Development of a template tool for facilitating fibula osteotomy in reconstruction of mandibular defects by digital analysis of the human mandible ...
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Development of a template tool for facilitating fibula
osteotomy in reconstruction of mandibular defects by
digital analysis of the human mandible
Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgische Klinik
des Universitätsklinikums Erlangen
(Direktor: Prof. Dr. med. Dr. med. dent. Marco R. Kesting)
Der Medizinischen Fakultät
der Friedrich-Alexander-Universität
Erlangen-Nürnberg
zur
Erlangung des Doktorgrades Dr. med. dent.
vorgelegt von
Dr. med. Christopher-Philipp Nobis
aus Berlin-Steglitz
Als Dissertation genehmigt
von der Medizinischen Fakultät
der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
Vorsitzender des Promotionsorgans: Prof. Dr. Markus F. Neurath
Gutachter: Prof. Dr. Dr. Marco R. Kesting
Gutachter: PD Dr. Ingo Ludolph
Tag der mündlichen Prüfung: 23.03.2021
2
Zum zweiten Mal für
Petra, Tim, Hannah und Lotta
3
Results of this thesis work have been published previously:
NOBIS, C. P., KESTING, M. R., WOLFF, K. D., FROHWITTER, G., RAU, A. & WEITZ, J.
Development of a template tool for facilitating fibula osteotomy in reconstruction of
mandibular defects by digital analysis of the human mandible.
Clinical Oral Investigations, 2020
24 (9):3077-3083. doi:10.1007/s00784-019-03177-4.
PMID: 31955270
Available online: https://doi.org/10.1007/s00784-019-03177-4
WEITZ, J., WOLFF, K. D., KESTING, M. R. & NOBIS, C. P.
Development of a novel resection and cutting guide for mandibular reconstruction using free
fibula flap.
Journal of Craniomaxillofacacial Surgery, 2018.
46 (11):1975-1978. doi:10.1016/j.jcms.2018.09.007.
PMID: 30293853
Available online: https://doi.org/10.1016/j.jcms.2018.09.007
4
Table of content
Table of content
TABLE OF CONTENT ................................................................................................ 5
ZUSAMMENFASSUNG .............................................................................................. 6
WISSENSCHAFTLICHE RELEVANZ DER VERÖFFENTLICHUNG ......................... 8
ORIGINAL ARTICLE ................................................................................................ 25
APPENDIX ................................................................................................................ 33
1. ABBREVIATIONS ........................................................................................................... 33
2. REFERENCES ............................................................................................................... 34
3. LIST OF TABLES ............................................................................................................ 41
4. LIST OF FIGURES .......................................................................................................... 41
5. ACKNOWLEDGEMENTS ................................................................................................. 43
6. CURRICULUM VITAE ...................................................................................................... 45
5
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Digitale Analyse des Unterkiefers zur Vereinfachung der Planung der
Segmentosteotomien bei der Unterkieferrekonstruktion mittels
mikrovaskulärem Fibula-Transplantat
Hintergrund und Ziele:
Die knöcherne Rekonstruktion des Unterkiefers mittels mikrovaskulärem Fibula-Transplantat
kann ohne eine detaillierte präoperative virtuelle Planung (virtual surgical planning, VSP) mit
individuellen Cutting-Guides eine deutliche Herausforderung sein. Das Ziel der hier
vorgestellten Arbeit war die digitale Analyse der anatomischen Daten des menschlichen
Unterkiefers zur Erkennung von optimalen Parametern zur Durchführung der entsprechenden
Segmentosteotomien bei der knöchernen Unterkiefer-Rekonstruktion mittels mikrovaskulären
Fibula-Transplantaten. Es sollte hierdurch eine einfache und kostengünstige Alternative zur
Unterkiefer-Rekonstruktion mit VSP ohne die Notwendigkeit einer ausgedehnten
präoperativen Planung geschaffen werden.
Methoden:
Es wurden hierzu CT-Datensätze aus der klinischen Routine-Diagnostik von Patienten
untersucht. Die Daten wurden im Anschluss zur Erstellung von digitalen 3D-Modellen des
Unterkiefers verwendet. An diesen wurden hiernach entsprechende Messungen der Längen
und Winkel der verschiedenen Unterkiefersegmente durchgeführt. Es folgte eine statistische
Auswertung der gewonnenen Daten (p
Zusammenfassung
Varianz in der Länge des Symphysen-Segmentes, ermöglichten die Herstellung einer
entsprechend semi-individualisierbaren Rekonstruktions- und Resektionsschablone für die
knöcherne Rekonstruktion des Unterkiefers mittels mikrovaskulärem Fibula-Transplantat. Das
auf Grundlage der anatomischen Daten entwickelte Schablonensystem erlaubt die
kostengünstige, vereinfachte und effektive Resektion mit zeitgleicher Rekonstruktion des
Unterkiefers ohne vorhergehende ausgiebige präoperative Planung. Das entsprechende
System befindet sich bereits in der klinischen Anwendung, die Herstellung erfolgte in
Kooperation mit einem Medizinproduktehersteller als externen Partner.
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Wissenschaftliche Relevanz der Veröffentlichung
Wissenschaftliche Relevanz der Veröffentlichung
Mit der Erstbeschreibung des mikrovaskulären Fibula-Transplantates in der Kopf-Hals-Region
durch Hidalgo im Jahr 1989 (Hidalgo, 1989) ergaben sich für die rekonstruktive Chirurgie neue
Möglichkeiten und Herausforderungen. Eine komplette, langstreckige Rekonstruktion des
Unterkiefers mit eigenem Knochenmaterial zur Wiederherstellung der Kontinuität war nun
erstmals möglich geworden. Komplexe knöcherne und weichgewebige Defekte,
beispielsweise nach ablativer Tumorchirurgie im Rahmen einer malignen Erkrankung oder
nach Destruktion durch verschiedene Formen der Osteonekrose, z.B. radiogen oder
medikamenten-assoziiert, konnten nun, dauerhaft und individuell angepasst, versorgt werden.
Das Transplantat gibt die Möglichkeit einer langstreckigen knöchernen Rekonstruktion bis hin
zum Ersatz des kompletten Unterkiefers. Die Möglichkeit der Hebung als osteomyokutanes
Transplantat ermöglicht die Wiederherstellung kombinierter Gewebedefekte mit extra- und
intraoraler Ausdehnung, beispielsweise durch die Gewinnung von bis zu zwei Hautinseln oder
durch die Kombination mit weiteren mikrovaskulären Transplantaten (Weitz et al., 2015).
Aufgrund des eingebrachten Knochens ergibt sich zusätzlich die Möglichkeit einer dentalen
Rehabilitation durch entsprechende Implantatversorgungen (Patel et al., 2019, Jackson et al.,
2016, Parbo et al., 2013) (siehe Abbildung 15 und Abbildung 16). Die Rekonstruktion des
Unterkiefers mittels des mikrovaskulären Fibula-Transplantates ist mittlerweile ein
rekonstruktiv-chirurgisches Standardvorgehen, wobei die Spanne von einzelnen Segmenten
bis hin zum gesamten Kiefer reicht. Die Defekte im Bereich des Unterkiefers werden im Sinne
einer Segment-Rekonstruktion anatomisch und funktionell ersetzt, hier erwies sich
beispielsweise die Klassifikation von Urken et al. (Urken et al., 1991) als eine hilfreiche und
pragmatische Einteilung. Der Unterkiefer wird hierbei entsprechend den anatomisch-
funktionellen Lokalisationen in einzelne Segmente unterteilt, folgend „S“ für den anatomischen
Bereich der Symphyse, „B“ als Body-Segment für den Bereich des Unterkieferkorpus und „R“
als Ramus-Segment für den Bereich des aufsteigenden Unterkieferastes. Die Hautinsel des
Fibula-Transplantates vom lateralen Unterschenkel zeigt hierbei ähnliche funktionelle
Eigenschaften wie die des Radialis-Transplantates. Die Entnahme des Transplantates erfolgt
vom Unterschenkel unter Mitnahme des Stielgefäßes Arteria peronea und den venösen
Begleitgefäßen. Diese gibt Perforatoren an den Knochen, den umliegenden Muskelcuff und
die zugehörige Hautinsel ab (Hallock, 1999, Wolff and Hölzle, 2011). Es empfiehlt sich vor
Hebung des Fibula-Transplantates eine 3-Gefäßversorgung des Unterschenkels mittels
angiologischer Bildgebung zu verifizieren (Holzle et al., 2011, Alolabi et al., 2019, Karanas et
al., 2004). Die zugehörigen Perforatoren können präoperativ als zusätzliches Hilfsmittel zur
Positionierung der Hautinsel mittels unidirektionaler Dopplersonographie klinisch einfach
dargestellt werden (siehe Abbildung 1).
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Wissenschaftliche Relevanz der Veröffentlichung
Abbildung 1: Präoperative Darstellung der Perforatoren mittels Doppler-Ultraschall
Das Transplantat muss aufgrund seiner Art als freies mikrovaskuläres Transplantat an Gefäße
in relativer Nähe zum Rekonstruktionsrgebiet anastomosiert werden. In der Kopf-Hals-Region
bietet sich hierfür die Vielzahl an Gefäßen in der Gefäß-Nervenscheide des Halses an. Die
arteriellen Abgänge der Arteria carotis externa können üblicherweise abgesetzt und in End-
zu-End-Technik anastomosiert werden ohne Komplikationen im distalen Stromgebiet zu
verursachen. Die Anastomose der venösen Transplantatgefäße kann an zugehörige
Begleitgefäße der Arterien erfolgen oder an die Vena jugularis externa sowie die Vena
jugularis interna. Die Durchführung der mikrovaskulären Anastomosen erfolgt in üblicher
mikrochirurgischer Technik am Operationsmikroskop (siehe Abbildung 2).
Abbildung 2: Die mikrochirurgische Anastomosierung eines Transplantates am Operationsmikroskop
Nachteilig an diesem Transplantat ist unter anderem die in der Regel notwendige Deckung der
Entnahmestelle am Unterschenkel. Dies geschieht z.B. mit Vollhaut- oder
Spalthauttransplantaten und bringt eine entsprechende Morbidität im Bereich der Donorsite
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Wissenschaftliche Relevanz der Veröffentlichung
mit sich, wobei die späteren Einschränkungen hinsichtlich der Funktion insgesamt als gering
angesehen werden (Akashi et al., 2016, Zimmermann et al., 2001, Momoh et al., 2011,
Shpitzer et al., 1997).
Abbildung 3: Verschluss der Donorsite eines mikrovaskulären Fibula-Transplantates mittels Vollhaut
aus der Leiste und klinisches Bild zum Zeitpunkt der stationären Entlassung nach ca. 2-3 Wochen
Die Literatur gibt hierzu unterschiedliche Zahlen und Daten an, das liegt zum einen an den
vielen verschiedenen Möglichkeiten des Donorsite-Verschlusses (z.B.
primärer/lokalplastischer Verschluss, Deckung mit Spalt- oder Vollhaut-Transplantaten (siehe
Abbildung 3), Transplantate als Meshed-Grafts, Fixierungs- und Kompressionsschemata der
Transplantate, etc.) für den sich in der internationalen chirurgischen Diskussion noch kein
Konsens gebildet hat (Fang et al., 2019, Sharma et al., 2013, Fry et al., 2014, Shindo et al.,
2000). Eine detaillierte Übersicht der Vor- und Nachteile des Fibula-Transplantates wird in
Tabelle 1 dargestellt.
10Wissenschaftliche Relevanz der Veröffentlichung
Eigenschaften des mikrovaskulären Fibula-Transplantates
Vorteile Nachteile
+ Knöcherne Rekonstruktionsmöglichkeit der
- Limitierte Größe der Hautinsel
Mandibula
+ Längstes knöchernes Transplantat - Geringe Höhe des Knochens
Primärer Verschluss der Donorsite oft nicht
+ Gute Stabilität (hoher Anteil an kortikalem
- möglich (in der Folge Notwendigkeit von
Knochengewebe)
Voll- oder Spalthaut-Transplantaten)
Ähnliche funktionelle Eigenschaften der Hohe Variabilität in der Lokalisation der
+ Hautinsel wie die des Radialis-Transplantates - Hautinsel-Perforatoren (Unsicherheiten in
(Dicke, Flexibilität, etc.) der Perfusion der Hautinsel)
Häufige arteriosklerotische Veränderungen
+ Relativ langer Gefäßstiel mit gutem Kaliber - der Gefäßstrombahn der unteren
Extremitäten
+ Im Vergleich einfache mikrovaskuläre
Anastomosierung - Längere OP-Zeit
Notwendigkeit suffizienter
+ Möglichkeit der dentalen Rehabilitation durch
Implantation - Gefäßanschlussmöglichkeiten im
Halsbereich
Relativ niedrige Morbidität der Donorsite
+ (Funktionsstörungen und
Bewegungseinschränkungen der distalen und - Präoperative Planung oftmals notwendig
proximalen Gelenke eher selten)
Möglichkeit als osteomyokutanes Gefäßdarstellung präoperativ notwendig
+ Transplantat zur Rekonstruktion aller - zur Verifikation einer Drei-
Gewebeschichten (Haut, Muskel, Knochen) Gefäßversorgung des Unterschenkels
+ Eigene Perfusion des Transplantates
(Einbringung im kompromittierten Wundbett)
+ Operation im Two-Team-Approach möglich
(Reduktion Operationszeit)
+ Lage der Hautinsel extra- oder intraoral
möglich
Tabelle adaptiert nach (Nobis, 2018, Wolff and Hölzle, 2011)
Tabelle 1: Übersicht über die Vor- und Nachteile des mikrovaskulären Fibula-Transplantates bei der
Rekonstruktion von Unterkieferkontinuitätsdefekten
Der Schlüssel zu einer erfolgreichen Rekonstruktion des Unterkiefers durch Erstellung einer
Neo-Mandibula in ausgedehnten Defektsituationen liegt in der optimalen Planung der
Osteotomien der einzelnen Segmente, in der zugehörigen Positionierung der selbigen und in
deren korrekter Fixation mittels Osteosynthesematerial (Antony et al., 2011). Essentielle
weitere Punkte, die bei der Rekonstruktion berücksichtigt werden müssen, sind zum einen
ästhetische Herausforderungen, wie die Wiederherstellung der äußeren Gesichtsharmonie
und zum anderen funktionelle Aspekte, wie Sprech-, Schluck- und Kaufunktion sowie ein
ausreichender Atemweg (Pirgousis et al., 2013). Um diese Ziele zu erreichen, muss die aus
11Wissenschaftliche Relevanz der Veröffentlichung
den osteotomierten Fibula-Segmenten zu generierende Neo-Mandibula den natürlichen
Unterkiefer möglichst exakten anatomisch nachahmen. Hierbei sind insbesondere korrekte
Winkel der späteren Unterkieferkontur und eine präzise Fixation der Fibula-Segmente von
Bedeutung. Eine konsequent reproduzierbare Sicherstellung dieser Erfolgsparameter führte
zum Konzept des Virtual Surgical Plannings (VSP). Die Technik des VSP bietet sich hierbei
vor allem an für komplexe Defekte mit multiplen Osteotomien und entsprechenden Segmenten
des Fibula-Transplantates. Dies vereinfacht zum einen den intraoperativen Ablauf durch
individuelle Cutting-Guides (siehe Abbildung 4) und erleichtert die Osteotomien sowie zum
anderen auch die korrekte Fixation der Segmente durch ebenfalls individuelles und
präformiertes Osteosynthesematerial. Im Rahmen des VSP kann beim Vorliegen
entsprechender Bildgebung (z.B. MR-/CT-Angiographie) auch die Lage der Perforatoren und
die somit ideale Position der Hautinsel in die Planung miteibezogen werden (Battaglia et al.,
2017, Ettinger et al., 2018).
Abbildung 4: Intraoperatives Anwendungsbeispiel einer mittels VSP durch einen kommerziellen
Hersteller angefertigten Schablone zur Resektion und entsprechenden Segmentosteotomie der Fibula
Zusammenfassend bietet VSP die Vorteile einer verbesserten präoperativen
Planungsmöglichkeit, eine einfachere und schnellere Osteosynthese durch eine ideale
Konfiguration der Osteotomieflächen, eine bessere Wiederherstellung der fazialen Symmetrie
und in der Folge auch eine Verkürzung der Operationszeit (Weitz et al., 2018, Hirsch et al.,
2009, Roser et al., 2010, Metzler et al., 2014, Stirling Craig et al., 2015, Zweifel et al., 2015,
Ren et al., 2018, Ritschl et al., 2017). Allerdings führt die vorhergehend beschriebene Methode
12Wissenschaftliche Relevanz der Veröffentlichung
des VSP in der Konsequenz auch zu einigen Nachteilen. Zum einen kommt es neben den
zusätzlich entstehenden Kosten und der Abhängigkeit von ggf. externen Firmen auch zu einem
Verlust an intraoperativer Flexibilität durch die bereits präoperativ festgelegte Strategie
mitsamt den vorgefertigten Hilfsmitteln, wie Cutting-Guides und individuell angefertigtem
Osteosynthesematerial. Im Fall von plötzlich auftretenden Problemen kann eine Abänderung
der operativen Strategie hierdurch erschwert und die aufwendige Planung in der Folge obsolet
werden (Weitz et al., 2016, Deek and Wei, 2016). Insgesamt überwiegen natürlich die Vorteile
einer präoperativen Planung, im Idealfall wird die Morbidität für den Patienten durch eine
Verkürzung der Operationszeit gesenkt und selbst im ungünstigsten Fall einer intraoperativen
Abänderung des geplanten Konzeptes, fällt man lediglich auf den Ausgangspunkt einer
ungeplanten Operation zurück. Die im Vergleich hohen Kosten und die aufwändigere
präoperative Vorbereitung sind ohne Zweifel indiziert im Fall von komplexen und atypischen
Rekonstruktionsfällen. In der klinischen Routine und der Mehrzahl der Fälle mit relativ
standardisierten Defektsituationen und sehr ähnlichen operativen Abläufen stellt sich die
Frage, ob der Aufwand des VSP im Verhältnis zum möglichen Nutzen steht. Aktuell wird in
den meisten Fällen zur Lösung des Problems ein Mittelweg beschritten: komplexe Fälle
werden mittels VSP geplant und einfachere Standardfälle werden ohne vorherige individuelle
Planungen durchgeführt. Es gab natürlich in der Folge verschiedenste Versuche die
Standardfälle zu vereinfachen, häufig durch die Anfertigung von Stereolithographie-Modellen,
Silikon-Schablonen und selbstangefertigter Cutting-Guides (Rommel et al., 2017) (siehe
Abbildung 5). In der internationalen Literatur finden sich aus diesen Gründen viele
verschiedene VSP-Protokolle mit unterschiedlichem Aufwand als Versuch zur Lösung des
Problems (Berrone et al., 2016, Mottini et al., 2016, Tarsitano et al., 2015, Bosc et al., 2017).
Abbildung 5: Darstellung der Möglichkeiten von selbstangefertigten Cutting-Guides als
kosteneffiziente und unabhängige Alternative zu VSP
Allen präoperativen Planungen gemeinsam, ob mittels selbstangefertigter Cutting-Guides oder
VSP, ist die fehlende intraoperative Flexibilität. In der täglichen rekonstruktiven Praxis ist es
nicht selten, dass sich knöcherne Defekte intraoperativ klinisch deutlich ausgedehnter
darstellen oder die Resektion doch ausgedehnter erfolgen muss, beispielsweise zur Wahrung
eines ausreichenden Sicherheitsabstandes. Die präoperative Planung, die auf der
radiologischen Bildgebung aufbaut, und die hiernach angefertigten Cutting-Guides sind in
13Wissenschaftliche Relevanz der Veröffentlichung
solchen Fällen plötzlich obsolet und der Chirurg muss spontan auf eine rein klinische
Rekonstruktion umschwenken. In solchen Fällen einer rein klinischen Rekonstruktion ergeben
sich konsequenterweise Risiken möglicher Komplikationen an den Hautinselperforatoren,
Stielgefäßen und hinsichtlich einer adäquaten Kongruenz der Osteotomien. Dies zeigt
zusammenfassend die Notwendigkeit eines einfachen, kostengünstigen und sofort
intraoperativ verfügbaren Hilfsmittels zur mikrovaskulären Fibula-Rekonstruktion. In der
Literatur fanden sich zum intraoperativen Einsatz verschiedene Hilfsmittel zur vereinfachten
Durchführung der Osteotomien, jedoch keine Tools zur Ermöglichung einer vollständigen,
kongruenten Planung als echte VSP-Alternative (Meyer et al., 2020, Xu et al., 2012, Strackee
et al., 2004). Aufgrund der Tatsache, dass ein Mittelweg zwischen kompletter präoperativer
digitaler Planung und rein klassischer Herangehensweise bis dato nicht verfügbar war, erfolgte
die Entwicklung eines eigenen Tools zur Vereinfachung der Fibula-Rekonstruktion. Die
klinische Erfahrung zeigte, dass in den meisten Situationen mit klassischen BSB- bzw. BS-
oder SB-Defekten (siehe vorhergehend beschriebene Klassifikation nach Urken et al., 1991)
die Rekonstruktionsparameter recht ähnlich waren. Es wurde folglich geplant, diese
Hypothese durch eine Analyse anatomischer 3D-Datensätze genauer zu prüfen. Das Ziel
dieser Analysen sollte die Gewinnung von Daten sein, um eine entscheidende Fragestellung
zu beantworten: wie viel Standardisierung ist in der knöchernen Rekonstruktion des
Unterkiefers ohne funktionell-klinische Einbußen möglich, eine geringe Varianz der
anatomischen Parameter vorausgesetzt? Dies beinhaltet im Umkehrschluss die ebenfalls
bedeutsame Frage, wie viel individuelle Planung tatsächlich für gute klinische und funktionelle
Ergebnisse notwendig ist. Kurz zusammengefasst: sollte jede knöcherne Rekonstruktion
mittels Fibula-Transplantaten komplett individuell durch VSP geplant werden oder bestehen
hier Möglichkeiten zur Vereinfachung, ohne deutliche funktionell-klinische Einbußen? Die
Ergebnisse der zu dieser Fragestellung durchgeführten Studie und der draus folgenden
Veröffentlichung sind Teil dieser Arbeit und im Appendix angefügt (Nobis et al., 2020).
Es wurde eine retrospektive Kohorten-Studie implementiert um die Verteilung der
anatomischen Daten zu Längen und Winkeln im Hinblick auf die Möglichkeit zur Entwicklung
eines Fibula-Rekonstruktions-Systems zu analysieren. Die Durchführung wurde bei der
örtlichen Ethik-Kommission angezeigt (Technische Universität München,
Registrierungsnummer 459/18S) und fand in Übereinstimmung mit der Deklaration von
Helsinki statt. Es wurden in die Studie hochauflösende Computertomographie-Scans aus der
klinischen Routine von 100 zufällig ausgewählten Patienten eingeschlossen. Alle Patienten
wurden in der Klinik für Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgie am Klinikum rechts der Isar,
Klinikum der Technischen Universität München behandelt. Als Ausschlusskriterien galten ein
Alter unter 16 Jahren sowie ausgedehnte Traumata und bereits versorgte Unterkieferdefekte.
Patienten mit Dysgnathien oder Syndromen mit Einfluss auf das knöcherne Größenwachstum
14Wissenschaftliche Relevanz der Veröffentlichung
wurden ebenfalls ausgeschlossen. Die Daten der CT-Untersuchungen wurden in das DICOM-
Format (Digital Imaging and Communications in Medicine) zur weiteren Verarbeitung
exportiert. Die Schichtdicke der jeweiligen Untersuchung musste kleiner als 1 mm sein, um
eine adäquate Erstellung von zugehörigen 3D-Modellen zu ermöglichen. Die gewonnen
DICOM-Daten wurden mit klinischen Daten der Patienten (z.B. Alter, Geschlecht, Zahnstatus,
etc.) zusammengeführt und anschließend anonymisiert. Im Anschluss wurden die
radiologischen Daten in die Software Mimics (Mimics Innovation Suite 19.0, Materialise,
Leuven, Belgium) importiert. Mit Hilfe dieses Programmes erfolgte die Erstellung der digitalen
3D-Modelle nach Dissektion der umliegenden und für die anschließenden Messungen nicht
relevanten Weichgewebe, sodass nur noch knöcherne Unterkiefermodelle verblieben (siehe
Abbildung 6).
Abbildung 6: Fertige 3D-Modelle der Unterkiefer zur Vermessung [Abbildungen aus der angefügten
Publikation]
Diese wurden in das STL-Dateiformat exportiert zur weiteren Analyse. Die digitalen Modelle
wurde sodann in die Software netfabb (netfabb Basic, version 5.2.1, Autodesk Inc., San
Rafael, USA) importiert. Im Anschluss wurden die Modelle mit entsprechenden anatomischen
Referenzpunkten zur Durchführung der verschiedenen Winkel- und Längenmessungen
markiert (siehe Abbildung 7). Hervorzuheben ist hierbei die Messung des Bogens der
Unterkieferkrümmung, welcher aus den beiden Winkeln zwischen den Body-Segmenten und
der Symphyse besteht. Des Weiteren wurde neben vielen zusätzlichen Werten auch die
Länge des S-Segments und der einzelnen B-Segmente analysiert, sowie die Abstände der
Kondylen zueinander und die Gesamtlänge des Unterkiefers.
15Wissenschaftliche Relevanz der Veröffentlichung
Abbildung 7: Digitale Vermessung der Unterkiefer-Modelle [Abbildungen aus der angefügten
Publikation]
Die gewonnenen Messwerte wurden zur internen Plausibilitätskontrolle mit physisch
ausgedruckten 3D-Modellen verglichen. Im Anschluss erfolgte mit der Software SPSS (IBM
SPSS 22.0.0 software, IBM SPSS Inc., Chicago, IL, 2013) die statistische Analyse der
gesammelten Messwerte in Korrelation mit den klinischen Daten der Patienten. Es wurden um
mögliche Zusammenhänge zwischen den Messwerten und den klinischen Variablen zu
untersuchen, unter anderem Pearson-Korrelationen und t-Tests für unabhängige Stichproben
verwendet. Ein p-Wert von < 0.05 wurde als statistisch signifikant gewertet.
Es wurden die Datensätze von insgesamt 100 Patienten analysiert. Innerhalb des Kollektivs
waren 39 Patienten weiblich und 61 männlich. Das Durchschnittsalter der untersuchten
Patienten lag bei 59,08 Jahren. Innerhalb der Vielzahl an gewonnenen und untersuchten
Messwerten zeigte sich der axiale Bogen des Unterkiefers mit 241,07±2,39° über das gesamte
Kollektiv hin sehr konstant. Analog zeigte sich diese Konstanz nicht nur innerhalb der Winkel
des Unterkiefers, sondern auch innerhalb der Längen der einzelnen Segmente. Das Segment
des Unterkieferkorpus (B-Segment) zeigte eine äußere Länge von 80,05±5,16 mm, das
Segment der Symphyse (S-Segment) zeigte eine anteriore Länge von 27,69±3,16 mm.
Hinsichtlich der weiteren Messwerte und detaillierten Daten wird auf die im Appendix
angefügte Publikation verwiesen. Die Ergebnisse der durchgeführten anatomischen
Forschung zeigten sich auch plausibel im Vergleich mit der auf diesen Anwendungsbereich
passenden bisher publizierten Literatur (Deguchi et al., 2010, Watanabe et al., 2010, Kano et
al., 2015, Miller et al., 2011). Die untersuchten klinischen Variablen, wie beispielsweise Alter
oder Geschlecht, zeigten in der anschließenden statistischen Auswertung keinen signifikanten
Einfluss auf die Messwerte. Diese Analyse bestätigte, dass es möglich sein sollte, einen
harmonischen und funktionellen Neo-Unterkiefer aus einem 3-Segement-Fibula-Transplantat,
mit jeweils 120° Winkeln zwischen den einzelnen Segmenten, herzustellen. Da das S-
Segment der Symphyse ebenfalls konstant innerhalb des Kollektivs war und lediglich die
seitlichen Segmente des Unterkieferkorpus in der Länge deutlicher variierten, war nur eine
Anpassbarkeit der Seitenlängen notwendig. Zusammenfassend bestätigten die Auswertungen
die Machbarkeit eines einzigen Fibula-Rekonstruktionssystems zur Versorgung aller
Patienten, unabhängig von deren Alter oder Geschlecht. Es sollte sich durch die Konstanz der
16Wissenschaftliche Relevanz der Veröffentlichung
Längen und Winkel eine Optimierung der knöchernen Unterkieferrekonstruktion durch
vermehrte Standardisierung erwarten lassen. Die entsprechend geplanten Längen der
einzelnen Segmente zur Rekonstruktion zeigten sich auch im Vergleich mit der internationalen
Literatur als von ausreichender Länge um die Perfusion des osteotomierten Segmentes nicht
zu gefährden (Fichter et al., 2019, Matros et al., 2013, Strackee et al., 2001). Die Ergebnisse
der anatomischen Datenauswertung der 3D-Modelle bestätigten als vorbereitende
Grundlagenarbeit die Machbarkeit einer individualisierbaren Resektions- und
Rekonstruktionsschablone. Dieses Schablonensystem sollte in den meisten Standardfällen
ein zusätzliches Hilfsmittel zur korrekten Anlage und Positionierung der Segmentosteotomien
darstellen. Aufgrund der vorliegenden Ergebnisse dieser Studie zu den anatomischen
Grundlagen, konnte in der Folge mit der Entwicklung des Schablonen-Systems begonnen
werden. Es erfolgte die Konsultation mit der Firma Gebrüder Martin GmbH & Co. KG (KLS
Martin Group, Tuttlingen, Germany) als industriellen Partner aus dem Bereich der Anbieter
von Osteosynthesematerialien. In den folgenden Beratungen und Projekttreffen zeigte sich,
dass die Herstellung individualisierbarer Resektions- und Rekonstruktionsschablonen auch
technisch adäquat möglich ist. Es folgte nach Prüfung der technisch-chirurgischen
Machbarkeit die Herstellung verschiedenster Prototypen sowie die erfolgreiche
Implementation des Schablonensystems im klinischen Arbeitsalltag. Das System ist
mittlerweile etabliert und weltweit kommerziell erhältlich, die klinischen Ergebnisse wurden
ebenfalls international publiziert (Weitz et al., 2018).
Das beschriebene Rekonstruktionssystem besteht aus jeweils einer Resektionsschablone für
den Unterkiefer und einer Rekonstruktionsschablone für die Fibula. An beiden Schablonen gibt
es jeweils an den Seiten entsprechende Skalierungen zur Längeneinstellung der
Unterkieferkorpus-, bzw. B-Segmente. Um eine adäquate Sterilisierbarkeit zum
intraoperativen Einsatz zu gewährleisten ist die Schablone komplett in Einzelteile zerlegbar
(siehe Abbildung 8).
17Wissenschaftliche Relevanz der Veröffentlichung
Abbildung 8: Das Fibula-Rekonstruktions-System mit jeweils einer Schablone zur Resektion des
Unterkiefers (oben) und einer Schablone zur Fibula-Rekonstruktion (unten) [Abbildung aus der
angefügten Publikation]
Im Verlauf der mehrfachen Projekttreffen und Besprechungen wurden verschiedene 3D-
Modelle und Prototypen gedruckt, welche in engem Austausch zwischen Chirurgen und
Produktentwicklern laufend erneut evaluiert und an die klinischen Anforderungen optimiert
wurden. Es folgten im zeitlichen Verlauf sodann erste Testungen und Simulationen des
operativen Ablaufes mittels der hergestellten Prototypen an 3D-gedruckten Modellen des
Unterkiefers und der Fibula sowie schließlich auch an Körperspendern (siehe Abbildung 9 und
Abbildung 10).
Abbildung 9: Anlage des Schablonen-Prototypen zur Unterkieferresektion (links) und passgenaue
Osteosynthese der osteotomierten Fibulasegmente mittels gebogenem Fixierbügel (rechts)
18Wissenschaftliche Relevanz der Veröffentlichung
Abbildung 10: Das Unterkieferresektat (links) und der mit Schablone hergestellte kongruente Neo-
Unterkiefer
Der erfolgreiche Abschluss der verschiedenen Prototypen-Phasen ermöglichte in der Folge
dann einen Einsatz des Systems unter realen klinischen Bedingungen. Die Resektion des
Unterkiefers erfolgt nach Anlage der Unterkiefer-Resektionsschablone im Sinne einer
klassischen Segmentosteotomie durch Entfernung von BS-, bzw. SB- oder BSB-Defekten
nach der Urken-Klassifikation (Urken et al., 1991). Begonnen wird mit der temporären
Fixierung der Schablone mittels Schrauben. Nun wird an den Seiten der Resektionsschablone
das gewünschte Ausmaß der zu resezierenden Anteile des Kiefers über die beidseitigen
Skalierungen eingestellt (siehe Abbildung 11). Es gibt je nach gewünschter Resektionslänge
zwei verschiedene Sägeführungen, eine kurze Sägeführung für einen Resektionsbereich von
45-65 mm und eine lange Sägeführung für einen Resektionsbereich von 65-80 mm. Die
zugehörigen Resektionswerte auf der Skala werden an die Operateure des Fibula-Situs
übergeben. Analoge Farbcodierungen der linken (grün) und rechten Seite (blau) an den beiden
Schablonen vereinfachen deren Zusammenbau sowie die korrekte Positionierung und
Durchführung der Osteotomien.
19Wissenschaftliche Relevanz der Veröffentlichung
Abbildung 11: Positionierung der Resektionsschablone am Unterkiefer und Einstellung der
Resektionswerte (links) sowie das entfernte Unterkieferresektat (rechts)
Am Situs des Fibula-Transplantates erfolgt zeitgleich ebenfalls die temporäre Fixierung der
Fibula-Schablone mittels Schrauben. Nun werden die Werte der Resektionsschablone des
Unterkiefers analog auf die Skalierung an der Fibula-Schablone übertragen. Hiernach erfolgt
die Osteotomie proximal und distal des Transplantates sowie der einzelnen Segmente. Eine
analoge Farbcodierung vereinfacht hierbei die Übersicht und ein gerader Fixierbügel hält die
einzelnen Segmente in Position (siehe Abbildung 12).
Abbildung 12: Anlage der Fibula-Schablone und Einstellung der Resektionswerte (links) sowie
Durchführung der Segmentosteotomien unter Fixation durch den geraden Bügel (rechts)
Hiernach kann nun der gerade Fixier-Bügel gegen eine gebogene Variante, mit der
eingearbeiteten idealen Krümmung von 240°, ausgetauscht werden. Die Schablonenteile
bleiben über die Schauben weiter temporär fixiert. Nun kann die Osteosynthese der einzelnen
Segmente unter deutlich vereinfachten Bedingungen erfolgen. Hierfür liegen bereits
vorgebogene, farbcodierte Platten vor, welche über die eingearbeiteten Zugangsschlitze der
Schablone eingefügt werden können (siehe Abbildung 13). Das Transplantat kann während
des Vorganges der Osteosynthese durchwegs gestielt verbleiben, was eine deutliche
Verkürzung der Ischämiezeit im Vergleich zur klinischen Rekonstruktion ohne Hilfsmittel
bewirkt.
20Wissenschaftliche Relevanz der Veröffentlichung
Abbildung 13: Die drei Schablonensegmente in Fixation durch geraden Bügel (links) und nach
Austausch des Bügels in korrekter Positionierung zur Osteosynthese (rechts) [Abbildung aus der
angefügten Publikation]
Im Anschluss erfolgt die Entfernung des Schablonensystems und das Transplantat kann zur
verbleibenden osteosynthetischen Fixierung und mikrovaskulären Anastomosierung in die
Kopf-Halsregion transferiert werden (siehe Abbildung 14).
Abbildung 14: Das fertige Fibula-Transplantat in kongruenter Passung zum resezierten Unterkiefer mit
bereits erfolgter Osteosynthese der einzelnen Segmente
Es erfolgt nun der Abschluss der Operation durch mikrovaskuläre Anastomsoierung,
osteosynthetische Fixierung des Transplantates an den verbliebenen Unterkieferstümpfen und
die Platzierung der Hautinsel. Die stationäre postoperative Nachsorge liegt, in Abhängigkeit
des Gesamtstaus des Patienten, im Bereich von ca. 2-3 Wochen. Röntgenologische
Kontrollen erfolgen direkt postoperativ durch Lagekontrolle mittels Orthopantomographie
(OPG). Im weiteren Verlauf erfolgen, zur Evaluation einer knöchernen Konsolidierung vor
21Wissenschaftliche Relevanz der Veröffentlichung
Osteosynthesematerialentfernung sowie im Rahmen einer dentalen Rehabilitation mittels
Implantat-prothetischer Maßnahmen, zusätzliche röntgenologische Kontrollen (siehe
Abbildung 15 und Abbildung 16).
Abbildung 15: Direkt postoperatives Ergebnis nach Unterkieferrekonstruktion mittels 3-Segment-
Fibula-Transplantat und Schablonensystem (oben); Kontrolle nach Osteosynthesematerialentfernung
bei vollständiger knöcherner Konsolidierung der Segmente und Augmentation vor geplanter dentaler
Implantation (unten)
22Wissenschaftliche Relevanz der Veröffentlichung
Abbildung 16: Zustand nach knöcherner Augmentation und dentaler Implantation (oben);
Fertigstellung der dentalen Rehabilitation mittels implantatgetragenem prothetischen Zahnersatz
(unten)
Die Rekonstruktion mittels des neuentwickelten Schablonensystems hat sich im Verlauf der
letzten zwei Jahre auch im klinischen Alltag erfolgreich etablieren können. Es ist aktuell
möglich einen ersten Erfahrungsbericht, basierend auf den bisherigen 24
Rekonstruktionsfällen im Zeitraum von Mai 2018 bis Juli 2020, zu geben. Alle Patienten
wurden in der Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgischen Klinik am Universitätsklinikum
Erlangen der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) behandelt. Das
durchschnittliche Alter der versorgten Patienten lag bei 63 Jahren, 15 Patienten waren
männlich und 9 weiblich. Das Schablonensystem wurde eingesetzt zur Therapie maligner
Tumore bei 10 Patienten, zur Therapie der Medikamenten-assoziierten Kieferosteonekrose
(MRONJ) bei 4 Patienten, zur Therapie der Osteoradionekrose (ORN) bei 6 Patienten und zur
Therapie der Osteomyelitis bei 4 Patienten. In 14 Fällen wurden Rekonstruktionen mit drei
23Wissenschaftliche Relevanz der Veröffentlichung
Fibula-Segmenten durchgeführt (BSB-Defekte) und in 10 Fällen mit zwei Segmenten (BS-
oder SB-Defekte). 67% der Patienten waren im Operationsgebiet bereits voroperiert, 42%
hatten eine vorherige Radiotherapie im Kopf-Halsbereich. In 19 Fällen fand die Rekonstruktion
mit einem Transplantat statt, in 5 Fällen erfolgte die zusätzliche Entnahme eines zweiten
mikrovaskulären Transplantates. In 79% der Fälle erfolgte eine enorale Verwendung der
Hautinsel. In 5 Fällen (21%) traten relevante Komplikationen im weiteren Verlauf auf. Drei
Fibula-Transplantate erlitten einen kompletten Verlust und mussten im postoperativen Verlauf
explantiert werden. Eine Fibula-Hautinsel ging intraoperativ verloren und musste durch ein
Radialis-Transplantat ersetzt werden, der knöcherne Fibula-Anteil konnte erhalten werden. Bei
zwei Patienten zeigte sich, innerhalb von einem viertel bzw. halben Jahr postoperativ, eine
Fraktur des Osteosynthesematerials, welches entsprechend operativ ersetzt werden musste.
Insgesamt traten im bisherigen Beobachtungsverlauf keine weiteren größeren Komplikationen
auf. Zwei Patienten sind innerhalb eines halben Jahres postoperativ im Rahmen ihrer
Grunderkrankungen verstorben. Insgesamt zeigen die bisherigen Daten eine gute
Performance des neu entwickelten Schablonen-Systems in der Routine des klinischen Alltags
unter verschiedensten rekonstruktiven Herausforderungen an einem breiten
Patientenkollektiv. Die bisherige weltweite Einzigartigkeit und die nachfolgende erfolgreiche
klinische Implementierung des entsprechenden Schablonen-Systems, basierend auf der in der
angefügten Veröffentlichung erfolgten Grundlagenarbeit, unterstreichen die Relevanz der
vorgestellten Arbeit.
24Original article
Original article
Development of a template tool for facilitating fibula osteotomy
in reconstruction of mandibular defects
by digital analysis of the human mandible.
NOBIS, C. P., KESTING, M. R., WOLFF, K. D., FROHWITTER, G., RAU, A. & WEITZ.
Clinical Oral Investigations, 2020.
25Original article
26Original article
27Original article
28Original article
29Original article
30Original article
31Original article
32Appendix
Appendix
1. Abbreviations
3D three-dimensional
A. artery (lat. arteria)
CT computed tomography scan
CTx chemotherapy
DGMKG The German Society for Oral and Maxillofacial Surgery
(Deutsche Gesellschaft für Mund-Kiefer- und
Gesichtschirurgie)
DICOM Digital Imaging and Communications in Medicine (i.e. digital
format for medical image datasets, e.g. from CT-scans)
FAU Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg
KLS Martin holding company of Gebrüder Martin, Karl Leibinger
Medizintechnik, etc.
Mimics software by Materialise NV, Leuven, Belgien
N. nerv (lat. nervus)
Netfabb software Netfabb Basic by Netfabb GmbH, Autodesk Inc., San
Rafael, United States of America
OPG panoramic radiograph, dental x-ray (dt. Orthopantomographie)
OSCC oral squamous cell carcinoma
RCTx radiochemotherapy
RTx radiotherapy
SCC squamous cell carcinoma
SPSS Statistical Package of the Social Sciences (IBM SPSS, Inc,
Chicago, IL)
STL Standard Triangulation/Tesselation Language (i.e. digital
format for 3D-datasets)
TUM Technische Universität München
V. vein (lat. vena)
VSP virtual surgical planning
33Appendix
2. References
AKASHI, M., HASHIKAWA, K., TAKASU, H., WATANABE, K., KUSUMOTO, J.,
SAKAKIBARA, A., HASEGAWA, T., MINAMIKAWA, T. & KOMORI, T. 2016.
Comparison between primary closure and skin grafts of the free fibula
osteocutaneous flap donor site. Oral Maxillofac Surg, 20, 233-7.
ALOLABI, N., DICKSON, L., CORONEOS, C. J., FARROKHYAR, F. & LEVIS, C.
2019. Preoperative Angiography for Free Fibula Flap Harvest: A Meta-
Analysis. J Reconstr Microsurg, 35, 362-371.
ANTONY, A. K., CHEN, W. F., KOLOKYTHAS, A., WEIMER, K. A. & COHEN, M. N.
2011. Use of virtual surgery and stereolithography-guided osteotomy for
mandibular reconstruction with the free fibula. Plast Reconstr Surg, 128, 1080-
4.
BATTAGLIA, S., MAIOLO, V., SAVASTIO, G., ZOMPATORI, M., CONTEDINI, F.,
ANTONIAZZI, E., CIPRIANI, R., MARCHETTI, C. & TARSITANO, A. 2017.
Osteomyocutaneous fibular flap harvesting: Computer-assisted planning of
perforator vessels using Computed Tomographic Angiography scan and
cutting guide. J Craniomaxillofac Surg, 45, 1681-1686.
BERRONE, M., CROSETTI, E., TOS, P. L., PENTENERO, M. & SUCCO, G. 2016.
Fibular osteofasciocutaneous flap in computer-assisted mandibular
reconstruction: technical aspects in oral malignancies. Acta Otorhinolaryngol
Ital, 36, 469-478.
BOSC, R., HERSANT, B., CARLONI, R., NIDDAM, J., BOUHASSIRA, J., DE
KERMADEC, H., BEQUIGNON, E., WOJCIK, T., JULIERON, M. &
MENINGAUD, J. P. 2017. Mandibular reconstruction after cancer: an in-house
approach to manufacturing cutting guides. Int J Oral Maxillofac Surg, 46, 24-
31.
DEEK, N. F. & WEI, F. C. 2016. Computer-Assisted Surgery for Segmental
Mandibular Reconstruction with the Osteoseptocutaneous Fibula Flap: Can
34Appendix
We Instigate Ideological and Technological Reforms? Plast Reconstr Surg,
137, 963-70.
DEGUCHI, T., SR., KATASHIBA, S., INAMI, T., FOONG, K. W. & HUAK, C. Y. 2010.
Morphologic quantification of the maxilla and the mandible with cone-beam
computed tomography. Am J Orthod Dentofacial Orthop, 137, 218-22.
ETTINGER, K. S., ALEXANDER, A. E. & ARCE, K. 2018. Computed Tomographic
Angiography Perforator Localization for Virtual Surgical Planning of
Osteocutaneous Fibular Free Flaps in Head and Neck Reconstruction. J Oral
Maxillofac Surg, 76, 2220-2230.
FANG, H., LIU, F., SUN, C. & PANG, P. 2019. Impact of wound closure on fibular
donor-site morbidity: a meta-analysis. BMC Surg, 19, 81.
FICHTER, A. M., RITSCHL, L. M., GEORG, R., KOLK, A., KESTING, M. R., WOLFF,
K. D. & MUCKE, T. 2019. Effect of Segment Length and Number of
Osteotomy Sites on Cancellous Bone Perfusion in Free Fibula Flaps. J
Reconstr Microsurg, 35, 108-116.
FRY, A. M., PATTERSON, A., ORR, R. L. & COLVER, G. B. 2014. Open wound
healing of the osseocutaneous fibula flap donor site. Br J Oral Maxillofac Surg,
52, 861-3.
HALLOCK, G. G. 1999. The anatomy of the extended peroneal venous system. Plast
Reconstr Surg, 104, 976-83.
HIDALGO, D. A. 1989. Fibula free flap: a new method of mandible reconstruction.
Plast Reconstr Surg, 84, 71-9.
HIRSCH, D. L., GARFEIN, E. S., CHRISTENSEN, A. M., WEIMER, K. A., SADDEH,
P. B. & LEVINE, J. P. 2009. Use of computer-aided design and computer-
aided manufacturing to produce orthognathically ideal surgical outcomes: a
paradigm shift in head and neck reconstruction. J Oral Maxillofac Surg, 67,
2115-22.
35Appendix
HOLZLE, F., RISTOW, O., RAU, A., MUCKE, T., LOEFFELBEIN, D. J., MITCHELL,
D. A., STIMMER, H., WOLFF, K. D. & KESTING, M. R. 2011. Evaluation of
the vessels of the lower leg before microsurgical fibular transfer. Part II:
magnetic resonance angiography for standard preoperative assessment. Br J
Oral Maxillofac Surg, 49, 275-80.
JACKSON, R. S., PRICE, D. L., ARCE, K. & MOORE, E. J. 2016. Evaluation of
Clinical Outcomes of Osseointegrated Dental Implantation of Fibula Free
Flaps for Mandibular Reconstruction. JAMA Facial Plast Surg, 18, 201-6.
KANO, T., ORITANI, S., MICHIUE, T., ISHIKAWA, T., HISHMAT, A. M., SOGAWA,
N., INAMORI-KAWAMOTO, O. & MAEDA, H. 2015. Postmortem CT
morphometry with a proposal of novel parameters for sex discrimination of the
mandible using Japanese adult data. Leg Med (Tokyo), 17, 167-71.
KARANAS, Y. L., ANTONY, A., RUBIN, G. & CHANG, J. 2004. Preoperative CT
angiography for free fibula transfer. Microsurgery, 24, 125-7.
MATROS, E., SANTAMARIA, E. & CORDEIRO, P. G. 2013. Standardized templates
for shaping the fibula free flap in mandible reconstruction. J Reconstr
Microsurg, 29, 619-22.
METZLER, P., GEIGER, E. J., ALCON, A., MA, X. & STEINBACHER, D. M. 2014.
Three-dimensional virtual surgery accuracy for free fibula mandibular
reconstruction: planned versus actual results. J Oral Maxillofac Surg, 72,
2601-12.
MEYER, S., HIRSCH, J. M., LEIGGENER, C. S., ZEILHOFER, H. F. &
THIERINGER, F. M. 2020. A simple, effective, universal, and reusable
osteotomy tool for jaw reconstructions with microvascular fibula transplants. J
Plast Reconstr Aesthet Surg, 73, 98-102.
MILLER, R. J., EDWARDS, W. C., BOUDET, C. & COHEN, J. H. 2011. Maxillofacial
anatomy: the mandibular symphysis. J Oral Implantol, 37, 745-53.
36Appendix
MOMOH, A. O., YU, P., SKORACKI, R. J., LIU, S., FENG, L. & HANASONO, M. M.
2011. A prospective cohort study of fibula free flap donor-site morbidity in 157
consecutive patients. Plast Reconstr Surg, 128, 714-20.
MOTTINI, M., SEYED JAFARI, S. M., SHAFIGHI, M. & SCHALLER, B. 2016. New
approach for virtual surgical planning and mandibular reconstruction using a
fibula free flap. Oral Oncol, 59, e6-e9.
NOBIS, C. P. 2018. Evaluation of neck dissection management in head and neck
carcinomas. Dr. med. Dorctoral Thesis, Technische Universität München.
NOBIS, C. P., KESTING, M. R., WOLFF, K. D., FROHWITTER, G., RAU, A. &
WEITZ, J. 2020. Development of a template tool for facilitating fibula
osteotomy in reconstruction of mandibular defects by digital analysis of the
human mandible. Clin Oral Investig, 24, 3077-3083.
PARBO, N., MURRA, N. T., ANDERSEN, K., BUHL, J., KIIL, B. & NORHOLT, S. E.
2013. Outcome of partial mandibular reconstruction with fibula grafts and
implant-supported prostheses. Int J Oral Maxillofac Surg, 42, 1403-8.
PATEL, A., HARRISON, P., CHENG, A., BRAY, B. & BELL, R. B. 2019. Fibular
Reconstruction of the Maxilla and Mandible with Immediate Implant-Supported
Prosthetic Rehabilitation: Jaw in a Day. Oral Maxillofac Surg Clin North Am,
31, 369-386.
PIRGOUSIS, P., BROWN, D. & FERNANDES, R. 2013. Digital measurements of 120
mandibular angles to determine the ideal fibula wedge osteotomy to re-create
the mandibular angle for microvascular reconstruction. J Oral Maxillofac Surg,
71, 2169-75.
REN, W., GAO, L., LI, S., CHEN, C., LI, F., WANG, Q., ZHI, Y., SONG, J., DOU, Z.,
XUE, L. & ZHI, K. 2018. Virtual Planning and 3D printing modeling for
mandibular reconstruction with fibula free flap. Med Oral Patol Oral Cir Bucal,
23, e359-e366.
37Appendix
RITSCHL, L. M., MUCKE, T., FICHTER, A., GULL, F. D., SCHMID, C., DUC, J. M.
P., KESTING, M. R., WOLFF, K. D. & LOEFFELBEIN, D. J. 2017. Functional
Outcome of CAD/CAM-Assisted versus Conventional Microvascular, Fibular
Free Flap Reconstruction of the Mandible: A Retrospective Study of 30 Cases.
J Reconstr Microsurg, 33, 281-291.
ROMMEL, N., KESTING, M. R., ROHLEDER, N. H., BAUER, F. M. J., WOLFF, K. D.
& WEITZ, J. 2017. Mandible reconstruction with free fibula flaps: Outcome of a
cost-effective individual planning concept compared with virtual surgical
planning. J Craniomaxillofac Surg, 45, 1246-1250.
ROSER, S. M., RAMACHANDRA, S., BLAIR, H., GRIST, W., CARLSON, G. W.,
CHRISTENSEN, A. M., WEIMER, K. A. & STEED, M. B. 2010. The accuracy
of virtual surgical planning in free fibula mandibular reconstruction:
comparison of planned and final results. J Oral Maxillofac Surg, 68, 2824-32.
SHARMA, M., BALASUBRAMANIAN, D., THANKAPPAN, K., SAMPATHIRAO, C. L.,
MATHEW, J., CHAVRE, S. & IYER, S. 2013. Propeller flaps in the closure of
free fibula flap donor site skin defects. Ann Plast Surg, 71, 76-9.
SHINDO, M., FONG, B. P., FUNK, G. F. & KARNELL, L. H. 2000. The fibula
osteocutaneous flap in head and neck reconstruction: a critical evaluation of
donor site morbidity. Arch Otolaryngol Head Neck Surg, 126, 1467-72.
SHPITZER, T., NELIGAN, P., BOYD, B., GULLANE, P., GUR, E. & FREEMAN, J.
1997. Leg morbidity and function following fibular free flap harvest. Ann Plast
Surg, 38, 460-4.
STIRLING CRAIG, E., YUHASZ, M., SHAH, A., BLUMBERG, J., SALOMON, J.,
LOWLICHT, R., FUSI, S. & STEINBACHER, D. M. 2015. Simulated surgery
and cutting guides enhance spatial positioning in free fibular mandibular
reconstruction. Microsurgery, 35, 29-33.
STRACKEE, S. D., KROON, F. H., JASPERS, J. E. & BOS, K. E. 2001. Modeling a
fibula transplant in mandibular reconstructions: evaluation of the effects of a
38Appendix
minimal number of osteotomies on the contour of the jaw. Plast Reconstr
Surg, 108, 1915-21; discussion 1922-3.
STRACKEE, S. D., KROON, F. H., SPIERINGS, P. T. & JASPERS, J. E. 2004.
Development of a modeling and osteotomy jig system for reconstruction of the
mandible with a free vascularized fibula flap. Plast Reconstr Surg, 114, 1851-
8.
TARSITANO, A., CIOCCA, L., CIPRIANI, R., SCOTTI, R. & MARCHETTI, C. 2015.
Mandibular reconstruction using fibula free flap harvested using a customised
cutting guide: how we do it. Acta Otorhinolaryngol Ital, 35, 198-201.
URKEN, M. L., WEINBERG, H., VICKERY, C., BUCHBINDER, D., LAWSON, W. &
BILLER, H. F. 1991. Oromandibular reconstruction using microvascular
composite free flaps. Report of 71 cases and a new classification scheme for
bony, soft-tissue, and neurologic defects. Arch Otolaryngol Head Neck Surg,
117, 733-44.
WATANABE, H., MOHAMMAD ABDUL, M., KURABAYASHI, T. & AOKI, H. 2010.
Mandible size and morphology determined with CT on a premise of dental
implant operation. Surg Radiol Anat, 32, 343-9.
WEITZ, J., BAUER, F. J., HAPFELMEIER, A., ROHLEDER, N. H., WOLFF, K. D. &
KESTING, M. R. 2016. Accuracy of mandibular reconstruction by three-
dimensional guided vascularised fibular free flap after segmental
mandibulectomy. Br J Oral Maxillofac Surg, 54, 506-10.
WEITZ, J., KREUTZER, K., BAUER, F. J., WOLFF, K. D., NOBIS, C. P. & KESTING,
M. R. 2015. Sandwich flaps as a feasible solution for the management of huge
mandibular composite tissue defects. J Craniomaxillofac Surg, 43, 1769-75.
WEITZ, J., WOLFF, K. D., KESTING, M. R. & NOBIS, C. P. 2018. Development of a
novel resection and cutting guide for mandibular reconstruction using free
fibula flap. J Craniomaxillofac Surg, 46, 1975-1978.
39Appendix
WOLFF, K. D. & HÖLZLE, F. 2011. Raising of Microvascular Flaps: A Systematic
Approach, Berlin, Springer.
XU, L. Q., ZHANG, C. P., POH, E. H., YIN, X. L. & SHEN, S. K. 2012. A novel fibula
osteotomy guide for mandibular reconstruction. Plast Reconstr Surg, 129,
861e-3e.
ZIMMERMANN, C. E., BORNER, B. I., HASSE, A. & SIEG, P. 2001. Donor site
morbidity after microvascular fibula transfer. Clin Oral Investig, 5, 214-9.
ZWEIFEL, D. F., SIMON, C., HOARAU, R., PASCHE, P. & BROOME, M. 2015. Are
virtual planning and guided surgery for head and neck reconstruction
economically viable? J Oral Maxillofac Surg, 73, 170-5.
40Appendix
3. List of tables
Tabelle 1: Übersicht über die Vor- und Nachteile des mikrovaskulären Fibula-
Transplantates bei der Rekonstruktion von Unterkieferkontinuitätsdefekten .............. 11
4. List of figures
Abbildung 1: Präoperative Darstellung der Perforatoren mittels Doppler-Ultraschall 9
Abbildung 2: Die mikrochirurgische Anastomosierung eines Transplantates am
Operationsmikroskop ............................................................................................................. 9
Abbildung 3: Verschluss der Donorsite eines mikrovaskulären Fibula-Transplantates
mittels Vollhaut aus der Leiste und klinisches Bild zum Zeitpunkt der stationären
Entlassung nach ca. 2-3 Wochen ...................................................................................... 10
Abbildung 4: Intraoperatives Anwendungsbeispiel einer mittels VSP durch einen
kommerziellen Hersteller angefertigten Schablone zur Resektion und
entsprechenden Segmentosteotomie der Fibula............................................................. 12
Abbildung 5: Darstellung der Möglichkeiten von selbstangefertigten Cutting-Guides
als kosteneffiziente und unabhängige Alternative zu VSP............................................. 13
Abbildung 6: Fertige 3D-Modelle der Unterkiefer zur Vermessung [Abbildungen aus
der angefügten Publikation] ................................................................................................ 15
Abbildung 7: Digitale Vermessung der Unterkiefer-Modelle [Abbildungen aus der
angefügten Publikation] ....................................................................................................... 16
Abbildung 8: Das Fibula-Rekonstruktions-System mit jeweils einer Schablone zur
Resektion des Unterkiefers (oben) und einer Schablone zur Fibula-Rekonstruktion
(unten) [Abbildung aus der angefügten Publikation] ....................................................... 18
Abbildung 9: Anlage des Schablonen-Prototypen zur Unterkieferresektion (links)
und passgenaue Osteosynthese der osteotomierten Fibulasegmente mittels
gebogenem Fixierbügel (rechts) ........................................................................................ 18
Abbildung 10: Das Unterkieferresektat (links) und der mit Schablone hergestellte
kongruente Neo-Unterkiefer ............................................................................................... 19
Abbildung 11: Positionierung der Resektionsschablone am Unterkiefer und
Einstellung der Resektionswerte (links) sowie das entfernte Unterkieferresektat
(rechts) ................................................................................................................................... 20
Abbildung 12: Anlage der Fibula-Schablone und Einstellung der Resektionswerte
(links) sowie Durchführung der Segmentosteotomien unter Fixation durch den
geraden Bügel (rechts) ........................................................................................................ 20
Abbildung 13: Die drei Schablonensegmente in Fixation durch geraden Bügel (links)
und nach Austausch des Bügels in korrekter Positionierung zur Osteosynthese
(rechts) [Abbildung aus der angefügten Publikation] ...................................................... 21
Abbildung 14: Das fertige Fibula-Transplantat in kongruenter Passung zum
resezierten Unterkiefer mit bereits erfolgter Osteosynthese der einzelnen Segmente
................................................................................................................................................ 21
Abbildung 15: Direkt postoperatives Ergebnis nach Unterkieferrekonstruktion mittels
3-Segment-Fibula-Transplantat und Schablonensystem (oben); Kontrolle nach
Osteosynthesematerialentfernung bei vollständiger knöcherner Konsolidierung der
Segmente und Augmentation vor geplanter dentaler Implantation (unten) ................. 22
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