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WO2018083289A2 - Dispositif de guidage d'un foret utilise en chirurgie et procede de conception et de fabrication associe - Google Patents

Dispositif de guidage d'un foret utilise en chirurgie et procede de conception et de fabrication associe Download PDF

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Publication number
WO2018083289A2
WO2018083289A2 PCT/EP2017/078287 EP2017078287W WO2018083289A2 WO 2018083289 A2 WO2018083289 A2 WO 2018083289A2 EP 2017078287 W EP2017078287 W EP 2017078287W WO 2018083289 A2 WO2018083289 A2 WO 2018083289A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
wellbore
drill
cooling chamber
guiding device
design
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2017/078287
Other languages
English (en)
Other versions
WO2018083289A3 (fr
Inventor
Jean-Baptiste ROGER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Smiletech
Original Assignee
Smiletech
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 Smiletech filed Critical Smiletech
Priority to EP17798175.0A priority Critical patent/EP3534823A2/fr
Publication of WO2018083289A2 publication Critical patent/WO2018083289A2/fr
Publication of WO2018083289A3 publication Critical patent/WO2018083289A3/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
    • A61C1/00—Dental machines for boring or cutting ; General features of dental machines or apparatus, e.g. hand-piece design
    • A61C1/08—Machine parts specially adapted for dentistry
    • A61C1/082—Positioning or guiding, e.g. of drills
    • A61C1/084—Positioning or guiding, e.g. of drills of implanting tools

Definitions

  • the present invention relates to a device for guiding a drill used in surgery. It also aims at a process for the design and manufacture of this guide.
  • the field of the invention is more particularly that of orthodontics, dental implantology and the activities of designing and producing adapted equipment.
  • forest guides comprising a guide tube designed to receive a drill fixed to the mandrel of a rotary tool with variable speed. But the friction of the drill rotating at high speed in a jaw generally induces a significant local heating.
  • WO2016 / 036500 A1 discloses a device for guiding a drill bit in dental surgery, comprising a guide sleeve adapted to be inserted into a surgical cartridge itself intended to be coupled to a frame adapted to the jaw of a patient. patient.
  • this guide sleeve is provided with irrigation holes which must be aligned with holes provided in the cartridge and in the frame.
  • WO2010 / 050768 A2 discloses an implantology guidance device, comprising a guide sleeve for receiving a drill bit and arranged to not rotate with the drill during drilling. This sleeve is provided with a hole designed to receive a cooling liquid.
  • the injection of the coolant is provided via sleeves or guide pieces provided to receive a drill bit, which implies that these sleeves or guide pieces are provided with holes for injection of liquid and that these holes can align with other holes in cartridges or devices for receiving these guide pieces.
  • the main object of the present invention is to overcome these disadvantages by providing an optimized cooling guide which offers both three-dimensional guidance of a drill and allows the use of guide parts that are not specific, while providing more efficient cooling conditions than currently available drill guides.
  • This guide includes a wellbore provided to receive a rotating drill and a device for cooling the drill, the well being made of resin and adapted to receive a guide insert made of a metallic material.
  • the wellbore opens onto a cooling chamber substantially contiguous to said wellbore and intended to be traversed by the rotating forest, said cooling chamber comprising an intake duct arranged for injecting a heat transfer fluid into said cooling chamber and at least one exhaust duct arranged to discharge said heat transfer fluid out of said cooling chamber.
  • the cooling of the drill is provided much more efficiently since a chamber is specifically dedicated to the thermal contact of the drill with the heat transfer fluid which acts as a cooling fluid.
  • the intake duct may advantageously be provided at its free end with a tube made of metallic material intended to receive an injection catheter for the heat transfer fluid.
  • This tube is for example inserted into the intake duct and is stopped in translation by a shoulder substantially corresponding to the thickness of the tube.
  • the exhaust ducts are three in number and may be angularly distributed around the wellbore.
  • the guiding device according to the invention may comprise at least one clip provided for holding the injection or / and heat transfer fluid or catheters.
  • a method for designing and manufacturing a guide device for a drill used in surgery comprising the following design steps:
  • radiopaque markers which are fixed at specific points of a surgical intervention zone
  • a virtual model design of a guiding device comprising a wellbore opening on a cooling chamber substantially contiguous to said wellbore and comprising a duct; intake and at least one exhaust duct.
  • the design step may further advantageously include an optimization of the angle between the exhaust duct and the central axis of the wellbore.
  • the method according to the invention may further comprise the following manufacturing steps:
  • a shrinking of said guiding device to reach a predetermined height of the wellbore there is further provided a storage of virtual wellbore design files within a coin bank.
  • the design and manufacturing method according to the invention can be particularly applied in the field of orthodontics and dental implantology, but it could be implemented in any field of intervention requiring a forest guidance provided for pierce a bone part of a patient or an animal. Description of the Figures and Embodiments
  • Figure 1 illustrates several views of a wellbore part of a drill guide according to the invention
  • FIG. 1A is a partial sectional view of a drill guide according to the invention
  • Figure 2 shows a drill guide according to the invention, provided with an inlet catheter
  • FIG. 3 illustrates a subtractive model of a wellbore, implemented in a particular form of implementation of the design method according to the invention
  • Figure 4 illustrates a catheter holding part implemented for a drill guide according to the invention
  • FIG. 5A illustrates a first example of positioning of a holding part for a guiding device according to the invention
  • FIG. 5B illustrates a second example of positioning of two holding pieces for a guiding device according to the invention
  • Figures 6 and 7 respectively represent virtual models of media implemented in the design method according to the invention.
  • FIG. 8 illustrates a device incorporating two optimized cooling guides according to the invention
  • FIG. 9 illustrates the device of FIG. 8 provided with two admission catheters for a heat transfer fluid
  • FIG. 10 represents an exemplary design of a guiding device according to the invention, comprising a single inlet channel for a heat transfer fluid.
  • variants of the invention comprising only a selection of characteristics described or illustrated subsequently isolated from the other characteristics described or illustrated (even if this selection is isolated within a sentence including these other characteristics), if this selection of features is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from the state of the prior art.
  • This selection comprises at least one preferably functional characteristic without structural details, and / or with only a part of the structural details if this part alone is sufficient to confer a technical advantage or to differentiate the invention from the state of the art. earlier.
  • FIGS. 1, 1A and 2 A particular example of a drill guide device 1 according to the invention will now be described with reference to FIGS. 1, 1A and 2.
  • I which may be made of resin, comprises a cylindrical main body 10 defining a wellbore 13 opening on a cooling chamber 14.
  • This heat transfer fluid is discharged via exhaust pipes or tubes 11.1, 11.2,
  • the well bore is itself provided with a titanium insert whose inner diameter substantially corresponds to the diameter of the drill which will be guided therein.
  • the inner diameter of this titanium insert may be less than or equal to 1.5 mm.
  • the intake manifold 12 is provided with a metal tube 16, for example made of titanium, inserted at the free end of this manifold 12.
  • This metal tube thus inserted 16 is designed to receive a surgical catheter 2.
  • a first step is to make a print of the surgical area and to associate location data obtained through radio-opaque markers which are temporarily glued on three teeth of each arch of the jaws of a patient.
  • a three-dimensional (3D) radiograph of the intervention area with radiopaque markers is then performed and the results of this radiography are then coupled to the impression.
  • radiopaque markers were previously produced using a stereolithographic type printer and from a radiopaque biocompatible resin.
  • a Cone Beam Computed Tomography (CBCT) scan for "computed tomography with cone beam” is performed on the patient and the data from this scan are processed and in particular filtered to retain only the data corresponding to a density range excluding any a trace of noise or artifact related to soft tissues that could affect the quality of the digital data of bone parts.
  • CBCT Cone Beam Computed Tomography
  • a 3D model of the titanium insert 15 disposed in the wellbore 13 as shown in Figs. 1 and 1A is created by reverse engineering. It is the same for the 3D model of the wellbore.
  • the intake and exhaust ducts are also designed virtually.
  • a complete virtual model of the assembly guide and its complementary a subtractive model 3 illustrated in Figure 3.
  • This subtractive model which represents the empty parts of the guide device, comprises a corresponding axial cylindrical portion 30 to the interior void of the wellbore, and virtual cylinders 31.1, 31.2, 31.3 and 31.4 corresponding to the internal voids inside the intake and exhaust pipes or tubes.
  • the titanium insert 15 fitted to the wellbore 13 is secured to the resin guide only by friction, which implies a perfect adjustment of the clearance between the two parts. A game too weak could damage the guide when inserting the titanium insert while a large game would not allow sufficient maintenance of the insert and the guide would be unusable. A possible solution is then to measure the coefficient of thermal expansion of the resin used.
  • the game can be adjusted so that the titanium insert is inserted immediately at the outlet of an oven at 70 ° C.
  • connection between the guide 1 and the inlet catheter 2 can be effected by means of a stainless steel tube inserted in a manner similar to that used for the titanium guides and stopped in translation by a shoulder corresponding to the thickness of the tube.
  • a rib on the tube can make the assembly strong enough to support the manual insertion of the catheter around the stainless steel tube.
  • the exhaust pipes are simple tubes and three in number.
  • the angles formed between the major axes of the tubes and of the central body 10 can be optimized so as to limit the space requirement in the mouth, for example for the positioning of screws in a narrow palace, and not not disturb the surgeon during the operation. Once these adjustments are made to the virtual model, the question of the depth of the wellbore must be addressed.
  • a practitioner may be considered having a drill diameter 1.5 mm and length 15 mm.
  • the mandrel of the tool driving the rotating bit must come into abutment on the wellbore at the end of drilling to ensure a certain accuracy on the depth.
  • One solution adopted was to create a bank of wells of different heights in order to quickly and reliably have a usable well, the virtual model of the starting well having a base that will be extruded more or less depending on the height. desired.
  • a well is then designed for each dimension and exported in a stereolithography CAD format, for example the STL format.
  • the design and manufacturing method according to the invention implements a subtractive model 30 of a guiding device, which represents the complementary virtual part of the wellbore 10 in a given space.
  • a subtractive model can be created for each different pit height.
  • the subtractive model 3 expresses the external shape 32 of the titanium insert along the major axis of the part and the cylinders 31.1, 31.2, 31.3 and 31.4 respectively corresponding to the three exhaust pipes 11.1, 11.2, 11.3 and to that of admission 12 of the guide device 1 shown in Figure 1.
  • the cylinder 31.4 corresponding to the intake manifold is identifiable by the abutment shoulder of the stainless steel tube which will be inserted into this tubing.
  • the wellbore 10 and its subtractive model 3 must be exported with the same spatial reference and the same scale, and the export spatial orientation will directly depend on the internal parameters of the three-dimensional calculation software used.
  • the new STL file can be exported to be exported. immediately exploited in the setup session to be integrated into the parts bank.
  • the design and manufacturing method according to the invention also provides for the design of catheter holding modules, in the form of clips as illustrated in Figures 4, 5A and 5B.
  • These holding modules or clips 4 have the function of preventing heat transfer fluid supply lines or catheters from interfering with the operator.
  • a clip 4 comprises a support 43 intended to be in contact and fixed on a surgical intervention zone 5 with reference to FIG. 5A, a cylindrical housing 40 designed to receive a catheter and bordered by two parts 41 , 42 resilient retaining designed to exert catheter holding forces and its non deformation to ensure the proper flow of heat transfer fluid.
  • These clips 4 are, like wells, modeled directly from the various design software.
  • two clips 4.1, 4.2 are provided to each maintain a catheter (not shown) intended to supply cooling fluid to one and the other of two wells 51, 52.
  • FIGS. 6 and 7 will now describe steps for designing a guiding device according to the invention, coupling a first file containing digital imaging data in the format DICOM standard ("Digital Imaging and Communications in Medicine") and a second file containing intraoral digital fingerprint data.
  • DICOM standard Digital Imaging and Communications in Medicine
  • Model 6 comprises by way of non-limiting example the two virtual wellbars 61, 62 and control windows 63, 64 designed virtually in the fastener display.
  • the STL file contains the location of the future screws for which the wellbore will be implemented.
  • the virtual positioning of the wellbores is then limited to a simple superposition, as illustrated in FIG. 7 showing a fastening visual 6 superimposed on a shell 7.
  • the wells 61, 62 are then placed virtually in the fastener , as well as the retaining clips 4.1, 4.2.
  • the guiding device thus virtually designed is then exported, in the form of an STL format file, into a 3D printing software.
  • a "Project 3510 HD” printer marketed by the company 3D Systems was used.
  • Each piece is printed in a transparent biocompatible resin along with a wax support that will support the resin throughout the print.
  • the height of each layer is, as a non-limiting example, 29 microns, ensuring a smooth surface and high accuracy.
  • the resin is completely polymerized, unlike the stereolithography which requires a very rigorous post-treatment in order to obtain a perfectly polymerized and biocompatible part.
  • the guiding device is passed through an oven and then into an ultrasonic tray in order to separate the guiding device from its support wax. Once, the guiding device completely cleaned, the titanium tubes for the wellbore and the stainless steel tubes for the intake ducts are hot inserted. The guide device thus equipped is then ready to be sanitized to be made available to a practitioner.
  • FIG. 8 thus illustrates a guiding device 80 disposed on a dental molding 8 and provided with two wells 81, 82, obtained with the method of design and manufacture according to the invention.
  • the guide device 90 disposed on a molding 9 comprises two wells 91, 92 provided with catheters 91.1, 91.2 for admission of a heat transfer fluid.
  • the design method according to the invention makes it possible to obtain a three-dimensional model 100 of a particular example of a guiding device according to the invention comprising two substantially adjacent wells 110, 120 and therefore the two intake ducts (not shown in the figure) are connected to a common intake channel 130.
  • the exhaust ducts (not shown) are here reduced to simple openings in the lower part of the cooling chambers associated with each of the wellbore, the discharge of the coolant being directly at the level of the jaw of the patient.
  • the invention is not limited to the examples that have just been described and many adjustments can be made to these examples without departing from the scope of the invention.
  • the number of wells within a guide device according to the invention may be variable depending on the number of screws provided for an implantology or orthodontic procedure.
  • other three-dimensional CAD calculation software and manufacturing that those mentioned in the description can be implemented.

Landscapes

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Abstract

Dispositif (1) de guidage d'un foret utilisé en chirurgie, comprenant un puits de forage (10) prévu pour recevoir un foret en rotation et un dispositif pour refroidir ce foret ayant la forme d'une chambre de refroidissement (14) sensiblement contigüe au puits de forage et prévue pour être traversée par le foret en rotation, cette chambre de refroidissement (14) comportant un conduit d'admission (12) agencé pour injecter un fluide caloporteur dans la chambre de refroidissement (14) et au moins un conduit d'échappement (11.1) agencé pour évacuer le fluide caloporteur hors de la chambre de refroidissement (14). Procédé pour concevoir et fabriquer ce dispositif, comprenant une mise en œuvre de marqueurs radio-opaques qui sont fixés en des points spécifiques d'une zone d'intervention chirurgicale, une radiographie tridimensionnelle (3D) de ladite zone d'intervention sur laquelle une empreinte est effectuée, et à partir d'un traitement de données de la radiographie 3D, une conception d'un modèle virtuel du dispositif de guidage. Application notamment dans le domaine de la chirurgie dentaire, de l'orthodontie et de l'implantologie dentaire.

Description

« Dispositif de guidage d'un foret utilisé en chirurgie et procédé de conception et de fabrication associé »
Domaine technique
La présente invention concerne un dispositif de guidage d'un foret utilisé en chirurgie. Elle vise également un procédé pour la conception et la fabrication de ce guide. Le domaine de l'invention est plus particulièrement celui de l'orthodontie, de l'implantologie dentaire et des activités de conception et de réalisation d'équipements adaptés.
Etat de la technique antérieure
Les interventions chirurgicales en orthodontie, notamment lors de la mise en place d'implants dentaires ou de prothèses maxillaires, impliquent l'utilisation de forêts pour réaliser des trous dans l'os des patients. Il est essentiel que ces forêts soient correctement guidés afin d'assurer un angle de perçage conforme à la prescription chirurgicale.
Il existe déjà pour cela des guides pour forêt comportant un tube de guidage prévu pour recevoir un foret fixé au mandrin d'un outil rotatif à vitesse variable. Or le frottement du foret tournant à grande vitesse dans une mâchoire induit généralement un échauffement local significatif.
Le document WO2016/036500 Al divulgue un dispositif pour guider un foret de perçage en chirurgie dentaire, comprenant un manchon de guidage prévu pour être inséré dans une cartouche chirurgicale elle-même prévue pour être couplé à à un cadre adapté à la mâchoire d'un patient. A des fins de refroidissement, ce manchon de guidage est pourvu de trous d'irrigation qui doivent être alignés avec des trous prévus dans la cartouche et dans le cadre.
Le document WO2010/050768 A2 divulgue un dispositif de guidage en implantologie, comprenant un manchon de guidage prévu pour recevoir un foret de perçage et pour agencé pour ne pas tourner avec le foret en cours de perçage. Ce manchon est pourvu d'un trou prévu pour recevoir un liquide de refroidissement.
Dans ces dispositifs de guidage de l'art antérieur, l'injection du liquide de refroidissement est assurée via des manchons ou pièces de guidage prévus pour recevoir un foret de perçage, ce qui implique que ces manchons ou pièces de guidage soient pourvus de trous d'injection de liquide et que ces trous puissent être alignés avec d'autres trous ménagés dans des cartouches ou dispositifs destinés à recevoir ces pièces de guidage.
Le but principal de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un guide à refroidissement optimisé qui offre à la fois des fonctionnalités de guidage tridimensionnel d'un foret et permette d'employer des pièces de guidage qui ne soient pas spécifiques, tout en procurant des conditions de refroidissement plus efficaces que les guides pour foret actuellement disponibles.
Ce guide comprend un puits de forage prévu pour recevoir un foret en rotation et un dispositif pour refroidir ce foret, ce puits de forage étant réalisé en résine et prévu pour recevoir un insert de guidage réalisé dans un matériau métallique.
Exposé de l'invention
Suivant l'invention, le puits de forage ouvre sur une chambre de refroidissement sensiblement contigue audit puits de forage et prévue pour être traversée par le forêt en rotation, ladite chambre de refroidissement comportant un conduit d'admission agencé pour injecter un fluide caloporteur dans ladite chambre de refroidissement et au moins un conduit d'échappement agencé pour évacuer ledit fluide caloporteur hors de ladite chambre de refroidissement.
Ainsi, le refroidissement du foret est assuré de façon bien plus efficace puisqu'une chambre est spécifiquement dédiée à la mise en contact thermique du foret avec le fluide caloporteur qui fait fonction de fluide de refroidissement.
A la différence de l'art antérieur, le fait que le refroidissement du foret soit réalisé dans une chambre dédiée contigue au puits de forage, et non pas au niveau de ce dernier, permet d'utiliser des inserts de guidage standard proposés par les fournisseurs de foret et adaptés pour chaque diamètre de foret. Il n'est donc pas nécessaire de faire appel à des inserts de guidage spécifiques.
Le conduit d'admission peut être avantageusement pourvu à son extrémité libre d'un tube en matériau métallique prévu pour recevoir un cathéter d'injection du fluide caloporteur. Ce tube est par exemple inséré dans le conduit d'admission et est arrêté en translation par un épaulement correspondant sensiblement à l'épaisseur du tube. Dans un mode particulier de réalisation, les conduits d'échappement sont au nombre de trois et peuvent être angulairement répartis autour du puits de forage.
Dans une forme particulière de l'invention, le dispositif de guidage selon l'invention peut comprendre au moins un clip prévu pour maintenir le ou les cathéters d'injection et/ou d'évacuation du fluide caloporteur.
Suivant un autre aspect de l'invention, il est proposé un procédé pour concevoir et fabriquer un dispositif de guidage d'un foret utilisé en chirurgie selon l'invention, comprenant les étapes de conception suivantes :
une mise en œuvre de marqueurs radio-opaques qui sont fixés en des points spécifiques d'une zone d'intervention chirurgicale,
une radiographie tridimensionnelle (3D) de ladite zone d'intervention sur laquelle une empreinte est effectuée,
- à partir d'un traitement de données de la radiographie 3D, une conception d'un modèle virtuel d'un dispositif de guidage comprenant un puits de forage ouvrant sur une chambre de refroidissement sensiblement contigue audit puits de forage et comportant un conduit d'admission et au moins un conduit d'échappement.
L'étape de conception peut en outre avantageusement comprendre une optimisation de l'angle entre le conduit d'échappement et l'axe central du puits de forage.
Le procédé selon l'invention peut en outre comprendre les étapes de fabrication suivantes :
Une impression tridimensionnelle du dispositif de guidage à partir du modèle virtuel,
Une insertion des tubes en matériau métallique dans le puits de forage et le conduit d'admission.
Ces étapes peuvent être suivies des étapes de fabrication suivantes :
- Un passage en étuve du dispositif de guidage et de ses inserts,
Un refroidissement du dispositif de guidage et de ses inserts jusqu'à température ambiante, puis
Un frettage dudit dispositif de guidage pour atteindre une hauteur prédéterminée du puits de forage. Dans un mode préféré de mise en oeuvre de l'invention, il est en outre prévu un stockage de fichiers de conception virtuels de puits de forage au sein d'une banque de pièces.
Le procédé de conception et de fabrication selon l'invention peut tout particulièrement être appliqué dans le domaine de l'orthodontie et de l'implantologie dentaire, mais il pourrait être mis en œuvre dans tout domaine d'intervention nécessitant un guidage de forêts prévus pour percer une partie osseuse d'un patient ou d'un animal . Description des figures et modes de réalisation
D'autres avantages et particularités de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de mises en œuvre et de modes de réalisation nullement limitatifs, et des dessins annexés suivants :
La figure 1 illustre plusieurs vues d'un puits de forage partie d'un guide pour foret selon l'invention ;
La figure 1A est une vue en coupe partielle d'un guide pour foret selon l'invention
La figure 2 représente un guide pour foret selon l'invention, pourvu d'un cathéter d'admission;
La figure 3 illustre une modèle soustractif d'un puits de forage, mis en œuvre dans une forme particulière de mise en œuvre du procédé de conception selon l'invention ;
La figure 4 illustre une pièce de maintien de cathéter mise en œuvre pour un guide pour foret selon l'invention;
La figure 5A illustre un premier exemple de positionnement d'une pièce de maintien pour un dispositif de guidage selon l'invention;
La figure 5B illustre un second exemple de positionnement de deux pièces de maintien pour un dispositif de guidage selon l'invention ;
Les figures 6 et 7 représentent respectivement des modèles virtuels de supports mis en œuvre dans le procédé de conception selon l'invention ;
La figure 8 illustre un dispositif intégrant deux guides à refroidissement optimisé selon l'invention,
La figure 9 illustre le dispositif de la figure 8 pourvu de deux cathéters d'admission d'un fluide caloporteur ; et La figure 10 représente un exemple de conception d'un dispositif de guidage selon l'invention, comportant un canal unique d'admission d'un fluide caloporteur.
Ces modes de réalisation étant nullement limitatifs, on pourra notamment considérer des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites ou illustrées par la suite isolées des autres caractéristiques décrites ou illustrées (même si cette sélection est isolée au sein d'une phrase comprenant ces autres caractéristiques), si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure. Cette sélection comprend au moins une caractéristique de préférence fonctionnelle sans détails structurels, et/ou avec seulement une partie des détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un avantage technique ou à différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure.
On va maintenant décrire, en référence aux figures 1, 1A et 2, un exemple particulier d'un dispositif de guidage pour foret 1 selon l'invention. Ce dispositif
I, qui peut être réalisé en résine, comporte un corps principal cylindrique 10 déterminant un puits de forage 13 ouvrant sur une chambre de refroidissement 14. Cette chambre de refroidissement 14, prévue pour être traversée par un foret guidé dans le puits de forage 13, reçoit un fluide caloporteur via un conduit ou une tubulure d'admission 12 communicant avec la chambre 14. Ce fluide caloporteur est évacué via des conduits ou tubulures d'échappement 11.1, 11.2,
I I .3 reliée à la chambre de refroidissement 14. Le puits de forage est lui-même pourvu d'un insert en titane dont le diamètre intérieur correspond sensiblement au diamètre du foret qui y sera guidé. A titre d'exemple pratique non limitatif, le diamètre intérieur de cet insert en titane peut être inférieur ou égal à 1,5 mm.
La tubulure d'admission 12 est pourvue d'un tube en métal 16, par exemple en titane, inséré à l'extrémité libre de cette tubulure 12. Ce tube métallique ainsi inséré 16 est prévu pour recevoir un cathéter chirurgical 2.
On va maintenant décrire des étapes de conception et de fabrication d'un dispositif de guidage selon l'invention. Une première étape consiste à réaliser une empreinte de la zone d'intervention chirurgicale et à y associer des données de localisation obtenues grâce à des marqueurs radio-opaques qui sont collés provisoirement sur trois dents de chaque arcade des mâchoires d'un patient. Une radiographie tridimensionnelle (3D) de la zone d'intervention pourvue des marqueurs radio-opaques est alors effectuée et les résultats de cette radiographie sont ensuite couplés à l'empreinte.
Ces marqueurs radio-opaques ont été préalablement réalisés au moyen d'une imprimante de type stéréolithographique et à partir d'une résine bio- compatible radio-opaque.
Un scan de type Cone Beam Computed Tomography (CBCT) pour « tomographie calculé à faisceau conique » est effectué sur le patient et les données issues de ce scan sont traitées et notamment filtrées pour ne conserver que les données correspondant à une plage de densité excluant toute trace de bruit ou d'artefact lié à des tissus mous qui pourrait nuire à la qualité des données numérique des parties osseuses.
Un modèle 3D de l'insert en titane 15 disposé dans le puits de forage 13 comme représenté par les figures 1 et 1A, est créé par rétro-conception. Il et est de même pour le modèle 3D du puits de forage. Les conduits d'admission et d'échappement sont eux aussi conçus de manière virtuelle. On dispose alors d'un modèle virtuel complet du guide d'assemblage et de son complémentaire : un modèle soustractif 3 illustré par la figure 3. Ce modèle soustractif, qui représente les parties vides du dispositif de guidage, comprend une partie cylindrique axiale 30 correspondant au vide intérieur du puits de forage, et des cylindres virtuels 31.1, 31.2, 31.3 et 31.4 correspondant aux vides internes à l'intérieur des conduits ou tubulures d'admission et d'échappement.
Ces modèles virtuels sont ensuite exploités par commander une imprimante 3D à partir de laquelle une version physique en résine du dispositif de guidage va pouvoir être réalisée.
II est à noter que l'insert en titane 15 équipant le puits de forage 13 n'est solidaire du guide en résine que par friction, ce qui sous-entend un parfait réglage du jeu entre les deux pièces. Un jeu trop faible risquerait d'endommager le guide lors de l'insertion de l'insert en titane alors qu'un jeu important ne permettrait pas un maintien suffisant de l'insert et le guide serait inutilisable. Une solution envisageable est alors de mesurer le coefficient d'expansion thermique de la résine utilisée.
Une fois le résultat numérique obtenu, le jeu peut être réglé pour que l'insert en titane soit inséré immédiatement à la sortie d'une étuve à 70°C.
Au cours d'un lent refroidissement du guide et de ses inserts jusqu'à température ambiante, la résine se resserre autour de ses composants, laissant ainsi une pièce finie stable qui n'aura subi aucun effort d'assemblage. Un frettage est ensuite réalisé et les tolérances de fabrications sont gérées.
La connexion entre le guide 1 et le cathéter d'admission 2 peut être effectuée au moyen d'un tube en inox inséré d'une manière analogue à celle employée pour les guides titanes et arrêté en translation par un épaulement correspondant à l'épaisseur du tube. Une nervure réalisée sur le tube peut rendre l'assemblage suffisamment solide pour supporter l'insertion manuelle du cathéter autour du tube en inox.
Dans l'exemple de réalisation illustré par les figures 1, 1A et 2, les tubulures d'échappement sont de simples tubes et au nombre de trois. En référence à la figure 1A, les angles a formés entre les grands axes des tubulures et du corps central 10 peut être optimisés de façon à limiter l'encombrement en bouche, par exemple pour le positionnement de vis dans un palais étroit, et à ne pas gêner le chirurgien pendant l'opération. Une fois ces réglages effectués sur le modèle virtuel, il faut ensuite traiter la question de la profondeur du puits de forage.
A titre d'exemple pratique, on peut considérer un praticien disposant d'un foret de diamètre 1.5 mm et de longueur 15 mm. Le mandrin de l'outil entraînant le foret en rotation doit arriver en butée sur le puits de forage en fin de perçage afin de garantir une certaine précision sur la profondeur.
Une solution retenue a été de créer une banque de puits de différentes hauteurs afin d'avoir de manière rapide et fiable un puits utilisable, le modèle virtuel du puits de départ disposant d'une base que l'on extrudera plus ou moins suivant la hauteur désirée. Un puits est alors conçu pour chaque dimension et exporté dans un format CAO de stéréolithographie, par exemple le format STL.
Les puits sont désormais virtuellement créés, il s'agit alors d'intégrer la banque de pièces dans un logiciel de calcul tridimensionnel pour l'orthodontie, tel que le logiciel 3Shape®. Pour ajouter une pièce dans la banque de pièces, il est nécessaire, pour chaque item, de créer en plus de la pièce en elle-même un visuel d'attache et un modèle soustractif et attribuer à cette pièce ses degrés de liberté dans l'espace et son axe d'insertion.
En référence à la figure 3, le procédé de conception et de fabrication selon l'invention met en œuvre un modèle soustractif 30 d'un dispositif de guidage, qui représente la pièce virtuelle complémentaire du puits de forage 10 dans un espace donné. Un modèle soustractif pourra être créé pour chaque hauteur de puits différente.
Le modèle soustractif 3 exprime la forme extérieure 32 de l'insert titane selon le grand axe de la pièce et les cylindres 31.1, 31.2, 31.3 et 31.4 correspondant respectivement aux trois tubulures d'échappement 11.1, 11.2, 11.3 et à celle d'admission 12 du dispositif de guidage 1 représenté en figure 1. Le cylindre 31.4 correspondant à la tubulure d'admission est repérable par l'épaulement de butée du tube inox qui sera inséré dans cette tubulure.
Le puits de forage 10 et son modèle soustractif 3 doivent être exportés avec le même repère spatial et la même échelle, et l'orientation spatiale d'export va directement dépendre des paramètres internes du logiciel de calcul tridimensionnel utilisé.
Après résolution d'éventuels problèmes de maillage, d'orientation et d'échelle au moyen d'un outil logiciel disponible sur le marché tel que le logiciel Netfabb® proposé par la société Autodesk, le nouveau fichier au format STL peut être exporté pour être immédiatement exploité dans la session de paramétrage afin d'être intégré à la banque de pièces.
Le procédé de conception et de fabrication selon l'invention prévoit aussi la conception de modules de maintien des cathéters, sous la forme de clips comme l'illustrent les figures 4, 5A et 5B. Ces modules de maintien ou clips 4 ont pour fonction d'éviter que les durites ou cathéters d'alimentation en fluide caloporteur ne gênent l'opérateur. A titre d'exemple, un clip 4 comprend un support 43 prévu pour être en contact et fixé sur une zone d'intervention chirurgicale 5 en référence à la figure 5A, un logement cylindrique 40 conçu pour recevoir un cathéter et bordé par deux parties 41, 42 de maintien élastique conçues pour exercer des forces de maintien du cathéter et sa non déformation pour garantir le bon écoulement du fluide caloporteur. Ces clips 4 sont, au même titre que les puits de forage, modélisés directement depuis les différents logiciels de conception. Dans l'exemple illustré en figure 5B, deux clips 4.1, 4.2 sont prévus pour maintenir chacun un cathéter (non représenté) prévu alimenter en fluide de refroidissement l'un et l'autre de deux puits de forage 51, 52.
On va maintenant décrire, en référence aux figures 6 et 7, des étapes de conception d'un dispositif de guidage selon l'invention, mettant un couplage entre un premier fichier contenant des données d'imagerie numérique au format standard DICOM (« Digital imaging and communications in medicine ») et un second fichier contenant des données d'empreinte numérique intraorale.
Les trois points repères correspondant aux marqueurs radio-opaques sont positionnés et les deux fichiers sont superposés. C'est à partir de cela que le modèle 6 est mis de dépouille puis la coque principale 7 y est créée. Le modèle 6 comporte à titre d'exemple non limitatif les deux puits de forage virtuels 61, 62 et des fenêtres de contrôle 63, 64 conçues virtuellement dans le visuel d'attache.
Le fichier au format STL comporte l'emplacement des futures vis pour lesquelles les puits de forage vont être mis en œuvre. Le positionnement virtuel des puits de forage se limite alors à une simple superposition, comme l'illustre la figure 7 représentant un visuel d'attache 6 superposé à une coque 7. Les puits 61, 62 sont ensuite placés virtuellement dans le visuel d'attache, ainsi que les clips de maintien 4.1, 4.2.
Le dispositif de guidage ainsi virtuellement conçu est alors exporté, sous la forme d'un fichier au format STL, dans un logiciel de fabrication par impression 3D. Dans une réalisation pratique, on a utilisé une imprimante « Projet 3510 HD » commercialisée par la société 3D Systems.
Chaque pièce est imprimée dans une résine biocompatible transparente en même temps qu'une cire support qui va soutenir la résine tout au long de l'impression. La hauteur de chaque couche est, à titre d'exemple non limitatif, de 29 microns, garantissant une surface lisse et une grande précision. À la sortie de l'imprimante, la résine est entièrement polymérisée, contrairement à la stéréolithographie qui nécessite un post traitement très rigoureux afin d'obtenir une pièce parfaitement polymérisée et biocompatible.
A l'issue de l'étape d'impression 3D, le dispositif de guidage est passé en étuve puis dans un bac à ultrasons afin de séparer le dispositif de guidage de sa cire support. Une fois, le dispositif de guidage complètement nettoyé, les tubes en titane pour le puits de forage et les tubes en inox pour les conduits d'admission sont insérés à chaud . Le dispositif de guidage ainsi équipé est alors prêt à être aseptisé pour être mis à la disposition d'un praticien.
La figure 8 illustre ainsi un dispositif de guidage 80 disposé sur un moulage dentaire 8 et pourvu de deux puits de forage 81, 82, obtenu avec le procédé de conception et de fabrication selon l'invention. Sur la figure 9, le dispositif de guidage 90 disposé sur un moulage 9 comporte deux puits de forage 91, 92 munis de cathéters 91.1, 91.2 d'admission d'un fluide caloporteur. En référence à la figure 9, le procédé de conception selon l'invention permet d'obtenir un modèle tridimensionnel 100 d'un exemple particulier d'un dispositif de guidage selon l'invention comprenant deux puits de forage 110, 120 sensiblement adjacents et donc les deux conduits d'admission (non représentés sur la figure) sont reliés à un canal d'admission commun 130. Les conduits d'échappement (non représentés) sont ici réduits à de simples ouvertures dans la partie inférieure des chambres de refroidissement associées à chacun des puits de forage, l'évacuation du liquide de refroidissement se faisant directement au niveau de la mâchoire du patient.
Bien entendu, on pourrait combiner tout ou partie des dispositifs de guidage décrits ci-dessus en référence aux figures précitées.
Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. Ainsi, le nombre de puits de forage au sein d'un dispositif de guidage selon l'invention peut être variable en fonction du nombre de vis prévues pour une intervention d'implantologie ou d'orthodontie. De même, d'autres logiciels de calcul tridimensionnel CAO et de fabrication que ceux cités dans la description pourront être mis en œuvre.
Bien entendu, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. En particulier toutes les variantes et modes de réalisation décrits précédemment sont combinables entre eux.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif (1) de guidage d'un foret utilisé en chirurgie, comprenant un puits de forage (10) prévu pour recevoir un foret en rotation et un dispositif pour refroidir ce foret, ledit puits de forage (10) étant réalisé en résine et étant prévu pour recevoir un insert de guidage réalisé dans un matériau métallique,
caractérisé en ce que ledit puits de forage (10) ouvre sur une chambre de refroidissement (14) sensiblement contigue audit puits de forage (10) et prévue pour être traversée par le forêt en rotation, ladite chambre de refroidissement (14) comportant un conduit d'admission (12) agencé pour injecter un fluide caloporteur dans ladite chambre de refroidissement (14) et au moins un conduit d'échappement (11.1, 11.2, 11.3) agencé pour évacuer ledit fluide caloporteur hors de ladite chambre de refroidissement (14).
2. Dispositif de guidage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conduit d'admission (12) est pourvu à son extrémité libre d'un tube (16) en matériau métallique prévu pour recevoir un cathéter (2) d'injection du fluide caloporteur.
3. Dispositif de guidage (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que le tube en matériau métallique (16) est inséré dans le conduit d'admission (12) et est arrêté en translation par un épaulement correspondant sensiblement à l'épaisseur du tube (16).
4. Dispositif de guidage (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les conduits d'échappement (11.1, 11.2, 11.3) sont au nombre de trois.
5. Dispositif de guidage selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un clip (4) prévu pour maintenir le cathéter d'injection (2).
6. Dispositif de guidage selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant deux puits de forage sensiblement adjacents, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un canal commun d'alimentation en fluide caloporteur communiquant avec les conduits d'admission respectifs desdits puits de forage.
7. Procédé pour concevoir et fabriquer un dispositif de guidage d'un foret utilisé en chirurgie selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant les étapes de conception suivantes :
une mise en œuvre de marqueurs radio-opaques qui sont fixés en des points spécifiques d'une zone d'intervention chirurgicale,
une radiographie tridimensionnelle (3D) de ladite zone d'intervention sur laquelle une empreinte est effectuée,
- à partir d'un traitement de données de la radiographie 3D, une conception d'un modèle virtuel d'un dispositif de guidage comprenant un puits de forage (10) ouvrant sur une chambre de refroidissement (14) sensiblement contigue audit puits de forage (10) et comportant un conduit d'admission (12)) et au moins un conduit d'échappement.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'étape de conception comprend une optimisation d'un angle (a) entre le conduit d'admission (12) et l'axe central du puits de forage (10).
9. Procédé selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes de fabrication suivantes :
une impression tridimensionnelle du dispositif de guidage à partir du modèle virtuel, et
une insertion de tubes en matériau métallique dans le puits de forage et le conduit d'admission.
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre les étapes de réalisation suivantes :
- Un passage en étuve du dispositif de guidage et de ses inserts,
Un refroidissement du dispositif de guidage et de ses inserts jusqu'à température ambiante, puis Un frettage dudit dispositif de guidage pour atteindre une hauteur prédéterminée du puits de forage.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un stockage de fichiers de conception virtuels de puits de forage au sein d'une banque de pièces.
12. Application du procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 11, pour la conception et la fabrication de dispositifs de guidage utilisés en implantologie dentaire.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101959774B1 (ko) * 2018-11-29 2019-03-19 김용서 외부 주수 장치를 구비하는 치아 임플란트 시술용 서지컬 가이드 시스템
DE102018007982B4 (de) * 2018-10-10 2025-10-30 Exocad Gmbh Bohrschablone zur Durchführung einer Implantatbohrung für ein dentales Implantatsowie Verfahren zum virtuellen Entwurf und zur Herstellung der Bohrschablone

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010050768A2 (fr) 2008-10-30 2010-05-06 Yi Tae-Kyoung Appareil pour un placement guidé précis d'implants
WO2016036500A1 (fr) 2014-09-05 2016-03-10 FPJ Enterprises, LLC Système pour établir une trajectoire de perçage pour des implants dentaires

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001064125A1 (fr) * 2000-02-29 2001-09-07 Hans Gustav Kurer Colonne de guidage d'une trephine
US7653455B2 (en) * 2006-07-28 2010-01-26 3M Innovative Properties Company Computer-aided implanting of orthodontic anchorage devices using surgical guides

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010050768A2 (fr) 2008-10-30 2010-05-06 Yi Tae-Kyoung Appareil pour un placement guidé précis d'implants
WO2016036500A1 (fr) 2014-09-05 2016-03-10 FPJ Enterprises, LLC Système pour établir une trajectoire de perçage pour des implants dentaires

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018007982B4 (de) * 2018-10-10 2025-10-30 Exocad Gmbh Bohrschablone zur Durchführung einer Implantatbohrung für ein dentales Implantatsowie Verfahren zum virtuellen Entwurf und zur Herstellung der Bohrschablone
KR101959774B1 (ko) * 2018-11-29 2019-03-19 김용서 외부 주수 장치를 구비하는 치아 임플란트 시술용 서지컬 가이드 시스템

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