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Hybrid Fabrication of Patient-Specific Intraoral Stents for Head and Neck Radiotherapy: A Retrospective Case Series with Exploratory Dosimetry

Esta serie de casos retrospectiva demuestra que un flujo de trabajo de fabricación híbrido que combina el moldeo funcional y la impresión 3D puede producir con éxito férulas intraorales específicas para cada paciente en diversos casos de radioterapia de cabeza y cuello, logrando reducciones selectivas en la dosis media de la cavidad oral sin comprometer la cobertura del objetivo y manteniendo la usabilidad clínica.

Autores originales: Anna Dovhan, Olena Bakhmatska, Denys Sliusarenko, Nadiia Yaroshenko, Maryna Sokolovska, Oleg Kravets, Ruben Del Castillo Pacora, Roman Palyvoda, Rodrigo Salazar-Gamarra, Dmytro Filonenko

Publicado 2026-11-10✓ Author reviewed ⓘ

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CC BY 4.0

Autores originales: Anna Dovhan, Olena Bakhmatska, Denys Sliusarenko, Nadiia Yaroshenko, Maryna Sokolovska, Oleg Kravets, Ruben Del Castillo Pacora, Roman Palyvoda, Rodrigo Salazar-Gamarra, Dmytro Filonenko

Artículo original bajo licencia CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ Esta es una explicación generada por IA del artículo a continuación. No ha sido escrita por los autores. Para mayor precisión técnica, consulte el artículo original. Leer descargo de responsabilidad completo

La radioterapia para los cánceres de cabeza y cuello es un delicado acto de equilibrio. Los médicos deben administrar una dosis potente de energía para destruir un tumor mientras protegen los tejidos sanos que lo rodean. El desafío es que la boca, la lengua, los labios y las glándulas salivales se encuentran muy cerca de estos objetivos. Cuando un paciente permanece inmóvil durante el tratamiento, estos tejidos blandos se asientan naturalmente de una manera que a menudo los coloca directamente en la trayectoria del haz de radiación. Para resolver esto, los equipos médicos recurren a veces al uso de dispositivos fabricados a medida llamados férulas intraorales. Estas son esencialmente protectores bucales diseñados para empujar suavemente la lengua hacia abajo o tirar de los labios y las mejillas hacia atrás, creando un espacio físico entre el tejido sano y el tumor. Al desplazar el tejido sano del camino, los médicos esperan reducir la cantidad de radiación que este recibe, lo que puede disminuir el riesgo de efectos secundarios a largo plazo como la boca seca o la dificultad para tragar.

Un equipo de investigadores en Ucrania exploró recientemente una nueva forma de fabricar estos dispositivos vitales. En lugar de depender de laboratorios dentales tradicionales o escaneos complejos de los dientes del paciente, desarrollaron un método híbrido que combina el trabajo clínico manual con herramientas digitales modernas. Crearon férulas personalizadas para dieciséis adultos con tumores de cabeza y cuello, utilizando un flujo de trabajo que comenzó con un molde de silicona blanda tomado directamente dentro de la boca del paciente. Este molde capturó la forma exacta de los dientes del paciente, las encías o incluso las crestas lisas dejadas tras la cirugía. El equipo luego escaneó este molde blando fuera de la boca para crear un plano digital, el cual se utilizó para imprimir un dispositivo rígido y ajustado a medida mediante una impresora 3D. Este enfoque permitió adaptar los dispositivos a pacientes que habían perdido todos sus dientes o que presentaban cambios significativos en la estructura de la boca tras la cirugía, condiciones que a menudo dificultan el uso de los dispositivos estándar.

Los investigadores probaron qué tan bien funcionaron estas férulas personalizadas analizando dos aspectos principales: qué tan cómodas y fiables eran para los pacientes, y cómo cambiaban los cálculos de la dosis de radiación. En cuanto a la comodidad, los dispositivos funcionaron bien. Once de los dieciséis pacientes pudieron completar todo su curso de tratamiento de radiación usando la férula. Nadie informó que el dispositivo se rompiera o causara un dolor intolerable, y solo un paciente necesitó un pequeño ajuste en el dispositivo antes de comenzar el tratamiento para hacerlo más cómodo. El equipo también revisó los dispositivos durante el tratamiento mediante imágenes especiales de rayos X tomadas en diferentes momentos. Estas imágenes mostraron que las mandíbulas y las lenguas de los pacientes se mantuvieron en las mismas posiciones previstas durante todo el tratamiento, demostrando que los dispositivos mantenían su forma y posición de manera fiable.

Cuando el equipo analizó la dosis de radiación, encontró que las férulas sí cambiaron la distribución de la energía en la boca, pero los resultados fueron específicos en lugar de universales. En siete pares de comparaciones detalladas, la dosis promedio de radiación en toda la boca fue menor cuando se utilizó la férula. En promedio, la dosis descendió de 44.11 Gy a 42.94 Gy, una reducción pequeña pero mensurable. En un paciente específico, la reducción fue mucho más significativa, con la dosis promedio en la boca cayendo 5.2 Gy. Los investigadores también comprobaron si la férula ayudaba a que la radiación golpeara el tumor según lo previsto. Encontraron que la cobertura del tumor permaneció exactamente igual con o sin el dispositivo, lo que significa que la férula no interfirió con el objetivo primario de tratar el cáncer. Sin embargo, el estudio también señaló que, mientras algunas áreas sanas recibieron menos radiación, otras estructuras cercanas, como ciertas glándulas salivales o el hueso de la mandíbula, a veces recibieron dosis ligeramente superiores. Esto indica que el desplazamiento del tejido es un intercambio que depende fuertemente de la anatomía individual y de la ubicación específica del tumor.

El estudio concluye que este método híbrido de fabricación de férulas es una forma práctica y eficaz de personalizar el tratamiento para una amplia gama de pacientes, incluidos aquellos sin dientes. Los dispositivos lograron mantener los tejidos en su lugar y redujeron la dosis promedio de radiación en la boca en la mayoría de los casos examinados. No obstante, los investigadores advierten cuidadosamente que estos hallazgos aún no demuestran que las férulas reducirán definitivamente los efectos secundarios a largo plazo o que sean superiores a otros métodos de planificación. Los resultados se basan en cálculos y en un número pequeño de pacientes, por lo que el equipo sugiere que se necesitan estudios futuros más amplios para confirmar si estas mejoras dosimétricas se traducen en beneficios de salud reales para los pacientes. Por ahora, el trabajo demuestra que es posible crear de forma rápida y precisa herramientas personalizadas que ayuden a los médicos a navegar la compleja geografía de la boca humana durante el tratamiento del cáncer.

Resumen Técnico: Fabricación Híbrida de Férulas Intraorales Personalizadas para Radioterapia de Cabeza y Cuello

Planteamiento del Problema
La radioterapia para tumores de cabeza y cuello requiere una cobertura precisa de la dosis en el objetivo, minimizando al mismo tiempo la irradiación de tejidos sanos adyacentes, como la lengua, el paladar, los labios y las glándulas salivales. La proximidad anatómica de estas estructuras al tumor o al lecho postoperatorio requiere una separación espacial específica para cada paciente. Aunque las férulas intraorales pueden establecer estas relaciones, la personalización es particularmente difícil en pacientes con pérdida parcial o total de piezas dentales (edentulismo) y cambios anatómicos postoperatorios. Los flujos de trabajo tradicionales suelen depender de laboratorios dentales externos o del escaneo intraoral directo, que pueden no ser universalmente accesibles o adaptables a condiciones complejas de soporte tisular. Este estudio aborda la necesidad de un flujo de trabajo móvil, dirigido clínicamente, que se adapte a diversos estados dentales y evalúe el impacto dosimétrico resultante.

Metodología
El estudio presenta una serie de casos descriptiva retrospectiva que involucra a 16 pacientes adultos con tumores de cabeza y cuello tratados en el Instituto Nacional del Cáncer en Kyiv, Ucrania. El núcleo de la metodología es un flujo de trabajo de fabricación híbrido que integra el moldeado funcional con la fabricación digital:

Moldeado Clínico: Se moldea una plantilla funcional directamente de forma intraoral utilizando silicona de condensación (C-silicona). Este paso registra la relación mandibular prevista, la posición de los tejidos blandos y los contornos de soporte (dientes, crestas alveolares o mucosa) sin requerir el escaneo directo de las mandíbulas del paciente.
Transferencia Digital: El patrón de silicona se escanea extraoralmente utilizando un escáner óptico Medit i600. La geometría resultante sirve como entrada para el diseño digital.
Diseño y Fabricación: Los modelos digitales se refinan en Meshmixer (suavizado de superficies de contacto, adición de canales de respiración) y se fabrican mediante Modelado por Deposición Fundida (FDM) con Ácido Poliláctico (PLA) en una impresora Bambu Lab X2D. Los dispositivos cuentan con un relleno tipo gyroid del 8% y configuraciones específicas de pared/perímetro.
Esterilización y Uso Clínico: Las férulas se someten a esterilización de baja temperatura mediante plasma de gas de peróxido de hidrógeno. Se utilizan para desplazar la lengua caudalmente, retraer los labios o retraer las mejillas durante el tratamiento.
Evaluación Dosimétrica: Se realizaron siete comparaciones pareadas utilizando conjuntos de datos de TC adquiridos con (CT1) y sin (CT2) la férula. Los planes de tratamiento se optimizaron en CT1 y se recalcularon en CT2 utilizando el sistema de planificación de tratamiento Monaco (algoritmo XVMC) con parámetros de haz idénticos. Las métricas incluyeron la dosis media de la cavidad oral completa ( $D_{mean}$ ), las dosis de órganos en riesgo (OAR) y la cobertura del objetivo (PTV $V_{95\%}$ , $V_{100\%}$ , Índice de Conformidad, Índice de Homogeneidad).
Evaluación de la Reproducibilidad: Se realizó un análisis cualitativo de imágenes sagitales seriadas de kV-CBCT de tres pacientes ilustrativos para evaluar el mantenimiento de la apertura mandibular y la separación lengua-paladar a través de las fracciones de tratamiento.

Contribuciones Clave

Validación del Flujo de Trabajo Híbrido: El artículo demuestra un flujo de trabajo móvil y factible que evita los laboratorios dentales externos y el escaneo intraoral directo, basándose en su lugar en el moldeado funcional a pie de cama y el escaneo extraoral del patrón.
Adaptabilidad a la Anatomía Compleja: El estudio aplicó con éxito este flujo de trabajo a pacientes con edentulismo completo y cambios anatómicos postoperatorios, adaptando las superficies de soporte a los contornos alveolares y mucosos en lugar de depender únicamente de la dentición.
Caracterización Dosimétrica: Proporciona un perfil dosimétrico detallado del efecto de la férula, analizando específicamente las compensaciones entre la reducción de la dosis en los tejidos orales no afectados y el posible aumento de la dosis en estructuras adyacentes.
Factibilidad Clínica: El estudio documenta la tolerabilidad clínica, el cronograma de fabricación (entrega en 3 días) y la ausencia de rotura del dispositivo o intolerancia severa en la cohorte.

Resultados

Aplicación Clínica: Las férulas se utilizaron para el desplazamiento caudal de la lengua en 13 pacientes, la retracción de labios en dos y la retracción de mejillas en uno. Dos pacientes presentaban edentulismo completo. Once pacientes completaron el curso de radioterapia con la férula; una férula requirió un reajuste por comodidad. No se reportó rotura ni intolerancia de los dispositivos.
Resultados Dosimétricos:
- Cavidad Oral: En siete comparaciones pareadas, la dosis media ( $D_{mean}$ ) de la cavidad oral completa disminuyó en cinco casos. La $D_{mean}$ promedio se redujo de 44.11 Gy a 42.94 Gy (una reducción media pareada de 1.17 Gy). La mayor reducción fue de 5.2 Gy (9.3%) en el Paciente 12.
- Cobertura del Objetivo: En los tres pares detallados, la cobertura del PTV ( $V_{95\%}$ y $V_{100\%}$ ) se mantuvo sin cambios. El Índice de Conformidad ( $CI_{95}$ ) mostró un ligero aumento con la férula, y el Índice de Homogeneidad ( $HI_{ratio}$ ) se mantuvo estable o mejoró ligeramente.
- Variabilidad de los Órganos en Riesgo (OAR): Aunque las dosis de la parótida contralateral disminuyeron, los efectos fueron heterogéneos. En el Paciente 12, la $D_{mean}$ de la cavidad oral no afectada disminuyó en 3.3 Gy, pero la $D_{mean}$ de la glándula submandibular ipsilateral aumentó en 4.3 Gy, y la $D_{max}$ mandibular aumentó.
Reproducibilidad: Las imágenes de CBCT seriadas indicaron una apertura mandibular y una separación lengua-paladar ampliamente similares a través de las fracciones 1, 10, 28 y 30, lo que sugiere un posicionamiento estable.
Propiedades del Material: Las mediciones de TC de la férula mostraron valores bajos de Unidades Hounsfield (HU) medias (que oscilaron entre -969 y -618 HU), lo que refleja la estructura compuesta de polímero y espacios de aire (relleno del 8%).

Significancia y Reclamaciones
El artículo sostiene que el flujo de trabajo híbrido permite la fabricación individualizada de férulas intraorales para diversas condiciones dentales y postoperatorias, incluyendo el edentulismo completo, sin la necesidad de laboratorios externos. Los datos dosimétricos respaldan un beneficio selectivo: el reposicionamiento de los tejidos puede reducir la dosis media calculada de la cavidad oral completa y no afectada en la mayoría de los pares evaluados sin comprometer la cobertura del objetivo.

Sin embargo, los autores mantienen una postura modesta respecto a las implicaciones clínicas:

El estudio no establece una reducción de la toxicidad clínica a nivel poblacional ni la superioridad sobre planes optimizados independientemente sin férulas.
Las reducciones de dosis observadas son descriptivas y específicas de cada paciente; el aumento de la dosis en ciertas estructuras (por ejemplo, la glándula submandibular ipsilateral) resalta una compensación que requiere una evaluación cuidadosa de la relación beneficio-riesgo.
Los hallazgos sirven como base para una evaluación prospectiva, específicamente para determinar si los cambios dosimétricos observados se traducen en una reducción de la mucositis, una mejora de la función salival o mejores resultados reportados por el paciente.
El artículo concluye que, si bien el flujo de trabajo es clínicamente viable y ofrece separación anatómica, son necesarios más estudios prospectivos con criterios de toxicidad estandarizados y planes comparadores optimizados de forma independiente para establecer la magnitud y el valor clínico de estos efectos.

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