3D打印截骨切模輔助脛骨高位截骨術(shù)治療伴有骨關(guān)節(jié)炎的膝內(nèi)翻畸形

時劍輝 呂偉 王巖 張宇

膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻畸形是一種常見的下肢力線不良，使得內(nèi)側(cè)間室負荷過高，進一步引發(fā)關(guān)節(jié)軟骨磨損，產(chǎn)生骨關(guān)節(jié)炎[1]。脛骨高位截骨術(shù)可糾正下肢力線不良，減少內(nèi)側(cè)間室應(yīng)力，達到減輕癥狀，延緩骨關(guān)節(jié)炎進展的目的[2]。近年來3D打印截骨切模逐漸被應(yīng)用于骨科領(lǐng)域，可使截骨更為簡易、精確，提高截骨術(shù)的臨床效果。

我科于2014年1月—2016年12月，應(yīng)用3D打印截骨切模輔助進行脛骨高位截骨術(shù)治療伴內(nèi)側(cè)間室骨關(guān)節(jié)炎膝內(nèi)翻畸形患者27例。現(xiàn)報告如下。

1 資料和方法

1.1 患者選擇標(biāo)準

納入標(biāo)準：（1）年齡≤60歲；（2）膝內(nèi)翻角度10°～25°；（3）膝關(guān)節(jié)屈伸活動范圍＞90°；（4）主要臨床表現(xiàn)為膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)疼痛，經(jīng)保守治療無效。

排除標(biāo)準：（1）屈曲畸形＞5°；（2）嚴重髕股關(guān)節(jié)炎；（3）表現(xiàn)為外側(cè)間室骨關(guān)節(jié)炎癥狀；（4）膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)關(guān)節(jié)間隙寬度小于正常寬度的1/3。

1.2 臨床資料

伴有內(nèi)側(cè)間室骨關(guān)節(jié)炎的膝內(nèi)翻畸形患者27例27膝，其中男10例10膝，女17例17膝，年齡28～52歲，平均年齡（37.6±6.3）歲。本組患者術(shù)前拍攝負重位雙膝正側(cè)位片及雙下肢全長位片，測量股脛角為155°～169°，平均（162.3±3.8）°。術(shù)前Ahlb?ck分級內(nèi)側(cè)間室關(guān)節(jié)炎分級均為Ⅰ級。術(shù)前HSS評分平均（78.4±3.8）分。

1.3 截骨模塊制備

術(shù)前患者常規(guī)行髖、膝、踝CT，將患者數(shù)據(jù)以Dicom格式導(dǎo)入Mimics 18.0軟件，于計算機上重建下肢三維模型。

1.3.1 確定脛骨外側(cè)閉合楔形截骨角度 在計算機上的下肢三維模型上做股骨頭至膝關(guān)節(jié)中心點的連線，再做膝關(guān)節(jié)中心點到踝關(guān)節(jié)中心點的連線，兩條連線在冠狀面上投影的夾角即為截骨的角度。

1.3.2 設(shè)計截骨平面的位置 截骨平面均與冠狀面垂直，遠端平面經(jīng)過脛骨結(jié)節(jié)中遠1/3交界以及脛骨平臺內(nèi)緣下方2 cm處。近端平面依據(jù)確定的截骨角度以內(nèi)側(cè)為合頁進行設(shè)計，注意內(nèi)側(cè)保留2 mm骨質(zhì)。

1.3.3 設(shè)計打印截骨模塊 截骨切模位脛骨結(jié)節(jié)外下方。模塊固定針平行設(shè)計，垂直于冠狀面使得截骨切模可于截骨后取出并安置鎖定模塊，該模塊可于閉合截骨缺口后鎖定。將設(shè)計好的截骨切模和鎖定模塊以STL格式輸入打印機（EOS德國），打印出可高溫高壓的聚乳酸材質(zhì)截骨切模和鎖定模塊。

1.4 手術(shù)方法

于小腿外側(cè)腓骨頭以遠15 cm的位置取3～4 cm縱切口，行腓骨截骨。脛骨近端前外側(cè)弧形切口，骨膜下剝離脛骨近端，截骨切模緊密貼附于脛骨表面，完成截骨后取下截骨切模和楔形骨塊。合頁處以克氏針鉆孔，完全閉合截骨槽后，安置鎖定模塊。放置脛骨近端外側(cè)解剖鎖定鈦板，閉合切口。

1.5 術(shù)后處理

術(shù)后復(fù)查膝關(guān)節(jié)正側(cè)位片確定矯正效果，術(shù)后8周復(fù)查膝關(guān)節(jié)正側(cè)位片，如截骨處有骨痂生成，可以扶拐部分負重行走，待X線片復(fù)查示截骨處骨性愈合后可完全負重。術(shù)后1～2年取出內(nèi)固定物，所有患者于術(shù)后1年隨訪時進行HSS評分。所有患者隨訪1.0～1.7年，平均（1.4±0.1）年。

1.6 統(tǒng)計學(xué)分析

使用SPSS 16.0軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析。使用配對t檢驗對術(shù)前和術(shù)后股脛角進行比較，以及術(shù)前和術(shù)后1年HSS評分。

2 結(jié)果

本組27例患者均于術(shù)后1年隨訪，術(shù)后股脛角為172°～176°平均（174.3±1.1）°（P＜0.05）。術(shù)前HSS評分平均（92.4±1.8）分（P＜0.05）。

無患者發(fā)生切口感染。2例患者在術(shù)后3個月時出現(xiàn)延遲愈合，未予治療，術(shù)后6個月時獲得骨性愈合。

3 討論

在內(nèi)翻膝骨關(guān)節(jié)炎早期行截骨術(shù)可以糾正下肢力線，使得內(nèi)側(cè)間室過度承擔(dān)的應(yīng)力分擔(dān)于相對正常的外側(cè)間室，繼而緩解關(guān)節(jié)炎的癥狀，并且避免或延緩關(guān)節(jié)炎的進展，減少了行全膝關(guān)節(jié)表面置換術(shù)的風(fēng)險。閉合楔形脛骨高位截骨術(shù)可以滿足上述要求，另外閉合楔形截骨術(shù)相對開放截骨術(shù)有更高的骨愈合率[3]，但是該術(shù)式要求術(shù)前準確計算截骨角度，術(shù)中精確截骨[4]，另外，術(shù)者術(shù)中需要反復(fù)的C臂透視，多次進行截骨的修正，存在輻射傷害較大，手術(shù)時間長等問題。

3D打印技術(shù)已逐漸應(yīng)用于骨科各領(lǐng)域[5-8]，術(shù)前通過Mimics重建下肢的三維模型，可以在計算機上精確的測量出膝關(guān)節(jié)的內(nèi)翻角度，進行模擬截骨，觀察截骨效果。根據(jù)截骨角度進一步明確截骨平面，設(shè)計出截骨切模。固定截骨切模的4枚3.0克氏針，應(yīng)該平行設(shè)計，可于截骨后取下截骨切模，安置鎖定模塊，截骨后，下肢矯正至預(yù)期角度時，才能予以鎖定，確保矯形的精確度。鎖定模塊盡可能設(shè)計于脛骨前側(cè)，避免干擾鈦板的安置。本組患者術(shù)中未使用C臂透視，均未進行截骨修正。

綜上所述，3D打印技術(shù)制備的截骨切模和鎖定模塊輔助的閉合楔形脛骨高位截骨術(shù)，具有操作簡單、避免多次截骨修正，縮短手術(shù)時間的優(yōu)點，應(yīng)用其治療伴有膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)間室骨關(guān)節(jié)炎的膝內(nèi)翻畸形具有良好臨床效果。

[1] 何俊君，吳子健，洪振強. 骨性關(guān)節(jié)炎致病因素的研究進展[J].中國中醫(yī)藥現(xiàn)代遠程教育，2017，15（10）：149-152，封3-封4.

[2] 于沂陽，常恒瑞，張英澤. 保膝治療的研究進展［J］. 中華關(guān)節(jié)外科雜志（電子版），2017，11（1）：73-77．

[3] 張紀，杜輝，黃野，等. 脛骨高位截骨術(shù):閉合與開放楔形截骨對比[J]. 臨床軍醫(yī)雜志，2016，43（2）：128-132.

[4] 黃野． 脛骨高位截骨術(shù)治療膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的現(xiàn)狀［J］．中華關(guān)節(jié)外科雜志（電子版），2016，10（5）：470-473．

[5] 蔡宏，劉忠軍． 3D打印在中國骨科應(yīng)用的現(xiàn)狀與未來［J］．中華損傷與修復(fù)雜志（電子版），2016，11（4）：241-243．

[6] 楊勇，趙良虎，黃金，等. 膝關(guān)節(jié)置換術(shù)結(jié)合中藥療法對膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的臨床療效研究[J]. 中國骨質(zhì)疏松雜志，2016，22（7）：837-841.

[7] 鮑立杰，張志平，吳培斌. 3D打印技術(shù)在骨科的研究及應(yīng)用進展[J]. 中國矯形外科雜志，1015，23（4）：325-327.

[8] 韓國嵩，馬廣文，黃斐，等. 3D打印技術(shù)在骨科中的研究進展[J].安徽醫(yī)藥，2015，19（12）：2259-2262.