[의료]3D 기술이 적용된 Graft3D 디자인 및 3D 프린트 환자 별 치과 임플란트

Challenge

개선된 결과를 위해 3D 기술과 최소 침습 수술을 사용하여 골 막하 임플란트로 무치악 턱을 복원.


Solution

- 3D Systems의 D2P® (DICOM to PRINT) 소프트웨어 

- 3D Systems의 Geomagic® Freeform® 유기 3D 설계 소프트웨어

- 3D Systems Touch ™ 햅틱 장치

- 플라스틱 3D 프린팅 (PLA)

- 금속 3D 프린팅 (의료용 티타늄 합금 Ti6Al4V / Ti-64)


Results

- PSI의 정확한 설계와 나사 위치를 빠르게 하기 위해 수술 계획을 이용

- 수술 중 반복적인 훈련이 줄어듦

- 정확성 향상

- 수술 후 여러 번의 인상과 환자 예약을 없애고 최대 60%의 시간을 절약

- 재활 시간 단축


인도 첸나이 타밀 나두에 위치한 Graft3D 건강 관리 솔루션 Pvt.Ltd는 건강 관리를 위한 3D Systems 소프트웨어 솔루션의 리셀러이며 PSI (환자 별 임플란트)의 동급 최고의 디자인과 금속 3D 프린팅을 제공합니다. Graft3D에는 인도 최고의 PSI 설계 엔지니어와 숙련된 외과 의사를 포함한 의료 전문가 팀이 있습니다. Graft3D는 솔루션을 사용하여 복잡한 수술 절차를 위한 개별화된 임플란트 제작을 전문으로 합니다.


해부학 적 결함을 재건하는 것은 외과의가  수동으로 모델링을 형성하고 뼈 시멘트, 뼈 이식편 또는 티타늄 메쉬를 배치하는 어려운 기술입니다. 외과의는 PSI를 사용하여 복잡하고 대칭적인 해부학 적 결함을 교정하고 정확성과 짧은 재활 시간을 위해 의료 솔루션을 조정할 수 있습니다. 치과 치료는 PSI의 주요 후보작입니다.


예를 들어, 50세의 여성 환자는 후방 치아 손실로 인해 씹는 데 어려움을 겪고 있었습니다. 골 막하 임플란트는 위축성 상악 및 하악 융 기부와 같은 경우에 이상적입니다. Graft3D는 D2P 소프트웨어, Geomagic Freeform 유기 3D 디자인 소프트웨어 및 해부학 적 모델 및 임플란트를 위한 3D 프린터를 사용하여 골 막하 임플란트와 최소 침습 수술로 그녀의 무치악을 회복시켰으며 결과를 개선했습니다. 수술 계획은 임플란트 및 스크류 위치의 정밀한 설계를 촉진하여 수술 중 반복적인 훈련을 줄였습니다.


수술 계획 

Graft3D CEO V. lraimudi, B.E, M.S. (연구에 의해) 환자 맞춤형 임플란트를 설계하고 분석했습니다. BDS 치과의사 C.Viha Preetha 박사는 상 악안면 외과 의사인 B. Karthick 박사와 함께 이미지를 처리하고 가상으로 수술을 계획했습니다.


D2P 소프트웨어를 사용한 이미지 처리

Viha Preetha 박사는 0.6mm 미만의 슬라이싱 두께로 상악과 하악의 CBCT (Cone Beam Computed Tomography) 스캔을 환자에게 소개했습니다. 그녀는 DICOM (Digital Imaging and Communication in Medicine)으로 이미지를 렌더링 한 다음 3D Systems의 D2P 소프트웨어를 사용하여 이미지를 STL 파일로 변환했습니다. 이 소프트웨어는 뼈 밀도 및 연조직을 포함한 정확한 정보를 제공하며 미국 FDA 510 (k) 장치를 보유하고 있습니다. 의료 사용을 위한 허가, 유럽 경제 지역 (EEA) CE 마크 및 이스라엘 AMAR. D2P를 사용하여 CBCT 방사선 중 노출된 정확한 양의 뼈를 추출하여 정확하고 최소 침습적 절골술을 수행했습니다.

Conversion of DICOM to STL file in D2P software


Geomagic Freeform 소프트웨어를 이용한 수술 계획 및 설계 

다음 lraimudi 씨는 Geomagic Freeform 소프트웨어와 Touch 햅틱 장치를 사용하여 모든 시술 단계마다 맞춤형 골 막하 임플란트를 계획하고 설계했습니다.


lraimudi는 변환 된 STL 파일을 환자 턱의 정확한 가상 복제본으로 Geomagic Freeform으로 가져왔습니다. 그런 다음 Geomagic Freeform과 Touch 햅틱 장치를 사용하고 교합 거리를 사용하여 보철물 교체용 의치 받침대 길이와 각도를 배치하여 위치, 길이, 깊이 및 각도에 맞게 임플란트 프레임 워크를 정확하게 설계했습니다.


Geomagic Freeform의 하악 STL 파일에 수술 전 인상을 겹쳐서 50%~60 더 빠른 절차를 평가해 임상적 장애를 피하고 수술 후 여러 번 인상과 환자 약속을 없앰으로써 맞춤형 임플란트를 설계하고 시간을 절약했습니다.


Customized implants and anatomical model designed in Geomagic Freeform



플라스틱 및 금속 AM을 사용한 3D 프린팅 해부학적 모델 및 임플란트

다음 lraimudi는 하악골 STL 파일을 사용하여 플라스틱 및 금속 첨가물 제조 (AM) 기술을 결합한 수술 절차를 위한 환자의 턱 및 맞춤형 임플란트의 해부학적 모델을 3D 프린팅 했습니다.


PLA를 사용하여 FDM (Fused Deposition Modeling) 기술을 사용하여 플라스틱 3D프린터로 환자 턱 3D의 해부학 모델을 프린팅 했습니다. 그는 인체 해부학과 호환되는 의료용 티타늄 Ti6Al4V (Ti-64)를 사용하여 금속 3D 프린터에 맞춤형 임플란트 3D를 프린팅 했습니다.


3D-printed plastic anatomical model of patient’s jaw with customized metal implants




수술절차 

보철 교체 수술은 일주일에 걸친 3개의 단계로 구성되었습니다. 외과의는 수술 전에 각 단계를 환자에게 알렸습니다.

1. 국소 마취 진단 및 관리: Karthick 박사는 무치악 후부 하악골 환자를 진단하고 하악의 각 측면에 국소 마취 (하부 폐포 신경 차단)를 시행했습니다

2. 절개 및 플랩 반사 수행: Karthick 박사는 소구치 영역의 3분의 1에 폐포 절개를 배치하고 (Ginwala 절개 수정) Buccal 플랩을 높이고 근막 골막을 완화시킵니다.

3. 임플란트 및 나사 배치 및 봉합: 마지막으로, Karthick 박사는 맞춤형 하악골 임플란트를 각 하악 쪽의 무치악 한 융기 부분에 놓고 나사를 끼우고 최소한의 뼈 긁음으로 임플란트를 조정한 다음 간단한 봉합으로 협측 덮개를 닫았습니다.


Modified ginwala incision and elevated buccal flap


Result

치주 질환은 무치악 상태의 주요 원인입니다. 뼈 손실은 전염성 조건에서 발생하여 표준 치과 임플란트 장애로 이어질 수 있습니다. 임상의는 수술 계획을 통해 최소 침습적 특정 환자 골 막하 임플란트를 맞춤화함으로써 이러한 결과를 피할 수 있습니다. 임상의는 D2P 및 Geomagic Freeform 소프트웨어를 사용하여 특정 환자 가상 모델과 대화식으로 작업하여 수술 절차를 시뮬레이션하고 계획 프로세스를 개선할 수 있습니다. 3D 프린팅 특정 환자 임플란트는 가상 플랫폼과 현실 사이의 다리입니다.


                  Post-operative orthopantomogram