RU2669860C1 - Способ изготовления формованной мембраны для остеопластики - Google Patents

Способ изготовления формованной мембраны для остеопластики Download PDF

Info

Publication number
RU2669860C1
RU2669860C1 RU2017130225A RU2017130225A RU2669860C1 RU 2669860 C1 RU2669860 C1 RU 2669860C1 RU 2017130225 A RU2017130225 A RU 2017130225A RU 2017130225 A RU2017130225 A RU 2017130225A RU 2669860 C1 RU2669860 C1 RU 2669860C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
membrane
digital model
bone
manufacturing
molded membrane
Prior art date
Application number
RU2017130225A
Other languages
English (en)
Inventor
Алексей Геннадьевич Никифоров
Геннадий Борисович Любомирский
Original Assignee
Алексей Геннадьевич Никифоров
Геннадий Борисович Любомирский
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 Алексей Геннадьевич Никифоров, Геннадий Борисович Любомирский filed Critical Алексей Геннадьевич Никифоров
Priority to RU2017130225A priority Critical patent/RU2669860C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2669860C1 publication Critical patent/RU2669860C1/ru

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G16INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16HHEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H30/00ICT specially adapted for the handling or processing of medical images
    • G16H30/20ICT specially adapted for the handling or processing of medical images for handling medical images, e.g. DICOM, HL7 or PACS
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Prostheses (AREA)
  • Materials For Medical Uses (AREA)

Abstract

Изобретение относится к медицинской технике, а именно может быть использовано при реконструктивных операциях для осуществления направленной костной регенерации. Способ изготовления формованной мембраны для остеопластики, включает создание цифровой модели формованной мембраны путем моделирования пластинки формованной мембраны при цифровой обработке объемной цифровой модели участка костной ткани, создание основы, выполненной в соответствии с цифровой моделью формованной мембраны, с возможностью изменения формы основы, образованной массивом элементов, выполненных в виде граненых стержней, плотно подогнанных друг к другу по граням, посредством смещения элементов массива относительно друг друга, изготовление формованной мембраны методом послойного наплавления полимерного материала. Использование изобретения позволяет повысить точность изготовить формованной мембраны. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

Изобретение относится к медицине и может быть использовано в хирургии, в травматологии, например, для закрытия костных дефектов при переломах костей, при огнестрельных ранениях, при реконструктивных операциях после остеомиелита, остеосинтезе, при нейрохирургических вмешательствах на черепе, при остеопластике, в хирургической стоматологии, для осуществления направленной костной регенерации,
Остеопластика (пересадка костной ткани) широко применялась для реабилитации пациентов после различных травм челюсти. В настоящее время она проводится при невозможности реабилитации пациентов с отсутствующими зубами, в связи с атрофией кости. Чтобы имплантация зубов прошла успешно, необходимо наращивание (подсадка) нужного количества костной ткани на выбранное место. Имплантат имеет определенную толщину в диаметре, и при дефиците кости его толщина может быть больше ширины кости. Современная стоматология позволяет применять различные техники костнопластических вмешательств для наращивания кости, используя как синтетические материалы, так и материалы животного происхождения. Известен способ изготовления индивидуальных дентальных имплантатов и каркасных структур для костной пластики, методом спекания лазером титановой крошки (АВ Guide Service).
Наращивание кости в области дефекта можно производить путем пересадки кусочков костной ткани (пластика костными блоками) или укладывать костно-пластический материал (сыпучие материалы в виде крошки разной дисперсности) непосредственно в область дефекта, и изолировать его специальными рассасывающимися или нерассасывающимися мембранами, И блоки и мембраны никогда в точности не соответствуют контурам дефекта. Необходимым этапом для такой работы является подгонка транспланта или мембраны - сошлифовывание острых краев, придание конгруэнтной формы, выкраивание мембраны по форме, сверление отверстий для фиксации. Все это может занимать от 30% до 4 0% от общего времени операции. Операции такого рода, в подавляющем числе, сопряжены с формированием двух операционных ран в полости рта - донорская зона (откуда берется кость), рецепиентная зона (куда она подсаживается). Так, известен способ изготовления индивидуальных аллогенных костных блоков для пересадки фрезерованием (Bottis MaxGraft bonebuilder). Известен способ костной пластики блоком аллопланта кости при аугментации челюсти (RU 2592375), включающий разрез по гребню альвеолярного отростка в области дефекта челюсти, отслаивание слизисто-надкостного лоскута, скелетирование реципиентной зоны, обработку кортикального слоя, изготовление костного элемента, установку костного элемента и фиксацию его крепежными элементами с последующим ушиванием раны. Изготовление костного элемента производят предварительно в виде конфигурируемого блока аллопланта кости с отверстиями под крепежные элементы с формой и размерами, полученными в результате конфигурирования его на пластиковой модели челюсти, изготовленной на 3-D принтере по 3-D изображению при компьютерной томографии пациента.
Известен способ изготовления опалубки, которая может быть установлена после удаления зуба для профилактики атрофии кости
(WO 2017007247, выбран в качестве прототипа), включающий в себя получение при томографии объемного изображения (DICOM) челюсти с зубом, до его извлечения, изготовление с использованием 3D-принтера опалубки, которая может быть помещена в гнездо, сразу после извлечения зуба.
Его недостатками являются то, что при печати возможна деформация опалубки при охлаждении и/или под тяжестью создаваемой опалубки. Известным способом возможно создание только толстостенной опалубки, характеризующейся относительно простой геометрической формой (квадрат, прямоугольник, овал),
Технической задачей изобретения является повышение точности изготовления формованной мембраны, исключение ее деформации при изготовлении, повышение сложности формы мембраны, которая может быть изготовлена.
Технический результат достигается в способе изготовления формованной мембраны для остеопластики, включающем получение объемной цифровой модели участка костной ткани, создание цифровой модели мембраны с использованием полученной объемной цифровой модели участка костной ткани, изготовление формованной мембраны методом послойного создания по цифровой модели мембраны. Объемную цифровую модель участка костной ткани получают методом томографии. Послойное создания по цифровой модели мембраны производят на основу, выполненную с возможностью изменения формы в соответствии с цифровой моделью мембраны. Используют охлаждаемую основу, образованную массивом элементов, изменение формы основы осуществляется при смещении элементов. В качестве элементов, используют шестигранные стержни. Послойное создание по цифровой модели мембраны осуществляют при послойном наплавлении полимерного материала, который подают на основу экструзией.
Изобретение поясняется рисунками:
фиг. 1-3 - примеры отображений цифровой модели мембраны;
фиг. 4,5 - участок костной ткани с костным дефектом;
фиг. 6,7 - участок костной ткани с установленной на костном дефекте формованной мембраной;
фиг. 8 - массив элементов, выполненный в виде шестигранных стержней.
Способ изготовления формованной мембраны 1 для остеопластики на первом этапе включает получение объемной цифровой модели участка костной ткани 2. Объемную цифровую модель участка костной ткани получают, например, методом томографии, Так, в стоматолии получили распространение конусно-лучевая компьютерная томография, магниторезонансная томография. На основании рентгенологической картины формируют объемную модель кости. Строят срезы модели, изучают структуру, определяют плотность.
Полученный любым известным способом DICOM файл, представляющий собой объемную цифровую модель участка костной ткани, в трехмерной визуализации, модель участка или весь объем костной ткани организма, проходит обработку средствами системы автоматизированного проектирования с целью моделирования тонкой пластинки сложной структуры, формованной мембраны 1, из материалов, имеющих постоянные или временные барьерные функции для биологических тканей или жидкостей. Таким образом, создается цифровая модель мембраны (фиг. 1-3) с необходимой кривизной, толщиной, технологическими отверстиями для фиксации на кости.
Далее, изготавливают формованную мембрану 1 методом послойного создания по цифровой модели мембраны. В основе метода лежит принцип 3D- печати, при помощи соответствующего периферийного оборудования (3D-принтер). Для печати возможно использовать резорбируемые и нерезорбируемые материалы, обладающие, в формованной мембране, заданной жесткостью и эластичностью, обладающие свойствами биосовместимости, и, сохраняющие барьерные функции как минимум 4 месяца. Формованная мембрана используется в качестве крышки для комка костно-пластического материала, плотно прилегает к челюсти, повторяет все ее неровности (фиг. 4-7). Формованная мембрана выполняет функции барьера, для разграничения слоев разных типов биологических тканей
Послойное создание по цифровой модели мембраны производят экструзией биосовместимого полимера на основу, выполненную с возможностью изменения формы в соответствии с цифровой моделью мембраны. Происходит послойное наплавление полимерного материала с последующим его застыванием на охлаждаемой основе. Например, используются полимеры: Полилактид (биосовместимый, рассасывающийся полимер молочной кислоты). Т. плав. 170-180° (100% L-ПЛА); Полигалактид (рассасывающийся полимер гликолевой кислоты). Т. плав. 227-230°; Политетрафторэтилен (биосовместимый нерезорбируемый пластик). В качестве устройства 3D- печати возможно использовать любой из представленных на рынке 3D - принтеров, удовлетворяющих точности печати
Печать тонкостенной формованной мембраны сопряжена с риском ее деформации в процессе печати, при охлаждении. Нанесение каждого слоя материала будет увеличивать массу формованной мембраны и деформировать ее, что приведет к нарушению ее прилегания в зоне хирургического вмешательства. Для решения этой проблемы создают основу с изменяемой формой в соответствии с цифровой моделью мембраны.
Основой служит массив шестигранных стержней 4 (фиг. 8), плотно подогнанных друг к другу по граням, с образованием сотовой структуры. Используют охлаждаемую основу. Изменение формы основы осуществляется при смещении элементов друг относительно друга. Торцы 5 стержней 4 могут иметь скругления для образования более гладкой поверхности основы. Для перемещения стержней 4 можно использовать, перемещающийся в горизонтальной плоскости микромотор, снабженный перемещающимся вверх и вниз «толкателем». Стержни 4 фиксируются в поднятом положении за счет сил трения, возникающих между их гранями, и за счет внешнего зажимного устройства, оказывающего внешнее дозированное давление на массив стержней 4. Для опускания стержней под своей тяжестью и выравнивания основы, зажимное устройство ослабляется. Могут использоваться стержни 4 с другим количеством граней, например, трехгранные, четырехгранные.
Изготовленная описанным способом формованная мембрана 1 имеет сложную индивидуальную форму, соответствующую профилю поверхности рецепиентной области, может иметь конструктивно реализованные точки фиксации (выступы, крючки, отверстия для микровинтов), обладает заданной жесткостью, для выполнения функций каркаса и барьера.
Напечатанная формованная мембрана 1 подвергается неразрушающей стерилизации и асептической упаковке. Конечной целью способа является установка формованной мембраны 1 в полости рта пациента, под слизистой оболочкой, в области костного дефекта, для направленной костной регенерации. Возможно использовать любой костнопластический материал 3, укладываемый под формованную мембрану (например, BioOss, BegoOss, EasyGraft, Cerabon, Bottiss, Cerasorb, Остеопласт, Остеоматрикс, Лиопласт, костная аутостружка и др),
Расширением показаний способа может служить возможность использования таких индивидуальных формованных мембран в травматологии, для закрытия костных дефектов при переломах костей, при огнестрельных ранениях, при реконструктивных операциях после остеомиелита, остеосинтезе, при нейрохирургических вмешательствах на черепе,
При придании формованной мембране пористости и, как следствие - гибкости, ее можно использовать как межтканевой барьер в полостной хирургии, например для профилактики спаечного процесса, при операциях на кишечнике.

Claims (4)

1. Способ изготовления формованной мембраны для остеопластики, включающий создание цифровой модели формованной мембраны путем моделирования пластинки формованной мембраны при цифровой обработке объемной цифровой модели участка костной ткани, создание основы, выполненной в соответствии с цифровой моделью формованной мембраны, с возможностью изменения формы основы, образованной массивом элементов, выполненных в виде граненых стержней, плотно подогнанных друг к другу по граням, посредством смещения элементов массива относительно друг друга, изготовление формованной мембраны методом послойного наплавления полимерного материала.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют охлаждаемую основу.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве элементов основы используют шестигранные стержни.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что послойное наплавление полимерного материала, подаваемого на основу, осуществляют экструзией.
RU2017130225A 2017-08-27 2017-08-27 Способ изготовления формованной мембраны для остеопластики RU2669860C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017130225A RU2669860C1 (ru) 2017-08-27 2017-08-27 Способ изготовления формованной мембраны для остеопластики

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017130225A RU2669860C1 (ru) 2017-08-27 2017-08-27 Способ изготовления формованной мембраны для остеопластики

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2669860C1 true RU2669860C1 (ru) 2018-10-16

Family

ID=63862386

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017130225A RU2669860C1 (ru) 2017-08-27 2017-08-27 Способ изготовления формованной мембраны для остеопластики

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2669860C1 (ru)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2249438C1 (ru) * 2003-12-02 2005-04-10 ГУН Центральный научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова МЗ РФ Способ пластики костного дефекта
US20160288414A1 (en) * 2013-11-04 2016-10-06 University Of Iowa Research Foundation Bioprinter and methods of using same
US20170086953A1 (en) * 2006-10-16 2017-03-30 Natural Dental Implants Ag Methods of Designing and Manufacturing Customized Dental Prosthesis For Periodontal or Osseointegration and Related Systems
EP3162387A1 (en) * 2014-06-27 2017-05-03 Kyungpook National University Industry-Academic Cooperation Foundation Nano-fiber mat, method for manufacturing same, and use thereof as cell culture mat or guided bone regeneration shielding membrane

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2249438C1 (ru) * 2003-12-02 2005-04-10 ГУН Центральный научно-исследовательский институт травматологии и ортопедии им. Н.Н. Приорова МЗ РФ Способ пластики костного дефекта
US20170086953A1 (en) * 2006-10-16 2017-03-30 Natural Dental Implants Ag Methods of Designing and Manufacturing Customized Dental Prosthesis For Periodontal or Osseointegration and Related Systems
US20160288414A1 (en) * 2013-11-04 2016-10-06 University Of Iowa Research Foundation Bioprinter and methods of using same
EP3162387A1 (en) * 2014-06-27 2017-05-03 Kyungpook National University Industry-Academic Cooperation Foundation Nano-fiber mat, method for manufacturing same, and use thereof as cell culture mat or guided bone regeneration shielding membrane

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11556682B2 (en) Method for 3-D printing a custom bone graft
Saringer et al. Cranioplasty with individual carbon fibre reinforced polymere (CFRP) medical grade implants based on CAD/CAM technique
Turek et al. Polymer materials used in medicine processed by additive techniques
WO2009046987A1 (en) Computer implemented planning and providing of mass customized bone structure
WO2017091748A1 (en) Implantable objects, guiding devices, and methods of use thereof
US11638777B2 (en) Compositions and methods for adhesion to surfaces
Bairikov et al. Reconstruction of mandibular defects using individual vascularized autografts combined with macroporous titanium fiber material
RU2669860C1 (ru) Способ изготовления формованной мембраны для остеопластики
RU195801U1 (ru) Каркас индивидуальный для исправления дефектов мозгового и лицевого отделов скелета головы
Deshmukh et al. Rapid prototyping assisted fabrication of the customised temporomandibular joint implant: a case report
Parthasarathy of Medical Devices
US20190038384A1 (en) Method and system for making and using an occlusive barrier for bone regeneration and occlusive barrier obtained by said method
Calvo-Guirado et al. Calculation of bone graft volume using 3D reconstruction system
EP2446854A1 (en) Device for the guided bone and/or tissue regeneration
RU2775684C1 (ru) Способ изготовления аддитивных персонализированных имплантатов для реконструктивных операций на костях свода черепа у детей
Hutmacher et al. Craniofacial bone tissue engineering using medical imaging, computational modeling, rapid prototyping, bioresorbable scaffolds and bone marrow aspirates
RU196140U1 (ru) Имплантат индивидуальный для замещения дефектов зубных рядов
Harris et al. Medical applications
Drstvensek et al. Direct digital manufacturing as communication and implantation tool in medicine
RU2776875C2 (ru) Биорассасываемый костный имплантат и способ его изготовления
Gupta Assessment of Versatility of Rapid Prototyping Technology in Oral and Maxillofacial Surgical Procedures-a Clinical Study
Alabey et al. Medical rapid prototyping and manufacturing: Status and outlook
RO135711B1 (ro) Implant personalizat din materiale bioresorbabile pentru fixarea internă a fracturilor oaselor lungi
Bębenek et al. Zastosowanie technologii przyrostowych w medycynie rekonstrukcyjnej twarzoczaszki
Rotaru et al. Reconstruction of the calvarial defects using custom-made cranioplasty plates