Результат интеллектуальной деятельности: ИМПЛАНТАТ-ЭНДОПРОТЕЗ ДЛЯ ЗАМЕЩЕНИЯ ОБЪЕМНОГО КОСТНОГО ДЕФЕКТА НИЖНЕЙ ЧЕЛЮСТИ

Изобретение относится к восстановительной и реконструктивной челюстно-лицевой хирургии.

Как известно, нижняя челюсть состоит из костной ткани, покрытой взаимодействующей с ней надкостницей, содержит две суставные головки, взаимодействующие с суставными ямками височных костей.

При хирургическом удалении части нижней по поводу лечения объемных новообразований, травматических повреждений или воспалительных процессов возникает объемный костный дефект, приводящий к функциональным и эстетическим нарушениям.

Успех восстановления объемного костного дефекта нижней челюсти после хирургического лечения в целом зависит от конструктивных особенностей имплантата, замещающего дефект, иммунной инертности материалов, из которых изготовлен имплантат, и особенностей их взаимодействия с окружающими тканями.

Сегодня в качестве замещающих имплантатов при устранении объемных костных дефектов нижней челюсти широко используют имплантаты-эндопротезы, которые позволяют лишь отчасти восстановить функциональные и эстетические нарушения.

В частности, известен имплантат-эндопротез - фиксатор для реконструкции костных дефектов нижней челюсти, имеющий концевые части в виде стержней, помещаемых внутрикостно и дугу, связывающую эти стержни, помещаемую в предварительно подготовленное ложе (патент RU 2285500, МПК A61F 2/28).

Однако данный имплантат-эндопротез предназначен для обеспечения неподвижного соединения с костным фрагментом и рассчитан на интеграцию только с костными структурами.

Известен также имплантат-эндопротез для замещения костных фрагментов сложной формы из сплава на основе никелида титана, содержащий формоизменяемый опорный базис, выполненный в виде проволочной спирали, укрытой по всей длине сетчатым материалом, и скрепленный с ним элемент связи с окружающей тканью (патент RU 2265417, МПК A61F 2/28).

Однако при обширных дефектах нижней челюсти использование данного имплантата-эндопротеза не обеспечивает удовлетворительного замещения костного дефекта, так как моделирование его контуров с использованием одинарной цилиндрической спирали недостаточно эффективно для восстановления всей анатомической формы устраняемого дефекта.

Кроме того, применение данного имплантата-эндопротеза не обеспечивает функционального взаимодействия с сухожильно-мышечными тканями. Это служит причиной изменения пространственного соотношения осей тяги мышц, изменения моментов сил, нарушения биомеханики нижней челюсти. Такие дефекты приводят к необратимым тяжелым функциональным нарушениям и значительно снижают качество жизни и функциональной реабилитации пациентов.

Кроме того, все перечисленные имплантаты-эндопротезы для замещения костных дефектов нижней челюсти изготавливаются в одном, стандартном типоразмере без четкой индивидуализации по анатомо-топографическим показателям.

Из существующего уровня техники известен «Способ превентивного изготовления индивидуализированного имплантата для одномоментного восполнения планируемого дефекта при хирургическом удалении опухоли нижней челюсти» (RU 2164391 С1, МПК⁷ A61F 2/28).

Способ включает измерение объемных математических параметров пораженных опухолью тканей нижней челюсти с помощью компьютерной томографии. При планировании резекции нижней челюсти с нарушением непрерывности кости без экзартикуляции для определения параметров имплантата выполняют компьютерные математические - резекцию тканей нижней челюсти, включающих опухоль, формирование на концах дефекта воспринимающего ложа, наложение на полученный дефект параметров симметричной здоровой ткани, полученных симметрическим компьютерным преобразованием с получением разностной оценки параметров резецированной и здоровой части нижней челюсти, которые и будут являться параметрами имплантата.

При планировании резекции нижней челюсти с нарушением непрерывности кости с экзартикуляцией для определения параметров имплантата выполняют компьютерные математические - резекцию тканей нижней челюсти, включающих опухоль, формирование на конце дефекта воспринимающего ложа, наложение на полученный дефект математических параметров симметричной здоровой ткани, полученных симметрическим компьютерным преобразованием, адаптации суставной головки имплантата к суставной ямке черепа и контактной поверхности имплантата к воспринимающему ложу сохраненного фрагмента челюсти, путем разностной оценки параметров резецированной и здоровой части нижней челюсти получают объемные параметры. Изготавливают имплантат путем передачи параметров на устройство автоматического прототипирования. Имплантат стерилизуют и помещают в упаковку [4].

Данный способ принят в качестве прототипа. Преимущества данного способа: изобретение позволяет изготовить индивидуализированный имплантат для восполнения планируемого объемного дефекта нижней челюсти за одну операцию.

Недостатки прототипа - нестабильное соединение с сохраненным костным фрагментом нижней челюсти, сложность адаптации суставной головки имплантата к суставной ямке черепа и контактной поверхности имплантата к воспринимающему ложу сохраненного фрагмента челюсти без дополнительных приспособлений, сложность размещения нижнеальвеолярного сосудисто-нервного пучка.

Поставлена задача - разработать имплантат-эндопротез для замещения объемного костного дефекта нижней челюсти, способный обеспечить стабильное соединение с одной стороны - с сохраненным костным фрагментом нижней челюсти, с другой стороны - с суставной ямкой черепа, а также обеспечить размещение нижнеальвеолярного сосудисто-нервного пучка.

Поставленная задача решена за счет использования имплантата-эндопротеза для замещения объемного дефекта нижней челюсти, полученного по данным компьютерной томографии с помощью симметрического компьютерного преобразования, изготовленного путем передачи параметров на устройство автоматического прототипирования. Имплантат-эндопротез представлен в виде монолитного пустотелого блока, выполнен из никелида титана (фиг.1), имеет тело нижней челюсти (1) с двумя перфорированными фиксаторами под титановые винты (2), угол челюсти (3), ветви челюсти (4) с мыщелковым отростком сферической формы (5), венечным отростком (6) с фиксатором для сухожилия височной мышцы (7). Наружная поверхность тела (1) и ветви челюсти (4) имеет борозду (8) глубиной 3 мм для размещения нижнеальвеолярного сосудисто-нервного пучка.

Перфорированный фиксатор под титановые винты (2) изготовлен из двух титановых пластин с перфорационными отверстиями для фиксации имплантата к костной ткани.

Мыщелковый отросток сферической формы (5) позволяет установить его в суставную ямку височной кости и обеспечить максимальную амплитуду движений нижней челюсти.

Ветвь имплантата нижней челюсти с одной стороны имеет мыщелковый отросток сферической формы, венечный отросток имеет фиксатор сухожилия височной мышцы.

Имплантат-эндопротез имеет объемную конфигурацию и соответствует размерам устраняемого дефекта нижней челюсти от подбородочного симфиза до суставной ямки височной кости (фиг.2). Объемная, полая конструкция имплантата позволяет анатомически правильно распределить вокруг его поверхности отслоенные в ходе оперативного вмешательства мышечные волокна и адаптировать их с учетом функциональной направленности, что позволяет максимально точно восстановить мышечную активность в период реабилитации пациента. Кроме этого, такая конструкция позволяет в последующем восстановить зубные ряды с использованием дентальных имплантатов.

Борозда (8) глубиной 3 мм на наружной поверхности тела и ветви имплантата-эндопротеза предназначена для размещения нижнеальвеолярного сосудисто-нервного пучка, позволяет минимизировать травмирование сосудов и нерва, обеспечить быстрое восстановление иннервации, кровоснабжения и чувствительности в послеоперационном периоде.

Предложенная конструкция позволяет оптимально адаптировать вокруг элементов титанового имплантата сухожильно-мышечные структуры, что создает благоприятные условия для репаративной регенерации, что в целом позволяет восстановить их раннюю функциональную активность.

Кроме того, опытные экспериментальные исследования на животных показали, что использование иных материалов (например, силикона или пластмассы) для изготовления имплантата-эндопротеза нецелесообразно из-за снижения прочности всей конструкции в процессе жевания.

Клиническая эффективность использования титанового имплантата-эндопротеза при реконструкции дефектов нижней челюсти подтверждена клиническими испытаниями.

Клинический пример.

Больная Ф. 18 лет, поступила в челюстно-лицевое отделение городской больницы №4, г.Ставрополя, 25.02.2008 г., история болезни 1477/4.

Диагноз: амелобластома нижней челюсти слева с распространением от 32 зуба, с поражением тела, ветви, мыщелка, венечного отростка. Открывание рта на 2 см.

После выполнения компьютерной томографии с помощью симметрического компьютерного преобразования, путем передачи параметров на устройство автоматического прототипирования, произведено проектирование, моделирование и изготовление заявляемого титанового имплантанта-эндопротеза.

Под эндотрахеальным наркозом из поднижнечелюстного доступа слева произведено удаление пораженного опухолью фрагмента с экзартикуляцией височно-нижнечелюстного сустава. В ходе операции участки мышц, отсеченных от соответствующих поверхностей удаленного фрагмента челюсти, взяты на лигатуры:

а) подподбородочно-подъязычные, дна полости рта, переднего брюшка двубрюшной мышцы;

б) медиальной крыловидной, латеральной крыловидной;

в) жевательной, височной мышц.

На здоровом костном фрагменте в проекции подбородочного симфиза сформировано воспринимающее ложе под перфорированные пластины фиксатора. В дистальный участок операционной раны ввели сферическую головку мыщелка, с точной топографической ориентировкой, имплантировали в суставную ямку.

После полной установки титанового имплантата-эндопротеза произвели фиксацию дистальных отделов всех вышеперечисленных групп мышц вокруг поверхности титанового имплантата в местах их физиологического прикрепления, установку активных дренажей, накладывание швов на кожу.

Послеоперационный период протекал на фоне медикаментозной терапии без воспалительных осложнений. Конфигурация нижней челюсти восстановлена, состояние прикуса адекватное, объем основных функциональных движений челюсти восстановился через 2 месяца.

Период отдаленных наблюдений составляет более 3 лет. Данные функционального и клинического обследования достоверно подтверждают наличие мышечной массы, функционального тонуса и взаимодействие синергетических и антагонистических групп мышц, прикрепленных к поверхности имплантанта-эндопротеза.

Таким образом, изобретение обеспечивает реконструкцию формообразующих и опорных дефектов объемного костного фрагмента нижней челюсти, стабильное соединение титанового имплантата-эндопротеза со здоровыми костными тканями, что позволяет достичь анатомического и функционального соответствия при объемных реконструктивных оперативных вмешательствах в челюстно-лицевой области.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Рогинский В.В., Евсеев А.В., Коцюба Е.В. и др. Лазерная стереолитография новый метод биомоделирования в черепно-челюстно-лицевой хирургии // Детская стоматология. - 2000. - №1-2(3,4). - С.92-95.

2. Стучилов В.А., Никитин Н.Н., Евсеев А.В. и др. Клинические аспекты использования метода лазерной стереолитографии при хирургическом лечении травм средней зоны лица // Клиническая стоматология. 2001. - №3. - С.54-57.

3. Шалумов А.-С.З. Способ изготовления индивидуализированного предизионного имплантата для восполнения сложного субтотального полиоссального дефекта глазницы. RU 2164392, Бюл. №9, 2001.

4. Шалумов А.-С.З. Способ превентивного изготовления индивидуализированного имплантата для одномоментного восполнения планируемого дефекта при хирургическом удалении опухоли нижней челюсти. RU 2164391 С1, МПК⁷ A61F 2/28.

5. Rapid prototyping & manufacturing: fundamentals of stereolithography, ed. P.F.Jacobs, SME, Dearborn MI, 1992, 434 p.

6. Proceedings of the 5th European Conference on Rapid Prototyping and Manufacturing (4-6 June, 1996, Helsinki, Finland): Ed. P.M.Dickens.