Имплантат для протезирования скуло-орбитального комплекса

Изобретение относится к медицине, в частности к лицевой хирургии, и может быть использовано при протезировании скуло-орбитального комплекса с использованием имплантата, изготовленного методом послойного селективного лазерного плавления. Имплантат для протезирования скуло-орбитального комплекса выполнен в виде изогнутой пластины, имеющей форму неправильного четырехугольника с лобным и височным отростками, выпуклой наружной поверхностью и внутренней вогнутой поверхностью, между которыми выполнена пористая структура, а также снабженной полосой, формирующей глазничную поверхность, при этом имплантат выполнен из титана и по периметру выполнен из сплошного титана, а пористая структура выполнена трехмерной с ячейками, представляющими собой тетраэдр, додекаэдр или октаэдр, образованные множеством несущих ребер и распорок, при этом на концах лобного и височного отростков, а также в области верхней челюсти, пластина дополнительно снабжена средствами крепления к лицевым костям, а полоса, формирующая глазничную поверхность, выполнена в виде дополнительного отростка и снабжена множеством сквозных отверстий. Использование имплантата обеспечивает индивидуальное совмещение с протезируемой лицевой областью и требуемые механические характеристики: предел прочности области из сплошного титана не менее 450 МПа на растяжение, упругость балочной структуры 10-30 ГПа при пределе прочности не менее 7 МПа на сжатие. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к медицине, в частности, к челюстно-лицевой хирургии и может быть использовано для реконструкции (восстановления) скуло-орбитального комплекса с использованием имплантата, изготовленного методом послойного селективного лазерного плавления.

Известен скуловой имплантат, примыкающий к глазной впадине, представляющий собой четырехконечный трехмерный ассиметричный объект, имеющий наружную выпуклую поверхность и внутреннюю вогнутую поверхность, которые сливаясь, образуют четыре края, при этом в области скуловой дуги имплантат снабжен отростком, перекрывающим часть скуловой дуги (US 4790849, A61F 2/00, A61F 2/10, опубликовано 13.12.1988).

Недостатком известного скулового имплантата является его преимущественное использование в косметической хирургии для достижения эстетических целей, не требующих обеспечения высоких механических характеристик имплантата для соединения элементов черепа. В связи с этим, известный скуловой имплантат изготавливают из силикона, силиконовой резины, жесткого пластика и т.п.

Известен сетчатый имплантат, используемый при лечении скуло-орбитального комплекса, который выполнен из перфорированного полимера в виде равнобедренной трапеции с закругленными углами и параллельными дугообразными основаниями. Имплантат снабжен конусообразными отверстиями для его фиксации по переднему краю орбиты (RU 2476161, А61В 17/00, A61F 2/28, опубликовано 27.02.2013).

Недостатком известного имплантата является его низкие механические характеристики.

Известен имплантат для протезирования костей черепа, в частности, скуло-орбитального комплекса, выполненный в виде изогнутой сетчатой перфорированной пластины из титана или его сплава, повторяющей геометрию подлежащих протезированию костей черепа, причем сетчатая пластина выполнена составной и снабжена сквозными отверстиями для прохода крепежных винтов. Способ изготовления известного имплантата включает компьютерную томографию части черепа с дефектом, получение из томограммы цифровой трехмерной модели части черепа с дефектом, проектирование модели с поверхностью имплантата и ее файла, изготовление на 3D-принтере пластиковой модели с поверхностью имплантата и пластиковой модели части черепа, изготовление сетчатого перфорированного имплантата его изгибом по поверхности сборки из пластиковой модели, приварка дополнительных элементов при формировании изгибов (RU 2638894, A61F 2/28, А61В 17/80, опубликовано 20.10.2016).

Недостатком известного импланта является трудоемкость его изготовления, а также сложность обеспечения требуемой жесткости конструкции имплантата и стабильности его механических характеристик при воздействии внешних нагрузок.

Наиболее близким по технической сущности является скуловой имплантат (выбранный в качестве прототипа) в виде изогнутой пластины из силикона, имеющей форму неправильного четырехугольника, при этом пластина снабжена лобным и височным отростками, выпуклой наружной поверхностью и внутренней вогнутой поверхностью, между которыми выполнена пористая структура в виде отверстий, а верхний край пластины снабжен крепежной полосой, выполненной приблизительно перпендикулярно ее внутренней поверхности и формирующей глазничную поверхность (FR 2447182, A61F 2/00, A61F 1/00, опубликовано 22.08.1980).

Недостатком прототипа является его преимущественное использование в косметической хирургии для достижения эстетических целей, не требующих обеспечения высоких механических характеристик имплантата для соединения элементов черепа. В связи с этим, известный имплантат изготавливают из силикона.

Технической проблемой, на решение которой направлено изобретение является создание типовой конструкции имплантата для протезирования скуло-орбитального комплекса с требуемыми высокими механическими характеристиками, обеспечивающий индивидуальное совмещение с протезируемой областью.

Техническим результатом изобретения является создание типовой конструкции имплантата для протезирования скуло-орбитального комплекса, обеспечивающий индивидуальное совмещение с протезируемой лицевой областью и высокие механические характеристики имплантата: предел прочности области из сплошного титана не менее 450 МПа на растяжение, упругость балочной структуры (силовой элемент) 10-30 ГПа при пределе прочности не менее 7 МПа на сжатие.

Технический результат достигают тем, что имплантат для протезирования скуло-орбитального комплекса выполнен в виде изогнутой пластины, имеющей форму неправильного четырехугольника с лобным и височным отростками, выпуклой наружной поверхностью и внутренней вогнутой поверхностью, между которыми выполнена пористая структура, а также снабженной полосой, формирующей глазничную поверхность, при этом имплантат выполнен из титана и по периметру выполнен из сплошного титана, а пористая структура выполнена трехмерной с ячейками, представляющими собой тетраэдр, додекаэдр или октаэдр, образованных множеством несущих ребер и распорок, при этом на концах лобного и височного отростков, а также в области верхней челюсти, пластина дополнительно снабжена средствами крепления к лицевым костям, а полоса, формирующая глазничную поверхность, выполнена в виде дополнительного отростка и снабжена множеством сквозных отверстий.

Технический результат также достигается тем, что средства крепления выполнены в виде узких пластин со сквозными отверстиями для прохода крепежных винтов; трехмерная пористая структура выполнена с размерами ячеек до 4 мм и диаметром несущих ребер 700-900 мкм; ширина сплошного титана по периметру имплантата составляет 2-5 мм.

Изобретение можно проиллюстрировать примером с использованием фиг. 1 и фиг. 2, где:

1 - пластина имплантата;

2 - лобный отросток;

3 - височный отросток;

4 - периметр пластины из сплошного титана;

5 - балочная ячеистая структура;

6 - средства крепления;

7 - глазничная поверхность в виде полосы со сквозными отверстиями;

8 - средство крепления в области верхней челюсти.

Имплантат по изобретению (фиг. 1, 2) изготавливают с использованием 3D-принтера методом селективного лазерного плавления послойным лазерным синтезом. В качестве порошка для получения пространственных пористых структур используют порошок нелегированного титана с размерами частиц 20-120 нм.

Имплантат по изобретению включает следующие элементы.

Изогнутую пластину 1, имеющую имеющей форму неправильного четырехугольника, выполненную по периметру 4 из сплошного титана, которая в средней части имеет выпуклую наружную поверхность и внутреннюю вогнутую поверхность, которые соединяет трехмерная балочная структура 5. Выполнение элементов пластины из титана обеспечивает требуемые механические характеристики имплантата: упругость балочной структуры (силовых элементов) 10-30 ГПа при пределе прочности не менее 7 МПа на сжатие. При этом ширина сплошного титана по периметру имплантата составляет 2-5 мм, а трехмерная балочная структура выполнена с размерами ячеек до 4 мм и диаметром несущих ребер 700-900 мкм. Форма ячеек, образованная несущими ребрами и распорками, представляет собой тетраэдр, додекаэдр или октаэдр.

Пластина имплантата 1 снабжена лобным 2 и височным 3 отростками, на концах которых выполнены средства крепления 6 имплантата к черепу, которые выполнены в виде узких пластин со сквозными отверстиями для прохода крепежных винтов.

Для совмещения имплантата с глазницей и формирования глазничной поверхности пластина 1 снабжена дополнительным отростком 7 в виде полосы со сквозными отверстиями.

Готовый имплантат после его изготовления методом селективного лазерного плавления подвергают механической обработке для устранения режущих частей и термобрабатывают.

Полученный имплантат по изобретению обеспечивает достижение поставленного технического результата: обеспечение индивидуальное совмещение с протезируемой лицевой областью и требуемые механические характеристики.

1. Имплантат для протезирования скуло-орбитального комплекса, выполненный в виде изогнутой пластины, имеющей форму неправильного четырехугольника с лобным и височным отростками, выпуклой наружной поверхностью и внутренней вогнутой поверхностью, между которыми выполнена пористая структура, а также снабженной полосой, формирующей глазничную поверхность, отличающийся тем, что имплантат выполнен из титана, причем по периметру выполнен из сплошного титана, а пористая структура выполнена трехмерной с ячейками, представляющими собой тетраэдр, додекаэдр или октаэдр, образованные несущими ребрами и распорками, при этом на концах лобного и височного отростков, а также в области верхней челюсти пластина дополнительно снабжена средствами крепления к лицевым костям, а полоса, формирующая глазничную поверхность, выполнена в виде дополнительного отростка и снабжена сквозными отверстиями.

2. Имплантат по п. 1, отличающийся тем, что средства крепления выполнены в виде пластин со сквозными отверстиями для прохода крепежных винтов.

3. Имплантат по п. 1, отличающийся тем, что трехмерная балочная структура выполнена с размерами ячеек до 4 мм и диаметром несущих ребер 700-900 мкм.

4. Имплантат по п. 1, отличающийся тем, что ширина сплошного титана по периметру имплантата составляет 2-5 мм.