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Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 11985 (2023) Citare questo articolo

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Tutti i tipi di tecniche di cranioplastica ripristinano la morfologia del cranio e influiscono sull’estetica del paziente. Sono necessarie tecniche sicure e facili per migliorare il recupero dei pazienti e il processo di riabilitazione. Proponiamo un nuovo metodo di cranioplastica. La ricostruzione tridimensionale (3D) di una tomografia computerizzata (CT) a strato sottile del cranio è stata utilizzata per riflettere il lato intatto sul difetto e sottrarre i punti sovrapposti l'uno dall'altro. In questo modo è possibile realizzare un modello 3D dell'impianto pianificato nella forma e nelle dimensioni richieste. L'esatto adattamento dell'impianto può essere verificato stampando la parte difettosa del cranio nel caso in cui possa essere modificato. Successivamente è stato creato uno stampo in silicone sterilizzabile basato sul modello definitivo. Gli impianti di polimetilmetacrilato sono stati preparati direttamente in un ambiente asettico nella sala operatoria durante l'intervento chirurgico. Tra il 2005 e il 2020, abbiamo eseguito 54 cranioplastiche su 52 pazienti le cui craniotomie erano state eseguite in precedenza per indicazioni di lesioni cerebrali traumatiche, ictus o interventi chirurgici per tumori. Durante le operazioni non sono stati rilevati problemi tecnici. In 2 casi le complicanze settiche verificatesi non erano legate alla tecnica stessa e gli impianti sono stati rimossi e successivamente sostituiti. La tecnica da noi proposta basata su stampi in silicone individuali stampati in 3D è un metodo affidabile, sicuro, facilmente riproducibile ed economico per riparare diversi difetti del cranio.

Sono state sviluppate varie tecniche per riparare e ricostruire con precisione i difetti del cranio. Le sfide di queste tecniche si basano su casi individuali e i metodi sviluppati istituzionalmente possono essere insufficienti per alcuni pazienti1,2,3. Lo stampaggio manuale con polimetilmetacrilato (PMMA) è il metodo più semplice per coprire i difetti. Questo metodo è ancora applicabile a difetti più piccoli con superfici quasi uniformi in punti facilmente raggiungibili. Per coprire superfici più ampie possono essere utilizzati diversi impianti in titanio, ma il tasso di complicanze a lungo termine può oscurare l’indicazione nei casi in cui sia necessaria una ricostruzione plastica della pelle.

L'aumento della disponibilità della stampa tridimensionale (3D) ha rappresentato un punto di svolta nel campo dell'osteoplastica individuale e in particolare della cranioplastica4,5,6. Gli interventi chirurgici dopo lesioni cerebrali traumatiche e l'uso diffuso della decompressione nei pazienti con ictus hanno aumentato la richiesta di cranioplastica. È necessario sviluppare tecniche semplici, facili da usare per il chirurgo, riproducibili e a basso costo. Dal 2005 presso l'Università di Debrecen viene utilizzata una procedura di cranioplastica basata su uno speciale metodo di stampa 3D, adatto anche per geometrie complicate. In questa procedura, innanzitutto stampiamo un campione che corrisponde alla forma e alle dimensioni della sostituzione prevista; quindi, sulla base di questo calco, produciamo uno stampo in silicone che a sua volta può essere utilizzato per realizzare una sostituzione in PMMA durante l'intervento chirurgico.

Abbiamo eseguito 54 cranioplastiche su 52 pazienti. Il rapporto maschi/femmine era di 2,46 e l'età media era di 40,2 anni (SD ± 13,41). Il paziente più giovane aveva 17 anni al momento della cranioplastica mentre il più anziano aveva 65 anni. Il volume medio dell'impianto era di 52,19 cm3 (SD ± 27,37). La superficie media dell'impianto era di 218,8 cm2 (SD ± 91,04). Tutte le operazioni sono state eseguite 3 mesi dopo la craniectomia. Tutti i metodi sono stati eseguiti in conformità con le linee guida e i regolamenti pertinenti.

Quando è stata indicata la cranioplastica, sono state ottenute scansioni TC ad alta risoluzione con uno spessore della fetta di 1 mm. La ricostruzione 3D da file DICOM è stata eseguita con il sistema software Mimics® (Materialise, Belgio). Come passo successivo, è stata generata una forma geometrica che si adattava perfettamente all'area del difetto e riproduceva i contorni originali. Ciò è stato fatto principalmente in base alla simmetria del cranio rispecchiando la sua metà intatta attraverso il piano sagittale medio. Per ridurre al minimo il tempo necessario per i calcoli, abbiamo eliminato quelle parti dei modelli che non sono essenziali a seconda dei casi (Fig. 1). La forma dell'impianto della cranioplastica è stata ottenuta mediante sottrazione booleana del modello con il difetto dal modello riflesso che rappresenta il cranio intatto. Se il difetto taglia il piano di simmetria o non è possibile generare la sostituzione mediante mirroring a causa di altre circostanze, la consultazione con il neurochirurgo facilita il processo di pianificazione. In 2 casi, quando è stato necessario ricostruire la decompressione bilaterale fronto-temporo-basale e bifronto-temporo-occipitale, nel processo di pianificazione sono state utilizzate le scansioni TC precompressive. È possibile stampare non solo la parte sostitutiva ma anche quella difettosa per verificarne la perfetta aderenza prima dell'intervento chirurgico. La stampa è stata eseguita su apparecchiature Connex 260 (Stratasys, USA) utilizzando la tecnologia Objet. Se necessario, il modello stampato può essere adattato in modo ancora più preciso mediante taglio, fresatura e molatura (Fig. 2). È inoltre possibile aggiungere fori ciechi che possano condurre durante l'operazione il trapano, se necessario. Dopo aver finalizzato la forma del modello, abbiamo fabbricato uno stampo in silicone utilizzando Protosil RTV 245 (Antropol, Germania), un materiale siliconico bicomponente che diventa biologicamente inerte dopo la solidificazione. Lo stampo è trasparente, resistente al calore fino a 200°C e facilmente sterilizzabile; inoltre il PMMA solidificato non aderisce ad esso. Considerando la durezza del silicone 40A Shore utilizzato, lo spessore del silicone deve essere di almeno 12 mm attorno al campione per evitare deformazioni durante la formazione della miscela di cemento osseo a bassa viscosità nello stampo. Dopo lo stampaggio il silicone viene mantenuto ad una temperatura di 50°C per 12 h per ottenere la completa solidificazione. Tutti gli stampi conformi al Regolamento generale sulla protezione dei dati (GDPR) (Fig. 3) sono etichettati. Attraverso il taglio laterale si rimuove il modello del difetto. Il taglio permette di aprire e chiudere lo stampo in silicone come un libro, prestando particolare attenzione alla precisione di adattamento. Per validare il processo, il PMMA viene formato nello stampo e inserito nel modello precedentemente stampato contenente il difetto. In entrambi i casi non sono state osservate lacune macroscopiche. L'impianto finale viene creato in sala operatoria in circostanze sterili. Il PMMA viene formato nello stampo (Fig. 4). La formazione del cemento osseo deve iniziare immediatamente dopo un'adeguata miscelazione per garantire che la viscosità sia sufficientemente bassa da evitare qualsiasi deformità. Durante il processo di formatura particolare attenzione dovrà essere posta alla distribuzione uniforme del cemento nello stampo. La formazione di inclusioni di bolle d'aria può essere prevenuta utilizzando la tecnica adeguata. Dopo la polimerizzazione per almeno 10 minuti, lo stampo viene aperto attraverso un taglio laterale e l'impianto viene facilmente rimosso senza alcuna adesione al silicone. Come ultima fase della procedura, l'impianto viene fissato alle ossa vicine con piccole placche o suture transossee attraverso piccoli fori. Le fasi principali della procedura sono presentate nella Fig. 5.