微血管吻合器结合3D打印数字化手术导板在下颌骨重建中的应用

袁宗毅 赵 漾 周翊飞 明华伟 张兴安 王华东 李 婷 韩新生 谭小尧▲

1.四川省南充市中心医院 川北医学院第二临床医学院口腔颌面外科，四川南充 637000；2.川北医学院附属医院麻醉科，四川南充 637000；3.四川省阆中市人民医院口腔科，四川阆中 637400

头颈部肿瘤切除术后颌骨缺损修复是口腔颌面外科医师面临的难题[1-2]。近年来，随着CAD和CAM及三维（3D）打印技术的发展，已有学者使用手术导板辅助手术[3-5]。在手术导板的引导下进行下颌骨重建，缩短了手术时间，减小了手术创伤，降低了供区并发症，且提高了下颌骨重建的精确性[6-9]。微血管吻合器在欧美国家已成为吻合微小血管的常规方法。近年来在国内的应用日渐增多，得到了广泛认可[10-12]。本研究通过比较两组患者原发灶截骨所需时间、腓骨瓣塑形时间、静脉吻合所需时间、术中吻合口漏血情况、术后皮瓣存活情况、术后患者张口度恢复情况探讨微血管吻合器联合3D打印数字化手术导板（virtual surgical palate，VSP）在颌骨肿瘤切除同期下颌骨重建中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集2017年8月至2019年8月南充市中心医院口腔颌面外科下颌骨肿瘤70例患者的相关资料，术前交流手术方式，讲明VSP及微血管吻合器的优缺点后，符合本研究纳入及排除标准的患者，选择使用VSP及微血管吻合器的纳入VSP+吻合器组，选择传统手术不使用导板且要求手工缝合血管的纳入对照组，其余情形（如要求使用3D打印数字化导板及手工缝合血管）患者排除本研究；最终VSP+吻合器组和对照组各纳入30例，共60例患者。两组患者一般资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。见表1。

1.2 纳入及排除标准

纳入标准：术前检查适合手术治疗、术区需行下颌骨节段性切除、接受术前数字化外科重建及导板制作、接受血管化腓骨肌/皮瓣修复的患者。

排除标准：拒绝术前行数字化外科重建导板制作者、术区既往有手术、放疗史者，伴有糖尿病病史者，伴有高凝状态者，下肢深静脉血栓者，下肢功能障碍者，远处器官转移者。

1.3 术前准备

术前所有患者术区进行CT扫描后获得DICOM格式数据，详实记录患者原发灶及供区的数据信息，其中VSP+吻合器组进行三维建模，重建下颌骨与腓骨三维数字模型，利用专用的数据处理软件对数据进行分析重建（图1a），根据健侧下颌骨曲面形态及牙列镜像患侧复原模型，镜像对患侧进行数字化三维重建，构建3D的骨骼虚拟模型。在此基础上进行虚拟手术设计，设计术中使用的截骨导板（图1b），模拟重建之后下颌骨外形（图1c）在3D打印模型对重建板进行术前预弯，通过3D打印制备手术中使用的手术导板，消毒备用。

由于血管存在变异，术前血管检查定位和术中微血管解剖吻合技术是皮瓣吻合成功的重要环节，本研究中所有病例术前均进行供区血管彩色多普勒超声检查，检查内容包括血管通畅度，以及是否存在血管畸形。结合术中探查结果对穿支血管进行定位，初步确认营养血管后设计切取皮瓣的大概范围，并于体表做出标记。

表1 两组一般资料比较

图1 三维数字模型

1.4 手术方法

1.4.1 肿瘤切除及腓骨瓣制取 VSP+吻合器组患者及对照组患者均由两组医师同时进行手术，一组负责原发灶切除，另一组负责腓骨肌皮瓣的制备。VSP+吻合器组患者在数字化手术导板辅助下确定截骨区域，完成重建板固定孔位制备后按照术前设计切除下颌骨病变，在术前设计位置安放重建板并固定，完成后在预定位置制备受植区血管；根据术前设计取骨长度和范围，在数字化手术导板的引导下制备血管化腓骨肌（皮）瓣（图2），骨瓣制备完成后用含有稀释的低分子肝素钠（Vetter Pharma-Fertigung GmbH & Co.KG，进口药品注册号：H20170037）及盐酸利多卡因注射液（河北天成，国药准字H13022313）盐水纱布包裹，骨瓣血管蒂周围保留2 cm以上结缔组织，根据骨瓣术前模拟设计利用3D打印导板，结合术中情况和重建板外形对腓骨瓣进行分段及塑形，骨块固定后检查确认重建后的髁突在关节窝内的位置。对照组患者常规暴露术区后于肿瘤外正常组织内（良性肿瘤0.5 cm，恶性肿瘤2 cm）直接截骨，根据术前CT影像检查判断腓骨切取范围，制备腓骨瓣后结合术区情况手工弯制重建板或者钛板，手工对腓骨进行塑形，并根据术区情况适当调磨。

1.4.2 营养血管的准备 对血容量进行扩容后，将受区及供区血管断端周围1 cm内血管表面的纤维、脂肪组织修整干净，修整血管外膜，以使血管断端平整。

1.4.3 血管吻合 VSP+血管吻合器组患者手工

图2 腓骨肌皮瓣制备完成

图3 血管吻合器吻合血管

9-0血管吻合线缝合动脉，微血管吻合器吻合静脉。对照组动静脉均使用9-0血管吻合线吻合，两组患者均吻合一根动脉一根静脉。血管蒂进行端端吻合时，供血动脉常选用面动脉、甲状腺上动脉，静脉常选用颈内静脉、面总静脉、面静脉及颈外静脉等（图3）。

1.5 术后处理及随访

切口处放置负压引流，勿加压包扎，密切观察皮瓣颜色、是否肿胀，必要时利用毛细血管充盈试验、Doppler超声血流探测以及皮肤对针刺的出血反应判断皮瓣血流情况。术后常规使用低分子右旋糖酐（四川科伦，国药准字H51020230）每日500 ml及抗生素静脉滴注5～7 d。使用地塞米松磷酸钠注射液（国药集团容生制药有限公司，国药准字H41020036）静脉注射3 d抗炎消肿，术后前3 d观察皮瓣血运1次/h，4 ～ 7 d每4小时观察皮瓣血运1次。记录出现血栓的血管数量。对于出现血管危象的皮瓣，首先判断血管危象的类型，再通过检查分析原因，总结经验和教训。

所有病例于术后1、3、6个月复诊，评估患者术后功能恢复情况，主要包括患者面部外形、咬合功能及以咀嚼为主的包括吞咽、语音等功能的恢复情况。术后6个月进行头部螺旋CT的检查。术后6个月复查时记录患者的张口度恢复情况。

1.6 观察指标及评价标准

术中记录两组患者血管吻合的时间，通过比较两组患者术中截骨所用时间、腓骨塑形所用时间、吻合静脉血管所需时间及血管吻合后即时吻合口漏血情况评估微血管吻合器在提高手术效率及手术质量方面的价值；术后2周内通过B超检查患者腓骨瓣血供情况，并记录患者腓骨肌/皮瓣存活情况，通过比较两组患者术后出现组织瓣坏死情况评估微血管吻合器在提高显微外科血管吻合成功率方面的价值；术后6个月记录患者张口度，通过患者术后张口度恢复情况评估3D打印数字化导板对下颌骨精确修复的应用价值。

1.7 统计学分析

采用SPSS l7.0统计学软件对本研究数据进行分析，计量资料以（）表示，采用t检验，计数资料以[n（%）]表示，采用χ2检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

VSP+吻合器组在术中截骨时间与对照组比较，差异无统计学意义（P=0.771），但VSP+吻合器组在腓骨塑形所需时间、静脉吻合时间、术中静脉吻合完毕时吻合口漏血情况及6个月后张口度恢复情况方面均优于对照组（P＜0.05），VSP+吻合器组在术后远期腓骨瓣存活情况方面与对照组比较，差异无统计学意义（P=0.076），但VSP+吻合器组患者术后腓骨全部存活，而对照组出现3例坏死病例。见表2。

3 讨论

下颌骨是颌面部唯一可以活动的骨骼，参与颞下颌关节的组成，也是面下1/3重要的组成部分，在容貌及生理功能中起着极为重要的作用。其颏部或体部缺损将对患者的容貌及功能产生严重影响，同时也会给患者的生理和心理健康造成沉重的负担。临床中下颌骨缺损的原因有很多，主要分为先天性缺损，如发育性畸形，以及后天性获得性缺损，如颌骨肿瘤术后和严重外伤引起的缺损，此外，颌骨骨髓炎也可以引起骨坏死，往往会造成下颌体高度不足[13-14]。下颌骨边缘性缺损的修复，恢复其轮廓和形态是重点之一。对于大范围的下颌骨缺损，除恢复其原有外形外，还需考虑咬合关系的恢复，因为咬合关系恢复不好会增加后期假牙修复难度。因此，大范围下颌骨缺损的修复重建是口腔颌面重建领域的难点[15-17]。

颌骨缺损重建方法主要包括自体骨游离移植、同种/异种异体骨移植、骨组织替代性材料等，然而上述方法很难同时兼顾不同类型下颌骨缺损的修复需要[13，18-19]，并且存在感染、骨吸收、免疫排斥等不良反应，影响修复效果，甚至导致修复失败。随着显微外科技术在口腔颌面外科的应用，显微仪器的进步以及可靠组织瓣供区的出现，带血管蒂的游离组织移植已经成为头颈部肿瘤切除术后颌骨缺损重建的主流选择。借助组织瓣原有的血供应系统，许多血管化游离组织瓣已经成功应用于临床，如腓骨瓣、髂骨瓣及肩胛骨瓣等均用于颌骨缺损的修复重建，特别是在下颌骨血供相对不佳的区域，具有较为显著的优势。自1989年，Hidalgo等[20]首先将血管化的腓骨肌皮瓣应用于下颌骨缺损的修复重建以来，经过大量临床与基础研究证实，血管化自体骨移植修复下颌骨却缺损无论是从外形还是功能上来看都是安全有效的手段。由于血管化自体骨有充足的营养血供，且具有较强的抗感染能力，成活率高，越来越多的临床医生已经熟练掌握并加以运用，已经成为了主流的下颌骨修复重建方法之一，术中将腓骨折叠形成双层骨瓣利于后期牙颌功能的恢复[21-23]，获得了较为理想的治疗效果[24-25]。随着显微外科技术的成熟，如何进行精准重建又成为临床医生追求的目标。而仅凭借临床医生的手术经验，往往很难做到精准化，而且无法通过流程化的操作实现重建。为解决这一难题，很多国内外医生做了不同的尝试，Rohner等[25]根据术前牙列咬合模形制作带孔的导板引导手术；Strackee等[26]则采用模型外科和截骨引导系统来转移颌骨位置关系。而VSP技术的发展和在外科手术中的应用极大的促进了下颌骨重建的精确性。术前通过VSP技术设计重建供区骨的制备及塑形导板并通过3D打印技术打印术区模型和手术引导板，可以借助导板将术前设计精准地应用到实际手术当中，进一步简化了颌骨重建的手术操作流程、缩短了手术时间，降低了感染风险，同时，VSP辅助手术又进一步减小了手术创伤、降低了供区术后并发症的发生率，大大提高了颌骨重建的精确性，也为后期种植体植入和咬合重建等下颌骨功能的恢复创造了良好的条件[27-28]。此外，下颌骨与颅面部通过颞下颌关节相连，颞下颌关节为联动关节，其运动复杂而精细；截骨后双侧下颌骨不相连，咀嚼肌肌力平衡被打破，会造成双侧髁突的进一步移位。此时若无导板辅助，因地制宜的颌骨重建会导致关节的盘髁关系紊乱，从而严重影响患者术后关节运动及功能。而借助VSP技术，术中配合使用截骨导板及就位导板，可更加精确地将髁状突复位到正确的位置上。本研究VSP+吻合器组中，患者术后6个月张口度恢复情况明显好于对照组，说明术中使用截骨导板及就位导板，有助于患者双侧髁突恢复到正常位置，从而保存了患者术后颞下颌关节的功能。

表2 两组截骨时间、腓骨塑形时间、静脉吻合时间、术中吻合口漏血情况、术后皮瓣存活情况、术后6个月患者张口度恢复情况比较

各类游离骨、肌、皮瓣的长期存活最重要的影响因素是成功的血管吻合。传统显微外科吻合血管手术中主要采用手法缝合的方式，吻合成功率与术者的技术以及供受区血管情况息息相关，因此不可避免地会伴随一些影响皮瓣存活的问题。有文献报道，传统手工缝合吻合法的可接受手术失败率为2%～5%[29]，当血管外翻不充分时进行缝合可能会导致外膜组织暴露管腔内而形成血栓；而当缝线位置不匀称平整时则可能导致吻合口漏血、瘀血、形成涡流从而形成血肿甚至血栓。误缝合到管腔对侧组织时可能导致管腔狭窄和血栓形成。而微血管吻合器的使用可以在很大程度上避免以上问题。微血管吻合器操作简单，吻合静脉速度快，一般仅需几分钟即可完成一根血管的吻合。本研究VSP+吻合器组患者在进行血管吻合时，静脉管壁均可外翻90°，两个管腔均可以完全暴露，内膜可以精确和平坦的对齐，从而减少了由于缝合不均匀造成吻合口漏血的可能，因此，VSP+吻合器组吻合口吻合完成后即时发生漏血的情况明显小于对照组。光滑的内膜直接接触也减小了血栓形成的发生率，VSP+吻合器组患者均未出现术后血管危象，腓骨瓣均成活；而对照组出现3例腓骨瓣坏死，说明微血管吻合器的应用切实提高了显微外科血管吻合手术的效率和成功率。而动脉因其管壁较厚，血管弹性好，血流速率快，吻合器目前价格较为昂贵，我科目前仍采用两定点法或任氏血管吻合法进行吻合，微血管吻合器在动脉吻合方面的应用仍待进一步研究。

近年来，有学者报道了对于可行非血管化骨移植重建的上述疾病，采用口内入路切除病灶并行下颌骨重建[30-31]，但由于术野暴露不良，对术者的临床技能要求较高，有待进一步发展与普及。经过较为大量的临床病例实践证明数字化虚拟手术设计可以极大的提高手术效率，而微血管吻合器的使用可以缩短血管吻合实时间，吻合效率高，安全性好，对于管径差别两倍以下的静脉都可采用微血管吻合器进行血管吻合，且皮瓣存活率可以达到99%以上[32]。

综上所述，通过本研究60例患者的临床效果观察，3D打印数字化导板在腓骨塑型方面能显著提高手术效率且能实现双层腓骨瓣修复骨缺损，为术后种植创造更佳条件；微血管吻合器能够有效提升血管吻合效率，提高术后腓骨肌皮瓣存活率，减少术后血管危象发生可能性，3D打印数字化导板的应用可以提高手术准确性，减少患者术后颞下颌关节并发症。两者结合使用，提高了手术效率，减少了术后并发症，具有较高临床应用价值。可以初步认为对于下颌骨肿瘤，采用数字化虚拟手术设计结合微血管吻合器的可以较大提升下颌骨重建手术效率，有效减少手术创伤，提高血管吻合质量，减少术后并发症，实现下颌骨的功能性重建，恢复下颌骨和周围软、硬组织关系，尽可能的恢复到术前的功能和外形。但不能忽视的是本组病例较少，统计结果可能有一定偏差，有待进一步积累病例总结经验，深入研究探索。