بازسازی فک به کمک پروتزهای شخصی سازی شده

بازسازی فک پایین که پس از خارج‌سازی بخشی از استخوان فک انجام می‌شود، به دلیل حساسیت‌ها و پیچیدگی‌هایی که دارد، یکی از چالش‌هایی که جراحان همواره با آن مواجه هستند.

نقایص به‌وجود آمده در فک پایین که نیاز به بازسازی فک را در بیمار ایجاد می‌کنند، می‌توانند ناشی از خارج‌سازی تومور فک (خوش خیم و بدخیم)، استئومیلیت یا استئورادیونکروز باشند، که عملکرد فک را مختل و کیفیت زندگی فرد را محدود کرده و مستقیما بر زیبایی صورت و عملکرد فک مانند جویدن، بلع و صحبت کردن تأثیر می‌گذارد.

روش‌های متعددی برای بازسازی فک و بازیابی عملکرد دهان و زیبایی، پس از خارج‌سازی تومور فک وجود دارد که در این مطلب به آن‌ها اشاره می‌کنیم. سپس درباره بازسازی فک به کمک پروتزهای شخصی سازی شده، مزیت‌های آن و مشکلات روش‌های قدیمی بازسازی فک صحبت خواهیم کرد.

روش‌های بازسازی فک

روش‌های مرسوم برای بازسازی فک پایین شامل پلیت‌های بازسازی فک، فلپ آزاد فیبولا میکروواسکولار، پیوند استخوان ایلیاک، پیوند استخوان دنده کوتوکندرال و پروتز آلوپلاستیک است.

تا قبل از معرفی تکنیک‌های نوین طراحی و تولید پروتز‌های پزشکی، فلپ آزاد میکروواسکولار استاندارد طلایی بازسازی فک پایین بوده است. چرا که امکان نصب ایمپلنت دندانی، بازیابی عملکرد فک پایین و همچنین شکل و زیبایی صورت را تا حدودی فراهم می کند.

بازسازی فک به روش پیوند استخوان

استفاده از ترکیب پیوند استخوان اتولوگ یا خودزا (گرفته شده از بدن خود بیمار) و پلیت تیتانیوم روشی استاندارد برای بازسازی فک است که شامل انتقال استخوان از محل برداشت پیوند از بدن بیمار (donor site) به محل ضایعه (recipient site) است.

دو تکنیک اصلی جراحی وجود دارد که می‌توان از آنها استفاده کرد:

• پیوندهای استخوانی عروقی
• پیوندهای استخوانی غیر عروقی

استفاده از فلپ‌های آزاد عروقی بیشترین استفاده را در جراحی بازسازی فک دارد که حاوی عروق خونی است. چرا که استفاده از این تکنیک می‌تواند زمان بهبودی را کاهش داده و امکان احیا و بهبود بافت پیوندی بدون نیاز به بافت‌های اطراف ناحیه ضایعه وجود دارد. شایع ترین پیوند عروقی فلپ آزاد نازک‌نی (فیبولا) است.

سایر تکنیک‌های رایج فلپ عروقی شامل شریان ایلیاک سیرکومفلکس عمیق (DCIA) است، که به موجب آن بخشی از استخوان ایلیاک همراه با بخشی از شریان ایلیاک سیرکومفلکس برداشته می‌شود.

با این حال، پیوند خودزا دارای معایبی مانند عوارض ناحیه اهدا کننده، طولانی شدن زمان عمل و احتمال شکست پیوند به دلیل نکروز بافتی می باشد.

به کارگیری تکنولوژی پرینت سه بعدی در بازسازی فک

توسعه اخیر در فناوری چاپ سه بعدی، امکان ساخت پروتز سفارشی را فراهم کرده است. ایمپلنت تیتانیوم با چاپ سه بعدی با موفقیت برای بازسازی نقص استخوان صورت از جمله بازسازی فک پایین مورد استفاده قرار گرفته است.

مزیت ایمپلنت تیتانیوم تولید شده به روش پرینت سه ‌بعدی این است که می‌توان آن را متناسب با ابعاد و حجم ناحیه آسیب‌دیده و براساس آناتومی بیمار طراحی کرد.

با استفاده از این روش، فرم طبیعی جمجمه حفظ شده و محل ضایعه بطور دقیق‌تری پوشش داده می‌شود.

تکنیک چاپ سه بعدی، یا ساخت افزودنی (AM)، از طراحی و ساخت با کمک رایانه (CAD/CAM) برای تولید مدل‌های سه بعدی یا ابزارهای طراحی شده برای بهبود بازسازی استفاده می‌کند.

این تکنیک از شبیه‌سازی سه‌بعدی فک پایین که از چندین دسته تصویر دو‌بعدی سی‌تی‌اسکن به‌دست‌آمده استفاده می‌کند. این اسکن‌ها با فرمت استانداردی به نام DICOM ذخیره و به فایل‌های سه‌بعدی تبدیل شده و سپس به کمک روش‌های CAM/CAD در طراحی دیجیتال طرح و روند درمان و تولید قطعات مورد نیاز استفاده می‌شوند.

مزایای استفاده از پروتز فک شخصی سازی شده:

مهندسین طراح با نظارت جراحان می‌توانند پروتز‌ها را به روش‌هایی طراحی کنند که ویژگی‌های اصلی فک اعم از ویژگی‌های ظاهری و عملکردی را بازیابی کرده و بهترین نتیجه را ارائه دهد.

با استفاده از این تکنیک، پروتز به طور صحیح و دقیق روی ناحیه آسیب دیده قرار گرفته و موجب موفقیت آمیز بودن بازسازی فک، بازیابی عملکرد و افزایش پایداری و استحکام پروتز فک خواهد بود.

بازسازی فک به علت تاثیر قرینگی فک در تقارن کلی صورت، حائز اهمیت است.

پروتز فک شخصی سازی شده را می‌توان قبل از عمل بر روی مدل آناتومیک، جایگذاری کرد تا به محل صحیح قرار گرفتن آن داخل بدن بیمار دست پیدا کرد. بدین ترتیب دستیابی به محل مورد نظر در هنگام جراحی راحت تر و سریع تر خواهد بود. این کار موجب کاهش زمان عمل می‌شود و همچنین کانتور اولیه فک پایین و تقارن صورت پیش از خارج سازی تومور و برداشتن قسمتی از استخوان فک، را بازیابی می‌کند.

هدف از بازسازی فک پایین تنها بازیابی مورفولوژی یک سوم پایینی صورت نیست بلکه عملکرد دهانی بیمار مانند جویدن و تلفظ نیز مد نظر است.

پروتز فک بنش‌‌مدیکال ساخته شده به روش پرینت سه‌بعدی، برای بازگرداندن شکل اولیه فک، بازیابی عملکرد دهان و تقارن صورت، منحصرا برای هر بیمار، با توجه به آناتومی بیمار و ناحیه ضایعه طراحی و تولید می‌گردد.

نقش گایدهای جراحی در عمل بازسازی فک

به منظور افزایش دقت جراحی چه در خارج سازی و چه در جایگذاری، گایدهای جراحی به عنوان راهنمایی برای جراح طراحی و تولید می‌شوند.

گایدهای جراحی و پروتز فک پایین تیتانیومی با استفاده از یک چاپگر سه بعدی با روش ذوب لیزری انتخابی (SLM) ساخته میشوند.

تمام سطوح به جز سطح تماس پروتز فک با استخوان، پولیش شده و زبری سطح تماس پروتز با استخوان برای افزایش استئواینتگریشن حفظ می‌شود.

گایدهای خارج سازی (رزکسیون) و برش بر اساس طرح مجازی به خوبی بر روی بدنه فک پایین قرار گرفته و با دقت بالایی ناحیه برش و جایگذاری پروتز را مشخص می‌کنند. سپس پروتز فک در ناحیه برداشته شده قرار داده شده و با استفاده از پیچ‌ها‌ بر روی فک باقی مانده، ثابت می‌گردد.

مشکلات استفاده از پلیت‌های بازسازی قدیمی در مقایسه با پروتزهای شخصی سازی شده

فک پایین نقش مهمی در تقارن صورت، جویدن، انسداد و عملکردهای گفتاری دارد. چانه، موقعیت لب و ظاهر لبخند همگی مربوط به فک پایین هستند.

نقایص بزرگ و پیوسته فک پایین، اغلب به دلیل تروما و مسائل مربوط به تومور ایجاد می‌شود. پلیت‌های بازسازی قدیمی به دلیل شکل و اندازه استاندارد، بازسازی دقیقی را ارائه نمی‌دهند. علاوه بر این، جراحان زمان قابل توجهی را صرف خم کردن و شکل دادن به این نوع پلیت‌های بازسازی می‌کنند تا با خطوط فک بیمار مطابقت داشته باشد که این کار منجر به کم شدن عمر پلیت تحت بارگذاری‌های متناوب (جویدن) می‌شود.

شل شدن پیچها، شکستگی پلیت و اکسپوز شدن (شکافتن بافت نرم و خارج شدن بخشی از پلیت از بدن) شایع ترین عوارضی است که پلیت‌های بازسازی قدیمی با آن مواجه می‌شوند.

برای پیشگیری از بروز این قبیل مشکلات در جراحی بازسازی فک و حصول نتایج زیبایی و عملکردی بهتر، استفاده از پروتز فک شخصی سازی شده که با استفاده از نرم‌افزار مدل‌سازی پزشکی طراحی و به روش پرینت سه بعدی تولید می‌شود توصیه می‌گردد.

بازسازی فک مخصوصا هنگامیکه ضایعه بزرگ باشد، با استفاده از پلیت‌های بازسازی قدیمی و روش های سنتی بازسازی فک، اغلب منجر به عوارض می‌شود که استفاده پروتز های شخصی سازی شده، تولید شده به روش پرینت سه بعدی، می‌تواند این عوارض و مشکلات را بصورت قابل توجهی کاهش‌ ‌دهد.

مزایای استفاده از چاپگرهای سه بعدی عبارتند از:

• توانایی در تولید ساختارهای پیچیده
• طراحی و تولید به صورت سفارشی و شخصی سازی شده
• بازدهی در مدت زمان کمتر و…

با پیشرفت فناوری پزشکی، به ویژه فناوری اطلاعات در ربع آخر قرن بیستم، برنامه‌ریزی جراحی مجازی (VSP) و شبیه‌سازی، توجه بیشتری را در جراحی‌های ترمیمی به خود جلب کرده است. پیشرفت نرم‌افزار مدل‌سازی پزشکی و ادغام آن با تکنیک‌های تصویربرداری پزشکی مانند توموگرافی کامپیوتری و تصویربرداری با رزونانس مغناطیسی (CT/MRI) فرصتی را برای پزشکان برای تشخیص و انجام ارزیابی مجازی فراهم می‌کند.

برنامه‌ریزی و شبیه‌سازی دقیق قبل از عمل جراحی می‌تواند نتایج مطلوب مانند فیکسیشن دقیق، کاهش ریسک جراحی و کاهش زمان جراحی را افزایش دهد. از طرفی پروتزهای شخصی سازی شده بازسازی فک نیازی به تغییر اندازه یا خم شدن در حین عمل ندارند که این مسأله باعث صرفه جویی در زمان و افزایش دقت جراحی شده همچنین با حذف فشار وارده بر اثر فرم دهی، استحکام پروتز حفظ می‌گردد.

بازسازی فک با استفاده از این روش، مورد علاقه جراحان است چرا که به کمک پروتزهای فک طراحی و تولید شده به روش پرینت سه بعدی، با صرف مدت زمان و هزینه‌ی کمتری، می‌توان کانتور اولیه فک پایین را با بیشترین دقت برای بیمار بازسازی کرد و عوارض جراحی را تا حدود زیادی کاهش داد.

مراحل طراحی پروتز فک شخصی سازی شده برای بازسازی فک پایین

انتخاب تکنیک طراحی مناسب برای بازسازی فک پایین، با بالاترین دقت و بهترین عملکرد بسیار مهم است.

مراحل طراحی آینه‌ای و آناتومیکی برای بازسازی فک پایین بصورت زیر می‌باشد:

روش بازسازی قرینه‌‌سازی (mirroring) برای نواقص فک پایین:

بازسازی فک به روش قرینه سازی یکی از متداول‌ترین تکنیک‌های طراحی پروتز فک در کاربردهای فک و صورت است.

در این روش ناحیه تومور به کمک گایدهای جراحی طراحی شده توسط مهندسین طراح، برداشته می‌شود و با استفاده از تکنیک قرینه‌سازی، سمت سالم صورت با در نظر گرفتن صفحه ساژیتال میانی جایگزین می‌شود تا یک ساختار آناتومیک متقارن ایده‌آل ایجاد شود. با استفاده از این تکنیک، بازسازی فک پایین به طور کامل و با تقارن عالی انجام پذیر می‌گردد.

روش بازسازی آناتومیک برای نقص فک پایین:

بازسازی آناتومیک مبتنی بر شبیه‌سازی سطح خارجی استخوان برداشته شده و اعمال اصلاحاتی برروی آن است، به صورتی که پروتز طراحی شده کاملا مطابق استخوان‌ها اطراف ناحیه خارج شده بوده و کانتور خارجی استخوان اولیه را نیز شبیه‌سازی کند. این تکنیک در نرم افزار CAD به عنوان تکنیک سطح آزاد یا لوفتینگ (lofting) نیز شناخته می‌شود.

دو کانتور روی استخوان فک پایین برداشته شده با استفاده از ابزار بازسازی آناتومی برای ایجاد یک خط مرکزی مستقیم انتخاب می‌شود.

خط مرکزی مستقیم به مسیر منحنی تنظیم می‌شود تا با انحنای استخوان فک پایین مطابقت داشته باشد. تنظیم مسیر مستقیم به منحنی به مهارت و تخصص طراح بستگی دارد.

یک استخوان بازسازی شده جدید در ناحیه برداشته شده بر اساس مسیر منحنی ایجاد می شود.

استخوان بازسازی تازه تشکیل شده با فک پایین ادغام می‌شود، اما به قیمت ایجاد حفره‌ها و شکاف‌ها.

این حفره‌ها، شکاف‌ها و سطوح ناپیوسته با پیچاندن فک پایین حذف می‌شوند تا مدل آناتومیک نهایی فک پایین بدون هیچ نقصی به دست آید.

تجزیه و تحلیل انحراف سطح با مقایسه سه بعدی

برای انجام مقایسه سه‌بعدی، مدل‌های بازسازی‌شده به‌دست‌آمده از روش‌های طراحی مختلف از جمله روش قرینه‌سازی (mirroring) و آناتومیکی (lofting) به عنوان مدل‌های آزمایشی واجد شرایط جهت انتخاب بهترین طراحی ممکن در نظر گرفته می‌شوند. در حالی که فک پایین اصلی (قبل از ایجاد تومور و خارج‌سازی آن) به عنوان مدل مرجع در نظر گرفته می‌شود.

مدل‌های آزمایشی در نظر گرفته شده در کنار مدل مرجع و به دنبال آن یک سری تحلیل برای تعیین انحراف سطح، همانطور که در زیر نشان داده شده است، مقایسه می‌شوند.

 از نظر فاکتورهای اجرایی مانند پیچیدگی طراحی، روش طراحی بازسازی آینه پیچیدگی کمتری دارد، با تجربه کمتر قابل اجرا است و زمان کمتری را می‌طلبد.

بر اساس نتایج انحراف سطحی، تکنیک بازسازی آینه ای برای بیمار با نقص بزرگ فک پایین اعمال می‌شود.

طراحی پروتز بازسازی فک با ساختار متخلخل

فایل STL استخراج شده مندیبل به دست آمده از سی تی اسکن به نرم افزار‌های تخصصی طراحی پروتز وارد می شود و با انتخاب سطح میانی به دو نیمه تقسیم می‌شود.گام بعدی برداشتن ناحیه تومور فک و بازسازی مجدد آن با تکنیک آینه سازی سمت راست فک پایین است.

برش، صاف کردن سطح پروتز و سایر عملیات تکمیلی در این فرآیند برای اصلاح طرح پروتز فک انجام می‌شود.

به منظور تثبیت پیچ و پایداری آن سوراخ‌های پیچ مخروطی در ایمپلنت طراحی می‌گردد.

طراحی پروتز فک با استفاده از ساختار متخلخل تاثیر خوبی روی کاهش وزن آن و همچنین رشد سریع استخوان دارد و به طور موثری می تواند تثبیت بیولوژیکی استخوان را افزایش دهند.

پروتزهای بازسازی فک با ساختار متخلخل می‌توانند روند بهبود را تسریع کند. این ایمپلنت‌ها به‌دلیل رشد بافت استخوانی داخل ساختار متخلخل، می‌توانند طولانی مدت و بصورت مادام العمر در بدن بیمار قرار بگیرند و با استخوان یکپارچه شوند.

امکان بازیابی دندان‌ها همزمان با بازسازی فک

بهینه‌سازی نتایج عملکردی و زیبایی پس از بازسازی فک پایین اغلب نیازمند توجه به ترمیم دندان‌هاست. جویدن و تکلم از وظایف مهم فک پایین هستند که با بازیابی دندان قابل ترمیم‌اند. پرکاربردترین روش برای بازیابی دندان‌ها، نصب ایمپلنت‌های دندانی روی استخوان فک است.

در گذشته، بازیابی دندانها ماه‌ها بعد از جراحی بازسازی فک ادامه داشت. با این حال نوآوری‌های اخیر امکان قرار دادن ایمپلنت‌ها را در زمان بازسازی فراهم کرده است. قرار دادن مناسب پیوند استخوان به منظور بهبود نتایج پس از کاشت بسیار مهم است.

ارتفاع ناکافی استخوان ممکن است نیاز به پیوند استخوان قبل از کاشت ایمپلنت دندانی داشته باشد.

علاوه بر این، کاشت ایمپلنت زمانی موفقیت‌آمیزتر است که فضای مغز استخوان با ایمپلنت‌های پیوند استخوان تقویت شود.

قرار دادن فیکسچر (پیچ قفلی) می‌تواند در طرح جراحی مجازی بعنوان راهنمایی حین جراحی باشد.

استفاده از این تکنیک‌ها به دلیل کاهش زمان عمل مقرون به صرفه هستند.

روش‌‌های نصب پروتز ثابت روی ایمپلنت‌های تیتانیومی عبارتند از:

• طراحی اباتمنت بر روی ایمپلنت تیتانیومی
• نصب ایمپلنت دندانی معمولی روی ایمپلنت تیتانیومی

در گذشته استفاده از تکنیک فلپ استخوان عروقی، استاندارد طلایی برای درمان بازسازی فک پایین بوده است. زیرا امکان نصب ایمپلنت دندانی را فراهم و توانبخشی اکلوزال را ارتقا می‌بخشید. اما امروزه تکنیک‌های جدید معرفی شده برای بازسازی فک و بازیابی همزمان دندان‌ها، با کاهش زمان نتیجه بخشی و بهبود، رضایت جراحان و بیماران را جلب کرده است.

“نقل مطالب با ذکر منبع بلامانع است”