3D打印截骨導板輔助脛骨骨折畸形愈合截骨矯形一例

魏東軒 周祥龍 熊蠡茗

病人,男,54歲。1982年因開放性左脛腓骨骨折行夾板固定治療及清創(chuàng)縫合術,10年前出現(xiàn)跛行,進行性加重。2023年7月23日入院。體格檢查:左膝關節(jié)內(nèi)翻畸形,左膝關節(jié)活動受限,左下肢前側可見3 cm×5 cm手術瘢痕,左下肢內(nèi)側可見3 cm×3 cm手術瘢痕,兩瘢痕處連接一條長約6 cm手術瘢痕。雙下肢全長X線可見左膝內(nèi)翻,雙下肢骨質(zhì)疏松,全長測量:股骨大轉子-外側髁:49.67cm(右)、50.97cm(左);脛骨平臺內(nèi)側緣-內(nèi)踝:43.49cm(右)、39.85cm(左)。左脛腓骨彎曲,髓腔密度不均(圖1)。左膝關節(jié)MRI檢查示:(1)脛骨近端內(nèi)翻,脛骨平臺形態(tài)失常,內(nèi)側脛骨平臺關節(jié)面后傾局部凹陷;(2)股骨外側髁少許骨髓水腫;(3)ACL腫脹變性;PCL弓背上抬,連續(xù)性尚可;(4)內(nèi)側半月板撕裂,后角少許游離體形成或半月板少許骨化/鈣化灶形成。診斷:左側后天性膝內(nèi)翻;左下肢骨折畸形愈合;左側膝關節(jié)骨性關節(jié)炎。

圖1 病人術前影像學資料 脛骨后傾約27度,中部前弓

A. 截骨導板整體。以平臺下凸點及中部骨刺根部、脛骨前后側環(huán)抱定位。遠端全針沿關節(jié)橫軸并平行 植入,近端全針從腓骨小頭進入,內(nèi)前外側穿出。全針導向為經(jīng)皮穿刺設計。中部孔可為復位板使用。B.近端截骨后使用墊塊插入獲得矯形度數(shù)。由未截穿合頁提供旋轉支撐。中部由復位導板輔助矯正。C.近端后緣撐開,角度20°,距離17.29 mm,術后后傾7°。D.中部截骨外后側撐開以矯正前弓及冠狀位畸形,角度14.2°,距離10.12 mm。E、F.術后效果概覽

圖3 術中微創(chuàng)截骨及術中透視資料

A.術后1天正位;B.術后1天側位;C.術后1天雙下肢全長正位;D.術后4個月正位;E.術后4個月側位

術前膝關節(jié)HSS評分56分。術前脛骨近端內(nèi)側角113.89°,脛骨平臺后傾角19.57°。2023年8月9日行左下肢陳舊性骨折截骨矯形術。截骨手術操作步驟:(1)使用術前設計的3D打印截骨導板,沿定位孔置入2枚骨全針,于近端截骨平面近端及遠端各打入一枚金屬骨針,安裝伊氏架;(2)取左側脛骨內(nèi)側縱行切口,長約3 cm,暴露截骨平面,按照術前設計的3D打印截骨導板方向截斷脛骨近端,安裝矯形襯墊矯正膝關節(jié)后傾畸形,再次打入一枚骨全針與一枚Schanz釘固定截骨端與伊氏架;(3)于脛骨中上段打入2枚Schanz釘,更換角度后再打入一枚骨全針,安裝鉸鏈,鉸鏈旋轉中心位置處于脛骨近端截骨平面及脛骨中段截骨平面;(4)按照術前設計的3D打印截骨導板確定脛骨中段截骨平面后行脛骨截骨及腓骨中下段截骨,復位滿意后調(diào)節(jié)連桿并牢固鎖定。術后每日按時調(diào)整四處連接柱長度,每日調(diào)整幅度相同為約1 mm。

2023年8月27日雙下肢全長X線示:股骨大轉子-外側髁:51.01 cm(右)、51.53 cm(左);脛骨平臺內(nèi)側緣-內(nèi)踝:42.81 cm(右)、42.07 cm(左)。2023年9月12日雙下肢全長X線示:股骨大轉子-外側髁:50.94cm(右)、52.28cm(左);脛骨平臺內(nèi)側緣-內(nèi)踝:45.47 cm(右)、44.65 cm(左)。術后3個月門診復查,病人截骨區(qū)域皮膚愈合良好,截骨區(qū)域可見明顯骨痂形成,雙下肢全長測量差值逐漸縮小。術后膝關節(jié)HSS評分72分,術后解剖學股脛角,脛骨近端內(nèi)側角91.59°,脛骨平臺后傾角17.65°,可見明顯改善。

討論截骨術是治療內(nèi)翻膝膝關節(jié)骨關節(jié)炎(osteoarthritis,OA)的有效方式。通過截骨的方式將下肢負重的力線從內(nèi)側轉移到外側,以減輕膝關節(jié)內(nèi)側間室的壓力負荷,從而改膝內(nèi)側間室的生物力學環(huán)境,達到減輕疼痛,改善甚至逆轉膝OA的病程[1]。

傳統(tǒng)的截骨矯形術憑借二維的X線片進行術前規(guī)劃,術中通過多次透視,反復確認截骨操作,耗時多且增加醫(yī)患放射線暴露的次數(shù),并且存在截骨不精確、下肢力線恢復不良的可能,使畸形矯正的效果大打折扣[2],從而導致術后骨質(zhì)愈合慢、骨不連甚至下肢短縮畸形。本例術中將截骨導板用克氏針固定在指定位置,可精確切割所要截除的骨質(zhì),減少二次創(chuàng)傷。并且病人術前X線可見脛骨多處畸形愈合,包括膝關節(jié)內(nèi)翻及后傾畸形,因此采用多段截骨,以實現(xiàn)精準矯形,從而獲得滿意的臨床療效。另外,脛骨畸形角度范圍應在 10°～40°,當脛骨畸形角度過大時可能合并嚴重的皮膚攣縮及局部瘢痕形成,在進行截骨延長時瘢痕組織包繞的神經(jīng)和血管可能會受到牽拉損傷[3]。

在本研究中,聯(lián)合使用了Illizarov技術,Illizarov技術不僅可以通過漸進的骨組織重生來治療截骨后的骨缺損,促進骨愈合,還可以通過緩慢矯形進一步解決軟組織損傷,糾正骨搬運過程中的畸形和肢體長度不一致[4]。

個性化3D打印導板的目的是確保嚴格執(zhí)行術前計劃。在脊柱、創(chuàng)傷、關節(jié)和骨腫瘤方面,3D 手術導板可以將數(shù)字化手術計劃準確實施到手術部位。除了提高準確性外,還可以降低輻射劑量和縮短操作時間。在治療脛骨畸形時,采用3D打印聯(lián)合Illizarov 技術,可以直觀了解脛骨畸形程度,可以進行術前精準計劃、模擬手術預演、術中精準截骨、術后三維復合調(diào)整等。