3D打印截骨導板在膝關節置換術中的應用與臨床探索

王仁和　于靜偉　李偉　范立軍　劉海波　馮鎖立　張雷鳴　楊東昭　范顯超

【摘要】 目的 探討3D打印截骨導板在膝關節置換術（TKA）治療中的價值。方法 30例膝關節骨關節炎膝關節患者， 其中14例應用3D打印截骨導板輔助TKA（3D打印組）。16例常規進行TKA（常規TKA組）。結果 3D打印組患者手術時間為（85.0±17.6）min， 術中及術后出血量為（365±185）ml， 圍手術期輸血量（2.3±1.7）U， 術后2周視覺模擬評分（VAS）為（3.0±2.1）分， 均優于常規TKA組， 比較差異具有統計學意義（P<0.01或0.05）。結論 3D打印截骨導板用于TKA， 手術時間及術中出血較常規TKA少， 術后疼痛也較常規TKA改善明顯， 兩者術后膝關節活動度無明顯差異。

【關鍵詞】 3D打印截骨導板；膝關節置換， 手術時間

DOI：10.14163/j.cnki.11-5547/r.2016.24.056

本研究采用回顧性病例分析， 比較應用3D打印截骨導板輔助TKA與常規TKA手術在手術時間、術中及術后出血、患者疼痛情況的改善、術后膝關節功能活動度等進行比較， 探討3D打印截骨導板輔助TKA技術的優缺點及可行性， 現報告如下。

1 資料與方法

1. 1 般資料 選取2014年1月～2016年2月本院行TKA患者30例， 其中3D打印截骨導板輔助TKA 14例（3D打印TKA組）；傳統方法行TKA 16例（常規TKA組）。3D打印組中， 女12例， 男2例， 年齡61～78歲， 平均年齡（67.4±7.4）歲；常規TKA組中， 女13例， 男3例， 平均年齡（68.1±6.9）歲。兩組年齡、性別等一般資料比較， 差異無統計學意義（P>0.05）， 具有可比性。

1. 2 手術方法

1. 2. 1 常規TKA組 常規TKA組患者給予常規TKA。采用全身麻醉9例， 硬膜外麻醉7例， 電動止血帶壓力40 kPa?；颊哐雠P位， 膝關節前正中切口， 髕骨內側緣進入， 外翻髕骨顯露膝關節。屈膝， 膝關節牽開器牽開。切除增生的滑膜， 前十字韌帶及內外側半月板， 松解內外側軟組織。采用股骨髓內定位， 脛骨髓外定位， 股骨髓內固定股骨外翻角5～7°， 股骨外旋角3°， 脛骨后傾3°， 根據術中測量結果決定股骨側假體的型號及脛骨側假體的型號。

1. 2. 2 3D打印TKA組 3D打印TKA組患者給予3D打印截骨導板輔助TKA。采用全身麻醉8例， 硬膜外麻醉6例， 手術中均用電動止血帶， 壓力40 kPa。體位顯露與常規TKA相同。顯露股骨髁關節內外側， 用膝關節牽開器盡力顯露股骨髁， 清除股骨周圍的骨贅， 用特制的圓形軟骨切剝器將股骨髁部的軟骨盡力全部切除達骨質， 將3D打印的股骨遠端截骨導板緊密地貼合股骨遠端， 如導板三個接觸點不能平穩接觸， 導板有張力則要重新進一步處理股骨髁部的軟骨及周圍的軟組織， 使之全部去除。最后導板與股骨遠端完好貼合， 在導板指引下對股骨遠端進行截骨。然后再用術前計算好的相應型號的四合一金屬截骨模具截骨， 此步驟以后與常規TKA手術同。股骨側截骨完成后， 再行脛骨側截骨， 用咬骨嵌清除脛骨側骨贅， 再用特制軟骨切剝器將脛骨平臺殘存的軟骨刮除， 達平滑骨質， 將3D打印的脛骨近端導板緊密貼合在脛骨近端骨皮質上， 3點定位截骨導板與脛骨平臺及脛骨的前上部均勻接觸后再按導板截骨孔向截骨， 脛骨平臺截骨后， 用術前計算好的相應的金屬脛骨測量導向板再進一步處理脛骨近端， 與常規置換組手術相同。

1. 3 觀察指標 比較兩組手術時間， 術中及術后出血， 術前及術后2周膝關節的活動情況及VAS評分。

1. 4 統計學方法 采用SPSS19.0統計學軟件進行統計分析。計量資料以均數±標準差（ x-±s）表示， 采用t檢驗；計數資料以率（%）表示， 采用χ2檢驗。P<0.05表示差異具有統計學意義。

2 結果

3D打印組手術時間（85±17.6）min；術中及術后出血量（365±185）ml；圍手術期輸血量（2.3±1.7）U， 術前膝關節活動度（83.7±18.7）°， 術后2周膝關節活動度（99.2±16.9）°術前VAS評分（5.5±1.6）分， 術后VAS評分（3.0±2.1）分。常規TKA組手術時間 （95±15.3）min；術中及術后出血量（456±197）ml；圍手術期輸血（3.4±1.5）U， 術前膝關節活動度（84.3±17.9）°， 術后2周膝關節活動度（100.1±16.7）°， 術前VAS評分（5.3±1.5）分， 術后VAS評分（3.9±2.0）分。兩組手術時間、術中及術后出血量、圍手術期輸血量、術后VAS評分比較， 差異具有統計學意義（P<0.01或0.05）；兩組術前VAS評分、膝關節術前術后活度比較， 差異無統計學意義（P>0.05）。

3 討論

3D打印技術能夠為患者提供符合自身解剖特點的個體化關節截骨組件及合適的假體[1]。運用于膝關節置換， 就是將醫生術前看不到的人體骨骼結構， 通過3D掃描并打印做成1比1的模型， 同時打印計算出對應的截骨導板。使手術更加直觀。經計算機測定提前測得股骨假體的型號及脛骨平臺的型號， 同時于術前就算出了股骨外翻及外旋角， 脛骨平臺后傾角， 并測出股骨遠端， 股骨后髁截骨量， 及脛骨近端截骨量和截骨角度， 使手術更加方便準確， 不用進入髓腔， 出血少[2]。3D打印技術打印的個體化模型及手術導板不但可以實現精確置入， 而且節省了手術時間， 減少了患者及手術操作人員的射線暴露風險[3]。

定制3D打印導板輔助關節置換術具有個體化， 精準化， 數字化， 手術時間短， 創傷小等優點， 可以對膝關節置換起到良好的輔助作用[4]. 本組3D打印導板技術輔助TKA初步臨床回顧性分析， 3D打印組患者手術時間為（85.0±17.6）min， 術中及術后出血量為（365±185）ml， 圍手術期輸血量（2.3±1.7）U， 術后2周視覺模擬評分（VAS）為（3.0±2.1）分， 均優于常規TKA組， 比較差異具有統計學意義（P<0.01或0.05）。短期隨訪3D打印導板組在改善膝關節術后疼痛好于常規組， 說明3D打印截骨導板用于TKA， 手術時間及術中出血較常規TKA少， 術后疼痛也較常規TKA改善明顯， 但本研究顯示， 兩者術后膝關節活動度無明顯差異。本研究因病例數較少， 且VAS評分本身受患者的主觀影響較大[5]， 所以還不能完全確定， 有待進一步論證。

參考文獻

[1] 吳東迎， 袁峰， 吳繼彬， 等. 3D打印截骨導板在人工全膝關節置換術中的應用. 中華骨科雜志， 2015， 35（9）：921-926.

[2] 賀宇， 周東生， 崔昊昊， 等. 計算機輔助技術在骨盆骨折畸形愈合治療中的應用. 中華骨科雜志， 2015， 35（4）：307-314.

[3] 穆衛廬， 常軍英， 賈東昭， 等. 3D打印手術導板引導骶髂螺釘置入的手術技術介介紹. 中華骨科雜志， 2015， 35（7）：767-773.

[4] 范立軍， 王仁和， 馮鎖利， 等. 3D打印技術在膝關節置換中應用報導. 中國傷殘雜志， 2015， 23（10）：69-71.

[5] 吳東迎， 袁峰， 吳繼彬， 等. 3D打印截骨導板在人工全膝關節置換術中的應用. 中華骨科雜志， 2015， 35（9）：921-926.

[收稿日期：2016-04-05]