Новый метод навигационной трепан-биопсии структурных изменений челюстных костей

При плановом стоматологическом клинико-рентгенологическом обследовании у пациента могут быть обнаружены участки структурных изменений в области челюстных костей, которые требуют гистопатологического исследования с последующей постановкой диагноза. Наиболее достоверным методом верификации клеточного состава тканей является биопсия. «Золотым стандартом» признан метод открытой биопсии, но проведение его в полости рта может быть связано с высокой инвазивностью и риском травмирования анатомических структур при глубоком расположении зоны интереса. Менее инвазивная, альтернативная методика трепан-биопсии (толстоигольная биопсия), контролируемая в реальном времени с помощью МРТ, УЗИ требует наличия дорогостоящего оборудования и специальных условий организации лечебного учреждения. В представленной статье мы предлагаем новый метод навигационной трепан биопсии структурных изменений челюстных костей с использованием навигационного хирургического шаблона, индивидуально изготавливаемого заранее на основе данных обследования пациента при помощи 3D печати, что снизит инвазивность и повысит безопасность и эффективность данной диагностической операции.
Материал и методы. В отделении кафедры хирургической стоматологии КЦС МГМСУ пациенту З. проведена навигационная трепан-биопсия в области участка структурных изменений нижней челюсти справа. Результаты. Применение метода навигационной трепан-биопсии челюстных костей позволило провести забор биоптата из интересующего участка нижней челюсти в сложных анатомических условиях безопасно и минимально инвазивно.
Заключение. Применение нового метода навигационной трепан-биопсии челюстных костей может быть перспективно, т.к. позволяет проводить забор биоптата в сложных анатомических областях, минимизируя риск повреждения близлежащих к участку структурных изменений анатомических структур, снижая инвазивность и повышая безопасность и эффективность биопсии челюстных костей.
Ключевые слова: биопсия челюстных костей, трепан-биопсия челюстных костей, новообразования челюстно-лицевой области, 3D печать, хирургический шаблон
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование. Работа выполнена без спонсорской поддержки.

During a planned dental clinical and radiological examination, a patient may have areas of structural changes in the jaw bones that require histopathological examination with subsequent diagnostics. The most reliable method of verifying the cellular composition of a tissue is biopsy. The open biopsy method is recognized the gold standard, but its implementation in the oral cavity may be associated with high invasiveness and the risk of injury to anatomical structures in case of a deep location of the zone of interest. A less invasive, alternative method of trephine biopsy (thick-needle biopsy), guided in real time by MRI, US, requires expensive equipment and special conditions for the organization of a medical institution.

In this article, we propose a new method of guided trephine biopsy of structural changes in the jaw bones using a guiding surgical template, made individually in advance using 3D printing based on the patient’s examination data, which will reduce the invasiveness and increase the safety and effectiveness of this diagnostic operation. Material and methods. In the Department of Surgical Dentistry of the CDC MSMSU, male patient Z. underwent guided trephine biopsy of the area of structural changes in the lower jaw on the right.

Results. The use of guided trephine biopsy of the jaw bones made it possible to take a biopsy sample from the area of interest of the lower jaw in complex anatomical conditions, safely and minimally invasive.

Conclusion. The new method of guided trephine biopsy of the jaw bones may be promising, as it allows for biopsy sampling in complex anatomical areas, minimizing the risk of damaging the anatomical structures adjacent to the lesion, reducing the invasiveness and increasing the safety and effectiveness of the jaw bone biopsy.

Key words: jaw bone biopsy, jaw bone trephine-biopsy, maxillofacial tumors, 3D printing, surgical template

При плановом стоматологическом клинико-рентгенологическом обследовании у пациента могут быть обнаружены участки структурных изменений в области челюстных костей [12, 19, 20]. Любое несоответствие структуры органа или ткани от нормы требует морфологического исследования с постановкой окончательного диагноза, в особенности, учитывая современную концепцию онкологической настороженности [2, 8, 18]. «Золотым стандартом» получения биоптата из зоны интереса является метод открытой биопсии [6]. Использование данного метода в полости рта сопряжено с риском травмирования анатомических структур, таких как корни зубов, нервы, сосуды и др. Данный метод требует адекватной визуализации операционного поля, что достигается скелетированием слизисто-надкосничного лоскута на значительном протяжении, что в свою очередь усугубляет и удлиняет послеоперационный период у пациентов. В случае наличия злокачественных новообразований возможен дополнительный риск контаминации окружающих тканей опухолевыми клетками (16%) [18]. В качестве альтернативы открытой биопсии распространение получил метод трепан-биопсии (толстоигольная биопсия), которая считается менее инвазивной и безопасной по сравнению с открытой методикой. Для точного достижения зон интереса при трепан-биопсии применяются различные методы КТ-, МРТ-, УЗ- навигации [6, 19]. Подобный метод требует дорогостоящего оборудования, обеспечивающего навигацию в режиме реального времени, особых условий организации лечебного учреждения, что является ограничением для амбулаторного стоматологического хирургического приема. «Выжидательная тактика» по отношению к структурным изменениям тканей, возможно, несвоевременная диагностика, в комбинации с прочими факторами могут приводить к необходимости проведения обширных хирургических вмешательств, что приводит к инвалидизации пациентов, образованию сочетанных дефектов мягких тканей и опорных структур челюстнолицевой области, функциональным нарушениям и социальной дезадаптации пациентов. Таким образом, поиск наименее инвазивных, эффективных и безопасных возможностей оценки участков структурных изменений челюстей в рамках амбулаторного приема является актуальной задачей стоматологии [1]. В качестве альтернативы имеющимся методам, нами предложен новый метод навигационной трепан-биопсии челюстных костей с использованием индивидуального навигационного хирургического шаблона (Приоритетная справка №2021102160), изготавливаемого заранее методом 3D-печати, с использованием данных конусно-лучевой компьютерной томографии (КЛКТ) и цифровых оттисков челюсти пациента.
Клинический случай
В отделение кафедры хирургической стоматологии обратился пациент З. 36 лет с жалобами на отсутствие зуба 44 и пожеланием пройти лечение с использованием дентального имплантата. При объективном осмотре отмечалось, что в области отсутствующего зуба 44 и в полости рта в целом слизистая оболочка бледно-розового цвета, умеренно увлажнена, без видимых патологических изменений. В ходе клинико-рентгенологического обследования в области отсутствующего зуба 44 был обнаружен участок костной ткани измененной структуры, располагающийся в зоне губчатой кости в непосредственном контакте с корнем зуба 43 (рис. 1). По данным дентальной объемной КЛКТ, в теле нижней челюсти справа, между корнем зуба 43 (примыкая к нему в дистальном отделе) и между лункой удаленного зуба 44, располагаясь частично у вестибулярной кортикальной пластинки, имелся участок уплотненной костной ткани (до +1350 Х), неправильной L-образной формы, достигающий линейных размеров 6,5х4х2,3 мм (горизонтальная, более четко визуализируемая часть размером 3,8х2,8х2,3 мм). Контур вертикальной части местами нечеткий, горизонтальной части – четкий, по периферии имелась тонкая полоска просветления. Окружающая костная ткань не изменена. Периодонтальная щель зуба 43 не расширена. Лунка удаленного зуба 44 с признаками репарации. КТ-картина доброкачественного образования правого отдела тела нижней челюсти (вероятнее, одонтома) между корнем 43 и лункой удаленного зуба 44.
Совместно с пациентом было принято решение провести трепан-биопсию области интереса для постановки диагноза и возможной корректировки плана лечения. Учитывая глубокое расположение участка структурного изменения костной ткани в области отсутствующего зуба 44 (6,7 мм от вершины альвеолярного гребня, 1,6 мм от кортикальной пластинки вестибулярной поверхности кости и 5,2 мм от язычной кортикальной пластинки) и непосредственный контакт данной структуры с корнем соседнего зуба 43, предварительно были оценены факторы риска для метода открытой биопсии и трепан-биопсии. Применение метода открытой биопсии потребовало бы достаточного расширения операционной области за пределы одного зуба, визуализация зоны интереса могла быть затруднена в связи с отсутствием четких ориентиров для проведения остеотомии и собственно биопсии, что в т.ч. явилось ограничением для проведения «классической» трепан биопсии. Дополнительно в качестве факторов риска можно выделить анатомические особенности, такие как близкое расположение к данной зоне корня соседнего зуба 439,7 мм) и ментального отверстия.
Был предложен разработанный нами новый метод навигационной трепан-биопсии, который позволяет минимизировать вышеописанные риски. Пациенту было проведено снятие оттиска зубного ряда нижней челюсти и изготовление гипсовой модели с последующим сканированием с помощью 3D сканера. Цифровую модель вместе с данными КЛКТ загрузили в специальное ПО (BlueSkyPlan), используемое для создания хирургических шаблонов в стоматологии, где провели совмещение данных цифрового оттиска и КЛКТ по контрольным точкам.
Далее смоделировали наиболее безопасную и выгодную траекторию продвижения иглы/трепана в зону интереса. Учитывая его траекторию, был смоделирован хирургический навигационный шаблон. Модель шаблона была распечатана на 3D принтере из полиметилметакрилата- подобной смолы. Внутренний диаметр отверстия-проводника, определяющего введение иглы/трепана, соответствовал ее наружному диаметру 2,5 мм. Перед операцией шаблон был простерилизован в автоклаве при 132 °С при 2 атм. в течении 20 минут. Под инфильтрационной анестезией Sol. Articaini 1:100000 1,8 мл в области отсутствующего зуба 44 на зубной ряд нижней челюсти пациента поместили навигационный хирургический шаблон (рис. 2). Через отверстиепроводник начали продвигать иглу/трепан (Paragon PAG 13G, Sterylab, Италия) в костную ткань на заданную глубину – 5 мм и, достигнув ее, извлекли иглу/трепан. Навигационный шаблон был удален из полости рта, операционное поле обработано 0,05% раствором хлоргексидина, осуществлен гемостаз. Полученный биоптат отправлен на патологоморфологическое исследование. При макроскопическом описании был получен столбик ткани белесовато-серого цвета, размером 0,6х0,2х0,2 см (1 кассета). При микроскопическом описании был получен трепан-биоптат костной ткани, представленный зрелой костной тканью пластинчатого строения. Межбалочное пространство расширено, деформировано, заполнено соединительной тканью с наличием фрагментов бесклеточной некротизированной костной̆ ткани пластинчатого строения, остеоциты в лакунах отсутствовали. По краю биоптата находился многослойный плоский неороговевающий эпителий без признаков атипии. Морфологическая картина соответствовала секвестру костной ткани. Убедительных гистологических признаков неопластического процесса в пределах исследованного материала обнаружено не было (рис. 3–5). Клинический диагноз: хронический остеомиелит нижней челюсти.
На следующие сутки пациент жалоб не предъявлял. Послеоперационный период протекал без особенностей (рис. 6). Рана в полости рта эпителизировалась через 7 дней, дефект не визуализировался. На контрольной КЛКТ был отмечен дефект костной ткани, тоннельной формы, образовавшийся от проведенной трепан-биопсии, диаметром 2,2 мм, проходящий по запланированной в ПО траектории. Корень зуба 43 и другие анатомические структуры не повреждены (рис. 7).

Обсуждение
При проведении рентгенологического обследования был обнаружен участок структурных изменений костной ткани в области раннее удаленного вследствие осложненного кариеса зуба 44. Получено рентгенологическое заключение, в котором поставлен предварительный диагноз – одонтома. Но для уточнения диагноза было необходимо провести морфологическое исследование. Учитывая топографию патологического участка, а именно, глубокое расположение и крайне близкую синтопию к поверхности корня зуба 43 мы провели забор биоматериала по вышеописанному методу с использованием навигационного шаблона. Полученный биоптат соответствовал требованиям биопсии, зуб 43 не был поврежден. Следовательно, представленную методику можно назвать успешно проведенной. Патологоанатомический диагноз звучал следующим образом: морфологическая картина соответствует секвестру костной ткани без убедительных гистологических признаков неопластических процессов. Поскольку морфологическое заключение имеет приоритетное значение [15], клинический диагноз был выставлен как хронический остеомиелит нижней челюсти. В таком случае тактика дальнейшего лечения должна подразумевать секвестрэктомию. Однако следует принять во внимание отсутствие у пациента жалоб, какой либо клинической картины, информации о том проводилось ли заполнение лунки удаленного зуба остеопластическим материалом, и как проходил ранний период после удаления зуба.
Вместе с тем хотелось бы отметить ряд отличий трактования термина «секвестр» с позиций клиники и морфологии. Так, морфологически, «секвестр» определяется как отделившийся участок некротизированной ткани, не подвергающийся аутолизу, не замещающийся соединительной тканью и свободно располагающийся среди живых тканей [16]. В то же время, клиническое определение «секвестра», как правило, несет собой информацию относительно омертвевшего участка костной ткани, являющегося признаком остеомиелитического процесса [17]. В представленном клиническом случае секвестр имел небольшой размер, и проведенная диагностическая операция впоследствии оказалась лечебно-диагностической, т.к. был создан канал оттока из патологического очага и трепаном был извлечен критический объем некротизированных тканей (секвестра), что в дальнейшем привело к полному восстановлению костной структуры данной области. Это подтверждается контрольной КЛКТ спустя 5 месяцев после проведения трепан-биопсии, на которой отмечено полное восстановление структуры альвеолярной части нижней челюсти, отсутствие костно-деструктивных изменений и других патологических процессов в этой области (рис. 8).
Таким образом, помимо одной из основных целей – окончательной верификации и исключения онкологической принадлежности, ставится вопрос о создании дополнительных параллелей между клинической, рентгенологической и морфологической картинами, которые могут иметь расхождения между собой, что ставит под вопрос дальнейшую лечебную тактику.
Основная задача врача-стоматолога при выявлении участка структурных изменений тканей как врача первичного звена – это своевременная диагностика и направление пациента на дообследование и возможное лечение в специализированном учреждении [1]. Представленный способ навигационной трепанбиопсии челюстных костей позволил провести забор биоптата в сложных анатомических условиях менее инвазивно по сравнению с открытым методом, безопасно и эффективно.

Планирование операции включало в себя несколько подготовительных этапов: цифровая реконструкция зубных рядов, планирование и моделирование навигационного шаблона, его печать и обработка. Основополагающим фактором является точное совмещение в программе-планировщике данных КЛКТ и цифрового слепка зубных рядов.
Направляющее отверстие в шаблоне определяет навигацию остеотомии, проводимую в заранее запланированном направлении. Таким образом минимизируется риск травмирования анатомических структур.
Представленная методика подразумевает наличие специального оборудования, программного обеспечения и навыков работы с ним, при этом протокол планирования имеет ряд аналогий с использованием хирургических шаблонов при дентальной имплантации, костной пластике, зубосохраняющих операциях [13, 14]. В описанном клиническом случае мы столкнулись с проблемой отсутствия машинных трепанов, достаточно узких, которые можно использовать с навигационным шаблоном. Было принято решение применить ручной трепан, и сложность заключалась в нескольких аспектах: высокая плотность нижней челюсти и ее подвижность, в связи с чем приходилось оказывать сильное давление на челюсть для достижения необходимой глубины, что доставляло дискомфорт пациенту и затрудняло нашу работу. В дальнейшем планируется разработка специальных вращающихся фрез-трепанов, которые можно будет использовать с хирургическим наконечником под внешним охлаждением физиологическим раствором, которые позволят формировать биоптат достаточного объема, без нарушения дифференцировки его слоев [6].
Таким образом, нами разработан и успешно применен метод навигационной трепан-биопсии челюстных костей (Приоритетная справка №2021102160), который позволяет решить проблему безопасного получения качественного биоптата из области структурных изменений челюстных костей в сложных анатомических условиях.