Personalizuoti kranialiniai implantai

Personalizuoti kranialiniai implantai – tai įvairaus dydžio ir konfigūracijos (priklausomai nuo kaukolės defekto dydžio ir lokacijos) plokštelinio tipo medicininiai prietaisai, kurie naudojami kranioplastikoje užpildant kaukolės defektus. Pagrindiniai kranioplastikos tikslai yra šie:

• apsaugoti galvos smegenis nuo išorinių mechaninių poveikių ir sužalojimo;
• atstatyti galvos kraujotakos sutrikimus;
• užpildyti kaukolės defektą;
• atstatyti įgimtas ar įgytas kaukolės deformacijas;
• užkirsti kelią infekcijai ir komplikacijoms;
• atkurti paciento estetinę išvaizdą.

Šiuolaikinėje kranioplastikoje kaukolės defektų užpildymui naudojami transplantatai, standartiniai bei personalizuoti kranialiniai implantai, taip pat greitai stingstančios polimerinės medžiagos (PMMA kaulų cementas). Pastarasis būdas yra gana pigus, tačiau naudojant PMMA, implantas yra formuojamas tiesiogiai ant galvos smegenų žievę dengiančių minkštųjų audinių, nors ši greitai stingstanti medžiaga stingdama išskiria nuo 72 ° iki 86 ° temperatūrą (palyginimui galima pasakyti, kad pokyčiai minkštosiose audiniuose pradeda formuotis nuo 42 ° temperatūros). Be to, naudojant PMMA paprastai yra sudarkoma kaukolės kaulo estetika.

Transplantatai kranioplastikoje dažniausiai naudojami dviejų tipų: autotransplantatai (arba autograftai) and alotransplantai (alograftai). Skirtumas tarp pastarųjų yra tik tas, kad autotransplantatas yra to paties paciento, kuriam ir atliekama kranioplastika, kaukolės dalis, kuri nuo šio paciento pašalinta ankstesnės operacijos metu. O alotransplantatas yra gaunamas iš kito paciento. Autotransplantatų panaudojimas galimas tik pirminės (planinės) kranioplastikos metu ir dažniausiai negali būti taikomas gydant didelės energijos galvos traumų defektus kai kaukolės kaulas yra dalinai ar visiškai suardytas. Transplantatai – tiek alograftai, tiek ir autograftai – yra laikomi užšaldyti, o prieš implantavimą pacientui yra atšildomi iki kambario temperatūros. Dėl tokių laikymo sąlygų natūralus audinys gali apmirti, pasikeičia jo savybės ir geometrija, o tai padidina infekcijos, kaulo rezorbcijos, gretutinių ligų ir revizijų riziką.
Egzistuoja trys pagrindiniai kranialinių implantų personalizavimo būdai: 1) intraoperacinė standartinių implantų modifikacija (lankstymas, apkarpymas); 2) personalizuotų implantų suformavimas (pavyzdžiui, ir PMMA) naudojant iš anksto pagamintas formas 3) pažangi personalizuotų implantų gamyba panaudojant virtualios trimatės grafikos ir adityviosios gamybos technologijas. Dažniausiai klinikinėje praktikoje naudojami pirmasis ir antrasis būdai, tačiau adityviosios gamybos technologijų pažanga ir jų pritaikymas darbui su visa eile biosuderinamų medžiagų atvėrė galimybes trečiajam būdui, t. y., pažangiosiomis technologijos gaminamiems personalizuotiems kranialiniams implantams, kurie į operacinę pristatomi jau preciziškai atitinkantys paciento kaukolės defektą ir chirurgo patvirtintą prieš-operacinį planą.

Tradiciniai kaukolės defektų užpildymo būdai (transplantatai, PMMA ir standartiniai kranialiniai implantai) pasižymi didele komplikacijų, tokių kaip infekcija, pooperacinės hematomos, kaulų rezorbcija, rizika ir aukštu revizijos rodikliu, taip pat gali sukelti pašalinius reiškinius smegenyse. Todėl esant vidutinio dydžio ir dideliems kaukolės defektams (defekto dydis > 25 cm²), siekiant kokybiškai atstatyti paciento estetinę išvaizdą, sumažinti infekcijų bei kitų komplikacijų riziką ir išvengti pašalinių reiškinių, rekomenduojami personalizuoti kranialiniai implantai, nes šie implantai gaminami individualiai kiekvienam pacientui, atsižvelgiant į paciento anatomiją, patologiją ir gydančio chirurgo reikalavimus implanto dizainui, tvirtinimo sprendimams ir naudojamoms medžiagoms.

Pažangių personalizuotų kranialinių implantų gamyboje dažniausiai naudojamos sekančios medžiagos: titanas ir titano lydinai (Ti6Al4V, Ti6Al4V-ELI), polimerinės medžiagos (PEEK ir PEKK), biokeramika, arba kelių aukščiau įvardintų medžiagų kombinacija. Medžiagos parenkamos atsižvelgiant ne tik į esamą paciento klinikinę būklę, bet ir į tolesnio jo stebėjimo / gydymo planus. Pavyzdžiui, po naviko rezekavimo (gydant onkologines būkles), kai po chirurginės operacijos numatoma vykdyti reguliarų radiologinį paciento stebėjimą, rekomenduojamos medžiagos, kurios nesukuria artefaktų radiologiniuose vaizduose (pvz., PEEK).