3D打印技術(shù)在Schatzker Ⅵ型脛骨平臺(tái)骨折鋼板內(nèi)固定中的作用研究

王永虎，史福東,謝 偉

膝關(guān)節(jié)是人體重要的承重關(guān)節(jié)，脛骨關(guān)節(jié)面為膝關(guān)節(jié)主要的承重關(guān)節(jié)面，當(dāng)膝關(guān)節(jié)受到高能量暴力時(shí)，容易導(dǎo)致脛骨平臺(tái)骨折[1]。Schatzker分型是評(píng)估脛骨平臺(tái)骨折程度及確定骨折類型的權(quán)威方法，Schatzker Ⅵ型是指伴有干骺端和骨干分離的脛骨平臺(tái)骨折，即除了單髁或雙髁及關(guān)節(jié)面骨折外，還存在脛骨近端橫形或斜形骨折[2]。SchatzkerⅥ型脛骨平臺(tái)骨折以單側(cè)或雙側(cè)鋼板內(nèi)固定為主要手術(shù)方法，然而該類型骨折常合并神經(jīng)、血管及軟組織的廣泛損傷，加之受損程度嚴(yán)重，導(dǎo)致手術(shù)過(guò)程復(fù)雜，手術(shù)難度極高。3D打印技術(shù)是科技發(fā)展的新型技術(shù)，作為傳統(tǒng)醫(yī)療技術(shù)的有力補(bǔ)充，雖然經(jīng)濟(jì)成本高，但對(duì)于復(fù)雜性、危險(xiǎn)性較高的醫(yī)療操作，可以很好地發(fā)揮輔助作用，如Schatzker Ⅵ型脛骨平臺(tái)骨折鋼板內(nèi)固定術(shù)[3]。本次研究通過(guò)分析3D打印技術(shù)在Schatzker Ⅵ型脛骨平臺(tái)骨折鋼板內(nèi)固定中的作用，觀察其對(duì)脛骨平臺(tái)骨折的治療效果。

臨床資料

1 一般資料

筆者醫(yī)院2013年1月—2018年3月收治60例Schatzker Ⅵ型脛骨平臺(tái)骨折患者，其中男性39例，女性21例；年齡20～69歲，平均30.1歲；病程0.5～10h，平均5.2h；雙柱骨折47例，三柱骨折13例；開放性骨折7例，閉合性骨折53例；合并損傷：半月板損傷31例，前交叉韌帶損傷17例，后交叉韌帶損傷4例，內(nèi)側(cè)副韌帶損傷12例，外側(cè)副韌帶損傷4例；致傷原因：道路交通傷38例，高處墜落傷16例，重物砸傷6例。

納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)有膝關(guān)節(jié)暴力創(chuàng)傷史；(2)患側(cè)膝關(guān)節(jié)局部腫脹、疼痛、活動(dòng)受限；(3)患側(cè)膝關(guān)節(jié)局部廣泛性壓痛、遠(yuǎn)端叩擊痛呈陽(yáng)性；(4)影像學(xué)檢查確診SchatzkerⅥ型脛骨平臺(tái)骨折。

排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)陳舊性脛骨平臺(tái)骨折；(2)合并嚴(yán)重的心、肝、腎等全身疾病不能進(jìn)行手術(shù)；(3)患有精神疾病或孕婦。

2 分組方法

入院后完善相關(guān)檢查，告知患者及家屬病情，向患者介紹3D打印技術(shù)輔助鋼板內(nèi)固定及傳統(tǒng)鋼板內(nèi)固定兩種手術(shù)方案的優(yōu)劣利弊，由患者及家屬自行選擇手術(shù)及治療方案。根據(jù)是否選擇3D打印技術(shù)輔助鋼板內(nèi)固定手術(shù)分為3D組(28例)和傳統(tǒng)組(32例)兩組。

3 治療方法

傳統(tǒng)組：術(shù)前行X線、螺旋CT及MRI影像學(xué)檢查，分析骨折情況及軟組織損傷情況，制定手術(shù)設(shè)計(jì)及方案。

3D組：術(shù)前加行CT三維重建，由影像科副主任以上職稱的專業(yè)醫(yī)師通過(guò)CT數(shù)據(jù)建模：即將CT掃描結(jié)果以Dicom格式導(dǎo)出，輸入Mimics13.0軟件進(jìn)行處理，利用3D打印技術(shù)將其打印出1∶1的模型。根據(jù)術(shù)前影像學(xué)資料及3D模型，進(jìn)一步明確骨折分型、骨折塊移位情況及關(guān)節(jié)面塌陷程度；利用模型對(duì)關(guān)鍵的解剖位置或點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)記；在模型上根據(jù)手術(shù)實(shí)際步驟進(jìn)行模擬手術(shù)，完成復(fù)位后，選定最合適有效的鋼板螺釘組合和固定方向及深度。

兩組術(shù)中根據(jù)骨折發(fā)生于內(nèi)側(cè)柱、外側(cè)柱及后側(cè)柱的情況，選擇合適的手術(shù)入路，鈍性分離皮下組織、重要神經(jīng)、血管及肌肉，暴露關(guān)節(jié)囊和骨折面，由穩(wěn)定側(cè)(內(nèi)側(cè)或外側(cè))向不穩(wěn)定側(cè)(外側(cè)或內(nèi)側(cè))逐步復(fù)位和內(nèi)固定，同時(shí)對(duì)半月板損傷及內(nèi)外側(cè)副韌帶進(jìn)行一期韌帶修復(fù)。前后交叉韌帶損傷的患者，對(duì)于存在韌帶起止點(diǎn)部位骨折塊移位的患者僅進(jìn)行骨性固定，選擇于骨折愈合后進(jìn)行二期韌帶修復(fù)；而對(duì)于未發(fā)生韌帶起止點(diǎn)部位骨折塊移位的實(shí)質(zhì)部斷裂患者，則骨折愈合后進(jìn)行二期韌帶修復(fù)。

術(shù)后抬高患肢并以盡早進(jìn)行功能鍛煉為原則，于合適的時(shí)間進(jìn)行相應(yīng)的功能鍛煉。

4 觀察指標(biāo)

記錄兩組手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量及術(shù)后引流量，術(shù)后當(dāng)天復(fù)查影像學(xué)，統(tǒng)計(jì)兩組解剖復(fù)位率，觀察并記錄兩組術(shù)后2周并發(fā)癥發(fā)生情況，統(tǒng)計(jì)兩組患者住院時(shí)間。

術(shù)前對(duì)患者進(jìn)行膝關(guān)節(jié)HSS評(píng)分，術(shù)后通過(guò)提醒和要求患者定期復(fù)診進(jìn)行隨訪。于術(shù)后3、6、9、12個(gè)月對(duì)患者進(jìn)行定期膝關(guān)節(jié)HSS評(píng)分；此后每半年隨訪1次，并對(duì)患者進(jìn)行定期膝關(guān)節(jié)HSS評(píng)分。

5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

結(jié) 果

1 兩組一般資料比較

兩組一般資料中性別、年齡、病程、骨折程度、骨折類型、致傷原因等比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表1。

2 兩組手術(shù)情況及住院時(shí)間比較

傳統(tǒng)組手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量、術(shù)后引流量、解剖復(fù)位率、住院時(shí)間與3D組比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表2。

3 兩組術(shù)后2周并發(fā)癥發(fā)生情況比較

術(shù)后2周傳統(tǒng)組并發(fā)癥總發(fā)生率為(28.1%)，3D組并發(fā)癥總發(fā)生率為(7.1%)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表3。

4 兩組手術(shù)前后膝關(guān)節(jié)HSS評(píng)分比較

兩組術(shù)后3個(gè)月、末次隨訪膝關(guān)節(jié)HSS評(píng)分明顯高于術(shù)前，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；且3D組末次隨訪HSS評(píng)分高于傳統(tǒng)組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表4。

表1 兩組一般資料比較(n)

合并損傷半月板損傷前交叉韌帶損傷后交叉韌帶損傷內(nèi)側(cè)副韌帶損傷外側(cè)副韌帶損傷致傷原因道路交通傷高處墜落傷重物砸傷傳統(tǒng)組(n=32)16815121743D組(n=28)1593731792χ2/t值1.2560.001P值0.2620.980

表2 兩組手術(shù)情況及住院時(shí)間比較

表3 兩組術(shù)后2周并發(fā)癥發(fā)生情況比較[n(%)]

與術(shù)前比較：*P<0.05

討 論

脛骨平臺(tái)骨折為膝關(guān)節(jié)常見創(chuàng)傷，由于脛骨平臺(tái)骨折常常由高能量損傷導(dǎo)致，常伴有半月板、膝周韌帶等軟組織損傷[4]。Schatzker Ⅵ型是Schatzker分型中最嚴(yán)重的脛骨平臺(tái)骨折，該型脛骨平臺(tái)骨折同時(shí)存在關(guān)節(jié)面塌陷和干骺端分離，通?；颊哂邢喈?dāng)嚴(yán)重的關(guān)節(jié)破壞、粉碎、壓縮及髁移位，無(wú)論是開放性骨折還是閉合性骨折，均應(yīng)采取手術(shù)治療。近年來(lái)筆者常采取單鋼板固定[5]、雙鋼板內(nèi)固定[6]、MIPPO雙鋼板固定[7]、Taylor空間支架結(jié)合有限內(nèi)固定[8]等方法，都取得了一定的療效。但由于Schatzker Ⅵ型脛骨平臺(tái)骨折存在較多的神經(jīng)、血管及軟組織損傷，手術(shù)視野非常有限，手術(shù)時(shí)間長(zhǎng)、術(shù)中出血量多、術(shù)后軟組織恢復(fù)慢，甚至較難避免術(shù)后感染、術(shù)后下肢靜脈血栓等并發(fā)癥的發(fā)生。3D打印技術(shù)是近年來(lái)科技發(fā)展的新型技術(shù)，作為傳統(tǒng)醫(yī)療技術(shù)的有力補(bǔ)充，其雖然經(jīng)濟(jì)成本高，但對(duì)于復(fù)雜性、危險(xiǎn)性較高的醫(yī)療操作，可以很好地發(fā)揮輔助作用，如Schatzker Ⅵ型脛骨平臺(tái)骨折鋼板內(nèi)固定術(shù)[9]。

本研究發(fā)現(xiàn)3D組手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量、術(shù)后引流量、解剖復(fù)位率、住院時(shí)間均明顯優(yōu)于傳統(tǒng)組，且其術(shù)后2周并發(fā)癥發(fā)生率低于傳統(tǒng)組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；末次隨訪3D組膝關(guān)節(jié)HSS評(píng)分明顯高于傳統(tǒng)組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。說(shuō)明3D打印技術(shù)可以明顯提高Schatzker Ⅵ型脛骨平臺(tái)骨折鋼板內(nèi)固定手術(shù)的療效，其原因可能是3D打印技術(shù)可以1∶1建立骨折模型，通過(guò)模型可以清晰地看到骨折程度、骨折面塌陷情況，可以更好地分析軟組織損傷情況，輔助決定手術(shù)入路及鋼板、螺釘?shù)倪x擇，從而提升手術(shù)速度，減少術(shù)中出血及術(shù)后引流量和并發(fā)癥發(fā)生率[10]。此外，左睿、楊龍等[11-12]研究了3D打印技術(shù)在脛骨平臺(tái)骨折手術(shù)治療中的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)3D打印技術(shù)有助于精確制定內(nèi)固定修復(fù)方案，整體提高手術(shù)療效，這與本研究的結(jié)果一致。

綜上所述，3D打印技術(shù)可以明顯提高Schatzker Ⅵ型脛骨平臺(tái)骨折鋼板內(nèi)固定手術(shù)的療效，提高解剖復(fù)位率，減少術(shù)中出血、術(shù)后引流及住院時(shí)間，減少并發(fā)癥的發(fā)生，臨床可推薦選擇。