3D打印技術結合數字化設計在髖臼后壁骨折中的應用

徐明方，黃榮東，周冬長

（惠陽三和醫院骨科，廣東惠州 516211）

髖臼后壁骨折是臨床上常見的骨折類損傷。隨著交通業、建筑業的迅猛發展，交通撞擊、墜落等事故引發的髖臼后壁骨折的患者越來越多，髖臼后壁骨折的發生率急速增長[1]。此外，髖臼后壁骨折還易與其他損傷合并，因而造成治療難度相對較大。目前，髖關節后側入路聯合重建鈦板治療，為該病的傳統治療方法。但該法需要結合患者的髖關節結構多次調整鈦板，導致鈦板容易發生金屬疲勞、螺釘方向固定、鈦板固定不牢等危險，進而影響患者髖關節功能的恢復。而利用3D打印技術結合數字化設計+定制做出的鎖定鈦板，可以在術前結合患者的髖關節3D模型調整鈦板形狀，以保證鈦板個性化，避免了術中過度調整鈦板，降低了患者手術創傷風險，進而達到改善髖關節固定的效果[2]。本文旨在探究3D打印技術輔助數字化設計+定制的鎖定鈦板治療髖臼后壁骨折的應用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取惠陽三和醫院2015年7月至2020年8月收治的86例髖臼后壁骨折患者進行前瞻性研究，按照隨機數字表法分為對照組（43例）、觀察組（43例）。對照組患者中男性25例，女性18例；年齡25～64歲，平均年齡（48.77±4.35）歲；致傷原因：跌倒19例、墜落12例、撞擊12例。觀察組患者中男性27例，女性16例；年齡24～67歲，平均年齡（49.10±5.25）歲；致傷原因：跌倒21例、墜落11例、撞擊11例。兩組患者一般資料比較，差異無統計學意義（P＞0.05），具有可比性。本研究經惠陽三和醫院醫學倫理委員會批準，所納入患者及家屬均簽署知情同意書。納入標準：①符合《骨科疾病診療指南》[3]的診斷標準并確診；②手術耐受性良好；③髖關節不穩定；④髖臼與股骨頭不匹配，骨折位移≥3 mm；⑤臨床資料完整。排除標準：①合并凝血功能障礙、血液系統疾病；②嚴重的心肝腎等臟器功能障礙者；③合并惡性骨腫瘤者；④妊娠或哺乳期患者；⑤合并糖尿病、甲亢等內分泌疾病。

1.2 方法 對照組患者給予重建鈦板治療，術前準備：入院后，對患者的骨折部位進行CT薄層掃描，然后進行三維重建，結合影像學資料制定手術方案，并對患者行皮牽引、消腫及對癥治療。手術方法：給予患者全身麻醉或腰硬聯合麻醉后，選取俯臥位，確定髖關節后側入路切口，逐層切開并查探骨折情況；結合術前預判、術中實際情況進行骨折復位，并以2 mm克氏針臨時固定；將預彎重建鈦板置入骨折段，若與骨折段解剖學結構貼合性不佳，則在C型臂X線透視下反復進行鈦板塑形直至貼合效果滿意，然后擰入螺釘固定，拔出克氏針；手術切口留置引流管，最后逐層縫合。術后處理：術后使用1次抗生素，常規抗凝；抬高患肢，24～48 h內結合實際情況拔除引流管，結合其康復情況實施鄰關節及肌肉收縮功能鍛煉；定期復查X線片。

觀察組患者給予3D打印結合數字化設計+定制的鎖定鈦板治療，術前準備：在對照組基礎上，對患者及其家屬講解數字化設計+定制鈦板的治療優勢，取得患者及家屬同意后，與廠家合作，將患者CT薄層掃描數據進行三維重建，數字化模擬出骨折形態，制作1∶1骨折模型；結合模型特征虛擬復位后，設計和定制3D數字化鎖定鈦板并進行高溫消毒。在患者傷后6～10 d開展手術治療。手術方法：患者給予全身麻醉或腰硬聯合麻醉，選取俯臥位，確定髖關節后側入路切口，逐層切開并查探骨折情況；依據術前規劃將骨折段復位；復位良好后，用2 mm克氏針臨時固定，將定制鈦板依據術前模擬置入制定位置，并依據術前設計固定螺釘、拔出克氏針；手術切口留置引流管并常規縫合；若合并骨缺損，則通過人工骨、自體髂骨進行植骨治療，以C型臂X線透視確定骨折復位及內固定效果。術后處理：處理方法與對照組相同。兩組患者術后均隨訪6個月。

1.3 觀察指標 ①比較兩組手術相關指標，包括手術時間、術中失血量、術后引流量及術中透視次數。②比較兩組髖關節功能，利用改良Merle D ' Aubigne &Postel髖關節評分系統進行評價[4]，共計3項評價內容，包括疼痛、行走、活動范圍，總分18分為優秀，15～17分為良好，13～14分為可，＜13分為差。優秀占比=優秀例數/總例數×100%。

1.4 統計學分析 采用SPSS 20.0統計學軟件進行數據分析，其中計量資料以（±s）表示，組間行t檢驗；計數資料以[例（%）]表示，行χ2檢驗；P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組患者手術相關指標對比 觀察組患者手術時間短于對照組患者，組間比較，差異有統計學意義（P＜0.05）；觀察者患者術中失血量、術后引流量、術中透視次數少于對照組患者，組間比較，差異均有統計學意義（均P＜0.05），見表1。

2.2 兩組患者髖關節功能對比 兩組患者均在術后隨訪6個月，觀察組患者髖關節功能評分優秀占比為65.12%，高于對照組患者的41.86%，組間比較，差異有統計學意義（P＜0.05），見表2。

3 討論

手術治療是髖臼后壁骨折的主要治療方式，但髖臼后壁骨折具有位置較深、解剖學結構較復雜、神經血管豐富等特點[5]，會造成術前骨折類型判斷、術中復位的難度均相對較大。隨著影像學技術的發展，CT三維重建技術可為手術治療提供更多的參考。然而，在實際手術治療中，骨折復位方向、骨折線判斷、重建鈦板植入位置、螺釘固定方向等的判斷均依賴于醫師的臨床經驗，為保證重建鈦板完全與骨折段貼合，需要在術中多次對鈦板的形狀進行調整。上述操作不僅增加了鈦板的金屬疲勞度，還對其固定穩定性造成影響。除此之外，由于螺釘孔方向固定且易進入關節，所以患者的痛苦會增加，從而影響治療效果。

3D打印技術結合數字化設計和定制的鎖定鈦板，主要治療優勢如下：①3D模型可以幫助醫生在術前充分了解患者的骨折形態，并模擬復位，減少術中不確定性[6]；②利用一塊定制鈦板即可替代2～3塊重建鈦板，節省治療費用；③術中醫生無需對鈦板反復進行塑形，并通過鉆孔擰入螺釘固定，使得螺釘方向具有可控性，固定效果極佳；④術中操作更簡便，且術中可隨時參考模型，降低術中透視頻率，縮短手術時間，減小患者手術創傷，提高治療效果，且可以改善預后[7]。

本次研究發現，觀察組患者應用3D打印結合數字化設計的鎖定鈦板進行治療，與重建鈦板治療的對照組患者相比，觀察組患者手術時間顯著縮短，術中失血量、術后引流量及術中透視次數也比對照組患者少，差異均有統計學意義（均P＜0.05），說明采用3D打印結合數字化設計可以縮短手術時間、簡化手術操作流程、提高手術效率且減小對患者的創傷；另外在隨訪中發現，觀察組患者髖關節優秀占比顯著高于對照組患者，差異有統計學意義（P＜0.05），說明采用3D打印結合數字化設計有利于患者的髖關節功能的恢復，遠期效果顯著。黃旭科等[8]的研究與本次研究結果一致。

綜上，在對髖臼后壁骨折患者髖關節后側入路手術治療中，與常規重建鈦板固定治療相比，應用3D打印技術輔助數字化設計治療，可改善患者手術相關指標及髖關節功能，效果顯著，值得臨床推廣。

表1 兩組患者手術相關指標對比（±s）

表1 兩組患者手術相關指標對比（±s）

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表2 兩組患者髖關節功能對比[例（%）]