3D打印技術在伴有關節外畸形的膝關節雙間室置換術中的臨床應用價值

趙自彪，王 博，段軍富，李云靖，孫 超，付軍振

(鶴壁市人民醫院，河南 鶴壁 458030)

人工膝關節置換手術是目前比較成熟的用于治療膝關節疾病的技術，但對于伴有各種畸形，則增加了TKA手術的難度[1]。有研究認為通過3D打印技術將手術中的問題提前術前解決，效果較好[2]。本研究針對膝關節重度骨性關節炎合并有關節外畸形患者開展兩種治療方法的對比研究，報告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2019年1月～2020年10月鶴壁市人民醫院收治的膝關節重度骨性關節炎患者65例(共83膝)，均合并有關節外畸形，共65例(共83膝)，本研究通過鶴壁市衛計委醫學倫理委員會批準。采用隨機數字表法分為3D組33例(41膝)和TKA組32例(42膝)。3D組共有33例(41膝)，其中男9例，女24例；平均年齡(67.52±4.37)歲；單膝25例，雙膝8例，膝關節內翻畸形平均(10.83±1.12)°；伸直受限角度平均(10.55±1.34)°。TKA組32例(42膝)，其中男9例，女23例；平均年齡(67.55±4.37)歲；單膝22例，雙膝10例，膝關節內翻畸形平均(10.85±1.13)°；伸直受限角度平均(10.52±1.35)°。兩組患者一般資料對比無統計學意義(P>0.05)。

1.2 方法

所有手術均由膝關節一組醫師完成，雙膝患者均分兩次完成，手術間隔時間為5～7 d。TKA組給予TKA手術同期行關節外畸形截骨矯正術。患者腰麻加連續硬膜外麻醉成功后，手術切口長約15 cm，常規做脛骨近端內側結構的骨膜下剝離，適當松解髕骨韌帶，髕骨周緣均充分松解，安裝3D打印的個體化四合一截骨導板，依次完成股骨側所有截骨；再行脛骨側模型比對，去除軟骨及多于骨贅，按照術前設計位置做脛骨近端成形，安放3D打印假體試模，均采用骨水泥技術固定3D打印關節假體，修整髕骨，50 mL氨甲環酸關節腔灌注，沖洗后萬古霉素1 g撒于關節假體表面，關節囊縫合，所有患者均不放置引流管。

1.3 療效評價指標

手術時間及術中出血。影像學評價指標：分別于術前及術后1 d測量患側股脛角、下肢全長力線及下肢機械軸通過脛骨平臺的相對位置。膝關節屈伸活動度。膝關節HSS評分。并發癥。

1.4 統計學方法

2 結果

2.1 兩組手術時間、術中出血量比較(見表1)

表1 兩組患者手術時間和術中出血量對比

2.2 兩組膝關節功能比較(見表2)

表2 兩組患者術后膝關節功能比較

2.3 兩組并發癥情況比較

TKA組手術失敗1例，術后經過評估，出現內外側副韌帶損傷2例，腘肌腱損傷1例。3D組1例術后3月余滑到致髕骨骨折。TKA組術后并發癥發生率(含手術失敗)略高于3D組，差異無統計學意義(χ2=0.93，P>0.05)。

3 討論

膝關節重度骨性關節炎合并關節外畸形的患者目前認可的手術治療方案包括：a)TKA手術同期行關節外畸形截骨矯正術；b)不處理關節外畸形，單純應用TKA手術中的關節內代償性截骨加軟組織平衡獲得下肢正常的機械軸線；c)先行關節外畸形截骨矯正手術，截骨愈合良好后再行傳統TKA手術[1]。單純膝關節內截骨矯正往往會導致手術的失敗，因為軟組織平衡與截骨平衡同等重要，對于關節外畸形較大的患者，無法術中準確定位和截骨，使手術難度增加，手術風險增高，手術時間延長，術后效果往往不理想[2]。

目前臨床通過3D打印技術將手術中的問題提前術前解決。通過對患者CT+重建技術，準確了解患者膝關節病變的情況及關節外畸形的種類和特點，應用3D打印技術+軟件分析制作出等比例大小實體模型，通過計算機軟件輔助下制作出個體化的截骨導板，術中無需髓內定位，減少了髓腔內出血及形成脂肪栓塞的風險，一次準確到位的截骨成形，對各個間隙進行量化及精確操作，避免了屈伸不對稱，減少高位或低位髕骨的可能性，縮減手術步驟，減少手術時間，從而控制整個圍手術期出血量，減少患者住院時間，為患者及家屬減少花費[2，3]。

本研究結果表明，應用3D打印技術對比傳統的TKA技術，手術中應用止血帶時間平均減少14 min，減少了止血帶相關并發癥的發生率，術后患者大腿根部極少出現不適，功能鍛煉時感覺更好。通過術前、術后1周及大于2年等時間點隨訪對比，包括膝關節功能評分高于TKA組，術后負重位X線評估冠狀面脛骨及股骨對線、矢狀面股骨對線等方面，下肢力線基本無偏差。患者畸形糾正、步態改善、無疼痛等不適感。相對來說“微創”[4]。

綜上所述，3D打印技術在伴有關節外畸形的膝關節雙間室置換術中的應用療效肯定，縮減手術步驟，減少術中器械及假體的準備，手術效果滿意。但是本研究存在局限性，應用一些特殊病人中，仍需要后續較大樣本及遠期療效臨床結果證實。