3D打印結合MIPO技術治療Pilon骨折的臨床效果觀察

付富強，胡永平

（1.秦安縣人民醫院，甘肅 秦安 741600；2.秦安縣興國鎮衛生院，甘肅 秦安 741600）

隨著我國經濟的發展，機動車保有量的增加、房地產業飛速發展，交通事故和高空作業墜落事件逐年增多，Pilon骨折患者也日漸增加。Pilon骨折指波及負重關節面和干骺端的脛骨遠端骨折，常累及腓骨，一般指脛骨遠端1/3波及脛距關節面的骨折，脛骨遠端關節面嚴重粉碎，骨缺損及遠端松質骨壓縮，常合并腓骨下段骨折（占75%～85%）和嚴重軟組織挫傷，由于脛骨遠端解剖結構復雜，而Pilon骨折關節面損傷嚴重，因此關節面及力線復位非常困難，復位不良可能導致關節軟骨變性及創傷性關節炎的發生[1-2]。車禍和高處墜落所致的高能量損傷十分常見，是關節內骨折中較難治療的一種創傷，并發癥及合并癥發生率亦較高。治療過程中如何避免軟組織損傷、傷口感染、骨髓炎及骨折延遲愈合、畸形愈合等是骨科醫生面臨的主要問題。為解決上述問題，我們應用3D打印結合微創接骨板固定（MIPO）技術治療Pilon骨折，在保護骨和軟組織活力，關節面解剖復位，提供滿足踝關節早期活動的固定，最終達到骨折愈合和重獲一個有功能、無疼痛、能負重、可運動的關節的同時，避免感染等并發癥，讓患者盡可能重返社會[3]。我們應用3D打印結合MIPO技術對Pilon骨折進行治療，利用間接復位技術盡量減少骨折端不必要的暴露，保護骨折端及其周圍血供，提高了骨折愈合能力，關節功能恢復良好。現報告如下。

1 資料與方法

1.1 資料

選擇2015年9月至2018年9月我院骨科收治的Pilon骨折患者86例，經X線拍片和CT掃描等臨床檢查符合Pilon骨折Ⅲ型和Ⅳ型診斷標準。86例患者均自愿參加本研究，且符合納入標準。86例患者中，男55例，女31例；年齡18～82歲；38例合并腓骨骨折；致傷原因：車禍外傷27例，扭傷13例，高處墜落傷22例，摔傷15例，其他損傷9例；受傷后至手術時間為3 h～12 d，平均8.7 d。將患者按隨機數字法分為研究組和對照組，各43例。研究組男28例，女15例，年齡18～80歲，平均年齡（39.98±2.97）歲；對照組男27例，女16例，年齡19～82歲，平均年齡（40.89±2.55）歲。兩組性別（t=-0.206，P=0.838）、年齡（t=-1.315，P=0.196）比較無顯著性差異，具有可比性（P＞0.05）。

1.2 病例選擇標準

1.2.1 Pilon骨折診斷標準 外傷后踝部腫脹、畸形、不能負重，通過追問受傷時的情況結合X線片或CT檢查可以確診。踝關節正、側位及外旋斜位X線片，可以顯示脛骨前內側和后外側關節面骨折情況。通過比較對側踝關節X線片，既可以排除骨折又可以作為復位標準。CT檢查能夠很好地顯示骨折的形態、骨折塊的數量以及移位程度，矢狀位和冠狀位重建圖像能夠顯示更為復雜的骨折情況,在評價骨折移位程度、術前制訂治療方案以及指導手術治療方面，較X線片有明顯優勢。

1.2.2 臨床分型 1969年，Ruedi和Augower根據關節面及干骺端移位、粉碎程度，將Pilon骨折分為3型。Ⅰ型：經關節面的脛骨遠端骨折，有較小程度的移位；Ⅱ型：明顯的關節面移位而粉碎程度較小；Ⅲ型：關節面粉碎移位，粉碎程度較嚴重。Ovadia和Beals在此基礎上將Pilon骨折分為5個類型：Ⅰ型：無移位骨折；Ⅱ型：骨折移位程度較小；Ⅲ型：關節面骨折伴有幾個大的骨折塊；Ⅳ型：關節面骨折伴有幾個骨折塊，同時有一個較大的干骺端骨缺損；Ⅴ型：關節面嚴重移位及骨質嚴重粉碎。

1.2.3 納入標準（1）符合Pilon骨折診斷標準，知曉本研究并簽署知情同意書。（2）關節移位超過2 mm、骨折可重建、有足夠軟組織覆蓋的損傷。（3）關節面有不同程度塌陷及移位的Ruedi-AllgowerⅡ型、Ⅲ型骨折患者。

1.2.4 排除標準 不符合Pilon骨折診斷標準；關節錯位小于2 mm，干骺端沒有明顯移位的Ruedi-AllgowerⅠ型骨折患者及全身情況差的患者；病理性骨折及開放性骨折患者；有慢性病史及年齡過大者；不能手術和拒絕手術者。

1.3 治療方法

1.3.1 研究組 采用3D打印結合MIPO技術進行治療。（1）應用3D打印技術。在內踝前方做一3 cm弧形切口，切口彎向內踝，切開皮膚后注意保護切口附近的大隱靜脈，依據骨折類型和部位（依據3D打印模型術前模擬復位），直接或間接復位骨折塊，可以使用手法復位、外固定支架牽引復位或點氏鉗直接復位。對于干骺端存在壓縮骨折或塌陷骨折者，先行撬撥復位，必要時取自體髂骨植骨，在關節面恢復平整后用克氏針臨時固定。放置的克氏針應不影響接骨板的插入。C型臂X線機檢查證實骨折對位對線良好后，可先用空心螺釘固定關節內骨折塊。將接骨板放于脛骨遠端皮膚，標記接骨板近端的皮膚切口。切開近端皮膚，用骨膜剝離器逆行經皮下骨膜外插入潛行分離，在遠近兩切口間做一皮下隧道。隨后將接骨板經遠端皮膚切口逆行插入隧道。在C型臂X線機下調整接骨板的最后位置。通過術前3D打印模型對鋼板進行模擬塑形，盡可能使接骨板與脛骨遠端內側面良好貼合以免造成脛骨遠端皮膚張力過大。將克氏針插入接骨板上的小孔以保持接骨板的位置。利用C型臂X線機再次判斷骨折復位情況。在鄰近關節的骨折遠端擰入一枚普通螺釘，隨后在骨折近端擰入一枚皮質螺釘將近側骨折塊拉向接骨板。再次判斷對位對線情況，若骨折復位良好，可分別在遠、近端擰入螺釘，進行最終固定。

（2）應用MIPO技術。新的接骨板設計有利于微創經皮技術的應用，光滑的圓頭設計便于插入皮下隧道，靠近踝關節處的接骨板逐漸變薄可以降低軟組織張力，盡可能減輕對軟組織的刺激。接骨板持板器械便于插入時控制接骨板，瞄準裝置的使用能減少軟組織損傷。將解剖型接骨板置于脛骨遠端的內側面或前外側面，不可過多剝離脛骨遠端的軟組織和骨膜。術后使用彈力繃帶包扎下肢可以減輕腫脹，降低切口張力，促進傷口愈合。術后使用支具使踝關節保持中立位，可以防止攣縮畸形。我們主張依據主要骨折線的走行和骨塊位置選擇個性化切口、骨折復位順序和內固定方法。

（3）難度較大的Pilon骨折的治療。高能量軸向負荷暴力導致的Pilon骨折伴有嚴重關節面對合不良和干骺端粉碎、塌陷骨折，骨質缺損多，預后可能不令人滿意。我們多運用改良的前內側入路，于脛骨前嵴外2 cm，縱行向下切開至前室表面，在踝關節平面向內側切，轉角為105°～110°，于內踝尖端1 cm處，在遇到大隱靜脈時終止切口，切開近端皮膚，用骨膜剝離器逆行經皮下骨膜外插入潛行分離，在遠近兩切口間做皮下隧道。逐層暴露，依據3D打印模型術前模擬練習，精準取自體髂骨精準植骨，利用髂骨翼內面平滑稍凹的結構，修復塌陷的關節面（窩）。隨后將接骨板經遠端皮膚切口逆行插入隧道。將解剖型鎖定接骨板置于脛骨遠端的前、外側面并以螺釘經皮內固定，放置引流管，關閉傷口。患肢無需石膏外固定，術后3～5天主動活動踝膝關節，期間行肌肉等長收縮鍛煉，行主動伸、屈膝功能鍛煉，輔以物理治療。6～8周開始患肢部分負重練習（初始負重為體重的1/10～12），以后依骨折類型及患者具體情況制訂進一步康復訓練計劃。術后常規使用抗生素3～5天，開放性傷口適當延長。

1.3.2 對照組 采用常規切開復位內固定法治療。做腓骨遠端后內側直切口及脛骨嵴遠端外緣切口，繞至內踝下方，兩切口相距大于7 cm，行深筋膜下剝離，顯露脛腓骨下端及踝關節，先處理腓骨骨折，恢復其長度，以6孔梯形鋼板固定于后內側。利用牽引使足內翻，處理脛骨下端關節面及內踝骨折，骨缺損部位用髂骨塊填塞以克氏針固定，于脛骨外前方、距關節面約1 cm處用骨刀開槽，打入L-TCP的L端。擰入4.5 cm松質骨拉力螺釘固定，內踝及個別不穩定游離骨片加用4.5 cm拉力螺釘固定，術后U形石膏托固定2～3周，之后進行踝關節伸屈運動。

1.4 觀察指標

1.4.1 評價指標 術中與術后情況（手術時間、術中出血量、手術費用）、治療效果、功能評定、術后并發癥等。

1.4.2 評價標準（1）術后情況評價標準。骨折臨床愈合標準：局部無壓痛、縱向叩擊痛；無異常活動；X線片顯示骨折線模糊，有連續性骨痂通過骨折線；在無外固定的情況下，能夠徒步行走3分鐘；連續觀察兩周后骨折處未見異常。手術時間以手術記錄為準。術中出血量：以手術過程中止血紗布塊的數量換算。手術費用：以患者從入院到出院全程中產生的醫療費用為準。

（2）療效評價標準。參照Tornetta等于1993年提出的Pilon骨折臨床療效評價標準：優：無疼痛，背屈＞5°，跖屈＞40°，成角畸形＜30°；良：間歇性疼痛，可用非類固醇藥緩解，背屈0°～5°，跖屈 30°～40°，外翻成角畸形 3°～5°，內翻成角畸形＜3°；可：疼痛已影響日常生活，需用麻醉藥緩解，背屈-5°～0°，跖屈25°～30°，外翻成角畸形 5°～8°，內翻成角畸形 3°～5°；差：頑固性疼痛，背屈＜-5°，跖屈＜25°；外翻成角畸形＞8°，內翻成角畸形＞5°。優良率=（優+良）/總例數×100%。

（3）功能評定標準。參照Mazur提出的踝關節評價分級標準對踝關節畸形、疼痛、步態等進行評價，滿分為100分，得分越高，表示踝關節功能越好。

（4）術后并發癥評定標準。對患者術后切口感染、延遲愈合、皮膚壞死和畸形愈合等情況進行比較。

1.5 統計學方法

所有數據使用SPSS 19.0軟件包進行統計學處理。計量資料采用（±s）表示，符合正態分布的數據，組間比較采用t檢驗，組內比較采用配對t檢驗，不符合正態分布的數據用非參數秩和檢驗；重復測量計量資料采用重復測量方差分析；計數資料的分析比較用χ2檢驗，等級資料的分析比較用Ridit分析。P＜0.05為差異有顯著性。

2 結果

2.1 兩組術中、術后情況比較

研究組手術時間和術中出血量明顯短（少）于對照組（P＜0.05），但住院費用明顯高于對照組（P＜0.05），見表 1。

表1 兩組術中、術后情況比較

2.2 兩組術后6個月治療效果比較

研究組優良率明顯高于對照組（P＜0.05），見表2。

表2 兩組治療效果比較[n（%）]

2.3 兩組術后6個月踝關節功能評分比較

研究組術后6個月踝關節功能評分明顯高于同期對照組（P＜0.05），見表 3。

表3 兩組術后6個月踝關節功能評分比較（n）

2.4 兩組術后并發癥發生情況比較

兩組術后并發癥主要為切口感染、延遲愈合、皮膚壞死和畸形愈合。研究組并發癥發生率為4.66%，明顯低于對照組的27.91%（P＜0.05），見表 4。

表4 兩組術后并發癥發生情況比較[n（%）]

3 討論

3D打印技術又稱快速成形技術，是一種基于三維數字模型，應用粉末或液體狀的金屬、塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造實物的技術[4]。該項技術起源于20世紀末的美國，最初應用于模具制造、工業設計等領域，隨著計算機技術的革新和新型材料的開發，現已被應用于工業制造、航天、醫學等領域。醫學是3D打印技術應用最為廣泛的領域之一，包括細胞打印、組織器官打印、骨科植入物打印、手術器械打印等。骨科植入物打印和手術器械打印技術相對成熟。數字骨科技術及3D技術的進步，使骨科微創、個體化治療取得了長足發展，尤其是近幾年3D打印技術的進步，使得個體化數據采集—術前3D模擬—內固定材料3D打印成為可能。微創接骨板固定（Minimally invasive plate osteosynthesis，MIPO）由 Krettek等于20世紀90年代提出，包括關節外骨折的經皮微創接骨板固定技術和關節內骨折的經關節經皮接骨板固定技術。對于此類特殊部位的骨折，通過間接復位技術，盡量減少對骨折部位血供及骨本身的影響以達到生物學固定已成為共識，手術治療是為了使骨折關節面解剖復位、塌陷關節面復位后的植骨及固定，以便獲得良好的踝穴關系，避免軟組織損傷，減少術后并發癥發生[5]。與以往的手術相比，3D打印結合MIPO技術治療Pilon骨折更具精確性和前瞻性。

3D打印結合MIPO技術治療Pilon骨折的臨床效果滿意，與傳統手術方法相比較具有明顯優勢。3D打印技術可為患者提供個體化骨折治療方案、確定手術入路。術前準備充分，術中操作中就可大大節省時間和提高精準度，減輕患者痛苦，縮短復位時間，提高復位質量，還可以利用術前測得的鋼板、螺釘數據指導術中操作，避免螺釘過短把持力不夠或螺釘過長穿透關節面的風險。此外，還可減少C型臂X線機投照次數，縮短醫護人員和患者暴露于放射線下的時間，進一步節省手術時間。

采用微創技術，可不剝離骨膜，用骨膜剝離器逆行經皮下骨膜外插入潛行分離，在遠、近兩切口間做一皮下隧道，最大限度地減少和避免對周圍軟組織的破壞，保留骨折斷端血運，保護骨折周圍組織，對內環境干擾小，利于骨折愈合，避免并發癥的發生。鎖定鋼板屬于彈性固定，其在骨折區域可輕微移動，刺激骨痂生成，間接加速了骨折愈合。

利用3D打印技術，可以彌補MIPO技術的缺陷。由于醫生術前已充分了解骨折情況，確定了手術切口、復位方法和次序、精準取髂骨、精準植骨，利用髂骨翼內面平滑稍凹的結構修復塌陷關節面（窩），因此，術中更有把握。利用MIPO技術減少骨折端不必要的暴露，保護骨折端及其周圍血供，提高骨折愈合能力，關節功能恢復良好。醫生術前與患者溝通時可利用3D模型演示，還可以事先在模型上進行手術方案模擬操作，從而在實際操作過程中有條不紊地進行骨折復位固定[6]。

利用3D打印技術進行手術雖然精準度較高，但費用也較高，目前基層醫院暫時為患者免費打印模型。今后隨著病例的增加和研究的深入，還應尋求降低成本的方法，同時尋求醫保支持，減輕患者經濟負擔。我們也會繼續深入研究，將現代科技與醫學相結合，更好地為廣大患者服務。