BR102020025300A2 - Bone substitute for maxillary sinus lift and fabrication method - Google Patents
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Abstract
"SUBSTITUTO ÓSSEO PARA ELEVAÇÃO DO SEIO MAXILAR E MÉTODO DE FABRICAÇÃO", trata de um enxerto ósseo dentário para procedimento cirúrgico odontológico de reabilitação dentária que é feito totalmente de material sintético, mais especificamente de um dos polímeros reabsorvíveis, tais como, o poli(ácido lático) (PLA), o poli(ácido glicólico) (PGA) e seus copolímeros (PLGA, PLLA, PDLA, P(L/DL)LA) e que pode ser fabricado na forma adequada, para preencher uma porção inferior do seio maxilar de um paciente. O enxerto ósseo ora proposto pode ser fabricado em dimensões exclusivas do paciente que podem ser determinadas radiograficamente antes da cirurgia e antes da fabricação do enxerto ósseo. Outro aspecto da invenção é o método de fabricação do enxerto ósseo, que é fabricado por meio de processo de manufatura aditiva empregando a técnica de modelagem por deposição de material fundido (FDM) que pode gerar uma estrutura interna com porosidade, tamanho dos poros e distribuição do tamanho dos poros de modo a promover o crescimento do osso natural sobre a matriz porosa. "BONE SUBSTITUTE FOR MAXILLARY SINUS ELEVATION AND MANUFACTURING METHOD", deals with a dental bone graft for dental surgical procedure of dental rehabilitation that is made entirely of synthetic material, more specifically of one of the resorbable polymers, such as poly(acid) lactic acid) (PLA), poly(glycolic acid) (PGA) and its copolymers (PLGA, PLLA, PDLA, P(L/DL)LA) and which can be manufactured in a suitable way to fill a lower portion of the maxillary sinus of a patient. The proposed bone graft can be manufactured in patient-specific dimensions that can be determined radiographically before surgery and before the bone graft is manufactured. Another aspect of the invention is the method of manufacturing the bone graft, which is manufactured through an additive manufacturing process employing the melt deposition modeling (FDM) technique that can generate an internal structure with porosity, pore size and distribution. pore size to promote natural bone growth over the porous matrix.
Description
[01] O presente pedido de patente de invenção trata de um enxerto ósseo dentário aplicado na técnica de levantamento de seio maxilar, que é um tipo de procedimento cirúrgico odontológico de reabilitação dentária. Neste procedimento, implantes metálicos tipo parafuso são inseridos na cavidade do seio maxilar do paciente a fim de servirem como raiz e suportarem as próteses dentárias (dentes). A presente invenção está relacionada especificamente com a Classificação Internacional de Patentes (IPC) A61C 8/00.[01] The present patent application deals with a dental bone graft applied in the maxillary sinus lift technique, which is a type of dental surgical procedure for dental rehabilitation. In this procedure, metallic screw-type implants are inserted into the cavity of the maxillary sinus of the patient in order to serve as a root and support the dental prostheses (teeth). The present invention specifically relates to International Patent Classification (IPC) A61C 8/00.
[02] O presente pedido de patente de invenção trata de um enxerto rígido para promover o aumento da altura óssea do assoalho do seio maxilar, quando este apresenta altura óssea inferior a considerada mínima para atingimento da estabilidade primária do implante, obtendo-se assim maior superfície de contato com as roscas do implante.[02] The present invention patent application deals with a rigid graft to promote an increase in the bone height of the maxillary sinus floor, when it has a bone height lower than the minimum considered to achieve the primary stability of the implant, thus obtaining greater contact surface with the implant threads.
[03] A previsibilidade das próteses sobre implantes osseointegrados alterou paradigmas e incrementou o arsenal terapêutico para as formas diversas de edentulismo. Contudo, limitações anatômicas e a pequena quantidade de tecido ósseo disponível nas áreas doadoras intraorais, justificam a necessidade da utilização de áreas doadoras extraorais bem como o desenvolvimento de biomateriais alógenos, xenógenos ou derivados aloplásticos. Os procedimentos cirúrgicos pré-implantes, frequentemente, são necessários para melhorar o posicionamento e permitir a utilização do comprimento ideal do(s) implantes(s). Atualmente, é inaceitável a seleção de um implante inadequado e/ou a sua colocação em posição desfavorável devido a quantidade de osso insuficiente. Os casos de insucessos estão frequentemente associados à quantidade insuficiente de tecido ósseo, no sítio receptor, no momento da implantação cirúrgica. Dessa forma, muito esforço tem sido direcionado ao desenvolvimento de técnicas e materiais que possam aumentar a espessura e/ou altura do tecido ósseo, obtendo-se assim, maior superfície de contato entre tecido duro e as roscas do implante.[03] The predictability of prostheses on osseointegrated implants changed paradigms and increased the therapeutic arsenal for different forms of edentulism. However, anatomical limitations and the small amount of bone tissue available in intraoral donor areas justify the need to use extraoral donor areas as well as the development of allogeneic, xenogeneic biomaterials or alloplastic derivatives. Pre-implant surgical procedures are often necessary to improve positioning and allow the optimal length of implant(s) to be used. Currently, it is unacceptable to select an inappropriate implant and/or place it in an unfavorable position due to insufficient bone. Cases of failure are often associated with an insufficient amount of bone tissue at the recipient site at the time of surgical implantation. Thus, much effort has been directed to the development of techniques and materials that can increase the thickness and/or height of the bone tissue, thus obtaining a greater surface of contact between the hard tissue and the implant threads.
[04] A utilização de materiais de enxerto é a forma mais comum de terapia reconstrutiva. O material pode ser retirado do próprio paciente (enxerto autógeno intra ou extrabucal); obtido em bancos de ossos (material alógeno); derivar de material não-ósseo (materiais aloplásticos) ou ainda ter origem de outra espécie (material xenógeno). A prevenção de respostas biológicas negativas como a falta de instabilidade durante a cicatrização e o desestimulo da osseointegração estão relacionadas com características mecânicas. Já a biocompatibilidade do material de enxerto consiste na capacidade desse de interagir com o tecido hospedeiro sem desencadear resposta imunológica. O contato íntimo do implante, ou enxerto ao osso, sob condições estéreis, quando realizado por meio de técnica cirúrgica adequada, proporcionará a integração destes aos tecidos receptores, ou ainda, influenciará na resposta cicatricial, podendo comportar-se como osteogênico, osteoindutor ou osteocondutor.[04] The use of graft materials is the most common form of reconstructive therapy. The material can be taken from the patient (intraoral or extraoral autogenous graft); obtained from bone banks (allogenous material); derive from non-osseous material (alloplastic materials) or even originate from another species (xenogenous material). The prevention of negative biological responses such as the lack of instability during healing and the discouragement of osseointegration are related to mechanical characteristics. The biocompatibility of the graft material consists of its ability to interact with the host tissue without triggering an immune response. The intimate contact of the implant, or graft to the bone, under sterile conditions, when performed using an appropriate surgical technique, will provide their integration with the recipient tissues, or even, will influence the healing response, and may behave as osteogenic, osteoinductive or osteoconductive. .
[05] Na odontologia, é amplamente sabido que a ausência de elementos dentários superiores leva à pneumatização do seio maxilar em direção ao processo alveolar. Com o avanço da idade e após a perda dos dentes, a reabsorção do processo alveolar da maxila e do seio maxilar ocorre gradualmente como consequência da ausência das funções mastigatórias, resultando em pneumatização progressiva dos seios maxilares. Estudos clínicos têm demonstrado que o processo de reabsorção óssea que ocorre seguindo a perda dos dentes é quatro vezes maior na maxila do que na mandíbula. A reabsorção mais intensa ocorre imediatamente após a perda dos dentes, resultando em reabsorção e remodelação devido à ausência de carga funcional. A perda óssea vertical no processo alveolar prossegue em aproximadamente 0,1 mm por ano, podendo variar de indivíduo para indivíduo. Assim, para se obter sucesso neste tipo de procedimento cirúrgico é primordial a presença de uma quantidade suficiente de osso saudável no local receptor. Isso não inclui somente uma altura óssea adequada, mas também uma largura suficiente do osso basal remanescente. A colocação dos implantes exige rebordo alveolar com espessura mínima de 5 mm e altura mínima de 8 mm. Após a perda dos dentes, a reabsorção óssea irreversível e progressiva pode muitas vezes impedir a colocação de implantes.[05] In dentistry, it is widely known that the absence of maxillary dental elements leads to pneumatization of the maxillary sinus towards the alveolar process. With advancing age and after tooth loss, resorption of the alveolar process of the maxilla and maxillary sinus occurs gradually as a consequence of the absence of masticatory functions, resulting in progressive pneumatization of the maxillary sinuses. Clinical studies have shown that the bone resorption process that occurs following tooth loss is four times greater in the maxilla than in the mandible. The most intense resorption occurs immediately after tooth loss, resulting in resorption and remodeling due to the absence of functional load. Vertical bone loss in the alveolar process proceeds at approximately 0.1 mm per year and may vary from individual to individual. Thus, in order to be successful in this type of surgical procedure, the presence of a sufficient amount of healthy bone in the recipient site is essential. This not only includes adequate bone height, but also sufficient width of remaining basal bone. The placement of implants requires an alveolar ridge with a minimum thickness of 5 mm and a minimum height of 8 mm. After tooth loss, irreversible and progressive bone resorption can often prevent implant placement.
[06] Diversas técnicas têm sido desenvolvidas para permitir a colocação de implantes em seios maxilares com altura óssea vertical reduzida. Uma dessas técnicas é o preenchimento da cavidade do seio com o uso de enxertos ósseos naturais ou sintéticos, que podem ser materiais de enxerto rígidos na forma de blocos e lascas de osso, ou de material moldável tipo osso triturado, pó, pasta e/ou resina. Assim, o procedimento cirúrgico traumático de levantamento de seio maxilar é realizado sob anestesia local, através de osteotomia na parede lateral do seio. Com o auxílio de uma cureta de angulação adequada, a mucosa sinusal deve ser inicialmente elevada na região do assoalho do seio maxilar, anterior e posterior, seguindo-se por toda a extensão da osteotomia, fazendo dessa forma a liberação (dissecação) e reposicionamento da membrana de Schneider numa posição superior e preenche-se a nova área formada com o material de enxerto. A colocação dos implantes poderá ser feita então simultaneamente a elevação do seio maxilar, obrigando à existência de uma altura mínima óssea de 5 mm, ou em 2 fases (elevação do seio maxilar e posteriormente colocação dos implantes, sendo que 6 meses é considerado um período ótimo de intervalo), geralmente utilizada em alturas ósseas compreendidas entre 1 mm e 4 mm; quando não é atingida a estabilidade primária do implante, aplicando torque mínimo de 35 N·cm.[06] Several techniques have been developed to allow the placement of implants in maxillary sinuses with reduced vertical bone height. One of these techniques is the filling of the sinus cavity with the use of natural or synthetic bone grafts, which can be rigid graft materials in the form of blocks and bone chips, or of moldable material such as crushed bone, powder, paste and/or resin. Thus, the traumatic surgical procedure of maxillary sinus lift is performed under local anesthesia, through osteotomy in the lateral wall of the sinus. With the aid of a curette of adequate angulation, the sinus mucosa must be initially raised in the region of the floor of the maxillary sinus, anterior and posterior, followed by the entire extension of the osteotomy, thus making the release (dissection) and repositioning of the osteotomy. Schneider's membrane in a superior position and the newly formed area is filled with the graft material. The placement of the implants can then be done simultaneously with the elevation of the maxillary sinus, forcing the existence of a minimum bone height of 5 mm, or in 2 phases (elevation of the maxillary sinus and later placement of the implants, being that 6 months is considered a period range optimal), generally used in bone heights between 1 mm and 4 mm; when primary stability of the implant is not achieved, applying a minimum torque of 35 N·cm.
[07] Dentre os materiais de enxertos utilizados, o enxerto autógeno requer um segundo local cirúrgico, aumentando o tempo cirúrgico, o risco de morbilidade e de desconforto. Adicionalmente, apresenta uma tendência para a reabsorção, especialmente se tiver uma origem extra oral, conduzindo a um limitado aumento ósseo. Os locais intraorais (ramo, mandíbula ou tuberosidade maxilar) são limitados em termos de volume o que, em casos de severas reabsorções, poderá não ser suficiente. Os locais extraorais (crista ilíaca, tíbia, costela, calote craniana, rádio) estão associados a uma significativa morbilidade e medo por parte do paciente, além da necessidade de anestesia geral para efetuar a colheita. Já entre os enxertos ósseos alógenos e xenógenos, há a possibilidade de transmissão de doenças, apesar de remota, através do sangue e tecidos contaminados. São consideradas de risco na transplantação alógena a AIDS e na transplantação de osso xenógeno a encefalopatia espongiforme bovina (BSE). A natureza sintética dos enxertos aloplásticos permite evitar a eventual transferência de patologias inerentes aos enxertos alógenos e xenógenos.[07] Among the graft materials used, the autogenous graft requires a second surgical site, increasing the surgical time, the risk of morbidity and discomfort. Additionally, it has a tendency towards resorption, especially if it has an extraoral origin, leading to limited bone augmentation. The intraoral sites (ramus, mandible or maxillary tuberosity) are limited in terms of volume, which, in cases of severe resorption, may not be sufficient. Extraoral sites (iliac crest, tibia, rib, skullcap, radius) are associated with significant morbidity and fear on the part of the patient, in addition to the need for general anesthesia to perform the collection. Among allogeneic and xenogeneic bone grafts, there is the possibility of disease transmission, although remote, through contaminated blood and tissues. They are considered at risk in allogeneic transplantation AIDS and in xenogeneic bone transplantation bovine spongiform encephalopathy (BSE). The synthetic nature of alloplastic grafts makes it possible to avoid the eventual transfer of pathologies inherent to allogeneic and xenogeneic grafts.
[08] Os fosfatos de cálcio, especificamente a hidroxiapatita (HA) e o fosfato β-tricálcico (β-TCP), são usados principalmente devido à sua similaridade química com a matriz óssea calcificada e os mecanismos de regeneração osteocondutora relacionados. Contudo, foi demonstrado que essas duas cerâmicas exibem diferentes padrões de reabsorção caracterizados por diferentes propriedades de dissolução e graus de indução de fagocitose com base em células mono e multinucleadas. Também foi demonstrado que os materiais substitutos ósseos à base de HA podem persistir por muitos anos em seus leitos de implantação, enquanto os baseados em β-TCP são submetidos a rápida degradação. Além disso, os fosfatos de cálcio apresentam baixos valores de resistência mecânica, o que muitas vezes impossibilita a aplicação de torque mínimo de 35 N.cm visando atingir a estabilidade primária dos implantes.[08] Calcium phosphates, specifically hydroxyapatite (HA) and β-tricalcium phosphate (β-TCP), are used primarily because of their chemical similarity to calcified bone matrix and related osteoconductive regeneration mechanisms. However, these two ceramics have been shown to exhibit different resorption patterns characterized by different dissolution properties and degrees of phagocytosis induction based on mono- and multinucleated cells. It has also been shown that HA-based bone substitute materials can persist for many years in their implantation beds, while β-TCP-based ones undergo rapid degradation. In addition, calcium phosphates have low values of mechanical strength, which often makes it impossible to apply a minimum torque of 35 N.cm in order to achieve primary stability of the implants.
[09] Ainda, os enxertos ósseos de material moldável nem sempre permanecem onde foram colocados e nem sempre se integram suficientemente bem com o osso existente para formar uma base sólida para a instalação do implante. Às vezes, o material moldável permanece no lugar e se integra com sucesso ao osso existente, mas pode ser reabsorvido posteriormente.[09] Also, bone grafts made of moldable material do not always remain where they are placed and do not always integrate well enough with existing bone to form a solid foundation for implant placement. Sometimes the moldable material stays in place and successfully integrates with the existing bone, but it can be resorbed later.
[010] No caso do preenchimento da cavidade do seio por um material de enxerto rígido de origem natural, como osso autógeno, alógeno e/ou xenógeno, tal procedimento pode evitar o problema de migração experimentado com o material moldável. No entanto, o osso instalado em tal procedimento ainda está sujeito a uma possível reabsorção, o que representaria uma reincidência do problema original. Contudo, o uso de tais fontes de material ósseo envolvem a necessidade de esculpir e modelar o enxerto ósseo durante a cirurgia, o que eleva o tempo de operação. Normalmente, o enxerto deve ser inserido, removido, ajustado e reinserido na cavidade do seio maxilar várias vezes durante um procedimento cirúrgico, sendo as decisões tomadas à medida que a cirurgia progride.[010] In the case of filling the sinus cavity by a rigid graft material of natural origin, such as autogenous, allogeneic and/or xenogenous bone, such a procedure can avoid the migration problem experienced with the moldable material. However, the bone installed in such a procedure is still subject to possible resorption, which would represent a recurrence of the original problem. However, the use of such sources of bone material involves the need to sculpt and shape the bone graft during surgery, which increases the operating time. Typically, the graft must be inserted, removed, adjusted and reinserted into the maxillary sinus cavity several times during a surgical procedure, decisions being made as the surgery progresses.
[011] O objetivo do presente pedido de patente de invenção é corrigir a deficiência em altura de tecido ósseo decorrente da atrofia do processo alveolar e da pneumatização do seio maxilar, permitindo a instalação simultânea do enxerto ósseo e implantes osseointegráveis juntamente com a instalação de próteses sobre-implantes.[011] The objective of the present patent application is to correct the deficiency in bone tissue height resulting from the atrophy of the alveolar process and the pneumatization of the maxillary sinus, allowing the simultaneous installation of bone graft and osseointegrated implants together with the installation of prostheses over-implants.
[012] A figura 1 ilustra, de forma esquemática, o enxerto ósseo ora proposto, instalado na cavidade interna do seio maxilar e dois implantes instalados nele de acordo com os princípios da presente invenção.[012] Figure 1 schematically illustrates the proposed bone graft, installed in the internal cavity of the maxillary sinus and two implants installed in it according to the principles of the present invention.
[013] A figura 2 ilustra uma vista em corte do interior do enxerto ósseo ora proposto, conforme indicado pela linha de corte "A"-"A".[013] Figure 2 illustrates a sectional view of the interior of the proposed bone graft, as indicated by the cut line "A"-"A".
[014] A figura 3 ilustra um exemplo da matriz porosa que pode ser obtida pela abordagem de fabricação ora proposta.[014] Figure 3 illustrates an example of the porous matrix that can be obtained by the proposed manufacturing approach.
[015] O enxerto ósseo da presente invenção trata-se de um componente de material aloplástico, feito de material rígido, de modo que possa ter e reter forma e dimensões definidas e que possa ser fabricado em dimensões exclusivas do paciente antes da cirurgia, mas também pode ser esculpido durante a cirurgia, removendo seu material em locais para ajuste dimensional conforme necessário para um bom encaixe na cavidade do seio maxilar.[015] The bone graft of the present invention is a component of alloplastic material, made of rigid material, so that it can have and retain defined shape and dimensions and that it can be manufactured in the patient's exclusive dimensions before surgery, but it can also be sculpted during surgery, removing its material in places for dimensional adjustment as needed for a good fit in the maxillary sinus cavity.
[016] Conforme ilustrado na figura 1, o enxerto ósseo 1, é instalado na cavidade interna do seio maxilar 2, com a superfície inferior 11 adjacente ao osso natural (assoalho do seio maxilar). A superfície inferior 11 do enxerto ósseo 1 pode ser fabricada com a forma natural da porção correspondente da cavidade do seio maxilar 2. Como já mencionado, a superfície inferior 11 também pode ser moldada pela remoção de material, a fim de, garantir um melhor encaixe na cavidade do seio maxilar 2. Na superfície inferior 11, é introduzido um ou mais implantes 3, na forma de parafuso metálico ou dispositivo de fixação semelhante. O implante 3 é inserido sobre a porção residual 21 do assoalho do seio. Sobre o implante 3, é aplicado torque de aperto que leva a superfície inferior 11 a comprimir o assoalho do seio maxilar, atingindo a estabilidade primária do conjunto enxerto ósseo 1 e implante 3. O enxerto ósseo 1 também possui a superfície látero-superior 12 que pode ser plana ou de qualquer formato e que não é adjacente ao osso natural.[016] As illustrated in Figure 1, the
[017] As tolerâncias geométricas e dimensionais do enxerto ósseo 1 são definidas, a fim de, promover o ajuste deste na cavidade do seio maxilar 2, podendo apresentar uma folga estreita predeterminada em relação à porção correspondente do seio. Por intermédio de imagens computacionais tridimensionais geradas por meio de tomográficas computadorizadas ou radiografias, o enxerto ósseo 1 pode ser projetado para dimensões exclusivas do paciente. As imagens obtidas são transformadas em modelo sólido tridimensional CAD (computer aided design) e o enxerto ósseo 1 pode então ser obtido pela abordagem de fabricação ora proposta.[017] The geometric and dimensional tolerances of
[018] Conforme ilustrado na figura 2, o enxerto ósseo 1, além de sua forma externa, possui internamente um ou mais cilindros 13 que sustentam a instalação dos implantes metálicos. A posição e orientação do cilindro 13 pode ser exclusiva para cada paciente. O cilindro 13 é confeccionado com comprimento e diâmetro superior ao do implante metálico. No momento da fabricação, o cilindro 13 é confeccionado com preenchimento total, buscando-se obter um cilindro maciço, com porosidade, ou espaços vazios muito próximos de zero. Este recurso de fabricação permite obter-se resistência mecânica suficiente para a aplicação do torque de aperto de 35 N . cm, necessário para o atingimento da estabilidade primária dos implantes. Em testes mecânicos de inserção do implante realizados em laboratório, o torque suportado pelo cilindro 13 atingiu mais de 43 N.cm.[018] As illustrated in Figure 2,
[019] Sobre o cilindro 13, é então confeccionado o furo cego axial 14, que possui comprimento suficiente para a instalação do implante. O diâmetro do furo 14 corresponde ao diâmetro interno, ou fundo da rosca do implante/parafuso metálico. Ainda ao longo do comprimento do furo 14 são confeccionados os filetes de rosca 15, para fixação do implante. O passo e formato dos filetes de rosca 15 correspondem aos do implante/parafuso a ser implantado.[019] On
[020] Envolvendo o cilindro 13, e preenchendo todo o volume interno até a superfície externa do enxerto ósseo 1, é confeccionada a matriz porosa 16, que possui poros interconectados tridimensionalmente. A porosidade, o tamanho dos poros e a distribuição do tamanho dos poros podem ser escolhidos de modo a promover o crescimento do osso natural sobre a matriz porosa 16. A dimensão dos poros pode variar em uma faixa entre 300 micrômetros a 1000 micrômetros. Já a fração de espaços vazios, que corresponde a porosidade da matriz porosa 16, pode ter variância de 17 a 54%. Essa faixa de porosidade permite a liberação eficaz de biofatores, como proteínas, genes ou células e fornecem bons substratos para a troca de nutrientes e crescimento do tecido ósseo.[020] Involving
[021] A matriz porosa 16, visa reproduzir à estrutura óssea humana. Contudo, a presente invenção traz uma abordagem de fabricação da matriz porosa 16 que leva em consideração propriedades importantes a serem consideradas em sua construção, visando simular o tecido ósseo de forma mais concisa. Fatores como, área superficial e interconectividade, se relacionam ao crescimento de células, permeabilidade, transporte de nutrientes e resistência mecânica. Estas propriedades estão relacionadas com a estrutura organizacional do osso humano, que possui uma distribuição normal de tamanho de poros, aparentemente aleatoriamente posicionados. Conforme ilustrado na figura 3, A abordagem de fabricação utilizada na presente invenção permite que se criem estruturas porosas irregulares, que imitam a macroestrutura óssea. Para isso, criam-se planos 31 regularmente espaçados no modelo, nestes planos inserem-se pontos 32 em distribuição aleatória, por fim conectando os pontos mais próximos formando colunas 33 com um dado volume. Assim, conciliando as variáveis distância entre os planos, o número de pontos por área e o raio das colunas, é possível ter controle da porosidade, do tamanho médio de poro e sua variância.[021] The
[022] No que diz respeito à composição do material do enxerto ora proposto, este é totalmente sintético, o que elimina os diversos riscos e inconvenientes relatados pelos materiais já citados neste documento. Os materiais base empregados na fabricação do enxerto são da classe dos polímeros reabsorvíveis, tais como, o poli(ácido lático) (PLA), o poli(ácido glicólico) (PGA) e seus copolímeros (PLGA, PLLA, PDLA, P(L/DL)LA, outros) que têm sido extensamente pesquisado na fabricação de enxertos ósseos devido a sua boa compatibilidade e biodegradabilidade. De modo geral, estes polímeros apresentam alta resistência mecânica, comparável ao do osso humano e são comumente pesquisados na engenharia de tecido ósseo. Enxertos ósseos fabricados de PLA, PGA e seus copolímeros têm sido investigados em vários estudos in vitro e in vivo e demonstraram a capacidade de promover a cicatrização e a osseointegração.[022] With regard to the composition of the graft material proposed here, it is fully synthetic, which eliminates the various risks and inconveniences reported by the materials already mentioned in this document. The base materials used in the manufacture of the graft are from the class of resorbable polymers, such as poly(lactic acid) (PLA), poly(glycolic acid) (PGA) and their copolymers (PLGA, PLLA, PDLA, P(L) /DL)LA, others) that have been extensively researched in the manufacture of bone grafts due to their good compatibility and biodegradability. In general, these polymers have high mechanical strength, comparable to human bone, and are commonly researched in bone tissue engineering. Bone grafts made of PLA, PGA and their copolymers have been investigated in several in vitro and in vivo studies and demonstrated the ability to promote healing and osseointegration.
[023] Enxertos ósseos fabricados de PLA, PGA e seus copolímeros podem ser obtidos por diferentes processos de fabricação, tais como, injeção, usinagem, moldagem com solvente e/ou manufatura aditiva. A tecnologia de manufatura aditiva pode ser caracterizada como sendo um processo de fabricação por adição de sucessivas camadas de material. A geometria do enxerto ósseo pode ser fabricada obtida diretamente de um modelo geométrico tridimensional que é fatiado eletronicamente gerando os contornos de cada camada. Há várias tecnologias no mercado que utilizam distintos meios de adição de material, mas todas são baseadas no mesmo princípio de manufatura por camada. Os métodos mais difundidos são: manufatura laminar de objetos (LOM, de Laminated Object Manufacturing), sinterização seletiva a laser (SLS, de Selective Laser Sintering), impressão tridimensional (3DP, de 3 Dimensional Printing), modelagem por deposição de material fundido (FDM, de Fused Deposition Modeling) e estereolitografia (SL, de StereoLithography). Para fabricação do enxerto ósseo proposto neste documento é utilizado o processo FDM que se baseia na deposição sobre uma plataforma de filamentos de resina termoplástica dos polímeros aquecida. Um bico extrusor, controlado, que se movimenta tridimensionalmente, deposita filetes de material muito finos sobre a plataforma de construção. Um computador conectado à máquina, com um sistema CAD/CAM, monitora constantemente os comandos da construção, gerando coordenadas pelos os quais o bico extrusor percorre depositando os filamentos fundidos. Ao final de cada camada a plataforma desce o equivalente à espessura de camada a ser fabricada, e o cabeçote inicia a deposição de mais material para a outra camada. O processo é repetido até a construção total do enxerto. Atualmente o processo de FDM é utilizado com sucesso na área médica, onde é possível fabricar réplicas com alto grau de semelhança estrutural de órgãos e tecidos através de imagens tomográficas, as quais são transportadas para softwares CAD e decodificados para a linguagem de programação das máquinas de FDM.[023] Bone grafts made of PLA, PGA and their copolymers can be obtained by different manufacturing processes, such as injection, machining, solvent molding and/or additive manufacturing. Additive manufacturing technology can be characterized as a manufacturing process by adding successive layers of material. The bone graft geometry can be fabricated and obtained directly from a three-dimensional geometric model that is electronically sliced, generating the contours of each layer. There are several technologies on the market that use different means of adding material, but they are all based on the same layer manufacturing principle. The most widespread methods are: laminar object manufacturing (LOM, for Laminated Object Manufacturing), selective laser sintering (SLS, for Selective Laser Sintering), three-dimensional printing (3DP, for 3 Dimensional Printing), molten deposition modeling ( FDM, from Fused Deposition Modeling) and stereolithography (SL, from StereoLithography). To manufacture the bone graft proposed in this document, the FDM process is used, which is based on deposition on a platform of heated thermoplastic resin filaments. A controlled, three-dimensionally moving extruder nozzle deposits very fine threads of material onto the build platform. A computer connected to the machine, with a CAD/CAM system, constantly monitors the construction commands, generating coordinates through which the extruder nozzle travels, depositing the fused filaments. At the end of each layer, the platform descends the equivalent of the layer thickness to be manufactured, and the head starts to deposit more material for the other layer. The process is repeated until the graft is fully constructed. Currently, the FDM process is successfully used in the medical field, where it is possible to manufacture replicas with a high degree of structural similarity of organs and tissues through tomographic images, which are transported to CAD software and decoded into the programming language of the MDF
[024] A patente US20050021142A1 propõe um enxerto ósseo que pode ser feito de materiais cerâmicos semelhantes aos materiais encontrados no osso natural, tal como um composto compreendendo cálcio e fósforo fabricado por partículas unidas umas às outras de modo a formar uma rede interligada tridimensionalmente. As partículas são unidas a outras partículas de pó e a outras regiões ligadas pela ação de um líquido aglutinante que deve ser dispensado ou volatizado por ação de temperatura. Esses enxertos podem envolver uma etapa de sinterização após a conclusão da fabricação. A sinterização pode ser uma sinterização parcial, que pode ser realizada em uma combinação de temperatura e tempo de modo que as partículas de pó se juntem parcialmente diretamente umas às outras e ainda deixem alguma porosidade entre elas. Durante o aquecimento que conduz à sinterização parcial, a substância ligante pode sair do artigo na forma de vapor ou de produtos de decomposição gasosa.[024] Patent US20050021142A1 proposes a bone graft that can be made of ceramic materials similar to materials found in natural bone, such as a compound comprising calcium and phosphorus manufactured by particles joined together to form a three-dimensionally interconnected network. The particles are joined to other powder particles and to other linked regions by the action of a binding liquid that must be dispensed or volatilized by the action of temperature. These grafts may involve a sintering step after fabrication is complete. Sintering can be partial sintering, which can be carried out at a combination of temperature and time so that the powder particles partially join each other directly and still leave some porosity between them. During heating leading to partial sintering, the binding substance may leave the article in the form of vapor or gaseous decomposition products.
[025] Outras patentes propõem enxertos para a elevação do seio maxilar, como, US20090042158A1, US20090053282A1, BR 11 2018 002009 5, BR 11 2016 013504 0, BR 11 2015 016967 8, PI 0802517-7, PI 0706921-9, PI 06090192, e PI 9200074-6.
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