Авторы: М. Чэн, А. Наяк, Й.Ю. Лён
Журнал: International Dental Journal, Том 76, Выпуск 5, Октябрь 2026
Краткое содержание
Зачем это исследование? При ортогнатической хирургии (исправлении прикуса и положения челюстей) для фиксации костей используют специальные пластины, которые изготавливают индивидуально для каждого пациента. Обычно их проектируют вручную инженеры, что занимает много времени и стоит дорого. В этом исследовании проверили новый метод — генеративное проектирование (с помощью алгоритмов), который автоматически создаёт такие пластины.
Что сделали? Сравнили 12 пар пластин: одни сделаны вручную, другие — с помощью генеративного проектирования. Оценили, как точно они прилегают к кости, насколько они прочны, их размер и время, затраченное на проектирование.
Что показали результаты? Пластины, созданные алгоритмом, прилегали к кости точнее (средний зазор 0,95 мм против 1,12 мм у ручных). Они были прочными (выдерживали жевательные нагрузки) и при этом на 16–18% меньше по размеру — это значит, что они менее громоздкие и могут быть удобнее для пациентов. Время проектирования сократилось в 2–3 раза: для операции на верхней челюсти — с 3–5 часов до примерно 1,5 часов, для подбородка — с 2–3 часов до 45 минут.
Что это значит? Новый метод позволяет быстрее и дешевле изготавливать индивидуальные имплантаты, при этом они даже лучше подходят к кости и не уступают по прочности. В будущем это может сделать ортогнатическую хирургию более доступной и предсказуемой.
Ключевые слова
- Ортогнатическая хирургия
- Компьютерное проектирование
- Индивидуальные имплантаты
- Генеративное проектирование
- Искусственный интеллект в стоматологии
1. Введение: почему это важно
Ортогнатическая хирургия — это операция, которая исправляет неправильное положение челюстей, например, при выраженном неправильном прикусе или асимметрии лица. Чтобы кости срослись правильно, хирурги используют специальные фиксационные пластины, которые изготавливают индивидуально для каждого пациента — так называемые пациент-специфичные имплантаты (PSI).
Раньше такие пластины рисовали вручную инженеры в CAD-программах. Это занимало много времени (от 3 до 5 часов на одну операцию) и требовало высокой квалификации. Кроме того, такие пластины часто получались слишком массивными, что могло вызывать дискомфорт и увеличивать риск осложнений. Из-за высокой стоимости и длительного изготовления многие клиники до сих пор используют стандартные пластины, которые менее точно подходят к кости.
Чтобы решить эти проблемы, учёные разработали метод генеративного проектирования — это когда компьютерная программа сама создаёт оптимальную форму пластины, учитывая анатомию пациента и нагрузку на кости. В этом исследовании сравнили такие «умные» пластины с теми, что были сделаны вручную.
2. Как проводилось исследование
Взяли 12 реальных клинических случаев: 6 операций на верхней челюсти (остеотомия Ле Фор I) и 6 операций на подбородке (геннопластика). Для каждого пациента уже были изготовлены пластины ручным способом. Затем те же самые случаи «перепроектировали» с помощью генеративного алгоритма.
Сравнивали четыре параметра:
- Точность прилегания — насколько плотно пластина прилегает к кости.
- Прочность — выдержит ли пластина жевательную нагрузку (проверяли на компьютере с помощью метода конечных элементов).
- Размер — площадь поверхности и объём пластины.
- Время проектирования — сколько минут потратил инженер.
Все данные обработали статистически, чтобы понять, есть ли значимая разница между группами.
3. Результаты: что показало сравнение
3.1. Прилегание к кости
Оказалось, что пластины, созданные алгоритмом, прилегают к кости точнее. Средний зазор между пластиной и костью у них составил 0,95 мм против 1,12 мм у ручных. Это значит, что они лучше повторяют форму челюсти, что может повысить точность операции и снизить риск смещения костей.
Таблица 1. Точность прилегания пластин
| Показатель | Тип пластины | Ручная (MD) | Генеративная (GD) | Значимость |
|---|---|---|---|---|
| Среднее расстояние до кости (мм) | Все пластины | 1,12 ± 0,28 | 0,95 ± 0,17 | P < 0,05 |
| Верхняя челюсть | 1,23 ± 0,18 | 1,11 ± 0,05 | ||
| Подбородок | 1,01 ± 0,32 | 0,80 ± 0,09 | ||
| Вершин пластины на расстоянии <0,5 мм (%) | Все пластины | 21,0 ± 13,3 | 27,7 ± 9,0 | P < 0,05 |
| Верхняя челюсть | 12,7 ± 6,1 | 19,9 ± 4,2 | ||
| Подбородок | 29,4 ± 13,7 | 35,5 ± 3,6 | ||
| Вершин пластины на расстоянии >1,5 мм (%) | Все пластины | 28,1 ± 17,6 | 18,6 ± 13,6 | P < 0,05 |
| Верхняя челюсть | 35,6 ± 11,7 | 30,7 ± 6,1 | ||
| Подбородок | 20,6 ± 20,2 | 6,6 ± 4,7 |
Примечание: чем меньше расстояние и меньше доля точек >1,5 мм, тем лучше прилегание.
3.2. Прочность и надёжность
С помощью компьютерного моделирования проверили, выдержат ли пластины жевательную нагрузку. Оказалось, что и те, и другие пластины достаточно прочны — максимальные напряжения не превышали предела прочности титана (345 МПа). При этом пластины генеративного проектирования показали такие же хорошие результаты, а в некоторых случаях даже лучше (у них не было острых углов, которые могли бы стать слабым местом).
3.3. Размер пластин
Генеративные пластины оказались заметно меньше: площадь поверхности уменьшилась на 16%, объём — на 18%. Это значит, что они занимают меньше места, менее травматичны для окружающих тканей и могут быть более комфортными для пациента.
Таблица 2. Сравнение размеров пластин
| Показатель | Тип пластины | Ручная (MD) | Генеративная (GD) | Уменьшение | Значимость |
|---|---|---|---|---|---|
| Площадь поверхности (мм²) | Все пластины | 1386 ± 482 | 1121 ± 473 | −16% | P < 0,001 |
| Верхняя челюсть | 1693 ± 57 | 1503 ± 104 | −13% | ||
| Подбородок | 747 ± 92 | 627 ± 123 | −27% | ||
| Объём (мм³) | Все пластины | 510 ± 197 | 427 ± 234 | −18% | P < 0,05 |
| Верхняя челюсть | 675 ± 98 | 645 ± 78 | −7% | ||
| Подбородок | 293 ± 96 | 231 ± 61 | −38% |
3.4. Время проектирования
Генеративный подход резко сократил время, которое инженер тратит на создание пластины:
- Для верхней челюсти: с 3–5 часов до примерно 94 минут (включая все этапы).
- Для подбородка: с 2–3 часов до 45 минут.
Если добавить время на создание хирургического шаблона, то полный цикл для верхней челюсти занимает около 2 часов, а для подбородка — чуть больше часа. Это в 2–3 раза быстрее, чем ручная работа.
Таблица 3. Время проектирования (в минутах)
| Операция | Практическое время (GD) | Общее время с шаблоном (GD) | Ручное время (историческое) |
|---|---|---|---|
| Верхняя челюсть (Ле Фор I) | 94,3 ± 14,2 | 125,0 ± 15,2 | 180–300 |
| Подбородок (геннопластика) | 45,0 ± 7,3 | 69,3 ± 7,7 | 120–180 |
4. Что это значит для пациентов и врачей
Результаты показывают, что генеративное проектирование — это не просто «игрушка», а реально работающий инструмент, который может улучшить ортогнатическую хирургию. Вот ключевые выводы:
- Более точное прилегание — пластина лучше повторяет форму кости, что может повысить точность перемещения челюстей и снизить риск послеоперационных проблем.
- Достаточная прочность — несмотря на меньший размер, пластины выдерживают жевательные нагрузки не хуже, а иногда и лучше ручных.
- Меньший размер — пластины становятся более компактными, что уменьшает дискомфорт, упрощает их установку и снижает риск отторжения.
- Быстрое проектирование — экономия времени врачей и инженеров, что позволяет быстрее готовиться к операции и снижает стоимость.
Конечно, это пока только компьютерное исследование, и нужны ещё клинические испытания на пациентах. Но первые результаты очень обнадёживающие.
5. Заключение
Генеративное проектирование — это современный метод создания индивидуальных имплантатов, который делает их более точными, компактными и быстрыми в изготовлении по сравнению с ручным проектированием. Если результаты подтвердятся в реальных операциях, это может стать новым стандартом в ортогнатической хирургии, сделав её более доступной и эффективной для пациентов.
Источники
- Diaconu A, et al. J Pers Med. 2023;13(1):24.
- Malenova Y, et al. Clin Oral Investig. 2023;27(9):5063-5072.
- Williams A, et al. Br J Oral Maxillofac Surg. 2022;60(5):537-546.
- Leung YY, et al. Clin Oral Investig. 2023;27(2):705-713.
- Cheng M, et al. Int J Oral Maxillofac Surg. 2025;54(12):1195-1200.
© 2026 The Author(s). Опубликовано Elsevier Inc. от имени FDI World Dental Federation.