Individuální náhrady skeletálních defektů

Horák Z, Jirman R., Mazánek J.

Laboratoř biomechaniky člověka Stomatologická klinika 1LF UK a VFNFakulta strojní 1 lékařská fakultaČeské vysoké učení technické v Praze Univerzita Karlova v Praze

2/16

Úvod: Umělé náhrady

• Čím složitější biologický systém je nahrazován, tím obtížněji ho lze nahradit pomocí umělých náhrad

• Plná náhrada „pouze“ některých mechanických vlastností

• Chybí vlastnosti biolog. tkání: proces hojení, adaptace na zatížení atd.

• Chybí vlastnosti biolog. systémů: biochemické procesy, řízení a koordinace pohybu atd.

3/16

Úvod: Umělé náhrady

Omezení:• Optimalizace tvaru náhrady (velikost

sil, operační postup, funkce)• Spotřeba energie• Miniaturizace• Řízení systémů• Interakce technických a biolog. mat.

4/16

Cíl projektu

Cílem celého projektu je vytvoření rychlé, přesné a efektivní metodiky návrhu a výroby individuálních náhrad pro pacienty s rozsáhlými skeletálními defekty pro klinické použití ISO 13485, ISO 9001

Individual implant is after approving by the

surgeon send to the manufacturing

Manufacturing of the plastic

model of implants for validation

Sterile individual implant made from the optimal biomaterial is

expedite to the hospital

5/16

Individuální náhrady

Aplikace individuálních náhrad:Neurochirurgie: kranioplastiky, náhrady

rozsáhlých kostních defektů lebky atd.Maxillofaciální chirurgie: náhrady kostních

defektů po onkologické léčbě, rozsáhlé poúrazové defekty, atd.

Ortopedie: individuální náhrady rozsáhlých defektů používaných současně s konvenčními náhradami např. kloubů

Plastická chirurgie

Biomateriály používané k výrobě implantátů:UHMWPE vysokomolekulární polyetylenPEEK poly-ether-ether-ketonSlitiny titanu Ti6Al4V ELIPMMA poly-metyl-metacrylat

6/16

Metoda a materiály: Technologické možnosti

• Segmentace biologických tkání z CT a MRI snímků (Mimics)

7/16

Metoda a materiály: Technologické možnosti

• Segmentace biologických tkání z CT a MRI snímků (Mimics)• Výroba fyzických 3D modelů - Rapid Prototyping

8/16

Metoda a materiály: Technologické možnosti

• Segmentace biologických tkání z CT a MRI snímků (Mimics)• Výroba fyzických 3D modelů - Rapid Prototyping• Analýzy pomocí metody konečných prvků (MKP)

9/16

Metoda a materiály: Technologické možnosti

• Segmentace biologických tkání z CT a MRI snímků (Mimics)• Výroba fyzických 3D modelů - Rapid Prototyping• Analýzy pomocí metody konečných prvků (MKP) • CNC obrábění• Čištění a sterilizace

10/16

Klinické aplikace

NeurochirurgieŽena 34 let benigní tumor na mozkuPředchozí neúspěšná náhrada defektu vyrobená z PMMA

11/16

Klinické aplikace

Neurochirurgie

12/16

Klinické aplikace

Maxillofaciální chirurgieŽena 54, zhoubný nádor na uzlinách, v důsledku léčby resekce poloviny dolní čelisti

13/16

Klinické aplikace

Maxillofaciální chirurgie

14/16

Klinické aplikace

OrtopedieMuž 65 let, psoriatická artritida, rozsáhlý defekt mediálního kondylu tibie, nutný augmentát společně s konvenční náhradou kolenního kloubu

15/16

Závěr

Výhody individuálních náhrad• Precizní tvar náhrady => vynikající estetický vzhled• Výrazné snížení času operace => snížení zátěže pro pacienta• Komfort pro operatéra

Nevýhody individuálních náhrad• Vyšší cena implantátů• Výběr optimální indikace (volba materiálů)• Vyšší požadavky na plánování operačního výkonu• Požadavky na kvalitní CT skenování

16/16

Děkuji za pozornost

další informace můžete najít nawww.biomechanika.cz