3D打印支具治療腱性錘狀指的體會

聶廣辰，石 健，劉 勇，房玉利，陳一凡，薛 巖，劉 麗，叢曉丹，郝旭光，李佳銘，李鵬偉

錘狀指由骨間肌腱、蚓狀肌鍵和伸肌鍵終腱融合而成，肌腱菲薄，輕微暴力即容易造成其損傷，發生錘狀指畸形。對于錘狀指肌鍵損傷，可以分為腱性錘狀指及骨性錘狀指，骨性錘狀指優先考慮手術治療[1-2]。腱性錘狀指臨床可采取手術治療或非手術治療，兩種治療方法各有利弊，手術治療雖可直視下修復伸肌鍵，但操作復雜，且由手術所致的風險亦非常明顯，雖然有一定療效，但利弊尚待商榷。因此臨床醫師對于急性期閉合性腱性錘狀指畸形多采取非手術治療[3-6]。非手術治療的效果也得到國內外醫師多數共識[7-11]。

非手術治療包括支具治療、石膏治療，其目的都是通過控制遠近指間關節的位置來間接對合肌腱斷端，但石膏和支具塑形制作費時費力，與指體貼合度差；繃帶固定容易松動致使復位丟失；膠帶固定容易形成壓瘡，也容易脫落。并且通過對于筆者醫院門診錘狀指患者的隨訪，大多數患者均反映傳統塑形支具舒適度較差，且有的女性患者指體纖細，肥胖患者指體肥大，很難找到貼合度良好的支具，這些因素間接影響患者的依從性，直接影響到患者的預后。

近年3D打印技術在各行業蓬勃發展，3D打印技術是一種基于三維數字模型，采用粉末狀、絲材或液體的金屬或塑料等可黏合材料，通過逐層疊加打印方式來構造實物的技術。在醫療領域逐步廣泛應用于整形修復重建外科、骨科、頜面外科手術中并得到發展，主要用于手術方案的制定、假體的個性化制作及骨的組織工程[12-14]。筆者醫院2015年通過3D打印技術設計并制作非手術治療錘狀指肌鍵損傷的外固定托模版，采用質量輕便、強度良好、價格低廉的材料，最主要依據患者傷指的外形及固定角度個性化打印外固定托，并依據指體傷情轉歸快速調整更換外固定托，取得滿意效果。

臨床資料

1 一般資料

哈爾濱市第五醫院2015年6月—2016年12月收治44例閉合腱性錘狀指患者，根據治療方法分為3D組和普通支具組，各22例。本研究獲得醫院倫理委員會批準。納入標準：(1)明確創傷史造成的閉合性錘狀指畸形；(2)無骨折；(3)患者依從性良好，正確理解治療指導；(4)新鮮損傷(1周之內)。3D組應用自行研制錘狀指復位體位支具，3D掃描后打印，其中男性12例，女性10例；年齡18～56歲，平均32.5歲。示指3例，中指10例，環指7例，小指2例。挫傷16例，擠壓傷3例，砸傷3例。普通支具組應用傳統支具非手術治療，其中男性9例，女性13例；年齡17～60歲，平均31.3歲。示指4例，中指11例，環指4例，小指3例。挫傷15例，擠壓傷4例，砸傷3例。

2 治療方法

3D組：受傷后門診復位掃描支架下打印指體數據，受傷當天完成支具的制作并佩戴。固定期間最初每2d來院檢查復位固定情況，1周后每周來院復查，依據指體腫脹消褪情況隨時更換支具以免因松動所致復位失效。8周后摘除外固定指導患指功能練習。

普通支具組：傷后選擇大小合適支具予以固定。固定期間最初每2d來院檢查復位固定情況，1周后每周來院復查，依據指體腫脹消褪情況隨時更換支具以免因松動所致復位失效。8周后摘除外固定指導患指功能練習。

2.1 3D打印需行指體全方位掃面數據，在近指間關節(proximal interphjalangeal joint,PIP)略屈曲，遠指間關節(distal interphjalangeal joint,DIP)略背伸時，錘狀指肌腱斷端應處于最接近位置，筆者團隊個性化設計并制作了復位掃描支架(圖1),并進行指體數據采集(圖2)。

圖1 指體復位掃描支架

圖2 指體數據采集

2.2 應用VXelements軟件采集和分析指體數據(圖3、4)。

圖3、4 應用VXelements軟件采集指體數據

2.3 通過USP Plastic Class VI Testing的透明且具有生物相容性材料(MED610)打印復位固定支具，該材料質量輕、強度高、透氣性好、對皮膚無刺激、價格低廉。打印機型號為Stratasys公司生產的Objet260型號樹脂3D打印機(圖5、6)。

圖5、6 復位固定支具打印

2.4 復位支具以自黏膠帶固定PIP近端及DIP背側。膠帶下方與皮膚接觸處內襯超薄硅膠墊以避免壓瘡(圖7)。

圖7 將患指固定在PIP略屈曲DIP略背伸位置

3 康復練習

所有患者固定期間限制掌指關節活動，可活動肩關節、肘關節及腕關節。待外固定去除之后，肌腱已臨床愈合，但大部分患者均會出現周圍組織粘連。這期間的康復應以加強主動練習為主，囑患者應用對側手固定患指近之間關節，主動屈伸遠指間關節，以循序漸進為原則，每日活動次數約為50次。康復的過程中同時輔助熱敷療法，促進局部血運循環。

4 功能評估

3名醫師對所有患者預后進行數據采集及數據分析并取平均值。應用手指關節量角器對患者欠伸度數及主動關節活動范圍進行測量。采用Patel手部功能評定法綜合評估錘狀指治療效果，其中優：伸指0°，屈指狀態下指端超過掌橫紋；良：伸指欠伸≤15°，屈指狀態下指端達掌橫紋；中:伸指欠伸度數為16°～45°，屈指狀態下指端距離掌橫紋2cm范圍內；差：伸指欠伸度數>45°，屈指狀態下指端距離掌橫紋>2cm[15-16]。

結 果

44例患者均8周拆除外固定，經7～14d功能練習，DIP背伸功能恢復良好,PIP無攣縮，屈伸活動度良好。隨訪3～12個月，平均6.6個月，無失訪。依據手功能Patel評定法，其中3D組優15例，良7例。所有患者固定期間均未發生支具折斷、碎裂、損壞情況，2例患者1周內因指體腫脹消褪、支具松動，二次打印支具固定。無固定失效情況發生，無一例發生壓瘡(表1)。而普通支具組優6例，良16例。2例患者發生壓瘡，5例患者因支具固定失效，二次更換支具(表2)。

表1 3D組結果及Patel評分(n)

表2 普通支具組結果及Patel評分(n)

討 論

1 末節伸肌腱解剖學特點

腱性錘狀指臨床常見，該處肌腱菲薄、周圍營養血管少，在瞬間外力作用于指端，使DIP發生突然屈曲時可導致該處肌腱損傷。常因局部畸形、疼痛、DIP背伸障礙等給患者學習、工作、生活帶來不便。

非手術治療肌腱斷裂的目的為恢復肌腱連續性并盡可能恢復原有長度。骨間肌及蚓狀肌腱性延續部分構成伸肌腱兩側腱束，參與屈曲掌指關節和背伸DIP的運動。有研究表明屈DIP可使側腱束前移3mm左右，過伸DIP可使遠側斷端向近側靠近。兩側腱束在PIP背側腱帽的兩側，故PIP屈曲50°～60°，兩側腱束較松弛。故理論上被動屈近PIP并過伸DIP可使斷裂的伸肌腱充分松弛，肌腱斷端盡可能靠攏，為該處肌腱愈合創造條件。劉志剛等[17]的研究也證實屈曲近指間關節對于伸肌腱的張力減低有明顯作用。劉璠和侍德[18]通過研究指出非手術治療腱性需抓住兩個關鍵點，即縮短負荷力臂和在伸肌腱愈合之前施以強大、持續、有效的過伸力量。

2 急性腱性錘狀指的非手術治療

對于腱性錘狀指醫師傾向于采用手術治療，但是由于該處皮膚菲薄，抗感染能力差，手術后切口皮膚有壞死、感染、縫線外露可能。且該區肌腱菲薄并靠近甲根，手術時操作困難，肌腱無法牢固縫合，僅能確保直視下將斷端對合，但無法像其他部位肌腱修復后由縫線提供一定張力以利于功能練習。并且Patel等[16]報道的諸如肌腱再斷裂、關節損傷、肌腱粘連、指甲畸形、指腹瘢痕化、術后疼痛及血管神經損傷等問題不容忽視。

3 3D個性化打印支具優勢

在國內外大量研究及文獻的支持下，目前非手術治療腱性錘狀指已廣泛開展。非手術治療可采用石膏或支具治療。因石膏笨重，應用較少。支具因其相對輕便，應用較多，目前常用的支具有Micks夾板及Stack夾板，兩種夾板僅將DIP固定于過伸位或伸直位。不僅在解剖學上無法使肌腱斷端處于理論上最松弛、最靠近易于對合位置，制作上制作費時費力，且有外固定不合適指體形態產生壓瘡、指體腫脹消褪外固定松弛、繃帶無法有效固定、膠帶固定過敏、外固定滑動等諸多不足，導致非手術治療效果不佳。患者治療過程中筆者發現，石膏或傳統的塑形支具掌側受壓的情況并不少見，動脈受壓血供減少，肌腱愈合速度減慢，神經受壓患者產生麻木感，放松固定掌握不好又會使固定失效。因此個性化制作支具優勢彰顯而出，掌側硅膠墊既保障固定強度，又不會產生掌側受壓等情況。

3D打印技術的出現使得制作外形貼合、強度可靠、可隨時依據需求更換的支具成為可能。支具的制備依據錘狀指肌腱解剖學最松弛體位，即PIP屈曲50°～60°，DIP過伸約10°體位，設計了肌腱復位支架，手指放置支架后，通過微調角度，即可呈DIP屈曲50°～60°，PIP過伸約10°體位。應用人體3D掃描儀掃描獲取手指點云數據，掃描精度0.1mm，掃描時間1min。依托其快速建模成型的特性，得到患者手指病灶部位模型。以此為依據預設計固定托外形，依據患者傷指的外形個性化打印出手指外固定支撐托，可提供可靠支撐強度，并保證打印成品對皮膚安全無刺激性。該3D支具固定可靠，且掌側采用硅膠材質不易形成壓瘡，背側開放設計便于觀察甲板血運，指體腫脹消褪后可再次依據傷指外形快速打印更換支具，費用低廉，支具制作費用不足百元，并且1h之內即可完成支具制作，是一種理想、有效、快速的治療方式。