Modelos de impresión tridimensional en la planificación preoperatoria y en la enseñanza académica de las fracturas mandibulares / Three-Dimensional printing models in the preoperative planning and academic education of mandible fractures

RESUMEN

Introducción y Objetivo: Los constantes avances de la ciencia han permitido materializar imágenes de diseño para la creación de objetos físicos tridimensionales en un abanico de aplicaciones diversas. Su uso en Medicina ha sido rápidamente difundido con resultados inimaginables, con la creación de modelos anatómicos reales. El alto costo y poco acceso a las impresoras estereolitográfícas nos obliga a buscar otras alternativas de menor costo para la impresión de modelos tridimensionales de buena calidad y definición. La aparición del las impresoras por tecnología de modelado por deposición fundida (FDM) ha permitido incorporar el uso de modelos de menor costo, más accesibles y más disponibles para el ámbito de la Medicina. Presentamos y evaluamos el uso de la impresión tridimensional con tecnología FDM en la fabricación de modelos en tres dimensiones (3D) que puedan ser usados en la planificación preoperatoria de fracturas de mandíbula y en el entrenamiento de residentes. Material y Método: Estudiamos 8 pacientes con fracturas mandibulares. La evaluación incluyó la realización de tomografía computarizada. Las imágenes digitales tomográficas fueron convertidas a formato STL (estereolitográfico) y posteriormente llevada a cabo la impresión en ácido poliláctico con el uso de una impresora FDM (modelado por deposición fundida) de código abierto fabricada en Uruguay. Los modelos obtenidos fueron evaluados rigurosamente en un ámbito académico y usados para el entrenamiento de los residentes en habilidades manuales y en la planificación preoperatoria de los pacientes. Se realizó el análisis detallado de las fracturas, efectuando la selección y premoldeado de placas y tornillos de osteosíntesis para la fijación de las mismas. Resultados: Obtuvimos modelos a escala real en proporción 11. Todas las mediciones fueron concordantes, las placas premoldeadas se adaptaron perfectamente al paciente en el intraoperatorio y los tornillos seleccionados fueron precisos en las longitudes seleccionadas. El tiempo anestésico-quirúrgico se redujo un 20%. Residentes y docentes se mostraron satisfechos con el uso de los modelos para la discusión clínica de los pacientes y para la planificación preoperatoria, destacando las ventajas de manipular modelos hápticos frente imágenes. Conclusiones: Creamos modelos de bajo costo, buena calidad, confiables y precisos, para la planificación preoperatoria de fracturas mandibulares, logrando reducir los tiempos operatorios y mejorando la enseñanza académica en la formación de residentes de Cirugía Plástica

ABSTRACT

Background and Objective: The constant advances of science have allowed materializing images for the creation of three-dimensional physical objects in a range of diverse applications. Its use in Medicine has been rapidly disseminated with unimaginable results, with the creation of real anatomical models. The high cost and little access to stereolithographic printers forces us to look for other lower cost alternatives for the printing of three-dimensional models of good quality and definition. The emergence of the printers with fused deposition modeling (FDM) technology has allowed incorporating the use of models of lower cost, more accessible and more available for the medicine field. We present and evaluate the use of three-dimensional printing with FDM technology in the manufacture of models in three dimensions (3D) that can be used in the preoperative planning of mandible fractures and in the residents training. Methods: We studied 8 patients with mandible fractures. The initial assessment included computed tomography imaging study, and the digital file was processed into stereo lithography format. After this, the model was printed in polylactic acid using an open source fused deposition modeling (FDM) technology printer manufactured in Uruguay. The resulting models were carefully evaluated and used for academic training. Different pre-operatory approaches were studied, analyzing fracture patterns and enabling a precise selection of osteosynthesis plates and screws according to the characteristics of each patient. Results: We achieved a real scale with a 11 proportion models. All measurements were concordant, pre-bended plates were perfectly adapted to the patient during surgery, and the screws had an accurate longitudinal measure. Total operative time was 20% reduced. Plastic Surgery teachers and residents were satisfied using the models for preoperative clinical discussion and planning, emphasizing the advantage of manipulating real scale models compared to three-dimensional imaging. Conclusions: We have created models of low cost, high quality and accuracy, for the pre-operatory planning of mandible fracture reconstruction, accomplishing to reduce surgical time and improving the academic learning of the plastic surgery residents