Reconstrucción maxilofacial en cirugía de órbita ocular mediante el uso de CAD CAM
Autor principal: Hugo Andrés Mora Chaves
Vol. XX; nº 07; 326
Maxillofacial reconstruction in orbital surgery using CAD/CAM
Fecha de recepción: 10 de marzo de 2025
Fecha de aceptación: 9 de abril de 2025
Incluido en Revista Electrónica de PortalesMedicos.com Volumen XX. Número 07 Primera quincena de abril de 2025 – Página inicial: Vol. XX; nº 07; 326
Autores:
Hugo Andrés Mora Chaves1
Hugo Francisco Mora Delgadillo2
a. Resumen
En la revisión bibliográfica no se ubicaron artículos que se manifestaran en contra del uso de técnicas de CAD/CAM en la cirugía reconstructiva de la órbita ocular y en la rehabilitación maxilofacial ni en otras especialidades quirúrgicas. En la actualidad, existe consenso entre los especialistas de que su uso está estandarizado.
Palabrasclave: cirugía reconstructiva maxilofacial, CAD/CAM, planificación quirúrgica asistida por computadora, reconstrucción orbitaria, flujo digital y estereolitografía.
b. Abstract
In the literature review, no articles were found that opposed the use of CAD/CAM techniques in ocular orbit reconstructive surgery and maxillofacial rehabilitation, nor in other surgical specialties. Currently, there is a consensus among specialists that their use is standardized.
Keywords:Maxillofacial reconstructive surgery, CAD CAM,computer-assisted surgical planning, orbital reconstruction, digitalflow, stereolithography.
E-mail de la persona encargada de la correspondencia del trabajo: [email protected]
c. Introducción
En la presente revisión bibliográfica se propone reunir la literatura más reciente. Lo anterior tiene el fin de actualizar al lector sobre el panorama de la reconstrucción de la órbitaocularmediante la tecnologíaCAD-CAM. La relevancia de este artículo radica en el rápido avancedel uso de esta tecnología, como lo han demostrado diversas publicaciones que reportan excelentes resultados en la cirugía de la órbita ocular. Estos avances representan una mejora en los desenlaces clínicos de los pacientes y una posible reducción de costos.
Acontinuación,sepresentaunareseñahistórica,seguidadeunarevisióndetalladadelaliteraturarelevante.
d. Metodología
Para elaborar esta revisiónbibliográficase consultó PubMed como base de datos, en busca de artículoscon las palabras clave: CAD CAM, cirugíareconstructiva de órbita, cirugía maxilofacial. Se revisaron 42 artículos,de los cuales se incluyeron aquellos en español e inglés que fueran relevantes en el uso de CAD CAM para la cirugía de órbita ocular y los antecedentes de esta tecnología. Al tratarse de una revisión bibliográfica, no se involucraron sujetos humanos. Por último, es importante reconocer que entre las posibles limitaciones de este artículo se encuentran su tamaño y la restricción en la búsqueda de literatura.
e. Discusión
Es importante iniciar con una breve revisiónhistórica de la evolución y el impacto que ha tenido el uso del diseño asistido por computadoray la manufactura asistida por computadora o CAD CAM, como se conoce por sus siglas en inglés, en el ámbito de la cirugía reconstructiva de cabeza y cuello, específicamente en la reconstrucciónde la órbitaocular. Una publicación más general sobre el uso del CAD CAM, publicada recientemente, motivó a los suscritos arealizar estasegunda revisión del tema,pero, en esta oportunidad relativa a la reconstrucción de la órbita ocular.
Al ingresar el temade esteartículoen un metabuscador de Internet el 26 de enero de 2025y en el sitiooficial de los National Institutes of Health (1) del Gobierno de Estados Unidos, la búsqueda reportó 326 publicacionesdisponibles. La misma fuente indica, medianteel buscador de su sitio web, que estaes la producciónbibliográfica desdeel año 1992hastael momento actual, 2025. Sin embargo, la mayorproducción de artículos se ha producido principalmente en la última década,en la cuallas publicaciones han aumentadode manera exponencial. Estodemuestra que el tema es de interés actual y resultado del desarrollo digitale investigaciónmédicaen el ámbito mundial. Este aumento en las publicaciones refleja el impacto de estas técnicasde producción industrialy marcala tendencia hacia un mayor uso que ha revolucionado la medicina desde que se publicó el primerartículo al respecto en 1990 por NJ Mankovichet al., tituladoThe display three dimensionalanatomy with stereolitographic models(2).
Esto,a la vez, marcó el inicio de una nueva época en la investigación,dondelas publicaciones de las personas investigadoras se sucedían una tras otra. Entre ellas, cabe destacar en esos primeros años los trabajosde 1992 de N. Stoker et al. (3) y de 1993 de T. Takato et al. (4); ambos equiposcon base en los trabajos de Mankovich,donde se utilizaron imágenesmédicas digitales obtenidas de diferentesequipos, como tomógrafos y resonadores magnéticos,las cualeseran derivadas a distintossoftware de diseño. Esto permitió comenzar a explorar los alcances de combinar los productos de las técnicas de diagnóstico médico, reprocesándolas con tecnologíade producción industrialpor medio de CAD CAM para producir, en primer lugar, imágenes tridimensionales de las estructuras anatómicas de los pacientes, con totalfidelidad y exactitud a niveles menores de 50 micras, que puedenllegar hasta rangos de 10-5 micras,según las marcas y modelosde los equipos.
A la vez, en un segundo proceso, se producen modelos físicos, copias perfectas manufacturadas por computadora mediante el uso de equipos robotizados o automatizados, que tienen la posibilidadde ser fresadoras de cinco ejes o impresoras 3D. Esto permite, inicialmente,realizar una mejor planificación operatoria que no era posible hace tres décadas. No obstante, la rápida evolución de esta tecnología en la actualidad permiteconfeccionar múltiples implantes quirúrgicos en diferentes materiales de grado médico, los cuales se pueden colocar en el paciente con total biocompatibilidad, siendo diseñados y fabricados en los mismos centros de salud por parte del personal médico y sus equipos de apoyo.
La evolución digital de las técnicas de cirugíamaxilofacial(MFS, por sus siglas en inglés) ha alcanzado un punto en el que un equipo robotizado puede formar parte del procedimiento quirúrgico, el cualplanifica y supervisa el cirujano. Esto se aprecia en el reporte de casode 2023 de M. Ebeling et al., tituladoExperiencia de primera mano y resultados con la nueva osteotomía láser asistida por robot LeFort-I en cirugía ortognática: informe de un caso(5) en el Departamento de CirugíaOral, Plástica y Maxilofacial, del Hospital Académico de la Universidad de Ulm en Alemania.
Esos primeros pasos iniciados en los noventa y el gran desarrolloposterior denotan,hoy en día, la existencia de técnicascuyo uso ya está consolidado y estandarizado, junto con nuevos desarrollos en digitalización médica que se suman cada día al arsenal quirúrgico. Esto motiva el presente artículo, que busca concientizar a los cirujanos y organizaciones sobre las ventajas que ofrecen las técnicas digitales actuales en la rehabilitación del área quirúrgica en el ámbito de cabeza y cuello.
Estatendencia de digitalizar los procedimientos médicos se puede valorar a través de múltiples trabajos de investigación. Entreellos, destaca el metaestudio de 2017 de A. Louvrier et al.tituladoHow useful is 3D printing in maxilofacialsurgery(6), citadopor los autores presentes, parauna revisión bibliográfica previa en el artículoUtilidad de la impresión 3D y el CAD/CAM en cirugíamaxilofacial(7). Estemetaanálisis ha sido citado más de 400 veces por su relevancia, ya que revisa 297 artículos generados en 35 países,donde se realizan diversos procesos de cirugía maxilofacial en 2889 pacientes, todos exitosos mediante el uso de tecnología CAD/CAM. Esto ha permitido resolver las reconstrucciones maxilaresal obtener mayor precisión,lo que facilitaubicar las angulaciones correctas para colocar estructuras maxilares o craneales, así como la localización de placas de osteosíntesis para reconstruir las formas anatómicas a medida con piezas de reconstrucción esquelética, prótesisde craneoplastía, prótesis de articulación temporomandibular, maxilares, fosa orbitaria, entre otras.
De hecho, uno de los procedimientos más exitosos con esta tecnologíaes la rehabilitación del área ocular en casosde afectación por trauma o cáncer. W. Tanveer et al.(8), también citados previamente por los presentes autores (7), realizaronun estudio del procesodel flujo digitalcompleto que se requirió en 30 casos de MFS paracorregir defectos de piso y pared de órbita. En este caso se ejecutó la planificaciónpreoperatoria para colocar implantes cráneo-faciales, el diseñode modelos, moldes, superestructuras de pasos intermedios para pruebas pre y transquirúrgicas, así comode las plantillas, hasta llegar a la fabricación de las prótesis orbitarias.
Las personas investigadoras concluyeron que la planificación, el diseño y la producción digital generaron resultados satisfactorios, tanto para el paciente como para los operadores. Sin embargo, reconocen que el personal requiere desarrollar habilidades digitales y técnicas propias de cadaetapa del procedimiento, así como del equipo y software que se desea utilizar dentro del procedimiento quirúrgico. Esto constituye una limitante por considerar y necesita de procesos de capacitación previos, así como de valoraciones de los costos de inversión iniciales, para escoger entre las múltiples opciones del mercado y adquirir las tecnologías adecuadas en cada práctica profesional.
En el 2009, PE Echevarría et al. en su estudio Diferentes aplicaciones de implantesaloplásticos desarrollados en metilmetacrilato y silicona(9)reportaron:
Implantes elaborados fueron 188: Oculares 140 (74.4%), testiculares 16 (8.5 %), para relleno facial, 10 (5.31%), de cráneo 9 (4.78%), piso de órbita 5 (2.65%), húmero 4 (2.12%), y mandíbula 4 (2.12%). El material empleado fue acrílico, silicón y titanio. Las prótesis oculares fueron esféricas con diámetros estandarizados promedio de 14, 16 y 18 mm. Se cubren con las estructuras infraorbitarias remanentes y sobre ellas se coloca la prótesis ocular (9).
Las 188 reconstrucciones se elaboraron mediante un flujo digitalque permitió, según el criterio del equipoquirúrgico e investigadores, la satisfacción, tanto de los profesionalescomo de los pacientes con el resultadoposoperatorio. Cabe destacar que la reconstrucciónestética del globo protésico que sustituye un ojo perdido demandatodavía un proceso manualde caracterizaciónpor parte del prostodoncista maxilofacial, quien debeterminar manualmente la caracterización artísticadel iris y la pupila de la prótesis, a pesar del uso de escáneres digitales-fotográficos con resolución de 10 a 5 micras, para copiar la condición anteriordel paciente o generar una copia espejo del ojo naturalremanente.
Asimismo, se debe indicar que el resultado que se logra al combinar la tecnología CAD CAM con las destrezas manuales y artísticas de los profesionales genera resultados sorprendentes de exactitud y naturalidad en las prótesis de este tipo de reconstrucción maxilofacial moderna. Lo anterior demanda que el profesional disponga en su centro de trabajo del equipamiento de producción que anteriormente estaba circunscrito a grandes compañías. Un aspecto positivo es que la evolución del mercado ha permitido el acceso a clínicas y hospitales para que adquieran sus propios equipos a un costo mucho menor.
En el 2015., A. Deanet al.llevaron a cabo su estudio titulado Aplicación clínica de la planificaciónvirtualy la navegaciónen el tratamientode las fracturasdel suelode la órbita(10).Este trabajo, realizado por un equipo de investigadores del servicio de cirugíaoral y maxilofacial del Hospital UniversitarioReina Sofía, Universidad de Córdoba, España, coincide en sus conclusiones con los estudios citados,al afirmar que el uso de técnicas de diseñoasistido por computadoraen la planificación virtual y navegación intraorbitaria, aplicadas en el tratamiento de pacientescon fracturas de suelo o paredmedial de la órbita, permite una mayor efectividad en el procedimiento transquirúrgico. Esto se debe a que conlleva una disección seguray adecuada, así como la correcta reconstrucciónde las paredes orbitarias con implantesfabricados mediante tecnología de manufactura asistida por computadora.
La planificación en un ordenador permite una simulación virtual tridimensional de la cirugía y la navegación intraoperatoria, aportando una guía útil precisa y segura parala reconstrucción orbitaria, lo cualreduce el riesgo posquirúrgico de que los pacientes presenten enoftalmos y diplopía, condiciones que pueden surgir de una reconstrucción inapropiada de la anatomía orbitaria. Los software de diseño actuales cuentan con herramientas de autosegmentacióny de imagenen espejo,que recrean una imagen simétrica 3D de la órbita sana, la cual se superpone a la órbita fracturada, utilizando el plano mediosagital del paciente para igualar la simetría del resultado en el área lesionada,mediante el uso de diseños operatorios e implantes quirúrgicos personalizados con flujo digital.
En 2015, S. Heredero et al. presentan un estudiode 17 casosde cirugíasparala reconstrucción de la órbitacon mallas de titanio preformadas, efectuadasentre 2009 y 2014, titulado Precisión en reconstrucción orbitaria con mallas de titanio preformadas (11). De estos, 10 se realizaron bajodiseñodigitaly 7 con técnicasconvencionales. Los resultadosmostraron que el 90 % de los casos realizados utilizando un flujo digital de diseño y manufactura no requirieronajustesposcirugía,lo que evita la reintervención. En contraste, el estudio indica que el 50 % de las cirugías efectuadas de formaconvencional o analógica requirieron reajustes en la conformacióno ubicación de la malla de titanio para lograr una correcta reconstrucción del piso de la órbita. En su trabajo, concluyen que las técnicas quirúrgicas asistidas por tecnología CAD CAM permiten asegurar mejores resultadosposoperatorios.
Paracomprender mejorpor qué se produce una mejora tan significativa en la disminución de retratamientos en los resultados que se reportaron por las personas investigadoras citadas, es importante señalar que, si bien la mitaddel éxitose debe al impacto en la exactituddel diseñodigital mediante software en la cirugíamaxilofacial moderna, tanto en las etapas preoperatorias comotransoperatorias, la otra mitad del éxito se atribuye a la capacidad de manufacturapor computadorade las estructuras protésicas e implantes, especialmente diseñados y personalizados para cadapaciente. Estacombinación de diseño y manufactura (CAD/CAM) permite realizar cirugías con gran exactitud.
En la actualidad, existen muchas técnicas de manufactura CAM, pero es necesario mencionar la estereolitografía como la más destacada. Este proceso, patentado en 1986 en Estados Unidos por el físico Chuck Hull, permitió impulsar un nuevo paradigma de producciónindustrial. En 1992 se comercializó la primera impresora 3D, la cual sirvió como prototipo para abrir el nicho de mercado. En el año 2012, C. Hull, en On stereolithography Virtual and Physical Prototyping(12), sentó los principios fundamentales para el desarrollo de la impresión tridimensional actual, con equipos más versátiles, de mayor exactitud y de menor costo, para la manufactura asistida por computadora de múltiples artículos, entre ellos, ortesis médicas, que actualmente es uno de los principales rubros de producciónen el ámbito mundial.
La compañía Murder Intelligence, dedicadaal análisise investigación del mercado global, reporta en su informe 2024 Análisis del tamaño y la participación del mercado de prótesis y órtesis: tendencias de crecimiento, estadísticas y previsiones (2025-2030)(13),(Olaleye et al., 2020) que esta actividadrepresenta, para 2025, un volumen de ventas mundiales por un monto de $7.35 mil millones de dólares y se proyecta un ritmo de crecimiento anual del 5.2%, lo que da una proyección de 9,5 mil millones para el año 2030.
Precisamente,esta revolución industrial, económica y técnica impactó en el ámbito académico universitario y profesional,donde múltiples investigadores médicos sentaron las bases que relacionarían ineludiblemente la cirugíacon el CAD/CAM. Esto es consecuente con los trabajosde la última década, comenzando con dos de ellos de 2013: F. Gutiérrez y R. Robles,Estereolitografíaen cirugíamaxilofacial(14) y ese mismo año, T. Bocanegra et al. Estereolitografía: conceptos básicos(15). Ambos trabajos ya señalaban las ventajas de la estereografía, iniciando por la planificación del tratamiento, la visualización directa de estructuras anatómicas, la confecciónde guías y plantillas quirúrgicas, el diseño de las incisiones, el análisis de las resecciones quirúrgicas, la apreciación de efectos óseos, la adaptación de placas de reconstrucción, la fabricación de ortesis, dispositivos de distracción o fijación y la confección de implantes, entre otros.
Las conclusiones se refuerzan a lo largo de 11 añosde literatura científica, así como en la revisión efectuada en 2024por S. Peralta et al. en Estereolitografía en cirugía bucal y maxilofacial(16). Las personas investigadoras analizaron los artículos publicados entre 2010 y 2024, encontrando que la mayor producciónse registró durante los años 2014 a 2017, periodo en el cual la técnica alcanzó su madurez, para luego disminuir la producción bibliográfica y dar cabida a otros temas aún más innovadores.
f. Conclusión
La presente revisión bibliográfica sobreel tema de la cirugía maxilofacial reconstructiva de la órbitaocularmediante el uso de la tecnologíaCAD/CAM permite concluir que la técnica de producción industrial se ha adaptadoal incorporarse comoprácticanormalizada en un flujodigitalquirúrgico. Desde sus inicios en la década de los noventa, ha tenido un desarrollo exponencial, alcanzando su madurez hace 7 años. A partir de 2018, la tecnología cuenta con el aval de los sectores de la industria, la economía, la academia y los organismos reguladores internacionales en el ámbito mundial. Su uso,junto con los medios de diagnóstico digital de imágenes médicas,impactó en la práctica médico-quirúrgicaparala reconstrucciónde la órbita ocular,lo que reduce costos, tiempoquirúrgico, tiempo de anestesia y tiempo de exposición de la herida quirúrgica.
Estoha permitido obtener resultadosposoperatoriosmás predecibles y una mayorestética facial,sobre todo ha reducido la necesidad de reintervención por secuelas de enoftalmos y diplopía, producidas por la reconstrucción inapropiada de la anatomía orbitaria, logrando un porcentaje de éxito en la primera intervención del 90 %, como se indica en el trabajo citado de S. Heredero(11). Estos hallazgos fueronconfirmados por la investigación de W. Tanveer(8), quienes reportaron que en los casos en los que se utiliza el flujo digital para la planificación preoperatoria y la navegación transquirúrgica, el cirujano y su equipo pueden identificar con mayor exactitud la posición del implante en las órbitas,lo que evita problemas posoperatorios de adaptación.
En la experiencia con técnicas convencionales, es habitual que los cirujanos consideren que los injertos, ya seanvascularizados o no, representan diversas complicaciones, tales comola lesión que se produce en el sitiodonante, el tiempo operatorioque demanda la obtención del injerto, la evolución y cicatrizaciónposquirúrgica del área de donde se extrae, así como la dificultad para modificar y ajustar el injerto al sitio de destino. Esto implica el riesgo posoperatorio de que el paciente presente asimetría facial, lo que genera resultados insatisfactorios y, eventualmente, la necesidad de una segunda cirugía.
La literatura coincide en que estose evita medianteel uso de CAD/CAM con los implantes fabricados con materiales biomédicos, ya que se logra una reconstrucciónde la órbita predecible, con un ajuste perfecto,donde las piezas que se utilizan en la reconstrucción son copias de la condición original del pacienteen un rango menor que10 micras. Esto es posible gracias a la precisión que brindan las imágenes digitales que se generan por escáneres, tomografías o resonancias, que permiten transferir a los software de diseño información quirúrgica que mejora la predictibilidad y acorta los tiempos de cirugía por medio de la planificación digital y la manufactura correspondiente. De este modo, se brinda al profesional la posibilidad de ofrecer tratamientos más seguros, rápidos, predecibles y satisfactorios paralos pacientes, en comparación con los ofrecidos mediante técnicas convencionales.
Por lo tanto, en los procedimientos quirúrgicos asistidos por computadora se mejora la precisiónal reconstruir el área ocular, se genera un mejor pronóstico, se incrementa la productividad de los procesos operatorios y se eleva la calidad de la cirugíareconstructivamaxilofacialpara lesiones de la órbita ocular. Por otraparte, no se ubicó literatura que se manifieste en contra del uso de CAD/CAM en la cirugía maxilofacial reconstructiva de cabeza y cuello ni en otras especialidades quirúrgicas. En la actualidad, existe consenso en la revisión bibliográfica de que este es un estándar.
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