3D打印技術輔助微創復位螺釘內固定治療老年Sanders Ⅱ~Ⅲ型跟骨骨折患者的療效

摘要 目的：探討3D打印技術輔助微創復位螺釘內固定治療老年Sanders Ⅱ～Ⅲ型跟骨骨折患者的療效及其安全性。方法：回顧性分析2021年5月—2024年5月中國人民解放軍聯勤保障部隊第九二〇醫院收治的100例老年跟骨骨折患者，根據不同手術方式分為3D打印組（n=43，行3D打印技術輔助微創復位螺釘內固定治療）與常規組（n=57，行微創復位螺釘內固定治療）。比較兩組患者的圍手術期指標、主觀疼痛感受、術后功能評分、生活質量、末次隨訪跟骨形態及并發癥發生情況。結果：3D打印組的手術時間、切口長度、透視次數、術中失血量、住院時間以及治療費用均少于常規組（Plt;0.05）。3D打印組術后1～4 d疼痛視覺模擬評分法（VAS）評分均低于常規組（Plt;0.05）。兩組患者美國足踝外科協會（AOFAS）踝-后足評分、Maryland足功能評分、健康狀況調查簡表（SF-36）評分均隨時間推移而明顯升高，且3D打印組術后1個月、3個月及6個月的AOFAS踝-后足評分、Maryland足功能評分、SF-36評分高于常規組（Plt;0.05）。3D打印組的Bohler角、Gissanc角、跟骨高度大于常規組，跟骨寬度小于常規組（Plt;0.05）。兩組患者并發癥總發生率比較，差異無統計學意義（Pgt;0.05）。結論：3D打印技術應用于老年Sanders Ⅱ～Ⅲ型跟骨骨折微創復位螺釘內固定治療患者的短期效果顯著，可有效緩解患者疼痛，顯著提高術后功能水平，改善生活質量。

關鍵詞 跟骨骨折；老年患者；微創手術；內固定；3D打印技術

中圖分類號 R687.3 文獻標識碼 A 文章編號 2096-7721（2025）03-0362-06

Efficacy of 3D printing-assisted minimally invasive reduction and screw internal fixation in elderly patients with Sanders type Ⅱ-Ⅲcalcaneal fractures

Abstract Objective： To investigate the efficacy and safety of 3D printing-assisted minimally invasive reduction and screw internal"fixation in elderly patients with Sanders type Ⅱ-Ⅲ calcaneal fractures. Methods： A retrospective analysis was conducted on 100 elderly"patients with calcaneal fractures who were treated at the 920th Hospital of the Joint Logistics Support Force of the People’s Liberation Army of China from May 2021 to May 2024. Patients were divided into the 3D printing group （n=43， treated with 3D printing-assisted minimally invasive reduction and screw internal fixation） and the conventional group （n=57， treated with standard minimally invasive reduction and screw internal fixation）. Perioperative indicators， subjective pain perception， postoperative functional scores， quality of life， calcaneal morphology at final follow-up， and complications were compared between the two groups. Results： The 3D printing group demonstrated significantly shorter operative time， smaller incision length， fewer intraoperative fluoroscopies， reduced blood loss， shorter length of hospital stay， and lower treatment costs compared to the conventional group （Plt;0.05）. The Visual Analogue Scale （VAS） scores on 1-4 days after surgery were significantly lower in the 3D printing group （Plt;0.05） than those in the conventional group. Both groups showed progressive improvements in the American Orthopaedic Foot and Ankle Society （AOFAS） Ankle-Hindfoot Score， Maryland foot function score， and Short Form-36 （SF-36） quality of life score over time. However， the 3D printing group showed higher scores at 1， 3， and 6 months after surgery （Plt;0.05）， and greater restoration of B?hler’s angle， Gissane’s angle， and calcaneal height， along with narrower calcaneal width compared to the conventional group （Plt;0.05）. No significant difference was observed in overall complication rates between the two groups （Pgt;0.05）. Conclusion： The application of 3D printing technology in minimally invasive reduction and screw internal fixation"for elderly patients with Sanders type Ⅱ-Ⅲ calcaneal fractures had significant short-term benefits， which could effectively alleviate pain， improve postoperative functional outcomes， and enhance quality of life.

Key words Calcaneal Fracture; Elderly Patient; Minimally Invasive Surgery; Internal Fixation; 3D Printing Technology

跟骨骨折是跗骨骨折的一種，約占跗骨骨折的60%，在全身骨折中約占2%。多數可累及關節面，周圍軟組織易出現損傷，因此該類患者恢復較慢，且易出現各類并發癥，目前其最佳治療方式尚未達成一致，仍存在爭議[1]。Sanders Ⅱ～Ⅲ型患者多伴距下關節面移位，僅通過非手術治療難以實現解剖復位，易發生骨折畸形愈合以及距下關節炎，致使治療效果受限，生活質量明顯降低[2-3]。傳統切開復位鋼板內固定治療常采用外側“L”形入路，對骨折端以及距下關節面有良好顯露效果，但其易損傷軟組織，術后感染風險較高，術后切口不良率高達30%[4]。近些年隨著微創理念推廣，微創復位螺釘內固定治療逐漸得到臨床醫師青睞。該術式用于部分Sanders Ⅱ～Ⅲ型患者可獲得與開放術式相當的復位效果，且傷口并發癥風險較低，然而由于未在直視下開展，學習曲線較長[5-6]。術者學習早期置入螺釘時可能導致神經損傷、螺釘穿透等嚴重并發癥，并且面臨術中定位不準、手術時間延長、射線暴露次數增加等問題[7-8]。近期3D打印技術在臨床中得到廣泛應用，3D打印導向器可降低手術定位難度，結合術前規劃，可明顯縮減手術時間[9-10]。基于此，本研究采用回顧性分析，探討3D打印技術應用于老年Sanders Ⅱ～Ⅲ型跟骨骨折微創復位螺釘內固定治療患者的效果及安全性，現將結果報道如下。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2021年5月—2024年5月中國人民解放軍聯勤保障部隊第九二〇醫院收治的100例老年跟骨骨折患者作為本研究對象。納入標準：①經CT等檢查確診為跟骨骨折；②年齡≥60歲；③Sanders分型為Ⅱ～Ⅲ型；④為閉合性骨折；⑤基礎疾病控制良好；⑥接受微創復位螺釘內固定治療；⑦臨床資料完整；⑧患者及家屬均簽署知情同意書。排除標準：①開放性骨折；②病理性骨折；③既往存在足踝部骨折或者該部位手術史；④存在手術禁忌證；⑤伴認知功能障礙。根據不同手術方式，將患者分為常規組（n=57）與3D打印組（n=43），兩組患者基線資料比較，差異無統計學意義（Pgt;0.05），具有可比性（見表1）。本研究經醫院倫理委員會審核批準。

1.2研究方法 常規組患者接受微創復位螺釘內固定治療。患者取健側臥位，予全身麻醉。麻醉成功后，

小枕墊高患足，常規消毒鋪巾。經皮由跟骨骨節、距骨置入克氏針，從內側逐步撐開，透視指導下恢復跟骨狀態，糾正內翻。進行牽引，保持該狀態，通過擠壓恢復跟骨寬度。采用術前計算機模擬復位步驟，克氏針打入距下關節面下方骨折塊，通過撬撥進行復位，恢復其對位對線。完成后，克氏針臨時固定，置入導針2～5枚，盡量垂直于骨折線，但不宜穿出骨皮質，具體數量由術者根據術中情況決定。C臂X線機透視，確認滿意后，置入空心螺釘進行內固定。再次透視確認，滿意后沖洗、止血、縫合，并以無菌敷料包扎。

3D打印組接受3D打印技術輔助微創復位螺釘內固定治療。①制作手術導板：術前CT掃描患足，將獲取的影像數據保存導入Mimics 20.0軟件進行三維重建，得到跟骨骨折三維模型，模擬復位，依據骨折線進行橫向釘道與縱向釘道設計，第3個釘道結合骨折實際情況而定。基于導針進針以及出針點，定位針道位置，確定后測定螺釘深度。提取外踝與足跟形態輪廓，并以此為標志，設計與之匹配的導板。導板與針道組合，利用ASM SLA800光固化激光3D打印機打印導板（如圖1）。打印完成后經等離子消毒，術中備用。②微創治療：患者取健側臥位，予全身麻醉。麻醉成功后，小枕墊高患足，常規消毒鋪巾。跟骨骨折復位方法同常規組，通過牽引、擠壓、撬撥等方式進行復位，完成后克氏針臨時固定。透視滿意后，導板貼附于患足，貼于外踝與足跟皮膚。利用電鉆經釘道打入導針，去導板，留下導針。透視導針狀態，滿意后擰入合適螺釘，并將導針拔出。再次透視確認螺釘位置無誤后，進行沖洗縫合，并以無菌敷料包扎。

所有患者均在術后對患肢體進行加壓包扎。常規行感染預防用藥，給予鎮痛、抗凝等對癥措施，抬高患肢以利消腫。每2～3 d換藥，術后2周拆線。術后指導規范康復訓練，漸進開展訓練，術后6周逐步開展負重鍛煉，術后3個月經影像學檢查示骨折線消失，可進行完全負重訓練。所有患者術后均接受為期6個月的定期隨訪，每月1次，通過電話、線上或者門診方式開展。

1.3觀察指標 ①圍手術期指標：記錄兩組患者圍手術期指標，包括手術時間、切口長度、透視次數、術中失血量、住院時間、治療費用。②主觀疼痛感受：采用疼痛視覺模擬評分法（Visual Analogue Scale，VAS）對患者主觀疼痛感受進行評估。評分范圍0～10分，得分越高提示主觀疼痛感受越強烈。③術后功能評分：采用美國足踝外科協會（American Orthopaedic Foot and Ankle Society，AOFAS）的踝-后足評分[11]、Marylad足功能評分[12]對患者術后功能狀態進行評價。AOFAS踝-后足評分用于量化評估踝關節和后足的功能狀態，涵蓋疼痛、功能、活動度、穩定性和對線等多方面，總分100分，得分越高提示踝關節與后足功能越好。Marylad足功能評分包括疼痛評分與功能評分，總分100分，lt;50分為差，50～74分為可，75～89分為良，≥90分為優，得分越高提示足部功能狀態越好。④生活質量：采用健康狀況調查簡表（the MOS ltem Short From Health Survey，SF-36）評估患者術后生活質量水平，總分100分，得分越高提示生活質量越高。⑤末次隨訪跟骨形態：末次隨訪時，所有患者均接受復查，測定跟骨關節狀態參數，包括Bohler角、Gissanc角、跟骨寬度、跟骨高度。⑥并發癥：記錄兩組患者圍手術期并發癥發生情況，包括切口淺表感染、皮緣壞死、創傷性關節炎等。

1.4統計學方法 應用SPSS 26.0軟件進行統計學分析。計數資料表示為例數（百分比）[n（%）]的形式，行 χ2檢驗，等級資料行秩和檢驗。計量資料通過Shapiro-Wilk檢驗進行正態性驗證，符合正態分布則表示為均數±標準差（x±s）的形式，行t檢驗或重復測量方差分析；若呈偏態分布則表示為中位數（四分位數間距）[M（P25，P75）]的形式，行秩和檢驗。Plt;0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1圍手術期指標 3D打印組手術時間、切口長度、透視次數、術中失血量、住院時間、治療費用均少于常規組，差異均有統計學意義（Plt;0.05），見表2。

2.2主觀疼痛感受 重復測量方差分析顯示，VAS評分的主體內效應、主體間效應比較，差異有統計學意義（Plt;0.05），提示VAS評分與時間、組別存在關聯，具有動態變化趨勢。術前兩組患者VAS評分比較，差異無統計學意義（Pgt;0.05）；術后1～4 d，兩組患者VAS評分均隨時間推移而明顯降低，且3D打印組VAS評分均低于常規組，差異有統計學意義（Plt;0.05），見表3。

2.3術后功能評分 重復測量方差分析顯示，AOFAS踝-后足評分、Maryland足功能評分的主體內效應、主體間效應比較，差異有統計學意義（Plt;0.05），提示這兩項評分與時間、組別存在關聯，具有動態變化趨勢。術后1個月、3個月、6個月，兩組患者AOFAS踝-后足評分、Maryland足功能評分均隨時間推移而明顯升高，且3D打印組AOFAS踝-后足評分、Maryland足功能評分均高于常規組，差異有統計學意義（Plt;0.05），見表4。

2.4生活質量 重復測量方差分析，SF-36評分的主體內效應、主體間效應比較，差異有統計學意義（Plt;0.05），提示SF-36評分與時間、組別存在關聯，有動態變化趨勢。術后1個月、3個月、6個月，兩組患者SF-36評分均隨時間推移而明顯升高，且3D打印組SF-36評分高于常規組，差異有統計學意義（Plt;0.05），見表5。

2.5末次隨訪跟骨形態 3D打印組Bohler角、Gissanc角、跟骨高度大于常規組，跟骨寬度小于常規組，差異有統計學意義（Plt;0.05），見表6。

2.6并發癥 兩組患者并發癥總發生率比較，差異無統計學意義（Pgt;0.05），見表7。

3 討論

老年群體因骨骼系統生理改變，導致骨量減少、骨質疏松等，使得骨骼更加脆弱，在日常生活中易出現跌倒，致使跟骨骨折，嚴重影響生活質量[13-14]。老年患者骨骼質量下降，骨折發生率上升，傳統的跟骨骨折治療方法往往伴隨著較高的手術創傷、較長的恢復周期以及術后功能恢復的不確定性，這些問題一直是臨床治療的難點和挑戰[15-16]。近年來，微創治療以其創傷小、恢復快、并發癥少等優勢成為研究熱點，但仍面臨手術精準度要求高、個體差異大等挑戰[17-18]。為提升治療效果，3D打印技術憑借個性化定制和精準制造能力，在骨科領域受到關注[11，19]。該技術能針對骨折患者的具體情況，制作個性化的手術導板和植入物，進而提升手術精準度和療效[18，20]。鑒于此，本研究聚焦于3D打印技術在老年跟骨骨折微創治療中的應用，旨在評估其效果和安全性，以期為臨床提供更優治療方案。

本研究結果顯示，3D打印組圍手術期情況優于常規組，提示3D打印技術在提升手術效率、減小手術創傷以及加速患者術后康復進程方面具有顯著優勢。分析原因為，傳統方法更多依賴于術者的經驗和術中透視，其精度和效率相對較低。SandersⅡ～Ⅲ型骨折往往涉及多個骨折塊和關節面移位，較長切口能夠為手術醫生提供足夠的視野和操作空間，以便更好地暴露骨折區域，進行精確的復位和固定。同時，老年患者軟組織修復能力相對較弱，充足視野及空間下可精準定位，通過嚴格手術操作可最大限度地減少周圍軟組織的損傷，也可降低術后感染、血腫、皮膚壞死等并發癥的風險[21-22]。相比之下，3D打印導板技術基于患者個體的CT掃描數據，通過三維重建軟件構建跟骨及其周圍結構的精確模型。這一過程要求手術醫生術前進行詳盡的骨折復位和內固定路徑規劃，以確保手術操作的精準性和可預測性。由于3D打印導板能夠精確定位骨折復位和螺釘置入的路徑，手術過程中無需進行廣泛的軟組織剝離和骨膜剝離，從而顯著減小了手術切口長度和范圍。同時，導板的精確引導也減少了手術過程中對周圍軟組織的損傷，降低了術中失血量[23-24]，有利于促進患者術后快速恢復，縮短住院時間，減少治療費用。此外，3D打印導板還能實時引導手術器械進入預定位置，減少了手術過程中對透視的依賴，進一步提高了手術效率，并減少了輻射暴露。在術后疼痛管理方面，本研究結果顯示，在術后1～4 d，3D打印組的VAS評分均顯著低于常規組，這進一步證實了3D打印技術在緩解術后疼痛方面的優越性。其機制可能在于個性化導板的應用減少了手術創傷與軟組織損傷，進而減輕了患者術后的炎癥反應與疼痛感受。在功能恢復方面[25-26]，本研究結果顯示，兩組患者AOFAS踝-后足評分、Maryland足功能評分、SF-36評分均隨時間推移而明顯升高，表明無論是3D打印組還是常規組，患者的足部功能和生活質量都在逐漸恢復。然而，3D打印組在術后1個月、3個月及6個月的功能水平及生活質量評分顯著高于常規組，提示3D打印技術輔助下的微創復位螺釘內固定治療能夠更有效地促進患者功能恢復，提升患者生活質量。這得益于3D打印技術提供的精準手術規劃與個性化導板，二者共同促進了骨折的精確復位與固定，減少了手術創傷和疼痛，加速了骨折愈合與周圍組織修復，從而加快了患者功能水平和生活質量的恢復進程[27-28]。末次隨訪跟骨形態檢查結果顯示，3D打印組Bohler角、Gissanc角、跟骨高度高于常規組，跟骨寬度低于常規組，表明3D打印技術不僅促進了功能恢復，還可以顯著改善跟骨形態指標，提升患者整體生活質量，使其能夠更早地回歸日常生活與社會活動。

綜上所述，3D打印技術應用于老年Sanders Ⅱ～Ⅲ型跟骨骨折微創復位螺釘內固定治療患者的短期效果顯著，可有效緩解患者疼痛，顯著提高術后功能水平，改善生活質量。然而，本研究仍存在樣本量有限且長期隨訪不足的局限。未來，需要通過更多大樣本、長期隨訪的研究來進一步探索其潛力和優勢，從而為患者提供更加精準、高效、安全的治療方案。

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