微血管吻合器結合3D打印數字化手術導板在下頜骨重建中的應用

袁宗毅 趙 漾 周翊飛 明華偉 張興安 王華東 李 婷 韓新生 譚小堯▲

1.四川省南充市中心醫院 川北醫學院第二臨床醫學院口腔頜面外科，四川南充 637000；2.川北醫學院附屬醫院麻醉科，四川南充 637000；3.四川省閬中市人民醫院口腔科，四川閬中 637400

頭頸部腫瘤切除術后頜骨缺損修復是口腔頜面外科醫師面臨的難題[1-2]。近年來，隨著CAD和CAM及三維（3D）打印技術的發展，已有學者使用手術導板輔助手術[3-5]。在手術導板的引導下進行下頜骨重建，縮短了手術時間，減小了手術創傷，降低了供區并發癥，且提高了下頜骨重建的精確性[6-9]。微血管吻合器在歐美國家已成為吻合微小血管的常規方法。近年來在國內的應用日漸增多，得到了廣泛認可[10-12]。本研究通過比較兩組患者原發灶截骨所需時間、腓骨瓣塑形時間、靜脈吻合所需時間、術中吻合口漏血情況、術后皮瓣存活情況、術后患者張口度恢復情況探討微血管吻合器聯合3D打印數字化手術導板（virtual surgical palate，VSP）在頜骨腫瘤切除同期下頜骨重建中的應用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2017年8月至2019年8月南充市中心醫院口腔頜面外科下頜骨腫瘤70例患者的相關資料，術前交流手術方式，講明VSP及微血管吻合器的優缺點后，符合本研究納入及排除標準的患者，選擇使用VSP及微血管吻合器的納入VSP+吻合器組，選擇傳統手術不使用導板且要求手工縫合血管的納入對照組，其余情形（如要求使用3D打印數字化導板及手工縫合血管）患者排除本研究；最終VSP+吻合器組和對照組各納入30例，共60例患者。兩組患者一般資料比較，差異無統計學意義（P＞0.05），具有可比性。見表1。

1.2 納入及排除標準

納入標準：術前檢查適合手術治療、術區需行下頜骨節段性切除、接受術前數字化外科重建及導板制作、接受血管化腓骨肌/皮瓣修復的患者。

排除標準：拒絕術前行數字化外科重建導板制作者、術區既往有手術、放療史者，伴有糖尿病病史者，伴有高凝狀態者，下肢深靜脈血栓者，下肢功能障礙者，遠處器官轉移者。

1.3 術前準備

術前所有患者術區進行CT掃描后獲得DICOM格式數據，詳實記錄患者原發灶及供區的數據信息，其中VSP+吻合器組進行三維建模，重建下頜骨與腓骨三維數字模型，利用專用的數據處理軟件對數據進行分析重建（圖1a），根據健側下頜骨曲面形態及牙列鏡像患側復原模型，鏡像對患側進行數字化三維重建，構建3D的骨骼虛擬模型。在此基礎上進行虛擬手術設計，設計術中使用的截骨導板（圖1b），模擬重建之后下頜骨外形（圖1c）在3D打印模型對重建板進行術前預彎，通過3D打印制備手術中使用的手術導板，消毒備用。

由于血管存在變異，術前血管檢查定位和術中微血管解剖吻合技術是皮瓣吻合成功的重要環節，本研究中所有病例術前均進行供區血管彩色多普勒超聲檢查，檢查內容包括血管通暢度，以及是否存在血管畸形。結合術中探查結果對穿支血管進行定位，初步確認營養血管后設計切取皮瓣的大概范圍，并于體表做出標記。

表1 兩組一般資料比較

圖1 三維數字模型

1.4 手術方法

1.4.1 腫瘤切除及腓骨瓣制取 VSP+吻合器組患者及對照組患者均由兩組醫師同時進行手術，一組負責原發灶切除，另一組負責腓骨肌皮瓣的制備。VSP+吻合器組患者在數字化手術導板輔助下確定截骨區域，完成重建板固定孔位制備后按照術前設計切除下頜骨病變，在術前設計位置安放重建板并固定，完成后在預定位置制備受植區血管；根據術前設計取骨長度和范圍，在數字化手術導板的引導下制備血管化腓骨肌（皮）瓣（圖2），骨瓣制備完成后用含有稀釋的低分子肝素鈉（Vetter Pharma-Fertigung GmbH & Co.KG，進口藥品注冊號：H20170037）及鹽酸利多卡因注射液（河北天成，國藥準字H13022313）鹽水紗布包裹，骨瓣血管蒂周圍保留2 cm以上結締組織，根據骨瓣術前模擬設計利用3D打印導板，結合術中情況和重建板外形對腓骨瓣進行分段及塑形，骨塊固定后檢查確認重建后的髁突在關節窩內的位置。對照組患者常規暴露術區后于腫瘤外正常組織內（良性腫瘤0.5 cm，惡性腫瘤2 cm）直接截骨，根據術前CT影像檢查判斷腓骨切取范圍，制備腓骨瓣后結合術區情況手工彎制重建板或者鈦板，手工對腓骨進行塑形，并根據術區情況適當調磨。

1.4.2 營養血管的準備 對血容量進行擴容后，將受區及供區血管斷端周圍1 cm內血管表面的纖維、脂肪組織修整干凈，修整血管外膜，以使血管斷端平整。

1.4.3 血管吻合 VSP+血管吻合器組患者手工

圖2 腓骨肌皮瓣制備完成

圖3 血管吻合器吻合血管

9-0血管吻合線縫合動脈，微血管吻合器吻合靜脈。對照組動靜脈均使用9-0血管吻合線吻合，兩組患者均吻合一根動脈一根靜脈。血管蒂進行端端吻合時，供血動脈常選用面動脈、甲狀腺上動脈，靜脈常選用頸內靜脈、面總靜脈、面靜脈及頸外靜脈等（圖3）。

1.5 術后處理及隨訪

切口處放置負壓引流，勿加壓包扎，密切觀察皮瓣顏色、是否腫脹，必要時利用毛細血管充盈試驗、Doppler超聲血流探測以及皮膚對針刺的出血反應判斷皮瓣血流情況。術后常規使用低分子右旋糖酐（四川科倫，國藥準字H51020230）每日500 ml及抗生素靜脈滴注5～7 d。使用地塞米松磷酸鈉注射液（國藥集團容生制藥有限公司，國藥準字H41020036）靜脈注射3 d抗炎消腫，術后前3 d觀察皮瓣血運1次/h，4 ～ 7 d每4小時觀察皮瓣血運1次。記錄出現血栓的血管數量。對于出現血管危象的皮瓣，首先判斷血管危象的類型，再通過檢查分析原因，總結經驗和教訓。

所有病例于術后1、3、6個月復診，評估患者術后功能恢復情況，主要包括患者面部外形、咬合功能及以咀嚼為主的包括吞咽、語音等功能的恢復情況。術后6個月進行頭部螺旋CT的檢查。術后6個月復查時記錄患者的張口度恢復情況。

1.6 觀察指標及評價標準

術中記錄兩組患者血管吻合的時間，通過比較兩組患者術中截骨所用時間、腓骨塑形所用時間、吻合靜脈血管所需時間及血管吻合后即時吻合口漏血情況評估微血管吻合器在提高手術效率及手術質量方面的價值；術后2周內通過B超檢查患者腓骨瓣血供情況，并記錄患者腓骨肌/皮瓣存活情況，通過比較兩組患者術后出現組織瓣壞死情況評估微血管吻合器在提高顯微外科血管吻合成功率方面的價值；術后6個月記錄患者張口度，通過患者術后張口度恢復情況評估3D打印數字化導板對下頜骨精確修復的應用價值。

1.7 統計學分析

采用SPSS l7.0統計學軟件對本研究數據進行分析，計量資料以（）表示，采用t檢驗，計數資料以[n（%）]表示，采用χ2檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

VSP+吻合器組在術中截骨時間與對照組比較，差異無統計學意義（P=0.771），但VSP+吻合器組在腓骨塑形所需時間、靜脈吻合時間、術中靜脈吻合完畢時吻合口漏血情況及6個月后張口度恢復情況方面均優于對照組（P＜0.05），VSP+吻合器組在術后遠期腓骨瓣存活情況方面與對照組比較，差異無統計學意義（P=0.076），但VSP+吻合器組患者術后腓骨全部存活，而對照組出現3例壞死病例。見表2。

3 討論

下頜骨是頜面部唯一可以活動的骨骼，參與顳下頜關節的組成，也是面下1/3重要的組成部分，在容貌及生理功能中起著極為重要的作用。其頦部或體部缺損將對患者的容貌及功能產生嚴重影響，同時也會給患者的生理和心理健康造成沉重的負擔。臨床中下頜骨缺損的原因有很多，主要分為先天性缺損，如發育性畸形，以及后天性獲得性缺損，如頜骨腫瘤術后和嚴重外傷引起的缺損，此外，頜骨骨髓炎也可以引起骨壞死，往往會造成下頜體高度不足[13-14]。下頜骨邊緣性缺損的修復，恢復其輪廓和形態是重點之一。對于大范圍的下頜骨缺損，除恢復其原有外形外，還需考慮咬合關系的恢復，因為咬合關系恢復不好會增加后期假牙修復難度。因此，大范圍下頜骨缺損的修復重建是口腔頜面重建領域的難點[15-17]。

頜骨缺損重建方法主要包括自體骨游離移植、同種/異種異體骨移植、骨組織替代性材料等，然而上述方法很難同時兼顧不同類型下頜骨缺損的修復需要[13，18-19]，并且存在感染、骨吸收、免疫排斥等不良反應，影響修復效果，甚至導致修復失敗。隨著顯微外科技術在口腔頜面外科的應用，顯微儀器的進步以及可靠組織瓣供區的出現，帶血管蒂的游離組織移植已經成為頭頸部腫瘤切除術后頜骨缺損重建的主流選擇。借助組織瓣原有的血供應系統，許多血管化游離組織瓣已經成功應用于臨床，如腓骨瓣、髂骨瓣及肩胛骨瓣等均用于頜骨缺損的修復重建，特別是在下頜骨血供相對不佳的區域，具有較為顯著的優勢。自1989年，Hidalgo等[20]首先將血管化的腓骨肌皮瓣應用于下頜骨缺損的修復重建以來，經過大量臨床與基礎研究證實，血管化自體骨移植修復下頜骨卻缺損無論是從外形還是功能上來看都是安全有效的手段。由于血管化自體骨有充足的營養血供，且具有較強的抗感染能力，成活率高，越來越多的臨床醫生已經熟練掌握并加以運用，已經成為了主流的下頜骨修復重建方法之一，術中將腓骨折疊形成雙層骨瓣利于后期牙頜功能的恢復[21-23]，獲得了較為理想的治療效果[24-25]。隨著顯微外科技術的成熟，如何進行精準重建又成為臨床醫生追求的目標。而僅憑借臨床醫生的手術經驗，往往很難做到精準化，而且無法通過流程化的操作實現重建。為解決這一難題，很多國內外醫生做了不同的嘗試，Rohner等[25]根據術前牙列咬合模形制作帶孔的導板引導手術；Strackee等[26]則采用模型外科和截骨引導系統來轉移頜骨位置關系。而VSP技術的發展和在外科手術中的應用極大的促進了下頜骨重建的精確性。術前通過VSP技術設計重建供區骨的制備及塑形導板并通過3D打印技術打印術區模型和手術引導板，可以借助導板將術前設計精準地應用到實際手術當中，進一步簡化了頜骨重建的手術操作流程、縮短了手術時間，降低了感染風險，同時，VSP輔助手術又進一步減小了手術創傷、降低了供區術后并發癥的發生率，大大提高了頜骨重建的精確性，也為后期種植體植入和咬合重建等下頜骨功能的恢復創造了良好的條件[27-28]。此外，下頜骨與顱面部通過顳下頜關節相連，顳下頜關節為聯動關節，其運動復雜而精細；截骨后雙側下頜骨不相連，咀嚼肌肌力平衡被打破，會造成雙側髁突的進一步移位。此時若無導板輔助，因地制宜的頜骨重建會導致關節的盤髁關系紊亂，從而嚴重影響患者術后關節運動及功能。而借助VSP技術，術中配合使用截骨導板及就位導板，可更加精確地將髁狀突復位到正確的位置上。本研究VSP+吻合器組中，患者術后6個月張口度恢復情況明顯好于對照組，說明術中使用截骨導板及就位導板，有助于患者雙側髁突恢復到正常位置，從而保存了患者術后顳下頜關節的功能。

表2 兩組截骨時間、腓骨塑形時間、靜脈吻合時間、術中吻合口漏血情況、術后皮瓣存活情況、術后6個月患者張口度恢復情況比較

各類游離骨、肌、皮瓣的長期存活最重要的影響因素是成功的血管吻合。傳統顯微外科吻合血管手術中主要采用手法縫合的方式，吻合成功率與術者的技術以及供受區血管情況息息相關，因此不可避免地會伴隨一些影響皮瓣存活的問題。有文獻報道，傳統手工縫合吻合法的可接受手術失敗率為2%～5%[29]，當血管外翻不充分時進行縫合可能會導致外膜組織暴露管腔內而形成血栓；而當縫線位置不勻稱平整時則可能導致吻合口漏血、瘀血、形成渦流從而形成血腫甚至血栓。誤縫合到管腔對側組織時可能導致管腔狹窄和血栓形成。而微血管吻合器的使用可以在很大程度上避免以上問題。微血管吻合器操作簡單，吻合靜脈速度快，一般僅需幾分鐘即可完成一根血管的吻合。本研究VSP+吻合器組患者在進行血管吻合時，靜脈管壁均可外翻90°，兩個管腔均可以完全暴露，內膜可以精確和平坦的對齊，從而減少了由于縫合不均勻造成吻合口漏血的可能，因此，VSP+吻合器組吻合口吻合完成后即時發生漏血的情況明顯小于對照組。光滑的內膜直接接觸也減小了血栓形成的發生率，VSP+吻合器組患者均未出現術后血管危象，腓骨瓣均成活；而對照組出現3例腓骨瓣壞死，說明微血管吻合器的應用切實提高了顯微外科血管吻合手術的效率和成功率。而動脈因其管壁較厚，血管彈性好，血流速率快，吻合器目前價格較為昂貴，我科目前仍采用兩定點法或任氏血管吻合法進行吻合，微血管吻合器在動脈吻合方面的應用仍待進一步研究。

近年來，有學者報道了對于可行非血管化骨移植重建的上述疾病，采用口內入路切除病灶并行下頜骨重建[30-31]，但由于術野暴露不良，對術者的臨床技能要求較高，有待進一步發展與普及。經過較為大量的臨床病例實踐證明數字化虛擬手術設計可以極大的提高手術效率，而微血管吻合器的使用可以縮短血管吻合實時間，吻合效率高，安全性好，對于管徑差別兩倍以下的靜脈都可采用微血管吻合器進行血管吻合，且皮瓣存活率可以達到99%以上[32]。

綜上所述，通過本研究60例患者的臨床效果觀察，3D打印數字化導板在腓骨塑型方面能顯著提高手術效率且能實現雙層腓骨瓣修復骨缺損，為術后種植創造更佳條件；微血管吻合器能夠有效提升血管吻合效率，提高術后腓骨肌皮瓣存活率，減少術后血管危象發生可能性，3D打印數字化導板的應用可以提高手術準確性，減少患者術后顳下頜關節并發癥。兩者結合使用，提高了手術效率，減少了術后并發癥，具有較高臨床應用價值。可以初步認為對于下頜骨腫瘤，采用數字化虛擬手術設計結合微血管吻合器的可以較大提升下頜骨重建手術效率，有效減少手術創傷，提高血管吻合質量，減少術后并發癥，實現下頜骨的功能性重建，恢復下頜骨和周圍軟、硬組織關系，盡可能的恢復到術前的功能和外形。但不能忽視的是本組病例較少，統計結果可能有一定偏差，有待進一步積累病例總結經驗，深入研究探索。