個體化3D打印眼眶模型輔助AO三維預成型鈦網用于眼眶骨折手術臨床觀察

李春威，陳珺

(沈陽醫學院附屬中心醫院，沈陽110024)

個體化3D打印眼眶模型輔助AO三維預成型鈦網用于眼眶骨折手術臨床觀察

李春威，陳珺

(沈陽醫學院附屬中心醫院，沈陽110024)

目的 探討個體化3D打印眼眶模型輔助AO三維預成型鈦網治療眼眶骨折的臨床效果及安全性。方法選擇單側眼眶骨折患者25例，均存在眼球內陷及復視。將患者隨機分為觀察組13例和對照組12例，觀察組采用個體化3D打印眼眶模型輔助AO三維預成型鈦網行手術治療，對照組采用傳統AO三維預成型鈦網行手術治療。兩組術后第2天進行三維CT檢查，觀察鈦網在眼眶骨折缺損位置的貼附情況；比較兩組術后2周、3個月、6個月復視治愈率、眼球內陷矯正率，隨訪記錄并發癥發生情況。結果觀察組CT矢狀位上修復眶底的鈦網呈“S”形，對照組CT矢狀位上修復眶底的鈦網呈彎向眶內的弧形。觀察組術后2周、3個月、6個月復視治愈分別為6例(46.15%)、8例(61.54%)、9例(69.23%)，對照組分別為4例(33.33%)、5例(41.67%)、7例(58.33%)；觀察組術后2周、3個月、6個月復視治愈率均高于對照組(P均<0.05)。術后2周，觀察組眼球內陷矯正10例(76.92%)，對照組為8例(66.67%)，兩組眼球內陷矯正率比較P<0.05。術后3、6個月，觀察組眼球內陷矯正均為8例(61.54%)，對照組均為5例(41.67%)，兩組眼球內陷矯正率比較P均<0.05。兩組隨訪中均未發生鈦網松動、排斥反應、感染等并發癥。結論個體化3D打印眼眶模型輔助AO三維預成型鈦網修復眼眶骨折效果確切且較為安全。

單純性眼眶骨折；3D打印；三維預成型鈦網

眼外傷眶壁骨折常導致患者眼球內陷、復視或眼球運動障礙，為了改善其外觀和功能，必須及時行手術修復眶壁，以達到及時恢復正常解剖結構及消除復視的目的。盡管術中修復材料的選擇仍存在爭論，但是目前鈦網憑借其易塑型、生物相容性優異、無磁性、CT顯影清晰、彈性模量接近于自然骨等優點[1]，被大量應用于臨床。隨著計算機技術及3D打印技術的發展與聯合，醫用快速成型機(或稱立體光固化機)的商業化普及[2,3]，實體眼眶模型應用于臨床，為植入物的預制成型提供模板，極大地方便了手術方案設計[4]。傳統采用三維鈦網進行的手術，術中需要根據眶骨壁缺損大小進行反復剪裁塑型及對位固定，既耗時又難以符合原眶壁真實的三維形態。本研究觀察了以個體化3D打印實體模型為模板輔助AO三維預成型鈦網修復眼眶骨折的臨床效果。現將結果報告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2013年3月～2015年4月我院眼科收治的單側眼眶骨折患者25例，男20例、女5例，年齡17～53歲、平均37歲，受傷距手術時間2周～1個月、平均3周；患者均存在眼球內陷(與對側眼相比內陷-3～-5 mm)及復視。術前均行計算機斷層成像(CT)水平位+冠狀位掃描和三維成像，以醫學數字圖像和通訊(DICOM)格式保存，確診為單純性眼眶骨折，其中眶下壁聯合內壁骨折10例、眶下壁骨折10例、眶內壁骨折5例。將患者隨機分為觀察組13例和對照組12例，兩組一般資料具有可比性。本研究獲得醫院倫理委員會審核，患者均知情同意。

1.2 手術方法 兩組均由同一術者在全麻下完成手術。對照組采用傳統AO三維預成型鈦網修復眶壁骨折，眶下壁骨折修復采用標準經下瞼結膜入路[6]，眶內壁骨折和眶下壁聯合內壁骨折修復則合并經淚阜入路。手術開始前行眼肌牽拉試驗以評估眶內容的嵌頓狀況，行外眥切開術和外眥松解術以充分暴露眶壁骨折區，顯露出骨折的四個邊。將所有嵌頓在上頜竇和篩竇內的眶內軟組織行充分松解并還納回眶內，取出眶內碎骨片。根據骨折區形態、術中測量眶深及術前CT掃描中所測量的缺損尺寸，選擇AO Matrix ORBITAL系列三維預成型鈦網的型號(瑞士Synthes公司)，該鈦網分為大小兩種型號，厚度為0.4 mm，修剪鈦網尺寸和輪廓以精確匹配患者的骨折缺損形態。對于眶下壁骨折患者，根據眶壁缺損大小對AO鈦網進行反復剪裁塑型及對位固定，使用2顆5 mm鈦釘將其固定于眶下緣。對于眶下壁聯合內壁骨折、眶內壁骨折患者，暫時在下斜肌近止點處縫合留置6-0可吸收縫線，切斷下斜肌，在骨膜下溝通眼眶內壁和下壁，植入AO預成型鈦網，使用2顆鈦釘將其固定于眶下緣，將下斜肌縫回止點處。

觀察組采用個體化3D打印眼眶實體模型輔助AO三維預成型鈦網修復眶壁骨折。根據術前CT檢查結果，將CT原始掃描數據刻錄成醫學數字成像和DICOM格式保存于光盤中，利用計算機輔助設計和輔助制造(CAD/CAM)技術[5]，創建虛擬眼眶損傷模型。在假設雙側眼眶形態對稱的前提下，將健側眼眶鏡像翻轉至患側，創建虛擬修復模型。將兩個虛擬模型數據轉化為立體光固化成型(STL)文件格式存儲，輸入3D打印快速成型機。利用選區激光燒結原理，通過激光掃描選擇性聚合高分子聚苯乙烯環氧樹脂粉末，燒結制備損傷實體眼眶模型及修復眼眶模型。術前根據實體眼眶損傷模型展示的骨折情況，對鈦網進行手工初步剪裁，鈦網尺寸以兩側、后端充分覆蓋骨折缺損或塌陷區邊界，前端適當留出眶緣固定位置為宜。將剪裁后的鈦網貼附于經鏡像修復的實體眼眶模型，對多余邊角進行精細剪裁，隨后安置于實體眼眶損傷模型進行比對，然后在模型上彎制和修剪鈦網，制作出個體化三維預成型鈦網。采用與對照組相同的入路方式，將個體化三維預成型鈦網一次性植入眶內預定位置，各邊緣均置于穩定骨壁上，修復眶壁骨折。

兩組術中均觀察瞳孔變化，防止視神經損傷，手術結束前均進行被動牽拉試驗，排除潛在的嵌頓因素，確保眼球各方向牽拉轉動不受限。用鑷子對合眶緣處切開的骨膜，不縫合骨膜。使用6-0可吸收縫線縫合結膜切口。用鑷子對合淚阜切口，不縫合。應用6-0可吸收縫線縫合外眥角，術眼涂抗生素眼膏。

1.3 相關指標觀察 ①鈦網貼附情況：兩組術后第2天進行三維CT檢查，觀察鈦網形狀以評價其在眼眶骨折缺損位置的貼附情況。②復視改善情況：兩組分別于術后2周、3個月、6個月進行紅綠玻璃片檢查，評價復視改善情況[7]：0級為無復視；Ⅰ級為周邊視野復視(>15°)；Ⅱ級為正前方及閱讀位(向下<15°)無復視，其余方向復視；Ⅲ級為正前方及閱讀位復視。以0級定義為治愈，計算復視治愈率。③眼球內陷改善情況：兩組分別于術后2周、3個月、6個月采用Hertel眼球突出度計(蘇州六六視覺科技股份有限公司)測量患側眼與健側眼的眼球突出度，并計算差值。以差值<2 mm定義為眼球內陷矯正，計算兩組術后各時間點眼球內陷矯正率。④并發癥發生情況：術后隨訪6個月，記錄兩組鈦網松動、排斥反應、感染等并發癥發生情況。

1.4 統計學方法 采用SPSS17.0統計軟件。計數資料以率表示，組間比較采用χ2檢驗。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 鈦網貼附情況 術后第2天三維CT檢查結果顯示，觀察組CT矢狀位上修復眶底的鈦網呈“S”形，對照組CT矢狀位上修復眶底的鈦網呈彎向眶內的弧形。

2.2 術后復視改善情況 觀察組術后2周、3個月、6個月復視治愈分別為6例(46.15%)、8例(61.54%)、9例(69.23%)，對照組分別為4例(33.33%)、5例(41.67%)、7例(58.33%)；觀察組術后2周、3個月、6個月復視治愈率均高于對照組(P均<0.05)。

2.3 眼球內陷改善情況 術后2周，觀察組眼球內陷矯正10例(76.92%)，對照組為8例(66.67%)，兩組眼球內陷矯正率比較P<0.05。術后3、6個月，觀察組眼球內陷矯正均為8例(61.54%)，對照組均為5例(41.67%)，兩組眼球內陷矯正率比較P均<0.05。

2.4 并發癥發生情況 兩組隨訪中均未發生鈦網松動、排斥反應、感染等并發癥。

3 討論

眼眶骨折手術時重建眼眶是臨床治療的難點，傳統手術是術中根據缺損的大小和范圍將板狀的羥基磷灰石復合材料或Medpor修剪塑形，以修復眶壁缺損，但塑形并不十分精確且固定困難、易移位、手術難度大。金屬材料鈦網具有多孔結構，有利于肉芽組織貫穿，具有較強的抗感染能力[8]。從形態設計角度講，正常眶下壁從球后向上呈30°隆起，下壁由外向內呈45°傾斜過度為內壁，解剖學研究認為，該結構特征對于維持眼球突出度十分重要[9,10]。AO預成型鈦網按照眶內、下壁的生理形態，能夠精確恢復眶壁的解剖形態，同時避開下斜肌起點和淚囊等結構，植入后可有效覆蓋內、下壁骨折區，并可用鈦釘固定于眶下緣中部，實現穩定的解剖復位，尤其適合廣泛內、下壁骨折，是眼眶骨折的理想修復材料。與顱面外科常用的三維鈦網比較，專為眼眶設計的預成形鈦網優勢明顯，厚度僅有0.4 mm，術中不需行復雜的塑形和修剪工作，可節省手術時間，且修復更加精確[11,12]。但由于術中無法觀察到骨折區域的立體形態，所以術者腦海中無法形成一個精確的骨折形狀以便修剪和彎制鈦網；狹小的手術空間使得在眶內嘗試放入和對齊植入物的過程相當費時費力；由于術前對骨折形態無法精確把握，也導致該過程經常重復，對植入物需反復修剪，會增加手術風險并加重術后水腫，術者經驗對療效影響較大；同時眶壁復雜的解剖結構和形態也使得術中精確塑型和修剪鈦網的過程非常困難，在無任何輔助工具的前提下達到真實還原眶壁的3D形態幾乎是不可能的[13,14]。Metzger等[15]對12例患者采用計算機輔助制作個性化鈦網進行眶壁重建，并在導航系統的幫助下完成鈦網植入手術，眶壁重建的精確度可達到1 mm。本研究在傳統手術方法基礎上，利用3D打印技術制作個體化實體眼眶損傷模型，術前在模型上對鈦網進行精確修剪，以提高預植入鈦網與骨折缺損部位的契合度。本研究結果顯示，觀察組CT矢狀位上修復眶底的鈦網呈“S”形，與眶底正常解剖形態完全契合；對照組CT矢狀位上修復眶底的鈦網呈彎向眶內的弧形，沒有達到恢復骨性眶腔結構的目的；說明個體化實體眼眶損傷模型能夠更加精確地修復眼眶骨折。本研究觀察組術后2周、3個月、6個月復視治愈率和眼球內陷矯正率均明顯高于對照組，且兩組均未發生鈦網松動、排斥反應、感染等并發癥；說明個體化3D打印眼眶模型輔助AO三維預成型鈦網修復眼眶骨折效果較好，安全性較高。

綜上所述，個體化3D打印眼眶模型輔助AO三維預成型鈦網修復眼眶骨折的臨床效果優于AO三維預成型鈦網，且安全性較高。但3D打印費用較高，是阻礙其推廣應用的主要原因。

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陳珺(E-mail： chenjuneye@163.com)

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2016-06-06)