کرانیوپلاستی – مقایسه دو روش – بخش دوم

آسیب­‌های­ جمجمه، خون­ریزی و سکته مغزی باعث ایجاد شرایط تهدیدکننده­‌ای برای زندگی فرد می­‌شود. جراحی باز کردن جمجمه، کرانیوپلاستی با هدف کاهش فشار به عنوان روشی حیاتی و استاندارد برای نجات جان بیمار در اتاق عمل شناخته شده­ است. در حین این روش، قسمت­‌های بزرگی از استخوان جمجمه باید برداشته شوند. از دیگر موارد نیاز به جراحی کرانیکتومی، اختلالات ایجاد شده توسط تومورها، جراحی­‌های مربوط به صرع یا عفونت است. در هلند نیز همانند سایر کشورها می‌­توان نمونه­‌های استخوان برداشت­ شده را با فرآیند فریز کردن یا قرار دادن در دیواره شکمی حفظ نمود. به خاطر فرایند پیری و همچنین به علت دلایل دیگر، تعداد بیماران کرانیکتومی یا بیماران با عیوب مربوط به جمجمه که درخواست بازسازی و ترمیم دارند رو به افزایش است. استفاده از استخوان پیوندی بیمار هنوز هم به عنوان استانداردی طلایی در بازسازی عیوب جمجمه درنظر گرفته می­‌شود اما روش­‌های جایگزین نظیر ایمپلنت­‌های شخصی­‌سازی­‌شده یا غیر شخصی­‌سازی­‌شده از مواد مصنوعی زیست سازگار نیز استفاده می‌شوند. کاشت دوباره نمونه­‌های استخوان پیوندی می­‌تواند منجر به عفونت یا تحلیل و از بین رفتن استخوان شود که خود باعث مداخلات پزشکی دیگر می‌­شود. با استفاده از طراحی و ساخت به کمک کامپیوتر(CAD, CAM)، می‌­توان ایمپلنت­‌های شخصی­‌سازی­‌شده­­(PSI) منحصربه‌فردی ساخت که دقت بسیار بالایی دارند.

این مقاله درصد موفقیت، میزان شکایت‌ها، مدت زمان جراحی و بستری و هزینه را در جراحی بازسازی جمجمه در دو روش استفاده از پیوند استخوانی و استفاده از پروتز شخصی‌سازی‌شده مقایسه می‌کند.

 

“نقل مطالب با ذکر منبع بلامانع است”

کرانیوپلاستی – مقایسه دو روش – بخش اول

گزینه­‌های زیادی برای بازسازی نقص­‌های جمجمه پس از جراحی کرانیوپلاستی وجود دارد. روش استاندارد همچنان بر مبنای کاشت مجدد استخوان برداشته شده است که می­تواند در ناحیه­‌ی دیواره­‌های شکمی ذخیره شود و یا از طریق منجمدسازی نگهداری شده­ باشد. به عنوان روشی جایگزین، می­‌توان از ایمپلنت‌­های اختصاصی بیمار (PSI) نیز استفاده­ کرد. در این تحقیق براساس مطالعات انجام گرفته در گذشته بر روی 50 بیمار با نقص استخوانی جمجمه در وسعت تقریبی 100 سانتی­متر مربع یا بیشتر توسط همان تیم جراحی مورد جراحی قرار گرفتند. 33 بیمار با شرکت در این تحقیق موافقت کردند. هفده بیمار نیز درمان با ایمپلنت­‌های شخصی­‌سازی‌شده را متقبل شدند (با پیگیری 43 ماهه) که با 16 موردی که توسط کاشت مجدد پیوند استخوانی مورد درمان قرار گرفته­ بودند (با پیگیری 32 ماهه)، مورد مقایسه قرار گرفتند. معیارهای مورد بررسی عبارت بودند از میزان موفقیت و عوارض، مدت زمان عمل، مدت بستری و هزینه­‌های درمان. میزان عوارض و نیاز به درمان مجدد و همچنین زمان بستری شدن در بیمارستان برای بیماران درمان شده با PSI بسیار کاهش پیدا کرد. هزینه­‌های درمان برای بازسازی با پیوند استخوانی کمتر از حالت درمان با PSI بود در حالی­که باتوجه به دلایل بیولوژیکی برخی از کاشت­‌های استخوانی به علت عفونت و جذب موفقیت‌آمیز نبود و بیماران ناچار می­‌شدند که مجدد به انجام یک عمل دیگر با ایمپلنت­‌های شخصی­‌سازی‌شده تن بدهند. برای این بیمارن بیشترین هزینه‌ی درمان رقم می‌­خورد.

نتیجه­‌گیری: میزان بالای موفقیت و قابل اطمینان بودن پروتزهای شخصی‌سازی‌شده می‌تواند روش درمانی در جراحی کرانیوپلاستی را تغییر دهد.

 

“نقل مطالب با ذکر منبع بلامانع است”

بازساری جمجمه به کمک ایمپلنت اختصاصی – بخش ششم

کاربرد بالینی

در طی عمل جراحی با استفاده از یک رویکرد کرانیوپلاستی مرسوم، ایمپلنت اختصاصی (سفارشی) ساخته­ شده جهت بازسازی جمجمه بر روی ناحیه­‌ی آسیب­ دیده در سمت راست جمجمه توسط دو عدد پیچ نصب گردید. این جراحی حدود 2 ساعت به طول انجامید. زمانی که صفحه­‌ی بازسازی شده به صورت دستی در طول عمل شکل داده می شود، این نوع جراحی تقریبا حدود 3 ساعت طول می‌کشید. نتیجه­‌ای که بلافاصله پس از جراحی حاصل شد کاملا موفقیت‌­آمیز بوده و ایمپلنت دقیقا در محل نقص در جمجمه قرار گرفت.

نتیجه ­گیری:

مدل­‌های پزشکی که به روش ساخت افزودنی ایجاد می­‌شوند برای درمان در جراحی­‌های پیچیده، آموزش، شبیه‌سازی جراحی، تشخیص، طراحی و ساخت ایمپلنت‌­ها و همچنین ابزار پزشکی بسیار کاربردی می‌باشند. تکنیک­‌های تولید افزودنی در تولید ایمپلنت‌­های سفارشی که با مشخصات فیزیکی هر بیمار مطابقت دارند کمک می­­‌کنند. توسعه مدل­‌های پزشکی پیچیده و ایمپلنت‌­ها –به صورت مجازی و یا فیزیکی- براساس تشریح داده­‌های تصاویر دیجیتالی که توسط اسکنرهای دقیق از بدن بیمار تهیه شده­‌است، سبب ایجاد ابزار قدرتمند برای تجزیه و تحلیل نقص­‌ها و بیماری­‌ها در علم پزشکی شده ­است و به موجب این تکنولوژی امکان طراحی و ساخت ایمپلنت­‌های سفارشی و پروتزها قبل از عمل جراحی به خوبی فراهم شده­ است. به دلیل امکان برنامه­‌ریزی و اطلاع از جزئیات دقیق هندسی و تشریح نقص مورد درمان پیش از عمل جراحی، با این روش زمان عمل کاهش می­‌یابد و همچنین دقت جراحی نیز بهبود پیدا می‌­کند.

 

“نقل مطالب با ذکر منبع بلامانع است”

بازسازی جمجمه به کمک پروتز اختصاصی – بخش پنجم

بیمار مردی 22 ساله‌ست که در یک حادثه­‌ی دوچرخه­ سواری دچار یک ضایعه و آسیب بزرگ در ناحیه­‌ی پیشانی و جمجه در سمت راست شده بود. بخشی از جمجمه با ابعاد تقریبی  4/8 در 5/12 سانتی متر مربع دچار نقص شد که در حقیقت این ضایعه­‌ی استخوانی نتیجه­‌ی یک جراحی کاهش فشار مغز بود. پس از طی کردن دوره­‌ی درمان اولیه و بهبودی پس از تصادف، بحث بازسازی جمجه به کمک پروتز اختصاصی و بازگرداندن تمامیت ساختاری جمجه از نظر زیبایی‌شناسی صورت بیمار مطرح شد.

تصویر دیجیتال سه‌بعدی که با استفاده از توموگرافی کامپیوتری (سی­‌تی ­اسکن یا MRI) بدست می ­آید، به منظور مدل­سازی ساختار داخلی بدن استفاده می­‌شود. مدل­‌های پزشکی ساخته شده از این داده­‌ها بسیار دقیق می­‌باشند و به همین علت نیاز به تکنیک اسکن اسپیرال دارند که امکان اسکن کامل حجم را فراهم می­‌آورد. این امر موجب می­‌شود که به تعداد بیشتری اسکن (با ضخامت توصیه شده‌­ی کمتر از یک میلی­متر) تهیه شود، همچنین بسیار مهم است که ابعاد پیکسل در هر تکه بسته به مورد آن کاهش یابد. اکثر واحدهای CT و MRI توانایی فرستادن داده­‌ها در قالب یک فایل پزشکی رایج-DICOM (تصویربرداری دیجیتال و ارتباط در پزشکی) را دارند.

ماده­‌ی مورد استفاده تیتانیوم  Ti64 ELIبود، چراکه این ماده از نظر خواص مکانیکی و شیمیایی استاندارد ASTM F 136 مربوط به ایمپلنت‌های کاربردی در جراحی را به خوبی پوشش می­‌دهد. این ماده برای ساخت ایمپلنت استفاده شده و در مقابل سیستم بدن بی‌ضرر می­‌باشد. در حقیقت Ti64 ELI همان آلیاژ Ti6Al4V می باشد که میزان ناخالصی آن کاهش پیدا کرده‌است.

در نهایت فرآیند ساخت ایمپلنت سفارشی پس پرداخت و استریلیزاسیون پایان می­‌یابد.

 

“نقل مطالب با ذکر منبع بلامانع است”

بازسازی جمجمه – بخش چهارم

تولید به روش افزودنی می­‌تواند توسط متخصصین بهداشت در بسیاری از تخصص‌­ها از جمله ارتوپدی، جراحی مغز و اعصاب، جراحی فک و صورت، بازسازی جمجمه و جراحی­‌های بینی و جراحی پلاستیک و زیبایی، ایمپلنت­ دندانپزشکی و انکولوژی (oncology) به­ کار رود.

یکی از زمینه­ های پزشکی که همواره مورد توجه بوده­ است، جراحی و بازسازی استخوان است. به عنوان مثال می­ توان به جراحی­ های فک و صورت اشاره کرد. بی­نظمی و تغیر شکل در استخوان­‌های سر و صورت یک نقص مادرزادی پیچیده و متنوع است که تعداد قابل توجهی از افراد در سراسر دنیا به آن مبتلا هستند. علاوه بر ناهنجاری­‌های مادرزادی، نقص­‌های فک و صورت می­‌توانند دلایلی از جمله تومور داشته ­باشند. در چهار دهه گذشته، افزایش تعداد آسیب­‌ها و نقص­‌های فک و صورت براثر حوادث ترافیکی و خشونت‌­ها و درگیری­‌های شهری نیز افزایش یافته­ است. تولید به روش افزودنی می­‌تواند در ساخت ایمپلنت­‌های جایگزین بخشی از آناتومی نیز به ­کار رود، چراکه در این روش اطلاعات کاملی از اندازه، جهت و مکان ایمپلنت­‌ها و آناتومی بیمار در دسترس است. در مواردی شامل ناهنجاری­‌های استخوانی باید در نظر داشته­ باشیم که بهبود در عملکرد عضو آسیب­ دیده­ ی بیمار، بهبود روحیه و افزایش کیفیت زندگی بیمار پس از جراحی تمامی هزینه­‌های استفاده از فناوری جدید را توجیه می­‌کند.

 

“نقل مطالب با ذکر منبع بلامانع است”

بازسازی جمجمه به کمک روش ساخت افزودنی – بخش سوم

روش ساخت افزودنی

ساخت افزودنی (Additive Manufacturing (AM)) و یا تولید نمونه­‌ی اولیه­‌ی سریع (Rapid Prototyping (PR)) یک تکنیک ساخت با استفاده از روش افزودنی است که براساس افزودن لایه­‌های کم ضخامت متوالی از ماده­ عمل می­‌کند. این فن­اوری با استفاده از اطلاعات به­‌دست­‌آمده از مدل هندسی سه بعدی CAD به تولید اجزای فیزیکی (مانند نمونه­‌های اولیه، مدل­‌ها، قالب­‌ها) می­‌پردازد. برای شروع این فرآیند ابتدا یک مدل سه بعدی با استفاده از نرم‌­افزار تهیه می‌­شود، که به صورت الکترونیکی برش داده­‌ می­‌شود. قسمت­‌های برید شده به منظور ایجاد خطوط کنترل کننده­‌ی حدفاصل­‌ها، استفاده می­‌شوند که در هر لایه دقیقا مشخص می‌­کنند که چه موادی باید اضافه شود. این لایه‌­ها به­‌طور متوالی پردازش می­‌شوند و بخش فیزیکی در حقیقت از انباشته شدن و چسبندگی لایه­‌ها از قسمت پایین با سمت بالا تولید می­‌شود.

این روزها، روش ساخت افزودنی برای ساخت ایمپلنت­‌های سفارشی به­‌کار می­‌رود در حالی­که متناسب با نیازهای هر فرد می‌­باشد و تمامی پارمترها از قبیل اندازه، شکل و خواص مکانیکی ایمپلنت را در نظر می­‌گیرد.

به منظور رسیدن به این هدف، تنها از اطلاعات دیجیتال استفاده می‌­شود. در این روش مدل­‌های فیزیکی دیگر مورد نیاز نیستند به­‌طوری­که الگوهای کامپیوتری تولید شده امکان تولید مستقیم محصول و ایمپلنت نهایی را فراهم می‌­کنند و بدین ترتیب زمان تولید کاهش می­‌یابد. استفاده از این تکنولوژی پتانسیل قابل توجهی را در کاهش دادن زمان تولید و جراحی و همچنین کاهش هزینه­‌های درمان دارا می‌باشد و می­‌توان به یک کیفیت مطلوب درمان برای تمامی افراد دست پیدا کرد.

 

“نقل مطالب با ذکر منبع بلامانع است”

بازسازی جمجمه به کمک پروتزهای شخصی‌سازی‌شده – بخش دوم

در حال حاضر یکی از مهمترین و دشوارترین مشکلات بیماران در سراسر جهان، ناکارآمدی یا از دست دادن تمام و یا بخشی از عملکرد یک عضو و یا بافت بدن در اثر ضربه و یا بیماری می­‌باشد. به همین دلیل به منظور پاسخگویی به تقاضاهای زیاد برای ایجاد روش­‌های جراحی ارتوپدی برای ترمیم و یا جایگزینی مناطق آسیب­ دیده، لازم است که مواد زیستی، تکنیک­‌های پیشرفته‌ی جراحی و استفاده از پروتزهای شخصی‌سازی‌شده را توسعه دهیم.

ترکیبی از مقاومت مکانیکی بالا، چقرمگی بالا، سهولت تولید، مقاومت خوب در برابر تخریب بر اثر خوردگی و هزینه­‌ی کم منجر به استفاده­‌ی برخی فلزات تحت عنوان مواد زیستی شد که عمدتا در تولید ایمپلنت­‌های ارتوپدی کاربرد دارد که تحت فشارهای شدید مکانیکی بدن قرار دارند.

امروزه تیتانیوم و آلیاژهای آن به طور عمده در کاربردهای ارتوپدی به طور موقت و یا دائمی به کار می‌­روند. عملکرد ایمپلنت­‌های موقت عمدتا در درمان شکستگی­‌ها مطرح می‌­شود که پس از طی دوره­‌ی مشخصی که از پیش تعیین شده­‌است از بدن خارج می­­‌شوند. از طرفی ایمپلنت­‌های دائمی جایگزین قطعات بدن شده و نقش آن عضو را برای باقی عمر بیمار بازی می‌کنند.

تیتانیوم یکی از مناسب­‌ترین موادی است که برای کاربرد در محیط­‌های خورنده و یا در مواردی که نیاز به چگالی پایین می­‌باشد، به راحتی استفاده می­‌گردد. این ماده دارای استحکام بالا و وزن کم است و همچنین با تشکیل یک لایه­‌ی محافظ از اکسید تیتانیوم (TiO2)  بر روی سطح فلز دارای مقاومت در برابر خوردگی می‌­باشد. در میان آلیاژهای تیتانیوم نیز Ti6Al4V بیشترین کاربرد را در تولید ایمپلنت‌­های جراحی دارد.

“نقل مطالب با ذکر منبع بلامانع است”

بازسازی جمجمه به کمک پروتز شخصی‌سازی شده – بخش اول

روش ساخت افزودنی (Additive manufacturing (AM)) سبب شده­ است تا پیشرفت­‌های متعددی در زمینه پزشکی به خصوص در زمینه­‌ی ساخت ایمپلنت­ حاصل شود. استفاده از این روش موجب می­­‌شود تا با کمک یک مدل فیزیکی حاصل از تصویربرداری سه بعدی که به ­طور دقیق آناتومی بدن بیمار را نشان می­‌دهد، شبیه­ سازی و ساخت پروتز شخصی‌سازی شده انجام شود. همچنین این فناوری قادر به ساخت و تولید مستقیم مدل سه ­بعدی حاصل از طراحی می­‌باشد و به همین دلیل موجب تسهیل در جراحی و کاهش خطرات احتمالی می­‌گردد.

علاوه­ بر این روش ساخت افزودنی برای تولید ایمپلنت­‌های طراحی شده به صورت شخصی برای هر بیمار در موارد مختلف نقص و بیماری از قبیل جراحی­‌های فک و صورت (craniomaxillofacial) با اندازه، شکل و خواص مکانیکی موردنظر، استفاده می­‌شود. در این مطالعه از روش ساخت افزودنی به منظور تولید پروتز شخصی‌سازی شده و سفارشی برای رفع نقص بزرگ در ناحیه­ ی جمجمه استفاده­ شده ­است. در مرحله­ ی اول از نتایج حاصل از سی‌تی اسکن بیمار و با استفاده از نرم­ افزار، هندسه­‌ی جمجمه­ ی بیمار بدست­ آمد. پروتکل ارائه شده برای ایجاد یک بایو مدل از نقص استخوانی به منظور برنامه­ ریزی برای جراحی و در نهایت ساخت ایمپلنت خاص بیمار، مورد استفاده قرار گرفت.

 

“نقل مطالب با ذکر منبع بلامانع است”

ایمپلنت­‌های شخصی‌سازی‌شده جمجمه

ایمپلنت­ های شخصی سازی شده جمجمه

ایمپلنت­‌های شخصی‌سازی‌شده برای بازسازی عیوب مربوط به جمجمه، فک و صورت به علت کارایی بهتر در برابر همتایان عمومی خود، اهمیتی زیادی پیدا کرده‌اند. این امر به خاطر تطابق دقیق ناحیه کاشت ایمپلنت، زمان جراحی کمتر و زیبایی بیشتر ایمپلنت تولید شده به روش پرینت سه بعدی است.

پیشرفت­ در فرآیندهای ساخت جهت پرینت مستقیم پروتز شخصی‌سازی‌شده محدودیت­های شکل، ابعاد، ساختار درونی و خواص مکانیکی را حذف کرده است و امکان تولید پروتزهای تیتانیومی را فراهم آورده است که نیازهای فیزیکی و مکانیکی ناحیه کاشت ایمپلنت را برآورده می­‌نماید. از این رو، استفاده از این پروتزها روز به روز در میان جراحان فک و صورت، ارتوپدی، پلاستیک و مغز و اعصاب بیشتر می‌شود.

با به کارگیری پروتزهای شخصی‌سازی‌شده بنش مدیکال، نیاز به شکل دادن مش های تیتانیومی و همچنین برداشت پیوند استخوانی از بیمار از بین می‌رود و این امر به کاهش زمان جراحی و همچنین کاهش دوره بهبود پس از جراحی در بیمارستان کمک کرده و نهایتا باعت کاهش هزینه‌های کلی جراحی می‌شود. علاوه بر این، نتایج چه از لحاظ زیبایی و چه از لحاظ پزشکی قابل قبول تر بوده و احتمال نیاز به عملی جراحی مجدد (ریویژن) کمتر می‌شود.

“نقل مطالب با ذکر منبع بلامانع است”