下顎骨退縮の垂直方向のベクトルを可能にするカスタムインプラントの開発と外科的応用

Development and surgical application of a custom implant that enables a vertical vector of mandibular distraction.

• Alba Gonzalez Alvarez
• Lawrence Dovgalski
• Peter Ll Evans
• Steven Key

抄録

半顔面小顔症は、下顎と耳が未発達で、顔面が非対称になる先天性の奇形です。ディストラクション骨形成術は、重度の半顔面小顔症の場合には、2つのセクションに分けられた骨の部分を徐々に長くして、骨の充填を促進させる手術法です。骨の最終的な形状は、ディストラクションの位置とディストラクションのベクトルに依存する。この論文では、下顎非対称性を矯正するためにディストラクションを必要とした重度の半顔面小顔症を有する7歳の患者の複雑な臨床症例を紹介する。デジタル技術を用いて術前の手術計画を仮想的に立案した。最適な対称性を得るためには、「市販の」気晴らし器では得られない垂直方向の気晴らしが必要でした。その結果、三次元印刷されたチタン製のインプラントは、標準的な気晴らし装置の下側プレートに取り付けるスペーサーとして設計され、垂直方向のベクトルの達成を可能にしました。スペーサーを追加することで、ディストラクタの下側のフットプレートは骨に直接固定されず、ディストラクションのベクトルは患者の解剖学的輪郭ではなく、スペーサーの形状によって決定されました。バーチャルプランを手術室に翻訳するために、手術ガイドが作成された。このガイドにより、歯芽や下歯槽神経への潜在的な損傷を防ぐことができた。この記事では、以下を実現したカスタム装置の3次元コンピュータ支援設計とアディティブ・マニュファクチャリングについて説明します。(1)下顎の健康な側を操作することなく、ディストラクション手術後の下顎の対称化、(2)実現可能でより安全な手術ソリューション、(3)ディストラクションのより広い範囲のベクトルを可能にする革新的な方法であり、将来のディストラクション骨形成の治療に新たな展望をもたらした。

Hemifacial microsomia is a congenital malformation that involves the underdevelopment of the mandible and the ear leading to facial asymmetry. Distraction osteogenesis is the gold standard surgical procedure for severe cases of hemifacial microsomia in which two sectioned bone parts are lengthened gradually to promote bony infill. The final shape of the bone depends on the position of the distractor and the vector of distraction. This article presents a complex clinical case of a 7-year-old patient with severe hemifacial microsomia that required distraction to correct mandibular asymmetry. Digital technology was applied to virtually plan the surgery pre-operatively. Optimal symmetrisation required a vertical vector of distraction that none of the 'off-the-shelf' distractors could provide. Consequently, a three-dimensional printed titanium implant was designed as a spacer to be attached to the inferior plate of a standard distractor, allowing the achievement of a vertical vector. By adding the spacer, the inferior footplate of the distractor was not directly fixed to bone and the vector of distraction was not dictated by the anatomical contour of the patient but by the shape of the spacer. Surgical guides were created to translate the virtual plan to the operating room. The guides prevented potential damage to tooth buds and the inferior alveolar nerve. This article describes the three-dimensional computer-aided design and additive manufacture of the custom devices that delivered the following: (1) symmetrisation of the mandible after distraction surgery without manipulation of the healthy side of the mandible; (2) a feasible and safer surgical solution; and (3) an innovative method that enables a wider range of vectors of distraction, bringing new prospects to the treatment of distraction osteogenesis in the future.