3D打印個體化髖臼假體技術在復雜髖關節翻修中的應用效果

楊彬

【摘要】 目的：分析3D打印個體化髖臼假體技術在復雜髖關節翻修中的應用效果。方法：選取筆者所在醫院2017年10月-2018年10月40例行復雜髖關節翻修術患者進行研究，根據治療方法分為觀察組和對照組，各20例。對照組采用常規手術，觀察組在對照組基礎上應用3D打印個體化髖臼假體技術，對比兩組臨床療效。結果：觀察組手術時間為（127.57±36.62）min，顯著短于對照組的（173.57±36.62）min，差異有統計學意義（t=3.972，P=0.000）。治療后兩組Harris評分均較治療前顯著上升，且觀察組Harris評分高于對照組（P<0.05）。治療后兩組VAS評分均較治療前顯著下降，且觀察組VAS評分低于對照組（P<0.05）。結論：3D打印個體化髖臼假體技術在復雜髖關節翻修中具有較高的應用價值，能有效縮短手術時間，促進髖關節功能恢復，減輕患者疼痛感，值得推廣應用。

【關鍵詞】 3D打印 個體化髖臼假體技術 復雜髖關節翻修 應用效果

[Abstract] Objective： To analyze the application effect of individualized acetabular prosthesis technology by 3D printing in revision of total hip arthroplasy. Method： A total of 40 patients undergoing revision of total hip arthroplasy surgery from October 2017 to October 2018 in our hospital were divided into the observation group and the control group according to different treatment methods， with 20 cases in each group. The control group was treated with conventional surgery. The observation group was treated with individualized acetabular prosthesis technology by 3D printing on the basis of the control group， and the clinical efficacy were compared between the two groups. Result： The operation time of the observation group was （127.57±36.62） min， which was shorter than （173.57±36.62） min of the control group， and the difference was statistically significant （t=3.972， P=0.000）. After treatment， the Harris scores of the two groups were significantly higher than those before treatment， and the Harris score of the observation group was higher than that of the control group （P<0.05）. After treatment， the VAS scores of the two groups were significantly lower than those before treatment， and the VAS scores of the observation group was lower than that of the control group （P<0.05）. Conclusion： Individualized acetabular prosthesis technology by 3D printing has high application value in revision of total hip arthroplasy， which can effectively shorten the operation time， promote the recovery of hip function， and reduce patients pain. Therefore， it is worthy of promotion and application.

[Key words] 3D printing Individualized acetabular prosthesis technology Revision of total hip arthroplasy Application effect

First-authors address： Fengjie County Peoples Hospital of Chongqing， Chongqing 404600， China

復雜髖關節翻修（revision of total hip arthroplasy，RTHA）指全髖關節置換術（total hip arthroplasty，THA）后由于假體松動、下沉、感染等因素，需要重新翻修人工關節的手術[1]。近年來，隨著醫學技術的發展，THA在臨床中得到廣泛應用，導致RTHA病例數逐年上升。翻修手術流程較為復雜，受解剖層次、局部組織紊亂、感染等因素影響，難度較大，且術后可能發生感染、血栓、假體骨折等并發癥，預后較差[2]。3D打印技術能根據目標CAD模型，通過系統操作打印成三維實體應用于手術中，具有高效、方便、快捷等優勢[3]。本次研究在復雜髖關節翻修中應用3D打印個體化髖臼假體技術，取得一定成果，具體報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2017年10月-2018年10月40例行復雜髖關節翻修術患者進行研究。納入標準：（1）經THA治療失敗;（2）依從性良好。排除標準：（1）合并嚴重臟器疾病;（2）手術禁忌證;（3）認知障礙;（4）精神病史;（5）金屬過敏或機體免疫性疾病。根據治療方法隨機分為觀察組和對照組，各20例。觀察組男女比例為12∶8;年齡45～76歲，平均（58.87±5.14）歲。對照組男女比例為11∶9;年齡45～78歲，平均（59.13±5.36）歲。兩組一般資料對比，差異均無統計學意義（P>0.05），具有可比性。研究經醫院倫理委員會批準，患者及家屬自愿參與研究并簽署知情同意書。

1.2 方法

對照組采用常規手術，方法如下：從原手術切口入路，使失敗的髖關節假體充分暴露于視野，并取出相應配件。清除髖部周圍病變軟組織，取樣進行軟組織冰凍活檢，若結果顯示白細胞計數<5個/HP，可排除感染。采用加壓沖洗的方式，使用3 000 ml無菌生理鹽水反復沖洗，選擇適宜的生物型臼杯壓配固定。

觀察組采用3D打印個體化髖臼假體技術，通過64排螺旋CT采集數據并存儲，采用mimics軟件計算機建立三維數據模型，并進行數據轉化。將轉化后的數據導入打印機中，打印出參考模擬手術骨盆模型，進行術前評估。再將數據導入打印機，由廠家打印出髖臼側金屬假體，假體表面為網狀結構，金屬硬度與人體松質骨相似。將充分消毒后的3D打印髖臼側金屬假體植入，位置滿意后，于邊緣固定處鉆孔，擰入合適長螺釘固定穩定，放入髖臼內襯。根據手術方案植入適當大小翻修股骨柄，并植入股骨頭，復位后縫合切口。

1.3 觀察指標及評價標準

（1）手術時間;（2）術后6個月采用Harris髖關節評分量表評價髖關節功能，滿分100分，得分越高，表示髖關節功能越好;（3）通過視覺模擬量表（visual analogue scale，VAS）評價疼痛情況，評分為0～10分，0分表示無痛，1～3分表示輕度疼痛，4～6分表示中度疼痛，7～10分表示重度疼痛，評分越高，表示疼痛越劇烈。

1.4 統計學處理

數據采用SPSS 22.0軟件進行統計學分析，計量資料以（x±s）表示，采用t檢驗，計數資料以率（%）表示，采用字2檢驗，P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組手術時間對比

觀察組手術時間為（127.57±36.62）min，顯著短于對照組的（173.57±36.62）min，差異有統計學意義（t=3.972，P=0.000）。

2.2 兩組Harris評分對比

治療前兩組Harris評分比較，差異無統計學意義（P>0.05）;治療后兩組Harris評分均較治療前顯著上升，且觀察組Harris評分高于對照組，差異均有統計學意義（P<0.05），見表1。

2.3 兩組VAS評分對比

治療前兩組VAS評分比較，差異無統計學意義（P>0.05）;治療后兩組VAS評分均較治療前顯著下降，且觀察組VAS評分低于對照組，差異均有統計學意義（P<0.05），見表2。

3 討論

3D打印技術最早應用于工業領域，結合了高分子材料技術、三維CT技術、激光快速成型等多種技術，是一種現代化的工業制造技術[4]。在計算機的輔助下，能對零件的相關信息進行準確的采集、分析，并根據設計要求進行深層次加工，最終得到三維重建模型，再通過打印機與制造材料，制作實體模型[5]。隨著醫學技術的發展，3D打印技術逐漸在臨床中得到廣泛應用，有效解決了由于個體差異可能導致的醫療事故，提高治療安全性，且操作簡單，具有較高的應用價值。

近年來，臨床中THA病例數不斷增加，由于手術存在的風險及并發癥，導致RTHA數量逐年上升。RTHA的治療難度較大，其中感染、骨缺損、假體選擇等均為需要解決的重點問題。人工髖關節置換術后患者一旦發生感染，一般會出現較嚴重的骨缺損，主要原因分為以下兩方面：化膿、骨溶解或假體丟失造成骨缺損;取出感染假體或清除骨水泥、感染組織時，會進一步加劇骨丟失[6]。因此，臨床中行RTHA前應先對患者進行全面檢查，了解手術的根本原因，并根據影像學檢查圖像，在計算機輔助下建立三維模型，通過3D打印技術打印出髖臼及股骨近端實體模型，從而制定具體手術方案[7-8]。

本次研究顯示，觀察組手術時間為（127.57±36.62）min，顯著短于對照組的（173.57±36.62）min，差異有統計學意義（t=3.827，P=0.000）。治療前兩組Harris評分比較，差異無統計學意義（P>0.05）;治療后兩組Harris評分均較治療前顯著上升，且觀察組Harris評分高于對照組，差異均有統計學意義（P<0.05）。治療前兩組VAS評分比較，差異無統計學意義（P>0.05）;治療后兩組VAS評分均較治療前顯著下降，且觀察組VAS評分低于對照組，差異均有統計學意義（P<0.05）。RTHA一般采用含抗生素骨水泥假體，使用細長的股骨柄及小髖臼杯，制作難度較高。同時，在模具制作過程中，抗生素骨水泥假體的型號是固定等，且表面較為粗糙，一旦出現型號不匹配的情況，可能引發疼痛、異響等一系列反應，預后較差。通過3D打印技術，能根據患者的實際情況進行個體化制作，有效避免以上不良情況，從而促進髖關節功能恢復，緩解患者疼痛感，預后良好[9-10]。同時，3D打印技術成本較低，對患者及家庭造成的經濟壓力較小，更容易被患者接受。從總體來看，3D打印個體化髖臼假體具有以下幾方面優勢：第一，3D打印技術能明確病變位置的具體情況，在影像學檢查基礎上提供更多信息，有利于臨床確診[11];第二，3D打印模型更有利于醫務人員向患者及家屬解釋有關手術流程，并制定針對性的手術方案，保證手術有效性[12];第三，在3D打印模型上模擬手術能及時發現手術的缺陷及可能出現的突發情況，及時調整手術方案，有效規避風險，從而提高手術成功率[9]。

綜上所述，3D打印個體化髖臼假體在復雜髖關節翻修中具有較高的應用價值，能有效縮短手術時間，促進髖關節功能恢復，減輕患者疼痛感，值得推廣應用。

參考文獻

[1]劉珂，劉曉潭，侯毅，等.3D打印個體化髖臼填充技術在復雜髖關節翻修中的應用[J].中華實驗外科雜志，2017，34（3）：522-523.

[2]孫曉亮，官建中，周建生，等.3D打印技術在髖關節手術中的應用進展[J].山東醫藥，2018，58（23）：108-111.

[3]何勇，劉欣偉，張敬東，等.3D打印技術在髖關節置換術后感染Ⅱ期翻修手術中應用[J].臨床軍醫雜志，2016，44（10）：999-1002，1005.

[4]潘衛宇，袁梅梅，寇曉平，等.應用3D打印技術對嚴重骨缺損患者行髖關節翻修術的護理[J].中華護理雜志，2016，51（9）：1064-1067.

[5]馬立峰，吳杰，郭艾，等.3D打印鈦金屬加強塊重建全髖關節翻修術中髖臼骨缺損的近期臨床療效研究[J].國際外科學雜志，2019，46（3）：172-176，封4.

[6]周廣福，朱偉民，唐本森，等.3D打印技術在髖關節置換術后感染Ⅱ期翻修手術中應用[J].重慶醫學，2018，47（13）：1746-1748.

[7]曹光磊，黃江，劉利民，等.3D打印模型在髖關節翻修手術教學中的應用[J].北京醫學，2017，39（2）：216-217.

[8]馮德宏，王凌，劉儀，等.3D打印技術全程輔助在髖臼側嚴重骨缺損全髖關節翻修術中的應用[J].中國骨與關節損傷雜志，2019，34（2）：126-129.

[9]劉曦明，曾文波.3D打印技術在骨盆髖臼骨折手術治療中的研究進展[J].創傷外科雜志，2018，20（1）：1-5.

[10]陳建東.3D打印對復雜髖關節置換手術術前計劃的指導意義[D].南寧：廣西醫科大學，2016.

[11]王德偉，趙英偉.3D打印技術在骨盆骨折診療中應用進展[J].創傷外科雜志，2018，20（1）：77-80.

[12]陳科明，白龍，陳林清，等.3D打印技術在四肢近關節骨折治療中的應用研究[J].中國醫學創新，2018，15（3）：15-19.

（收稿日期：2019-07-29） （本文編輯：李盈）