Breaking News
Home / خبرهای تخصصی پریودونتولوژی و ایمپلنتولوژی / ساخت بلوک آلوگرافت استخوانی ۳ بعدی بصورت سفارشی

ساخت بلوک آلوگرافت استخوانی ۳ بعدی بصورت سفارشی

فناوری دیجیتال به طور چشمگیری تمام زمینه های دندانپزشکی مدرن را بهبود بخشیده است و مطمئناً این کار را ادامه خواهد داد. این فن آوری به برنامه ریزی دقیق تر برای درمان، به حداقل رساندن زمان کار بر روی بیمار و ایجاد دقت بیشتر در جراحی های مدرن ایمپلنتهای دندانی کمک کرده است. اکنون بیش از ده سال است که از زمان تجاری شدن این فناوری در دندانپزشکی گذشته است و همچنان به سرعت در حال رشد است. در حال حاضر، اسکن دیجیتال، برنامه ریزی دیجیتال و حتی چاپ سه بعدی به بسیاری از مطب های دندانپزشکی راه یافته است. در دندانپزشکی ایمپلنت به طور خاص، در بسیاری از موارد برای تقویت استخوان تحلیل رفته، قبل از کاشت ایمپلنت، به پیوند استخوان نیاز است. تعیین موقعیت دقیق ایمپلنت را می توان با استفاده از سیستم عامل های نرم افزار دیجیتال بطور کامل برنامه ریزی کرد، اخیراً از فناوری دیجیتال برای ایجاد بلوکهای دقیق و سفارشی سازی گرافت استخوانی از منابع آلوگرافت یا زنوگرافت استفاده شده است. اگرچه این روش پرهزینه است، اما این فناوری ها امکان شخصی سازی روش و همچنین تهیه ی گرافتهایی با تطابق ایده آل برای بافت میزبان را فراهم می کنند. هزینه، زمان انتظار اضافی و کمبود احتمالی خونرسانی در داخل گرافت استخوانی سفارشی، از اشکالات گزارش شده است. با این وجود، مطالعات مداوم برای بررسی کاربردهای بالقوه ی آنها ادامه دارد.

به دنبال کثرت دوره های آموزشی در این زمینه، جراحان ایمپلنت بطور سفارشی راهنمای جراحی ۳ بعدی را در مطب های خود چاپ می کنند. اکنون چندین چاپگر ۳ بعدی با قابلیت چاپ ارزان قالب ها پس از معرفی CBCT و اسکن دیجیتال داخل دهانی عرضه شده اند، از داده های DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) و فایل های STL اسکنرهای داخل دهانی، همچنین برای تولید مجموعه ای از قالب ها با هزینه ی نسبتاً کم با پرینتر ۳ بعدی در مطب، استفاده می شود.

در این مقاله طراحی گرافت استخوانی سفارشی بر اساس دو پیشرفت عمده در فناوری مورد بحث قرار می گیرد: اولین مورد مربوط به فناوری دیجیتال، برنامه ریزی و چاپ است و مورد دوم مبتنی بر درمان با کنسانتره ی پلاکتی است. در حالی که پلاسمای غنی از پلاکت (PRP) به عنوان یک کنسانتره پلاکت نسل اول با توانایی تحریک سریع بازسازی بافت مورد استفاده قرار می گیرد، اشکالاتی- از جمله استفاده از داروهای ضد انعقادی – منجر به تولید نسل دوم با هدف حذف داروهای ضد انعقادی شد.

فیبرین غنی از پلاکت (PRF) از آن زمان به دلیل توانایی ایجاد لخته ی فیبرینی پایدار، در بازسازی بافتی  مورد توجه قرار گرفته است. PRF ، سبب بهبود غلظت پلاکت و فاکتور رشد می شود ولی یکی از اشکالات آن مدت زمان جذب نسبتاً کوتاه ۲ تا ۳ هفته ای است، این اشکالPRF  را از طریق استفاده از حرارت می تواند رفع نمود، به طوری که جذب آن به ۴ تا ۶ ماه افزایش می یابد. بنابراین، این فرضیه مطرح است که با توجه به ثبات مطلوب PRF پس از درمان حرارتی، اگر در گرافتهای سفارشی استخوان از آن استفاده شود، خواص مکانیکی گرافت مطلوب تر می گردد. در اسلایدهای زیر تصاویر ۱ تا ۱۲ را مشاهده کنید.

شکل 1- تصویر ریج بی دندان قبل از عمل.
شکل2- یک مدل 3 بعدی از ریج قبل از عمل و سایتهای برنامه ریزی شده برای جایگذاری ایمپلنت با استفاده از نرم افزار CBCT.
شکل 3- یک گرافت استخوانی مدل سازی شده ی دیجیتال بر روی ریج
شکل 4- گرافت استخوانی دیجیتال سه بعدی سفارشی شده
شکل 5- تعیین جهت قالب دیجیتالی استخوان نسبت به گرافت استخوانی.
شکل 6- نمای مقطعی CBCT DICOM ، نمایش برنامه ریزی دیجیتالی راهنماها، قالب ها، ایمپلنت و گرافت استخوان (قسمت زرد رنگ).

شکل 7- جهت قرار گیری قالب استخوان، مدلهای چاپ شده 3 بعدی نشان داده شده است.

شکل8- قالب 3 بعدی چاپ شده استخوان در 2 قطعه ، و راهنمای اولیه ی استئوتومی برای جراحی ایمپلنت.

شکل 9- چهار غشای فیبرین غنی از پلاکت (PRF) از 2 لوله از مایع PRF تهیه شده است.

شکل 10- Sticky bone، با استفاده از 2 ویال مایع PRF با ذرات استخوان آلوگرافت ساخته شد.

شکل 11- Sticky bone درون قالب استخوان قرار گرفت.

شکل 12- قالب استخوان با sticky bone موجود در آن، در انکوباتور در دمای 37 درجه سانتیگراد قرار داده شد.

پروتکل ساده و کم هزینه برای ساخت یک بلوک استخوانی ۳ بعدی ساخته شده از ذرات استخوانی آلوگرافت در ترکیب با PRF تحت درمان حرارتی

به طور خلاصه پس از اسکن ۳ بعدی، یک قالب استخوانی سفارشی ۳ بعدی ساخته شد و با ذرات استخوان آلوگرافت و PRF مایع پر گردید. از آنجایی که تحقیقات اخیر تاثیر عملیات حرارتی PRF را برای افزایش پایداری مکانیکی آن اثبات کرده است، مجموعه ی قالب استخوان با sticky bone گنجانده شده در آن، به مدت ۱۵ دقیقه در دستگاه انکوباتور در ۳۷ درجه سانتیگراد قرار گرفت تا ثبات مکانیکی گرافت بهبود یابد. پس از آن، قالب استخوان جدا شد، و یک گرافت استخوانی سفارشی با ساختار دقیق ۳ بعدی، با مقاومت مکانیکی بهتر، و شامل غلظت فوق فیزیولوژیکی پلاکت و فاکتورهای رشد، حاصل شد. گزارش مورد زیر، به طور مفصل این پروتکل را بصورت گام به گام برای ایجاد این مجموعه آلوگرافت استخوان سفارشی با هزینه ی کم، و با استفاده از سلول های زنده و فاکتورهای رشد با خواص مکانیکی عالی برای پروسیجرهای تقویت استخوان در هنگام کاشت ایمپلنت شرح می دهد.

گزارش مورد

یک مرد ۳۶ ساله برای یک مشاوره ی اولیه در مورد ۳ دندان از دست رفته اش،- از جمله دندانهای اینسیزور مرکزی و کناری فوقانی راست و دندان نیش بالا سمت راست- به ما مراجعه کرد. بیمار از نظر پزشکی سالم بود و منعی برای درمان با ایمپلنت دندان نداشت. ریج بی دندان (شکل ۱) برای قرار دادن ایمپلنت کافی بود، اما یک نقص در ناحیه ی باکال مشاهده شد که نیاز به تقویت استخوان داشت. قالب گیری دیجیتال با استفاده از اسکنر TRIOS (3Shape) و اسکن CBCT برای سوابق تشخیصی و روند برنامه ریزی درمان، انجام شد.

برنامه ریزی دیجیتال برای جای گذاری ایمپلنت و ساخت یک قالب استخوان

سپس داده های DICOM حاصل از اسکن CBCT و داده های STL حاصل از اسکن داخل دهانی در نرم افزار برنامه ریزی (Co-Diagnostix) بارگذاری شد. موقعیت ایمپلنت برای رستوریشن های نگهداری شونده با پیچ، برنامه ریزی گردید. هنگامی که موقعیت ایمپلنت ها به صورت دیجیتالی برنامه ریزی شد (شکل ۲) ، پیوند استخوان اضافی به صورت دیجیتالی برای کانتور و پایداری طولانی مدت ایمپلنت ها بطور دیجیتال ایجاد شد. این کار با ارسال مدل های ایمپلنت و ماگزیلا از نرم افزار Co-Diagnostix ، به نرم افزار طراحی به کمک کامپیوتر یاCAD ، )نرم افزار(Meshmixer تکمیل شد. حجم اندازه ی گرافت دیجیتال استخوان در Meshmixer با شکل ایده آل برای محل خاص ایجاد و سفارشی شد و از این طریق یک گرافت خاص برای این بیمار ساخته شد (شکل ۳ و ۴). چهار pin نگهدارنده به صورت دیجیتالی در مدل استخوان قرار داده شد تا به تثبیت قالب استخوان در محور / موقعیت صحیح کمک کند (شکل ۵). سپس مدلهای اصلاح شده و گرافت استخوان مجدداً به نرم افزار برنامه ریزی CBCT برای ایجاد پوشش قالب استخوان بازگردانده شدند (شکل ۶). از ابزار ایجاد راهنمای جراحی برای ساخت روکش قالب استخوان استفاده شد. سپس از همان ابزار نرم افزاری برای ایجاد یک راهنمای پیلوت دریل برای استئوتومی برای قرار دادن ۳ ایمپلنت استفاده شد. سپس طرح قالب استخوان (۲ قطعه) و راهنمای جراحی به چاپگر ۳ بعدی برای ساخت راهنمای جراحی با یک ماده رزینی منتقل شد (شکل ۷ و ۸).

پروتکل جراحی

راهنماهای جراحی و قالب استخوان در محلول اتانول استریل شده و سپس قبل از استفاده با محلول سالین شستشو داده شدند. بی حسی موضعی انجام شد و ۶۰ میلی لیتر خون از بیمار گرفته شد، در طول خون گیری به ترتیب برای تولید مایع PRF و PRF جامد، از دو لوله با در سفید و ۴ لوله با در قرمز (Vacuette [Greiner Bio-One]) استفاده شد. بلافاصله پس از خونگیری، لوله ها در ۱۲۰۰ دور در دقیقه و به مدت ۱۲ دقیقه با Process Duo centrifuge سانتریفیوژ شدند. پس از اتمام  سانتریفیوژ، غشاهای PRF با فشرده سازی لخته های فیبرین در یک جعبه ی PRF ساخته شدند (شکل ۹). مایع رویی از لوله های سفید بیرون کشیده شد و با ۱٫۵ سانتی متر مکعب از ذرات استخوانی آلوگرافت کورتیکال مخلوط شد تا “sticky bone” ایجاد شود (شکل ۱۰). سپس sticky bone درون قالب استخوان قرار گرفت تا گرافت استخوانی به شکل سفارشی ساخته شود (شکل ۱۱). قالب فشرده شد و سپس درون دستگاه انکوباتور آزمایشگاهی رومیزی، به مدت ۱۵ دقیقه در دمای ۳۷ درجه سانتیگراد قرار گرفت (شکل ۱۲). نتیجه نهایی را می توانید در شکل ۱۳ مشاهده کنید.

در حالی که گرافت استخوان سفارشی در دستگاه انکوباتور گرم می شد، کاشت ایمپلنت کامل شد. یک فلپ با ضخامت کامل کنار زده شد (شکل ۱۴) ، و راهنمای جراحی چاپ شده ی ۳ بعدی در محل قرار داده شد و تمام استئوتومی ها تحت شستشو با سالین انجام شد (شکل ۱۵). سپس سه ایمپلنتStraumann Bone Level Tapered Roxolid SLActive RC (4.1 × ۱۲ میلی متر ، ۴٫۱ × ۱۰ میلی متر و ۴٫۱ در ۱۰میلی متر) جای گذاری شد (شکل ۱۶). سپس گرافت استخوان سفارشی از دستگاه انکوباتور برداشته شد و از قالب استخوان سفارشی خارج گردید. به پایداری عالی گرافت پس از ۱۵ دقیقه انکوباسیون در شکل ۱۷، توجه کنید. گرافت استخوان ۳ بعدی سفارشی سپس به راحتی در جهت تعیین شده قرار گرفت و بر این اساس نقص ریج را پر کرد (شکل ۱۸ و ۱۹). سپس از چهار غشای PRF برای پوشاندن گرافت استخوان جهت ترمیم زخم در بافت نرم استفاده شد (شکل ۲۰). سپس فلپ با بخیه های ۰-۵ پرولن بصورت بدون کشش بخیه زده شد (شکل ۲۱). چهار ماه پس از جراحی، هیلینگ آباتمنت قرار داده شد و رستوریشن های نهایی در ماه پنجم بارگذاری شد. عکس بالینی در شکل ۲۲ ، که نتیجه نهایی ترمیم را نشان می دهد، ۸ ماه پس از جراحی گرفته شده است. در اسلایدهای زیر تصاویر ۱۳ تا ۲۲ را ملاحظه فرمایید.

شکل 13- گرافت 3 بعدی استخوان بعد از 15 دقیقه انکوبیشن، به پایداری گرافت توجه کنید.

شکل 14- فلپ بالا زده شد، ریج قبل از عمل دیده می شود. به این ریج باریک که به تقویت استخوان افقی نیاز دارد، توجه کنید.

شکل 15- استئوتومی های پیلوت بر اساس راهنمای جراحی دریل گردید.

شکل16- استئوتومی و قرار دادن ایمپلنت های Straumann Bone Level Tapered  .

شکل17- گرافت استخوانی اختصاصی برای این بیمار، که از قالب خارج شده است.

شکل 18- نمای اکلوزال از قرار گرفتن گرافت استخوان سفارشی درست در محلی که به صورت دیجیتالی برنامه ریزی شده بود.

شکل 19- نمای باکال از قرار گرفتن گرافت استخوان سفارشی درست در محلی که به صورت دیجیتالی برنامه ریزی شده بود.

شکل 20- غشاهای PRF که روی گرافت استخوان قرار داده شدند.

شکل21- فلپ با بخیه های پرولن بسته شد.

شکل 22- رستوریشن های نهایی بعد از گذشت 8 ماه از جراحی.

در کل در این مورد، یک پروتکل گام به گام برای ایجاد این مجموعه ی آلوگرافت استخوانی پارتیکولیت سفارشی با هزینه کم، از جمله با استفاده از سلول های زنده و فاکتورهای رشد با خواص مکانیکی عالی برای روش های تقویت استخوان برای قرار دادن ایمپلنت، استفاده شد. این روش به برنامه ریزی اضافی یا زمان چاپ احتیاج ندارد، به خصوص برای همکارانی که پیش از این نیز راهنمای جراحی ۳ بعدی خود را در مطب چاپ می کردند. سرعت، دقت، و هندلینگ گرافت استخوانی با این روش به شدت بهبود می یابد.

برای مطالعه ی بخش بحث این مقاله به آدرس منبع مراجعه نمایید.

منبع:

https://www.dentistrytoday.com/technology/10705-custom-3-d-bone-allograft-block-fabrication