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出境医 / 临床实验 / 3D打印的患者特异性手术板与常规手术板中的下颌重建

3D打印的患者特异性手术板与常规手术板中的下颌重建

研究描述
简要摘要:

目的:这项随机对照临床试验的目的是使用3D打印的患者特异性钛手术板与常规板来评估计算机辅助下颌重建的手术精度和效率。

要测试的假设:研究人员假设与常规手术板相比,3D打印的患者特异性手术板提高了手术精度和计算机辅助下颌重建的效率。

设计和主题:这是一项开放标签,前瞻性,双臂和单中心随机对照临床试验。上颌或下颌肿瘤,炎症和先天性疾病的患者需要立即或继发性重建手术参加研究。

研究工具:3D打印的患者特异性钛手术板和常规板。

主要结果指标:主要终点是重建的准确性。次要终点包括截骨术,重建时间,总手术时间,术中失血,术后住院时间长度和术后不良事件的准确性。

数据分析:准确性参数,重建时间,总手术时间,术中失血,术后住院时间长度将作为具有标准偏差的平均值表示。术后不良事件将被计算并以标准偏差为频率。

预期结果:这项随机对照试验将证明使用3D印刷患者特异性钛手术板的重建精度和效率提高。预计这项研究将提供高级证据,以推动在手术领域使用3D医疗印刷技术的普及。


病情或疾病 干预/治疗阶段
下颌肿瘤上颌肿瘤牙本质畸形设备:3D打印的患者特异性板设备:常规商业重建板不适用

展示显示详细说明
学习规划
研究信息的布局表
研究类型介入(临床试验)
估计入学人数 92名参与者
分配:随机
干预模型:并行分配
干预模型描述:符合资格标准并愿意参加的患者将在基线评估后随机分组(1:1分配比率)。先验者,独立的统计学家将在按重新构造(Maxilla/下颌)和性别(F/M)分层的四个或六名患者的随机大小置换块中准备计算机生成的随机化时间表,以确保参与者人数接受这两种干预措施在每个层中都很紧密。分配数将隐藏在由中央研究协调员制备的不透明密封信封中,仅在获得知情同意和基线措施后才打开它们。
掩蔽:无(开放标签)
主要意图:治疗
官方标题:使用3D打印的患者特异性手术板与常规手术板的计算机辅助下颌重建:一项随机对照临床试验
实际学习开始日期 2020年12月1日
估计初级完成日期 2025年11月30日
估计 学习完成日期 2026年2月28日
武器和干预措施
手臂 干预/治疗
实验:3D打印的患者特异性板组
3D打印的患者特异性板将用于该患者组的重建
设备:3D打印的患者特异性板

我们采用内部方法来设计外科医生。所有特定于患者的设备均在3-Matic 13.0(物质化)中设计。然后,使用ULTEM 1010或使用Med610树脂(Stratasys Ltd,Eden Prairie,MN,USA,美国)使用融合沉积制造(FDM)(FDM),切割和转移指南。 ULTEM 1010和MED610都是FDA清除的生物相容性材料,适用于高温高压灭菌。

通过描绘骨表面上的板路径,然后放置螺钉孔,设计了特定于患者的手术板。手术板是由3-Matic内置命令生成的。之后,使用2级钛粉制造手术板。


主动比较器:常规板组
常规商业板将用于该患者组的重建
设备:常规商业重建板
骨骼片段将使用商业钛手术板(美国Depuy Synthes)稳定,在固定螺钉之前,它们会手动弯曲。

结果措施
主要结果指标
  1. 重建的准确性[时间范围:通过研究完成,平均5年]
    主要终点是重建的准确性,它被定义为虚拟计划和实际手术结果之间解剖标志的距离或角度偏差。


次要结果度量
  1. 截骨术的准确性[时间范围:在每种病例手术后通过研究完成,平均5年]
    实际截骨术与数字规划的偏差

  2. 重建时间[时间范围:在每个病例的手术期间,通过研究完成,平均5年]
    从瓣缺血开始到吻合术和内固定的时间

  3. 总手术时间[时间范围:在每个病例的手术期间,通过研究完成,平均5年]
    总操作时间

  4. 术中失血损失[时间范围:在每种病例的手术期间,通过研究完成,平均5年]
    术中失血

  5. 术后住院时间长度[时间范围:每种病例手术后,通过学习完成,平均5年]
    术后住院时间长度

  6. 术后不良事件[时间范围:在每种病例手术后通过研究完成,平均5年]
    术后不良事件


资格标准
有资格信息的布局表
符合研究资格的年龄: 18岁以上(成人,老年人)
有资格学习的男女:全部
接受健康的志愿者:
标准

纳入标准:

  • 年龄大于18岁,两种性别;
  • 提供签署和日期知情同意书;
  • 被诊断出患有上颌面良性或恶性肿瘤或炎症或先天性疾病,并指示用于计算机辅助的下颌手术;
  • 需要使用自动骨瓣或移植物进行初级或次要重建;
  • 钛板将用于重建手术的内固定;
  • 同意遵守后续程序。

排除标准:

  • 怀孕的患者;
  • 患有医疗疾病且无法忍受手术的患者;
  • 违反正常骨骼愈合的系统性状况或疾病;
  • 无法接受术前和术后CT/CBCT扫描的患者;
  • 在手术前两周无法进行两周的患者,用于虚拟手术模拟,3D患者特异性手术板设计和制造。
联系人和位置

联系人
位置联系人的布局表
联系人:Yuxiong su,博士852 2859 0267 richsu@hku.hk

位置
位置表的布局表
香港
菲利普王子牙科医院招募
香港,香港,000000
联系人:Yuxiong su,Dr. 852 2859 0267 Richsu@hku.hk
赞助商和合作者
香港大学
调查人员
调查员信息的布局表
首席研究员: Yuxiong Su,博士香港大学
追踪信息
首先提交的日期ICMJE 2020年10月29日
第一个发布日期ICMJE 2020年11月19日
最后更新发布日期2021年4月8日
实际学习开始日期ICMJE 2020年12月1日
估计初级完成日期2025年11月30日(主要结果度量的最终数据收集日期)
当前的主要结果度量ICMJE
(提交:2020年11月13日)
重建的准确性[时间范围:通过研究完成,平均5年]
主要终点是重建的准确性,它被定义为虚拟计划和实际手术结果之间解剖标志的距离或角度偏差。
原始主要结果措施ICMJE与电流相同
改变历史
当前的次要结果度量ICMJE
(提交:2020年11月13日)
  • 截骨术的准确性[时间范围:在每种病例手术后通过研究完成,平均5年]
    实际截骨术与数字规划的偏差
  • 重建时间[时间范围:在每个病例的手术期间,通过研究完成,平均5年]
    从瓣缺血开始到吻合术和内固定的时间
  • 总手术时间[时间范围:在每个病例的手术期间,通过研究完成,平均5年]
    总操作时间
  • 术中失血损失[时间范围:在每种病例的手术期间,通过研究完成,平均5年]
    术中失血
  • 术后住院时间长度[时间范围:每种病例手术后,通过学习完成,平均5年]
    术后住院时间长度
  • 术后不良事件[时间范围:在每种病例手术后通过研究完成,平均5年]
    术后不良事件
原始次要结果措施ICMJE与电流相同
当前其他预先指定的结果指标不提供
其他其他预先指定的结果指标不提供
描述性信息
简短的标题ICMJE 3D打印的患者特异性手术板与常规手术板中的下颌重建
官方标题ICMJE使用3D打印的患者特异性手术板与常规手术板的计算机辅助下颌重建:一项随机对照临床试验
简要摘要

目的:这项随机对照临床试验的目的是使用3D打印的患者特异性钛手术板与常规板来评估计算机辅助下颌重建的手术精度和效率。

要测试的假设:研究人员假设与常规手术板相比,3D打印的患者特异性手术板提高了手术精度和计算机辅助下颌重建的效率。

设计和主题:这是一项开放标签,前瞻性,双臂和单中心随机对照临床试验。上颌或下颌肿瘤,炎症和先天性疾病的患者需要立即或继发性重建手术参加研究。

研究工具:3D打印的患者特异性钛手术板和常规板。

主要结果指标:主要终点是重建的准确性。次要终点包括截骨术,重建时间,总手术时间,术中失血,术后住院时间长度和术后不良事件的准确性。

数据分析:准确性参数,重建时间,总手术时间,术中失血,术后住院时间长度将作为具有标准偏差的平均值表示。术后不良事件将被计算并以标准偏差为频率。

预期结果:这项随机对照试验将证明使用3D印刷患者特异性钛手术板的重建精度和效率提高。预计这项研究将提供高级证据,以推动在手术领域使用3D医疗印刷技术的普及。

详细说明

这项随机对照临床试验基于我们以前的临床试验“下颌手术中患者特异性钛板的三维印刷:一项试点研究”(HKU/HA HKW IRB,No.UW 16-315;在临床中注册。由NCT03057223编号;由HMRF项目编号:05161626)。

在过去的几十年中,自体血管化骨皮瓣已成为头颈重建的首选选择。吻合的血液供应使血管化骨皮瓣具有提高的存活率和固有的抗感染性能。随着微血管手术的发展,外科医生正在寻求更准确的重建,以增强美学和功能性结果。但是,自体骨皮瓣的主要缺点是供体骨形状的不匹配,需要切割和修剪以适应缺陷并更好地恢复自然外观。已经努力促进骨骼操纵,然后在21世纪出现了计算机辅助手术(CAS)作为可行的选择。在CAS中,外科医生在计算机中执行虚拟计划,然后指导骨细分的精确收获和排列,以修复手术室中的缺陷。可以对骨骼细分进行细分,以最好地恢复原始骨架。在先前的研究中,已经开发了各种设备来根据虚拟计划来浏览骨骼片段,包括切割模板,头骨模型和手术导航系统。

但是,骨导航与准确重建之间的缺失联系是板固定程序。以常规的方式,使用商业现成的钛板固定骨骼段,应手动弯曲并扭曲以适合骨解剖学。手动轮廓过程通常是乏味的,技术要求,并不利地影响骨骼段的精确位置。更糟糕的是,反复弯曲甚至会导致疲劳性能不佳。常规手术板的缺点使得有必要开发患者特定的手术板。与常规板相比,患者特异性手术板的设计和制造在与单个骨轮廓对齐的3D结构中。患者特定的手术板不再基于常规板中骨骼的解剖结构进行轮廓板,而是导航骨骼片段的折叠和精确位置,并希望提高重建的准确性。同时,由于不需要板弯曲,因此可以使用特定于患者的手术板以更有效和标准化的方式优化骨骼重建。

近年来,随着添加剂制造(3D打印)的快速开发,现在可以使用具有拓扑优化的结构来生产患者特异性的金属植入物。已经做出了许多努力,以开发用于再生医学的多孔骨支架,这些骨架具有定制的孔隙率,以实现最佳的生物力学特性。但是,尽管在某些复杂的情况下,添加性制造的骨支架表现出出色的性能,但它们仍然无法替代头部和颈部重建中自体血管化骨皮瓣的主要作用。因此,探索添加剂(3D印刷)患者特定手术板的应用至关重要,尽管在这个方向上没有进行太多研究。

在我们先前的研究(HKU/HA HKW IRB,No. UW 16-315)的支持下,由健康和医学研究基金(项目编号:05161626)支持,研究人员成功地通过选择性激光融化,成功地制造了具有高精度的患者特异性钛板,具有很高的精度(SLM)技术是一种高科技3D打印技术,可将钛粉末融化为一层的完整实体。 SLM可以制造具有定制结构和出色生物力学特性的患者特异性钛手术板。我们的结果表明,在头部和颈部重建中应用3D印刷患者特异性钛板的应用中有令人鼓舞的临床结果。此外,研究人员进行了一项回顾性研究,比较了使用3D印刷患者特异性手术板与常规钛板进行了下巴重建手术的患者,结果显示了研究组的重建结果的卓越精度,并使用了3D印刷患者 - 使用3D印刷的患者 - 特定的手术板。但是,我们的研究存在重大局限性。首先,作为一项回顾性研究,研究设计的先天缺陷是不可避免的,例如选择偏见。其次,研究组和对照组之间的随访期有显着差异。用于精确分析的成像数据是在不同的术后期间获得的,这损害了最终结果。最后,通过回顾性研究设计,难以控制手术效率终点,例如手术时间,失血和术后住院住院,可能会受到多个混杂因素的显着影响。因此,仍然缺乏有关头部和颈部重建中3D印刷患者特异性手术板的优势的高级证据。在大规模临床应用之前,应进一步研究3D印刷的患者特异性手术板是否提高了与计算机辅助下颌重建相比的手术准确性和效率。

因此,研究人员旨在在一项前瞻性随机对照临床试验中,使用3D打印的患者特异性钛手术板与常规板评估计算机辅助下颌重建的手术准确性和效率。预计我们的研究将提供高级证据,以推动在手术领域使用3D医疗印刷新技术的普及。

方法

该方法已经建立了,并且在我们的早期研究中被证明是可行的。 PI在颌面外科手术中一直在计算机辅助手术模拟,虚拟计划和3D印刷手术模板上工作了几年,并发表了一系列文章。

  1. 计算机辅助手术

    头颈部重建中使用的CAS技术在我们的单元中已经很好地确定,并且已有描述。简而言之,CAS由三个主要阶段组成:虚拟手术的术前阶段和患者特异性设备的3D打印,术中阶段,涉及精确增强手术以安装患者特异性设备的术中和术后阶段涉及准确性分析。特定于患者的设备可以包括切割指南,定位指南和患者特定的钛板。在我们的试验中,研究组将使用切割指南和患者特定的钛板,而对照组将使用切割指南,定位指南和常规板。

    在术前阶段,将使用Proplan CMF 2.0软件(Materizize,Leuven,Belgium)进行虚拟手术。最初,使用Proplan的交互式界面对患者的CT数据进行了细分,以重建上颌骨或下颌骨的3D虚拟模型。接下来,在3D模型中进行骨切除,以促进任何肿瘤。同时,从腓骨或叶峰收获骨移植物以修复缺陷并恢复正常外观。最后,实际上重建的上颌或下颌骨用于设计特定于患者的设备以导航骨骼段。

  2. 特定于患者设备的增材制造

    与使用工程公司设计特定于患者的设备的常规方法相比,我们采用了一种内部方法,使外科医生可以设计和制造设备。所有特定于患者的设备均在3-Matic 13.0(物质化)中设计。切割指南引导并适应骨表面以进行准确的骨切除,是通过包裹到骨表面而产生的。

    对于研究组,通过描绘骨表面上的板路径,然后放置螺钉孔,设计了患者特异性手术板。手术板是由3-Matic中的内置命令生成的。接下来,使用2级钛粉制造手术板。对于对照组,定位指南将设计用于骨段对齐和插图。

    切割和定位指南都将使用ULTEM 1010的融合沉积制造(FDM)或使用MED610树脂(Stratasys Ltd,Eden Prairie,MN,美国,美国)进行加性制造。 ULTEM 1010和MED610都是FDA清除的生物相容性材料,可在高温高压棒上使用。

  3. 外科手术

    在本研究中,所有两组中的所有患者均应接受同一首席外科医生(PI)进行CAS。在手术期间,患者特异性切割指南将使可精确的颚骨切除和骨瓣截骨术。

    在对照组中,将根据定位指南来操纵骨段的排列。骨骼片段将使用商业钛手术板(美国Depuy Synthes)稳定,它们在用螺钉固定之前是手动弯曲的。在研究组中,将设计和制造患者特定的手术板,以定制重建的上颌骨或下颌骨的骨轮廓。切割指南中的螺钉孔对应于3D打印的患者特异性手术板,该手术板将指导手术板和骨骼片段的位置,从而促进现实手术中骨骼片段的折叠,定位和固定。两组的标准围手术管理将相似。术后随访将以常规方式进行。

  4. 数据收集程序

CT扫描将在基线(手术前)和术后(手术后1个月内)获得。重建的准确性将由两名评估者独立评估。将使用以前的案例进行培训,并将在两次连续培训案例中实现超过90%的评估室间协定,然后在本研究中开始测量受试者案例之前,进行两位评估者之间的校准。将记录其他信息,例如重建时间,总手术时间,术中失血,术后住院时间长度以及术后不良事件。

研究类型ICMJE介入
研究阶段ICMJE不适用
研究设计ICMJE分配:随机
干预模型:平行分配
干预模型描述:
符合资格标准并愿意参加的患者将在基线评估后随机分组(1:1分配比率)。先验者,独立的统计学家将在按重新构造(Maxilla/下颌)和性别(F/M)分层的四个或六名患者的随机大小置换块中准备计算机生成的随机化时间表,以确保参与者人数接受这两种干预措施在每个层中都很紧密。分配数将隐藏在由中央研究协调员制备的不透明密封信封中,仅在获得知情同意和基线措施后才打开它们。
蒙版:无(打开标签)
主要目的:治疗
条件ICMJE
  • 下颌肿瘤
  • 上颌肿瘤
  • 牙本质畸形
干预ICMJE
  • 设备:3D打印的患者特异性板

    我们采用内部方法来设计外科医生。所有特定于患者的设备均在3-Matic 13.0(物质化)中设计。然后,使用ULTEM 1010或使用Med610树脂(Stratasys Ltd,Eden Prairie,MN,USA,美国)使用融合沉积制造(FDM)(FDM),切割和转移指南。 ULTEM 1010和MED610都是FDA清除的生物相容性材料,适用于高温高压灭菌。

    通过描绘骨表面上的板路径,然后放置螺钉孔,设计了特定于患者的手术板。手术板是由3-Matic内置命令生成的。之后,使用2级钛粉制造手术板。

  • 设备:常规商业重建板
    骨骼片段将使用商业钛手术板(美国Depuy Synthes)稳定,在固定螺钉之前,它们会手动弯曲。
研究臂ICMJE
  • 实验:3D打印的患者特异性板组
    3D打印的患者特异性板将用于该患者组的重建
    干预:设备:3D打印的患者特异性板
  • 主动比较器:常规板组
    常规商业板将用于该患者组的重建
    干预:设备:常规商业重建板
出版物 *
  • Rifkin WJ,Kantar RS,Ali-Khan S,Plana NM,Diaz-Siso JR,Tsakiris M,Rodriguez ED。面部毁容和身份:文献的回顾和对面部移植的影响。 AMA J道德。 2018年4月1日; 20(4):309-323。 doi:10.1001/journalofethics.2018.20.4.peer1-1804。审查。
  • Lang H,France E,Williams B,Humphris G,WellsM。与头颈癌生活的心理经历:系统评价和元合成。心理学。 2013年12月; 22(12):2648-63。 doi:10.1002/pon.3343。 EPUB 2013年7月10日。评论。
  • Hanasono MM,Matros E,Disa JJ。头部和颈部重建的重要方面。塑料重合手术。 2014年12月; 134(6):968E-980E。 doi:10.1097/prs.0000000000000722。审查。
  • Hurvitz KA,Kobayashi M,Evans Grd。头颈部重建中的当前选项。塑料重合手术。 2006年10月; 118(5):122E-133E。 doi:10.1097/01.prs.0000237094.58891.fb。审查。
  • Powcharoen W,Yang WF,Yan Li K,Zhu W,Su YX。使用腓骨瓣的计算机辅助与常规徒手的下颌重建:系统评价和荟萃分析。塑料重合手术。 2019年12月; 144(6):1417-1428。 doi:10.1097/prs.0000000000006261。
  • Yang WF,Choi WS,Leung YY,Curtin JP,Du R,Zhang Cy,Chen XS,Su YX。头颈部重建中患者特异性手术板的三维印刷:一项前瞻性试点研究。口服Oncol。 2018年3月; 78:31-36。 doi:10.1016/j.oraloncology.2018.01.005。 EPUB 2018 JAN 16。
  • Takizawa T,Nakayama N,Haniu H,Aoki K,Okamoto M,Nomura H,Tanaka M,Sobajima A,Yoshida K,Kamanaka T,Ajima K,Oishi K,Oishi A,Kuroda C,Ishida H,Ishida H,Okano S,Kobayashi S,Kobayashi S,Kato S,Kobayashi S,Kato S,Kato S,Kato S,Kato S,Kato S,Kato S,Kato S,Kato S,Kato ,用于骨组织修复的硫硫钛纤维板。顾问。 2018年1月; 30(4)。 doi:10.1002/adma.201703608。 EPUB 2017 12月7日。
  • Ciocca L,Mazzoni S,Fantini M,Persiani F,Marchetti C,Scotti R. CAD/CAM引导的二次下颌重建,用于消融癌症手术后不连续缺陷。 J Craniomamaxillofac Surg。 2012年12月; 40(8):E511-5。 doi:10.1016/j.jcms.2012.03.015。 Epub 2012年4月30日。
  • Wang X,Xu S,Zhou S,Xu W,Leary M,Choong P,Qian M,Brandt M,Xie YM。用于骨支架和骨科植入物的多孔金属的拓扑设计和添加剂制造:评论。生物材料。 2016年3月; 83:127-41。 doi:10.1016/j.biomaterials.2016.01.012。 EPUB 2016 JAN6。评论。
  • Karageorgiou V,Kaplan D. 3D生物材料支架和成骨的孔隙率。生物材料。 2005年9月; 26(27):5474-91。审查。
  • van Hengel IAJ, Riool M, Fratila-Apachitei LE, Witte-Bouma J, Farrell E, Zadpoor AA, Zaat SAJ, Apachitei I. Selective laser melting porous metallic implants with immobilized silver nanoparticles kill and prevent biofilm formation by methicillin-resistant Staphylococcus aureus 。生物材料。 2017年9月; 140:1-15。 doi:10.1016/j.biomaterials.2017.02.030。 EPUB 2017年2月28日。
  • Shaoki A,Xu JY,Sun H,Chen XS,Ouyang J,Zhuang XM,Deng fl。通过选择性激光熔化制造的三维设计钛植入物的骨整合。生物制造。 2016年10月27日; 8(4):045014。
  • Xu JY,Chen XS,Zhang Cy,Liu Y,Wang J,Deng fl。选择性激光融化钛的生物活性改善:通过微/纳米纹理的层次形态和骨再生性能评估进行表面修饰。 Mater Sci Eng C Mater Biol Appl。 2016年11月1日; 68:229-240。 doi:10.1016/j.msec.2016.05.096。 EPUB 2016年5月24日。
  • Yang WF,Choi WS,Wong MC,Powcharoen W,Zhu WY,Tsoi JK,Chow M,Kwok KW,Su YX。三维印刷的患者特异性手术板提高了肿瘤学头和颈部重建与常规手术板的精度:一项比较研究。 Ann Surg Oncol。 2021年1月; 28(1):363-375。 doi:10.1245/s10434-020-08732-y。 EPUB 2020 6月22日。

*包括数据提供商提供的出版物以及MEDLINE中临床标识符(NCT编号)确定的出版物。
招聘信息
招聘状态ICMJE招募
估计注册ICMJE
(提交:2020年11月13日)
92
原始估计注册ICMJE与电流相同
估计的研究完成日期ICMJE 2026年2月28日
估计初级完成日期2025年11月30日(主要结果度量的最终数据收集日期)
资格标准ICMJE

纳入标准:

  • 年龄大于18岁,两种性别;
  • 提供签署和日期知情同意书;
  • 被诊断出患有上颌面良性或恶性肿瘤或炎症或先天性疾病,并指示用于计算机辅助的下颌手术;
  • 需要使用自动骨瓣或移植物进行初级或次要重建;
  • 钛板将用于重建手术的内固定;
  • 同意遵守后续程序。

排除标准:

  • 怀孕的患者;
  • 患有医疗疾病且无法忍受手术的患者;
  • 违反正常骨骼愈合的系统性状况或疾病;
  • 无法接受术前和术后CT/CBCT扫描的患者;
  • 在手术前两周无法进行两周的患者,用于虚拟手术模拟,3D患者特异性手术板设计和制造。
性别/性别ICMJE
有资格学习的男女:全部
年龄ICMJE 18岁以上(成人,老年人)
接受健康的志愿者ICMJE
联系ICMJE
联系人:Yuxiong su,博士852 2859 0267 richsu@hku.hk
列出的位置国家ICMJE香港
删除了位置国家
管理信息
NCT编号ICMJE NCT04635865
其他研究ID编号ICMJE UW 20-548
有数据监测委员会
美国FDA调节的产品
研究美国FDA调节的药物:
研究美国FDA调节的设备产品:
IPD共享语句ICMJE
计划共享IPD:
责任方香港大学Yuxiong Su博士
研究赞助商ICMJE香港大学
合作者ICMJE不提供
研究人员ICMJE
首席研究员: Yuxiong Su,博士香港大学
PRS帐户香港大学
验证日期2021年4月

国际医学杂志编辑委员会和世界卫生组织ICTRP要求的ICMJE数据要素
研究描述
简要摘要:

目的:这项随机对照临床试验的目的是使用3D打印的患者特异性钛手术板与常规板来评估计算机辅助下颌重建的手术精度和效率。

要测试的假设:研究人员假设与常规手术板相比,3D打印的患者特异性手术板提高了手术精度和计算机辅助下颌重建的效率。

设计和主题:这是一项开放标签,前瞻性,双臂和单中心随机对照临床试验。上颌或下颌肿瘤,炎症和先天性疾病' target='_blank'>先天性疾病的患者需要立即或继发性重建手术参加研究。

研究工具:3D打印的患者特异性钛手术板和常规板。

主要结果指标:主要终点是重建的准确性。次要终点包括截骨术,重建时间,总手术时间,术中失血,术后住院时间长度和术后不良事件的准确性。

数据分析:准确性参数,重建时间,总手术时间,术中失血,术后住院时间长度将作为具有标准偏差的平均值表示。术后不良事件将被计算并以标准偏差为频率。

预期结果:这项随机对照试验将证明使用3D印刷患者特异性钛手术板的重建精度和效率提高。预计这项研究将提供高级证据,以推动在手术领域使用3D医疗印刷技术的普及。


病情或疾病 干预/治疗阶段
下颌肿瘤上颌肿瘤牙本质畸形设备:3D打印的患者特异性板设备:常规商业重建板不适用

展示显示详细说明
学习规划
研究信息的布局表
研究类型介入(临床试验)
估计入学人数 92名参与者
分配:随机
干预模型:并行分配
干预模型描述:符合资格标准并愿意参加的患者将在基线评估后随机分组(1:1分配比率)。先验者,独立的统计学家将在按重新构造(Maxilla/下颌)和性别(F/M)分层的四个或六名患者的随机大小置换块中准备计算机生成的随机化时间表,以确保参与者人数接受这两种干预措施在每个层中都很紧密。分配数将隐藏在由中央研究协调员制备的不透明密封信封中,仅在获得知情同意和基线措施后才打开它们。
掩蔽:无(开放标签)
主要意图:治疗
官方标题:使用3D打印的患者特异性手术板与常规手术板的计算机辅助下颌重建:一项随机对照临床试验
实际学习开始日期 2020年12月1日
估计初级完成日期 2025年11月30日
估计 学习完成日期 2026年2月28日
武器和干预措施
手臂 干预/治疗
实验:3D打印的患者特异性板组
3D打印的患者特异性板将用于该患者组的重建
设备:3D打印的患者特异性板

我们采用内部方法来设计外科医生。所有特定于患者的设备均在3-Matic 13.0(物质化)中设计。然后,使用ULTEM 1010或使用Med610树脂(Stratasys Ltd,Eden Prairie,MN,USA,美国)使用融合沉积制造(FDM)(FDM),切割和转移指南。 ULTEM 1010和MED610都是FDA清除的生物相容性材料,适用于高温高压灭菌。

通过描绘骨表面上的板路径,然后放置螺钉孔,设计了特定于患者的手术板。手术板是由3-Matic内置命令生成的。之后,使用2级钛粉制造手术板。


主动比较器:常规板组
常规商业板将用于该患者组的重建
设备:常规商业重建板
骨骼片段将使用商业钛手术板(美国Depuy Synthes)稳定,在固定螺钉之前,它们会手动弯曲。

结果措施
主要结果指标
  1. 重建的准确性[时间范围:通过研究完成,平均5年]
    主要终点是重建的准确性,它被定义为虚拟计划和实际手术结果之间解剖标志的距离或角度偏差。


次要结果度量
  1. 截骨术的准确性[时间范围:在每种病例手术后通过研究完成,平均5年]
    实际截骨术与数字规划的偏差

  2. 重建时间[时间范围:在每个病例的手术期间,通过研究完成,平均5年]
    从瓣缺血开始到吻合术和内固定的时间

  3. 总手术时间[时间范围:在每个病例的手术期间,通过研究完成,平均5年]
    总操作时间

  4. 术中失血损失[时间范围:在每种病例的手术期间,通过研究完成,平均5年]
    术中失血

  5. 术后住院时间长度[时间范围:每种病例手术后,通过学习完成,平均5年]
    术后住院时间长度

  6. 术后不良事件[时间范围:在每种病例手术后通过研究完成,平均5年]
    术后不良事件


资格标准
有资格信息的布局表
符合研究资格的年龄: 18岁以上(成人,老年人)
有资格学习的男女:全部
接受健康的志愿者:
标准

纳入标准:

  • 年龄大于18岁,两种性别;
  • 提供签署和日期知情同意书
  • 被诊断出患有上颌面良性或恶性肿瘤或炎症或先天性疾病' target='_blank'>先天性疾病,并指示用于计算机辅助的下颌手术;
  • 需要使用自动骨瓣或移植物进行初级或次要重建;
  • 钛板将用于重建手术的内固定;
  • 同意遵守后续程序。

排除标准:

  • 怀孕的患者;
  • 患有医疗疾病且无法忍受手术的患者;
  • 违反正常骨骼愈合的系统性状况或疾病;
  • 无法接受术前和术后CT/CBCT扫描的患者;
  • 在手术前两周无法进行两周的患者,用于虚拟手术模拟,3D患者特异性手术板设计和制造。
联系人和位置

联系人
位置联系人的布局表
联系人:Yuxiong su,博士852 2859 0267 richsu@hku.hk

位置
位置表的布局表
香港
菲利普王子牙科医院招募
香港,香港,000000
联系人:Yuxiong su,Dr. 852 2859 0267 Richsu@hku.hk
赞助商和合作者
香港大学
调查人员
调查员信息的布局表
首席研究员: Yuxiong Su,博士香港大学
追踪信息
首先提交的日期ICMJE 2020年10月29日
第一个发布日期ICMJE 2020年11月19日
最后更新发布日期2021年4月8日
实际学习开始日期ICMJE 2020年12月1日
估计初级完成日期2025年11月30日(主要结果度量的最终数据收集日期)
当前的主要结果度量ICMJE
(提交:2020年11月13日)
重建的准确性[时间范围:通过研究完成,平均5年]
主要终点是重建的准确性,它被定义为虚拟计划和实际手术结果之间解剖标志的距离或角度偏差。
原始主要结果措施ICMJE与电流相同
改变历史
当前的次要结果度量ICMJE
(提交:2020年11月13日)
  • 截骨术的准确性[时间范围:在每种病例手术后通过研究完成,平均5年]
    实际截骨术与数字规划的偏差
  • 重建时间[时间范围:在每个病例的手术期间,通过研究完成,平均5年]
    从瓣缺血开始到吻合术和内固定的时间
  • 总手术时间[时间范围:在每个病例的手术期间,通过研究完成,平均5年]
    总操作时间
  • 术中失血损失[时间范围:在每种病例的手术期间,通过研究完成,平均5年]
    术中失血
  • 术后住院时间长度[时间范围:每种病例手术后,通过学习完成,平均5年]
    术后住院时间长度
  • 术后不良事件[时间范围:在每种病例手术后通过研究完成,平均5年]
    术后不良事件
原始次要结果措施ICMJE与电流相同
当前其他预先指定的结果指标不提供
其他其他预先指定的结果指标不提供
描述性信息
简短的标题ICMJE 3D打印的患者特异性手术板与常规手术板中的下颌重建
官方标题ICMJE使用3D打印的患者特异性手术板与常规手术板的计算机辅助下颌重建:一项随机对照临床试验
简要摘要

目的:这项随机对照临床试验的目的是使用3D打印的患者特异性钛手术板与常规板来评估计算机辅助下颌重建的手术精度和效率。

要测试的假设:研究人员假设与常规手术板相比,3D打印的患者特异性手术板提高了手术精度和计算机辅助下颌重建的效率。

设计和主题:这是一项开放标签,前瞻性,双臂和单中心随机对照临床试验。上颌或下颌肿瘤,炎症和先天性疾病' target='_blank'>先天性疾病的患者需要立即或继发性重建手术参加研究。

研究工具:3D打印的患者特异性钛手术板和常规板。

主要结果指标:主要终点是重建的准确性。次要终点包括截骨术,重建时间,总手术时间,术中失血,术后住院时间长度和术后不良事件的准确性。

数据分析:准确性参数,重建时间,总手术时间,术中失血,术后住院时间长度将作为具有标准偏差的平均值表示。术后不良事件将被计算并以标准偏差为频率。

预期结果:这项随机对照试验将证明使用3D印刷患者特异性钛手术板的重建精度和效率提高。预计这项研究将提供高级证据,以推动在手术领域使用3D医疗印刷技术的普及。

详细说明

这项随机对照临床试验基于我们以前的临床试验“下颌手术中患者特异性钛板的三维印刷:一项试点研究”(HKU/HA HKW IRB,No.UW 16-315;在临床中注册。由NCT03057223编号;由HMRF项目编号:05161626)。

在过去的几十年中,自体血管化骨皮瓣已成为头颈重建的首选选择。吻合的血液供应使血管化骨皮瓣具有提高的存活率和固有的抗感染性能。随着微血管手术的发展,外科医生正在寻求更准确的重建,以增强美学和功能性结果。但是,自体骨皮瓣的主要缺点是供体骨形状的不匹配,需要切割和修剪以适应缺陷并更好地恢复自然外观。已经努力促进骨骼操纵,然后在21世纪出现了计算机辅助手术(CAS)作为可行的选择。在CAS中,外科医生在计算机中执行虚拟计划,然后指导骨细分的精确收获和排列,以修复手术室中的缺陷。可以对骨骼细分进行细分,以最好地恢复原始骨架。在先前的研究中,已经开发了各种设备来根据虚拟计划来浏览骨骼片段,包括切割模板,头骨模型和手术导航系统。

但是,骨导航与准确重建之间的缺失联系是板固定程序。以常规的方式,使用商业现成的钛板固定骨骼段,应手动弯曲并扭曲以适合骨解剖学。手动轮廓过程通常是乏味的,技术要求,并不利地影响骨骼段的精确位置。更糟糕的是,反复弯曲甚至会导致疲劳性能不佳。常规手术板的缺点使得有必要开发患者特定的手术板。与常规板相比,患者特异性手术板的设计和制造在与单个骨轮廓对齐的3D结构中。患者特定的手术板不再基于常规板中骨骼的解剖结构进行轮廓板,而是导航骨骼片段的折叠和精确位置,并希望提高重建的准确性。同时,由于不需要板弯曲,因此可以使用特定于患者的手术板以更有效和标准化的方式优化骨骼重建。

近年来,随着添加剂制造(3D打印)的快速开发,现在可以使用具有拓扑优化的结构来生产患者特异性的金属植入物。已经做出了许多努力,以开发用于再生医学的多孔骨支架,这些骨架具有定制的孔隙率,以实现最佳的生物力学特性。但是,尽管在某些复杂的情况下,添加性制造的骨支架表现出出色的性能,但它们仍然无法替代头部和颈部重建中自体血管化骨皮瓣的主要作用。因此,探索添加剂(3D印刷)患者特定手术板的应用至关重要,尽管在这个方向上没有进行太多研究。

在我们先前的研究(HKU/HA HKW IRB,No. UW 16-315)的支持下,由健康和医学研究基金(项目编号:05161626)支持,研究人员成功地通过选择性激光融化,成功地制造了具有高精度的患者特异性钛板,具有很高的精度(SLM)技术是一种高科技3D打印技术,可将钛粉末融化为一层的完整实体。 SLM可以制造具有定制结构和出色生物力学特性的患者特异性钛手术板。我们的结果表明,在头部和颈部重建中应用3D印刷患者特异性钛板的应用中有令人鼓舞的临床结果。此外,研究人员进行了一项回顾性研究,比较了使用3D印刷患者特异性手术板与常规钛板进行了下巴重建手术的患者,结果显示了研究组的重建结果的卓越精度,并使用了3D印刷患者 - 使用3D印刷的患者 - 特定的手术板。但是,我们的研究存在重大局限性。首先,作为一项回顾性研究,研究设计的先天缺陷是不可避免的,例如选择偏见。其次,研究组和对照组之间的随访期有显着差异。用于精确分析的成像数据是在不同的术后期间获得的,这损害了最终结果。最后,通过回顾性研究设计,难以控制手术效率终点,例如手术时间,失血和术后住院住院,可能会受到多个混杂因素的显着影响。因此,仍然缺乏有关头部和颈部重建中3D印刷患者特异性手术板的优势的高级证据。在大规模临床应用之前,应进一步研究3D印刷的患者特异性手术板是否提高了与计算机辅助下颌重建相比的手术准确性和效率。

因此,研究人员旨在在一项前瞻性随机对照临床试验中,使用3D打印的患者特异性钛手术板与常规板评估计算机辅助下颌重建的手术准确性和效率。预计我们的研究将提供高级证据,以推动在手术领域使用3D医疗印刷新技术的普及。

方法

该方法已经建立了,并且在我们的早期研究中被证明是可行的。 PI在颌面外科手术中一直在计算机辅助手术模拟,虚拟计划和3D印刷手术模板上工作了几年,并发表了一系列文章。

  1. 计算机辅助手术

    头颈部重建中使用的CAS技术在我们的单元中已经很好地确定,并且已有描述。简而言之,CAS由三个主要阶段组成:虚拟手术的术前阶段和患者特异性设备的3D打印,术中阶段,涉及精确增强手术以安装患者特异性设备的术中和术后阶段涉及准确性分析。特定于患者的设备可以包括切割指南,定位指南和患者特定的钛板。在我们的试验中,研究组将使用切割指南和患者特定的钛板,而对照组将使用切割指南,定位指南和常规板。

    在术前阶段,将使用Proplan CMF 2.0软件(Materizize,Leuven,Belgium)进行虚拟手术。最初,使用Proplan的交互式界面对患者的CT数据进行了细分,以重建上颌骨或下颌骨的3D虚拟模型。接下来,在3D模型中进行骨切除,以促进任何肿瘤。同时,从腓骨或叶峰收获骨移植物以修复缺陷并恢复正常外观。最后,实际上重建的上颌或下颌骨用于设计特定于患者的设备以导航骨骼段。

  2. 特定于患者设备的增材制造

    与使用工程公司设计特定于患者的设备的常规方法相比,我们采用了一种内部方法,使外科医生可以设计和制造设备。所有特定于患者的设备均在3-Matic 13.0(物质化)中设计。切割指南引导并适应骨表面以进行准确的骨切除,是通过包裹到骨表面而产生的。

    对于研究组,通过描绘骨表面上的板路径,然后放置螺钉孔,设计了患者特异性手术板。手术板是由3-Matic中的内置命令生成的。接下来,使用2级钛粉制造手术板。对于对照组,定位指南将设计用于骨段对齐和插图。

    切割和定位指南都将使用ULTEM 1010的融合沉积制造(FDM)或使用MED610树脂(Stratasys Ltd,Eden Prairie,MN,美国,美国)进行加性制造。 ULTEM 1010和MED610都是FDA清除的生物相容性材料,可在高温高压棒上使用。

  3. 外科手术

    在本研究中,所有两组中的所有患者均应接受同一首席外科医生(PI)进行CAS。在手术期间,患者特异性切割指南将使可精确的颚骨切除和骨瓣截骨术。

    在对照组中,将根据定位指南来操纵骨段的排列。骨骼片段将使用商业钛手术板(美国Depuy Synthes)稳定,它们在用螺钉固定之前是手动弯曲的。在研究组中,将设计和制造患者特定的手术板,以定制重建的上颌骨或下颌骨的骨轮廓。切割指南中的螺钉孔对应于3D打印的患者特异性手术板,该手术板将指导手术板和骨骼片段的位置,从而促进现实手术中骨骼片段的折叠,定位和固定。两组的标准围手术管理将相似。术后随访将以常规方式进行。

  4. 数据收集程序

CT扫描将在基线(手术前)和术后(手术后1个月内)获得。重建的准确性将由两名评估者独立评估。将使用以前的案例进行培训,并将在两次连续培训案例中实现超过90%的评估室间协定,然后在本研究中开始测量受试者案例之前,进行两位评估者之间的校准。将记录其他信息,例如重建时间,总手术时间,术中失血,术后住院时间长度以及术后不良事件。

研究类型ICMJE介入
研究阶段ICMJE不适用
研究设计ICMJE分配:随机
干预模型:平行分配
干预模型描述:
符合资格标准并愿意参加的患者将在基线评估后随机分组(1:1分配比率)。先验者,独立的统计学家将在按重新构造(Maxilla/下颌)和性别(F/M)分层的四个或六名患者的随机大小置换块中准备计算机生成的随机化时间表,以确保参与者人数接受这两种干预措施在每个层中都很紧密。分配数将隐藏在由中央研究协调员制备的不透明密封信封中,仅在获得知情同意和基线措施后才打开它们。
蒙版:无(打开标签)
主要目的:治疗
条件ICMJE
  • 下颌肿瘤
  • 上颌肿瘤
  • 牙本质畸形
干预ICMJE
  • 设备:3D打印的患者特异性板

    我们采用内部方法来设计外科医生。所有特定于患者的设备均在3-Matic 13.0(物质化)中设计。然后,使用ULTEM 1010或使用Med610树脂(Stratasys Ltd,Eden Prairie,MN,USA,美国)使用融合沉积制造(FDM)(FDM),切割和转移指南。 ULTEM 1010和MED610都是FDA清除的生物相容性材料,适用于高温高压灭菌。

    通过描绘骨表面上的板路径,然后放置螺钉孔,设计了特定于患者的手术板。手术板是由3-Matic内置命令生成的。之后,使用2级钛粉制造手术板。

  • 设备:常规商业重建板
    骨骼片段将使用商业钛手术板(美国Depuy Synthes)稳定,在固定螺钉之前,它们会手动弯曲。
研究臂ICMJE
  • 实验:3D打印的患者特异性板组
    3D打印的患者特异性板将用于该患者组的重建
    干预:设备:3D打印的患者特异性板
  • 主动比较器:常规板组
    常规商业板将用于该患者组的重建
    干预:设备:常规商业重建板
出版物 *
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*包括数据提供商提供的出版物以及MEDLINE中临床标识符(NCT编号)确定的出版物。
招聘信息
招聘状态ICMJE招募
估计注册ICMJE
(提交:2020年11月13日)
92
原始估计注册ICMJE与电流相同
估计的研究完成日期ICMJE 2026年2月28日
估计初级完成日期2025年11月30日(主要结果度量的最终数据收集日期)
资格标准ICMJE

纳入标准:

  • 年龄大于18岁,两种性别;
  • 提供签署和日期知情同意书
  • 被诊断出患有上颌面良性或恶性肿瘤或炎症或先天性疾病' target='_blank'>先天性疾病,并指示用于计算机辅助的下颌手术;
  • 需要使用自动骨瓣或移植物进行初级或次要重建;
  • 钛板将用于重建手术的内固定;
  • 同意遵守后续程序。

排除标准:

  • 怀孕的患者;
  • 患有医疗疾病且无法忍受手术的患者;
  • 违反正常骨骼愈合的系统性状况或疾病;
  • 无法接受术前和术后CT/CBCT扫描的患者;
  • 在手术前两周无法进行两周的患者,用于虚拟手术模拟,3D患者特异性手术板设计和制造。
性别/性别ICMJE
有资格学习的男女:全部
年龄ICMJE 18岁以上(成人,老年人)
接受健康的志愿者ICMJE
联系ICMJE
联系人:Yuxiong su,博士852 2859 0267 richsu@hku.hk
列出的位置国家ICMJE香港
删除了位置国家
管理信息
NCT编号ICMJE NCT04635865
其他研究ID编号ICMJE UW 20-548
有数据监测委员会
美国FDA调节的产品
研究美国FDA调节的药物:
研究美国FDA调节的设备产品:
IPD共享语句ICMJE
计划共享IPD:
责任方香港大学Yuxiong Su博士
研究赞助商ICMJE香港大学
合作者ICMJE不提供
研究人员ICMJE
首席研究员: Yuxiong Su,博士香港大学
PRS帐户香港大学
验证日期2021年4月

国际医学杂志编辑委员会和世界卫生组织ICTRP要求的ICMJE数据要素