3D打印技术辅助治疗Pilon骨折的临床应用研究

【摘要】目的 分析3D打印技术应用于Pilon骨折辅助治疗的临床疗效，为临床治疗该疾病提供参考。方法 回顾性分析2020年6月至2022年12月中山市古镇人民医院收治的40例Pilon骨折患者的临床资料，根据治疗方案差异分为常规组（20例，常规切开复位钢板内固定术）和3D组（20例，3D打印技术+常规切开复位钢板内固定术）。两组患者术后均随访12个月。对比两组患者的手术相关指标，术前与术后3 d的血清白细胞介素-6（IL-6）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、C-反应蛋白（CRP）水平，术后3、6、12个月的踝关节功能，以及术后并发症发生情况。结果 与常规组比，3D组患者手术时间、住院时间均缩短，C臂机使用次数减少；与术前比，术后3 d两组患者血清IL-6、TNF-α、CRP均升高，3D组均低于常规组；术后3、6、12个月两组患者Olerud-Molander评分均逐渐升高，且3D组均高于常规组（均Plt;0.05），但两组患者术中出血量和术后并发症总发生率组间比较，差异均无统计学意义（均Pgt;0.05）。

结论 在Pilon骨折患者中应用3D打印技术辅助治疗可以有效缩短手术时间和住院时间，提高临床治疗效果，有助于减轻患者术后炎症反应，促进踝关节功能的恢复。

【关键词】Pilon骨折 ; 3D打印 ; 踝关节功能 ; 炎症因子

【中图分类号】R683.42 【文献标识码】A 【文章编号】2096-3718.2024.11.0058.03

DOI：10.3969/j.issn.2096-3718.2024.11.019

Pilon骨折是指胫骨远端1/3处骨折累及到胫距关节面的骨折类型，患者通常表现为远端松质骨压缩、骨缺损、塌陷、胫骨远端关节面粉碎性骨折等，且常伴随腓骨下段骨折。该骨折是临床常见的关节内骨折，多由绊倒、扭伤、车祸等引发，关节面的粉碎程度直接决定了复位固定手术的操作难度。Pilon骨折解剖结构复杂，其治疗的关键在于使关节内骨折复位，修复关节面平整，尽可能恢复踝关节功能。以往临床对于该病主要采取常规切开复位内固定手术治疗，其能够提供稳定的固定，促进骨折愈合，并且可以在早期进行功能锻炼，虽能起到一定的效果，但创伤较大，操作时间较长，术中需多次复位，术后并发症发生风险较大，需进一步优化手术治疗方案，改善患者预后[1]。随着我国医疗技术的发展，3D打印技术逐渐在医学领域被引入和推广，尤其在临床治疗骨与关节损伤和骨科手术中展现出广阔的应用前景。3D打印技术又被誉为“第三次工业技术革命”，具有直观、精确、个性化等特点，可通过3D实体模型提前模拟手术复位过程，设计手术方案，有助于医生熟悉复杂的解剖结构，对常规切开复位内固定手术具有良好的辅助作用，有助于提高手术操作的安全性，促进手术的顺利进行，提高手术效率[2]。鉴于此，本文旨在分析在Pilon骨折中应用3D打印技术辅助治疗的临床疗效及对患者手术相关指标、炎症因子水平、踝关节功能及术后并发症的影响，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2020年6月至2022年12月中山市古镇人民医院收治的40例Pilon骨折患者的临床资料，根据治疗方案差异分为常规组与3D组。常规组20例患者，男性12例，女性8例；年龄34～58岁，平均（42.16±2.87）岁；受伤至手术时间4～12 d，平均（8.65±2.12） d；骨折Ruedi-Allgower分型[3]：Ⅱ型14例，Ⅲ型6例。3D组20例患者，男性11例，女性9例；年龄32～58岁，平均（42.40±2.93）岁；受伤至手术时间4～12 d，平均（8.21±2.33）d；骨折Ruedi-Allgower分型：Ⅱ型13例，Ⅲ型7例。两组患者一般资料比较，差异无统计学意义（Pgt;0.05），具有可比性。纳入标准：⑴符合《Pilon骨折的诊断和治疗》 [4]中的相关诊断标准，并经影像学检查确诊；⑵骨折前下肢功能正常；⑶闭合性骨折。排除标准：⑴合并血管损伤或神经损伤；⑵开放性骨折；⑶伴有严重心、肝、肾功能障碍。本研究符合《赫尔辛基宣言》中的相关要求。

1.2 手术方法

1.2.1 术前准备 所有患者均接受骨牵引制动或石膏固定，抬高患肢并进行消肿止痛等对症治疗，进行X线片、CT扫描等相关检查明确患肢骨折情况，针对年龄≥55岁的患者，行心脏彩超及双下肢血管彩超。

1.2.2 手术方式 所有患者均依据影像学检查结果制定内固定放置方案及手术入路，以胫骨远端前内侧和前外侧切口最多见。常规组患者行常规切开复位钢板内固定术，通过影像学检查明确骨折移位情况，以胫骨骨折线作为中心点，选择后外侧入路进行弧形切口，以便充分暴露胫骨骨折端部，及时处理骨折端积血，根据患者骨折端状况选择尺寸适宜的解剖钢板与螺钉，牵引复位并进行内固定。3D组患者行3D打印技术联合切开复位钢板内固定术，术前结合影像学检查资料和骨折实物模型评估骨折端移位状况并进行模拟复位，并打印出模拟复位后的3D实物模型。结合3D实物模型对钢板进行预弯塑形，确定钢板型号、复位方法、内固定物置入的位置及方式，进行术前设计。充分暴露骨折端，结合术前设计的复位顺序对骨折端依次复位，并进行植骨，将术前已提前塑形的解剖钢板置入，而后再置入其他内固定物。两组患者若均合并腓骨骨折，需保持胫骨前侧切口与腓骨外侧切口之间距离gt;7 cm，及时检测患者的血运情况，并采用腓骨远端重建解剖钢板对腓骨进行复位和内固定，恢复下肢长度。

1.2.3 术后干预 术后常规留置引流管，抬高患肢，并予以镇痛消肿、抗感染、促进血液循环等常规治疗。术后2～3 d进行踝关节屈伸功能锻炼，1～2个月后依据患肢恢复情况，鼓励患者适当负重运动，锻炼患肢功能，6个月后依据骨折愈合状况循序渐进开展完全负重锻炼。所有患者术后均随访12个月。

1.3 观察指标 ⑴手术相关指标。观察并记录两组患者术中出血量、手术时间、术中C臂机使用次数及住院时间。⑵炎症因子。分别于术前和术后3 d抽取患者空腹静脉血3 mL，以3 000 r/min离心10 min后，提取上层血清，使用酶联免疫吸附法检测血清白细胞介素-6（IL-6）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、C-反应蛋白（CRP）水平。⑶踝关节功能。采用Olerud-Molander主观评分标准[5]分别评估两组患者术后3、6、12个月的踝关节功能，Olerud-Molander评分总分100分，分值与踝关节功能成正比。⑷术后并发症。记录两组患者术后出现伤口感染、皮肤软组织损伤、足背麻木等并发症发生情况。总发生率等于各项并发症发生率之和。

1.4 统计学方法 采用SPSS 25.0统计学软件处理数据，计量资料经S-W检验符合正态分布，以（ x ±s）表示，组间比较采用独立样本t检验，组内不同时间点的比较采用配对t检验；计数资料以[例（%）]表示，采用χ2检验。Plt;0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者手术相关指标比较 与常规组比，3D组患者手术时间、住院时间均缩短，C臂机使用次数减少，差异均有统计学意义（均Plt;0.05）；3D组患者术中出血量较常规组更少，但差异无统计学意义（Pgt;0.05），见表1。

2.2 两组患者炎症指标比较 与术前比，术后3 d 两组患者血清IL-6、TNF-α、CRP均升高，3D组均低于常规组，差异均有统计学意义（均Plt;0.05），见表2。

2.3 两组患者踝关节功能比较 与术前比，术后3、6、12个月两组患者Olerud-Molander评分均逐渐升高，且3D组均高于常规组，差异均有统计学意义（均Plt;0.05），见表3。

2.4 两组患者并发症发生情况比较 3D组患者术后并发症总发生率低于常规组，但差异无统计学意义（Pgt;0.05），见表4。

3 讨论

Pilon骨折是一种复杂的关节内骨折，通常是由高处坠落、车祸等高能量暴力事件引起的，高能量的轴向作用力会导致干骺端骨质受损和关节面塌陷粉碎，且常合并腓骨骨折和组织损伤，预后不佳。患者骨折后，正常的解剖结构常会遭受严重破坏，出现明显的关节面压缩、塌陷和移位，导致踝关节功能不全，可能引发软组织感染、坏死等并发症[6]。尽可能减小创伤、提高临床治疗效果、降低手术风险、改善患者预后是目前临床治疗Pilon骨折的主要原则。

常规切开复位内固定手术是临床治疗Pilon骨折的常用方法，但该术式创伤较大、术中出血较多且手术时间较长，患者预后较差。与传统影像学资料相比，3D打印技术可通过计算机重建Pilon骨折的三维模型，辅助医生术前快速、准确地判断手术入路，提前评估手术风险，制订手术方案，有利于提高手术效率和安全性[7]。本次研究结果显示，3D组患者C臂机使用次数少于常规组，手术时间、住院时间均短于常规组，这提示3D打印技术辅助治疗Pilon骨折能有效提高手术效率，改善手术相关指标。使用3D打印的骨折实物模型，有助于医生更直观地进行诊断、鉴定骨折种类，设计手术方案，制定个性化的内固定装置与手术导航模板，确保骨折块得到良好的解剖复位[8]。在3D打印模型上模拟骨折的复位和固定，能够预测手术中可能遇到的突发情况并提前设计手术应急方案，提前选用适当规格的钢板和螺钉，有利于提高手术效率，从而缩短了手术时间、减少了C臂机透视次数。

IL-6、TNF-α、CRP均是炎症标志物，而手术是一种侵入性操作，往往伴有炎症细胞浸润升高。本研究中，3D组患者术后3 d 血清IL-6、TNF-α、CRP水平均低于常规组，术后3、6、12个月Olerud-Molander评分均高于常规组，这提示3D打印技术辅助治疗Pilon骨折能显著减轻手术对患者造成的损伤，降低机体炎症因子水平，有利于患者踝关节功能的恢复。分析其原因，在数字影像学技术的支持下，3D打印技术可制作各种生物学模型和导航模板及特种用途的手术器具和器械，有利于帮助医生更好地理解人体结构，根据不同的手术需求来定制个性化的医疗设备，为手术提供便利[9]。此外，3D打印技术对于改善Pilon骨折患者的预后情况也有一定的积极作用，临床医生可通过3D打印的骨折模型与患者及其家属更直观、有效地沟通，让患者能够直观地了解骨折的损伤程度，从而提升患者及其家属对治疗方案的接受程度，增加患者战胜疾病的信心，患者配合度更高[10]。本研究中，与常规组比，3D组患者术中出血量和并发症总发生率均更低，但差异无统计学意义，这可能与本次研究存在一定局限性、选择样本量较少有关。

综上，3D打印技术应用于Pilon骨折辅助治疗可以有效缩短手术时间和住院时间，提高临床治疗效率，有助于减轻术后炎症反应，促进患者踝关节功能的恢复，值得临床推广应用。

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作者简介：彭国瑞，大学本科，副主任医师，研究方向：创伤骨科疾病的治疗。