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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.10.2019.tde-26102018-124837
Document
Author
Full name
Bianca Fiuza Monteiro
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2018
Supervisor
Committee
Ferrigno, Cassio Ricardo Auada (President)
Marinho, Paulo Vinicius Tertuliano
Souza, Maria Claudia de Campos Mello Inglez de
Title in Portuguese
Desenvolvimento e análise da eficácia de guia cirúrgico paciente-específico produzido por impressão 3D para aplicação de pinos transarticulares atlantoaxiais em cães miniatura
Keywords in Portuguese
Estabilização atlantoaxial ventral
Guia cirúrgico
Impressão 3D
Modelagem por fusão e deposição
Neurocirurgia
Abstract in Portuguese
A subluxação atlantoaxial em cães miniatura culmina em compressão da medula espinhal e mielopatia cervical de graus variáveis. Frequentemente o tratamento cirúrgico se faz necessário, sendo os implantes transarticulares uma das opções terapêuticas. Convencionalmente a passagem desses implantes baseia-se em pontos anatômicos de referência e ângulos genéricos preestabelecidos, todavia, devido ao estreito corredor ósseo o posicionamento ideal é desafiador. O desenvolvimento de métodos de planejamento cirúrgico individualizados poderia aumentar a acurácia na aplicação de implantes atlantoaxiais. O presente estudo teve como objetivo desenvolver um guia cirúrgico paciente-específico (GCPE) para colocação de pinos atlantoaxiais em cães miniaturas e comparar a eficácia desses dispositivos em relação a técnica cirúrgica convencional. Para tanto, dezesseis cadáveres de cães de até seis quilogramas foram dispostos aleatoriamente em dois grupos de oito cães, para serem submetidos a cirurgia de estabilização transarticular atlantoaxial com pinos lisos de 1,6 mm. Nos cães do Grupo A (GrA) a aplicação dos pinos foi guiada por um GCPE, desenvolvido com base em imagens de tomografia computadorizada (TC), a partir de técnicas de prototipagem rápida e impressão 3D por modelagem por fusão e deposição. Os cães do Grupo B (GrB), foram submetidos ao procedimento operatório convencional, sendo a passagem dos pinos guiada por referências anatômicas. Posteriormente ambos os grupos foram submetidos à exame de TC para avaliação da acurácia dos pinos. Para a avaliação do posicionamento dos implantes criou-se uma escala que ponderou a manutenção nos corredores seguros e os classificou de acordo com a estabilidade oferecida e a segurança da aplicação. Observou-se que não houve diferença significativa entre o método com GCPE e a cirurgia convencional, sendo que ambos grupos tiveram resultados expressivos de pinos inadequadamente aplicados, incluindo violação de corticais com obliteração do forame vertebral em 3 (37,5%) cães do GrA e 4 (50%) cães do GrB e obliteração do forame transverso em 3 (37,5%) animais do GrA e 1 (12,5%) do GrB. A aplicação de pinos em posição adequada bilateralmente foi observada em apenas 2 (25%) cães de cada grupo. Concluímos que a confecção de um GCPE para pinos transarticulares em cães miniaturas é viável, todavia, o modelo criado não foi capaz de aumentar a eficácia e segurança da cirurgia em relação à técnica convencional.
Title in English
Development and efficacy assessment of a patientspecific 3d-printed surgical guide for implantation of atlantoaxial transarticular pin fixation in miniature dogs
Keywords in English
3D impression
Fused deposition modeling
Neurosurgery
Surgical guide
Ventral atlantoaxial stabilization
Abstract in English
The atlantoaxial subluxation in miniature dogs leads to spinal cord compression and cervical myelopathy in several degrees. Commonly the surgical treatment is necessary, and one of therapeutic options are the transarticular fixation. Conventionally the passage of these implants is based on anatomical reference points and generics pre-established angles, however, due to the narrow bony corridor the ideal positioning is challenging. The development of individual surgical planning methods could improve the accuracy of atlantoaxial implants application. The present study aimed to develop a patient-specific surgical guide (PSSG) for placement of atlantoaxial pins in miniature dogs and to compare the efficacy of these devices related to the conventional surgical technique. Sixteen cadavers of dogs, up to six kilograms, were randomly placed in two groups of eight dogs each, to undergo atlantoaxial transarticular stabilization with Kirschner wires. On the Group A (GrA) the application of Kirschner wire were guided by a PSSG, developed based on computed tomography (CT) images, using rapid prototyping and fused deposition modeling 3D impression technique. The dogs of Group B (GrB) were submitted to conventional procedure, with the passage of the Kirschner wires guided by anatomical references. After surgeries, dogs in both groups were submitted to a CT scan to evaluate the accuracy of the implants. To evaluate the implants position a scale was created and considered the maintenance of the pins in the safe corridors and classified them according to the stability and safety of the application. It was observed that there was no significant difference between the PSSG method and the conventional surgery, and that both groups had expressive results of inappropriately applied pins, including obliteration of vertebral foramen in 3 (37.5%) dogs from GrA and 4 (50%) dogs from GrB and obliteration of the transverse foramen in 3 (37.5%) dogs from GrA and 1 (12, 5%) dog of GrB. The bilaterally application of pins in a suitable position was observed in only 2 (25%) dogs of each group. We concluded that the development of a PSSG for transarticular pins in miniature dogs is feasible, however, the model that we design was not able to increase the efficacy and safety of the surgery, compared to the conventional surgical technique.
 
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Release Date
2020-11-29
Publishing Date
2019-01-22
 
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