Результат интеллектуальной деятельности: Способ замещения дефектов нижней челюсти и фреза для его осуществления

Группа изобретений относится к медицине, а именно к челюстно-лицевой хирургии, и предназначено для применения при проведении костной пластики нижней челюсти.

Известен способ костной пластики нижней челюсти, заключающийся в формировании аутотрансплантата, содержащего два фрагмента ребра, находящихся на одном межреберном сосудистом пучке с размещением фрагментов ребра в области дефекта таким образом, что один из них восстанавливает альвеолярный край, а другой - тело нижней челюсти, при этом верхние края фрагментов ребра совмещают между собой, в соединении трансплантатов с культями нижней челюсти, накладывании анастомозов между реципиентными сосудами и сосудами трансплантата (RU 2214801 C1, 21.05.2002).

Недостатки данного способа заключаются в том, что он не восполняет дефект комплекса мягких тканей в области нижней челюсти, способствует непрогнозируемой резорбции с последующим изменением первоначальных размеров, форм имплантата и нижней челюсти, не способствует активации остеоиндуктивного и остеокондуктивного потенциала в переимплантационной зоне, является травматичным.

Из статьи статья Дедиков Д.Н.,  Обоснование выбора надчревного лоскута в создании биоинженерной композиции для реконструкции сложных дефектов нижней челюсти, Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований, 2016, №1-2, с. 144-149 известен метод замещения дефектов нижней челюсти с использованием васкуляризованного аутотрансплантата в сочетании с нетканым титановым материалом со сквозной пористостью, при котором осуществляют пластику нижней челюсти биоинженерной композицией, выращенной в прямой мышце живота, которая состоит из нетканого титанового материала, с последующим восстановлением нижней челюсти. Мягкие ткани восстанавливают васкуляризированным лоскутом. Данный способ взят за прототип заявленного способа.

Недостатками данного способа является отсутствие устройства для малотравматичного забора аутологичного костного материала с целью формирования биоинженерной конструкции. Кроме того, отсутствует методика предварительного моделирования биоинженерной конструкции.

В качестве прототипа к фрезе, выбрано устройство, раскрытое в RU139356 U1 20.04.2014.

Недостатком данной фрезы, является невозможность формирования костной спиралевидной стружки, для получения полноценной биоинженерной конструкции для восстановления нижней челюсти.

Задача группы изобретений заключается в возможности восстановления нижней челюсти, за счет формирования биоинженерной конструкции, которая формируется индивидуально под анатомические особенности пациента, а также минимизирует травматичность операции, и позволяет полноценно восстановить нижнюю челюсть, как костные структуры, а также и мягкие ткани с высоким косметическим эффектом.

Технический результат заявленной группы заключается в снижение травматичности операции, как при формировании биоинженерной конструкции, за счет малотравматичного забора спиралеобразной костной стружки разработанной фрезой, а также и малотравматичного забора, выращенного биоинженерной композиции, снижение риска послеоперационных осложнений, таких как отторжение импланта биоинженерной конструкции, т. к. биоинженерная конструкция состоит из нетканного титанового, аутоткани пациента, включая аутоплазу, а также с искусственного костного материала BioOss. Кроме того, предварительное 3Д моделирование формы биоинженерной конструкции позволяет учесть все анатомические особенности пациента и восстановить наиболее физиологичную нижнюю челюсть для каждого конкретного пациента.

Указанный технический результат реализуется за счет следующих прием способа и конструктивных особенностей фрезы.

Непосредственно перед хирургическим реконструктивным вмешательством выполняют компьютерную томографию с костной реконструкцией лицевого скелета. Затем печатают на 3Д принтере модель участка лицевого скелета, где предстоит выполнить реконструктивное вмешательство - дефект костной ткани, зона предстоящей резекции и т.д. После чего сканирую полученную модель стоматологическим сканером Medit i 500 и моделируют в программе ExoCad уже утраченный участок или участок, который будет резецирован на 0,4-0,6 см меньше оригинала. Полученный в программе фрагмент лицевого скелета печатаем на 3Д принтере с толщиной стенок модели не более 2 мм. Затем окутывают напечатанный фрагмент нетканым титановым материалом в 3-4 слоя. Далее методом холодного прессования придают форму нетканому титановому материалу в соответствии с напечатанной заготовкой, расположенной внутри материала. При прессовании, под давлением напечатанная заготовка разрушается, остатки ее извлекают путем рассечения нетканого титанового материала. Место рассечения нетканого титанового материала затем будет использовано для заполнения полученной формы костной стружкой спиралевидной формы и резорбируемых, коллагеновых мембран. Заготовку из нетканого титанового материала стерилизуют. И выполняют хирургическое лечение. На первом этапе для приступают к формированию биоинженерной композиции. Для этого выполняют хирургический доступ в области гребня подвздошной кости, при этом сторона определяется индивидуально. Выполняют разрез в соответствии с ходом гребня подвздошной кости длиной 8-12 см. После чего послойно осуществляют доступ к гребню подвздошной кости. После чего при помощи заявленной фрезы оригинальной конструкции получают костную стружку спиралевидной формы для заполнения формы, изготовленной из нетканого титанового материала. При этом фреза имеет следующие конструктивные особенности. Костная фреза, содержит держатель фрезы (1), который имеет длину 2-4 см. Кроме того фреза содержит рабочий цилиндр (2), выполненный полым, который соединен с держателем резьбовым соединением. На дистальном конце цилиндра выполнены круглые окна (5), диаметром 0,4-0,6 см. Кроме того фреза содержит горизонтальную лопасть костного ножа (3), длиной 0,4-0,6 см, шириной 0,4-0,6 см и толщиной 0,9-1,1 мм, при этом лопасть расположена под углом 35-55 градусов к поверхности режущих зубцов фрезы (4). Также фреза содержит костные резцы фрезы, имеющие высоту на пике 0,2-0,4 см.

Фреза поясняется чертежом фиг. 1, где 1- держатель фрезы, 2 - цилиндр фрезы, 3- горизонтальная лопасть костного ножа, 4 - костные резцы фрезы, 5 – округлые окна.

Для заполнения формы из нетканого титанового материала используют место его рассечения на предварительном этапе. При этом при заполнении формы из нетканого титанового материала внутренние стенки формы выкладывают коллагеновыми мембранами соответствующего размера со сквозными перфорациями, которые выполняют шаровидным бором. При этом количество перфораций определяет хирург. Следующим слоем укладывают полученную из крови пациента FRP-мембрану. Затем полученную костную стружку спиралевидной формы смешивают в пропорции 1:1 с искусственным костным материалом BioOss и заполняем внутреннее пространство формы из нетканого титанового материала. После чего место рассечения формы из нетканого титанового материала зашивают резорбируемой нитью. Далее через выполненный ранее доступ в области края подвздошной кости формируют подкожно тоннель в область передней стенки живота. Затем рассекают фасцию прямой мышцы живота, расслаивают мышечную ткань прямой мышцы живота на объем, соответствующий объему сформированной конструкции их нетканого титанового материала, и помещают данную биоинженерную конструкцию в толщу прямой мышцы живота. После чего фасцию ушивают резорбируемой нитью. Далее рану дренируют по Редону и ушивают. В постоперационном периоде выполняют антибиотикопрофилактику и обезболивающую терапию. Дренаж убирают на вторые сутки. Швы снимаем через 10 суток. Каждые 14 суток выполняем УЗИ контроль положения трансплантата. Каждые 60 суток выполняем радиоизотопное исследование для контроля появления кровотока в имплатированной биоинженерной конструкции его увеличения в процессе созревания трансплантата. Через 120 суток, по нашим исследованиям, мы получаем кровоток в зоне трансплантата, плотность трансплантата достаточные для его забора и трансплантации. После созревания трансплантата приступают ко второму этапу хирургического лечения. Во втором этапе хирургического лечения участвует две хирургические бригады. Одна, выполняет доступ к созревшей биоинжинерной композиции в области передней стенки живота и выполняет забор трансплантата по методике получения надчревного лоскута вместе с надчревными сосудами, если необходима реконструкция не только костного дефекта лицевых костей, но и реконструкция с использованием мягкотканного компонента. При этом питание надчревного лоскута, в состав которого включена и биоинженерная композиция, созревшая в толще прямые мышцы живота, осуществляют посредством забора и вшивания надчревных сосудов в магистральные сосуды реципиентной зоны. Получение и трансплантация биоинженерной композиции возможно и без мягкотканного компонента и питающих сосудов. Вторая хирургическая бригада готовит реципиентную зону к приему биоинженерной композиции. Для чего выполняет подготовку краев костной раны или выполняет резекцию костного участка по ранее намеченному плану. После чего биоинженерную композицию фиксируют к краям костной раны титановыми мини-пластинами на титановых мини-винтах. Если трансплантат забирают на сосудистой ножке, то бригада готовит принимающее ложе, накладывают сосудистые анастомозы в магистральные сосуды реципиентной зоны. Рану ушиваются без натяжения. Дренируют по Редону. В постоперационном периоде назначают антибиотикотерапию и обезболивающую терапию.

Указанная совокупность существенных признаков не известна из предстоящего уровня техники и не является очевидной для специалиста.

Пример 1.

В приемное отделение поступил пациент с травмой лица. После обработки раны очевиден дефект нижней челюсти. Принято решение устранить дефект нижней челюсти заявленным способом. Для этого непосредственно перед хирургическим реконструктивным вмешательством выполнили компьютерную томографию с костной реконструкцией лицевого скелета пациента. Затем на 3Д принтере напечатали модель участка лицевого скелета – дефекта нижней челюсти (костной части). Затем полученную модель отсканировали стоматологическим сканером Medit i 500 и смоделировали в программе ExoCad утраченный участок. Резецировали смоделированную модель на 0,4 см меньше оригинала. Полученный в программе фрагмент нижней челюсти напечатали на 3Д принтере с толщиной стенок модели 2 мм. Затем окутали напечатанный фрагмент нетканым титановым материалом в 3 слоя. Далее методом холодного прессования придали форму нетканому титановому материалу в соответствии с напечатанной заготовкой участка нижней челюсти, расположенной внутри нетканого титанового материала. При прессовании, под давлением напечатанную заготовку разрушили, остатки ее извлекли путем рассечения нетканого титанового материала. После чего заготовку из нетканого титанового материала стерилизуют. После чего приступили к первому этапу хирургического лечения. На котором сформировали биоинженерную композицию. Для чего осуществили хирургический доступ в области гребня подвздошной кости, с правой стороны. Выполняют разрез в соответствии с ходом гребня подвздошной кости длиной 8 см. После чего послойно осуществили доступ к гребню подвздошной кости. Затем при помощи костной фрезы получили спиралевидную костную стружку. При этом использовали костную фрезу со следующими следующей конструкции и характеристиками. А именно фреза содержит держатель фрезы, который имеет длину 2 см. Кроме того фреза содержит рабочий цилиндр, выполненный полым, который соединен с держателем резьбовым соединением. На дистальном конце цилиндра выполнены круглые окна, диаметром 0,4 см. Кроме того фреза содержит горизонтальную лопасть костного ножа, длиной 0,4 см, шириной 0,4 см и толщиной 0,9 мм, при этом лопасть расположена под углом 35 градусов к поверхности режущих зубцов фрезы. Также фреза содержит костные резцы фрезы, имеющие высоту на пике 0,3 см. Далее заполнили форму из нетканого титанового материала через место его рассечения на предварительном этапе. Сначала выложили стенки формы коллагеновыми мембранами соответствующего размера со сквозными перфорациями, которые выполняют шаровидным бором. Следующим слоем уложили полученную из крови пациента FRP-мембрану. Затем полученную костную стружку спиралевидной формы смешали в пропорции 1:1 с искусственным костным материалом BioOss и заполнили внутреннее пространство формы из нетканого титанового материала, полученной смесью. После чего место рассечения формы из нетканого титанового материала зашили резорбируемой нитью. Далее через выполненный ранее доступ в области края подвздошной кости сформировали подкожный тоннель в область передней стенки живота. Для чего рассекли фасцию прямой мышцы живота, расслоили мышечную ткань прямой мышцы живота на объем, соответствующий объему сформированной конструкции их нетканого титанового материала, и поместили данную биоинженерную конструкцию в толщу прямой мышцы живота. Далее рану осуществили дренирование по Редону и ушили. В постоперационном периоде назначили антибиотикопрофилактику и обезболивающую терапию. Дренаж убирали на вторые сутки. Швы сняли через 10 суток. Каждые 14 суток выполняли УЗИ контроль положения трансплантата. Каждые 60 суток выполняем радиоизотопное исследование для контроля появления кровотока в имплатированной биоинженерной конструкции и его увеличения в процессе созревания трансплантата. Через 120 суток обнаружили кровоток в зоне транспланатата. Плотность при исследовании трансплантата оказалась достаточной для его забора и трансплантации. Приступили ко второму этапу хирургического лечения. Во втором этапе хирургического лечения участвовало две хирургические бригады. Одна выполняла доступ к созревшей биоинженерной композиции в области передней стенки живота и выполняла забор трансплантата по методике получения надчревного лоскута вместе с надчревными сосудами, поскольку была необходима реконструкция и мягкотканого компонента. При этом питание надчревного лоскута, в состав которого включена и биоинженерная композиция, созревшая в толще прямые мышцы живота, осуществлялась посредством забора и вшивания надчревных сосудов в магистральные сосуды реципиентной зоны. Вторая хирургическая бригада готовила реципиентную зону к приему биоинженерной композиции. Для чего выполняла подготовку краев костной раны. После чего биоинженерную композицию фиксировали к краям костной раны титановыми минипластинами на титановых минивинтах. А также наложили сосудистые анастомозы трансплантата с магистральными сосудами реципиентной зоны. Рану ушили без натяжения. Дренировали по Редону. В постоперационном периоде назначали антибиотикотерапию и обезболивающую терапию. При проведенной операции был достигнут высокий косметический эффект. В послеоперационном периоде отсутствовали постоперационные осложнения, нижняя челюсть восстановлена с индивидуальной точностью, приживление протекало без отторжения имплантата, а также мягкотканого компонента, анастомозы функционируют.

Пример 2.

В приемное отделение поступил пациент с травмой лица. После обработки раны, очевиден дефект нижней челюсти. Принято решение устранить дефект нижней челюсти заявленным способом. Для этого непосредственно перед хирургическим реконструктивным вмешательством выполнили компьютерную томографию с костной реконструкцией лицевого скелета пациента. Затем на 3Д принтере напечатали модель участка лицевого скелета – дефекта нижней челюсти (костной части). Затем полученную модель отсканировали стоматологическим сканером Medit i 500 и смоделировали в программе ExoCad утраченный участок. Резецировали смоделированную модель на 0,6 см меньше оригинала. Полученный в программе фрагмент нижней челюсти напечатали на 3Д принтере с толщиной стенок модели 2 мм. Затем окутали напечатанный фрагмент нетканым титановым материалом в 4 слоя. Далее методом холодного прессования придали форму нетканому титановому материалу в соответствии с напечатанной заготовкой участка нижней челюсти, расположенной внутри нетканого титанового материала. При прессовании, под давлением напечатанную заготовку разрушили, остатки ее извлекли путем рассечения нетканого титанового материала. После чего заготовку из нетканого титанового материала стерилизуют. После чего приступили к первому этапу хирургического лечения. На котором сформировали биоинженерную композицию. Для чего осуществили хирургический доступ в области гребня подвздошной кости, с правой стороны. Выполняют разрез в соответствии с ходом гребня подвздошной кости длиной 12 см. После чего послойно осуществили доступ к гребню подвздошной кости. Затем при помощи костной фрезы получили спиралевидную костную стружку. При этом использовали костную фрезу со следующими следующей конструкции и характеристиками. А именно фреза содержит держатель фрезы, который имеет длину 4 см. Кроме того фреза содержит рабочий цилиндр, выполненный полым, который соединен с держателем резьбовым соединением. На дистальном конце цилиндра выполнены круглые окна, диаметром 0,6 см. Кроме того фреза содержит горизонтальную лопасть костного ножа, длиной 0,6 см, шириной 0,6 см и толщиной 1 мм, при этом лопасть расположена под углом 45 градусов к поверхности режущих зубцов фрезы. Также фреза содержит костные резцы фрезы, имеющие высоту на пике 0,3 см. Далее заполнили форму из нетканого титанового материала через место его рассечения на предварительном этапе. Сначала выложили стенки формы коллагеновыми мембранами соответствующего размера со сквозными перфорациями, которые выполняют шаровидным бором. Следующим слоем уложили полученную из крови пациента FRP-мембрану. Затем полученную костную стружку спиралевидной формы смешали в пропорции 1:1 с искусственным костным материалом BioOss и заполнили внутреннее пространство формы из нетканого титанового материала, полученной смесью. После чего место рассечения формы из нетканого титанового материала зашили резорбируемой нитью. Далее через выполненный ранее доступ в области края подвздошной кости сформировали подкожный тоннель в область передней стенки живота. Для чего рассекли фасцию прямой мышцы живота, расслоили мышечную ткань прямой мышцы живота на объем, соответствующий объему сформированной конструкции их нетканого титанового материала, и поместили данную биоинженерную конструкцию в толщу прямой мышцы живота. Далее рану осуществили дренирование по Редону и ушили. В постоперационном периоде назначили антибиотикопрофилактику и обезболивающую терапию. Дренаж убирали на вторые сутки. Швы сняли через 10 суток. Каждые 14 суток выполняли УЗИ контроль положения трансплантата. Каждые 60 суток выполняем радиоизотопное исследование для контроля появления кровотока в имплатированной биоинженерной конструкциии и его увеличения в процессе созревания трансплантата. На 120 сутки обнаружили кровоток в зоне транспланатата. Плотность при исследовании трансплантата оказалась достаточной для его забора и трансплантации. Приступили ко второму этапу хирургического лечения. Во втором этапе хирургического лечения участвовало две хирургические бригады. Одна, выполняла доступ к созревшей биоинжинерной композиции в области передней стенки живота и забор мягких тканей не требовалось. Вторая хирургическая бригада готовила реципиентную зону к приему биоинженерной композиции. Для чего выполняла подготовку краев костной раны. После чего биоинженерную композицию фиксировали к краям костной раны титановыми минипластинами на титановых минивинтах. Рану ушили без натяжения. Дренировали по Редону. В постоперационном периоде назначали антибиотикотерапию и обезболивающую терапию. При проведенный операции был достигнут высокий косметический эффект. В послеоперационном периоде отсутствовали постоперационные осложнения, нижняя челюсть восстановлена с индивидуальной точностью, приживление протекало без отторжения имплантата.