3D打印椎间融合器在脊髓型颈椎病椎间盘摘除减压融合内固定术的应用效果*

吴敏飞王洋 矫健航 张善勇 任鹏飞

（吉林大学第二医院脊柱外科，长春130041）

颈椎病是骨科常见的慢性损伤性疾病，是由于颈椎间盘退行性改变，导致邻近组织受到刺激和压迫而引起的相关症状和体征，其发病因素包括创伤、劳损、炎症、畸形、退变，其中椎间盘退行性病变是最主要的发病因素[1]。目前相关研究发现颈椎病患病年龄不断低龄化，青少年患病率不断增加，已成为严重影响人民健康和生活质量的疾病之一[2]。由于颈椎解剖学的特殊性和复杂性，选择治疗方式时必须考虑保护神经和维持患者正常功能，目前，颈椎前路减压植骨融合术是临床上常用的手术方法，该术式可明显解除患者神经压迫等症状，并可在一定程度上实现颈椎的稳定性，关于植入骨块的选择，相关指南认为自体髂骨是减压融合术的理想材料[3]。但随着科技的发展和医学的不断进步，患者的对生活质量的要求越来越高，而传统植骨材料可发生如植入体移位、疼痛等相关并发症[4]。3D打印是一种以数字模型文件为基础，并使相关材料按照一定路径逐层堆积成形的技术，随着3D打印技术在医学领域的不断发展，现已广泛应用于关节置换、骨折内固定等手术，不仅可以更加完美地实现个性化治疗，还能最大限度地恢复颈椎的生理功能[5]。本研究回顾性分析2015年2月至2017年6月收治的脊髓型颈椎病手术患者65例，根据患者意愿选择植入材料类型，探讨3D打印椎间融合器在脊髓型颈椎病椎间盘摘除减压融合内固定术的应用效果，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料

纳入标准：①符合脊髓型颈椎病诊断标准，参见《颈椎病诊断疗效标准》[6]；②单关节病变并压迫脊髓和神经；③经非手术治疗半年以上但效果不明显；④住院及随访期间资料齐全。排除标准：①非颈椎病引起的脊髓损伤者；②非单关节病变者；③有严重心肺和其他系统疾病，无法进行手术者；④椎管狭窄者；⑤对本研究植入物过敏者。

根据上述纳入排除标准，共纳入2015年2月至2017年6月收治的脊髓型颈椎病手术患者65例，根据患者意愿选择植入骨块类型，其中采用3D打印椎间融合器的30例为试验组，采用普通异体骨块的35例为对照组。两组患者性别、年龄、病程、颈椎病类型、等一般资料无统计学差异（P＞0.05，表1）。

1.2 手术方法

术前进行MRI和CT等检查，获取影像学资料，导入相关系统重建颈椎三维模型，将建立的三维模型导入3D打印机并用微孔金属材料打印出来。手术常规消毒铺巾，由浅入深切开组织，摘除病变椎间盘，试验组植入3D打印融合器，对照组植入普通骨块，确认固定良好后，缝合组织。

表1 两组患者一般资料对比（±s）

表1 两组患者一般资料对比（±s）

组别对照组（n=35）试验组（n=30）t/χ²值P值性别男23 19 0.040 0.841女12 11年龄（岁）45.9±2.1 46.4±2.5 0.861 0.412病程（年）2.61±0.23 2.57±0.16 0.823 0.414病变节段C3/4 13 11 0.020 0.992 C4/5 10 9 C5/6 12 10

1.3 观察指标

比较并分析两组患者手术时间、住院时间、术中出血量和术后并发症发生情况。术后3个月、6个月、1年随访颈椎X线片和CT，观察两组患者生理曲度，用Cobb角差值比较表示，椎体前缘高度（height of anterior bone,HAB）和椎体后缘高度（height of posterior bone,HPB）。并参考日本矫形外科制定的评分表（JOA）评价术前及术后神经功能。

1.4 统计学方法

采用SPSS 19.0软件进行统计学分析，计量资料以均数±标准差表示，比较采用配对t检验或独立样本t检验，计数资料以率的形式表示，比较采用χ2检验或秩和检验，P＜0.05为有统计学差异。

2 结果

2.1 两组患者手术时间、住院时间、术中出血量情况

试验组患者手术时间、住院时间、术中出血量均小于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05，表2）。

2.2 两组患者术后并发症比较

试验组术后并发症2例，发生率为6.7%（2/30），对照组术后并发症9例，发生率为25.7%（9/35），组间差异有统计学意义（χ2=4.170，P=0.041，表3）。

2.3 两组患者不同时间段生理曲度差值比较

两组患者不同时间段生理曲度差值随距离手术时间延长而减小，同时间段试验组生理曲度差值小于对照组（P＜0.05，表4）。

2.4 两组患者HAB比较

两组患者不同时间段HAB随距离手术时间延长而减小，同时间段试验组HAB小于对照组（P＜0.05，表5）。

2.5 两组患者HPB比较

两组患者不同时间段HPB随距离手术时间延长而减小，同时间段试验组HPB小于对照组（P＜0.05，表6）。

表2 两组患者手术时间、住院时间、术中出血量情况（±s）

表2 两组患者手术时间、住院时间、术中出血量情况（±s）

组别对照组（n=35）试验组（n=30）t值P值手术时间（min）104.7±5.6 83.5±5.8 19.972 0.000住院时间（d）10.6±1.0 8.5±1.7 5.860 0.000术中出血量（ml）103.6±5.8 84.7±4.9 14.133 0.000

2.6 两组患者JOA评分

两组患者术前JOA评分差异无统计学意义（P＞0.05，表7），手术即时、术后3个月、术后6个月、术后1年试验组JOA评分小于对照组（P＜0.05，表7）。

3 讨论

脊髓型颈椎病是一种慢性退行性病变，也是临床常见病、多发病，主要临床症状表现为感觉障碍、运动障碍、植物神经功能障碍、各种损伤综合征，如手足麻木、腱反射异常、排尿困难等，严重影响患者的身体健康和生活质量[7,8]。目前治疗方法主要有药物治疗、针灸治疗、手术治疗，其中，手术治疗是主要的治疗方式[9]。颈前路减压植骨融合手术能恢复椎间隙高度、减轻压力，稳定性强，具有创伤小、恢复快、疗效好等优点，是目前临床常用的手术入路[10]。而对于植入材料的选择，目前有自体骨、异体骨、肽网、人工椎间盘等，无论哪种材质都存在因植入物与人体正常组织配合不好而导致的稳定性差等问题[11]。因此，植入模型大小和形状等与术后的恢复密切相关，3D打印可以实现预先定制与患者解剖和功能匹配度良好的植入模型，使植入模型与字体组织接触面更大、融合性更好，使患者的手术满意度和生活质量提高[12]。

表3 两组患者术后并发症比较

表4 两组两组患者不同时间生理曲度差值比较（±s，°）

表4 两组两组患者不同时间生理曲度差值比较（±s，°）

组别对照组（n=35）试验组（n=30）t值P值术后即时-术前8.1±0.8 7.7±0.9 2.234 0.028术后3个月-术后即时2.0±0.3 1.6±0.4 4.083＜0.001术后6个月-术后3个月1.3±0.4 0.9±0.3 4.661＜0.001术后1年-术后6个月0.78±0.2 0.5±0.1 7.414＜0.001

表5 两组患者HAB比较（±s，mm）

表5 两组患者HAB比较（±s，mm）

组别对照组（n=35）试验组（n=30）t值P值术后即时-术前4.5±0.7 3.9±0.9 3.293 0.002术后3个月-术后即时3.7±0.5 3.0±0.5 5.479＜0.001术后6个月-术后3个月2.5±0.3 2.2±0.4 4.572＜0.001术后1年-术后6个月1.4±0.3 0.9±0.4 5.456＜0.001

表6 两组患者HPB比较（±s，mm）

表6 两组患者HPB比较（±s，mm）

组别对照组（n=35）试验组（n=30）t值P值术后即时-术前3.2±0.4 2.5±0.6 5.276＜0.001术后3个月-术后即时2.5±0.3 2.0±0.4 5.337＜0.001术后6个月-术后3个月1.5±0.3 1.1±0.5 4.445＜0.001术后1年-术后6个月1.0±0.3 0.6±0.2 5.935＜0.001

表7 两组患者JOA评分（±s，分）

表7 两组患者JOA评分（±s，分）

组别对照组（n=35）试验组（n=30）t值P值术前5.5±0.4 5.7±0.5 0.504 0.616术后即时8.6±1.4 12.7±1.8 10.433＜0.001术后3个月12.7±2.1 15.7±2.8 4.860＜0.001术后6个月17.7±2.0 19.7±2.2 3.912＜0.001术后1年20.5±3.5 25.7±4.0 5.557＜0.001

通过分析数据，我们可以发现3D打印融合器组患者手术时间、住院时间、术中出血量均小于普通骨块组，并且3D打印融合器组术后并发症2例，对照组术后并发症9例，普通骨块组并发症率6.67%，试验组并发症率25.71%。说明相比于普通骨块，植入3D打印融合器能明显减少患者手术时间、住院时间、术中出血量和术后并发症。3D打印融合器疗效明显优与普通骨块，普通骨块的植入需在手术过程中反复测量骨槽的大小，从而选择合适的骨块植入，并且在植入过程中有可能因为测量误差等重复多次植入，从而对自身组织造成一定损伤，影响术后恢复，术后并发症也增加，所以患者手术时间和住院时间均比3D打印融合器组长，术中出血量和术后并发症增加[13,14]。而3D打印的融合器可提前制定好与骨槽贴合紧密，匹配良好的骨块，可以充分避免术中出血多、手术时间长、并发症多等问题。

通过术后随访发现，两组患者同时间段生理曲度差值均减小，试验组不同时间段生理曲度差值小于对照组，并且两组患者同时间段HAB、HPB差值均减小，试验组不同时间段HAB、HPB差值小于对照组，表明患者生理曲度和椎间隙高度逐步得到恢复，3D打印融合器组患者的恢复程度明显大于普通骨块组。并且两组患者术前JOA评分差异无统计学意义（P＞0.05），手术即时、术后3个月、术后6个月、术后1年试验组JOA评分大于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），证明植入3D打印融合器可更明显缓解患者神经受压症状，促进术后神经功能的恢复。由于3D打印融合器实现了与损坏椎间隙的完美匹配，更加适应颈椎特殊的生理前突弧度和前窄厚宽的形状，使患者术后神经受压症状明显缓解，颈椎的活动性更佳，稳定性更强，从而使颈椎的曲度和生理高度逐渐恢复[15]。

综上，植入3D打印融合器能明显减少患者手术时间、住院时间、术中出血量和术后并发症，逐步恢复患者生理曲度和椎间隙高度，可更有效地缓解患者神经受压症状，促进术后神经功能的恢复。