3D打印技術輔助膝關節置換與傳統膝關節置換術的比較分析

張銀龍，崔玉鳳

（1.河南省焦作市焦煤集團中央醫院 骨一科，河南 焦作 454150；2.河南省商丘醫學高等專科學校，河南 商丘 476000）

作為現階段應用最為成熟且最有效的治療膝關節炎的手術方案，膝關節置換術（total knee arthroplasty,TKA）的臨床需求日益增大。3D打印技術是近年來興起的一種全新的造模技術之一，其可以保證造模的準確性，因而有學者提出使用3D打印技術對傳統的膝關節置換術進行更新升級[1-2]。本文旨在探討應用3D打印技術輔助膝關節置換術的治療療效與傳統治療方案的臨床療效的區別，為其臨床推廣應用提供科學嚴謹的理論依據，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

參與本次研究的所有13例患者均為2013年11 月-2015年1月本院收治的進行膝關節置換手術的患者，將所有患者依照其手術方法不同分為對照組及觀察組。其中，觀察組患者行3D打印技術輔助膝關節置換術治療，6例患者共8膝，男4例，女2例；年齡為67～74歲，平均（69.5±1.8）歲，其中，2例患者為雙膝關節均進行置換術治療，4例患者為單膝關節進行置換術治療，該組患者術前神經功能缺損評分（Neurological Severity Score,NSS）38～49分，平均（45.2±3.2）分；對照組患者行常規膝關節置換術治療，7例患者共10膝，男4例，女3例；年齡為66～76 歲，平均（70.2±2.1）歲，其中，3例患者為雙膝關節均進行置換術治療，4例患者為單膝關節進行置換術治療，該組患者術前美國特種外科醫院膝關節評分（Hospital for Special Surgery Knee Score,HSS）評分39～52分，平均（46.1±2.9）分。兩組間比較發現，兩組患者年齡、性別、病情及術前HSS評分等差異無統計學意義（P＞0.05）。本次研究經本院倫理委員會批準，所有患者均對此次研究知情且簽署知情同意書。

1.2 治療方法

1.2.1 對照組治療方法 本組患者行常規膝關節置換術，并在術后采用全程優質護理。

1.2.2 觀察組治療方法 本組患者在術前使用CT掃描膝關節并收集數據以使用計算機進行三維模建，患者解剖結構使用CAD軟件（計算機輔助設計軟件）進行手術策劃，并依照建模數據進行截骨切模的個性化設計。后將定制的數據信息傳輸至3D打印機中進行打印，利用快速成型技術將實體的截骨切模打印出來用于手術治療。手術治療過程：所有患者均在麻醉藥物生效后，在膝關節前正中部將其皮膚切開，后沿髕骨內側、四頭肌腱至脛骨結節內側處做弧形切口，打開關節囊及髕上囊，吸干患者黃色關節積液，屈膝90°并將髕骨向外翻轉，清除患處內外側半月板、前交叉韌帶、滑膜組織以及髕骨增生的骨贅，后將外側軟組織松懈。在脛骨近端處將打印出的脛骨近端切模進行有效安裝，且保證與脛骨近端骨質與切模接觸面貼合狀態良好，后對脛骨近端沿切模進行截骨。后在保證貼合的前提下對股骨切模進行安裝，在切模導航下將患者股骨截骨外翻，并保證四合一截骨模塊得到準確無誤的精準安放，后將截骨模塊安裝，并對股骨后髁、前髁、后斜角以及前斜角進行截骨，并準確安裝放置試模及髁間截骨。使用2 000 ml生理鹽水對患者脛骨近端進行清洗并打孔，使用骨水泥對患者脛骨、股骨截骨面進行鋪墊，后安裝膝關節墊片及假體，保證整個手術過程測量力線良好，手術結束后將負壓引流導管留置，后對手術創口進行逐層縫合。

1.3 評價指標

本次研究中使用手術時間、出血量、引流量以及術后90 d HSS評分作為主要的評價指標。此外選用股骨髁切線與冠狀位股骨解剖軸的夾角（LDFA）；脛骨機械軸與股骨的夾角（MFTA）；脛骨后矢狀位傾角（STCA）；脛骨平臺切線與冠狀位脛骨解剖軸夾角（MPTA）等作為本次研究的影像學評價指標。

1.4 統計學方法

本次研究使用SPSS 19.0軟件包進行數據統計分析，計量資料以均數±標準差（±s）表示，并使用t檢驗進行差異分析，P＜0.05表明差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組患者臨床療效評價結果

本次研究發現，觀察組患者在手術時間、術中出血量及引流量等評價指標上顯著低于對照組（P＜0.05），且治療90 d后NSS評分顯著優于對照組（P＜0.05），見表1。

表1 兩組患者臨床療效評價結果 （±s）

表1 兩組患者臨床療效評價結果 （±s）

注：?與對照組比，P＜0.05。

組別 膝數 手術時間/min出血量/ml引流量/ml NSS評分/分觀察組 10 80.8±11.8?253.8±93.5? 268.4±86.3? 94.2±2.1?對照組 8 93.4±12.7 371.3±104.9 369.3±96.2 86.9±2.5 P值 0.045 0.023 0.032 0.000

2.2 兩組患者術后影像學檢查結果

本次研究結果顯示，在患者手術治療90 d后，兩組患者LDFA及MPTA評分無顯著性差異（P＞0.05），但觀察組MFTA及STCA評分均顯著低于對照組（P＜0.05），見表2。

表2 兩組患者術后影像學檢查結果 （±s，分）

表2 兩組患者術后影像學檢查結果 （±s，分）

注：1）與對照組比，P＞0.05；2）與對照組比，P＜0.05。

組別 膝數 LDFA MFTA STCA MPTA觀察組 10 83.8±1.231）0.92±0.512）2.98±0.792）89.9±0.821）對照組 8 82.9±2.33 2.02±0.89 4.02±1.09 89.6±1.56 P值 0.306 0.004 0.032 0.606

3 討論

雖然膝關節置換術是治療膝關節炎最為有效的方法，但是隨著臨床應用的不斷推廣，傳統的膝關節置換術的缺點日益暴露，如手術存在著諸如手術操作繁鎖、手術器械復雜不便、需要依照患者病情大范圍截骨等諸多優點，限制了膝關節置換術更廣范圍內的臨床推廣。此外，若主治醫師使用器械不夠熟練，未能全面掌握膝關節變形情況則會導致脛骨上端后側皮質穿孔、截骨不當及假體松動等諸多并發癥，影響患者預后，給患者身心造成無法愈合的傷害[3]。此外，即使經驗豐富的臨床醫師，僅憑肉眼觀察和經驗很難保證截骨的準確性、假體擺放準確無誤以及軟組織平衡的維持等，最終都可能導致手術治療失敗。本次研究結果顯示，采用3D打印技術輔助膝關節置換術患者其在手術時間、出血量及引流量等評價指標上顯著低于采用傳統置換術治療患者，且治療90 d后NSS評分也顯著改善。此外，在患者手術治療90 d后，3D打印技術輔助膝關節置換術治療組患者MFTA及STCA評分均顯著低于對照組，與前人結果相一致[4]。

綜上所述，應用3D打印技術輔助膝關節置換術較傳統置換術其臨床療效顯著，患者預后明顯改善，值得臨床工作中進行廣泛推廣。

[1]潘偉,郝永強,嚴孟寧,等.個體化數字導板結合3D打印技術在旋轉鉸鏈型人工膝關節置換術中的應用[J].國際骨科學雜志,2015(3):231-234.

[2]王鍇,彭丹丹,林劍浩,等.實施臨床路徑對人工膝關節置換術住院費用的影響分析[J].中國衛生經濟,2013(11):30-32.

[3]Suero EM,Citak M,Lo,D,et al.Use of a custom alignment guide to improve glenoid component position in total shoulder arthroplasty[J].Knee Surgery,Sports Traumatology,Arthroscopy:Official Journal of the ESSKA,2013,21(12):2860-2866.

[4]汪錫龍,尚希福,賀瑞,等.關節內注射氨甲環酸聯合引流管夾閉3小時方案減少初次單膝關節置換術患者圍術期失血的有效性及安全性研究[J].中國全科醫學,2015,18(6):657-660,664.