3D打印技術在Paprosky Ⅲ型髖臼骨缺損翻修手術中應用1例及文獻復習

王金有，于慶巍，張 健，陳曉波，范洪武，梁鉑堅，呂佳音

(吉林大學中日聯誼醫院 骨科，吉林 長春130033)

隨著髖關節置換術的患者總數的增加、年齡的增長以及人均壽命的延長，髖關節翻修的手術量越來越多，根據美國學者的預測，到2026年全美髖關節翻修手術的總量將會是目前髖翻修手術的兩倍[1]。全髖關節置換后行髖關節翻修手術的原因很多，包括感染、假體聚乙烯內襯磨損、假體脫位和假體無菌性松動、假體周圍骨折等[2]。在全髖關節翻修術中，髖臼側嚴重骨缺損的修復重建手術是一個具有挑戰性的問題。目前髖臼側骨缺損的重建方法主要包括：大塊同種異體骨移植、顆粒狀同種異體骨打壓植骨、超大臼杯、多孔金屬墊塊、Cup-Cage技術、個體化設計三翼臼杯[3-8]。臨床工作中，關節外科醫生主要根據病人的骨缺損程度和分型、年齡、經濟承受能力，選擇髖臼骨缺損的重建方案。隨著3D打印技術的發展，現在能夠通過3D打印技術、根據髖臼骨缺損的局部解剖特點，個體化定制金屬髖臼翻修假體，精準重建髖臼旋轉中心，使復雜的髖臼重建手術變得更加精確。本文介紹1 例利用3D 打印技術、個體化定制金屬髖臼假體，治療PaproskyⅢ型髖臼骨缺損的翻修病例，并進行相應的文獻復習。

1 病歷資料

患者，男性，54歲，8年前于本院行左髖翻修術，9個月前無明顯誘因出現左髖關節疼痛伴活動受限，在我院經相關檢查診斷為：左髖關節置換術后感染，于全麻下行左髖關節假體取出術，清創術，左髖關節抗生素骨水泥占位術。術后三個月入院，查體：雙下肢不等長，左下肢呈輕度屈曲伴短縮畸形，較對側短縮約2.0 cm，左臀部后外側可見切口瘢痕長約18 cm，愈合良好，未見瘺管、竇道等感染征像，切口周圍未觸及壓痛，左下肢肌肉萎縮明顯，綜合肌力3級，屈髖無力，左髖關節主動活動受限，被動屈曲活動：0°-50°。內外旋受限，4 字試驗(+)實驗室檢查血常規、ESR、CRP 均正常，左髖關節腔穿刺液培養陰性。術前X線和CT示左側髖關節中心性脫位，左側股骨頭假體旋轉中心較健側上移大于3 cm，根據Paprosky分型系統、診斷為Paprosky Ⅲ型髖臼骨缺損。術前將CT掃描數據傳給春立公司，公司工程師通過軟件數據處理，應用3D打印技術打印出患者的骨盆模型，手術醫生通過與工程師的多次協商、確定假體設計方案后，打印出與骨缺損相匹配的鈦金屬墊塊以及髖臼假體(春立公司)。翻修手術采用后外側入路，取出骨水泥占位器，根據術前計劃將3D打印鈦金屬墊塊以術前設計的角度植入、并以3枚螺釘固定，然后將3D打印臼杯假體植入、墊塊與臼杯間隙采用骨水泥固定，臼杯前、后緣通過螺釘固定于髖臼前、后壁，安裝聚乙烯內襯，繼而處理股骨，植入全涂層股骨柄翻修假體(春立公司160型)，最后安裝36 mm金屬球頭，復位髖關節，雙下肢基本等長，檢查髖關節穩定且活動良好。術后拍攝髖臼假體x片。術后隨訪6個月，在隨訪過程中無感染、脫位、假體松動、斷裂等并發癥出現，VAS評分降低，Harris評分顯著增高，末次隨訪VAS評分為0分，Harris評分85分。

2 討論

在全髖關節翻修術中，常常會面臨需要重建嚴重髖臼骨缺損的難題。由于髖臼假體周圍殘余的自體骨量過少，難以保證翻修臼杯覆蓋率，臼杯初期穩定性差，影響生物臼杯早期的骨長入以及中遠期的骨整合，影響遠期生存率。目前臨床上對髖臼骨缺損分型中、廣泛應用的主要有Paprosky分型和AAOS分型，尤其是Paprosky分型，其對髖關節中心的位移程度和方向、恥(坐)骨溶解程度及淚滴破壞等都進行了較詳細的評估；將髖臼骨缺損分為Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型，其中PaproskyⅢ型屬于嚴重髖臼骨缺損[9]。Ⅰ、Ⅱ型骨缺損的患者，單純打壓植骨即可獲得良好的療效，嚴重髖臼骨缺損目前主要采用超大Jumo杯加植骨或結合鉭金屬墊塊，往往療效不滿意，難以獲得髖臼中心的解剖學重建[10,11]。

3D打印技術始于1984年，以計算機三維設計軟件為基礎，將數據進行3D建模并導入特定的打印設備上，用粉末材料、液體、絲化的固體材料為原料進行逐層堆積加工，最終疊加成型出實物[12]。3D打印技術的優點是擅長構建形狀結構復雜的產品，非常適合髖臼側嚴重骨缺損的手術。本例患者為全髖關節置換術后感染、伴有髖臼側嚴重骨缺損、中心性脫位，屬于PaproskyⅢ型，髖臼周圍骨質缺損嚴重，雖然患者的術前的影像學資料充足，但三維CT、X平片難以全面、精確地了解髖臼周圍骨量，術前設計困難；而且骨缺損的形態多種多樣，目前市場上的翻修假體難以和骨缺損精確匹配，增加了手術的難度和風險，影響翻修的效果。3D打印技術則很好的解決了以上幾個難點，(1)精確了解骨缺損的形態以及術前規劃：制作出1∶1仿真骨盆模型以彌補傳統的二維影像資料的不足，通過模型精確地了解骨缺損的具體大小、形態。同時，利用實體模型可在術前對翻修手術進行預演，讓術者更加熟練手術步驟，提高手術效率，降低手術風險。(2)個體化治療：本例采用3D打印技術打印出與髖臼骨缺損相匹配的金屬墊塊和與之相匹配的髖關節假體，術中完美匹配髖臼，降低手術的難度，完成了真正精準的髖臼旋轉中心重建和骨缺損修復[13]，提高了翻修手術的成功率。此外，3D打印技術打印出的仿真模型還能在術中指導切除、截骨、打釘等，使手術更加簡單，節約手術時間。