3D打印用于胫骨平台骨折辅助治疗的临床效果分析

邹 毅, 叶 茂, 何玲莉, 冷华伟

(贵州省安顺市中航302医院, 贵州 安顺, 561000)



3D打印用于胫骨平台骨折辅助治疗的临床效果分析

邹 毅, 叶 茂, 何玲莉, 冷华伟

(贵州省安顺市中航302医院, 贵州 安顺, 561000)

3D打印; 胫骨平台骨折; 辅助治疗; 临床效果

胫骨平台骨折通常为高能量损伤，多由道路交通事故或高处坠落引起，常伴有膝关节及周围组织不同程度损伤[1]。目前，临床对胫骨平台骨折的治疗以接骨板内固定手术为主，接骨板与骨面的匹配程度直接影响着治疗效果[2]。术前应充分了解胫骨平台骨折情况，进行全面的评估及规划，以便术中能准确、有效的复位和固定。近年来，3D打印技术逐步被应用到临床骨折治疗中，利用该技术可进行术前骨折复位、植骨内固定等模拟操作，为医师制定术前设计提供重要依据[3]。本院近年来利用3D打印技术辅助治疗胫骨平台骨折，取得了较好的临床效果，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2014年5月—2016年6月本院接受治疗的胫骨平台骨折患者76例，其中男49例，女27例; 年龄19～63岁，平均年龄(39.16±2.79)岁; 左侧35例，右侧41例; 损伤原因：交通事故48例，高处坠落17例，重物砸伤8例，摔伤3例; 按照Schazker分型: Ⅳ型34例, Ⅴ型25例, Ⅵ型17例; 按照CT分型：双柱骨折53例，三柱骨折23例; 所有患者均为闭合性骨折并择期手术，且均知情同意并签署知情同意书。排除病理性骨折，同一肢体多处骨折，合并神经、血管损伤者，膝关节脱位者及不能耐受手术者。根据患者治疗意愿将其分为观察组34例和对照组42例。2组患者在性别、年龄、损伤原因及骨折分型等一般资料方面比较，差异无统计学意义(P>0.05), 具有可比性。

1.2 方法

2组术前均接受X线、CT扫描等常规检查，对照组根据常规检查结果及患者临床症状制定手术治疗方案; 观察组则将骨折部位的CT扫描结果导入3D重建软件，构建胫骨平台骨折三维模型，利用3D打印技术打印出与实体1∶1等比例大小的胫骨平台骨折模型，并在3D打印模型上进行模拟手术，包括骨块复位、植骨设计、入路方式、接骨板植入数目等，根据模拟手术的数据及术前病情评估等制定手术方案。2组均接受骨折切开复位加接骨板内固定手术，且均由同一组经验丰富的医师施行，观察组均按照术前3D设计方案实施手术，其入路方式、接骨板长度及螺钉数目等均与术前设计方案一致。2组术后均进行6个月随访。

1.3 观察指标

记录2组手术时间、术中出血量及骨性愈合时间; 术后定期行X光片复查，观察膝关节恢复情况及手术并发症发生情况; 于手术前、术后3个月及术后6个月采用美国特种外科医院膝关节评分(HSS)量表对2组患者的膝关节功能恢复情况进行评价。HSS评分标准[4]: 优为HSS评分>85分，良为HSS评分为70～85分，可为HSS评分为60～69分，差为HSS评分<60分，计算2组优良率。

1.4 统计学分析

采用SPSS 19.0统计软件进行数据分析处理，符合正态分布的计量资料采用均数±标准差表示，计量资料采用t检验，计数资料采用χ2检验，当P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

观察组手术时间、术中出血量及骨性愈合时间依次为(101.17±6.35) min、(197.54±43.61) mL、(3.43±0.69)月，均显著优于对照组的(143.28±17.24) min、(262.17±38.72) mL、(4.26±0.57)月(P<0.05)。观察组手术前、术后3个月及术后6个月的HSS评分依次为(56.72±10.21)、(73.25±7.62)、(87.63±11.26)分，对照组依次为(57.09±9.86)、(68.46±8.95)、(79.33±9.84)分, 2组术后3、6个月的HSS评分均显著高于术前(P<0.05), 且观察者显著高于对照组(P<0.05)。6个月随访结束时，观察组Ⅳ型、Ⅴ型及Ⅵ型骨折手术恢复优良率均显著高于对照组(P<0.05), 见表1。随访期间，观察组发生创伤性关节炎1例，关节僵直0例，关节不稳1例，下肢深静脉血栓形成0例，总并发症发生率为5.89%; 对照组发生创伤性关节炎2例，关节僵直1例，关节不稳2例，下肢深静脉血栓形成1例，总并发症发生率为14.29%。2组并发症发生率无显著差异(P>0.05)。

表1 2组不同分型骨折手术恢复情况比较[n(%)]

与对照组比较, *P<0.05。

3 讨 论

胫骨平台骨折是临床常见的关节内骨折，约占所有骨折的1.3%[5]。胫骨平台骨折常合并半月板等软组织损伤，若治疗不及时或治疗不当可导致膝关节功能恢复障碍，甚至可能引发化脓性关节炎、深静脉血栓、畸形愈合或创伤性骨关节炎等并发症，影响患者生活质量[6]。目前，临床常采用以内固定为主的手术方式治疗胫骨平台骨折，但内固定效果与接骨板匹配程度密切相关[7]。有文献[8]报道，胫骨平台骨折预后与关节面的压缩程度、胫骨髁骨折线范围和分离程度、干骺端粉碎和分离程度、软组织的完整性有关。因此，为达到良好的手术效果，术前需充分了解胫骨平台骨折情况，准确对其分型，从而设计制定合理的手术治疗方案。目前，临床常采用Schazker分型方法对胫骨平台骨折进行分型, Ⅰ型为单纯外侧平台劈裂; Ⅱ型为外侧平台劈裂并压缩; Ⅲ型为单纯外侧平台压缩; Ⅳ型为内侧压缩; Ⅴ型为双髁骨折; Ⅵ型为平台劈裂延及干骺端，其中Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ型骨折常合并神经、血管损伤[9]。

近年来，为提高胫骨平台骨折术前手术方案设计的合理准确性, 3D打印技术逐步被应用到临床骨折辅助治疗中。利用3D技术可打印出1∶1仿真胫骨平台模型，可实现骨折部位的真实直观重现，利于医师掌握患者骨折严重程度，骨折分型及术前手术方案的制定[10], 同时医师还可以在3D打印模型上进行术前手术方案的模拟操作，包括手术入路方式，内固定方式等，以减少术中不必要的手术创伤，利于患者预后[11]。

本研究发现，采用3D打印辅助治疗的34例胫骨平台骨折患者的平均手术时间为(101.17±6.35) min, 平均术中出血量为 (197.54±43.61) mL，平均骨性愈合时间为(3.43±0.69)月，以上指标均优于采用常规检查手术治疗的患者。结果提示, 3D打印技术辅助治疗胫骨平台骨折可明显缩短临床手术时间，减少术中出血量，促进骨骼愈合，患者术后恢复较快。这与国内相关学者的研究报道结果一致[12]。

本研究表明，与术前比较, 2组术后3、6个月的HSS评分均显著提高，而且采用3D打印辅助治疗的患者术后3、6个月的HSS评分显著高于采用常规检查手术治疗的患者，这说明2组治疗后膝关节功能均有所恢复，而采用3D打印辅助治疗的胫骨平台骨折患者术后膝关节功能恢复更好。3D打印辅助治疗组在随访结束时的Ⅳ型、Ⅴ型及Ⅵ型骨折手术恢复优良率分别为87.50%、90.91%及57.14%, 显著高于常规手术治疗组77.78%、50.00%及20.00%。这说明3D打印技术治疗胫骨平台骨折的临床效果更好，利于患者术后恢复。左睿等[13]研究报道, 3D打印虚拟手术组患者术后HSS评分优良率为91%, 高于常规手术组的77%, 3D打印可提升胫骨平台骨折的临床治疗效果。本研究显示, 3D打印辅助治疗组和随访期间并发症发生率均较低，分别为5.89%和14.29%。张永飞等[14]对6例复杂性胫骨平台骨折患者临床应用3D打印技术诊治，发现3D打印技术可减少术后并发症的发生，利于患者预后。

综上所述, 3D打印技术辅助治疗胫骨平台骨折可减少术中出血量，缩短手术时间及骨性愈合时间，对提升胫骨平台骨折整体手术效果及术后膝关节功能良好恢复有重要作用。

[1] 张莹莹, 田京. 数字骨科学在胫骨平台骨折的应用[J]. 实用骨科杂志, 2014, 7(11): 183-184.

[2] 董乐乐, 郭鹏牟, 左强, 等. 3D打印骨折模型在胫骨平台骨折Schatzker分型中的应用[J]. 中国骨与关节损伤杂志, 2016, 31(8): 860-861.

[3] 王欣文, 张堃, 朱养均, 等. 3D 打印技术在复杂胫骨平台骨折治疗中的临床应用[J]. 实用骨科杂志, 2015, 21(10): 887-890.

[4] 张计超, 宁宇, 王向前, 等. 3D打印技术在复杂胫骨平台骨折中的应用[J]. 生物骨科材料与临床研究, 2015, 12(6): 26-28.

[5] 段宏, 高辉, 郭晓东, 等. 组织工程与骨关节损伤: 置换与修复[J]. 中国组织工程研究, 2015, 19(48): 7831-7831.

[6] 郑锋, 余正希, 陈宣煌, 等. 基于数字化设计和3D打印胫骨近端骨折内固定的关键技术[J]. 中国组织工程研究, 2016, 20(26): 3837-3842.

[7] 陈宣煌, 张国栋, 林海滨, 等. 基于3D打印的胫骨近端骨折标准件库钢板数字化内固定[J]. 中国修复重建外科杂志, 2015, 11(6): 704-711.

[8] 李岩, 袁志. 3D打印成型技术在复杂pilon骨折中的应用[J]. 中华创伤骨科杂志, 2016, 18(1): 42-46.

[9] 杨龙, 王建吉, 孙琦, 等. 胫骨平台骨折植入物内固定修复中3D打印技术的辅助应用[J]. 中国组织工程研究, 2016, 20(13): 1904-1910.

[10] 刘欣伟, 于海龙, 韩天宇, 等. 3D打印技术在胫骨畸形矫形手术中的应用[J]. 解放军医药杂志, 2015, 27(11): 26-28.

[11] 黄华军, 张国栋, 欧阳汉斌, 等. 基于3D打印技术的复杂胫骨平台骨折内固定手术数字化设计[J]. 南方医科大学学报, 2015, 9(2): 218-222.

[12] 何志勇, 张擎柱, 林影影, 等. 传统手术与应用3D打印技术后手术治疗复杂胫骨平台骨折的疗效比较[J]. 中国矫形外科杂志, 2016, 24(8): 682-686.

[13] 左睿, 孙永建, 吴毅, 等. 3D打印与虚拟手术设计在复杂胫骨平台骨折手术治疗中的应用[J]. 中国骨与关节损伤杂志, 2016, 31(4): 369-372.

[14] 张永飞, 李仁增, 段德胜, 等. 3D打印技术在复杂胫骨平台骨折治疗中的应用[J]. 中国骨与关节损伤杂志, 2015, 30(12): 1321-1322.

2016-12-20

R 683

A

1672-2353(2017)11-138-03

10.7619/jcmp.201711044