Naslov (eng)

Influence of the choice of protocols on the accuracy of three-dimensional medical models, surgical guides and bone replacement: doctoral dissertation : doctoral dissertation

Autor

Mićić, Milutin, 1981-

Doprinosi

Antonijević, Đorđe, 1981-
Milovanović, Petar, 1984-
Jelovac, Drago, 1981-
Đurić, Marija, 1958-
Lešić, Aleksandar, 1961-
Vukićević, Arso, 1987-
Ćetković, Dejan, 1974-

Opis (eng)

Bone defect reconstruction in contemporary medicine increasingly relies on 3D printing.This fast-evolving technology involves areas such as software engineering, 3D modeling, 3Dprinter, and bio-printer engineering and has a significant impact on biomedicine. There are twomain research directions in biomedical 3D printing: 1) 3D reconstruction of radiological imagesfor guided surgery, creation of medical models (MM) and surgical guides (SG), and 2) tissueengineering for a bone replacement material, tissue scaffolds, cells, and implants. To achieve bothtasks, appropriate surgery navigation systems and software are needed. However, these softwareare lacking for complex operations on digital radiological images for various types of surgery,resulting in the slow clinical application of this advanced method. Still, numerous studies pointout that computer-aided design and manufacturing are beneficial for surgery, resulting in morepredictable surgery outcomes, less operation time, shorter ischemia periods, reduced complicationrisks, and lower healthcare costs.Aims:In this thesis, we aimed to include both main research directions in biomedical 3D printing.Specifically, our first objective was to test whether different radiological scanning protocols,various kernel and window settings, and different equipment influence linear and volumetricmeasures of both radiological images and 3D printed ММ of the human mandible.The second study phase involved the use of 3D printed bone scaffolds for over-critical sizelong bone reconstruction on an animal model to achieve regeneration using novel bone mimickingresorptive substitutes based on nanohydroxyapatite and polylactide-co-glycolide, without usingstem cells, growth factors, and external fixation.In the final phase of research, we implemented the methods of MM and SG fabrication,determined in the first phase of the research, in clinical practice, for the reconstructive surgery ofthe mandible, aiming to improve standard surgical procedures at the Clinic of MaxillofacialSurgery, Faculty of Dentistry, University of Belgrade: by achieving shortened operation andpostoperative time as well as improving the functional and aesthetic result of the procedure. In thisphase, we also aimed to highlight the benefits of utilizing of “in-house 3D printing” concept.Material and methods:In the first phase of research, one dry human mandible from Center of Bone Biologyosteological collection, was scanned with six multi-slice computed tomography (MSCT) and twocone beam computed tomography (CBCT) scanning protocols...

Opis (srp)

Реконструкција коштаних дефеката у савременој медицини све више се ослања на3Д штампу. Ова брзо напредујућа технологија укључује области као што су софтверскиинжењеринг, 3Д моделовање, инжењерство 3Д штампача и био-штампача, и има значајанутицај на био медицину. Постоје два главна правца истраживања у биомедицинској 3Дштампи: 1) 3Д реконструкција радиолошких слика за вођену хирургију, медицинске моделе(ММ) и хируршке водиче (ХВ), и 2) ткивно инжењерство за коштане заменике, ткивнескафолде, ћелије и импланте. Да би се извршила оба ова задатка, потребни су одговарајућисистем навођења хирургије и софтвер, међутим, за комплексне операције на дигиталнимрадиолошким сликама за разне типове хирургија, ови софтвери недостају, резултујући успорој клиничкој апликацији ових напредних метода. Ипак бројне студије истичу дакомпјутерски потпомогнут дизајн и производња унапређују резултате хирургије, смањујувреме операције, скраћују време крварења, смањују ризик од компликација и смањујуздравствене трошкове.Циљеви:Током истраживања, користили смо оба главна правца истраживања убиомедицинској 3Д штампи. Тачније, наш први циљ је био да покажемо да ли различитирадиолошки протоколи за скенирање, подешавања кернела и прозора, као и различитаопрема, утичу на линеарна и волуметријска мерења радиолошких слика и 3Д штампанихММ.Друга фаза истраживања је укључивала употребу 3Д штампаних коштанихнадокнада за надокнаду над-критичног дефекта дуге кости на животињском моделу, да бисе постигла регенерација употребом иновативног ресорптивног коштаног заменика којисвојим особинама подражава коштано ткиво, на бази нанохидроксиапатита и полилактид-ко-гликолида, без употребе матичних ћелија, фактора раста и спољашње фиксације.У финалној фази истраживања, употребили смо методе производње ММ и ХВ,одређене првој фази истраживања, у клиничкој пракси, за реконструктивну хирургијумандибуле, са циљем да унапредимо стандардну хируршку процедуру на Клиници замаксилофаццијалну хирургију, Стоматолошког факултета, Универзитета у Београду;постизањем скраћеног оперативног времена и времена опоравка, као и побољшањеместетског и функционалног резултата процедуре. У овој фази, такође смо се трудили даистакнемо предности “in house 3D printing” концепта.Материјал и методе:У првој фази истраживања, једна људска мандибула из остеолошке збирке Центра забиологију кости и биоантропологију, шест MSCT скенова, два CBCT скена и осам 3Дштампаних медицинских модела били су анализирани...

Opis (srp)

Medicine - Skeletal biology / Медицина - Биологија скелета Datum odbrane: 20.09.2023.

Jezik

srpski

Datum

2023

Licenca

Ovo delo je licencirano pod uslovima licence
Creative Commons CC BY-NC 3.0 AT - Creative Commons Autorstvo - Nekomercijalno 3.0 Austria License.

http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/at/legalcode

Predmet

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Medicina

вођена хирургија, хируршки водичи, медицински модели, 3Д штампа, радиолошки протоколи, коштани заменици, над-критични коштани дефект

616.7-089:004.8(043.3)

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Medicina

guided surgery, surgical guides, medical models, 3D printing, radiological protocols, bone grafts, overcritical size bone defect