3D打印技術(shù)應(yīng)用于高能量Pilon骨折患者中的

臨床價值

[摘要] 目的 探析在高能量Pilon骨折患者中3D打印技術(shù)的應(yīng)用效果。方法 方便選取2016年3月—2018年2月該院接收的高能量Pilon骨折者74例為研究對象，根據(jù)數(shù)字隨機(jī)法分設(shè)組別。給予對比組選擇采取常規(guī)切開復(fù)位內(nèi)固定療法治療，試驗組則是先用3D打印技術(shù)打印實體骨折模型后再給予制定針對性手術(shù)治療方案。觀察分析二者組間的踝關(guān)節(jié)功能活動度評分、手術(shù)情況和骨折復(fù)位程度。結(jié)果 治療后，對比組踝關(guān)節(jié)功能活動評分為（80.1±8.3）分明顯低于試驗組（89.2±6.8）分（t=5.159）;對比組的術(shù)中出血量多于試驗組，而手術(shù)時間、骨折愈合時間均明顯長于試驗組（t=18.919、17.138、8.323）;對比組解剖復(fù)位率為54.05%，明顯低于試驗組的91.89%，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=13.430，P<0.05）。結(jié)論 對高能量Pilon骨折患者行3D打印技術(shù)輔助治療，能取得較好的治療效果，加快患者骨折愈合，踝關(guān)節(jié)功能改善，降低手術(shù)不適感，骨折解剖復(fù)位率提升。

[關(guān)鍵詞] 高能量Pilon骨折;3D打印技術(shù);踝關(guān)節(jié)功能活動度

[中圖分類號] R687.3;TP391.7? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A? ? ? ? ? [文章編號] 1674-0742（2019）11（b）-0044-03

[Abstract] Objective To investigate the application effect of 3D printing technology in patients with high energy Pilon fracture. Methods convenient select a total of 74 patients with high-energy Pilon fractures received from the hospital from March 2016 to February 2018 were enrolled in the study. The control group was treated with conventional open reduction and internal fixation therapy， and the experimental group was firstly printed with a solid fracture model using 3D printing technology. The ankle joint functional activity score， the operation status and the degree of fracture reduction were observed and analyzed between the two groups. Results After treatment， the functional activity score of the ankle joint in the control group was （80.1±8.3）points， which was significantly lower than that in the experimental group （89.2±6.8）points （t=5.159）. The intraoperative blood loss in the comparison group was higher than that in the experimental group， and the operation time， fracture healing time was significantly longer than that of the experimental group （t=18.919， 17.138， 8.323）. The anatomical reduction rate of the control group was 54.05%， which was significantly lower than that of the test group （91.89%）. The difference was statistically significant （χ2=13.430， P<0.05）. Conclusion 3D printing technique is helpful for patients with high-energy Pilon fractures， which can achieve better therapeutic effect， accelerate fracture healing， improve ankle function， reduce surgical discomfort， and improve the rate of fracture anatomy.

[Key words] High energy Pilon fracture; 3D printing technology; Ankle joint function

高能量Pilon骨折屬于一種嚴(yán)重型創(chuàng)傷的骨折疾病，其發(fā)生誘因多以外傷、車禍和高空墜落等因素為主，特征表現(xiàn)主要包括負(fù)重軸線被損壞、脛距關(guān)節(jié)面的高度缺乏穩(wěn)定性、干骺端發(fā)生粉碎性和壓縮性骨折[1]。手術(shù)療法是目前臨床治療此疾病的常用手段，目的在于使關(guān)節(jié)面平整性得以恢復(fù)，骨折端有效復(fù)位。以往臨床多主張應(yīng)用傳統(tǒng)手術(shù)療法治療，但整體療效不理想，易導(dǎo)致多種并發(fā)癥發(fā)生，如關(guān)節(jié)功能障礙、長期疼痛等，能嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量和遠(yuǎn)期預(yù)后。故該文以2016年3月—2018年2月接收的高能量Pilon骨折者74例為對象，經(jīng)開展3D打印技術(shù)輔助治療，報道如下。

1? 資料與方法

1.1? 一般資料

方便選取該院接收的高能量Pilon骨折者74例為研究對象，根據(jù)數(shù)字隨機(jī)法分設(shè)組別。在對比組37例中，男21例，女16例;年齡24～66歲，均齡（43.5±2.4）歲;骨折類型：24例III型，13例II型。在試驗組37例中，男22例，女15例;年齡25～67歲，均齡（44.3±2.6）歲;骨折類型：25例III型，12例II型。經(jīng)比較所有患者的基線資料差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），可對比組間數(shù)據(jù)。

1.2? 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

1.2.1? 納入標(biāo)準(zhǔn)? 此次研究所有對象經(jīng)CT、MRI影像學(xué)檢查均確診是Pilon骨折者;無伴糖尿病和其他內(nèi)科病癥者;對于該次研究所選患者均同意知曉并已簽字。

1.2.2? 排除標(biāo)準(zhǔn)? 伴手術(shù)禁忌證者;伴開放性骨折、病理性骨折者;伴嚴(yán)重精神功能異常者。

1.3? 方法

①三維模型構(gòu)建和打印：向Mimics10.01軟件內(nèi)輸入試驗組對象的踝關(guān)節(jié)CT數(shù)據(jù)，對骨折三維模型進(jìn)行構(gòu)建，然后用不同顏色對不同骨折塊進(jìn)行標(biāo)識，結(jié)合骨折塊形態(tài)與異位情況進(jìn)行模擬復(fù)位，然后向3D打印機(jī)內(nèi)輸入復(fù)位后三維模型并打印實物模型。內(nèi)固定物的選擇需與模型相結(jié)合后將適當(dāng)?shù)拈L度、形態(tài)及種類進(jìn)行選取，明確好放置的具體方向與位置，對具體植骨量、是否開展植骨等情況進(jìn)行評估。

②手術(shù)療法：結(jié)合術(shù)前設(shè)計內(nèi)固定物放置位置，以及骨折形態(tài)，對脛骨遠(yuǎn)端前內(nèi)側(cè)切口、前外側(cè)切口等入路方式合理選擇。試驗組行手術(shù)治療時，待完全顯露骨折端后，將植骨和骨折塊依照術(shù)前軟件中所設(shè)計的復(fù)位順序進(jìn)行依次復(fù)位，開展置入手術(shù)前，于3D打印復(fù)位后骨折實物模型上塑形解剖鋼板，然后置入其他相關(guān)內(nèi)固定物，旨在能保證完全固定。給予對比組患者采取手術(shù)治療時，先完全顯露出骨折端，而后常規(guī)術(shù)式復(fù)位骨折塊的開展應(yīng)根據(jù)骨折塊移位情況合理進(jìn)行，同時通過與顧偉后骨折端具體情況相結(jié)合，選擇最佳螺釘，并對脛骨遠(yuǎn)端解剖鋼板加以固定。對伴中段骨折或腓骨下端骨折者，行縱向切口于腓骨外側(cè)，將腓骨復(fù)位后，經(jīng)腓骨遠(yuǎn)端固定1/3管型鋼材或?qū)馄输摪暹M(jìn)行重建，若需通過固定脛骨和腓骨骨折，則腓骨外側(cè)切口和脛骨前側(cè)切口間距離不低于7 cm，防止軟組織血運狀態(tài)受破壞。根據(jù)AO原則對手術(shù)療法進(jìn)行開展：①脛骨關(guān)節(jié)面重建：在行手術(shù)治療前，結(jié)合等大模型對接骨板的外形和和長度合理選擇，同時，根據(jù)骨折塊的移位狀況選擇合理的安置位置，并給及初步預(yù)彎，預(yù)訂拉力螺釘?shù)男吞柤伴L度，并將固定單固骨折塊的拉力螺釘避讓而開，盡量將切口長度減少，降低創(chuàng)傷;②腓骨重建：結(jié)合等大模型對螺釘和腓骨重建板長度合理選擇，重建下肢長度。術(shù)后對所有被選對象進(jìn)行為期12個月隨訪觀察。見圖1。

1.4? 評價標(biāo)準(zhǔn)

實施Olerud-Molander評分標(biāo)準(zhǔn)[2]評定治療前后患者踝關(guān)節(jié)功能活動度情況，總分是100分，量表評分越高說明患者踝關(guān)節(jié)活動度越好。

于術(shù)后第1天給予踝關(guān)節(jié)正側(cè)位X線片，實施Burwell-Charnley評定標(biāo)準(zhǔn)[3]評價患者骨折復(fù)位程度，具體包括解剖復(fù)位、一般復(fù)位和較差復(fù)位;其中解剖復(fù)位是指，無外、內(nèi)踝移位至外側(cè)或內(nèi)側(cè)，無大后側(cè)碎片移位至近側(cè)<2 mm，成角移位內(nèi)外踝縱向移位<1 mm，無距骨移位;一般復(fù)位是指，無內(nèi)外踝移位至外側(cè)或內(nèi)側(cè)，無大后側(cè)碎片移位至近側(cè)2～5 mm，成角移位內(nèi)外踝縱向移位2～5 mm，無距骨移位;較差復(fù)位：任何外、內(nèi)踝移位至外側(cè)或內(nèi)側(cè)，后踝移位不低于5 mm，外踝移位向后不低于5 mm，距骨移位。

1.5? 統(tǒng)計方法

數(shù)據(jù)統(tǒng)計處理用SPSS 23.0統(tǒng)計學(xué)軟件，計量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，進(jìn)行t檢驗，計數(shù)資料以[n（% ）]表示，進(jìn)行χ2檢驗，P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2? 結(jié)果

2.1? 對比踝關(guān)節(jié)功能活動度評分

治療前后對比組與試驗組踝關(guān)節(jié)功能活動評分情況比較，治療后明顯高于治療前（P<0.05）;治療前兩組的踝關(guān)節(jié)功能活動評分相比，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）;治療后，對比組踝關(guān)節(jié)功能活動評分明顯低于試驗組（P<0.05），見表1。

2.2? 對比手術(shù)情況

對比組的術(shù)中出血量多于試驗組，而手術(shù)時間、骨折愈合時間均明顯長于試驗組（P<0.05），見表2。

2.3? 對比骨折復(fù)位程度

對比組解剖復(fù)位率為54.05%，明顯低于試驗組的91.89%，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），見表3。

3? 討論

在骨折類型中高能量Pilon骨折屬于嚴(yán)重型疾病，由于骨折損傷能量過大的影響，致使骨量丟失與關(guān)節(jié)軟骨原發(fā)性受損以及脛骨高度不穩(wěn)定、骨折血供破壞等情況的發(fā)生率極高，此外，關(guān)節(jié)面嚴(yán)重粉碎，其修復(fù)難度也將增加，使其平整狀態(tài)無法得以保證，且致殘率較高，預(yù)后效果差，發(fā)生術(shù)后并發(fā)癥的風(fēng)險也將增大[4-5]。由于骨折情況的發(fā)生，患者伴有明顯的軟組織腫脹情況，嚴(yán)重者還將伴有局部張力性水皰的大量出現(xiàn)，因此，在實施臨床治療的過程中，應(yīng)采取切開復(fù)位內(nèi)固定術(shù)式療法。以充分保護(hù)軟組織為前提，將脛骨遠(yuǎn)端的粉碎關(guān)節(jié)面進(jìn)行整復(fù)，若干骺端伴有骨缺損現(xiàn)象，對其進(jìn)行充分植骨，從而恢復(fù)平整的關(guān)節(jié)面，對促進(jìn)患者功能恢復(fù)具有重要作用。由于脛骨Pilon骨折伴有復(fù)雜性特點，因而，為使手術(shù)復(fù)位與固定難度增加得到有效避免，術(shù)前將準(zhǔn)備工作充分做好非常重要[6]。3D打印機(jī)術(shù)屬于一種基于三維數(shù)字模型，使用粉末狀可粘合材料或者液體，如金屬或塑料等，從而在構(gòu)造實物技術(shù)時可進(jìn)行逐層打印，使其和人體骨骼完全一致，既能有助于醫(yī)師直觀認(rèn)識骨骼病變情況，而且還能對病變部位的解剖結(jié)構(gòu)更好了解，對個體化手術(shù)方案的合理制定具有重要意義;不但能將手術(shù)時間節(jié)約，而且還能使術(shù)中出血量、術(shù)中透視次數(shù)減少[7]。該研究以該院接收的高能量Pilon骨折者74例為研究對象，經(jīng)對上述闡述的歸納總結(jié)，并結(jié)合所得結(jié)果得出，3D打印技術(shù)輔助療法的應(yīng)用能有效減少患者術(shù)中出血量，縮短手術(shù)時間，有較好的臨床應(yīng)用價值。另外，醫(yī)師可采取食物模型復(fù)位后的模擬手術(shù)方式，將鋼板放置于術(shù)前，與骨折復(fù)位后的谷歌形態(tài)狀況進(jìn)行鋼板預(yù)彎，標(biāo)出置入螺釘?shù)奈恢眉胺较颍魲l件允許可直接將個性化鋼板與螺釘打印而出。這樣便于醫(yī)師在行手術(shù)治療前無需對大量器械準(zhǔn)備備用，同時更容易使骨折符合解剖復(fù)位需求。此外，醫(yī)師通過利用3D打印實物模型能將手術(shù)治療中的相關(guān)細(xì)節(jié)更直觀地介紹給患者和其家屬，便于對手術(shù)方案和風(fēng)險情況的及時掌握，從而能降低手術(shù)風(fēng)險，降低患者手術(shù)不適感的發(fā)生。

在歐陽鴻瑋等[8]研究中，以該院接收的高能量Pilon骨折者36例為研究對象，經(jīng)分設(shè)組別并開展不同治療，其結(jié)果顯示，術(shù)后對照組踝關(guān)節(jié)功能活動度評分為（80.4±8.3）分，低于研究組的（89.9±7.1）分（P<0.05），說明，將3D打印技術(shù)用于高能量Pilon骨折者的治療中能取得明顯臨床療效。該結(jié)果與該次研究中的所得的術(shù)后對比組與試驗組踝關(guān)節(jié)功能活動度評分情況基本相差無幾，即治療后，對比組踝關(guān)節(jié)功能活動評分為（80.1±8.3）分明顯低于試驗組（89.2±6.8）分（P<0.05）。由此能證實上述研究報道與此次研究內(nèi)容相符。

綜上所述，對高能量Pilon骨折患者行3D打印技術(shù)輔助治療，能取得較好的治療效果，加快患者骨折愈合，踝關(guān)節(jié)功能改善，降低手術(shù)不適感，骨折解剖復(fù)位率提升，值得應(yīng)用推廣。

[參考文獻(xiàn)]

[1]? 李攀，李讓賢，夏興平，等.3D打印技術(shù)在復(fù)雜Pilon骨折治療中的應(yīng)用[J].實用骨科雜志，2016，22（10）：939-942.

[2]? 李新春，艾尼瓦爾·艾力，趙巖，等.3D打印技術(shù)在Pilon骨折手術(shù)治療中的應(yīng)用研究[J].新疆醫(yī)科大學(xué)學(xué)報，2018，41（8）：57-60.

[3]? 范立軍.3D打印技術(shù)應(yīng)用于治療高能量Pilon骨折的臨床療效[J].世界最新醫(yī)學(xué)信息文摘，2016，16（19）：27-28.

[4]? 李卉，羅凱燕.3D打印技術(shù)用于復(fù)雜Pilon骨折患者的護(hù)理[J].護(hù)理學(xué)雜志，2017，32（16）：42-44.

[5]? 劉超，徐亞非，唐理英，等.3D打印技術(shù)在復(fù)雜脛骨平折手術(shù)中的臨床應(yīng)用效果觀察[J].中國臨床新醫(yī)學(xué)，2016，9（5）：400-403.

[6]? 王子玉.3D打印技術(shù)在新鮮閉合骨盆骨折患者中的應(yīng)用價值分析[J].國際醫(yī)藥衛(wèi)生導(dǎo)報，2017，23（23）：3695.

[7]? 羅偉淵，吳松，陳杰坤，等.3D打印技術(shù)在橈骨遠(yuǎn)端粉碎性骨折治療中的應(yīng)用價值分析[J].中醫(yī)臨床研究，2018，10（24）：135-137.

[8]? 歐陽鴻瑋，趙雪丹，史克明，等.3D打印技術(shù)輔助治療高能量Pilon骨折的臨床應(yīng)用[J].中國繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育，2017，9（17）：130-131.

（收稿日期：2019-08-18）