个体化3D打印眼眶模型辅助AO三维预成型钛网用于眼眶骨折手术临床观察

李春威，陈珺

(沈阳医学院附属中心医院，沈阳110024)

个体化3D打印眼眶模型辅助AO三维预成型钛网用于眼眶骨折手术临床观察

李春威，陈珺

(沈阳医学院附属中心医院，沈阳110024)

目的 探讨个体化3D打印眼眶模型辅助AO三维预成型钛网治疗眼眶骨折的临床效果及安全性。方法选择单侧眼眶骨折患者25例，均存在眼球内陷及复视。将患者随机分为观察组13例和对照组12例，观察组采用个体化3D打印眼眶模型辅助AO三维预成型钛网行手术治疗，对照组采用传统AO三维预成型钛网行手术治疗。两组术后第2天进行三维CT检查，观察钛网在眼眶骨折缺损位置的贴附情况；比较两组术后2周、3个月、6个月复视治愈率、眼球内陷矫正率，随访记录并发症发生情况。结果观察组CT矢状位上修复眶底的钛网呈“S”形，对照组CT矢状位上修复眶底的钛网呈弯向眶内的弧形。观察组术后2周、3个月、6个月复视治愈分别为6例(46.15%)、8例(61.54%)、9例(69.23%)，对照组分别为4例(33.33%)、5例(41.67%)、7例(58.33%)；观察组术后2周、3个月、6个月复视治愈率均高于对照组(P均<0.05)。术后2周，观察组眼球内陷矫正10例(76.92%)，对照组为8例(66.67%)，两组眼球内陷矫正率比较P<0.05。术后3、6个月，观察组眼球内陷矫正均为8例(61.54%)，对照组均为5例(41.67%)，两组眼球内陷矫正率比较P均<0.05。两组随访中均未发生钛网松动、排斥反应、感染等并发症。结论个体化3D打印眼眶模型辅助AO三维预成型钛网修复眼眶骨折效果确切且较为安全。

单纯性眼眶骨折；3D打印；三维预成型钛网

眼外伤眶壁骨折常导致患者眼球内陷、复视或眼球运动障碍，为了改善其外观和功能，必须及时行手术修复眶壁，以达到及时恢复正常解剖结构及消除复视的目的。尽管术中修复材料的选择仍存在争论，但是目前钛网凭借其易塑型、生物相容性优异、无磁性、CT显影清晰、弹性模量接近于自然骨等优点[1]，被大量应用于临床。随着计算机技术及3D打印技术的发展与联合，医用快速成型机(或称立体光固化机)的商业化普及[2,3]，实体眼眶模型应用于临床，为植入物的预制成型提供模板，极大地方便了手术方案设计[4]。传统采用三维钛网进行的手术，术中需要根据眶骨壁缺损大小进行反复剪裁塑型及对位固定，既耗时又难以符合原眶壁真实的三维形态。本研究观察了以个体化3D打印实体模型为模板辅助AO三维预成型钛网修复眼眶骨折的临床效果。现将结果报告如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择2013年3月～2015年4月我院眼科收治的单侧眼眶骨折患者25例，男20例、女5例，年龄17～53岁、平均37岁，受伤距手术时间2周～1个月、平均3周；患者均存在眼球内陷(与对侧眼相比内陷-3～-5 mm)及复视。术前均行计算机断层成像(CT)水平位+冠状位扫描和三维成像，以医学数字图像和通讯(DICOM)格式保存，确诊为单纯性眼眶骨折，其中眶下壁联合内壁骨折10例、眶下壁骨折10例、眶内壁骨折5例。将患者随机分为观察组13例和对照组12例，两组一般资料具有可比性。本研究获得医院伦理委员会审核，患者均知情同意。

1.2 手术方法 两组均由同一术者在全麻下完成手术。对照组采用传统AO三维预成型钛网修复眶壁骨折，眶下壁骨折修复采用标准经下睑结膜入路[6]，眶内壁骨折和眶下壁联合内壁骨折修复则合并经泪阜入路。手术开始前行眼肌牵拉试验以评估眶内容的嵌顿状况，行外眦切开术和外眦松解术以充分暴露眶壁骨折区，显露出骨折的四个边。将所有嵌顿在上颌窦和筛窦内的眶内软组织行充分松解并还纳回眶内，取出眶内碎骨片。根据骨折区形态、术中测量眶深及术前CT扫描中所测量的缺损尺寸，选择AO Matrix ORBITAL系列三维预成型钛网的型号(瑞士Synthes公司)，该钛网分为大小两种型号，厚度为0.4 mm，修剪钛网尺寸和轮廓以精确匹配患者的骨折缺损形态。对于眶下壁骨折患者，根据眶壁缺损大小对AO钛网进行反复剪裁塑型及对位固定，使用2颗5 mm钛钉将其固定于眶下缘。对于眶下壁联合内壁骨折、眶内壁骨折患者，暂时在下斜肌近止点处缝合留置6-0可吸收缝线，切断下斜肌，在骨膜下沟通眼眶内壁和下壁，植入AO预成型钛网，使用2颗钛钉将其固定于眶下缘，将下斜肌缝回止点处。

观察组采用个体化3D打印眼眶实体模型辅助AO三维预成型钛网修复眶壁骨折。根据术前CT检查结果，将CT原始扫描数据刻录成医学数字成像和DICOM格式保存于光盘中，利用计算机辅助设计和辅助制造(CAD/CAM)技术[5]，创建虚拟眼眶损伤模型。在假设双侧眼眶形态对称的前提下，将健侧眼眶镜像翻转至患侧，创建虚拟修复模型。将两个虚拟模型数据转化为立体光固化成型(STL)文件格式存储，输入3D打印快速成型机。利用选区激光烧结原理，通过激光扫描选择性聚合高分子聚苯乙烯环氧树脂粉末，烧结制备损伤实体眼眶模型及修复眼眶模型。术前根据实体眼眶损伤模型展示的骨折情况，对钛网进行手工初步剪裁，钛网尺寸以两侧、后端充分覆盖骨折缺损或塌陷区边界，前端适当留出眶缘固定位置为宜。将剪裁后的钛网贴附于经镜像修复的实体眼眶模型，对多余边角进行精细剪裁，随后安置于实体眼眶损伤模型进行比对，然后在模型上弯制和修剪钛网，制作出个体化三维预成型钛网。采用与对照组相同的入路方式，将个体化三维预成型钛网一次性植入眶内预定位置，各边缘均置于稳定骨壁上，修复眶壁骨折。

两组术中均观察瞳孔变化，防止视神经损伤，手术结束前均进行被动牵拉试验，排除潜在的嵌顿因素，确保眼球各方向牵拉转动不受限。用镊子对合眶缘处切开的骨膜，不缝合骨膜。使用6-0可吸收缝线缝合结膜切口。用镊子对合泪阜切口，不缝合。应用6-0可吸收缝线缝合外眦角，术眼涂抗生素眼膏。

1.3 相关指标观察 ①钛网贴附情况：两组术后第2天进行三维CT检查，观察钛网形状以评价其在眼眶骨折缺损位置的贴附情况。②复视改善情况：两组分别于术后2周、3个月、6个月进行红绿玻璃片检查，评价复视改善情况[7]：0级为无复视；Ⅰ级为周边视野复视(>15°)；Ⅱ级为正前方及阅读位(向下<15°)无复视，其余方向复视；Ⅲ级为正前方及阅读位复视。以0级定义为治愈，计算复视治愈率。③眼球内陷改善情况：两组分别于术后2周、3个月、6个月采用Hertel眼球突出度计(苏州六六视觉科技股份有限公司)测量患侧眼与健侧眼的眼球突出度，并计算差值。以差值<2 mm定义为眼球内陷矫正，计算两组术后各时间点眼球内陷矫正率。④并发症发生情况：术后随访6个月，记录两组钛网松动、排斥反应、感染等并发症发生情况。

1.4 统计学方法 采用SPSS17.0统计软件。计数资料以率表示，组间比较采用χ2检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 钛网贴附情况 术后第2天三维CT检查结果显示，观察组CT矢状位上修复眶底的钛网呈“S”形，对照组CT矢状位上修复眶底的钛网呈弯向眶内的弧形。

2.2 术后复视改善情况 观察组术后2周、3个月、6个月复视治愈分别为6例(46.15%)、8例(61.54%)、9例(69.23%)，对照组分别为4例(33.33%)、5例(41.67%)、7例(58.33%)；观察组术后2周、3个月、6个月复视治愈率均高于对照组(P均<0.05)。

2.3 眼球内陷改善情况 术后2周，观察组眼球内陷矫正10例(76.92%)，对照组为8例(66.67%)，两组眼球内陷矫正率比较P<0.05。术后3、6个月，观察组眼球内陷矫正均为8例(61.54%)，对照组均为5例(41.67%)，两组眼球内陷矫正率比较P均<0.05。

2.4 并发症发生情况 两组随访中均未发生钛网松动、排斥反应、感染等并发症。

3 讨论

眼眶骨折手术时重建眼眶是临床治疗的难点，传统手术是术中根据缺损的大小和范围将板状的羟基磷灰石复合材料或Medpor修剪塑形，以修复眶壁缺损，但塑形并不十分精确且固定困难、易移位、手术难度大。金属材料钛网具有多孔结构，有利于肉芽组织贯穿，具有较强的抗感染能力[8]。从形态设计角度讲，正常眶下壁从球后向上呈30°隆起，下壁由外向内呈45°倾斜过度为内壁，解剖学研究认为，该结构特征对于维持眼球突出度十分重要[9,10]。AO预成型钛网按照眶内、下壁的生理形态，能够精确恢复眶壁的解剖形态，同时避开下斜肌起点和泪囊等结构，植入后可有效覆盖内、下壁骨折区，并可用钛钉固定于眶下缘中部，实现稳定的解剖复位，尤其适合广泛内、下壁骨折，是眼眶骨折的理想修复材料。与颅面外科常用的三维钛网比较，专为眼眶设计的预成形钛网优势明显，厚度仅有0.4 mm，术中不需行复杂的塑形和修剪工作，可节省手术时间，且修复更加精确[11,12]。但由于术中无法观察到骨折区域的立体形态，所以术者脑海中无法形成一个精确的骨折形状以便修剪和弯制钛网；狭小的手术空间使得在眶内尝试放入和对齐植入物的过程相当费时费力；由于术前对骨折形态无法精确把握，也导致该过程经常重复，对植入物需反复修剪，会增加手术风险并加重术后水肿，术者经验对疗效影响较大；同时眶壁复杂的解剖结构和形态也使得术中精确塑型和修剪钛网的过程非常困难，在无任何辅助工具的前提下达到真实还原眶壁的3D形态几乎是不可能的[13,14]。Metzger等[15]对12例患者采用计算机辅助制作个性化钛网进行眶壁重建，并在导航系统的帮助下完成钛网植入手术，眶壁重建的精确度可达到1 mm。本研究在传统手术方法基础上，利用3D打印技术制作个体化实体眼眶损伤模型，术前在模型上对钛网进行精确修剪，以提高预植入钛网与骨折缺损部位的契合度。本研究结果显示，观察组CT矢状位上修复眶底的钛网呈“S”形，与眶底正常解剖形态完全契合；对照组CT矢状位上修复眶底的钛网呈弯向眶内的弧形，没有达到恢复骨性眶腔结构的目的；说明个体化实体眼眶损伤模型能够更加精确地修复眼眶骨折。本研究观察组术后2周、3个月、6个月复视治愈率和眼球内陷矫正率均明显高于对照组，且两组均未发生钛网松动、排斥反应、感染等并发症；说明个体化3D打印眼眶模型辅助AO三维预成型钛网修复眼眶骨折效果较好，安全性较高。

综上所述，个体化3D打印眼眶模型辅助AO三维预成型钛网修复眼眶骨折的临床效果优于AO三维预成型钛网，且安全性较高。但3D打印费用较高，是阻碍其推广应用的主要原因。

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陈珺(E-mail： chenjuneye@163.com)

10.3969/j.issn.1002-266X.2016.48.024

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B

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2016-06-06)