3D printed presurgical passive nasoalveolar molding designed with facial balance and the occlusal plane for cleft lip and palate infants
本研究は、垂直的および水平的な不整合に対処するために顔面および歯槽の統合データを用いて設計された、新規の3Dプリントによる術前鼻上顎形成プロトコルが、CT撮影を必要とすることなく、一側性唇口蓋裂の乳児における顔面の対称性と歯槽の整列を効果的に改善することを実証している。
原論文は CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/) でライセンスされています。 これは以下の論文のAI生成解説です。著者が執筆または承認したものではありません。技術的な正確性については原論文を参照してください。 免責事項の全文を読む
赤ちゃんが口唇口蓋裂を伴って生まれてくる際、上顎の隙間は単に皮膚の一部が欠けているというわけではありません。それは、口の両側が互いに離れ、多くの場合、上下方向にもずれてしまっている構造的な不均衡なのです。外科医が唇を縫い合わせる前に、矯正歯科医は赤ちゃんの口の中に特注のプラスチック製のプレートを入れ、離れた歯肉の隆起を優しく押し寄せ、近づけることがあります。「術前鼻顎矯正（プレサージャル・ナゾアルヴェオラー・モールディング）」として知られるこのプロセスは、歯列を整え、鼻の形を整えるのに役立ち、最終的な手術を容易にし、完成した外見をより左右対称にします。しかし、長年の課題が残っていました。これらのプレートは、左右の幅を縮めることには非常に優れていますが、顎の両側の垂直方向の高さの違いを修正できないことがよくあったのです。もし一方の顎がもう一方よりも高い位置にあると、噛み合わせ全体や顔の傾きを引き起こし、将来的に大規模な手術を必要とする複雑な問題につながる可能性があります。
大阪大学の研究チームは、デジタル技術を用いて、この特定の垂直方向の不均衡に対処する新しい方法を開発しました。赤ちゃんの口の物理的な模型だけに頼るのではなく、赤ちゃんの顔の3Dスキャンと口内の3Dスキャンを組み合わせた、統合されたデジタルマップを作成しました。これら2つの視点を統合することで、CTスキャンによる放射線曝露から新生児を守ることなく、顎の骨が頭蓋骨に対してどのように位置しているかを正確に把握することができました。この統合されたマップを用いて、チームはコンピュータ上でバーチャル手術を行いました。彼らは、分離した顎のセグメントを、顔に対して完璧なバランスが取れる位置になるまで、デジタル上で上下左右に動かしました。この理想的なデジタル計画に基づき、彼らは一連のカスタムプラスチックプレートを設計し、3Dプリントしました。これらのプレートは段階的に乳児に装着され、唇の手術が行われる前に、数週間ごとに新しいものに交換しながら、顎を正しい位置へと徐々に導いていきました。
研究では、この疾患を持つ12人の乳児を対象とし、治療開始前と、唇の再建手術の直前の段階で、顔と顎の測定を行いました。結果は、このデジタルアプローチが垂直方向の高さの違いを効果的に修正したことを示しました。治療前は、裂隙（れつげき）側の顎のセグメントは、特に犬歯の領域と上顎の後方において、もう一方の側よりも著しく高い位置にありました。治療後、これらの高さの違いは半分以上に減少しており、両側がより良好に整列していました。また、この治療は顎の水平方向の位置も大幅に改善し、裂隙側を中央に近づけ、上唇の傾きを修正しました。この治療法は上下および左右の整列を修正することには非常に効果的でしたが、研究者たちは、顎のセグメントが前後方向にどの程度移動するかについては、有意な変化は見られなかったと指摘しています。
研究者たちは、裂隙側の顎が、健康な側と比較して、高さ、横方向、および後方の3つの方向において自然にずれていることを発見しました。彼らのデジタルシミュレーションにより、高さと左右の位置に関する精密な修正計画を立てることができ、それを実際のプラスチックプレートが実行しました。研究では、顎の裂隙の幅が、顎のアーチ全体を過度に締め付けることなく、平均して約12ミリメートルから約3ミリメートルへと劇的に縮小したことが確認されました。決定的なことに、不均一な顎に付随して起こりがちな口角の傾きも大幅に改善し、目立つ傾斜からほぼ水平な状態へと変化しました。研究チームは、これらの垂直および水平方向の不均衡を早期に修正することで、青年期における複雑な矯正手術の必要性が軽減され、将来的な骨移植の手順も容易になる可能性があると示唆しています。
この研究は、これらの初期治療の計画方法における転換を意味しています。以前は、これらの成形プレートのデザインは歯や歯肉の形状のみに基づいており、それらが顔のより大きな構造の中でどのように位置しているかは無視されていました。顔の骨格を計画プロセスに組み込むことで、研究者たちは、侵襲的な画像診断なしでは対処が困難であった種類の変形を修正することができました。この研究は、新しい手法を従来の既存手法と直接比較したサイド・バイ・サイドの試験は行っていないため、その優位性の全容が広範な研究において明らかになるまでは未知数です。しかし、データは明確に、このデジタルによるシミュレーション誘導型のアプローチが、顔に対する顎のセグメントを効果的に再整列させ、唇口蓋裂を持って生まれた乳児にとって、より良い対称性への有望な道を提供できることを示しています。
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