3D打印導向器在鏡下前交叉韌帶脛骨撕脫骨折固定術中的應用效果

摘要 目的：分析3D打印導向器在鏡下前交叉韌帶（ACL）脛骨撕脫骨折固定術中的臨床應用及療效。方法：選取延安大學附屬醫院創傷骨科于2020年10月—2024年10月收治的ACL脛骨撕脫骨折患者100例，隨機分為常規組（行常規鏡下ACL脛骨撕脫骨折固定術，n=50）和3D組（行3D打印導向器輔助鏡下ACL脛骨撕脫骨折固定術，n=50）。比較兩組患者的圍手術期指標、膝關節功能、生活質量、屈曲攣縮發生率及并發癥發生率。結果：3D組患者術中出血量、術后引流量、手術時間、骨折愈合時間、開始膝關節功能鍛煉時間、住院時間均少于常規組（Plt;0.05）。治療前兩組患者國際膝關節文獻委員會評分、Tegner膝關節運動評分、Lysholm膝關節評分比較，差異無統計學意義（Pgt;0.05），治療后兩組患者各項評分均升高，且3D組高于常規組（Plt;0.05）。治療前兩組患者健康調查簡表各維度評分比較，差異無統計學意義（Pgt;0.05），治療后兩組患者各維度評分均升高且3D組高于常規組（Plt;0.05）。3D組患者5°屈曲攣縮發生率、屈曲攣縮總發生率以及并發癥發生率均低于常規組（Plt;0.05）。結論：3D打印導向器在鏡下ACL脛骨撕脫骨折固定術中臨床應用效果顯著，可有效促進患者術后康復及膝關節功能恢復，提高生活質量，減少屈曲攣縮發生及并發癥發生，臨床推廣優勢大。

關鍵詞 前交叉韌帶；脛骨撕脫骨折；3D打印導向器；膝關節功能

中圖分類號 R687.4 文獻標識碼 A 文章編號 2096-7721（2025）03-0368-05

Application of 3D printing guide in microscopic anterior cruciate ligament tibial avulsion fracture fixation

Abstract Objective： To analyze the clinical application and efficacy of 3D printing guide in microscopic anterior cruciate ligament （ACL） tibial avulsion fracture fixation. Methods： 100 patients with ACL tibial avulsion fractures in the Department of Trauma Orthopedics of the Yanan University Affiliated Hospital from October 2020 to October 2024 were selected and randomly divided into the conventional group （conventional microscopic ACL tibial avulsion fracture fixation， n=50） and the 3D group （3D printing guide-assisted microscopic ACL tibial avulsion fracture fixation， n=50）. The perioperative indicators， knee function， quality of life， incidence of flexion contracture， and complication rate were compared between the two groups. Results： Patients in the 3D group experienced less intraoperative bleeding， postoperative drainage， operative time， fracture healing time， time to start knee function exercises， and length of hospital stay than those in the conventional group （Plt;0.05）. The International Knee Documentation Committee score， Tegner knee motion score， Lysholm knee score， and Health Survey Short Form Score showed no statistically significant difference between the two groups before treatment （Pgt;0.05）. While all scores in both groups increased after treatment， and the 3D group outperformed the conventional group （Plt;0.05）. In the 3D group， there was a decreased incidence of 5° flexion contracture， total flexion contracture， and complications compared to the conventional group （Plt;0.05）. Conclusion： The clinical efficacy of 3D printing guides in microscopic ACL tibial avulsion fracture fixation is remarkable， it can effectively promote postoperative knee joint function recovery， improve the quality of life， reduce the incidence of flexion contracture and complications， which is worthy of clinical promotion.

Key words Anterior Cruciate Ligament; Tibial Avulsion Fracture; 3D Printing Guide; Knee Joint Function

前交叉韌帶（Anterior Cruciate Ligament，ACL）脛骨撕脫骨折是運動醫學中常見的損傷類型，治療的關鍵在于骨折塊的精準復位和牢固固定，以恢復關節的穩定性和功能[1]。傳統的手術治療方法往往依賴于術者的經驗和手感，存在一定的操作難度和不確定性。隨著數字醫學和3D打印技術的快速發展，這些高科技手段開始應用于治療ACL脛骨撕脫骨折，并展現出顯著的優勢[2-3]。3D打印導向器作為一種新興的手術輔助工具，能夠基于患者的個體化CT掃描數據，精確構建傷膝的三維模型，并模擬手術過程，直接定位骨道位置[4]。該技術的引入，不僅極大地提高了手術的精準性和可重復性，還顯著減少了手術操作時間和患者的創傷，促進了術后關節功能的快速恢復[5]。本研究旨在探討3D打印導向器在鏡下ACL脛骨撕脫骨折固定術中的臨床應用與效果，評估其手術效果、安全性以及對患者術后生活質量的影響，以期能夠為ACL脛骨撕脫骨折治療提供一種更為精準、高效和安全的手術方案，進一步推動運動醫學領域的發展。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取延安大學附屬醫院創傷骨科

2020年10月—2024年10月收治的ACL脛骨撕脫骨折患者100例作為研究對象。納入標準：①經查體及CT、X線等影像學檢查確診為ACL脛骨撕脫骨折[6]（患者通常有明確的外傷史，主要癥狀包括膝關節疼痛、腫脹、活動受限、行走困難。體格檢查中可能出現浮髕試驗陽性、Lachman試驗陽性、內外翻側方應力試驗陽性等），且一般情況較為良好；②年齡18～70歲；③既往未接受治療；④資料齊全；⑤簽署知情同意授權書。排除標準：①既往有膝關節手術史者；②存在重要臟器功能衰竭者；③合并其他部位骨折者；④合并類風濕性關節炎者；⑤中途退出者。將納入的患者以隨機數字表法分成兩組，一組為常規組（n=50），行常規鏡下ACL脛骨撕脫骨折固定術治療，一組為3D組（n=50），行3D打印導向器輔助鏡下ACL脛骨撕脫骨折固定術治療。兩組患者一般資料比較，差異無統計學意義（Pgt;0.05），具有可比性（見表1）。本研究經醫院醫學倫理委員會批準通過。

1.2方法

1.2.1常規組 行常規鏡下ACL脛骨撕脫骨折固定術治療。連續硬膜外麻醉下，患者取仰臥位，行標準膝關節前外側與前內側入路，沖洗并探查關節腔，特別注意半月板前角及膝橫韌帶是否嵌入骨折間隙，必要時進行鉤出或切除。于脛骨結節內側切1 cm小口，使用ACL脛骨定位器（設定為50°角）引導，在骨折塊兩側23 mm處鉆4.5 mm骨隧道，保留510 mm骨橋。清除碎屑后，引入PDS Ⅱ牽引線和雙股Orthocord固定線，通過骨隧道拉至關節外打結固定。在牽引線牽引下，固定線騎跨于ACL基底部骨折塊上，關節外拉緊固定線兩端，鏡下確認骨折復位良好。屈膝30°，于骨隧道脛骨端外打結固定，先打滑結后打五重方結。處理其他合并損傷，確認關節活動無障礙、骨折固定可靠、ACL松緊適宜后，沖洗關節腔，置引流管，彈力繃帶包扎，伸膝位支具固定。術后患者需佩戴支具，接受消腫、抗炎、鎮痛治療，同時進行踝泵運動、直腿抬高練習及冰敷。固定2周后，患者開始進行關節彎曲鍛煉及部分負重行走，6周后完全負重，8周后去除支具，恢復正常行走。

1.2.2 3D組 行3D打印導向器輔助鏡下ACL脛骨撕脫骨折固定術治療（如圖lA～B）?；颊咝g前經CT三維重建與3D打印處理，定位導針骨道及導向器位置（如圖lC～E），并在實體模型上標記導向器位置進行體外設計與預演（如圖1F）。在手術過程中，依據術前的詳細規劃，醫生直接使用導向器進行骨道定位，避免了多次使用克氏針進行定位的需要，從而實現了精確的骨折復位。手術采用腰硬聯合麻醉，患者采取仰臥位，于大腿根部配備氣壓止血帶。麻醉生效后，通過關節鏡探查確認ACL脛骨撕脫骨折的情況。膝關節屈曲至90°，于脛骨結節內側進行切口，放置導向器，并使用1 mm克氏針基于三角形穩定原理建立3個骨道，然后在骨折部位使用縫合器和編織線進行3針縫合，并將編織線經骨道引出。在關節鏡下復位骨塊，拉緊編織線進行固定。在確認復位良好且韌帶張力恢復后，打結縫合切口并加壓包扎?；颊咝g后治療及康復同常規組。兩組患者均由同一專業醫療團隊執行手術。

1.3觀察指標 ①圍手術期指標：記錄兩組患者術中出血量、術后引流量、手術時間、骨折愈合時間、開始膝關節功能鍛煉時間、住院時間。②膝關節功能：于術前及術后6個月，評定兩組患者國際膝關節文獻委員會（International Knee Documentation Committee，IKDC）評分[7]、Tegner膝關節運動評分[8]、Lysholm膝關節評分[9]。IKDC評分涵蓋疼痛、癥狀、功能活動、運動能力、參與水平等多個維度，總分值為1～100分，分數越高表示膝關節功能越好。Tegner膝關節運動評分評估患者的日?；顒幽芰瓦\動水平，從完全不能活動到高強度運動分為10個等級，總分值為1～10分，分數越高表示膝關節運動能力越強。Lysholm膝關節評分包括疼痛、僵硬、行走困難、上下樓梯等多個維度，總分值為1～100分，分數越高表示膝關節功能越好。③生活質量：于術前及術后6個月，采用健康調查量表（The 36-Item Short Form Health Survey，SF-36）[10]評估兩組患者生活質量，涵蓋物質生活、社會、軀體及心理功能4方面，總分值為1～360分，分數越高表示生活質量越好。④屈曲攣縮發生率：記錄兩組患者屈曲攣縮發生例數，包括屈曲攣縮5°和10°，并計算百分比。⑤并發癥發生率：記錄兩組患者神經損傷、關節僵硬、傷口感染、畸形愈合發生例數，并計算百分比。

1.4統計學方法 本研究數據以統計學軟件SPSS 22.0處理。計數資料用例數（百分比）[n（%）]描述，行 χ2檢驗；符合正態分布的計量資料用均數±標準差（x±s）描述，行t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組患者術中出血量、術后引流量、手術時間、骨折愈合時間、開始膝關節功能鍛煉時間、住院時間均少于常規組，差異有統計學意義（Plt;0.05），見表2。

2.2膝關節功能 治療前兩組患者IKDC評分、Tegner膝關節運動評分、Lysholm膝關節評分比較，差異無統計學意義（Pgt;0.05）；治療后兩組患者IKDC評分、Tegner膝關節運動評分、Lysholm膝關節評分均升高，且3D組高于常規組，差異有統計學意義（Plt;0.05），見表3。

2.3生活質量 治療前兩組患者SF-36各維度評分比較，差異無統計學意義（Pgt;0.05）；治療后兩組患者SF-36各維度評分均升高，且3D組高于常規組，差異有統計學意義（Plt;0.05），見表4。

2.4屈曲攣縮發生率 兩組患者10°屈曲攣縮發生率比較，差異無統計學意義（Pgt;0.05），但3D組5°屈曲攣縮發生率和屈曲攣縮總發生率低于常規組，差異有統計學意義（Plt;0.05），見表5。

2.5并發癥發生率 3D組并發癥發生率低于常規組，差異有統計學意義（Plt;0.05），見表6。

3 討論

ACL是膝關節內重要的穩定結構，ACL損傷是運動醫學領域常見的嚴重損傷之一[11-13]。ACL脛骨撕脫骨折作為其損傷類型之一，對患者的運動功能和生活質量造成了嚴重影響。隨著微創技術的發展，鏡下手術已成為治療ACL脛骨撕脫骨折的首選方法[14]。然而，鏡下手術對術者的技術要求較高，手術難度較大，尤其是在骨折復位和固定方面。為了提高手術的精確性和安全性，3D打印技術的應用為手術提供了新的可能性。

本研究結果顯示，3D組相比常規組，術中出血量、術后引流量、手術時間、骨折愈合時間、開始膝關節功能鍛煉時間及住院時間均顯著減少；治療后兩組患者膝關節功能及生活質量均提升，且3D組提升幅度更大；3D組5°屈曲攣縮發生率、屈曲攣縮總發生率以及并發癥發生率均低于常規組，分析原因如下。3D打印技術能夠以極高的精度制造導向器，確保其與患者骨骼結構完美匹配[15-17]，還可以基于患者的CT掃描數據，創建個性化的3D模型，并據此設計打印導向器[18]。這種個性化定制確保了手術過程中的精準定位，減少了手術誤差。使用3D打印導向器可以顯著縮短手術時間，因為導向器能夠直接引導醫生進行精確的骨道定位，無需反復嘗試和調整。精確的手術操作減少了軟組織和骨骼的損傷，從而降低了術中出血量[19-22]。3D打印導向器能夠確保骨折塊的解剖復位，為骨折愈合提供了最佳條件[23]，同時減少了手術過程中的潛在風險，從而降低了因手術操作不當等因素而引發的并發癥發生率。精確的手術和固定的穩定性允許患者在術后更早地開始膝關節功能鍛煉，術后快速恢復和較低的并發癥發生率也減輕了患者的心理負擔，增強了患者對治療的信心[24-26]。3D打印導向器適用于多種類型的ACL脛骨撕脫骨折，具有廣泛的適用性，同時簡化了手術過程的教學和培訓，使更多醫生能夠掌握這一技術[27-30]。雖然3D打印導向器的初期成本可能較高，但考慮到其帶來的手術效率提升、患者康復加速以及并發癥減少等好處，長期成本效益是顯著的。筆者認為，3D打印導向器輔助ACL脛骨撕脫骨折固定術相比常規手術的優勢包括術前精準模擬實現解剖復位；單次骨隧道穿刺避免骨塊破碎；固定牢固，愈合時間短；韌帶編織線固定無切割風險；手術時間短，個體化處理無需二次手術，縮短治療時間。

綜上所述，3D打印導向器在鏡下ACL脛骨撕脫骨折固定術的臨床應用中具有顯著優勢，不僅提高了手術的精確性和安全性，還促進了患者的快速康復和膝關節功能的恢復。這些優勢使得3D打印導向器在臨床推廣中具有很大的潛力。

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