3D打印技术辅助治疗高能量Pilon骨折的临床分析

杨航 ，焦竞 ，王俊文

1.江汉大学，湖北武汉 430056；2.江汉大学医学院，湖北武汉 430056；3.武汉市第四医院骨科，湖北武汉 430033

高能量Pilon骨折的典型特征为干骺端出现压缩与粉碎性骨折、胫距关节面的高度稳定性差、负重轴线被损坏等。是一类程度严重的创伤，临床上常见于高空坠落或车祸、外伤所致。踝关节功能的恢复与关节面平整度的修复成为其治疗重点与难点。传统的内固定手术视野暴露不充分，强调手术医师熟悉细微解剖，又由于个体差异的存在，加之出血量较多、手术时间长，故该技术的成功率受限。近年来临床上观察到3D打印技术可显著改善治疗方案、优化疗效，近年来在骨科疾病治疗中的应用逐渐推广。该研究主要目的是观察和分析 3D打印技术辅助治疗高能量Pilon骨折的临床疗效。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取该院2015年1月—2016年12月间收治住院的42例高能量Pilon骨折患者。剔除基础疾病复杂、肿瘤患者、免疫缺陷患者，最后共选择42例入组，成为研究对象。将其完全随机分为对照组与研究组。对照组中男:女为 10∶11，平均年龄为（40.4±3.2）岁；研究组的男女比例为 9∶12，平均年龄为（38.4±3.4）岁。 两组患者的一般资料相比，差异无统计学意义（P＞0.05），存在可比性。

1.2 方法

入组患者术前均需改善一般状况，处理局部皮肤情况，常规行跟骨牵引术。使用甘露醇缓解肢体肿胀，调整控制内科疾病，排除手术禁忌证。术前均摄踝关节正、侧位X线片，以及踝关节CT平扫+三维重建，从不同层面和角度全面评估骨折情况，了解骨折块移位、塌陷及骨质缺损状况。研究组的患者首先按CT平扫结果，经调整格式后，输入至mimics19.0软件，建立骨折三维模型，把不同的骨折块分别标记清晰，根据骨折块结构的移位状况与骨折后的情况，模拟手术过程，把复位成功的数据导入至3D打印系统，通过3D打印重建出等比例的骨折实体模型。根据实体模型选择最为合适的内固定方式，预弯塑形。完善术前准备，术中需充分展示患者骨折部位，恰当复位骨折块，并放置预处理钢板；对照组患者使用传统切开复位内固定方式，复原骨折块。

1.3 研究指标

①手术前后踝关节功能活动度：参考Olerud-Molander评分标准，活动度越大，分值越高[1]。

②术中、预后情况:包括手术时间、术中出血量、术后骨折愈合时间。

1.4 统计方法

采用SPSS 22.0统计学软件对数据进行分析处理，计量资料以均数± 标准差（±s）表示，采用 t检验；P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

术前两组患者踝关节功能活动度评分相比，差异无统计学意义（P＞0.05）；手术后，研究组评分高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表1；研究组的手术时间、术中出血量、骨折愈合时间均少于对照组（P＜0.05），差异有统计学意义，见表2。

3 讨论

高能量Pilon骨折系临床上常见的多因突发的高能量创伤所致的骨外伤疾病，是胫骨远端合并腓骨远端的复杂性骨折，伴关节面受累。值得注意的是，此类型骨折更容易出现各种并发症，致残率显著，对患者的生活质量造成巨大的影响[1]。这是因为此型的骨折切断了骨质的血供保障，关节滑膜、软骨、关节面也出现原发性损伤，且骨量的丢失严重，较大提高了治疗难度系数，因此充分完善术前准备是改善预后的必要条件。骨折患者患处局部组织渗出增多，出现张力性水疱或大疱,这是因为软组织可出现不同程度的挫伤所致。在积极保护软组织的基本处理后，复原胫骨远端的粉碎关节面，对干骺端的骨缺损充分植骨，尽可能提高关节面的平整程度成为治疗的关键。唐盛辉等学者提出：在骨外伤患者完成内固定术后，如能尽早下床活动，锻炼踝关节，可明显降低并发症的发生率[2-3]，故如果手术精准度更高，创伤就越小，患者更愿意遵医嘱尽早功能锻炼，改善疾病预后，提高生活质量。

表1 手术前后踝关节功能活动度[（±s），分]

表1 手术前后踝关节功能活动度[（±s），分]

组别 术前 术后对照组（n=21）研究组（n=21）t值P值71.3±11.4 71.6±11.0 0.053 0.958 82.4±8.1 90.3±7.3 3.690 0.001

表2 两组患者手术情况对比（±s）

组别 手术时间（min）术中出血量（mL）骨折愈合时间（周）对照组（n=21）研究组（n=21）t值 P值85.47±13.65 51.22±4.73 10.585 0.000 145.97±13.49 93.64±10.28 10.398 0.000 18.32±1.26 14.95±1.21 4.371 0.000

X线片与CT平扫是过往常用的辅助检查，可呈现比较完整的骨折块移位的状况,但无法直观与立体地表达，从而对手术方案的评估与执行的精准性造成影响，对手术成功率不利。3D打印技术是使用塑料、金属等多种材料，采用逐层采集-打印的模式，通过构造出同等大小的人体骨骼系统，协助医师更完整、直观地了解病变的部位及其细节，能进行术前演练备案，从而强化手术方式的合理性。同时也能很大程度减少手术失败率，减少手术时间，避免多次术中透视，更能控制患者的出血量[4-5]，对患者潜在的身体影响也可尽量减小。另外，在术前患者、家属谈话时，3D模型更加直观、立体地呈现病情，此时讲解病情与治疗计划，患方也更易理解、沟通也更顺利，可从患者角度考虑问题，从而改善医患关系。再者，治疗前后分别使用3D打印技术建立患处模型进行对照，可更直接地评判治疗效果，也能指导医师进一步的治疗计划[6-7]。综上所述，此技术受益于医患双方，因此在骨外科，特别是在针对复杂性骨折和粉碎性骨折的诊疗中，应用范围正逐步推广。

在该次研究中，对照组采用传统的切开复位固定手术，研究组采用3D打印技术辅助治疗，结果对比明显，研究结果表明:3D打印技术辅助治疗高能量Pilon骨折较传统术式更能缩短手术时间，控制出血量，缩短术后骨骼愈合时间，提高临床疗效，改善预后，也有利于改善医患沟通，值得临床推广。

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[2]唐盛辉，孙永建，赵汉民，等.3D打印技术辅助治疗高能量Pilon骨折的临床应用[J].中国矫形外科杂志，2015，23（22）：2042-2046.

[3]李新春，康麟，庞渊.3D打印技术在Pilon骨折手术治疗中的应用[J].新疆医科大学学报，2015，38（4）：471-473.

[4]李攀，李让贤，夏兴平，等.3D打印技术在复杂Pilon骨折治疗中的应用[J].实用骨科杂志，2016，22（10）：939-942.

[5]韩曼曼，乌日开西·艾依提，滕勇，等.3D打印技术在足部骨折辅助手术中的应用研究[J].机械设计与制造，2016，54（10）：36-40.

[6]彭昊，覃巍，廉凯.延期有限内固定结合外固定支架对高能量Pilon骨折患者关节功能的影响[J].骨科，2015，6（6）：310-313.

[7]刘鹏.锁定加压钢板与解剖钢板内固定修复Pilon骨折的疗效分析与研究[J].中国继续医学教育，2016，8（36）：88-90.