3D打印在踝關節粉碎性骨折手術中的應用

李任增　左偉

(安陽市第三人民醫院 骨科　河南 安陽　455000)

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3D打印在踝關節粉碎性骨折手術中的應用

李任增左偉

(安陽市第三人民醫院 骨科河南 安陽455000)

目的探討3D打印技術在踝關節粉碎性骨折手術中的應用效果。方法選取安陽市第三人民醫院骨外科2012年1月至2013年8月收治的32例踝關節粉碎性骨折患者，隨機分為常規組和3D組，各16例。常規組采用常規手術切開復位異形鋼板內固定治療，3D組術前采用雙源CT掃描立體成像技術，用3D打印技術打成骨折模型，在骨折模型上進行模擬手術復位內固定，完成術前調試后再進行手術切開復位異形鋼板內固定治療。觀察兩組手術基本指標(手術耗時、術中出血量、手術疼痛視覺模擬VAS評分)、骨折愈合效果。結果3D組手術耗時和骨折愈合時間較常規組短，術中出血量較常規組少，術后VAS評分較常規組低，差異有統計學意義(P<0.05)。3D組優良率較常規組高(P<0.05)。結論3D打印技術作為一種較先進的輔助技術，對改善踝關節粉碎性骨折手術效果具有重要的指導價值。

踝關節粉碎性骨折；3D打印技術；內固定術

踝關節粉碎性骨折在臨床上十分常見，為關節內骨折，要求解剖對位，一直無理想治療方法。該類患者多傷后腫脹嚴重，處理不當將出現嚴重并發癥，如創傷性關節炎[1]。3D技術被認為與其他數字化生產模式將一起推動實現第三次工業革命，近年來逐步應用于骨科臨床治療中。本文選取32例踝關節粉碎性骨折患者，分組手術治療，對比分析3D打印技術的應用效果，具體報告如下。

1　資料和方法

1.1一般資料選取安陽市第三人民醫院骨外科2012年1月至2013年8月收治的32例踝關節粉碎性骨折患者，均經X線和CT檢查確診，致傷原因主要為車禍和高處墜落所致，隨機分為常規組和3D組，各16例。常規組中男13例，女3例；年齡25～71歲，平均(43.5±7.5)歲；骨折AO分型：C1型6例，C2型7例，C3型3例。3D組中男14例，女2例；年齡23～68歲，平均(42.9±8.1)歲；骨折AO分型：C1型7例，C2型5例，C3型4例。兩組患者性別、年齡及骨折AO分型等比較，差異無統計學意義(P>0.05)，具有可比性。

1.2手術方法

1.2.1常規組患者入院后均接受清創、止血等常規處理，連續硬膜外麻醉后行切開復位異形鋼板內固定術，內踝關節骨折行關節內側或外側切口，后踝骨折則行踝關節后側、腓骨下端外側入路，逐層切開肌腱、骨膜并顯露踝關節骨折部位，在C型臂X線機透視下根據骨折部位置入合適大小的鋼板，并用螺絲釘、克氏針固定，頂帽埋入軟骨面下，鋼板邊緣處用克氏針從骨塊邊緣穿入固定。如外踝有鋼板固定，則可用骨栓代替拉力螺釘，從鋼板孔中穿入固定，術后封閉并抬高患肢，患者可在術后3 d左右進行輕度的踝關節活動，傷口恢復后拆線并用石膏外固定。

1.2.23D組①配套器械：德國西門子雙源CT，ATSmake 3D打印機(深圳產)及配套手術器械，根據患者骨折情況先做雙源CT成像，制成3D平面照片，將數據輸入ATSmake 3D打印機打出3D 1∶1塑料模型。術前在3D 1∶1塑料模型上選好內固定材料，預彎塑性，并將3D 1∶1塑料模型用環氧乙烷消毒備用。②手術操作：16例患者均接受連續硬外麻醉，仰臥位患肢墊高體位，按3D 1∶1塑料模型選擇切口，術中將3D 1∶1塑料模型與踝關節骨折對照完成手術。③術后處理：術后第2天即可床上坐起，1周內X線攝片了解術后情況，復位良好、內固定物位置良好及牢固可靠者1周后不負重床上功能鍛煉，平均2周扶杖不負重下地活動，骨性愈合則可完全負重。

1.3觀察指標①比較兩組手術耗時、術中出血量和術后24 h患者VAS評分，VAS評分為10分制，用0～10數值表示疼痛程度，評分高低和疼痛程度呈正相關。②比較兩組骨折愈合時間及手術固定復位效果。院后隨訪記錄骨折愈合時間，參考踝關節Kofoed評分標準[2]進行手術固定復位效果評價，Kofoed評分從疼痛、功能、活動度3個方面進行手術效果評價，總分100分，≥85分為優；≥75分且<85分為良；≥70分且≤74分為及格；<70分為差。手術固定復位有效率=(優+良)/總數×100%。

2　結果

2.1手術基本指標兩組均成功完成手術，但3D組手術耗時較常規組短，術中出血量較常規組少，術后VAS評分較常規組低，差異有統計學意義(P<0.05)。見表1。

表1　兩組手術基本情況比較±s)

2.2手術效果出院后有效隨訪16個月，常規組骨折愈合時間為(98.4±15.8)d，3D組愈合時間為(86.2±14.3)d。兩組出院后均未出現鋼板松動、感染腫脹等并發癥。3D組骨折愈合時間較常規組短，差異有統計學意義(t=2.290，P=0.029<0.05)。3D組術后骨折固定復位效果優11例，良4例，及格1例，優良率為93.75%；常規組優6例，良4例，及格5例，差1例，優良率為62.50%。3D組優良率較常規組高，差異有統計學意義(χ2=4.571，P=0.033<0.05)。

3　討論

手術是目前臨床治療踝關節骨折的主要方法，傳統切開內固定術大多根據X線和二維CT圖像制定手術方案，但踝關節粉碎性骨折解剖結構復雜，手術要求較高，常規顯像難以對復雜類型骨折做出精準的診斷[3-4]。有研究認為通過對二維CT圖像三維重建可觀察骨折處立體結構的情況[5]，但CT三維重建無法從多角度、多方向進行動態觀察，若干截面的三維圖像難以有效滿足不同患者、不同術式的手術要求。近年來隨著3D打印技術的進步和完善，通過3D打印技術精確模擬骨折部位于術前演練，在踝關節粉碎性骨折臨床應用中取得了較好的效果[6]。

3D打印技術主要具有以下優點：①精確觀察骨折情況，縮短了手術時間，減少了副損傷。由于骨折在松質骨中，可造成骨折處壓縮，復位后發展為骨缺損，在沒有3D 1∶1塑料模型前處理較為困難，有了3D 1∶1塑料模型可以提前了解到骨折缺損的程度，使用人工骨、異體骨、自體骨提前準備，術前仿真演練對免去傳統治療手段中諸多繁瑣程序、提高精確度和保護斷端血運具有重要意義[7]。②對骨折部位的內置物術前可以體外預彎，術中只需開很小的口就能精準插入克氏針進行撬撥復位，潛行插入鋼板置釘進行隔皮切口固定螺釘，有利于縮短手術時間和骨折愈合時間，減少出血量，提高了骨折愈合率。本研究運用3D打印技術輔助治療取得較好效果，3D組手術時間、出血量、VAS評分及愈合時間均優于常規組，術后骨折固定復位效果有效率也高于常規組(P<0.05)。這和趙為公等[8]的研究結果基本相吻合，但該研究還認為3D 1∶1塑料模型與骨折部位存在一定差別，主要集中在軟組織上，因為術中不可能將軟組織剝光再行手術，這對手術操作存在一定影響，此外骨折塊中細小骨折碎片(長度<1.0 mm)也易出現打印誤差。

綜上，3D打印技術作為一種較先進的輔助技術，對改善踝關節粉碎性骨折手術效果具有重要的指導價值，隨著3D技術的不斷完善，在臨床治療中還有巨大的發展和應用空間。

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R 683.42

10.3969/j.issn.1004-437X.2016.08.047

2016-01-08)