3D打印外置模具輔助下微創(chuàng)治療橈骨遠端骨折的療效觀察

于曉飛,于亞東,邵新中,李 楠

(河北醫(yī)科大學第三醫(yī)院：1.手外科;2.神經(jīng)肌肉病科,石家莊 050051)

橈骨遠端骨折是骨科和急診科臨床中最常見的骨折之一,其發(fā)病率占上肢骨折的25%～50%[1],在成年人所有骨折中約占17.5%[2]。腕關(guān)節(jié)活動頻率高,功能要求高,治療不當易導(dǎo)致腕關(guān)節(jié)慢性疼痛和僵硬,嚴重影響腕關(guān)節(jié)和手部的功能,因此,良好的骨折復(fù)位是恢復(fù)腕關(guān)節(jié)和手功能的關(guān)鍵[3]。對于合并軟組織嚴重損傷的閉合性橈骨遠端骨折,局部軟組織條件差,不適合進行切開復(fù)位內(nèi)固定術(shù);而傳統(tǒng)外固定架則占據(jù)較大空間并限制了早期的功能鍛煉[4]。為此,作者利用3D打印技術(shù)輔助以尋求更加微創(chuàng)及精準的外固定治療方法。本研究回顧性分析了3D打印外置模具輔助下接骨板螺釘外固定微創(chuàng)治療15例橈骨遠端骨折患者的臨床資料,現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2019年6月至2021年5月采用3D打印外置模具輔助下接骨板螺釘外固定微創(chuàng)治療并獲得隨訪的15例橈骨遠端骨折患者,其中男9例,女6例;年齡19～61歲,平均39．3歲。受傷原因為交通事故9例,墜落傷5例,擊打傷1例。左手11例,右手4例;根據(jù)國際內(nèi)固定研究學會(AO/ASIF)分型,A2型(橈骨遠端骨折,無粉碎,嵌插)8例,A3型(關(guān)節(jié)外橈骨遠端骨折,粉碎,嵌插)5例,B2型[橈骨遠端背側(cè)緣骨折(背側(cè)Barton骨折)]1例,C1型[關(guān)節(jié)內(nèi)簡單骨折(2塊),無干骺端粉碎性骨折]1例,均為閉合型骨折,伴或不伴有腕掌側(cè)軟組織損傷。其中,掌側(cè)軟組織大面積挫傷8例,燒燙傷3例。受傷至手術(shù)時間1～7 d,平均3 d。納入標準：(1)年齡>18歲;(2)明確診斷為AO/ASIF分型A、B、C1型骨折;(3)橈骨遠端骨折發(fā)生<14 d;(4)受傷腕部為單側(cè)骨折且同側(cè)肢體無其他伴隨骨折;(5)經(jīng)3D打印外置模具輔助下接骨板螺釘外固定微創(chuàng)治療,并有完整的隨訪數(shù)據(jù)。排除標準：(1)陳舊性骨折;(2)不能解剖復(fù)位的嚴重粉碎性骨折,如AO/ASIF分型C2、C3型;(3)同時存在類風濕性關(guān)節(jié)炎或全身骨科系統(tǒng)疾病;(4)失訪或數(shù)據(jù)不完整。患者詳細資料見表1。本研究已獲得本院倫理委員會審核批準(審批號KS2022-027-1)。

表1 患者一般資料

1.2 方法

1.2.1體外固定模具的制作

所有患者術(shù)前均行標準腕關(guān)節(jié)正位和側(cè)位X線片檢查(圖1A、B),根據(jù)術(shù)前骨折部位CT平掃+三維重建及動靜脈血管造影檢查,采集相關(guān)數(shù)據(jù),設(shè)計并制作個性化接骨板及帶有接骨板固定卡槽的體外固定模具,精確制導(dǎo)螺釘?shù)奈恢煤徒嵌取Ｋ谢颊咝g(shù)前均抬高患肢,常規(guī)應(yīng)用消腫藥,防止局部軟組織嚴重水腫。

11號患者,男,36歲,燙傷及墜落傷致右橈骨遠端骨折,采用3D打印外置模具輔助下接骨板螺釘外固定微創(chuàng)治療。A、B：術(shù)前正、側(cè)位X線片;C、D：術(shù)前腕部外觀圖,右腕部及右手魚際區(qū)廣泛軟組織燙傷,表皮剝脫;E：術(shù)中外固定模具套于腕部,接骨板放置在預(yù)制的凹槽中;F：克氏針臨時固定并透視確認接骨板位置;G、H：置入螺釘完成固定;I、J：術(shù)后大體觀;K、L：術(shù)后正、側(cè)位X線片;M～P：術(shù)后兩年腕關(guān)節(jié)屈曲背伸功能及橈偏尺偏活動展示。

1.2.2手術(shù)方法

患者取仰臥上肢外展位(圖1C、D),全身或臂叢神經(jīng)阻滯麻醉,在氣囊止血帶下手術(shù)。將個性化3D打印模具套入腕關(guān)節(jié)背側(cè),邊套入,邊根據(jù)骨折移位類型及程度,手法復(fù)位骨折斷端。將3D打印模具精確安放使之貼附于腕背側(cè)皮膚,注意保護腕掌側(cè)軟組織以防模具邊緣劃傷。一位助手維持復(fù)位并穩(wěn)定模具,術(shù)者將個性化設(shè)計的接骨板牢固安置于模具背側(cè)的卡槽內(nèi)(圖1E),固定牢固后,經(jīng)接骨板遠近端鎖定孔,分別打入一枚1.5 mm克氏針(圖1F),維持復(fù)位。術(shù)中C型臂X射線透視檢查復(fù)位后的橈骨長度、下尺橈關(guān)節(jié)臺階、掌傾角和尺偏角,若復(fù)位不滿意,可用克氏針經(jīng)皮翹撥出,直至獲得滿意復(fù)位。于近端滑動孔處下方對應(yīng)皮膚做2～3 mm小切口,分離至骨質(zhì),打入1枚螺釘,后于橈骨遠端相對穩(wěn)定的中間柱處打入2枚螺釘,C型臂X射線再次透視,確認位置良好后,拔出臨時固定克氏針,置入剩余螺釘(圖1G、H)。在置入螺釘過程中需注意鉆頭穿出掌側(cè)皮質(zhì)時不可過快,以免損傷掌側(cè)肌腱及神經(jīng)。再次透視滿意后拆除3D打印模具留下接骨板螺釘外固定裝置(圖1I、J)。

1.2.3術(shù)后處理

術(shù)后2～3 d進行一次釘?shù)雷o理。術(shù)后腕關(guān)節(jié)掌側(cè)夾板保護性固定兩周,術(shù)后24 h行非固定關(guān)節(jié)(掌指關(guān)節(jié)和指間關(guān)節(jié))的主被動功能鍛煉。兩周拆除腕關(guān)節(jié)掌側(cè)夾板后,行腕關(guān)節(jié)主動屈伸及旋轉(zhuǎn)練習,以不感疼痛為佳。6～12周骨折愈合后,行腕關(guān)節(jié)持重練習。定期復(fù)查X線片(圖1K、L),確定骨折愈合后拆除接骨板螺釘外固定系統(tǒng)。

1.3 觀察指標

采用標準正側(cè)位X線片測量術(shù)前、術(shù)后即刻及術(shù)后兩年掌傾角、尺偏角、橈骨長度并根據(jù)橈骨長度計算橈骨短縮值(橈骨短縮值=健側(cè)橈骨長度-患側(cè)橈骨長度);量角器測量術(shù)后兩年腕關(guān)節(jié)屈曲活動度、背伸活動度(圖1M～P);握力計測量患者術(shù)后兩年手的握力;視覺模擬量表(visual analogue sclae,VAS)評分評價術(shù)前、術(shù)后兩年腕關(guān)節(jié)疼痛情況,Gartland-Werley評分評價術(shù)后兩年腕關(guān)節(jié)功能恢復(fù),Gartland-Werley評分分為優(yōu)(0～2分)、良(3～8分)、可(9～20分)、差(≥21分)4個等級[5]。測量工作由兩位具有外科學中級職稱以上的人員獨立進行,連續(xù)測量3次,取平均值。

1.4 統(tǒng)計學處理

2 結(jié) 果

2.1 腕關(guān)節(jié)功能及并發(fā)癥結(jié)果

15例患者術(shù)后隨訪12.0～33.0個月,平均26.5個月。術(shù)后X線片及CT影像學隨訪顯示骨折均骨性愈合,平均8.5周(6.0～12.0周)拆除外固定接骨板螺釘系統(tǒng);術(shù)后兩年時Gartland-Werley評分優(yōu)12例,良2例,可1例,優(yōu)良率93.3%,腕關(guān)節(jié)屈曲活動度為(52.0±11.7)°,腕關(guān)節(jié)背伸活動度為(65.0±4.8)°,患側(cè)握力為健側(cè)的(84.0±4.2)%;15例患者中有2例發(fā)生并發(fā)癥,發(fā)生率為13.3%(2/15),其中釘?shù)栏腥?例,復(fù)雜區(qū)域疼痛綜合征1例,無內(nèi)固定相關(guān)問題(接骨板突出、螺釘過長或穿透)、肌腱斷裂和神經(jīng)損傷等其他并發(fā)癥的發(fā)生。

2.2 術(shù)前、術(shù)后影像學參數(shù)及VAS評分比較

與術(shù)前比較,術(shù)后兩年掌傾角、尺偏角、橈骨短縮值及VAS評分均明顯改善(P<0.05),見表2。

表2 術(shù)前及術(shù)后末次隨訪影像學參數(shù)及VAS評分比較

2.3 術(shù)后即刻與術(shù)后末次隨訪的影像學參數(shù)比較

術(shù)后即刻與術(shù)后兩年的掌傾角、尺偏角、橈骨短縮值比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),見表3。

表3 術(shù)后即刻及術(shù)后末次隨訪影像學參數(shù)比較

3 討 論

對于伴有嚴重軟組織損傷并且不穩(wěn)定的橈骨遠端骨折患者,通常使用外固定裝置進行復(fù)位后的固定,但傳統(tǒng)外固定架往往占據(jù)較大空間,限制了腕關(guān)節(jié)早期的功能鍛煉,容易出現(xiàn)感染、復(fù)位丟失和神經(jīng)損傷等并發(fā)癥[6-7]。在本研究中,作者使用個體化設(shè)計的3D打印模具輔助接骨板螺釘外固定微創(chuàng)治療橈骨遠端骨折,精準微創(chuàng)并有效恢復(fù)腕關(guān)節(jié)功能,并發(fā)癥較少,通過隨訪的影像學數(shù)據(jù)、腕關(guān)節(jié)活動度、腕關(guān)節(jié)功能,獲得了令人滿意的結(jié)果。

橈骨遠端骨折是指距離橈骨遠端骨關(guān)節(jié)面3 cm以內(nèi)的骨折[8]。AO/ASIF分型系統(tǒng)是目前公認的較全面的分類方法,對于手術(shù)入路、固定方式和預(yù)后評價有很大的指導(dǎo)作用。橈骨遠端骨折的治療應(yīng)盡可能地恢復(fù)關(guān)節(jié)的解剖結(jié)構(gòu)及關(guān)節(jié)面的平整,盡量做到解剖復(fù)位、相對穩(wěn)定的內(nèi)外固定及早期的功能鍛煉[9-11]。經(jīng)皮外固定術(shù)主要用于開放性橈骨遠端骨折、關(guān)節(jié)外骨折、無移位的關(guān)節(jié)內(nèi)骨折、嚴重粉碎性骨折,或伴有橈腕關(guān)節(jié)或下尺橈關(guān)節(jié)損傷的關(guān)節(jié)內(nèi)骨折,但傳統(tǒng)外固定架往往占據(jù)較大空間,增加患者的不適感,也無法早期進行腕關(guān)節(jié)的功能鍛煉[12-14]。切開復(fù)位內(nèi)固定是目前治療橈骨遠端骨折最流行、應(yīng)用最廣泛的方法,可直視下解剖復(fù)位骨折斷端[15-16]。但存在手術(shù)入路選擇要求高,并易出現(xiàn)術(shù)后傷口感染、神經(jīng)肌腱損傷等問題,且需二次手術(shù)取出內(nèi)固定物。

本組15例橈骨遠端骨折患者均接受3D打印模具輔助接骨板螺釘外固定微創(chuàng)治療,術(shù)后的掌傾角、尺偏角、橈骨短縮值及VAS評分較術(shù)前得到明顯改善(P<0.05),Gartland-Werley評分優(yōu)良率為93.3%。國內(nèi)外報道的應(yīng)用經(jīng)皮克氏針、傳統(tǒng)外固定架及切開復(fù)位接骨板內(nèi)固定術(shù)治療橈骨遠端骨折也獲得了滿意的活動度及腕關(guān)節(jié)功能[17-18],BAJWA等[19]探索新型的動力外固定架(鉸接式聚氨酯環(huán)體,經(jīng)碳纖維桿與可調(diào)連接器相連)治療橈骨遠端骨折,在Gartland-Werley評分及影像學參數(shù)方面表現(xiàn)優(yōu)異。

HANDOLL等[20]納入了21項隨機對照試驗(RCT),涉及1 946例移位和不穩(wěn)定的成人橈骨遠端骨折患者。根據(jù)他們的調(diào)查,外固定松動、復(fù)位丟失和針道感染是經(jīng)皮外固定技術(shù)常見的并發(fā)癥,其中需要早期拔出和藥物治療干預(yù)的針道感染發(fā)生率平均為7.7%(0～15%)。本組15例患者中有1例發(fā)生釘?shù)栏腥?發(fā)生率與上述報道相近,及時給予抗生素治療和局部換藥處理后逐步緩解。本研究中對比術(shù)后即刻與術(shù)后兩年影像學隨訪數(shù)據(jù),在掌傾角、尺偏角及橈骨短縮值方面差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),表明該技術(shù)可有效地維持骨折復(fù)位的穩(wěn)定性,未出現(xiàn)復(fù)位丟失及固定物松動的情況。

與傳統(tǒng)治療方法比較,本研究采用3D打印外置模具輔助下接骨板螺釘外固定微創(chuàng)治療橈骨遠端骨折,具有以下優(yōu)點：(1)根據(jù)術(shù)前骨折部位CT及三維重建及傷肢血管造影檢查,采集相關(guān)數(shù)據(jù),建立骨折前橈骨遠端正常解剖結(jié)構(gòu)模型,設(shè)計個性化接骨板并制作背側(cè)帶有接骨板固定卡槽的3D體外固定模具,實現(xiàn)精確輔助骨折復(fù)位及精確制導(dǎo)螺釘?shù)奈恢煤徒嵌?(2)整個內(nèi)固定系統(tǒng)置入過程中不進行廣泛切開及骨折周圍軟組織剝離,不破壞骨折斷端周圍血運,利于骨折愈合,尤其適于腕掌背側(cè)軟組織條件差,切開復(fù)位風險高的閉合型橈骨遠端骨折;(3)鋼板及螺釘置于體外,術(shù)后內(nèi)固定物取出容易,無需二次手術(shù),降低患者醫(yī)療費用;(4)外固定裝置相對較小,對患者日常生活影響較小,可早期進行腕關(guān)節(jié)功能鍛煉。

本研究有以下不足之處：(1)本研究缺乏相關(guān)生物力學和運動學的研究;(2)腫脹程度是影響模具放置的主要因素,因此手術(shù)應(yīng)在骨折局部腫脹不嚴重時及時進行手術(shù),以防止固定卡槽無法準確安放,影響骨折復(fù)位及內(nèi)固定系統(tǒng)的置入;(3)盡管為了減少潛在的測量偏差,所有的數(shù)據(jù)測量都是由兩位獨立的評估人員進行,但仍不能完全保證影像學測量的一致性和準確性。

綜上所述,應(yīng)用3D打印體外模具輔助下接骨板螺釘外固定微創(chuàng)治療橈骨遠端骨折具有可個性化接骨板及螺釘,精準輔助復(fù)位和制導(dǎo)位置角度,微創(chuàng)對皮膚軟組織條件要求低,取出容易等優(yōu)勢,固定可靠且關(guān)節(jié)功能恢復(fù)良好,隨訪療效滿意。