Краниопластика — устранение дефектов черепа

Основные симптомы и показания к операции

Обращение за профессиональной помощью актуально при любых разновидностях дефектов. Они классифицируются по размерам (малые — до 10 кв.см, средние — до 30 кв.см, большие — до 60 кв.см, обширные — более 60 кв.см) и по локализации (затылочные, теменные, лобные, височные, комбинированные).
В отделении нейрохирургии ГКБ им. Ерамишанцева (Москва) пластика черепа назначается только после проведения комплексной диагностики, используя КТ, МРТ, рентгенографию, и определения характера проблемы. К основным симптомам, указывающим на возможную необходимость оперативного вмешательства, можно отнести:

• головные боли и местные боли в области дефекта, которые возникают в результате изменения погоды и даже температуры воздуха;
• выпячивание содержимого черепа при физических нагрузках, чихании, кашле или резких движениях головой;
• нарушение памяти и сна, эмоциональную возбужденность, трудность выполнения интеллектуальных задач и сосредоточения внимания;
• расстройство сердечно-сосудистой системы и проблемы с сосудами нервно-эндокринной системы.

К показаниям пластики черепа специалисты относят устранение косметических недостатков и герметизацию полости черепа. Во втором случае преследуются минимум две цели: нормализовать церебральную гемодинамику и ликвородинамику, защитить головной мозг от воздействия внешних факторов.

Особенности проведения операции

К хирургическому вмешательству нельзя приступать при определении воспалительных процессов в полости черепа, в мозговой оболочке или мозге. Противопоказаниями также являются заметные психические отклонения пациента, наличие в полости черепа части костной ткани или инородного предмета, выбухание мозга в проблемной зоне. Если при визуальном осмотре и диагностике не выявлен ни один из перечисленных моментов, назначается операция.

Пластика черепа после трепанации и другие похожие манипуляции называются краниопластикой. Она направлена на восстановление целостности черепа после декомпрессивно-стабилизирующих операций, огнестрельных ранений, падений с высоты, механических повреждений. Выбор технологии вмешательства зависит от сроков проведения пластики, и она бывает первичной (1-2 дня после травмы), первично-отсроченной (до 2 недель), ранней (до 8 недель), поздней (более 2 месяцев).

Существует несколько правил, которых нужно придерживаться при любом типе операции по пластике черепа:

• максимально возможное сохранение элементов костной ткани;
• использование отделившихся осколков в качестве аутотрансплантата;
• строгое соответствие размера пластины и размера области закрытия;
• отсутствие острых и слишком истонченных частей черепа.

Устранение дефекта черепа — достаточно сложная и ответственная операция, первым шагом которой станет иссечение оболочечно-мозгового рубца. Все манипуляции выполняются максимально аккуратно, чтобы избежать травматизации мозговой ткани. Для хорошего сцепления костей черепа и импланта проводится обнажение краев всей проблемной области, а материал обязательно устанавливается «заподлицо» с костями черепа. Чтобы предотвратить такое негативное явление, как смещение трансплантата, проводится надежная фиксация. Обычного ушивания мягких тканей недостаточно.

Краниопластика: применение 3D-печати для пластики черепа в России

В прошлом году мы рассказывали про применение промышленной 3D-печати в медицине для создания активного протеза пальцев. Да и в интернете все больше появляется историй о применении 3D-печати в сфере медицины: ведутся разработки над 3D-печатью биоматериалами, технология используется в стоматологии, печатаются реплики органов человеческого тела, которые помогают тщательно продумывать и правильно планировать успешные операции. Именно о последнем применении 3D-печати в медицине, к которому мы приложили свою руку, я расскажу сегодня. Под катом вы найдете описание истории пациента, процесса обработки DICOM файлов и фотографии самой операции на черепе.

Предыстория травмы

Все началось в 2010 году. Двухлетний мальчик по имени Леша бегал дома, упал, ударившись затылком о плинтус, пробил голову. Бригада скорой медицинской помощи доставила Лешу сначала в районную больницу Московской области, откуда при содействии территориального центра медицины катастроф на реанимобиле он был перевезен в Научно-исследовательский институт неотложной детской хирургии и травматологии (НИИ НДХиТ).

Так как состояние было тяжелое, в экстренном порядке ребенка отправили на КТ головы, которое выявило спонтанное внутримозговое кровоизлияние в глубинных отделах левой височной доли, диффузный отек обоих полушарий, компрессию ликворных пространств и смещение срединных структур, нисходящее вклинение на уровне намета мозжечка и большого затылочного отверстия — травма была серьезная. В экстренном порядке была выполнена трепанация черепа с удалением внутримозговой гематомы, пластика твердой мозговой оболочки, при которой использовалась титановая пластина и собственная кость ребенка, чтобы «залатать» дыру. Также была выполнена установка датчика измерения внутричерепного давления. Потом следовал долгий период лечения, 6 января 2011 года Леша, наконец-то, был выписан в удовлетворительном состоянии и отправился домой. Ему предстояло регулярно наблюдаться в консультативно-диагностическом центре НИИ НДХиТ.

В ноябре 2014 года мама мальчика пожаловалась на то, что костный лоскут, которым был прикрыт мозг, стал подвижным. После обращения в консультативно-диагностическое отделение НИИ НДХиТ ребенку была рекомендована госпитализация для проведения повторной пластики дефекта черепа.

Реплика черепа и 3D-печать

Так как череп это анатомически замкнутая система, то для ее правильного функционирования подвижность костного лоскута, который частично рассосался со времнем, должна быть устранена. Обычно такая операция длится не один час, врачи вынуждены моделировать пластину по ходу, опираясь только на данные КТ, а это значит, что долгое время череп ребенка будет трепанирован, что влечет за собой определенные риски.

Для того, чтобы провести предоперационное моделирование пластины, потребовалась реплика черепа. Она позволит в объеме увидеть область, которая подвергнется повторному вмешательству. Благодаря 3D-печати стало возможным создать объемную модель черепа ребенка в короткие сроки.

Используем снимки KT для создания 3D-модели

3D-моделирование по данным компьютерной томографии (КТ) стало первым шагом для создания реплики черепа. Также для этой работы подошли бы снимки магнитно-резонансной томографии (МРТ).

У нас на руках был полный комплект снимков КТ в формате DICOM, из них предстояло сделать твердотельную 3D-модель.

Сначала по КТ была сделана маска, на основании которой сгенерировалась 3D-модель.

На этом скриншоте видно, что часть осколков черепа «подвешена» в воздухе. Если бы для врачей положение осколков имело значение, то на этапе 3D-печати мы бы применили технологию стереолитографии (DLP). Эта технология подразумевает использование материала поддержки, и, чтобы сохранить «подвешенность» кусочков кости, поддерживающие структуры бы просто не удалялись. Но так как этого врачам не требовалось, то все лишнее мы удалили и «подчистили» 3D-модель.

Так как печатать череп мы собирались из гипса (полноцветного песчаника или гипсополимера), то 3D-модель сперва адаптировали под особенности данного материала. В частности, нужно было соблюсти толщины стенок, чтобы при выемке из принтера он не развалился.

Предоперационное моделирование пластины

Как только 3D-модель была готова, проверена и перепроверена, начался этап печати. Мы постарались как можно быстрее напечатать череп, весь процесс моделирования и печати занял около суток. Как только технологи дали отмашку, череп был оперативно доставлен в клинику и передан врачам. Готовый череп выглядел так:

Титановая пластина была смоделирована до операции:

Все готово, пришло время операции.
Фотографии самой операции (впечатлительным лучше не смотреть):

Операция увенчалась успехом, приложить к этому руку было волнительно, интересно и вдохновляюще.

Плюсы применения 3D-печати для краниопластики

• Повышение точности постановки диагноза
• точное планирование операции
• сокращение времени хирургического вмешательства
• удобство хранения данных в цифровом формате (при необходимости всегда можно обратиться к 3D-модели и снова ее напечатать)

Светлое 3D-будущее
Это далеко не последний вариант применения 3D-печати в этой сфере, и если вам будет интересно, я обязательно поделюсь с вами новыми историями и не только медицинскими.

Вообще, читая статьи на тему аддитивных технологий, особенно в Рунете, можно встретить разные взгляды на данные технологии. Как восхищенные, приписывающие 3D-печати невозможные плюсы, так и сугубо отрицательные вгляды «луддитов». Как человек, каждый день работающий с этой технологией, могу сказать, что она действительно открывает перед нами новые горизонты, надо только правильно ее применять.

p.s. Пока тут висел пост, уже написала пара человек, которым предстоят похожие операции на черепе, и они хотят, чтобы врачи подготовились подобным образом и к их операциям для сокращения времени самой операции и повышения шансов на успех. Интересно, почему врачи не предлагают такой вариант подготовки своим пациентам, или я ошибаюсь и это единичные случаи? Может быть просто не все врачи знают, что такое возможно и в России?

Виды имплантатов для пластики

Если верить историческим данным, в медицинской литературе описание материалов для пластики трепанационного дефекта впервые появилось в далеком 1565 году. В то время выбор специалистов остановился на золотых пластинах. У современных врачей выбор материалов существенно увеличился. Основные виды имплантатов:

• Аутотрансплантаты. Здесь подразумевается использование тканей больного, которые берутся во время первичной операции. Возможно изготовление материала нужного размера из кости свода черепа или ребра. Если проблемная область небольшая, производится предварительное дробление костных фрагментов для достижения нужных размеров.
• Аллотрансплантаты. В данном случае врачом используются материалы, подвергшиеся консервированию, замораживанию, декальцинированию. Под материалами подразумеваются кости и твердая мозговая оболочка, взятые от трупов и тщательно обработанные.
• Ксенотрансплантаты. Под таким видом трансплантатов понимаются материалы, взятые у животных. Еще в эту группу входят неорганические материалы, импланты, полученные на основе гидроксиапатита (минерала из группы апатита, аналога хлорапатита и фторапатита).

При выборе важно учитывать следующие требования: биосовместимость, пластичность, устойчивость к механическим нагрузкам, отсутствие риска инфекционного осложнения, совместимость с современными методами нейровизуализации.

Сегодня достаточно популярна такая услуга, как пластика черепа титановой пластиной. Возможно изготовление трансплантата из титанового сплава, нержавеющей стали, сплава на основе хрома и кобальта. Но практика показывает, что наиболее подходящий вариант — это все же костная ткань самого пациента. Поэтому задача специалистов реконструктивной нейрохирургии — максимально сохранить отломки черепа во время первичной операции.

В зависимости от ситуации в отделении нейрохирургии ГКБ им. Ерамишанцева применяются: метод уатопластики с использованием трансплантата на ножке, свободная аутопластика, костесберегательный метод, клеевой остеосинтез, измельчение отломков с последующим укладыванием на твердую мозговую оболочку.

Показания и противопоказания к пластике дефектов костей черепа

Возможные осложнения после операции

Если во время операции используется собственный биоматериал пациента, то риск возникновения тех или иных обострений будет минимальным. Восстановительный период в данном случае продлится меньше, чем при установке альтернативных трансплантатов. Возможные последствия пластики черепа после трепанации:

• кровотечение (уменьшение кровопотери достигается за счет проведения инфильтрации кожных покровов);
• развитие гнойно-воспалительных процессов (чаще всего возникает из-за отторжения искусственного имплантата);
• инфицирование проблемной зоны (основная причина — недостаточная обработка прооперированного участка обеззараживающими средствами).

Возможности современной нейрохирургии, большое разнообразие методов хирургического вмешательства и материалов позволяют устранять дефекты в черепе любых форм, размеров и уровня сложности без последствий.

Вас интересует цена на пластику черепа? Позвоните в нашу клинику и запишитесь на прием к нейрохирургу. Телефон для связи. Обо всех дальнейших действиях можно узнать только во время очной консультации.

Материалы для краниопластики и требования к ним

современные импланты, изготавливаемые 3d-печатью

Вне зависимости от состава и способа получения трансплантата для краниопластики, он должен соответствовать определенным требованиям:

• безопасность, низкий риск инфекционных осложнений и других негативных воздействий на организм (биосовместимость);
• отсутствие канцерогенного эффекта искусственных материалов;
• высокая прочность, низкая электро- и теплопроводность;
• высокая приживаемость;
• отсутствие склонности трансплантата к стимуляции сильного рубцового процесса;
• возможность применения диагностических методик (МРТ и др.) после краниопластики искусственными материалами;
• простота моделирования и обработки;
• удобство и полнота стерилизации;
• доступность и приемлемая цена для большинства клиник.

Биологические трансплантаты, полученные от самого пациента или донора, чаще всего замораживаются или подвергаются лиофилизации (замораживание в условиях вакуума). В таком состоянии они могут долго сохраняться, не теряя своей структуры и не меняя состав, что чрезвычайно важно для хорошего приживления в последующем. Кроме того, лиофилизированные трансплантаты не токсичны и могут быть использованы при крупных дефектах черепных костей.

В случае, когда краниопластика проводится в экстренном или срочном порядке, замороженных биологических тканей может не быть в наличии, поэтому хирурги применяют составы на основе акриловой смолы (стиракрил, бутакрил и др.). Они считаются малотоксичными, легко моделируемыми и доступными, обеспечивают герметичное закрытие костного дефекта. По мере приживления трансплантат из акриловой смолы прорастает соединительной тканью, которая будет прочно его удерживать на месте после рассасывания склеивающего состава.

Специалисты в области нейрохирургии едины во мнении, что лучший материал для краниопластики — собственные ткани пациента, поэтому костные отломки по возможности полностью сохраняются при обработке раны головы. Костные фрагменты из черепа пациента могут быть законсервированы заранее, чтобы чуть позже их можно было использовать для пластики черепа. Недостатки метода — рассасывание костных трансплантатов, высокий риск инфицирования.

Самыми широко распространенными трансплантатами в современной нейрохирургии являются синтетические материалы — металлические пластины, полимеры, керамика и т. д. Среди металлов предпочтение отдается титану, который не только прочен и легок, но еще и хорошо совместим с тканями человека и дает минимальный риск инфицирования. Среди полимеров особой популярностью пользуются полиметилметакрилат, гидроксиапатит, репирен.

Сегодня нейрохирурги все чаще прибегают к применению титановых трансплантатов в виде сеток, которые изготавливаются индивидуально в соответствии с параметрами дефекта конкретного пациента. Такой подход позволяет сократить время операции, снизить риск осложнений и дать максимальный эстетический результат.

Нередко при тяжелой травме черепа повреждаются не только кости головы, но и твердая мозговая оболочка, из-за чего нарушается герметичность черепной коробки, создается опасность инфицирования, истечения ликвора, повреждения ткани мозга и других опасных осложнений. В связи с этим чрезвычайно важно своевременно и полностью устранить дефект твердой мозговой оболочки.

Одним из наиболее эффективных способов закрытия дефекта твердой оболочки мозга считают применение донорской оболочки, подвергнутой лиофилизации. Такой лоскут может закрыть очень крупные дефекты, легко фиксируется к краям раневого дефекта, предупреждает истечение ликвора. При экстренной операции хирург может использовать в качестве лоскута полиэтилен.