Спосіб виготовлення резорбуючих монолітних полімерних мембран для реконструкції коміркової частини щелеп

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Спосіб виготовлення полімерних мембран для реконструкції коміркової частини щелеп, що включає в себе виготовлення мембрани з пристосуванням її до меж дефекту коміркових відростків щелеп за параметрами кістково-тканинної втрати дефекту коміркових відростків щелепи і трафаретом, краї якого виходять поза межі дефекту, перевіряння її прилягання до кісткових стінок дефекту і закріплення, який відрізняється тим, що пацієнтові з атрофією коміркової частини щелепи здійснюють попереднє сканування щелепи на конусній томографії з наступним віртуальним моделюванням майбутньої конфігурації коміркової частини щелепи з наперед заданим об'ємом і майбутньої мембрани з заданими параметрами її товщини та мікроструктури і відтворенням конфігурації та форми мембрани з двох частин з термопластичного біополімеру методом тривимірного FDM друку, на одній із яких повторюють рельєф кісткової тканини, що межує з ділянкою реконструкції, і передбачують отвори під фіксуючі до кістки елементи піни, мікрошурупи, а іншу частину мембрани формують у вигляді каркаса-контейнера для утримання остеопластичного матеріалу.

Текст

Реферат: Винахід стосується медицини, зокрема хірургічної стоматології, а саме імплантології, і може застосовуватися для виготовлення резорбуючих монолітних мембран для реконструкції коміркової частини щелеп при повній втраті зубів, який включає в себе виготовлення мембрани з пристосуванням її до меж дефекту коміркових відростків щелеп за параметрами кістковотканинної втрати дефекту коміркових відростків щелепи і трафаретом, краї якого виходять поза межі дефекту, перевіряння її прилягання до кісткових стінок дефекту і закріплення, де пацієнтові з атрофією коміркової частини щелепи здійснюють попереднє сканування щелепи на конусній томографії з наступним віртуальним моделюванням майбутньої конфігурації коміркової частини щелепи з наперед заданим об'ємом і майбутньої мембрани з заданими UA 114140 C2 (12) UA 114140 C2 параметрами її товщини та мікроструктури і відтворенням конфігурації та форми мембрани з двох частин з термопластичного біополімеру методом тривимірного FDM друку, на одній із яких повторюють рельєф кісткової тканини, що межує з ділянкою реконструкції, і передбачують отвори під фіксуючі до кістки елементи піни, мікрошурупи, а іншу частину мембрани формують у вигляді каркаса-контейнера для утримання остеопластичного матеріалу. UA 114140 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до медицини, зокрема до хірургічної стоматології, а саме імплантології і може застосовуватися для виготовлення резорбуючих монолітних мембран для реконструкції коміркової частини щелеп при повній втраті зубів. Відомий спосіб визначення необхідної кількості кістковопластичного матеріалу для проведення реконструкції атрофованих ділянок коміркових гребенів щелеп на ділянці втрати зубів, за яким пацієнту знімають відбиток з щелепи, відливають модель і після кристалізації гіпсу на ділянку відсутності зубів наносять пластичний матеріал, моделюють відсутню частину коміркового гребеня у відповідності до анатомічної, після чого отриману композицію неправильної геометричної форми переводять у правильну форму куба і здійснюють визначення його об'єму [Патент України на корисну модель № 43803, G09B 23/28, Бюл. № 16, 2009]. Однак для зняття відбитка з досліджуваної ділянки цим відомим способом її необхідно скелетувати, що вимагає проведення додаткового оперативного втручання з діагностичнопланувальною метою, оскільки не скелетований дефект зняття відбитка зі слизової оболонки не дає об'єктивної інформації хірургу про параметри коміркового відростка. Відомий також спосіб конструювання полімерних матриксів з полігідроксіалканоатів, який полягає у взятті гомополімеру β-гiдрокси-масляної кислоти (ЗПГБ), синтезованого за технологією Інституту біофізики СО РАН, мікрочастинки якого отримують методом випаровування розчинника із емульсії [Зарубина Т.Г., Пьянков В.Ф. Конструирование полимерних матриксов из полигидроксиалканоатов. Влияние способов получения микрочастиц на размер и дзета-потенциал]. Однак цей спосіб дозволяє конструювати мікроструктуру матеріалу для заповнення дефектів, і непридатний для виготовлення мембран. Найбільш близьким до винаходу, що заявляється, є спосіб формування бар'єрної мембрани для кістковотканинної реконструкції дефектів щелеп, що включає в себе пристосування мембрани до меж дефекту коміркових відростків щелеп, за яким встановлюють параметри кістковотканинної втрати дефекту коміркових відростків щелеп і виготовляють трафарет, краї якого виходять на 2 мм поза межі дефекту, потім, у відповідності до визначеного периметра дефекту, вирізають бар'єрну мембрану, при цьому співвідношення довжини (L) бар'єрної мембрани зі зовнішнього або внутрішнього боку дефекту коміркового відростка до довжини дефекту в ділянці просторово відновлюваного гребеня (І) коміркового відростка складає "золоту" пропорцію L(I+√5:1(2), згладжують гострі краї мембрани, перевіряють її прилягання до кісткових стінок дефекту та закріплюють [Патент України на корисну модель № 78189, А61В 17/56, Бюл. № 5, 2013]. Однак за цим способом визначення параметрів мембрани та саму підготовку мембрани, здійснюють під час операції, що значно подовжує час оперативного втручання, що в свою чергу більше інфікує ложе реконструкції. Спосіб передбачає індивідуальний підхід до підготовки площі самої мембрани і не враховує індивідуальний об'єм та конфігурацію майбутнього коміркового відростка. Мембрана, що застосовується за цим способом не є біодеградуючою і потребує повторної операції для її зняття, а титанова сітка зайво пластична і не має ефекту пам'яті форми, через що при неадекватній фіксації її гострі краї не виключають можливості прорізів слизової оболонки. В основу винаходу поставлена задача створити новий ефективний і простий спосіб виготовлення резорбуючих монолітних полімерних мембран для реконструкції коміркової частини щелеп шляхом поєднання спіральної комп'ютерної томографії, комп'ютерного тривимірного моделювання та технології тривимірного швидкого прототипування забезпечити можливість уніфікованого виготовлення біодеградуючих полімерних жорстко-еластичних каркасів (мембран) для реконструкції коміркової частини щелеп при повній втраті зубів і скоротити час оперативного втручання з розширенням можливостей практичної стоматології, зокрема імплантології, для здійснення естетично-функціональних вимог при ортопедичному лікуванні. Поставлена задача вирішується тим, що за способом виготовлення резорбуючих монолітних полімерних мембран для реконструкції коміркової частини щелеп, згідно з винаходом, пацієнтові з атрофією коміркової частини щелеп здійснюють попереднє сканування щелеп на конусній томографії з наступним віртуальним моделюванням майбутньої конфігурації коміркової частини щелепи з наперед заданим об'ємом і майбутньої мембрани з заданими параметрами її товщини та мікроструктури і відтворенням конфігурації та форми мембрани з двох частин з термопластичного біополімеру методом тривимірного FDM друку, на одній із яких повторюють рельєф кісткової тканини, що межує з ділянкою реконструкції, і передбачують отвори під 1 UA 114140 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 фіксуючі до кістки елементи (піни, мікрошурупи, тощо), а іншу частину мембрани формують у вигляді каркаса-контейнера для утримання остеопластичного матеріалу. Попереднє сканування щелеп за допомогою конусної томографії дозволяє деталізовано відтворити рельєф ділянки атрофії, витримуючи відстань між зрізами не меншу за 1 мм. Тривимірна комп'ютерна реконструкція атрофованої ділянки щелепи проведенням спочатку віртуальної реконструкції використанням технології тривимірного комп'ютерного моделювання або технології віртуального скульптінга дає можливість відтворити з високою точністю майбутню конфігурацію коміркової частини щелеп з наперед заданим об'ємом у віртуальній тривимірній сцені, на якій змоделювати контури майбутньої мембрани та створити дублікат поверхні з заданими параметрами її товщини та мікроструктури і добитися точного відтворення мембрани. Вибір термопластичного біополімеру, як приклад біодеградуючого поліактиту PLA, або не біодеградуючого Taulman Nylon 680 FDA 3D Printing Filament, дає можливість використати технологію швидкого прототипування методом тривимірного FDM друку 3D-принтером, формування даного об'єкту пошарово видавлюванням при заданій температурі на робочу платформу тонкого шару розплавленого полімеру завдяки тому, що принтер переміщує екструдер в точній відповідності з цифровою моделлю і друкує фізичний об'єкт у повній відповідності своєму віртуальному образу. Екструдер принтера, з якого нашаровують полімер, переміщається під час роботи над нерухомою робочою платформою і забезпечує процес друку мембрани пошарово, починаючи з нижнього шару, після чого принтер наносить наступний шар поверх першого. Розплавлений полімер, потрапляючи в робочу зону, швидко охолоджується і твердне. Пошаровий друк одночасно забезпечує відтворення конфігурації мембрани і її форми з двох частин, перша із яких, фіксуюча до кістки, повністю повторює рельєф кісткової тканини, що межує з ділянкою реконструкції, а інша частина мембрани служить своєрідним каркасом і контейнером для утримання остеопластичного матеріалу і задає йому майбутню форму, яка повністю повторює конфігурацію майбутньої коміркової частини щелепи. Крім того, така модель дозволяє розташовувати на першій частині мембрани фіксуючі до кістки елементи, як приклад піни або мікрошурупи, завдяки передбаченим отворам. Саму ж мембрану отримують не пластичною, а жорстко-еластичної консистенції з ефектом пам'яті форми, ступінь еластичності якої залежить від заданої товщини мембрани, необхідної для її постановки на операції, при цьому товщиною шару регулюють коефіцієнт еластичності. Таким чином, сукупністю відомих і пропонованих суттєвих ознак і їх причинно-наслідковим зв'язком отримано новий ефективний і простий спосіб виготовлення резорбуючих монолітних полімерних мембран для реконструкції коміркової частини щелеп, який забезпечує можливість уніфікованого виготовлення біодеградуючих полімерних жорстко-еластичних каркасів (мембран) для реконструкції коміркової частини щелеп при повній втраті зубів, скорочує час оперативного втручання з розширенням можливостей практичної стоматології, зокрема імплантології для здійснення естетично-функціональних вимог при ортопедичному лікуванні, тобто маємо комплексне технічне рішення, достатнє для вирішення поставленої задачі передбачуваного винаходу. Суть способу пояснюють креслення. На Фіг. 1 наведено 3D реконструкцію фронту коміркового відростка верхньої щелепи. На Фіг. 2 - Спроектовану мембрану. На Фіг. 3 - Виготовлену резорбуючу монолітну полімерну мембрану методом тривимірного друку. На Фіг. 4 - Встановлення мембрани в рані з фіксацією мікрошурупами. На Фіг. 5 - Фінішний етап операції. Спосіб здійснюють так. Спочатку здійснюють попереднє сканування щелеп пацієнта 1 з атрофією коміркової частини щелеп на конусній томографії. Далі моделюють необхідний об'єм кістки в комп'ютерній програмі з наступним моделюванням мембрани 2 заданої товщини. В процесі моделювання деталізовано відтворюють рельєф ділянки атрофії 3, витримуючи відстань між зрізами не меншу за 1 мм. На отриманій тривимірній комп'ютерній реконструкції атрофованої ділянки щелепи проводять віртуальну реконструкцію. Технологією тривимірного комп'ютерного моделювання або технологією віртуального скульптінга відтворюють майбутню конфігурацію коміркової частини щелепи 4 з наперед заданим об'ємом. Далі в віртуальній тривимірній сцені на відмодельованій комірковій частині щелепи малюють контури майбутньої мембрани та створюють дублікат поверхні з заданими параметрами товщини і мікроструктури. Відтворюють мембрану з термопластичного біополімеру (як приклад, з біодеградуючого полілактиту PLA, або не біодеградуючого Taulman Nylon 680 FDA 3D Printing Filament), методом тривимірного FDM 2 UA 114140 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 друку 3D-принтером, формують об'єкт 5 пошарово, видавлюванням при заданій температурі на робочу платформу тонких шарів розплавленого полімеру. В точній відповідності з цифровою моделлю друкують фізичний об'єкт (мембрану), у повній відповідності віртуальному образу. Наносять спочатку нижній шар 3 і далі наступний шар 4 поверх першого. Розплавлений полімер в робочій зоні піддають охолодженню і твердінню з відтворенням конфігурації мембрани і її форми з двох частин. На одній частині мембрани 3, повністю повторюють рельєф кісткової тканини, що межує з ділянкою реконструкції. В передбачених отворах, як приклад, в 4-ох (Фіг. 3), розташовують фіксуючі до кістки елементи (як приклад, мікрошурупи, відповідно 4). Іншу частину мембрани 4 формують у вигляді каркаса-контейнера для утримання остеопластичного матеріалу і задають майбутню форму, заданої товщини з наступною постановкою мембрани на операції. Приклад. Пацієнт М. 65 р. звернувся в клініку хірургічної стоматології з метою ортопедичного лікування. Був встановлений діагноз: повна втрата зубів нижньої щелепи та атрофія коміркової частини нижньої щелепи. На основі даних об'єктивного обстеження та рентгенологічних даних прийнято рішення про підготовку коміркового відростка до постановки дентальних імплантатів в ділянках відсутніх 15-25, зубів. Перед операцією пацієнтові проведено конусну комп'ютерну томографію на томографі Veraviewepocs фірми Morita з перенесенням даних комп'ютерної томографії 1 в програмне забезпечення SimPlant Pro 11.04. На основі рентгенологічних даних встановлено атрофію коміркового відростка верхньої щелепи, що наведена на Фіг. 1. На отриманій тривимірній комп'ютерній реконструкції атрофованої ділянки щелепи провели спочатку віртуальну реконструкцію 2. В даному випадку була використана технологія віртуального скульптінга для відтворення майбутньої конфігурації коміркової частини нижньої щелепи 3 з наперед заданим об'ємом 4. Після чого в віртуальній тривимірній сцені на відмодельованій комірковій частині нижньої щелепи змалювали контури майбутньої мембрани та створили дублікат поверхні з заданими параметрами її товщини та мікроструктури. Віртуальний скульптінг проводили в програмному забезпечені ZBrush 4R6. Спроектована мембрана 2 наведена на Фіг. 2. Після цього відтворили монолітну мембрану 5 з ПЛА (полілактиту) за допомогою технології швидкого прототипування методом FDM друку. Форму мембрани згідно з пропонованим способом задали з двох частин, а товщину мембрани - 0,5 мм з перфорованою поверхнею. Перша частина 3 - фіксуюча до кістки, повністю повторювала рельєф кісткової тканини, що межує з ділянкою реконструкції. Саме в цій частині було розміщено отвори 6 для фіксуючих елементів (як приклад, мікрошурупів). Інша частина мембрани 4 повністю повторювала конфігурацію майбутньої коміркової частини щелепи і служила своєрідним каркасомконтейнером для утримання остеопластичного матеріалу, задавала йому майбутню форму, тобто відновлену конфігурацію коміркової частини щелепи. Отримана монолітна мембрана 5 (наведена на Фіг. 3) мала жорстко-еластичну консистенцію з ефектом пам'яті форми. Її простерилізували методом холодної стерилізації та рентген опроміненням. Спосіб постановки виготовленої мембрани під час операції здійснювали так. Після обробки операційного поля провели розріз в ділянці гребеня коміркової частини щелепи та відсепаровано слизово-окістний клапоть. Краї кістки згладили за допомогою фрези, а в кортикальному шарі фігурним бором зробили декілька перфорованих отворів. Далі замішали на фізіологічному розчині та помістили в мембрану 5 остеопластичний матеріал. За допомогою титанових мікрошурупів 4 мембрану зафіксували до нижньої щелепи в чотирьох точках як наведено на Фіг. 4. Слизово-окістний клапоть уклали на місце і зафіксували швами 7 як наведено на Фіг. 5. Післяопераційний супровід пацієнта засвідчив високу ефективність способу, скорочення терміну операційного втручання і, що головне, забезпечення естетично-функціональних вимог при ортопедичному лікуванні, зокрема підготовку коміркового відростка до постановки дентальних імплантатів в ділянках відсутніх 15-25 зубів пацієнта. Застосування пропонованого способу виготовлення резорбуючих монолітних полімерних мембран для реконструкції коміркової частини щелеп забезпечує можливість уніфікованого виготовлення біодеградуючих полімерних жорстко-еластичних каркасів (мембран) для реконструкції коміркової частини щелеп при повній втраті зубів і скорочує час оперативного втручання з розширенням можливостей практичної стоматології, зокрема імплантології для здійснення естетично-функціональних вимог при ортопедичному лікуванні. 3 UA 114140 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 Спосіб виготовлення полімерних мембран для реконструкції коміркової частини щелеп, що включає в себе виготовлення мембрани з пристосуванням її до меж дефекту коміркових відростків щелеп за параметрами кістково-тканинної втрати дефекту коміркових відростків щелепи і трафаретом, краї якого виходять поза межі дефекту, перевіряння її прилягання до кісткових стінок дефекту і закріплення, який відрізняється тим, що пацієнтові з атрофією коміркової частини щелепи здійснюють попереднє сканування щелепи на конусній томографії з наступним віртуальним моделюванням майбутньої конфігурації коміркової частини щелепи з наперед заданим об'ємом і майбутньої мембрани з заданими параметрами її товщини та мікроструктури і відтворенням конфігурації та форми мембрани з двох частин з термопластичного біополімеру методом тривимірного FDM друку, на одній із яких повторюють рельєф кісткової тканини, що межує з ділянкою реконструкції, і передбачують отвори під фіксуючі до кістки елементи піни, мікрошурупи, а іншу частину мембрани формують у вигляді каркаса-контейнера для утримання остеопластичного матеріалу. 4 UA 114140 C2 5 UA 114140 C2 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6

Дивитися

Додаткова інформація

МПК / Мітки

МПК: A61C 9/00, A61C 8/00

Мітки: реконструкції, монолітних, мембран, щелеп, частини, виготовлення, спосіб, полімерних, коміркової, резорбуючих

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/8-114140-sposib-vigotovlennya-rezorbuyuchikh-monolitnikh-polimernikh-membran-dlya-rekonstrukci-komirkovo-chastini-shhelep.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб виготовлення резорбуючих монолітних полімерних мембран для реконструкції коміркової частини щелеп</a>

Подібні патенти