудов лоскута с лицевыми сосудами шеи путем наложение двух микрососудистых анастомозов (один артериальный и один венозный). Использовали шовный материал - Пролен 9-0. После оценки проходимости сосудистых анастомозов и контроля кровотока во всех фрагментах лоскута осуществлено окончательное распределение лоскута и ушивание раны с оставлением активного дренажа.Further, to compensate for the soft tissue defect in the buccal and submaxillary regions, a muscular-skin perforating flap from the anterolateral surface of the left thigh was used. The size of the skin area is 28 * 9 cm. The size of the muscle portion is 10 * 5 cm. The flap was raised on three perforating vessels. The length of the vascular pedicle is 12 cm. The flap has been moved to the area of the defect on the right. Due to the fact that complete occlusion of the common carotid artery and its branches on the right was noted, the vascular leg of the flap was brought out to the chin area and brought to the submandibular region on the left, where the facial vessels (1 artery and 1 vein) were isolated and prepared for the application of microvascular anastomoses. The muscle portion of the flap was laid on the lower and inner surface of the reconstructive prosthesis from bioactive ceramics. The skin portion of the flap is epidermized over a larger length and laid on top of the ceramic endoprosthesis. Thus, the deficit of soft tissues of the face and neck was completed, and the endoprosthesis was sheltered from all sides. To ensure blood flow in the used musculocutaneous flap, suturing of the flap vessels with the facial vessels of the neck was performed by applying two microvascular anastomoses (one arterial and one venous). Used suture material - Prolen 9-0. After assessing the patency of vascular anastomoses and controlling blood flow in all fragments of the flap, the final distribution of the flap and suturing of the wound were carried out, leaving active drainage.

Данный клинический пример показывает возможность реконструкции столь протяженного и сложного дефекта челюстно-лицевой области. Также, особенностью данного случая является то, что удачно проведенная реконструктивная операция была выполнена в неблагоприятных условиях: выраженный рубцовый процесс мягких тканей лица и шеи, предшествующая лучевая терапия, полная окклюзия общей сонной артерии. Использованный эндопротез из биоактивной керамики полностью и максимально точно позволил восстановить нижнюю челюсть и височно-нижнечелюстной сустав. Реконструкция подобных (половинных) дефектов нижней челюсти является сложной задачей, ввиду того что необходимо восстанавливать подвижную часть лицевого скелета, в отличие от других областей (верхняя челюсть, свод черепа). Длительность и травматичность выполненной реконструктивной операции была значительно снижена за счет использования биокерамического эндопротеза, так как, в противном случае, для получения подобного результата, потребовалось бы использования двух лоскутов (костного и мягкотканого). Также, потребовалось бы значительное время для правильного позиционирования костного лоскута путем выпиливания и сопоставления костных блоков между собой. Таким образом, описанный способ реконструкции имеет выраженные преимущества, обусловленные снижением травматичности и длительности операции, а также получения более выраженных косметических и функциональных результатов.This clinical example shows the possibility of reconstruction of such an extended and complex defect in the maxillofacial region. Also, a feature of this case is that a successful reconstructive operation was performed under adverse conditions: a pronounced cicatricial process of the soft tissues of the face and neck, previous radiation therapy, and complete occlusion of the common carotid artery. The used implant made of bioactive ceramics completely and as accurately as possible allowed to restore the lower jaw and temporomandibular joint. Reconstruction of such (half) defects of the lower jaw is a difficult task, since it is necessary to restore the movable part of the facial skeleton, in contrast to other areas (upper jaw, cranial vault). The duration and invasiveness of the reconstructive surgery was significantly reduced due to the use of bioceramic endoprosthesis, since, otherwise, to obtain a similar result, it would require the use of two flaps (bone and soft tissue). Also, it would take considerable time for the correct positioning of the bone flap by cutting and matching bone blocks with each other. Thus, the described reconstruction method has pronounced advantages due to the reduction in the morbidity and duration of the operation, as well as obtaining more pronounced cosmetic and functional results.

Пример №2.Example No. 2.

Пациентка П., 26 лет. В 2016 г. была диагностирована остеогенная саркома верхней челюсти слева. Тогда же была проведена операция в объеме резекции верхней челюсти. В послеоперационном периоде пациентка получила 4 курса полихимиотерапии. При контрольном обследовании в июне 2017 г. данных за рецидив и метастазы нет. Однако, отмечается асимметрия лица, за счет отсутствия костных структур средней зоны лица слева и рубцового процесса мягких тканей щечной области. Также, отмечается птоз глазного яблока слева и, как следствие, нарушение бинокулярного зрения. При ороскопии определяется дефект твердого неба, который вызывает нарушение речи (гнусавость) и питания (попадание пищи в полость носа). По данным СКТ лицевого скелета отмечен дефект верхней челюсти, твердого неба, части скуловой кости и нижней стенки орбиты. Было принято решение о выполнении комбинированной реконструкции средней зоны лица согласно предлагаемому способу. Целью реконструкции было восстановление костных структур средней зоны лица и мягких тканей щечной области слева. Кости средней зоны лица, и особенно скуло-орбитальный комплекс, имеют сложной строение. Ввиду чего восстановление полной симметрии данной зоны является сложной задачей для специалистов. Таким образом, с учетом все особенностей реконструкции данной области было принято решение об использовании для реконструкции скуло-орбитального комплекса эндопротеза из биоактивной керамики. На основании данных спиральной компьютерной томографии и с использованием технологии 3-D печати был изготовлен индивидуальный эндопротез, который максимально повторял утраченные костные структуры скуло-орбитального комплекса. После процедуры стерилизации, эндопротез был готов к использованию. В ходе операции были иссечены рубцовые ткани в щечной области и осуществлен доступ к области верхней челюсти слева. Костные края скуловой кости и костей носа слева обработаны при помощи бора. Клетчатка глазного яблока слева мобилизована из рубцовой ткани, и тем самым глазное яблоко выведено в правильное (исходное) положение. В области нижней стенки орбиты и скуловой кости установлен индивидуальный эндопротез из биоактивной керамики. Эндопротез фиксирован при помощи титановых мини-винтов к скуловой кости и костям носа. Таким образом, был восстановлен наиболее выступающий и отвечающий за симметрию участок средней зоны лица. Для восстановления твердого неба и мягких тканей щечной области был использован костно-кожный малоберцовый лоскут слева. Размер кожной площадки - 14*5 см. Кожный лоскут поднят на двух перфорантных сосудах. Длина сосудистой ножки - 12 см Костный фрагмент длиной 4 см был использован для восстановления альвеолярного отростка верхней челюсти слева. Костный фрагмент фиксирован к скуловой кости и альвеолярному отростку верхней челюсти слева при помощи стандартной реконструктивной титановой пластины (фирмы Stryker) и мини-винтов диаметром 1,7 мм (фирмы Stryker). Выполнено закрытие дефекта твердого неба слева и восполнение дефицита мягких тканей щечной области слева за счет кожной части лоскута за счет кожной части лоскута. Для обеспечения кровотока в используемом кожно-костном лоскуте выполнено сшивание сосудов лоскута с лицевыми сосудами шеи слева путем наложения двух микрососудистых анастомозов (1 артериальный и 2 венозный). Использовали шовный материал - Пролен 9-0. После оценки проходимости сосудистых анастомозов и контроля кровотока во всех фрагментах лоскута осуществлено окончательное распределение лоскута и ушивание раны с оставлением активного дренажа.Patient P., 26 years old. In 2016, osteogenic left maxillary sarcoma was diagnosed. Then an operation was performed in the amount of resection of the upper jaw. In the postoperative period, the patient received 4 courses of polychemotherapy. During the follow-up examination in June 2017, there is no data for relapse and metastasis. However, asymmetry of the face is noted, due to the absence of bone structures of the middle zone of the face on the left and the cicatricial process of soft tissues of the buccal region. Also, ptosis of the eyeball to the left and, as a consequence, a violation of binocular vision are noted. With oroscopy, a defect in the hard palate is determined, which causes a violation of speech (nasal) and nutrition (food entering the nasal cavity). According to the SKT of the facial skeleton, a defect in the upper jaw, hard palate, part of the zygomatic bone and lower wall of the orbit was noted. It was decided to perform a combined reconstruction of the middle zone of the face according to the proposed method. The purpose of the reconstruction was to restore the bone structures of the middle zone of the face and soft tissues of the buccal region on the left. The bones of the middle zone of the face, and especially the cheekbone-orbital complex, have a complex structure. In view of this, restoration of the full symmetry of this zone is a difficult task for specialists. Thus, taking into account all the features of the reconstruction of this area, it was decided to use an endoprosthesis made of bioactive ceramics for reconstruction of the zygomatic-orbital complex. Based on the data of spiral computed tomography and using 3-D printing technology, an individual endoprosthesis was made, which maximally repeated the lost bone structures of the zygomatic-orbital complex. After the sterilization procedure, the endoprosthesis was ready for use. During the operation, scar tissue was excised in the buccal region and left maxillary jaw was accessed. The bony edges of the zygomatic bone and nasal bones on the left are treated with boron. Fiber of the eyeball on the left is mobilized from scar tissue, and thus the eyeball is brought to the correct (initial) position. An individual endoprosthesis made of bioactive ceramics is installed in the region of the lower wall of the orbit and the zygomatic bone. The endoprosthesis is fixed with titanium mini-screws to the zygomatic bone and nose bones. Thus, the most prominent and responsible for the symmetry area of the middle zone of the face was restored. To restore the hard palate and soft tissues of the buccal region, a bone-skin fibular flap on the left was used. The size of the skin site is 14 * 5 cm. The skin flap is raised on two perforating vessels. The length of the vascular pedicle is 12 cm. A bone fragment 4 cm long was used to restore the alveolar process of the upper jaw on the left. The bone fragment is fixed to the zygomatic bone and the alveolar process of the upper jaw on the left with a standard reconstructive titanium plate (Stryker) and mini-screws with a diameter of 1.7 mm (Stryker). The defect of the hard palate was closed on the left and the deficit of soft tissues of the buccal region on the left was compensated for by the skin part of the flap due to the skin part of the flap. To ensure blood flow in the used skin-bone flap, the flap vessels were sutured with the facial vessels of the neck on the left by applying two microvascular anastomoses (1 arterial and 2 venous). Used suture material - Prolen 9-0. After assessing the patency of vascular anastomoses and controlling blood flow in all fragments of the flap, the final distribution of the flap and suturing of the wound were carried out, leaving active drainage.

Представленный клинический случай показывает возможность реконструкции костных структур средней зоны лица (скуло-орбитального комплекса), которая отличается сложностью архитектоники костной ткани (трехмерность, разная толщина костной ткани). Использованный эндопротез из композитного материала на основе биоактивной керамики позволил максимально точно восстановить скуло-обитальный комплекс, без развития послеоперационных осложнений со стороны области реконструкции. Использование предлагаемого способа позволило получить максимальный косметический результат.The presented clinical case shows the possibility of reconstruction of the bone structures of the middle zone of the face (cheekbone-orbital complex), which is characterized by the complexity of the architectonics of bone tissue (three-dimensionality, different thickness of bone tissue). The used endoprosthesis from a composite material based on bioactive ceramics made it possible to restore the cheekbone-complex complex as accurately as possible, without the development of postoperative complications from the reconstruction area. Using the proposed method allowed to obtain the maximum cosmetic result.

На Фиг. 1-7 приведены иллюстрации, характеризующие состояние пациента до и после операции:In FIG. 1-7 are illustrations illustrating the condition of the patient before and after surgery:

Фиг. 1. Внешний вид пациентки до операции. Видна деформация лица слева, дефект мягких тканей лица слева с выстоянием костных структур, птоз глазного яблока слева.FIG. 1. The appearance of the patient before surgery. Visible deformity of the face on the left, a defect in the soft tissues of the face on the left with the bone structures standing, ptosis of the eyeball on the left.

Фиг. 2. Спиральная компьютерная томография лицевого скелета до операции. Виден дефект костных структур скуло-орбитального комплекса слева.FIG. 2. Spiral computed tomography of the facial skeleton before surgery. A defect in the bone structures of the zygomatic-orbital complex on the left is visible.

Фиг. 3. 3D-модель черепа пациентки с эндопротезом из биоактивной керамики (в верхней части снимка).FIG. 3. 3D model of the skull of a patient with a bioactive ceramic endoprosthesis (at the top of the picture).

Фиг. 4. 3D-модель черепа пациентки с установленным в область дефекта эндопротезом из биоактивной керамики.FIG. 4. 3D-model of the patient’s skull with a bioactive ceramic endoprosthesis installed in the defect area.

Фиг. 5. Интраоперационное фото области реконструкции. Виден установленный эндопротез из биоактивной керамики в области скуло-орбитального комплекса и малоберцовый костно-кожный лоскут в области альвеолярного края верхней челюсти слева.FIG. 5. Intraoperative photo of the reconstruction area. The established endoprosthesis of bioactive ceramics is visible in the region of the zygomatic-orbital complex and the fibular bone-skin graft in the region of the alveolar margin of the upper jaw on the left.

Фиг. 6. Внешний вид пациентки после операции. Восстановлена симметрия лица, устранен дефект мягких тканей и птоз глазного яблока слева.FIG. 6. The appearance of the patient after surgery. Facial symmetry was restored, the soft tissue defect and ptosis of the eyeball on the left were eliminated.

Фиг. 7. Спиральная компьютерная томография лицевого скелета после операции. Виден установленный эндопротез из биоактивной керамики в области скуло-орбитального комплекса и костный фрагмент малоберцового лоскута в области альвеолярного края верхней челюсти слева.FIG. 7. Spiral computed tomography of the facial skeleton after surgery. The established endoprosthesis of bioactive ceramics is visible in the region of the zygomatic-orbital complex and the bone fragment of the peroneal flap in the region of the alveolar margin of the upper jaw on the left.

Таким образом, применение предлагаемого способа дает возможность провести эффективную реконструкцию челюстно-лицевой области. Необходимо отметить, что кости висцерального отдела черепа имеют самую сложную геометрию среди всех костей скелета, что существенно затрудняет его протезирование. К тому же задачей замещения послеоперационных костных дефектов в этом случае является не только восстановление механической функциональности протезируемого участка, но и более сложные эстетические аспекты, такие как, восстановление мимики и артикуляции, восстановление контура и симметрии лица.Thus, the application of the proposed method makes it possible to carry out an effective reconstruction of the maxillofacial region. It should be noted that the bones of the visceral part of the skull have the most complex geometry among all the bones of the skeleton, which significantly complicates its prosthetics. In addition, the task of replacing postoperative bone defects in this case is not only the restoration of the mechanical functionality of the prosthetic area, but also more complex aesthetic aspects, such as restoration of facial expressions and articulation, restoration of facial contour and symmetry.

Использование предлагаемого способа реконструкции сложных дефектов челюстно-лицевой области с применением эндопротеза из биоактивной керамики позволяет расширить область применения способа для пациентов со сложными комбинированными дефектами челюстно-лицевой области, после предшествующего лучевого или химиолучевого лечения по радикальной программе, снижение осложнений, обусловленных излишней травматизацией и инфицированием тканей и токсичностью реконструктивного материала, за счет повышения интеграционной способности и адекватности восстановления каркасной функции резецированного фрагмента черепа, улучшение качества жизни пациентов.Using the proposed method for the reconstruction of complex defects of the maxillofacial region using an endoprosthesis from bioactive ceramics allows us to expand the scope of the method for patients with complex combined defects of the maxillofacial region after the previous radiation or chemoradiation treatment according to the radical program, reducing the complications caused by excessive trauma and infection tissue toxicity and reconstructive material, by increasing the integration ability and adequate the restoration of the framework function of the resected fragment of the skull, improving the quality of life of patients.

ПРИЛОЖЕНИЕATTACHMENT

Фиг. 1. Внешний вид пациентки до операции. Видна деформация лица слева, дефект мягких тканей лица слева с выстоянием костных структур, птоз глазного яблока слева.FIG. 1. The appearance of the patient before surgery. Visible deformity of the face on the left, a defect in the soft tissues of the face on the left with the bone structures standing, ptosis of the eyeball on the left.

Фиг. 2. Спиральная компьютерная томография лицевого скелета до операции. Виден дефект костных структур скуло-орбитального комплекса слева.FIG. 2. Spiral computed tomography of the facial skeleton before surgery. A defect in the bone structures of the zygomatic-orbital complex on the left is visible.

Фиг. 3. 3D-модель черепа пациентки с эндопротезом из биоактивной керамики (в верхней части снимка).FIG. 3. 3D model of the skull of a patient with a bioactive ceramic endoprosthesis (at the top of the picture).

Фиг. 4. 3D-модель черепа пациентки с установленным в область дефекта эндопротезом из биоактивной керамики.FIG. 4. 3D-model of the patient’s skull with a bioactive ceramic endoprosthesis installed in the defect area.

Фиг. 5. Интраоперационное фото области реконструкции. Виден установленный эндопротез из биоактивной керамики в области скуло-орбитального комплекса и малоберцовый костно-кожный лоскут в области альвеолярного края верхней челюсти слева.FIG. 5. Intraoperative photo of the reconstruction area. The established endoprosthesis of bioactive ceramics is visible in the region of the zygomatic-orbital complex and the fibular bone-skin graft in the region of the alveolar margin of the upper jaw on the left.

Фиг. 6. Внешний вид пациентки после операции. Восстановлена симметрия лица, устранен дефект мягких тканей и птоз глазного яблока слева.FIG. 6. The appearance of the patient after surgery. Facial symmetry was restored, the soft tissue defect and ptosis of the eyeball on the left were eliminated.

Фиг. 7. Спиральная компьютерная томография лицевого скелета после операции. Виден установленный эндопротез из биоактивной керамики в области скуло-орбитального комплекса и костный фрагмент малоберцового лоскута в области альвеолярного края верхней челюсти слева.FIG. 7. Spiral computed tomography of the facial skeleton after surgery. The established endoprosthesis of bioactive ceramics is visible in the region of the zygomatic-orbital complex and the bone fragment of the peroneal flap in the region of the alveolar margin of the upper jaw on the left.

Claims (1)

Способ реконструкции сложных дефектов челюстно-лицевой области, включающий замещение дефекта костных тканей эндопротезом, выполненным из реконструктивного материла, на основе данных спиральной компьютерной томографии лицевого скелета пациента с последующим закреплением и укрытием дефекта комплексом тканей пациента, в качестве реконструктивного материала используют керамический материал на основе композита ZrO2-Al2O3, при этом эндопротез создают индивидуально для каждого пациента с применением методов 3-D печати поэтапно с помощью шликерного литья и градиентного спекания, стерилизуют и осуществляют его установку в зоне дефекта, для чего выполняют подготовку костных краев дефекта, к которым будет крепиться керамический эндопротез, включающую удаление мягких тканей вокруг костных краев и выравнивание костного края дефекта посредством фрезевой обработки костных краев раны, далее, после проверки точности соприкосновения всех точек крепления эндопротеза, формируют отверстия в костных краях дефекта и фиксируют в них эндопротез при помощи мини-винтов из титана, и при отсутствии флотации эндопротеза при нагрузке выполняют его укрытие ротированными или свободными реваскуляризированными мягкотканными лоскутами с хорошим кровоснабжением, отличающийся тем, что используют керамический материал с бимодальной поровой структурой, представленной микропорами с объемом порового пространства 50-80%, формой, близкой к сферической, диаметром 2-20 мкм, толщиной стенок 1-2 мкм и макропорами и поровыми каналами неправильной формы размером 30-200 мкм, прочностью при сжатии керамики 20-200 МПа, после проверки точности соприкосновения всех точек крепления эндопротеза формируют отверстия сверлом с диаметром 1,5-1,7 мм в костных краях дефекта и фиксируют в них эндопротез при помощи мини-винтов из титана диаметром 2,0-2,5 мм, а также выполняют его укрытие ротированным или свободным реваскуляризированным костно-кожным малоберцовым лоскутом.A method for reconstructing complex defects of the maxillofacial region, including replacing a bone defect with an endoprosthesis made from reconstructive material, based on spiral computed tomography of the patient’s facial skeleton, followed by fixing and covering the defect with a patient’s tissue complex, using a ceramic material as a reconstructive material ZrO 2 -Al 2 O 3 , while the endoprosthesis is created individually for each patient using 3-D printing methods in stages using liquor casting and gradient sintering, sterilize and install it in the defect zone, for which they prepare the bone edges of the defect to which the ceramic endoprosthesis will be attached, including the removal of soft tissues around the bone edges and alignment of the bone edge of the defect by milling the bone edges of the wound, then , after checking the accuracy of the contact of all the attachment points of the endoprosthesis, holes are formed in the bone edges of the defect and the endoprosthesis is fixed in them using mini-screws made of titanium, and when in the absence of flotation of the endoprosthesis during loading, it is covered by rotated or free revascularized soft tissue flaps with good blood supply, characterized in that they use ceramic material with a bimodal pore structure represented by micropores with a pore space of 50-80%, a shape close to spherical, 2- in diameter 20 microns, wall thickness 1-2 microns and irregularly shaped macropores and pore channels of 30-200 microns in size, compressive strength of ceramics 20-200 MPa, after checking the accuracy of contact Innovations of all attachment points of the endoprosthesis form holes with a drill with a diameter of 1.5-1.7 mm in the bone edges of the defect and fix the endoprosthesis in them using mini-screws made of titanium with a diameter of 2.0-2.5 mm, and also cover it with rotated or a free revascularized bone-skin peroneal flap.
RU2018125817A 2018-07-12 2018-07-12 Method for reconstruction of complex defects of maxillofacial area RU2696533C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018125817A RU2696533C1 (en) 2018-07-12 2018-07-12 Method for reconstruction of complex defects of maxillofacial area

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018125817A RU2696533C1 (en) 2018-07-12 2018-07-12 Method for reconstruction of complex defects of maxillofacial area

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2696533C1 true RU2696533C1 (en) 2019-08-02

Family

ID=67586935

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018125817A RU2696533C1 (en) 2018-07-12 2018-07-12 Method for reconstruction of complex defects of maxillofacial area

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2696533C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110811799A (en) * 2019-11-29 2020-02-21 上海交通大学医学院附属第九人民医院 3D prints from external fixing device that restores to throne
RU2741240C1 (en) * 2020-08-04 2021-01-22 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Томский национальный исследовательский медицинский центр" Российской академии наук ("Томский НИМЦ") Method for selecting the tactics of mandibular defect replacement in tumor diseases
RU2809691C2 (en) * 2023-01-19 2023-12-14 Федеральное государственное автономное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр нейрохирургии имени академика Н.И. Бурденко" Министерства здравоохранения Российской Федерации Method of removal of cranio-orbital cranio-orbital localizations with simultaneous reconstruction of bone defect

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7482390B2 (en) * 1999-04-06 2009-01-27 Phillips Plastics Corporation Sinterable structures and method
RU2476406C2 (en) * 2010-11-18 2013-02-27 Учреждение Российской Академии Наук Институт Физики Прочности И Материаловедения Сибирского Отделения Ран (Ифпм Со Ран) Method of obtaining porous ceramic material
RU2641683C1 (en) * 2016-11-27 2018-01-19 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ) Method of producing ceramic products of complex volume form

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7482390B2 (en) * 1999-04-06 2009-01-27 Phillips Plastics Corporation Sinterable structures and method
RU2476406C2 (en) * 2010-11-18 2013-02-27 Учреждение Российской Академии Наук Институт Физики Прочности И Материаловедения Сибирского Отделения Ран (Ифпм Со Ран) Method of obtaining porous ceramic material
RU2641683C1 (en) * 2016-11-27 2018-01-19 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский государственный университет" (ТГУ) Method of producing ceramic products of complex volume form

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
БУЯКОВ А.С. и др. Микро- и макропрочность керамики с бимодальной поровой структурой, Перспективы развития фундаментальных наук: сборник научных трудов XIV Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, г. Томск, 25-28 апреля 2017, с. 72-74. *
КУЛЬБАКИН Д.Е. и др. Методика реконструкции челюстно-лицевой области с использованием индивидуальных имплантатов из биоактивной керамики, Журнал "Опухоли головы и шеи", Москва, 4, том 7, 2017, с.29-34. *
КУЛЬБАКИН Д.Е. и др. Методика реконструкции челюстно-лицевой области с использованием индивидуальных имплантатов из биоактивной керамики, Журнал "Опухоли головы и шеи", Москва, 4, том 7, 2017, с.29-34. БУЯКОВ А.С. и др. Микро- и макропрочность керамики с бимодальной поровой структурой, Перспективы развития фундаментальных наук: сборник научных трудов XIV Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, г. Томск, 25-28 апреля 2017, с. 72-74. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110811799A (en) * 2019-11-29 2020-02-21 上海交通大学医学院附属第九人民医院 3D prints from external fixing device that restores to throne
RU2741240C1 (en) * 2020-08-04 2021-01-22 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Томский национальный исследовательский медицинский центр" Российской академии наук ("Томский НИМЦ") Method for selecting the tactics of mandibular defect replacement in tumor diseases
RU2809691C2 (en) * 2023-01-19 2023-12-14 Федеральное государственное автономное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр нейрохирургии имени академика Н.И. Бурденко" Министерства здравоохранения Российской Федерации Method of removal of cranio-orbital cranio-orbital localizations with simultaneous reconstruction of bone defect
RU2831787C1 (en) * 2024-03-11 2024-12-13 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Томский национальный исследовательский медицинский центр Российской академии наук" ("Томский НИМЦ") Method for elimination of combined defects of upper jaw using individual endoprosthesis

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Baumann et al. Late reconstruction of the orbit with patient-specific implants using computer-aided planning and navigation
Balasundaram et al. Recent advances in reconstructive oral and maxillofacial surgery
Holmes et al. Propranolol as first-line treatment for infantile hemangiomas
Bachelet et al. Orbital reconstruction by patient-specific implant printed in porous titanium: a retrospective case series of 12 patients
Cannady et al. Free tissue transfer for head and neck reconstruction: a contemporary review
Ono et al. Orbital reconstruction with hydroxyapatite ceramic implants
Grecchi et al. Reconstruction of the zygomatic bone with smartbone®: Case report
RU2696533C1 (en) Method for reconstruction of complex defects of maxillofacial area
RU195801U1 (en) Individual framework for repairing defects in the brain and facial parts of the skeleton of the head
RU2762318C1 (en) Method and device for reconstruction of the lower jaw
Hajibandeh et al. Custom interlocking implants for primary and secondary reconstruction of large orbital floor defects: case series and description of workflow
Xu et al. Reconstruction of craniomaxillofacial bone defects with customized prosthesis of hydroxyapatite/epoxide acrylate maleic compound designed by computer-aided technique
RU2831787C1 (en) Method for elimination of combined defects of upper jaw using individual endoprosthesis
RU2570619C1 (en) Method for repairing extensive defect of bottom of anterior cranial fossa
RU64501U1 (en) DEVICE FOR REPLACEMENT OF THE CONDITIONAL PROJECT OF THE LOWER JAW
RU2844405C1 (en) Method for delayed elimination of combined midface defects in patients with maxillofacial malignant new growths after previous treatment
RU2801711C1 (en) Method of reconstructing the bones of the orbit
RU2651104C1 (en) Method of modeling and personified skeletal bone endoprosthesis appliance
RU2809431C1 (en) Chin augmentation method
Kulbakin et al. Use of customized bioceramic implants in the maxillofacial reconstruction
Darwich et al. Reconstruction of a Complex Orbital Injury
RU216320U1 (en) IMPLANT FOR RECONSTRUCTION OF ORBIT WALLS
Liang et al. Application of Computer-Assisted Design and Manufacturing–Fabricated Artificial Bone in the Reconstruction of Craniofacial Bone Defects
Cordeiro et al. Mandible reconstruction
RU2797101C1 (en) Method of removing limited jaw defects

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200713

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20211108