Reconstrucción de defectos óseos maxilofaciales utilizando paciente.

Jun 10, 2023

Scientific Reports volumen 12, número de artículo: 7538 (2022) Citar este artículo

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El objetivo de este estudio retrospectivo es verificar la eficacia y seguridad de los implantes de titanio específicos para cada paciente en huesos maxilofaciales, con un seguimiento a largo plazo. En total, 16 pacientes con diversos defectos maxilofaciales se sometieron a reconstrucción utilizando implantes de titanio específicos para cada paciente. Se insertaron implantes de titanio, fabricados mediante fusión con haz de electrones, sinterización selectiva con láser o fresado, en el maxilar, la mandíbula o el cigoma. Después de la cirugía se realizó un seguimiento a largo plazo (36,7 ± 20,1 meses). En el último seguimiento se registraron y analizaron la fusión ósea del cuerpo del implante de titanio, la infección posoperatoria, la consolidación defectuosa del implante, los resultados funcionales, la satisfacción del paciente, el hundimiento, la osteólisis alrededor de los implantes y las complicaciones. De los 28 implantes, sólo uno no logró unirse con el hueso; por lo que se realizó cirugía de revisión. No se observaron osteólisis ni hundimiento alrededor de los implantes de titanio ni eventos adversos; la puntuación EVA media de satisfacción fue 9. Todos los pacientes inscritos en este ensayo estaban estética y funcionalmente satisfechos con los resultados quirúrgicos, y las fallas de fijación y las complicaciones de la insatisfacción estética se resolvieron bien. El titanio específico para cada paciente mostró resultados satisfactorios cuando se usó para tratar diversos defectos orales y maxilofaciales. Un implante de titanio impreso en 3D se puede utilizar eficazmente en la reconstrucción del cigoma y la mandíbula en lugar de hueso autógeno sin morbilidad en el sitio donante.

Entre los diversos huesos que componen el cráneo, el maxilar, la mandíbula y el complejo cigomático se encuentran partes esqueléticas que determinan el contorno de la apariencia facial y permiten la masticación1. Cuando ocurren deformidades craneofaciales congénitas en el esqueleto facial, como el síndrome de Crouzon o Treacher-Collins, microsomía hemifacial o defectos adquiridos debido a traumatismos o tumores, se pueden desarrollar problemas estéticos y funcionales, como desarmonía facial, asimetría facial y problemas masticatorios2. .

El injerto óseo autólogo o la colocación de implantes es el método principal utilizado para tratar estos defectos. Los injertos óseos autólogos son ampliamente biocompatibles; sin embargo, puede haber problemas como morbilidad en el sitio donante, fracaso quirúrgico y dificultad en la reintervención3. En la colocación de implantes no hay morbilidad en la zona donante; sin embargo, puede haber problemas en términos de biocompatibilidad dependiendo del material y un aumento en el costo quirúrgico que acompaña al costo del material4. Además, ambos métodos no están orientados a los defectos con los métodos quirúrgicos convencionales; por lo tanto, no se puede evitar la falta de armonía facial residual después de la cirugía.

Los rápidos avances en la tecnología digital han llevado a un cambio de paradigma en el campo de la cirugía oral y maxilofacial. Por ejemplo, la difusión y el desarrollo de la tomografía computarizada de haz cónico (CBCT), el diseño asistido por computadora (CAD), la fabricación asistida por computadora y las impresoras tridimensionales (3D) han permitido una cirugía rápida y precisa5. En el caso de las impresoras 3D, a diferencia de los materiales de resina que estaban disponibles en los primeros días, actualmente es posible imprimir materiales de titanio cuya biocompatibilidad ya ha sido verificada como implantes dentales6,7.

Este artículo informa los resultados clínicos de seguimiento a largo plazo de la aplicación de implantes de titanio específicos de cada paciente a defectos maxilares, mandibulares y cigomáticos debidos a diversas causas congénitas y adquiridas. La variable de resultado primaria fue la fusión ósea entre el implante y el hueso. Se evaluaron los resultados secundarios, búsqueda de infección posoperatoria, evaluación de la satisfacción, osteólisis, hundimiento del implante de titanio y seguridad.

Se incluyeron un total de 16 pacientes (7 mujeres y 9 hombres) con una edad media de 32,3 ± 14,9 años (rango, 9-78 años). Los pacientes fueron seguidos durante un período medio de 36,7 ± 20,1 meses después de la operación (rango, 8 a 79 meses). Se encontró una fractura de tornillo en uno de cada cinco pacientes que se sometieron a reconstrucción del hueso de la mandíbula durante un período de observación promedio de 48 meses. Dos de los cinco pacientes sometidos a reconstrucción de pómulo fueron sometidos a una cirugía de revisión debido a insatisfacción estética durante un período de observación promedio de 28 meses. No hubo efectos secundarios durante 20 meses en seis pacientes en quienes se reconstruyeron con implantes defectos óseos excesivos causados ​​por cirugía plástica previa.

Se operaron un total de 28 áreas defectuosas, incluidos cinco segmentos mandibulares, nueve cigomas, diez cuerpos, ángulos o mentones mandibulares y cuatro áreas maxilares. En cuanto al abordaje quirúrgico, 11 pacientes fueron sometidos a reconstrucción por vía intraoral, mientras que cinco, por vía submandibular. El tiempo medio de operación quirúrgica fue de 82 (rango, 30-240) minutos. El análisis CBCT mostró que la fusión ósea a los seis meses después de la cirugía fue del 96,5% (27/29). Catorce pacientes se sometieron a cirugía con implantes impresos en 3D y dos pacientes se sometieron a cirugía fabricando implantes mediante métodos de fresado. No se observó osteólisis alrededor de los implantes de titanio impresos en 3D ni de los implantes fresados.

El diseño de la interfaz hueso-implante era de malla o sólido, según se requiriera estabilidad. Como era más probable que la superficie rugosa del implante de titanio tipo malla se osteointegrara en el hueso del receptor, preferimos el tipo de malla en la mandíbula que soporta carga. Los implantes de fusión por haz de electrones (EBM) son más costosos que los implantes de fusión selectiva por láser (SLM); sin embargo, no hubo diferencias en los resultados clínicos según el tipo de diseño de interfaz del implante y el método de impresión 3D. Antes de la cirugía, se instalaron implantes dentales disponibles comercialmente sobre implantes de titanio impresos en 3D. Los pilares de cicatrización se instalaron 6 semanas después de la operación sin complicaciones. Se fabricaron pilares personalizados y los implantes de circonio finales se fabricaron y funcionaron bien. La eficiencia de masticación objetiva medida después de la cirugía aumentó más de tres veces en comparación con la medida antes de la cirugía.

Tres de cada 16 pacientes experimentaron complicaciones de la reconstrucción de titanio impresa en 3D o mediante fresado, como fractura de tornillo, fallo de fijación e insatisfacción posoperatoria. El paciente (No. 4) cuya mandíbula izquierda fue reconstruida experimentó una fractura del tornillo que fijaba el implante mandibular y el lado condilar. Sin embargo, no hubo problemas porque el implante y el hueso ya se habían adherido bien. Al otro paciente (No. 9) se le retiró el implante debido a una consolidación defectuosa entre el arco cigomático y el implante de titanio. En la segunda cirugía, el segmento del arco y el implante se apretaron con un alambre para su fijación. Otro paciente (Nº 10) se quejó de que el lado derecho del cigoma sobresalía demasiado después de la operación. En la segunda operación se retiraron los implantes cigomáticos existentes, se cementaron bien y se fijaron nuevamente. Los pacientes estaban satisfechos con su apariencia facial. La apariencia facial y la función masticatoria mejoraron notablemente y la recuperación postoperatoria fue satisfactoria en todos los pacientes después de un promedio de 27 meses. El detalle de los resultados quirúrgicos y las complicaciones se presentan en la Tabla 1.

Este estudio encontró que los implantes de titanio específicos para cada paciente se utilizaron con éxito para la reconstrucción de defectos craneomaxilofaciales causados ​​por anomalías dentofaciales congénitas o adquiridas durante el seguimiento a largo plazo. Los resultados de los pacientes fueron sostenibles en términos de masticación y estética.

En este estudio, los autores hicieron el primer intento de reducir la carga funcional colocando un implante en un cuerpo de titanio personalizado. Se le dieron dos formas de implante al cuerpo de titanio personalizado y se instalaron coronas temporales después de la cirugía para permitir la oclusión de los dientes opuestos. No hubo déficits funcionales ni complicaciones después de cinco años de seguimiento. De manera similar, en otros estudios, se agregaron formas de implantes a la región molar mandibular y se demostró que los implantes de circonio funcionaban sin problemas durante un año después de la restauración8. También intentamos instalar implantes dentales disponibles comercialmente en implantes de titanio específicos del paciente sin ninguna discrepancia entre los implantes dentales y los impresos en 3D específicos del paciente. Los implantes finales funcionaron de manera óptima durante al menos 30 meses.

La mayoría de los estudios previos se centraron en la calvaria9,10, el suelo orbitario11,12,13, el maxilar14,15 y el hueso alveolar16, donde la carga funcional era mínima. Existen pocos informes sobre implantes de titanio personalizados para áreas sujetas a mayores cargas funcionales, como el cigoma y la mandíbula; sin embargo, este estudio demostró que los implantes de titanio específicos para cada paciente pueden funcionar con éxito en el cigoma y la mandíbula. Es ventajoso en la reconstrucción de la mandíbula, etc., que están sometidas a mucha carga funcional. Como se sugirió en nuestro estudio anterior, la resistencia del implante de titanio específico del paciente fue suficiente para soportar cargas fuertes y repetidas más allá de la presión masticatoria17. Esto está respaldado por el hecho de que no se produjo ninguna fractura mecánica en la prueba de flexión de un solo ciclo con una fuerza de 4490 ± 198 N y en una prueba de fatiga de 1.000.000 de ciclos con una fuerza de 359 a 1122 N en comparación con la presión oclusal (127 a 721 N). ) de una persona normal y sana.

Es posible restaurar con precisión la apariencia actual del paciente. La reconstrucción utilizando tejido autólogo determinará el resultado de la reconstrucción funcional y estética según la habilidad del cirujano durante la cirugía. Sin embargo, el implante de titanio personalizado por el paciente utilizando tecnología digital 3D se puede simular con precisión en un entorno virtual de antemano, de modo que se minimizan los errores durante la cirugía real y la apariencia del defecto se puede reproducir con precisión. Un estudio previo del implante de mentón específico del paciente reveló una precisión de 0,69 mm en traslación mediolateral y 2,01° en la orientación de orientación18. Otro estudio mostró que la discrepancia en la posición de la marilla fue de 1,41 ± 0,58 mm en el grupo de implantes específicos del paciente, mientras que de 2,20 ± 0,94 mm en el grupo convencional para cirugía de doble mandíbula. También permitió una mejor adaptación del sitio y un tiempo operatorio más corto en comparación con los implantes preformados o predoblados5,19.

Para el trasplante de hueso autólogo, como el ilíaco, la tibia y el peroné, se informa que la morbilidad en el sitio donante oscila entre 2,5 y 39%20,21,22,23. En el caso del trasplante de tejido autólogo, existen riesgos de efectos secundarios como infección del sitio donante, retraso en la curación, disminución de las funciones sensoriales y motoras y falla en el injerto del tejido trasplantado21. Sin embargo, en el caso de implantes de titanio específicos para cada paciente, la morbilidad en la zona donante no puede producirse en absoluto. La literatura previa también respalda que las complicaciones relacionadas con otros materiales, infecciones y desprendimientos son raras en implantes específicos de cada paciente24.

Se han informado varios eventos adversos, incluidas fracturas de tornillos, fallas de fijación e insatisfacción posoperatoria. Todas las complicaciones se resolvieron mediante la retirada del dispositivo de fijación o la reintervención. Los autores explicaron lo siguiente a los pacientes cuando obtuvieron el consentimiento informado antes de la cirugía: (1) El fallo del implante puede provocar una infección. (2) Intentaremos fijar el implante con la mayor precisión posible utilizando una guía; sin embargo, no podrá colocarse donde estaba previsto. Por lo tanto, puede ser necesaria una nueva operación. (3) Si hay una lesión alrededor del implante, la tomografía computarizada (TC) y la resonancia magnética pueden ser un desafío (artefactos). Por lo tanto, si es necesario un diagnóstico por imágenes, primero se debe retirar el implante. (4) De lo contrario, es posible que no se produzca la osteointegración. (5) puede ocurrir insatisfacción estética. (6) también puede ocurrir asimetría facial. Como se explicó de antemano, los pacientes cooperaron.

El titanio, que tiene un módulo de elasticidad similar al del hueso humano y resistencias a la tracción y a la compresión significativamente altas, ha sido reconocido por su alto valor clínico como material en la reconstrucción ósea25. Se cree que la estructura porosa del titanio es eficaz para resolver el desajuste entre el módulo de elasticidad y el hueso humano26. Además, la estructura de malla proporcionó espacio para la formación y el crecimiento interno del hueso27. Se ha informado que la porosidad de una estructura ideal para la regeneración ósea es superior al 66%28. Además, la forma de los poros de las estructuras influye en la osteogénesis a través de la proliferación celular. Bidan et al. demostraron que la optimización de la forma de los poros mejora la tasa de crecimiento del tejido óseo en una estructura porosa y las células crecen más rápidamente dentro de los poros cuadrados29.

Según nuestra experiencia, si todo el implante de titanio está diseñado para ser poroso, se produce fricción con el tejido blando durante el proceso de inserción del implante, lo que puede dañar el tejido blando y provocar una resistencia considerable a la inserción. Por tanto, es importante que la superficie en contacto con el tejido blando sea sólida y esté bien pulida. La superficie donde el implante de titanio está en contacto con el hueso existente puede ser sólida o porosa, y cada una tiene sus propias ventajas y debilidades.

Teniendo en cuenta la osteointegración o la protección contra tensiones, se recomienda una estructura porosa, pero si se retira debido a la insatisfacción del paciente y a diversas razones, es mejor fabricar una estructura sólida. En el caso de la reconstrucción mandibular con pérdida de continuidad, la superficie de contacto con el hueso del implante específico del paciente era porosa. Recientemente, se ha utilizado una estructura sólida por razones estéticas como la reconstrucción del hueso cigomático.

En este estudio, se fabricó un cuerpo de titanio utilizando SLM y EBM. SLM permite la fabricación aditiva con metales como el titanio a alta temperatura de sinterización; sin embargo, debido a la precisión dimensional limitada y la escasa rugosidad de la superficie, se están realizando mejoras en el proceso para mejorar sus propiedades30,31. La EBM utiliza un haz de electrones en lugar de un rayo láser para sinterizar o fusionar los materiales. EBM se puede utilizar para fabricar geometrías complejas escaneando cada capa transversal de forma selectiva, a diferencia de SLM32. En este estudio, el implante de titanio no causó ningún problema en la fijación y ajuste de los orificios de los tornillos. No hubo diferencias en los resultados clínicos según el método de impresión 3D.

Las limitaciones de este estudio fueron que solo se permitieron metales prefabricados para implantes de articulación temporomandibular total, y en países como Corea no se permitieron fosas ni piezas específicas del paciente. Aunque fue posible conectar y aplicar implantes de titanio específicos para cada paciente a un producto prefabricado, es necesario mejorar las regulaciones legales para una aplicación más segura y precisa de los implantes de titanio específicos para cada paciente. Además, queda por resolver el elevado coste de diseño y producción33. A pesar de estas limitaciones, nuestro estudio tuvo varios méritos. Este es el primer informe que resume los implantes de titanio impresos en 3D que soportan carga. En segundo lugar, este estudio aplicó implantes dentales disponibles comercialmente en titanio impreso en 3D específico para el paciente que comprende un hueco roscado. Como se revela en otros estudios, todavía existe la necesidad de mejorar la precisión volumétrica y la reproducibilidad de la rosca de los tornillos; por lo tanto, puede que no sea adecuado para su uso con implantes disponibles comercialmente7. La anchura/barrera biológica restringida del soporte mucoso en entornos orales contaminados plantea un alto riesgo de infección. Además, carece de recuperabilidad cuando se produce infección o fractura de implantes34. Sin embargo, en nuestro estudio, se superaron estas imperfecciones de volumen y el tornillo del implante comercial se reprodujo y fijó con precisión. Los pacientes utilizaron implantes sin ningún problema funcional significativo. Nuestro estudio no mostró eventos adversos en ningún paciente. Este estudio retrospectivo demostró que una excelente osteointegración de un implante promueve una fusión eficaz.

Finalmente, basándose en los casos anteriores, se presentaron pautas para el uso de un implante de titanio específico para cada paciente.

Un defecto de continuidad del hueso facial limitado al tejido duro para el cual ya se ha realizado una reconstrucción y no existe una opción de reconstrucción adecuada.

Si existe un defecto óseo leve o moderado debido a una preparación ósea excesiva previa en un paciente con osteoplastia facial.

En caso de exigencias estéticas elevadas, como la corrección de asimetrías esqueléticas finas.

Áreas que requieren soporte de carga funcional, como la mandíbula.

Cuando se requiere reconstrucción simultánea con implantes dentales.

Casos que requieren reconstrucción tisular compleja de tejidos duros y blandos.

Pacientes con hipersensibilidad al material de titanio.

Pacientes que requieren un seguimiento continuo mediante imágenes radiográficas como CT o MRI (pueden producirse artefactos).

Este estudio de seguimiento a largo plazo reveló que los implantes de titanio específicos para cada paciente tienen resultados satisfactorios cuando se utilizan para diversos defectos en las regiones oral y maxilofacial. Un implante de titanio impreso en 3D se puede utilizar eficazmente en la reconstrucción del cigoma y la mandíbula en lugar de hueso autógeno sin morbilidad en el sitio donante.

Este estudio retrospectivo fue revisado y aprobado por la Junta de Revisión Institucional del Hospital Universitario Chung-Ang (IRB No. 2103-007-19,358). Este estudio de caso se realizó utilizando las pautas de la lista de verificación de CARE. Todos los métodos utilizados en este estudio se realizaron de acuerdo con los principios de la Declaración de Helsinki. Los autores confirmaron que se obtuvo el consentimiento informado por escrito de todos los sujetos y/o de sus tutores legales para la publicación de información/imágenes, y los pacientes aceptaron revelar sus fotografías faciales con fines académicos. En este estudio se inscribieron dieciséis pacientes (siete hombres y nueve mujeres), que se sometieron a reconstrucción maxilofacial con 28 implantes de titanio específicos del paciente. La Tabla 2 resume las características demográficas, las causas de los defectos, el diseño del implante, las operaciones combinadas, los métodos de impresión 3D y los períodos de seguimiento. La CBCT se realizó inmediatamente y 6 meses después de la cirugía. La fusión entre el implante y el hueso se evaluó mediante CBCT 6 meses después de la cirugía. También se evaluaron la inmovilización del implante, la osteólisis, el hundimiento del implante de titanio y la seguridad 6 meses después de la cirugía. Se cargó en el software In Vivo 5 (Anatomage, San José, CA, EE. UU.) un archivo CT de imágenes digitales y comunicaciones en medicina (DICOM), tomado 6 meses después de la cirugía. Para evaluar la fusión ósea, se realizó una evaluación multiplanar en la interfaz implante-hueso. La “fusión” se define como el caso en el que se produce un contacto óseo completo en > 50 % del área de interfaz total donde el implante se une al hueso sin osteólisis. La osteólisis alrededor de los implantes y el hundimiento del hueso circundante se midieron mediante cortes axiales, sagitales y coronales. En la reconstrucción utilizando un cuerpo mandibular de titanio, incluido un implante dental, el grado de función masticatoria se evaluó utilizando un analizador automático de capacidad masticatoria (ANA-902, As One, Osaka, Japón). El paciente masticó 30 veces la gomita de β-caroteno, desarrollada exclusivamente para el dispositivo de prueba, y luego la colocó en un vaso de precipitados con una solución acuosa y la cargó en el dispositivo de prueba (Fig. 1). Después de enjuagar y disolver el β-caroteno, el dispositivo midió automáticamente el área de la superficie midiendo la concentración de β-caroteno, que cambió según el voltaje fotométrico. A medida que aumentaba la superficie de la gelatina, el voltaje medio de la luz roja disminuía. El voltaje medido se convirtió en el área de superficie del dispositivo usando una relación equivalente. El área de superficie derivada se utilizó como medida de la función masticatoria.

Reproducido de Lee UL et al. J Cirugía Oral Maxilofac. 2016 Jul;74(7):1501.e1-1501.e15, con permiso de Elsevier Inc. (F) Paciente mujer de 26 años cuya mandíbula estaba desviada hacia el lado izquierdo más de 10 cm. (G) La fotografía facial posoperatoria muestra que la cara es simétrica y la mandíbula ya no está desplazada hacia la izquierda. (H) Para superar estos problemas, Medyssey Inc fabricó una mandíbula de titanio impresa en 3D. Por el momento, la Administración de Alimentos y Medicamentos de Corea no aprueba articulaciones específicas para pacientes. Por lo tanto, conectamos una articulación temporomandibular prefabricada a una mandíbula impresa en 3D. (I, J) Imágenes CBCT reconstruidas en 3D preoperatorias y posoperatorias. (K) Una paciente de 78 años tenía un defecto mandibular segmentario derecho después de una mandibulectomía debido a una neoplasia maligna; (L) la mandíbula se reconstruyó con éxito con un implante de titanio impreso en 3D.

Reconstrucción con titanio de defectos mandibulares inducidos por tumores. (A) Paciente femenina de 25 años fue remitida para reconstrucción de mandíbula izquierda y corrección de asimetría facial; (B) Fotografía postoperatoria de la paciente femenina. (C) Se fabricó una mandíbula impresa tridimensional (3D) de titanio. Los dos pilares que enfrentaban la fosa central del molar superior fueron diseñados para restauración protésica. También se imprimieron coronas temporales en 3D. (D, E) Imágenes de tomografía computarizada de haz cónico (CBCT) reconstruidas en 3D preoperatorias y posoperatorias.

Utilizando una escala visual analógica (0-10), se encuestó a los pacientes sobre el grado de satisfacción funcional y estética 6 meses después de la cirugía.

Los pacientes incluidos en el estudio tenían defectos maxilofaciales debido a diversas causas [síndrome de Crouzon (1), síndrome de Treacher-Collins (2), trauma (1), macrosomía hemifacial (1), resección de tumores malignos (2), ameloblastoma (2), malformación arteriovenosa (1), asimetría facial iatrogénica (2), deformidad dentofacial s/p cirugía plástica (4)]; se dividen en términos generales en cuatro categorías y se analizan.

Cinco pacientes tuvieron defectos mandibulares debido a la resección del tumor. Entre ellos, una mujer de 25 años (No. 1) tenía un defecto en el cuerpo, ángulo y cóndilo mandibular izquierdo como resultado de la resección de un ameloblastoma. Además, el paciente tenía una maloclusión y desviación de la línea media hacia el lado del defecto (Fig. 1A-E). Por lo tanto, la cirugía ortognática y la reconstrucción mandibular se realizaron con un implante de titanio impreso en 3D instalado con un cóndilo prefabricado y un pilar artificial que restauró el diente posterior mandibular. Otra mujer de 26 años (N° 3) tuvo un caso similar al del caso n°. 1. Sin embargo, en su caso la fosa condilar izquierda y la cabeza fueron destruidas. Como la Administración de Alimentos y Medicamentos de Corea no aprobó las articulaciones específicas para cada paciente, se utilizó un cóndilo de titanio personalizado más una fosa condilar prefabricada (Zimmer Biomet, Varsovia, Indiana, EE. UU.) (Fig. 1F-J). Una mujer de 78 años (No. 2) tenía un defecto mandibular segmentario derecho después de una mandibulectomía debido a una neoplasia maligna. A pesar de su avanzada edad, la mandíbula se reconstruyó con éxito utilizando un implante de titanio impreso en 3D (Fig. 1K,L). Un hombre de 27 años (No. 4) tenía defectos mandibulares debido a la resección de un ameloblastoma. La reconstrucción se realizó utilizando una mandíbula de titanio con un tornillo hembra para la colocación de implantes dentales (Fig. 2). El último paciente (No. 5) tenía un defecto mandibular por malformación arteriovenosa. Debido a que el crecimiento mandibular quedó inhibido después de la resección masiva, se observaron asimetría y retrognatismo severos. Por lo tanto, se realizó cirugía ortognática y reconstrucción mandibular con titanio.

Implante dental sobre mandíbula de titanio. (A) Radiografía panorámica inicial del paciente (27/M); La resección del ameloblastoma s/p y el colgajo libre de peroné fracasaron. (B) Para restaurar la función masticatoria del paciente, se diseñaron dos orificios para colocar implantes dentales. (C) Se colocaron dos implantes Osstem en la mandíbula de titanio; (D) Se colocó bajo anestesia general un implante mandibular impreso tridimensional de titanio con un implante dental prefabricado. (E) La segunda cirugía de implante se realizó 6 semanas después de la operación. (F) El tratamiento protésico se realizó utilizando un pilar personalizado y coronas temporales. (G, H) El paciente masticó la gelatina amarilla 30 veces y se midió el área de la superficie para ver qué tan bien se masticaba la gelatina. La eficiencia de la masticación medida después de la cirugía aumentó tres veces en comparación con la anterior a la cirugía.

Se inscribieron una mujer de 18 años (No. 6) y un niño de 9 años (No. 7) con síndrome de Treacher-Collins (Fig. 3A, B). No tenían problemas respiratorios ni paladar hendido. Sin embargo, tenían huesos cigomáticos muy subdesarrollados, hipoplasia del borde orbitario inferior, braquicefalia y estrechamiento bitemporal. Además, tenían los párpados en ángulo hacia abajo y los párpados superiores e inferiores caídos. Para corregir la deficiencia mediofacial, se realizó un aumento del cigoma y del borde orbitario con un implante de titanio impreso en 3D en la paciente número 6 (Fig. 3C, D), que era una mujer que completó su crecimiento esquelético. El paciente 7 era un niño de 9 años que también tenía deficiencia mediofacial (Fig. 3E-G); por lo tanto, diseñamos implantes de reconstrucción del cigoma y del borde orbitario para lograr los mejores resultados. El implante utilizado en la primera cirugía fue diseñado para que se pudiera colocar un nuevo implante sobre él si el paciente sentía que el volumen del cigoma era insuficiente durante el crecimiento después de la primera cirugía (Fig. 3H). El segundo implante (Fig. 3I) fue diseñado virtualmente. Había seis orificios en el implante cigomático que se usaron en la primera cirugía, tres de los cuales se usaron para fijar el implante cigomático en la primera cirugía y los tres orificios restantes se usaron en la siguiente cirugía (Fig. 3H). La prótesis de titanio se instaló y verificó en un modelo prototipo rápido (Fig. 3J). El área del pómulo del paciente mejoró naturalmente después de la cirugía (Fig. 3K,L).

Fotografías de pacientes con síndrome de Treacher-Collins. (A) Una mujer de 18 años con la parte media de la cara deprimida y el canto y los párpados laterales hacia abajo. (B) Una radiografía tridimensional (3D) del esqueleto facial. (C) Un implante cigomático impreso en 3D hecho a medida. (D) Fotografías faciales antes y 12 meses después de la cirugía. El volumen del área orbital y cigomática aumentó. El paciente tiene un rostro normal después de una cirugía simple; (E, F) Aspecto facial de un niño de 9 años con síndrome de Treacher-Collins. (G) Cigoma y hueso orbitario subdesarrollados. (H, I) Considerando el crecimiento, solo se utilizaron tres de seis orificios para fijar el implante cigomático. Los otros tres agujeros restantes se utilizaron para la segunda cirugía. (J) Se fabricó un cigoma impreso en 3D de titanio. (K, L) Las fotografías faciales, tomadas 3 meses después de la cirugía, muestran que el volumen del cigoma y el área orbitaria aumentaron.

Un hombre de 24 años (No. 8) con síndrome de Crouzon presentó distopía orbitaria, exoftalmos y depresión malar. Ya había sido sometido a una cirugía de dos mandíbulas; sin embargo, quería un contrafuerte cigomático más prominente y una parte media de la cara natural. El aumento del cigoma se realizó mediante un implante cigomático para corregirlo. Otra mujer de 24 años (n° 9) tenía una consolidación defectuosa del cuerpo cigomático derecho, que estaba deprimido en comparación con el lado opuesto. Se sometió a una malarplastia de reducción bilateral en una clínica local. El defecto cigomático se reconstruyó con un implante de titanio.

Un hombre de 20 años (Nº 10) sufrió complicaciones postraumáticas tras un accidente de tráfico. El paciente se sometió a reducción abierta y fijación interna por fracturas de la parte media de la cara; sin embargo, la depresión mediofacial, especialmente en el área cigomática, permaneció como efecto secundario. Por lo tanto, el aumento cigomático se realizó mediante un implante de titanio.

Un hombre de 25 años (No. 11) con macrosomía hemifacial fue clasificado con deformidad mandibular tipo I de Pruzanksky. El paciente no experimentó ningún problema de audición. Sin embargo, el paciente tenía una leve hipoplasia de la rama derecha y aplanamiento del cóndilo y la fosa glenoidea. La mandíbula era retrusiva y había una gran discrepancia en el volumen óseo entre los ángulos mandibulares izquierdo y derecho. Como el paciente tenía una maloclusión esquelética acompañante, se realizó mediante cirugía ortognática un aumento unilateral del ángulo mandibular con un implante de titanio impreso en 3D. Un hombre de 36 años (No. 12), al que se le realizó una resección de ambos ángulos mandibulares en una clínica local, tenía asimetría facial. El ángulo mandibular izquierdo estaba sobrereseccionado en comparación con el lado opuesto. La reconstrucción del ángulo izquierdo se realizó mediante un implante de titanio. Otro hombre de 31 años se sometió a una genioplastia en una clínica local porque quería restaurar la longitud de la mandíbula. Se realizó un aumento de mentón con implantes de mentón de titanio de dos piezas (Fig. 4A-D).

Cirugía restauradora. (A) Un paciente masculino de 31 años se sometió a una genioplastia en una clínica local. Quería restaurar la longitud de la mandíbula. (B) Diseño asistido por ordenador de un implante y guía de mentón. (C) Se realizó un aumento de mentón, con implantes de mentón de titanio de dos piezas. (D) Tres meses después de la cirugía, el paciente estaba satisfecho con la longitud del mentón. (E, F) Una mujer de 21 años quería que le restauraran la mandíbula superior e inferior igual que antes de la cirugía ortognática. Planificamos un movimiento descendente de 5,31 mm en el n.° 16 (primer molar superior derecho), 4.69 mm en el n.° 26 (primer molar superior izquierdo) y 3.5 mm en el n.° 11 (incisivo central superior derecho) y el n.° 21 (incisivo central superior izquierdo). ). Se diseñaron placas de titanio impresas en tres dimensiones (3D) que levantaban y fijaban el maxilar para evitar el colapso del maxilar y soportar los huesos del bloque. (G) El bloque estaba bien fijado y recubierto por placas de titanio impresas en 3D.

Una mujer de 21 años (Nº 14) se sometió a una cirugía de doble mandíbula en una clínica local y se quejó de que sus dientes no eran visibles y que su mandíbula inferior estaba demasiado retrusiva después de la cirugía. Ella quería que le restauraran la mandíbula superior e inferior antes de la cirugía. Planificamos un movimiento descendente de 5,31 mm en el n.º 16 (primer molar superior derecho), 4,69 mm en el n.º 26 (primer molar superior izquierdo) y 3,5 mm en los n.º 11 y n.º 21 (incisivos superiores). Las placas de titanio impresas en 3D que levantaron y fijaron el maxilar fueron diseñadas para evitar el colapso maxilar y soportar el bloque óseo (Fig. 4E-G).

Preoperatoriamente se obtuvieron imágenes CBCT (3D eXam, KaVo Dental GmbH, Biberach, Alemania). Los datos CBCT de las regiones maxilofaciales se obtuvieron con un tamaño de vóxel de 0,4 mm y matrices de 512 × 512 utilizando 120 kVp (voltaje), 11 mA (corriente), tiempo de escaneo de 17,8 s y un campo detector de 12 pulgadas. Los datos de los pacientes se almacenaron en formato DICOM. Además, la dentición se escaneó utilizando un escáner intraoral de diodo de emisión de luz (I-500, Medit corp, Seúl, Corea). La CBCT y los datos escaneados se reconstruyeron en imágenes óseas en 3D utilizando el programa Mimics (Materialise Co., Lovaina, Bélgica). Después de combinar los datos de la CBCT y la exploración de oclusión, el complejo dentoesquelético se alineó de modo que el plano horizontal de Frankfurt fuera paralelo al plano oclusal en oclusión céntrica. Posteriormente, se diseñó un implante virtual de titanio para mejorar la asimetría utilizando el software 3-Matics (Materialise Co, Lovaina, Bélgica). En el caso de un pilar artificial o un implante dental femenino, la ubicación y la angulación de los dientes virtuales se alinearon de manera que el eje del diente estuviera hacia la fosa central del diente opuesto. Los modelos virtuales finales se exportaron como archivos estereolitográficos.

Se adoptó un método de impresión 3D utilizando EBM (Odyssey, Seúl, Corea) o SLM (Cusmedi co., Ltd, Gyeonggi-do, Corea). La materia prima de impresión fue un polvo de grado médico Ti-6Al-4 V-ELI (Arcam A1, Arcam, Molndal, Suecia). En el sistema EBM, el haz de electrones enfocado se escaneaba en forma de trama sobre cada capa sucesiva de polvo, que se alimentaba por gravedad desde contenedores de polvo y se rastrillaba en capas sucesivas de aproximadamente 50 mm de espesor. Los componentes del edificio se bajaron sobre la mesa de construcción al completar cada capa sucesiva. Cada capa de polvo recién rastrillada fue escaneada inicialmente por el haz después de aproximadamente 11 pasadas con una corriente de haz de aproximadamente 35 mA, para precalentar cada capa a aproximadamente 60 °C. A esta capa precalentada normalmente le seguía una corriente de haz de 4 mA. El escaneo de fusión fue impulsado por un programa CAD 3D que fundía solo áreas seleccionadas de la capa para agregar metal a la construcción. En el sistema SLM, el polvo de titanio para impresión era polvo de aleación Ti-6Al-4 V (M2, Concept Laser, Lichtenfels, Alemania). Se distribuyeron uniformemente capas finas de polvo fino de titanio atomizado sobre una placa de sustrato mediante fusión láser selectiva utilizando un mecanismo de recubrimiento. Esto tiene lugar dentro de una cámara que contiene una atmósfera estrictamente controlada de gas inerte, ya sea argón o nitrógeno, con niveles de oxígeno inferiores a 500 ppm. Una vez distribuida cada capa, cada porción bidimensional de la geometría de la pieza se fusiona fundiendo selectivamente el polvo. Esto se logra con un rayo láser de alta potencia, generalmente un láser de fibra de iterbio de cientos de vatios. La energía del láser era lo suficientemente intensa como para permitir la soldadura completa de las partículas para formar un metal sólido. El proceso se repite capa por capa hasta completar la pieza.

En dos pacientes, los implantes se fabricaron mediante el método de fresado (No. 15, 16). Estos pacientes querían nuevamente una cirugía de refuerzo después de una reducción excesiva de la mandíbula inferior. En un paciente, el aumento se realizó sólo en el área del mentón; en el otro paciente, el aumento se realizó en el mentón, el cuerpo y las áreas angulares.

Todas las muestras se limpiaron en un limpiador ultrasónico con etanol anhidro durante 15 min. Esto se debía a que la superficie todavía contenía partículas de metal. Antes de la cirugía, la prótesis se esterilizó según procedimientos habituales en un autoclave médico a 134 °C durante más de 3 minutos.

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Este trabajo fue financiado por una subvención del Proyecto de I+D de Tecnología Sanitaria de Corea, el Instituto de Desarrollo de la Industria de la Salud de Corea (KHIDI) y el Ministerio de Salud y Bienestar de la República de Corea (Número de subvención: HI18C1224).

Estos autores contribuyeron por igual: Ho-Kyung Lim, Young-Jun Choi, In-Seok Song y Ui-Lyong Lee.

Departamento de Cirugía Oral y Maxilofacial, Hospital Guro de la Universidad de Corea, Seúl, República de Corea

Ho Kyung Lim

Departamento de Cirugía Oral y Maxilofacial, Facultad de Medicina de la Universidad Chung-Ang, Seúl, República de Corea

Young Jun Choi

Departamento de Ortodoncia, Centro Dental, Hospital Universitario Chung-Ang, Seúl, República de Corea

Won Cheul Choi

Departamento de Cirugía Oral y Maxilofacial, Hospital Anam de la Universidad de Corea, Seúl, República de Corea

Canción de In-Seok

Departamento de Cirugía Oral y Maxilofacial, Centro Dental, Hospital Universitario Chung-Ang, Seúl, República de Corea

Ui-Lyong Lee

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HKL participó en la recopilación de datos y escribió el manuscrito. HKL, YJC, WCC, ISS y ULL participaron en el diseño del estudio y la interpretación de los datos para el trabajo. ISS y ULL participaron en el diseño del estudio, la adquisición, el análisis y la redacción del manuscrito. WCC, revisó el trabajo en busca de contenido intelectual importante. Todos los autores leyeron y aprobaron la versión final de este manuscrito. Todos los autores aceptan que todos los aspectos del trabajo garanticen que las preguntas relacionadas con la exactitud o integridad de cualquier parte del trabajo se investiguen y resuelvan adecuadamente.

Correspondencia con In-Seok Song o Ui-Lyong Lee.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Lim, HK., Choi, YJ., Choi, WC. et al. Reconstrucción de defectos óseos maxilofaciales mediante implantes de titanio de larga duración específicos del paciente. Representante científico 12, 7538 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-11200-0

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Recibido: 27 de octubre de 2021

Aceptado: 13 de abril de 2022

Publicado: 09 de mayo de 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-11200-0

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