3D打印辅助口内入路精准治疗下颌骨粉碎性骨折

吕继连 钟克涛 叶克强 张瑞

郑州大学附属郑州中心医院口腔颌面外科（郑州450007）

近年来随着交通事故增多，下颌骨粉碎性骨折持续增加，因其伤情严重，骨折类型复杂，手术是其主要的治疗方法，固定不当常出现下颌骨感染、坏死、下颌骨缺损等严重并发症［1-3］，患者多需二次手术，常伴明显的手术瘢痕形成，严重影响患者的身心健康。针对粉碎性下颌骨骨折，如何进行精确的复位固定，恢复正常的咀嚼功能，同时兼顾外形的美观，达到“面部无瘢痕”的手术效果是亟需解决的难题［4-5］。随着3D打印及数字化技术在颌面外科的应用，通过沿骨折断端分割、虚拟复位，3D 打印复位后的骨折模型，将重建钛板在复位模型上预弯制成形，和经口内切口入路行下颌骨粉碎性骨折的手术方式，都改变了传统经面部颌下皮肤入路的切口方式，实现真正意义上的下颌骨粉碎性骨折的功能重建及面部无痕的微创外科［6-7］。本研究41例粉碎性骨折患者中18 例行3D 打印及口内改良切口精准修复，获得了正常的咬合关系及良好的外形，同时通过口内切口，下颌骨粉碎性骨折实现个体化、精准、微创美容治疗效果。

1 资料与方法

1.1 一般资料收集2015年1月至2018年6月郑州大学附属郑州中心医院颌面外科应用3D 打印及口内改良切口精准修复下颌骨粉碎性骨折的患者41 例，其中男30 例，女11 例，年龄16 ～66 岁，平均（36.9 ± 11.8）岁，外伤后手术时间3 ～21 d。纳入标准：（1）患者入院后完善下颌骨64 排CT 检查，明确诊断为粉碎性骨折；（2）外伤后手术时间＜21 d 的非陈旧性骨折。根据自愿应用3D 打印技术原则，分为3D 组和对照组，3D 组男13 例，女5例，年龄16 ～62 岁，平均（36.4 ± 12.5）岁；对照组男17 例，女6 例，年龄17 ～64 岁，平均（37.1 ±11.2）岁；比较两组患者一般资料，差异无统计学意义（P＞0.05）。两组患者均签署知情同意书，并经过郑州市中心医院伦理委员会批准。

1.2 研究方法

1.2.1 术前准备患者术前均行详细体格检查，辅助三维CT 检查，分析骨折的部位及骨断端移位情况。3D 组术前通过拓萌医学图像处理软件（TM-MIS）对骨折块分割、根据镜像图像行骨折块虚拟复位，3D 打印骨折复位前后模型，术前在模型上行下颌骨重建钛板的预弯制塑形。对照组根据CT 确定骨折移位情况制定手术方案。

1.2.2 手术操作手术均采用全身麻醉，3D 组于病变侧下颌骨口内前庭沟黏膜下缘弧形切口，切开粘骨膜，剥离显露骨折断端，注意保护颏神经及下牙槽神血管经，按术前虚拟复位顺序将骨折块解剖复位后，以恢复正常的咬合关系为手术成功的金标准，重建钛板坚强内固定。对照组采用传统的颌下下颌骨下缘切口，骨折块复位后术中弯制钛板行骨折固定治疗。

1.3 疗效评定

1.3.1 术中观察指标比较两组患者的手术时间和术中出血量。

1.3.2 术后观察指标观察并记录两组术后手术切口愈合效果、面部有无瘢痕，是否伴有面瘫以及双侧下颌骨的对称性，由2 名临床医师采用双盲评定。

1.3.3 总体疗效评价指标根据患者术后不良反应及预后随访情况等将总体疗效分为三个等级。优：双侧左右对称，咬合正常，术后无感染等并发症；良：患者颌面部基本对称，咬合正常，术后感染经抗炎治疗好转；差：患者颜面左右不对称，术后发生感染，咬合差。其中优、良者为手术有效。

1.4 统计学方法采用SPSS 25.0 统计学软件进行统计分析，不服从正态分布的计量资料采用秩和检验检验，计量资料采用χ2检验，以P＜0.05 表示差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 术中观察指标3D 组与对照组相比，两组手术时间中位数分别为140、222 min，术中出血量中位数分别为100、200 mL。3D 组手术时间、术中出血量明显少于对照组（P＜0.05），见表1。

表1 下颌骨粉碎性骨折患者术中手术时间及术中出血量比较Tab.1 Comparison of intraoperative operation time and intraoperative hemorrhage in patients with comminuted fracture of mandible

2.2 术后观察指标所有患者术程顺利，术后咬合关系基本恢复良好，3D 组中术后1 例出现感染，面部均无手术瘢痕及面瘫症状，术后复查CT 示1 例下颌骨骨折断端对位、固位欠佳，双侧下颌骨不完全对称，经颌牵引后症状好转；对照组中术后10 例面部形成瘢痕，2 例出现暂时性面瘫症状，7 例双侧下颌骨不完全对称，经颌牵引后症状好转；3D 组与对照组相比，两组的面部无瘢痕百分率分别为100%、56.52%，术后无面瘫百分率分别为100%、78.26%，双侧下颌骨的对称性百分率分别为94.44%、69.56%，观察组术后无瘢痕率、面型及双侧下颌骨的对称性明显优于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），术后面瘫发生率差异无统计学意义（P＞0.05）。见表2。

表2 下颌骨粉碎性骨折患者术后并发症比较Tab.2 Comparison of postoperative complications in patients with comminuted fracture of mandible 例（%）

2.3 总体疗效评价相较于对照组，对照组有效率65.22%，3D 组总有效率94.44%，3D 组明显优于对照组（P＜0.05），见表3。

2.4 典型病例见图1。患者女，18 岁，因车祸致下颌骨骨折，查体：双侧颌面部不对称，张口轻度受限，上下颌牙前牙开合，后牙早接触，咬合关系紊乱；CT 示：双侧下颌骨体部多发粉碎性骨折，双侧髁状突外展移位。将术前螺旋CT 影像学资料，利用镜像及反求技术，骨折块分割虚拟复位，3D打印修复后个体化模型，预弯制重建钛板并塑形，口内切口实施手术，术后随访12 个月，患者上下颌牙咬合关系恢复正常，面部形态对称，治疗有效。

表3 比较两组患者治疗效果Tab.3 Comparison of treatment effect between the two groups 例

图1 患者手术前后的影像学及面像图片Fig.1 Image and facial image of patient before and after operation

3 讨论

3.1 重建钛板应用于下颌骨粉碎性骨折下颌骨粉碎性骨折因骨折块较多，骨折断端移位明显致骨断端不稳定，传统的小型钛板、单层皮质螺钉因存在固定强度不足、抗扭力性能差等问题，术后在功能负载下骨折断面易发生扭转及移动，常并发感染致手术失败［8-9］。下颌骨重建板固定强度高，能承受颌骨咀嚼功能的全部负载，每侧最少固定3 颗双侧骨皮质螺钉，螺钉固定在非感染部位［10］，可保持足够的稳定性。对于粉碎性骨折首次手术的治疗计划和方法尤其重要，选择重建板坚强内固定可达到稳定的固定效果。3D 组18 例下颌骨粉碎性骨折均采用重建钛板固定，术后创面均一期愈合，达到稳定的固位效果。

3.2 3D 打印及数字化技术应用于下颌骨骨折伴随科技进步，数字医学飞速发展，3D 打印技术是一种可以将三维重建图像转化为实体的新兴技术［11-12］，能够实现个性化、精准化的诊疗特点。3D打印技术联合三维重建将影像学数字诊疗信息转化为实体诊疗信息，实现了数字化诊疗的虚拟化到显示的跨越［13-14］。下颌骨骨折的治疗目标是对位骨折线、恢复正常的咬合关系及咀嚼功能。本研究中，通过数字化技术，术前行下颌骨骨折的虚拟复位，3D 打印骨折模型及虚拟复位后的模型，依据模型可以准确对骨折复杂情况有进一步的诊断依据，同时根据骨折情况设计骨折复位顺序、内固定装置的选择及放置位置，在体外预先对内固定装置塑形，可减少术中操作时间，提高手术效率［15］，同时从术后的观察指标中可以看出，本观察组18 例患者在咀嚼功能方面包括张口度、咬合关系、下颌骨动度、颞下颌关节稳定性方面达到良好的治疗效果。3D 打印技术的应用达到术前模拟、设计以及评估术后效果的一体化，极大提高了手术的安全性和精确性［16-17］。

3.3 口内改良切口应用于粉碎性下颌骨骨折的优点下颌骨粉碎性骨折骨折块呈不规则离断，骨折复位及固定操作困难，临床上多采用颌下切口，其优点是可以充分显露骨折断端，其缺点是手术切口较长，术后面部常形成手术瘢痕，严重影响患者的容貌美观［18］，随着患者对美容的要求提高，选择合理的手术入路，既要能充分显露骨折便于操作，又要达到美观的治疗效果，口内切口成为手术的首选［19］。3D 打印技术的出现，术前的重建钛板预弯制，使口内美容切口成为现实。本观察组的18 例手术均在术前数字化复位的基础上，行重建钛板的预弯制塑形，术中按照重建钛板的摆放位置行骨折断端可靠固定，传统的手术需在术中弯制重建钛板，不仅费时，同时为充分显露手术视野需行颌下较长手术切口，本观察组18 例患者均采用口内切口，术后面部均无瘢痕形成，对照组中10 例可见面部明显手术瘢痕形成，数字化技术及口内改良切口的出现改变了以往的口外颌下切口的手术方式，实现真正意义上的“面部无痕”的手术效果。

3.4 手术注意事项下颌骨粉碎性骨折首次手术方式和固定方式的选择及其重要，手术操作不当易发生感染坏死。总之，对粉碎性性下颌骨的手术治疗，首先要确保骨块血供［20］，其次要达到准确复位固定需要注意以下事项，包括：（1）下颌骨粉碎性骨折，术前根据镜像模型及数字化外科技术，进行下颌骨重建钛板的塑形和固定位置设计，术中以塑形的钛板为模板进行下颌骨骨折块的复位，可缩短手术时间；（2）采用口内改良的手术切口，可减少面部瘢痕的形成，符合目前患者对美容的追求效果；（3）术中注意确保骨块血供，勿过度剥离，注意恢复患者的咀嚼功能和面部外形，达到外形与功能的完美统一；（4）采用重建钛板坚强内固定术后可以保持骨折断端的稳定性，术后做好口腔护理，保持口腔清洁可游戏降低手术感染，创面达到一期愈合的手术效果。

综上所述，严重的粉碎性下颌骨骨折，术前的虚拟设计、重建钛板的预弯制塑形，术中的精确复位、固定，口内切口的应用，保持局部血管微循环等是手术成功的基本保障。因此合理设计手术，规范手术流程，避免术后感染的发生，是促进创面一期愈合的基础。同时3D 打印及口内改良切口应用于下颌骨粉碎性骨折，可以达到“面部无瘢痕”的手术效果，值得临床推广应用。