3D打印髋臼组件在髋臼松动骨缺损翻修的应用△

李科伟，王爱国，王少华，魏 瑄，侯颖周，曹耀威，杨 帅

（郑州市骨科医院，河南郑州450052）

假体周围感染、无菌性松动、假体位置不良是初次髋关节置换术后翻修的几大原因，骨缺损是髋关节翻修手术中面临的最常见的难题［1］。本组将3D打印技术以及3D打印金属垫块、金属小梁臼杯应用于30例严重髋臼骨缺损的髋关节翻修病例中，疗效满意，并发症少，现报告如下。

1 临床资料

1.1 一般资料

本组30例，男13例，女17例。年龄53～78岁，平均（67.32±12.64）岁。均为伴随严重髋臼骨缺损的髋关节翻修患者。其中无菌性松动22例，感染旷置术后8例。患者出现疼痛症状到本次翻修时间3～15年，平均（6.85±0.68）年。本研究获医院伦理委员会批准，所有患者均知情同意，批号2015医院伦审第（006）号。

1.2 手术方法

1.2.1 3D打印假体制备与术前计划

所有患者仰卧位行髋部CT检查，以5 mm厚度进行扫描，以dicom形式保存，并发送到北京爱康宜诚公司进行设计转化，初步设定合适大小的臼杯及垫块组件安装位置，并用树脂打印出1∶1骨盆模型，在模型上初步评估骨缺损，并进行术前规划，包括假体大小，假体及螺钉位置。

1.2.2 手术操作

麻醉成功后患者取侧卧位，患肢在上，采用前外侧入路，逐层切开显露，切断臀中肌前1/3，切开瘢痕显露髋关节，彻底松解后完成髋关节前脱位，取出股骨头，取出松动的髋臼组件或者骨水泥占位器，去除臼底瘢痕组织后初步评估骨缺损大小并与模型对照，定位髋臼中心逐级磨挫，满意后按照术前3D打印规划安放髋臼及垫块试模，评估初始稳定，满意后安装合适大小的3D打印臼杯、骨小梁垫块，垫块和臼杯之间采取骨水泥固定，再次测试髋臼组件初始稳定性后安装内衬，术中测试股骨柄的稳定性，对于松动的直接取出，位置不良，固定牢固的经大转子延长截骨取出，捆绑牢固后逐级扩大挫磨，直至压配良好，安装试模，测试髋关节全程稳定无脱位后安装假体柄及球头，复位髋关节，再次测试稳定性满意后，无菌生理盐水冲洗，放置引流管，逐层关闭切口。

1.2.3 术后处理

术后按照《中国髋、膝关节置换术加速康复-围术期管理策略专家共识》进行处理［2］，依据术中关节稳定性及骨质条件，患者在术后7～21 d扶拐下床。

1.3 评价指标

记录围手术期资料。采用疼痛视觉模拟评分（visual analogue scale,VAS）、Harris髋关节功能评分评价临床结果。行影像检查，评价假体位置、稳定性以及假体并发症发生情况。

1.4 统计学方法

2 结果

2.1 围手术期情况

所有患者均顺利手术，术中无血管神经损伤，无骨折。30例取出原髋臼假体后，15例髋臼底骨性内壁缺损，与盆腔相通，15例臼底内壁尚完整。30例中，18例髋臼底部骨缺损与个性化3D打印垫块完全匹配，12例骨缺损与打印垫块不完全匹配。经术中髋臼磨挫调整，30例髋均顺利置入个性化3D打印订制垫块和髋臼假体组件，髋臼组件内下缘与原骨性髋臼下缘对齐，恢复髋臼旋转中心的解剖位置。术中30例患者均未再采用骨移植。手术时间93～182 min，平均（125.31±18.27）min；术中出血量451～1 392 ml，平均 （678.33±32.92） ml；切口长度 18～40 cm，平均（25.36±4.75）cm；住院时间 12～21 d，平均（14.22±3.57）d。所有患者切口均甲级愈合，无早期感染、症状性血栓等早期并发症。

2.2 随访结果

本组30例患者随访1.5～4年，平均（2.58±0.92）年。随访期间内，未出现关节假体松动、感染。1例患者于术后第3周出现髋关节前脱位，麻醉下复位后，支具固定4周，后未再出现脱位。

30例患者VAS和Harris评分结果见表1。与术前相比，末次随访时患者VAS评分显著减少，而Harris评分显著增加，差异均有统计学意义（P<0.05）。

表1 30例患者随访结果（分，±s）与比较

表1 30例患者随访结果（分，±s）与比较

images/BZ_89_1305_1665_1582_1731.pngimages/BZ_89_1582_1665_1849_1731.pngimages/BZ_89_1849_1665_2276_1731.pngimages/BZ_89_1305_1798_1582_1864.png术前P值images/BZ_89_1582_1798_1849_1864.png7.25±2.18<0.001images/BZ_89_1849_1798_2276_1864.png58.62±5.48<0.001

2.3 影像评估

术前30例患者原髋臼假体均松动，假体及骨性臼底上移或上移内陷。按Paprosky分型：Ⅱb型8例，Ⅱc型10例，Ⅲa型8例，Ⅲb型4例，髋臼旋转中心上移1.3～6.8 cm，平均（3.46±1.37）cm。术后即刻影像显示30例患者的3D打印垫块良好填充于臼底骨缺损，翻修髋臼组件的旋转中心与坐骨结节连线的垂直距离与健侧差值均在1cm以内，髋臼组件外翻角 41°～52°，平均（43.27±3.96）°；前倾角 13°～25°，平均（18.63±2.58）°。至末次随访时，30例患者翻修髋臼与股骨组件位置较术后即刻均无任何改变，假体和宿主骨愈合情况良好，假体周围均未见透亮区。30例患者均未见异位骨化等不良征象。典型病例影像见图1。

图1 患者，男，61岁，左髋关节置换术后假体松动；右侧股骨头坏死继发髋关节炎，分两次住院先后行左髋关节翻修术和右侧人工全髋关节置换术 1a:术前双髋正位X线片显示左髋关节置换术后假体松动，髋臼侧骨缺损为PaproskyⅡc型，髋臼旋转中心上移2.5 cm，股骨柄内翻放置；右侧股骨头坏死股骨头塌陷继发髋关节炎 1b:术后1周X线片显示髋臼垫块和臼杯组件，以及股骨组件、大转子延长截骨钢丝内固定位置均良好，髋臼旋转中心恢复至解剖位 1c:术后1.5年X线片显示假体位置良好，假体周围骨整合良好 1d:术后2.5年左侧髋关节假体骨长入良好，应患者要求行右侧人工全髋关节置换术，术后假体位置良好，双侧下肢长度基本一致

3 讨论

临床中面对严重的髋关节翻修骨缺损病例，医师通常会在Jumbo杯、结构植骨、髋臼加强环、双杯技术等治疗方案中作出选择［3］。然而翻修手术面临的不确定性太多，以至于医生术前需准备大量的翻修工具以及假体［4］。3D打印的医疗产品目前有定制髋膝关节假体、个体化截骨工具、抗生素骨水泥占位器等［5］。伴随3D打印技术的飞速发展，个体化精准的髋关节翻修手术成为一种可能［6］。

方盛等［7］利用3D打印技术对髋臼骨缺损全髋翻修术的患者进行治疗取得了满意的效果，认为3D打印术前规划可以辅助术中精准的安放关节假体，缩短手术时间，进而减少感染的风险。马立峰等［8］通过比较3D打印金属加强块和Jumbo臼杯重建髋臼骨缺损，认为二者疗效相当，但3D打印组术后脱位率更低，对旋转中心的恢复比Jumbo臼杯更好。本组Ⅱc型骨缺损患者通过臼杯底部垫块的支撑，使得内移的旋转中心外移，Ⅲa型骨缺损患者旋转中心实现下移，完美重建臀中肌的力臂，关节更稳定，也证实了这一点。然而本组患者多数存在对侧髋关节病变，因此无法对正常髋关节旋转中心做出准确度量。由于3D打印金属小梁孔隙率和自身骨小梁孔隙率更加接近，通过金属垫块补充，减少对宿主骨的磨锉，使得髋臼组件和宿主骨的接触面积更大，初始稳定性更佳，骨长入的效果优异［9］。

3D打印术前规划可以辅助更精准的预测关节假体的型号大小，减少对宿主骨的磨锉；准确的安放假体，减少术后脱位的风险；有效缩短手术时间。然而3D打印同时面临着价格昂贵的缺点［10］。本研究存在的不足：样本量小，且为回顾性设计，随访时间短，远期关节功能、假体生存率以及并发症发生情况仍有待于进一步的随访观察。