طراحی و توسعه پروتزهای فک با پرینتر سه بعدی – قسمت اول

طراحی و توسعه پروتزهای فک با پرینتر سه بعدی – قسمت اول

در این مطالعه، معیارهای طراحی پروتزهای کاستم مید (شخصی‌سازی‌شده) برای هر بیمار به صورت منحصربه‌فرد، در ناحیه فک پایین (مندیبل) براساس داده‌های تصویربرداری پزشکی (سی‌تی اسکن) از بیمار و پرینت سه بعدی (ساخت افزایشی) مورد بررسی قرار می‌گیرد. نویسندگان این روش را برای بیمارانی که به علت سرطان فک تحت درمان مندیبولکتومی قرار گرفته‌اند مناسب دانسته‌اند. داده‌های حاصل از سی‌تی اسکن بیمار برای ایجاد نمای سه بعدی جمجمه بیمار مورد استفاده قرار می‌گیرد. طرح نهایی سپس به صورت سه بعدی چاپ شده و برای اطمینان سنجی در برابر یک مدل از جمجمه و فک بالا، بررسی می شود. در نهایت این تکنیک یک چهارچوب برای طراحی و بهینه سازی پروتزهای فک پایین به صورت شخصی‌سازی‌شده و کامل ارائه می‌دهد.

حداقل نمودن زمان عمل جراحی، بهبود سریع‌تر حال بیمار و کاهش بار مالی ایجاد شده برای سیستم بهداشت و درمان از عوامل بسیار مهم و اساسی است. در همین حال بهیود نتایج جراحی بیماران نیز می‌بایست در نظر گرفته شود. این اهداف منجر به پیشرفت­‌ها و نوآوری­‌های جدیدی در پزشکی و مخصوصا در حوزه درمان به روش سفارشی و شخصی­ سازی­ شده، شده­ است.

 

“نقل مطالب با ذکر منبع بلامانع است”

آینده پروتزهای کاستوم مید در جراحی فک و صورت – هفتم

بازسازی قسمت‌های میانی صورت بعد از عمل برداشت تومور گسترده معمولا به نواحی از اربیت تا استخوان‌های فک بالا و پایین کشیده­ می­‌شود و استخوان بینی را به صورت مدیال درگیر می­‌کند و می­‌تواند در یک طرف یا هر دو طرف صورت باشد. این عیوب تحت کلاس I‑IV بازسازی جهت قراردادن ایمپلنت­‌های دندانی دسته­ بندی می‌شوند. مدل­‌سازی سه بعدی به کمک کامپیوتر و برنامه­ ریزی مجازی جراحی می‌­تواند فهم بهتری از آناتومی و استئوتومی محل برداشت و پیوند را برای جراح حاصل نماید. همچنین برنامه‌ریزی پروتزهای کاستوم مید به قرار دادن دقیق پیوند استخوانی در موقعیت بهینه برای بازسازی دندانی کمک شایانی می­‌کند. مدل­‌های ساخته­ شده با پرینتر سه بعدی به عنوان راهنمایی برای شکل­ دادن مش یا صفحه تیتانیومی قبل از عمل، جهت انطباق دقیق با عیب دیواره حفره چشمی استفاده می­‌شوند که به کاهش زمان جراحی کمک می­‌کند. همچنین از مدل‌های ساخته­ شده از سی­ تی ­اسکن بیمار برای شکل­‌دهی صفحه تیتانیومی برای ساخت ایمپلنت­‌های شخصی‌سازی­‌شده جهت بازسازی کف حفره چشمی استفاده می‌شود.

ترکیبی از اطلاعات سی­ تی­ اسکن، برنامه­‌ریزی مجازی جراحی، ایمپلنت­‌های سفارشی تیتانیومی و بازسازی با فلپ مویرگی جهت درمان گسترده به روش ریزکشن فک که از کف حفره چشمی تا حفره دندانی فک بالا را شامل می­‌شد استفاده گردید. سپس ایمپلنت تیتانیومی که برای ناحیه میانی صورت درنظر گرفته ­شده­ بود ساخته­ شد. فلپ و ایمپلنت تیتانیومی توسط پیچ و پلاک­های مرسوم به استخوان متصل شدند. سپس فلپ کتفی در موقعیت بهینه از پیش­ تعیین­ شده برای جایگذاری ایمپلنت­‌های دندانی قرار گرفت. در این مورد ایمپلنت تیتانیومی جایگزین استخوان گونه و قوس آن و دیواره‌های حفره چشمی شد و به شکل اصلی آن­ها بسیار نزدیک بود.

 

“نقل مطالب با ذکر منبع بلامانع است”

آینده پروتزهای کاستم مید در جراحی فک و صورت – ششم

ارزیابی بلندمدت (6 تا 12 سال) بر روی جراحی‌های کرانیوپلاستی‌های صورت گرفته با تیتانیوم به روش کد/کم بر روی 26 بیمار با عیوب جمجمه‌ای بزرگ نشان داد که هیچکدام از ایمپلنت­‌ها نیاز به بیرون ­آوردن از بدن بیمار نداشتند و تمامی بیماران بهبود در زندگی روزمره خود را اعلام نموده و در صورت انتخاب مجدد، باز هم کرانیوپلاستی را انتخاب می‌­کنند. با این حال نویسندگان در چهار بیمار با مننژیوم نتایجی را از تصویربرداری های پزشکی مشاهده کرده‌اند که پایین­‌تر از سطح استاندارد می­‌باشد. محققان به این نتیجه رسیدند که تیتانیوم ماده‌ای مناسب برای بازسازی ثانویه عیوب فک و صورت جمجمه­‌ای بزرگ ناشی­ از کاهش فشار کرانیوتومی می‌باشد که پس از آسیب انجام­ شده­ است. هدف از این ایمپلنت‌های نسل­ جدید این است که با شکل اندامی که جایگزین آن می‌شوند مطابقت داشته باشند و در عین ­حال خواص مکانیکی آن­ها نیز به خواص ناحیه کاشت نزدیک باشد تا در نواحی تحت بارگذاری از پدیده استرس شیلدینگ جلوگیری شود، برای رشد استخوانی متخلخل بوده و خواص تکرارپذیری داشته باشد. مدلی سه بعدی از جمجمه با استفاده از سی­تی ­اسکن ایجاد می­‌شود. سپس از این مدل مجازی برای طراحی ایمپلنت چه به وسیله قرینه­‌سازی نسبت به سمت مقابل و چه با ایجاد منحنی‌هایی بر اساس نواحی آناتومیک استفاده می‌­شود. سپس فایل طراحی ایمپلنت برای ساخت به دستگاه فرستاده می­‌شود تا با ادامه این فرایند ایمپلنت به صورت لایه لایه ساخته شود.

 

“نقل مطالب با ذکر منبع بلامانع است”

آینده پروتزهای کاستم مید در جراحی فک و صورت – پنجم

آینده پروتزهای کاستم مید در جراحی فک و صورت – پنجم

کرانیوپلاستی روش جراحی برای درمان نقایص جمجمه ای است که معمولا به علت ضربات تروماتیک، حذف تومور و یا کرانیوتومی لحاظ می شود. هدف اصلی جراحی این است که از مغز محافظت شده و علاوه بر آن با ارضای حس زیبایی  در بیمار، موجب آسیب روحی ناشی از نقص و عملکرد غیرمناسب اجتماعی بیمار نشود. مطالعات و پژوهش های علمی اخیر در حوزه های مهندسی و پزشکی، مزایای استفاده از مدل سازی سه بعدی و تولید ایمپلنت های شخصی سازی شده  را در جراحی فک و صورت زیبایی نشان داده که به جراحان اجازه می دهد آزادی بیشتری برای مواد انتخابی خود داشته باشند.

 آلیاژ پزشکی فلز تیتانیوم (گرید پنج و یا بیست و سه ای ال آی) ماده مورد انتخاب برای کرانیوپلاستی به دلایلی مانند زیست­ سازگاری مناسب، نسبت استحکام به وزن بالا و خواص رشد استخوانی آن است. از تیتانیوم خالص و آلیاژهای آن در شکل­ های مختلف آن مانند ورق و مش در مواردی استفاده می­ شده است اما اخیرا با ظهور ایمپلنت ­های مربوط به جمجمه ساخته شده توسط ساخت افزودنی، استفاده از آن رواج بیشتری پیدا کرده ­است.

 

“نقل مطالب با ذکر منبع بلامانع است”

آینده پروتزهای کاستم مید در جراحی فک و صورت – چهارم

آینده پروتزهای کاستم مید در جراحی فک و صورت – چهارم

روند فرآیند: فرآیند به عنوان مهندسی معکوس در دنیای مهندسی شناخته می شود بدین ترتیب که به کمک اطلاعات دو بعدی حاصل از تصویربرداری کامپیوتری از بیمار (سی تی اسکن) و ارتباط با پزشک معالج و دریافت طرح درمان مدنظر او، فرایند آغاز می‌گردد. داده‌های حاصل از سی تی اسکن بیمار با کمک نرم افزار پردازش شده و یک مدل سه بعدی از آناتومی را ارائه می‌دهند. سپس فایل مدل سه بعدی مجازی ساخته شده به نرم افزاری طراحی مهندسی و پزشکی وارد شده تا طرح نهایی ایمپلنت کاستم مید ایجاد گردد. سپس ایمپلنت با استفاده از ساخت شامل ماشیکاری و یا تکنولوژی ساخت لایه به لایه (تولید افزودنی) تولید می شود. در این مطلب روند مدل سازی سه بعدی و ساخت ایمپلنت‌های سفارشی با توجه پیشرفت‌های اخیر در درمان جمجمه، آسیب‌های صورت، بازسازی اندام تحتانی، بازسازی مندیبل، جراحی های ارتوپدی بیماران مبتلا به سندرم و بازسازی اوربیت و به طور خاص در ارتباط با کاربرد کد/کم در بازسازی فک، صورت و جمجمه و نیز با توجه به پانزده سال تجربه ی نویسنده در زمینه مدل‌سازی سه بعدی، مورد بحث قرار خواهد گرفت.

“نقل مطالب با ذکر منبع بلامانع است”