CC BY
19
I МАТЕРИАЛЫ II ВСЕРОССИЙСКОГО СЪЕЗДА «РЕКОНСТРУКТИВНАЯ ХИРУРГИЯ ЧЕЛЮСТНО-ЛИЦЕВОЙ ОБЛАСТИ»
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЕАБИЛИТАЦИИ ПАЦИЕНТОВ С ДЕФЕКТАМИ НИЖНЕЙ ЧЕЛЮСТИ ПРИ ПОМОЩИ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ЭНДОПРОТЕЗОВ И БИОИНЖЕНЕРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
УДК 617.3 617-089.844
3.1.2 — челюстно-лицевая хирургия
Поступила 28.04.2023
И.М. Байриков1, Д.Н. Дедиков2, П.Ю. Столяренко1, А.И. Байриков1, А.И. Королев1, A.C. Букатый3
^ГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ, Самара;
2ФГБ0У ВО «Кубанский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения РФ, Краснодар;
3ФГБ0У ВО «Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева», Самара
Цель исследования — провести сравнительную оценку реабилитации пациентов с дефектами нижней челюсти при помощи индивидуальных эндопротезов и биоинженерных конструкций.
Материалы и методы. Изучена доступная отечественная и зарубежная литература последних 10 лет, посвященная реабилитации пациентов с дефектами нижней челюсти при помощи индивидуальных эндопротезов и биоинженерных конструкций. Индивидуальные эндопротезы проектировали в Зй-планировщиках совместно с Зй-инженером.
Результаты. Разработано устройство для гибки персонифицированных имплантатов из титановых пластин, которое позволяет делать такие конструкции более точными, симметричными, надежными и сократить значения внутреннего напряжения металла, что, в свою очередь, кратно уменьшает риск перелома такой конструкции. На основе клинического применения у 15 пациентов рассмотрены преимущества и недостатки использования реконструктивной пластины и нетканого титанового материала со сквозной пористостью, реконструктивной пластины и фиксированного к ней свободного аутотрансплантата малоберцовой кости, индивидуально изогнутой реконструктивной пластины и фиксированного к ней аутотрансплантата малоберцовой кости на сосудистой ножке и с предварительно установленными в него дентальными имплантатами.
Заключение. Применение индивидуальных эндопротезов для замещения дефектов нижней челюсти позволило повысить эстетические и функциональные результаты лечения, снизить трудозатраты хирурга и длительность операции.
Ключевые слова: дефекты нижней челюсти; индивидуальные эндопротезы; биоинженерные конструкции.
COMPARATIVE CHARACTERISTICS OF REHABILITATION OF PATIENTS WITH MANDIBULAR DEFECTS USING INDIVIDUAL ENDOPROSTHESES AND BIOENGINEERED STRUCTURES
I.M. Bayrikov1, D.N. Dedikov2, P.Y. Stolyarenko1, A.I. Bayrikov1, A.I. Korolev1, A.S. Bukaty3
Samara State Medical University, Samara;
2Kuban State Medical University, Krasnodar;
3Samara National Research University, Samara
The aim of the study was to conduct a comparative assessment of the rehabilitation of patients with mandibular defects using individual endoprostheses and bioengineered constructs.
Materials and methods. The available domestic and foreign literature of the last decade devoted to the rehabilitation of patients with the defects of the lower jaw with the help of individual endoprostheses and bioengineering constructs, was studied. Individual endoprostheses were designed in 3D planners together with a 3D engineer.
Results. A device for bending personalized implants made of titanium plates has been developed making it possible to manufacture such structures more accurate, symmetrical, reliable and reduce the values of the internal stress of the metal, which, in turn, reduces the risk of fracture of such a structure. On the basis of clinical application in 15 patients, the advantages and disadvantages of using a reconstructive plate and a non-woven titanium material with through porosity, a reconstructive plate and a free fibula autograft fixed to it, an individually curved reconstructive plate and a fibula autograft fixed to it on a vascular pedicle and with a preliminary implanted with dental implants.
Conclusion. The use of individual endoprostheses to replace defects in the lower jaw has improved the aesthetic and functional results of treatment, reduced the surgeon's labor costs and the duration of the operation. Key words: mandibular defects; individual endoprostheses; bioengineering structures.
ВВЕДЕНИЕ
С увеличением скорости передвижения людей в пространстве, распространением огнестрельного оружия, большим количеством военных конфликтов объем посттравматических деформаций различного происхождения с костными дефектами стремительно увеличивается. Хирургические этапы восстановления дефектов требуют более тщательного, многогранного подхода [1, 2]. Актуальной проблемой в челюстно-лицевой хирургии на сегодняшний день является реабилитация больных с дефектами нижней челюсти, возникшими в результате хирургического лечения пациентов с посттравматическими и послеоперационными деформациями, травмами, ранениями, а также с опухолевыми процессами твердых и мягких тканей челюстно-лицевой области. По данным разных авторов, доля таких больных составляет порядка 21% от общего числа пациентов с патологией челюстно-лицевой области [1-4]. Точность методов компьютерного моделирования с использованием реваскуляризированной малоберцовой кости достаточна для реализации одновременного междисциплинарного подхода и выполнения операции с высокой прецизионностью [5-8].
Подход к реабилитации таких пациентов неодинаковый. Особенно актуально это для онкологических
больных. Одни считают, что реконструкцию нужно выполнять одномоментно с удалением пораженной части нижней челюсти и последующей лучевой, химиотерапией. Другие, напротив, настаивают на отсроченной реконструкции дефекта, после проведения терапии и стабилизации процесса. Однако все специалисты, занимающиеся данной патологией, сходятся во мнении, что при лечении таких заболеваний, как амелобластома, остеобластокластома, и других доброкачественных новообразований можно восстанавливать резецированную часть нижней челюсти одномоментно, с использованием различных методов.
Некоторые авторы предпочитают методику реконструкции с использованием малоберцового ауто-трансплантата на сосудистой ножке, которая является достаточно травматичной, трудной в исполнении и дорогостоящей. Другие применяют различные ал-лотрансплантаты для замещения дефектов, которые тоже имеют ряд недостатков:
1) отсутствие централизованного банка костных тканей;
2) возможность развития тканевой несовместимости;
3) риск ВИЧ-инфицирования.
Цель исследования — провести сравнительную оценку реабилитации пациентов с дефектами ниж-
ней челюсти при помощи индивидуальных эндопротезов и биоинженерных конструкций.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Мы в своих исследованиях использовали различные методики у больных с доброкачественными новообразованиями, посттравматическими и послеоперационными деформациями. Было прооперировано 20 пациентов: 15 с применением биоинженерных конструкций и 5 с применением индивидуальных эн-допротезов. Из 15 пациентов, которые подверглись операции с применением биоинженерных конструкций, 9 пациентов были с диагнозом амелобластомы, 6 пациентов с диагнозом послеоперационной деформации. В данной группе мы использовали различные методики реконструкции нижней челюсти:
1) при помощи реконструктивной пластины и нетканого титанового материала со сквозной пористостью;
2) реконструктивной пластины и фиксированного к ней свободного аутотрансплантата малоберцовой кости;
3) реконструктивной пластины и фиксированного к ней аутотрансплантата малоберцовой кости на сосудистой ножке.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
С использованием индивидуальных эндопротезов оперировано 3 пациента по поводу удаления амелобластомы и 2 — с посттравматической деформацией. Имплантаты для данной группы пациентов были спроектированы по индивидуальным антропометрическим параметрам на основе данных мульти-
спиральной компьютерной томографии и изготовлены по технологии послойного лазерного спекания титана.
Биоинженерные конструкции в нашем понимании состоят из двух компонентов: основы, которая выступает каркасом конструкции и служит местом крепления дополнительных компонентов, и самих биоинженерных компонентов, как, например, свободный аутотрансплантат, дентальные имплантаты, нетканый титановый материал со сквозной пористостью и т.д.
Такие конструкции не очень сложны в изготовлении, так как их основой зачастую являются стандартные пластины или имплантаты, выпускаемые серийно. В своих биоинженерных конструкциях мы используем реконструктивные пластины фирм Stryker и «Конмет», на которые в дальнейшем уже фиксируются дополнительные элементы. Как показала практика, при использовании пластин фирмы Stryker мы отмечали переломы конструкций у 6 пациентов (40%) в первые 3 года после операции (рис. 1), в то время как у пациентов, прооперированных с использованием пластин фирмы «Конмет», такое осложнение было только в 5% случаев. Также нами было отмечено «прорезывание» пластины в послеоперационном периоде у 2 пациентов (13%).
Одной из проблем при работе с такими конструкциями является повторение контуров и формы отсутствующей части нижней челюсти, ведь форма и изгиб таким пластинам придаются мануально, при помощи специализированных инструментов, имеющихся в комплекте. Повторение контуров и формы отсутствующей части челюсти — крайне важный аспект такой реабилитации, ведь именно посредством дизайна пластины мы можем восстановить симметрию лица пациента,
чтобы конструкция могла восполнить не только функцию, но и эстетику пациента.
Для более точного воссоздания контуров и формы ранее мы использовали стереолитографические модели пациента, чтобы, руководствуясь скелетными ориентирами, приблизиться к природоподобным очертаниям конструкции. Положительными сторонами такого метода являются простота реализации и удовлетворительный эстетический результат. Однако имеются и недостатки: необходимость приложения больших физических усилий при гибке, что приводит к низкой точности, так как нельзя точно определить угол изгиба, а также невозможно учесть упругое пружинение материала, возникающее при гибке. Устройство не предусматривает сохранения формы сквозных отверстий в пластине. Во время изгиба (особенно по ребру) искажается форма отверстий, диаметр отверстий в пластине уменьшается. Это приводит к невозможности проведения внутри-костных винтов во время крепления имплантата.
Указанные недостатки перечисленных устройств становятся причиной того, что врачу приходится вручную неоднократно корректировать углы изгиба. В результате неизбежно локальное ухудшение механических свойств пластины, так как титановые сплавы значительно упрочняются при холодной пластической деформации с соответствующим снижением характеристик пластичности. Постоянная корректировка и подгонка угла изгиба приводят к значительному локальному упрочнению и снижают запас пластичности титановой пластины. Как следствие, в процессе эксплуатации усталостные напряжения ведут к перелому пластин.
Совместно с учеными Самарского национального исследовательского университета им. академика
С.П. Королева было разработано устройство для гибки персонифицированных имплантатов из титановых пластин, которое позволяет делать такие конструкции более точными, симметричными, надежными и сократить значения внутреннего напряжения металла, что, в свою очередь, кратно уменьшает риск перелома такой конструкции (рис. 2).
В нашей клинической практике мы применяли методику реконструкции дефектов нижней челюсти при помощи индивидуально изогнутых реконструктивных пластин со свободным костным аутотрансплан-татом и предварительно установленными в него дентальными имплантатами, а также с костным ауто-трансплантатом на сосудистой ножке. В 60% случаев имплантаты ставили отсроченно, в 40% случаев — одномоментно.
Все операции выполняли под комбинированным эндотрахеальным наркозом с применением классического внеротового доступа со скелетировани-ем необходимого участка тела и ветви нижней челюсти. Пораженную часть резецировали в пределах здоровых тканей. В область дефекта нижней челюсти устанавливали биоинженерную конструкцию и фиксировали с помощью винтов к дисталь-ному и проксимальному концам челюсти. Жевательные мышцы послойно укладывали и подшивали к пластине, восстанавливая их анатомическую целостность. Операционную рану послойно ушивали и дренировали 2-3 сут. Данный опыт работы со стандартными пластинами дал нам понимание того, что такие конструкции должны быть изготовлены строго индивидуально, а все дополнительные элементы — интегрированы в конструкцию еще на стадии проектирования.
Мы начали активное внедрение в нашу практику
индивидуальных эндопротезов, изготовленных методом фрезерования либо послойного лазерного спекания титана. Фрезерование эндопротезов оказалось сложным в реализации с технической точки зрения, так как изделия зачастую имеют неправильную форму и сложные контуры, что делает их непригодными для изготовления при помощи фрезерования. В то же время селективное лазерное спекание открывает куда большие возможности изготовления эндопротезов, так как в этом случае мы ограничены не формами, а только размерами площадки для печати. Современные SLS3D-принтеры с объемом рабочего цилиндра 200^200 позволяют изготовить эн-допротез челюстно-лицевой области практически любого дизайна и размера.
Преимуществами индивидуальных эндопротезов являются: индивидуальность изготовления, монолитность конструкции, возможность интеграции дополнительных элементов в конструкцию на стадии проектирования, высокая точность (прецизионность) и возможность добиться идеальной симметрии, надежность, простота в использовании и фиксации. Проектирование индивидуальных эндопротезов осуществляется в 3D-планировщиках, что требует взаимодействия с 3D-инженером (рис. 3). Такой подход позволяет наладить коммуникацию между врачом-хирургом и 3D-инженером, что дает возможность контролировать и корректировать дизайн эндопро-теза не только с инженерной точки зрения, но и с медицинской (рис. 4). Кроме того, тщательное планирование таких операций позволяет задавать не только сам дизайн и форму эндо-протеза, но и процесс его установки путем моделирования специальных хирургических шаблонов.
Шаблоны обычно изготавливаются из фотополимера посредством печати на 3D-принтере (рис. 5) и предназначены для переноса планирования операции в реальность, на операционный стол. При помощи шаблонов мы имеем возможность точно позиционировать имплантат на культях челюсти, проводить остеотомии по точно намеченным остеотомическим каналам в шаблоне и сопоставлять фрагменты для последующей фиксации. Все это кратно улучшает функциональный и эстетический результат лечения, снижает трудозатраты хирурга и длительность операции.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Применение индивидуальных эндопротезов для замещения дефектов нижней челюсти позволяет нам добиваться более стабильных результатов лечения, повысить эстетические и функциональные результаты, снизить трудозатраты хирурга и длительность операции за счет увеличения времени на ее планирование и подготовку, что в свою очередь минимизирует риски интра- и постоперационных осложнений. Применение стандартных пластин, форма которым
придается интраоперационно, на сегодняшний день не отвечает всем требованиям, предъявляемым к эн-допротезам. Такие конструкции менее надежны, имеют более высокий риск перелома и прорезывания в отдаленном периоде. Биоинженерные конструкции, изготовленные из стандартных пластин, не позволяют добиться результата, близкого по эстетике к индивидуальным эндопротезам.
Финансирование исследования и конфликт интересов. Исследование не финансировалось каким-либо источником, и конфликты интересов, связанные с данным исследованием, отсутствуют.
ЛИТЕРАТУРА/REFERENCES
1. Челюстно-лицевая хирургия. Национальное руководство. Под ред. Кулакова А.А. М: ГЭОТАР-Медиа; 2019. Chelyustno-litsevaya khirurgiya. Natsional'noe rukovodstvo [Oral and maxillofacial surgery. National guidelines]. Kulakov A.A. (editor). Moscow: GEOTAR-Media; 2019.
2. Дедиков Д.Н. Замещение дефектов нижней челюсти с использованием васкуляризованного аутотранспланта-та в сочетании с нетканым титановым материалом со сквозной пористостью. Автореф. дис. ... канд. мед. наук. Самара; 2021. Dedikov D.N. Zameshchenie defektov nizhney che-lyusti s ispol'zovaniem vaskulyarizovannogo autotransplanta-ta v sochetanii s netkanym titanovym materialom so skvoznoy poristost'yu. Avtoref. dis. ... kand. med. nauk [Replacement of mandibular defects using a vascularized autograft in combination with non-woven titanium material with through porosity. PhD Thesis]. Samara; 2021.
3. Гилева К.С., Адамян Р.Т., Арутюнов Г.Р., Золотарева А.С. Новые подходы в устранении дефектов челюстей с одномоментной зубочелюстной реабилитацией. Пластическая хирургия и эстетическая медицина 2020; 1: 30-45, https://doi.org/10.17116/plast. hirurgia202001130. Gileva K.S., Adamian R.T., Arutyunov G.R., Zolo-tareva A.S. New approaches in jaw defect reconstruction with simultaneous maxillofacial rehabilitation. Plasticheskaya khirurgiya i es-teticheskaya meditsina 2020; 1: 30-45, https://doi.org/10.17116/plast. hirurgia202001130.
4. Шайхалиев А.И., Петрук П.С., Поляков К.А., Аразашвили Л.Д., Уса-тов Д.А., Давыдова Т.Р., Швейнфорт А.М. Способ замещения дефекта нижней челюсти с применением индивидуального комбинированного эндопротеза. Стоматология 2019; 98(6): 44-50, https://doi.org/10.17116/ stomat20199806144. Shaikhaliev A.I., Petruk P.S., Polyakov K.A., Arazashvi-li L.D., Usatov D.A., Davydova T.R., Shveynfort A.M. Individual combined endoprosthesis for reconstruction of mandibular defects. Stomatologiya 2019; 98(6): 44-50, https://doi.org/10.17116/stomat20199806144.
5. Allen R.J. Jr., Shenaq D.S., Rosen E.B., Patel S.G., Ganly I., Boyle J.O., Nelson J.A., Matros E. Immediate dental implantation in oncologic jaw reconstruction: workflow optimization to decrease time to full dental rehabilitation. Plast Reconstr Surg Glob Open 2019; 7(1): е2100, https://doi.org/10.1097/G0X.0000000000002100.
6. Patel S.Y., Kim D.D., Ghali G.E. Maxillofacial reconstruction using vascularized fibula free flaps and endosseous implants. Oral Maxillo-fac Surg Clin North Am 2019; 31(2): 259-284, https://doi.org/10.10Wj. coms.2018.12.005.
7. Awad M.E., Altman A., Elrefai R., Shipman P., Looney S., El-salanty M. The use of vascularized fibula flap in mandibular reconstruction; a comprehensive systematic review and meta-analysis of the observational studies. Craniomaxillofac Surg 2019; 47(4): 629-641, https://doi.org/10.1016/j.jcms.2019.01.037.
8. Attia S., Wiltfang J., Streckbein P., Wilbrand J.-F., El Khassaw-na T., Mausbach K., Howaldt H.P., Schaaf H. Functional and aesthetic treatment outcomes after immediate jaw reconstruction using a fibula flap and dental implants. J Craniomaxillofac Surg 2019; 47(5): 786-791, https://doi.org/10.10Wj.jcms.2018.12.017.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ:
И.М. Байриков, член-корреспондент РАН, Заслуженный работник высшей школы РФ, д.м.н., профессор, заведующий кафедрой челюстно-лицевой хирургии и стоматологии ФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет» Минздрава России, Самара;
Д.Н. Дедиков, к.м.н., ассистент кафедры хирургической стоматологии и челюстно-лицевой хирургии ФГБОУ ВО «Кубанский государственный медицинский университет» Минздрава России, Краснодар;
П.Ю. Столяренко, к.м.н., доцент кафедры челюстно-лицевой хирургии и стоматологии ФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет» Минздрава России, Самара; А.И. Байриков, к.м.н., доцент кафедры ортопедической стоматологии ФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет» Минздрава России, Самара;
А.И. Королев, ассистент кафедры челюстно-лицевой хирургии и стоматологии ФГБОУ ВО «Самарский государственный медицинский университет» Минздрава России, Самара; А.С. Букатый, д.т.н., кафедра сопротивления металлов ФГАОУ ВО «Самарский национальный исследовательский университет им. академика С.П. Королева», Самара. Для контактов: Столяренко Павел Юрьевич, e-mail: samara.stolyarenko49@gmail.com
