Artículo Engineeringnet - Personalización quirúrgica de prótesis de cráneo

Artículo Engineeringnet - Personalización quirúrgica de prótesis de cráneo

CADskills patentó su innovador reemplazo de la articulación temporomandibular. Por lo general, se usa una "prótesis estándar" o una prótesis adaptada al paciente.

ENGINEERINGNET.BE - Stijn Huys, ingeniero de I + D: “Vamos más allá. Nuestra prótesis impresa en 3D está totalmente adaptada a la anatomía del paciente ".

La personalización comienza con la tomografía computarizada del paciente, en una escala de 1/1. En el modelo 3D segmentado, el ingeniero CADskills construye el componente, utilizando el software de diseño Freeform y un lápiz táctil. Sobre el perfil del cráneo / mandíbula del paciente. Personalización "Nuestra obra maestra". Un ajuste más preciso que el ajuste directo es casi imposible. Los diseñadores también tienen en cuenta el hecho de que la articulación temporomandibular no solo se mueve hacia arriba y hacia abajo, sino que también gira y se traduce.

“Es la única articulación en el cuerpo que cuelga en ambos lados. Por ejemplo, en nuestro diseño tenemos en cuenta que si una articulación se mueve, la otra debe moverse, el llamado cambio de Bennett. Este no es el caso por defecto ". De manera similar, cuando la mandíbula se abre, se crea un ángulo hacia adelante mediante la combinación de rotación y traslación. La llamada pendiente condilar. La mayor innovación probablemente se encuentre en el andamio que se puede hacer gracias a la impresión 3D.

En una prótesis común de la articulación temporomandibular, se corta el músculo pterigoideo lateral, que proporciona el movimiento lateral de la mandíbula y la molienda de los alimentos. “Cortamos la pieza de la mandíbula, a la que está unido el músculo, de la mandíbula y la empujamos contra la prótesis de titanio. Tiene un campo con micro rugosidad exactamente en ese punto. Unas semanas más tarde, hay un crecimiento óseo en la prótesis, por lo que también tenemos adhesión muscular a la prótesis al mismo tiempo ".

Esta nueva técnica de implante ha sido probada en una docena de ovejas / rumiantes durante nueve meses. "Eso equivale a unos veinte años en humanos". El componente TMJ impreso en 3D recibe un recubrimiento HadSat resistente al desgaste en la propia unión después del pulido. Duro como el diamante, pulido como el teflón. El recipiente en sí es de polietileno UHMW. "La esperanza de vida del conjunto es de al menos 15 años".

El último componente no puede esterilizarse con vapor como otras piezas impresas en 3D en el autoclave del hospital, justo antes de la cirugía. Él podría deformarse. La alternativa es la esterilización gamma. Esto tiene la ventaja de que provoca la reticulación (compactación) del PE, lo que lo hace aún más resistente al desgaste. La esterilización gamma se subcontrata en Italia. En la misma Italia, CADskills ganó una licitación para proporcionar al hospital la mayoría de los pacientes con ATM con sus prótesis. Se trata de unos 30 pacientes por año. ¿Eso es mucho? ¿Pequeño? “Esta intervención es la última oportunidad. Cuando nada más ayuda. "

La impresión 3D tiene varios pasos.

Las tomografías computarizadas necesarias se realizan en el hospital pero son verificadas por CADskills. El software de segmentación de materiales convierte las tomografías computarizadas en archivos 3D. El director de producción, Ruben Van de Sande, usa la pluma háptica y modela las piezas con Freeform (Geomagic) en el modelo del cráneo o la mandíbula. ANSYS-Discovery utiliza elementos finitos para verificar si los implantes diseñados también son lo suficientemente fuertes. Magics prepara los archivos STL para la impresora 3D. La impresión 3D se realiza internamente en la impresora de metal SLM Solutions con una cámara de 12,5 x 12,5 x 12,5 cm.

Además, hay un horno para eliminar la tensión de las partes impresas después. Luego, el escaneo óptico de la impresión sigue con el GOM Inspect. ¿No hay distorsión en comparación con el modelo? Y limpieza. La limpieza con ácido, por ejemplo, eliminará los granos semi sinterizados. Esto es seguido por limpieza ultrasónica y empaque.

Algunos implantes, como los implantes AMSJI (ver recuadro), están anodizados. La anodización de una impresión tan rosada evita que el metal grisáceo brille a través de las encías. El anodizado se realiza al aire libre. Todos los subcontratistas tienen certificación médica. En el hospital, el componente se esteriliza con vapor antes del procedimiento.

La compañía recibió la certificación ISO13485: 2016 en 2019, un estándar de dispositivos médicos. "Trabajamos principalmente con las clases 2B y 3." Las prótesis de mandíbula, como los marcapasos, son, por ejemplo, de clase 3. No hay aprobación de la FDA (todavía). "Pronto habrá una legislación especial".

Movimiento

Stijn Huys es ingeniero industrial en electromecánica (Amberes). Posteriormente, se convirtió en ingeniero civil (biomédico) en KULeuven. Hoy está trabajando en su doctorado en reemplazo de la articulación temporomandibular y refinando aún más la prótesis. “Observamos las tomografías computarizadas 4D. Estos son escaneos ordinarios, cuyas imágenes siguen en rápida sucesión. Eso crea una imagen en movimiento de aproximadamente 1,5 segundos ". Así que aún más información para trabajar. Hay colaboración con el prof. Vander Sloten (KULeuven), prof. Nico Buls (UZ Bruselas) y el prof. Maurice Mommaerts, el fundador de CADskills.

¿Puede ser aún más específico para el paciente? Todavía se puede avanzar, Huys cree. La oclusión? ¿Están bien alineados los dientes? Si bajamos el eje de la prótesis, ¿cuál es el efecto en los músculos y dientes de la mandíbula? El paciente no está obligado a ser operado en ambos lados de la mandíbula. ¿Entonces que? En este momento, nadie elimina las bajas fuerzas de fricción de la articulación común con una prótesis. Se pueden planificar más por adelantado. ¿Ingeniería inversa? "

Placas de calavera

CADskills también fabrica placas craneales (craneoplastia). Estos son / fueron hechos a menudo de PEEK, con lo cual, sin embargo, muy a menudo ocurren infecciones. Entonces esos platos tienen que salir de nuevo. Es posible que el paciente ya se haya sometido a cinco cirugías en ese momento para reducir la presión sobre el cerebro, colocar el propio colgajo óseo, extraer nuevamente ese colgajo óseo, colocar la placa PEEK y extraerla después de la infección. Difícil y un gran riesgo para el paciente. La solución CADskills: el CeTi (a titanio de cerámica).

Es una placa de Ti6Al4V resistente pero delgada con una estructura de rejilla en el lado que contiene hidroxiapatita. Esto estimula el crecimiento óseo para que la placa forme un todo con el resto del cráneo. Este nunca es el caso con PEEK. Sin embargo, la cerámica proporciona una fijación primaria (que luego es absorbida por el crecimiento óseo). El cirujano puede proporcionar una fijación adicional con tornillos. Otras características de la gama CeTi: reflejo del cráneo (estética), pequeños ganchos para la suspensión del músculo temporal y la duramadre, una superficie interna pulida reduce la fricción y huecos especiales de material si, por ejemplo, no hay suficiente piel para cerrar La herida de nuevo. Las propiedades antibacterianas de la combinación CeTi son pronunciadas.

Creciendo rapido

CADskills se lanzó para abordar la falta de innovación en la cirugía craneomaxilofacial y facial. Su activo es "el ajuste perfecto" de las prótesis. La empresa emplea a cinco personas. Gerente / fundador, Prof. Maurice Mommaerts, es cirujano de CMF. Hay un técnico dental CAD / CAM, un finalizador para las impresiones 3D y dos ingenieros.

Todos los miembros del equipo tienen menos de 30 años (excepto el fundador). “Todo está ahí para crecer rápidamente. Esa es también la intención. "Los productos se envían dentro de Bélgica, a los Países Bajos, Francia, Italia, Suiza, España, Canadá ..." Nuestro enfoque es más seguro y rápido. Nuestra personalización en TMJR no es más costosa que los productos existentes. Ahora estamos entrando en un nicho de mercado con una solución aún mejor. Sin embargo, requiere conocimiento ... Por lo tanto, el desafío es lograr que cirujanos y asistentes experimentados crucen el puente ”. CADskills ofrece talleres y capacitación. "Ofrecemos cirujanos, entre otras cosas, para observar la cirugía con otro cirujano".

Por Luc De Smet, Fuente: Engineeringnet.be

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