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May 22, 2023

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 11985 (2023) Citer cet article

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Tous les types de techniques de cranioplastie restaurent la morphologie du crâne et affectent l’esthétique du patient. Des techniques sûres et simples sont nécessaires pour améliorer le rétablissement des patients et le processus de réadaptation. Nous proposons une nouvelle méthode de cranioplastie. La reconstruction tridimensionnelle (3D) d'une tomodensitométrie (TDM) en couche mince du crâne a été utilisée pour refléter le côté intact sur le défaut et soustraire les points qui se chevauchent les uns des autres. De cette manière, un modèle 3D de l’implant prévu peut être construit dans la forme et la taille requises. L'ajustement précis de l'implant peut être vérifié en imprimant la partie défectueuse du crâne au cas où elle pourrait être modifiée. Un moule en silicone stérilisable basé sur le modèle finalisé a ensuite été créé. Les implants en polyméthacrylate de méthyle ont été préparés directement dans un environnement aseptique en salle d'opération pendant l'intervention chirurgicale. Entre 2005 et 2020, nous avons réalisé 54 cranioplasties sur 52 patients dont les craniotomies avaient déjà été réalisées pour des indications de traumatisme crânien, d'accident vasculaire cérébral ou de chirurgie tumorale. Aucun problème technique n'a été constaté lors des opérations. Dans 2 cas, les complications septiques survenues n’étaient pas liées à la technique elle-même et les implants ont été retirés puis remplacés. Notre technique proposée basée sur des moules individuels en silicone imprimés en 3D est une méthode fiable, sûre, facilement reproductible et peu coûteuse pour réparer différents défauts du crâne.

Diverses techniques ont été développées pour réparer et reconstruire avec précision les défauts du crâne. Les enjeux de ces techniques reposent sur des cas individuels, et les méthodes développées institutionnellement peuvent s'avérer insuffisantes pour certains patients1,2,3. Le moulage manuel avec du polyméthacrylate de méthyle (PMMA) est la méthode la plus simple pour couvrir les défauts. Cette méthode est toujours applicable aux défauts plus petits avec des surfaces presque uniformes à des endroits facilement accessibles. Pour couvrir des surfaces plus importantes, différents implants en titane peuvent être utilisés, mais le taux de complications à long terme peut obscurcir l'indication dans les cas où une reconstruction plastique de la peau est nécessaire.

La disponibilité accrue de l’impression tridimensionnelle (3D) a constitué un tournant dans le domaine de l’ostéoplastie individuelle et en particulier de la cranioplastie4,5,6. Les opérations après un traumatisme crânien et l'utilisation généralisée de la décompression chez les patients victimes d'un AVC ont augmenté la demande de cranioplastie. Des techniques simples, conviviales pour le chirurgien, reproductibles et peu coûteuses sont nécessaires au développement. Une procédure de cranioplastie basée sur une méthode d'impression 3D spéciale, bien adaptée même aux géométries complexes, est utilisée à l'Université de Debrecen depuis 2005. Dans cette procédure, nous imprimons d'abord un échantillon qui correspond à la forme et à la taille du remplacement prévu ; puis, à partir de ce modèle, nous produisons un moule en silicone qui peut à son tour être utilisé pour fabriquer un remplacement en PMMA lors d'une intervention chirurgicale.

Nous avons réalisé 54 cranioplasties sur 52 patients. Le ratio hommes/femmes était de 2,46 et l'âge moyen était de 40,2 ans (ET ± 13,41). Le patient le plus jeune avait 17 ans au moment de la cranioplastie tandis que le plus âgé avait 65 ans. Le volume moyen de l'implant était de 52,19 cm3 (SD ± 27,37). La surface moyenne de l'implant était de 218,8 cm2 (SD ± 91,04). Toutes les opérations ont été réalisées 3 mois après la craniectomie. Toutes les méthodes ont été réalisées conformément aux directives et réglementations en vigueur.

Lorsqu’une cranioplastie était indiquée, des tomodensitogrammes haute résolution ont été obtenus avec une épaisseur de coupe de 1 mm. La reconstruction 3D à partir de fichiers DICOM a été réalisée avec le système logiciel Mimics® (Materialise, Belgique). L'étape suivante a été de générer une forme géométrique qui s'adapte précisément à la zone du défaut et reproduit les contours d'origine. Cela a été principalement réalisé sur la base de la symétrie du crâne en reflétant sa moitié intacte à travers le plan médio-sagittal. Afin de minimiser le temps nécessaire aux calculs, nous avons supprimé les parties des modèles qui ne sont pas indispensables selon les cas (Fig. 1). La forme de l'implant de la cranioplastie a été obtenue par soustraction booléenne du modèle présentant le défaut du modèle réfléchi représentant le crâne intact. Si le défaut coupe le plan de symétrie ou si le remplacement ne peut pas être généré par miroir pour d'autres circonstances, la consultation du neurochirurgien a facilité le processus de planification. Dans 2 cas, où une décompression bilatérale fronto-temporo-basale et bifronto-temporo-occipitale a dû être reconstruite, les scanners de précompression ont été utilisés dans le processus de planification. Non seulement la pièce de rechange, mais également la pièce défectueuse peuvent être imprimées pour vérifier l'ajustement parfait avant l'intervention chirurgicale. L'impression a été réalisée sur un équipement Connex 260 (Stratasys, USA) utilisant la technologie Objet. Si nécessaire, le modèle imprimé peut être ajusté encore plus précisément par découpe, fraisage et meulage (Fig. 2). Il est également possible d'ajouter des trous borgnes qui pourront déboucher pendant l'opération la perceuse si besoin. Après avoir finalisé la forme du modèle, nous avons fabriqué un moule en silicone en utilisant du Protosil RTV 245 (Antropol, Allemagne), un matériau silicone à deux composants qui devient biologiquement inerte après solidification. Le moule est transparent, résistant à la chaleur jusqu'à 200 °C et facilement stérilisable ; de plus, le PMMA solidifié n'y adhère pas. Compte tenu de la dureté du silicone 40A Shore utilisé, l'épaisseur du silicium doit être d'au moins 12 mm autour de l'échantillon pour éviter toute déformation lors de la formation du mélange de ciment osseux à faible viscosité dans le moule. Après moulage, le silicone est maintenu à une température de 50 °C pendant 12 h pour obtenir une solidification complète. Tous les moules conformes au Règlement Général sur la Protection des Données (RGPD) (Fig. 3) sont étiquetés. Grâce à la coupe latérale, le modèle du défaut est supprimé. La découpe permet d'ouvrir et de fermer le moule en silicone comme un livre, en accordant une attention particulière à un ajustement précis. Pour valider le processus, du PMMA est mis en forme dans le moule et inséré dans le modèle préalablement imprimé contenant le défaut. Aucune lacune macroscopique n’a été observée dans les deux cas. L'implant final est créé au bloc opératoire dans des circonstances stériles. Le PMMA est formé dans le moule (Fig. 4). La formation du ciment osseux doit commencer immédiatement après un mélange approprié afin de garantir que la viscosité soit suffisamment faible pour éviter toute déformation. Lors du processus de moulage, une attention particulière doit être portée à la répartition uniforme du ciment dans le moule. La formation d’inclusions de bulles d’air peut être évitée en utilisant la technique appropriée. Après polymérisation d'au moins 10 min, le moule est ouvert par une coupe latérale et l'implant s'enlève facilement sans aucune adhérence au silicone. Comme dernière étape de la procédure, l'implant est fixé aux os voisins avec de petites plaques ou des sutures transosseuses à travers de petits trous de fraise. Les principales étapes de la procédure sont présentées sur la Fig. 5.