RU2734629C1

RU2734629C1 - Имплантат для реконструкции верхней челюсти, подглазничной области

Info

Publication number: RU2734629C1
Application number: RU2019127392A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Сергеевич Святославов; Игорь Владимирович Решетов; Константин Геннадьевич Кудрин; Владимир Алексеевич Дуб; Павел Александрович Медведев
Original assignee: Акционерное Общество "Наука И Инновации"
Priority date: 2019-08-30
Filing date: 2019-08-30
Publication date: 2020-10-21

Abstract

Изобретение относится к медицине, в частности к челюстно-лицевой хирургии и может быть использовано для реконструкции верхней челюсти, подглазничной области с использованием имплантата, изготовленного методом послойного селективного лазерного плавления. Имплантат верхней челюсти, подглазничной области выполнен в виде изогнутой перфорированной пластины из титана, повторяющей геометрию части верхней челюсти, подглазничной области и снабженной в верхней части сетчатым элементом, загнутым внутрь глазницы, причем имплантат имеет форму неправильного треугольника, обращенного вершиной вниз, и снабжен тремя средствами крепления, при этом по периметру имплантат выполнен из сплошного титана, перфорация выполнена в виде пористой трехмерной структуры с ячейками, представляющими собой тетраэдр, додекаэдр или октаэдр, образованные множеством ребер и распорок, а загнутый внутрь глазницы сетчатый элемент имеет форму прямоугольника. Задачей и техническим результатом изобретения является создание типовой конструкции имплантата из титана для реконструкции верхней челюсти, подглазничной области, обеспечивающей индивидуальное совмещение с реконструируемой зоной лица и требующиеся механические характеристики имплантата: упругость ячеистой структуры для остеоинтегрируемых элементов - для титана 1-5 ГПа, упругость элементов из балочной структуры 10-30 ГПа при пределе прочности не менее 7 МПа на сжатие, предел прочности для сплошной структуры из титана, используемой для элементов крепления и суставных поверхностей - не менее 450 МПа на растяжение. Использование имплантата обеспечивает индивидуальное совмещение с реконструируемой зоной лица и требующиеся механические характеристики имплантата: упругость ячеистой структуры для остеоинтегрируемых элементов - для титана 1-5 ГПа, упругость элементов из балочной структуры 10-30 ГПа при пределе прочности не менее 7 МПа на сжатие, предел прочности для сплошной структуры из титана, используемой для элементов крепления и суставных поверхностей - не менее 450 МПа на растяжение. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к медицине, в частности, к челюстно-лицевой хирургии и может быть использовано для реконструкции верхней челюсти, подглазничной области с использованием имплантата, изготовленного методом послойного селективного лазерного плавления.

Известно устройство для фиксации костей средней зоны лица и эндопротезирования стенок верхнечелюстной пазухи, состоящее из титановой пластины и фиксаторов из никелида титана, при этом титановая пластина выполнена сетчатой, с формой, соответствующей форме костного дефекта стенке пазухи с возможностью перекрытия его краев, а фиксаторы выполнены в виде двух параллельных пластинок S-образной формы, соответствующей форме скуло-альвеолярного гребня.

Изобретение обеспечивает фиксацию и устранение дефектов костей средней зоны лица путем восстановления скуло-альвелярного гребня, контрфорсов верхней челюсти и стенок верхнечелюстных пазух (RU 2187286, A61F 2/28, А61В 17/68, опубликовано 20.08.2002).

Недостатком известного устройства является его низкие механические характеристики, а также сложность использования для протезирования нижней стенки орбиты, стабильность глазного яблока.

Известен имплантат для реконструкции средней зоны лица из титана или пластика, состоящий из нескольких пластинчатых сегментов, фиксируемых винтами на верхней челюсти и/или подглазничной области (WO 2015155296, А61В 17/00, А61В 17/56, А61В 17/80, опубликовано 15.10.2015).

Недостатком известного устройства, предназначенного для фиксации центролатерального перелома средней зоне лица, является невозможность его использования для протезирования нижней стенки орбиты совместно с обширными областями верхней челюсти и подглазничной области, а также вероятность нестабильности конструкции.

Известен ортопедический имплантат из корундовой керамики для устранения дефектов и деформаций скуловой и подглазничной областей, фиксируемый шурупами или костным швом (RU 98103043, А61С 17/24, опубликовано 19.02.1998; Чернегов В.В., Использование биологически инертной корундовой керамики для устранения дефектов и деформаций лицевого скелета, Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук, Санкт-Петербург, 2005).

Известный имплантат изготавливают из шаблона, полученного с гипсовой маски. Шаблон формовали прессованием, обжигали и механически обрабатывали. Недостатком известного имплантата является значительная масса, хрупкость и трудоемкость изготовления, что ограничивает его применение для протезирования нижней стенки орбиты.

Наиболее близким по технической сущности является имплантат (выбранный в качестве прототипа) в виде изогнутой сетчатой пластины, которая выполнена составной и снабжена сквозными отверстиями для прохода крепежных винтов. Для протезирования верхней челюсти, подглазничной области и стенки орбиты глаза, имплантат представляет собой изогнутую сетчатую перфорированную пластину из титана, повторяющей геометрию части верхней челюсти и подглазничной области, к которой приварен загнутый внутрь над нижней стенкой орбиты глаза сетчатый имплантат.

Способ изготовления известного имплантата включает компьютерную томографию лицевого черепа с дефектом, преобразование полученных данных КТ - в цифровую модель, проектирование имплантата, изготовление на 3D-принтере полимерной модели-шаблона имплантата и соответствующей части лицевого скелета, изготовление сетчатого перфорированного имплантата, префабрикация синтезированного имплантата к модели черепа, приварку дополнительных элементов при формировании изгибов, механическую обработку (RU 2638894, A61F 2/28, А61В 17/80, опубликовано 20.10.2016).

Недостатком прототипа является трудоемкость его изготовления, а также сложность обеспечения требуемой жесткости конструкции имплантата и стабильности его механических характеристик при воздействии внешних нагрузок.

Технической проблемой, на решение которой направлено изобретение является создание типовой конструкции имплантата из титана для реконструкции верхней челюсти, подглазничной области, обеспечивающей индивидуальное совмещение с реконструируемой зоной лица и высокие механические характеристик имплантата.

Техническим результатом изобретения является создание типовой конструкции имплантата из титана для реконструкции верхней челюсти, подглазничной области, обеспечивающей индивидуальное совмещение с реконструируемой зоной лица и высоких механических характеристик имплантата: упругость ячеистой структуры для остеоинтегрируемых элементов для титана 1-5 ГПа, упругость элементов из балочной структуры 10-30 ГПа при пределе прочности не менее 7 Мпа на сжатие, предел прочности для сплошной структуры из титана, используемой для элементов крепления и суставных поверхностей - не менее 450 МПа на растяжение.

Технический результат достигают тем, что имплантат верхней челюсти, подглазничной области выполнен в виде изогнутой перфорированной пластины из титана, повторяющей геометрию части верхней челюсти - подглазничной области и снабженной в верхней части сетчатым элементом, загнутым внутрь глазницы, причем имплантат имеет форму неправильного треугольника, обращенного вершиной вниз, и снабжен тремя средствами крепления, при этом по периметру имплантат выполнен из сплошного титана, перфорация выполнена в виде пористой трехмерной структуры с ячейками, представляющими собой тетраэдр, додекаэдр или октаэдр, образованных множеством ребер и распорок, а загнутый внутрь глазницы сетчатый элемент имеет форму прямоугольника.

Технический результат также достигается тем, что средства крепления выполнены в виде узких пластин со сквозными отверстиями для прохода крепежных винтов для крепления в области надпереносья, скуловой кости и альвеолярному гребню; трехмерная пористая структура выполнена с размерами ячеек до 4 мм и диаметром несущих ребер 700-900 мкм; ширина сплошного титана по периметру имплантата составляет 2-5 мм. Также в местах остеоинтеграции имплантат снабжен остеоинтегрируемым элементом, имеющим трехмерную пористую структуру, причем ячейки пористых структур представляют собой тетраэдр, додекаэдр или октаэдр, снабженные множеством распорок круглого и/или прямоугольного сечения

Изобретение можно проиллюстрировать примером с использованием фиг. 1 и фиг. 2, где:

1 - имплантат;

2 - сетчатый элемент;

3 - средство крепления;

4 - периметр имплантата из сплошного титана;

5 - балочная структура;

6 - ячеистая структура остеоинтегрируемого элемента.

Имплантат по изобретению (фиг. 1, 2) изготавливают с использованием 3D-принтера методом селективного лазерного плавления послойным лазерным синтезом. В качестве порошка для получения пространственных пористых структур используют порошок нелегированного титана с размерами частиц 20-120 нм.

Имплантат 1 по изобретению выполнен в виде изогнутой перфорированной пластины из титана, повторяющей геометрию части верхней челюсти и подглазничной области. Форма пластины - неправильный треугольник, обращенный вершиной вниз. Имплантат снабжен тремя средствами крепления 3, выполненными в виде узких пластин со сквозными отверстиями для прохода крепежных винтов для крепления в области надпереносья (3а), скуловой кости (3б) и альвеолярному гребню (3в).

По периметру имплантат выполнен из сплошного титана, причем ширина сплошного титана по периметру имплантата составляет 2-5 мм.

Перфорация выполнена в виде пористой трехмерной структуры с ячейками, представляющими собой тетраэдр, додекаэдр или октаэдр, образованные множеством ребер и распорок, причем трехмерная пористая структура выполнена с размерами ячеек до 3,5 мм и диаметром несущих ребер 700-900 мкм остеоинтегрируемый элемент выполнен в виде выступа с трехмерной пористой структурой с размерами ячеек 600-1000 мкм, размерами ребер и распорок 250-350 мкм и пористостью 60-80%, причем его торец выполнен с возможностью совмещения с телом нижней челюсти или подбородочным выступом.

Сочетание в имплантате по изобретению сплошного титана (силовые элементы) и пористой структуры обеспечивает минимальную массу имплантата при высоких механических характеристиках: упругость пористой структуры из титана 1-5 ГПа, упругость элементов из сплошного титана 10-30 ГПа при пределе прочности не менее 7 Мпа на сжатие.

Загнутый внутрь глазницы сетчатый элемент, выполненный в верхней части имплантата, имеет форму прямоугольника, что обеспечивает возможность максимального совмещения имплантата при реконструкции подглазничной области.

Готовый имплантат после его изготовления методом селективного лазерного плавления подвергают механической обработке для устранения режущих частей и термобрабатывают.

Полученный имплантат по изобретению обеспечивает достижение поставленного технического результата: обеспечение индивидуальное совмещение с протезируемой лицевой областью и требуемые механические характеристики.

Claims

1. Имплантат для реконструкции верхней челюсти, подглазничной области, выполненный в виде изогнутой перфорированной пластины из титана, повторяющей геометрию части верхней челюсти и подглазничной области и снабженной в верхней части сетчатым элементом, загнутым внутрь глазницы, отличающийся тем, что имплантат имеет форму неправильного треугольника, обращенного вершиной вниз, и снабжен тремя средствами крепления, при этом по периметру имплантат выполнен из сплошного титана, перфорация выполнена в виде пористой трехмерной структуры с ячейками, представляющими собой тетраэдр, додекаэдр или октаэдр, образованные множеством ребер и распорок, а загнутый внутрь глазницы сетчатый элемент имеет форму прямоугольника.

2. Имплантат по п. 1, отличающийся тем, что средства крепления выполнены в виде узких пластин со сквозными отверстиями для прохода крепежных винтов для крепления в области надпереносья, скуловой кости и альвеолярному гребню.

3. Имплантат по п. 1, отличающийся тем, что трехмерная пористая структура выполнена с размерами ячеек до 4 мм и диаметром несущих ребер 700-900 мкм.

4. Имплантат по п. 1, отличающийся тем, что ширина сплошного титана по периметру имплантата составляет 2-5 мм