3D打印技术在骨盆髋臼骨折外科治疗中的应用价值

穆卫庐 常军英 贾东昭 付强 冯建书 侯卫星 王彦志 李炎 邢兆国 李琦军

骨盆髋臼骨折是一种较为常见的高能量损伤性骨折，多较为严重，其治疗是一大难题。在骨盆髋臼骨折治疗中，骨折程度评估、术前计划和手术方案制定依靠术者个人经验和影像学资料，目前多根据二维影像学资料对骨盆髋臼骨折情况进行综合评估。骨盆髋臼结构复杂性和骨折类型多样性导致该部位骨折难以应用解剖钢板进行固定治疗[1]。为使钢板与骨盆髋臼贴合，术者需对钢板进行弯折，然而在术中进行钢板反复弯折不仅会延长手术时间，还会导致钢板强度降低，影响钢板与骨盆髋臼贴合，局部应力集中，从而导致钢板断裂[2]。而在术前应用3D打印技术对骨盆髋臼骨折三维结构和形态进行还原，通过三维图像和模型进行虚拟复位，提前制定全面的手术方案，对骨盆髋臼骨折治疗预后有很好的应用价值和意义[3]。本研究对2017年1月至2017年6月在石家庄市第三医院接受治疗的32例骨盆髋臼骨折患者在外科治疗中应用3D打印技术，取得满意效果，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2017年1月至2017年6月在我院接受治疗的32例骨盆髋臼骨折患者为观察对象，其中男20例，女12例，年龄21～58岁，平均为(35.82±4.93)岁；双侧骨折11例，左侧髋部骨折13例，右侧髋部骨折8例。损伤原因主要为车祸伤、高空坠落伤和重物压砸伤，其中3例合并尿道损伤，2例合并休克，7例合并股骨头软骨面损伤。所有患者均为闭合性骨盆髋臼骨折，且均在伤后1周内接受治疗。

1.2 方法

术前对患侧骨盆进行CT三维重建，采用MakerWare软件将模型转换为3D打印机可使用的模式，对骨盆进行模型构建并保存为STL格式后传递给3D打印机，加热溶解多聚赖氨酸，并通过喷头进行累积成型，熔融沉积成型后得到同比例的骨盆髋臼骨折模型[4]。观察模型，结合软件对骨块进行分析，同时对关节面塌陷情况进行测量，并进行手术入路、骨折复位、钢板置入部位、钢板塑形、螺钉进入方向和位置等的设计[5]。针对使用拉力螺钉部位设计3D打印导板，然后进行模型构建，根据手术方案在模型上置入钢板和螺钉。在对手术方案有充足的把握后，结合患者病情状况，按照设计进行手术操作[6]。

术中及术后对患者进行抗感染治疗，切口放置相应的负压引流，术后2周进行下肢肌肉收缩训练，2周后行髋关节屈伸活动锻炼，术后1个半月进行不负重行走，术后3个月根据情况弃拐行走。术后随访观察患者手术相关指标和骨盆髋臼骨折恢复情况。采用Matta分级评价髋臼骨折复位情况[7]，采用改良Merle D’Aubigne and Postel评分系统评估髋关节功能恢复情况。

1.3 统计学方法

采用SPSS 23.0软件进行统计学分析，计量资料应用平均值±标准差表示。

2 结果

所有患者手术时长为62～128 min，平均为(83.21±10.37) min，术中出血量为230～840 mL，平均为(411.35±63.20) mL。

所有患者在术后均未出现切口感染、固定松动和骨折延迟愈合等并发症，骨折愈合时间为10～17周，平均为(12.76±1.01)周。

所有患者随访时间为24～32个月，Matta评级为优19例，良9例，可4例，改良Merle D’Aubigne and Postel评分为(16.26±2.35)分。术后随访X线检查显示，所有骨折均愈合良好。

典型病例：患者男性，25岁，车祸致右侧髋部严重断裂性骨折，术前进行模型构建，将钢板预弯，术中对患者进行骨折复位，置入钢板和螺钉，在C形臂X射线机的引导下，确定复位良好、钢针位置正确且钢板与骨盆贴合后，缝合切口并做好切口感染防控，术后3个月X线片显示骨折愈合良好(图1)。

图1典型病例 a. 术前骨盆正位X线片 b. 3D打印模型和导板 c、d. 术中C形臂X射线机引导 e、f. 术后右侧闭孔位、髂骨位X线片

3 讨论

在骨盆髋臼骨折内固定治疗中，内固定质量、骨折复位效果和创伤严重程度是决定预后的关键因素。骨盆髋臼作为身体承重的重要部位，可维持身体稳定性。骨折类型和病情严重程度决定了手术方案和治疗效果。骨盆髋臼骨折属于高能量损伤，对旋转垂直不稳定型骨盆髋臼骨折采用保守治疗效果欠佳，此类骨折需手术治疗，但手术操作难度较大，术后效果难以预估。术中由于坐骨大切迹部位区域暴露困难，周围有血管及神经分布，没有合适的匹配钢板，固定难度高，术后并发症发生率也相对较高。骨盆髋臼骨折为关节内骨折，骨折解剖复位非常重要，尽可能地恢复髋关节稳定性，保持头臼关系，可减少术后并发症。

应用3D打印技术可在术前进行手术方案规划，术前精确测量能减少术中钢板反复预弯次数，并对螺钉位置和置入深度等提前预估，从而缩短手术时间，提高手术质量，降低术后感染发生率[8]。与传统的依赖于术者个人经验在大脑中进行模拟修复相比，3D打印技术治疗髋臼骨盆骨折更具科学性，同时术前实体模型可全面掌握患者病情，加深患者和家属对病情复杂性的了解，使治疗方案得到理解和配合。

对于骨盆髋臼骨折，术前应用3D打印技术能在减少手术时间和出血量的同时，提高骨折治疗效果，为骨盆髋臼骨折治疗提供指导。