個體化3D打印眼眶模型輔助AO三維預(yù)成型鈦網(wǎng)用于眼眶骨折手術(shù)臨床觀察

李春威，陳珺

(沈陽醫(yī)學(xué)院附屬中心醫(yī)院，沈陽110024)

個體化3D打印眼眶模型輔助AO三維預(yù)成型鈦網(wǎng)用于眼眶骨折手術(shù)臨床觀察

李春威，陳珺

(沈陽醫(yī)學(xué)院附屬中心醫(yī)院，沈陽110024)

目的 探討個體化3D打印眼眶模型輔助AO三維預(yù)成型鈦網(wǎng)治療眼眶骨折的臨床效果及安全性。方法選擇單側(cè)眼眶骨折患者25例，均存在眼球內(nèi)陷及復(fù)視。將患者隨機(jī)分為觀察組13例和對照組12例，觀察組采用個體化3D打印眼眶模型輔助AO三維預(yù)成型鈦網(wǎng)行手術(shù)治療，對照組采用傳統(tǒng)AO三維預(yù)成型鈦網(wǎng)行手術(shù)治療。兩組術(shù)后第2天進(jìn)行三維CT檢查，觀察鈦網(wǎng)在眼眶骨折缺損位置的貼附情況；比較兩組術(shù)后2周、3個月、6個月復(fù)視治愈率、眼球內(nèi)陷矯正率，隨訪記錄并發(fā)癥發(fā)生情況。結(jié)果觀察組CT矢狀位上修復(fù)眶底的鈦網(wǎng)呈“S”形，對照組CT矢狀位上修復(fù)眶底的鈦網(wǎng)呈彎向眶內(nèi)的弧形。觀察組術(shù)后2周、3個月、6個月復(fù)視治愈分別為6例(46.15%)、8例(61.54%)、9例(69.23%)，對照組分別為4例(33.33%)、5例(41.67%)、7例(58.33%)；觀察組術(shù)后2周、3個月、6個月復(fù)視治愈率均高于對照組(P均<0.05)。術(shù)后2周，觀察組眼球內(nèi)陷矯正10例(76.92%)，對照組為8例(66.67%)，兩組眼球內(nèi)陷矯正率比較P<0.05。術(shù)后3、6個月，觀察組眼球內(nèi)陷矯正均為8例(61.54%)，對照組均為5例(41.67%)，兩組眼球內(nèi)陷矯正率比較P均<0.05。兩組隨訪中均未發(fā)生鈦網(wǎng)松動、排斥反應(yīng)、感染等并發(fā)癥。結(jié)論個體化3D打印眼眶模型輔助AO三維預(yù)成型鈦網(wǎng)修復(fù)眼眶骨折效果確切且較為安全。

單純性眼眶骨折；3D打??；三維預(yù)成型鈦網(wǎng)

眼外傷眶壁骨折常導(dǎo)致患者眼球內(nèi)陷、復(fù)視或眼球運(yùn)動障礙，為了改善其外觀和功能，必須及時行手術(shù)修復(fù)眶壁，以達(dá)到及時恢復(fù)正常解剖結(jié)構(gòu)及消除復(fù)視的目的。盡管術(shù)中修復(fù)材料的選擇仍存在爭論，但是目前鈦網(wǎng)憑借其易塑型、生物相容性優(yōu)異、無磁性、CT顯影清晰、彈性模量接近于自然骨等優(yōu)點(diǎn)[1]，被大量應(yīng)用于臨床。隨著計算機(jī)技術(shù)及3D打印技術(shù)的發(fā)展與聯(lián)合，醫(yī)用快速成型機(jī)(或稱立體光固化機(jī))的商業(yè)化普及[2,3]，實體眼眶模型應(yīng)用于臨床，為植入物的預(yù)制成型提供模板，極大地方便了手術(shù)方案設(shè)計[4]。傳統(tǒng)采用三維鈦網(wǎng)進(jìn)行的手術(shù)，術(shù)中需要根據(jù)眶骨壁缺損大小進(jìn)行反復(fù)剪裁塑型及對位固定，既耗時又難以符合原眶壁真實的三維形態(tài)。本研究觀察了以個體化3D打印實體模型為模板輔助AO三維預(yù)成型鈦網(wǎng)修復(fù)眼眶骨折的臨床效果?，F(xiàn)將結(jié)果報告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2013年3月～2015年4月我院眼科收治的單側(cè)眼眶骨折患者25例，男20例、女5例，年齡17～53歲、平均37歲，受傷距手術(shù)時間2周～1個月、平均3周；患者均存在眼球內(nèi)陷(與對側(cè)眼相比內(nèi)陷-3～-5 mm)及復(fù)視。術(shù)前均行計算機(jī)斷層成像(CT)水平位+冠狀位掃描和三維成像，以醫(yī)學(xué)數(shù)字圖像和通訊(DICOM)格式保存，確診為單純性眼眶骨折，其中眶下壁聯(lián)合內(nèi)壁骨折10例、眶下壁骨折10例、眶內(nèi)壁骨折5例。將患者隨機(jī)分為觀察組13例和對照組12例，兩組一般資料具有可比性。本研究獲得醫(yī)院倫理委員會審核，患者均知情同意。

1.2 手術(shù)方法 兩組均由同一術(shù)者在全麻下完成手術(shù)。對照組采用傳統(tǒng)AO三維預(yù)成型鈦網(wǎng)修復(fù)眶壁骨折，眶下壁骨折修復(fù)采用標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)下瞼結(jié)膜入路[6]，眶內(nèi)壁骨折和眶下壁聯(lián)合內(nèi)壁骨折修復(fù)則合并經(jīng)淚阜入路。手術(shù)開始前行眼肌牽拉試驗以評估眶內(nèi)容的嵌頓狀況，行外眥切開術(shù)和外眥松解術(shù)以充分暴露眶壁骨折區(qū)，顯露出骨折的四個邊。將所有嵌頓在上頜竇和篩竇內(nèi)的眶內(nèi)軟組織行充分松解并還納回眶內(nèi)，取出眶內(nèi)碎骨片。根據(jù)骨折區(qū)形態(tài)、術(shù)中測量眶深及術(shù)前CT掃描中所測量的缺損尺寸，選擇AO Matrix ORBITAL系列三維預(yù)成型鈦網(wǎng)的型號(瑞士Synthes公司)，該鈦網(wǎng)分為大小兩種型號，厚度為0.4 mm，修剪鈦網(wǎng)尺寸和輪廓以精確匹配患者的骨折缺損形態(tài)。對于眶下壁骨折患者，根據(jù)眶壁缺損大小對AO鈦網(wǎng)進(jìn)行反復(fù)剪裁塑型及對位固定，使用2顆5 mm鈦釘將其固定于眶下緣。對于眶下壁聯(lián)合內(nèi)壁骨折、眶內(nèi)壁骨折患者，暫時在下斜肌近止點(diǎn)處縫合留置6-0可吸收縫線，切斷下斜肌，在骨膜下溝通眼眶內(nèi)壁和下壁，植入AO預(yù)成型鈦網(wǎng)，使用2顆鈦釘將其固定于眶下緣，將下斜肌縫回止點(diǎn)處。

觀察組采用個體化3D打印眼眶實體模型輔助AO三維預(yù)成型鈦網(wǎng)修復(fù)眶壁骨折。根據(jù)術(shù)前CT檢查結(jié)果，將CT原始掃描數(shù)據(jù)刻錄成醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和DICOM格式保存于光盤中，利用計算機(jī)輔助設(shè)計和輔助制造(CAD/CAM)技術(shù)[5]，創(chuàng)建虛擬眼眶損傷模型。在假設(shè)雙側(cè)眼眶形態(tài)對稱的前提下，將健側(cè)眼眶鏡像翻轉(zhuǎn)至患側(cè)，創(chuàng)建虛擬修復(fù)模型。將兩個虛擬模型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為立體光固化成型(STL)文件格式存儲，輸入3D打印快速成型機(jī)。利用選區(qū)激光燒結(jié)原理，通過激光掃描選擇性聚合高分子聚苯乙烯環(huán)氧樹脂粉末，燒結(jié)制備損傷實體眼眶模型及修復(fù)眼眶模型。術(shù)前根據(jù)實體眼眶損傷模型展示的骨折情況，對鈦網(wǎng)進(jìn)行手工初步剪裁，鈦網(wǎng)尺寸以兩側(cè)、后端充分覆蓋骨折缺損或塌陷區(qū)邊界，前端適當(dāng)留出眶緣固定位置為宜。將剪裁后的鈦網(wǎng)貼附于經(jīng)鏡像修復(fù)的實體眼眶模型，對多余邊角進(jìn)行精細(xì)剪裁，隨后安置于實體眼眶損傷模型進(jìn)行比對，然后在模型上彎制和修剪鈦網(wǎng)，制作出個體化三維預(yù)成型鈦網(wǎng)。采用與對照組相同的入路方式，將個體化三維預(yù)成型鈦網(wǎng)一次性植入眶內(nèi)預(yù)定位置，各邊緣均置于穩(wěn)定骨壁上，修復(fù)眶壁骨折。

兩組術(shù)中均觀察瞳孔變化，防止視神經(jīng)損傷，手術(shù)結(jié)束前均進(jìn)行被動牽拉試驗，排除潛在的嵌頓因素，確保眼球各方向牽拉轉(zhuǎn)動不受限。用鑷子對合眶緣處切開的骨膜，不縫合骨膜。使用6-0可吸收縫線縫合結(jié)膜切口。用鑷子對合淚阜切口，不縫合。應(yīng)用6-0可吸收縫線縫合外眥角，術(shù)眼涂抗生素眼膏。

1.3 相關(guān)指標(biāo)觀察 ①鈦網(wǎng)貼附情況：兩組術(shù)后第2天進(jìn)行三維CT檢查，觀察鈦網(wǎng)形狀以評價其在眼眶骨折缺損位置的貼附情況。②復(fù)視改善情況：兩組分別于術(shù)后2周、3個月、6個月進(jìn)行紅綠玻璃片檢查，評價復(fù)視改善情況[7]：0級為無復(fù)視；Ⅰ級為周邊視野復(fù)視(>15°)；Ⅱ級為正前方及閱讀位(向下<15°)無復(fù)視，其余方向復(fù)視；Ⅲ級為正前方及閱讀位復(fù)視。以0級定義為治愈，計算復(fù)視治愈率。③眼球內(nèi)陷改善情況：兩組分別于術(shù)后2周、3個月、6個月采用Hertel眼球突出度計(蘇州六六視覺科技股份有限公司)測量患側(cè)眼與健側(cè)眼的眼球突出度，并計算差值。以差值<2 mm定義為眼球內(nèi)陷矯正，計算兩組術(shù)后各時間點(diǎn)眼球內(nèi)陷矯正率。④并發(fā)癥發(fā)生情況：術(shù)后隨訪6個月，記錄兩組鈦網(wǎng)松動、排斥反應(yīng)、感染等并發(fā)癥發(fā)生情況。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS17.0統(tǒng)計軟件。計數(shù)資料以率表示，組間比較采用χ2檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 鈦網(wǎng)貼附情況 術(shù)后第2天三維CT檢查結(jié)果顯示，觀察組CT矢狀位上修復(fù)眶底的鈦網(wǎng)呈“S”形，對照組CT矢狀位上修復(fù)眶底的鈦網(wǎng)呈彎向眶內(nèi)的弧形。

2.2 術(shù)后復(fù)視改善情況 觀察組術(shù)后2周、3個月、6個月復(fù)視治愈分別為6例(46.15%)、8例(61.54%)、9例(69.23%)，對照組分別為4例(33.33%)、5例(41.67%)、7例(58.33%)；觀察組術(shù)后2周、3個月、6個月復(fù)視治愈率均高于對照組(P均<0.05)。

2.3 眼球內(nèi)陷改善情況 術(shù)后2周，觀察組眼球內(nèi)陷矯正10例(76.92%)，對照組為8例(66.67%)，兩組眼球內(nèi)陷矯正率比較P<0.05。術(shù)后3、6個月，觀察組眼球內(nèi)陷矯正均為8例(61.54%)，對照組均為5例(41.67%)，兩組眼球內(nèi)陷矯正率比較P均<0.05。

2.4 并發(fā)癥發(fā)生情況 兩組隨訪中均未發(fā)生鈦網(wǎng)松動、排斥反應(yīng)、感染等并發(fā)癥。

3 討論

眼眶骨折手術(shù)時重建眼眶是臨床治療的難點(diǎn)，傳統(tǒng)手術(shù)是術(shù)中根據(jù)缺損的大小和范圍將板狀的羥基磷灰石復(fù)合材料或Medpor修剪塑形，以修復(fù)眶壁缺損，但塑形并不十分精確且固定困難、易移位、手術(shù)難度大。金屬材料鈦網(wǎng)具有多孔結(jié)構(gòu)，有利于肉芽組織貫穿，具有較強(qiáng)的抗感染能力[8]。從形態(tài)設(shè)計角度講，正?？粝卤趶那蚝笙蛏铣?0°隆起，下壁由外向內(nèi)呈45°傾斜過度為內(nèi)壁，解剖學(xué)研究認(rèn)為，該結(jié)構(gòu)特征對于維持眼球突出度十分重要[9,10]。AO預(yù)成型鈦網(wǎng)按照眶內(nèi)、下壁的生理形態(tài)，能夠精確恢復(fù)眶壁的解剖形態(tài)，同時避開下斜肌起點(diǎn)和淚囊等結(jié)構(gòu)，植入后可有效覆蓋內(nèi)、下壁骨折區(qū)，并可用鈦釘固定于眶下緣中部，實現(xiàn)穩(wěn)定的解剖復(fù)位，尤其適合廣泛內(nèi)、下壁骨折，是眼眶骨折的理想修復(fù)材料。與顱面外科常用的三維鈦網(wǎng)比較，專為眼眶設(shè)計的預(yù)成形鈦網(wǎng)優(yōu)勢明顯，厚度僅有0.4 mm，術(shù)中不需行復(fù)雜的塑形和修剪工作，可節(jié)省手術(shù)時間，且修復(fù)更加精確[11,12]。但由于術(shù)中無法觀察到骨折區(qū)域的立體形態(tài)，所以術(shù)者腦海中無法形成一個精確的骨折形狀以便修剪和彎制鈦網(wǎng)；狹小的手術(shù)空間使得在眶內(nèi)嘗試放入和對齊植入物的過程相當(dāng)費(fèi)時費(fèi)力；由于術(shù)前對骨折形態(tài)無法精確把握，也導(dǎo)致該過程經(jīng)常重復(fù)，對植入物需反復(fù)修剪，會增加手術(shù)風(fēng)險并加重術(shù)后水腫，術(shù)者經(jīng)驗對療效影響較大；同時眶壁復(fù)雜的解剖結(jié)構(gòu)和形態(tài)也使得術(shù)中精確塑型和修剪鈦網(wǎng)的過程非常困難，在無任何輔助工具的前提下達(dá)到真實還原眶壁的3D形態(tài)幾乎是不可能的[13,14]。Metzger等[15]對12例患者采用計算機(jī)輔助制作個性化鈦網(wǎng)進(jìn)行眶壁重建，并在導(dǎo)航系統(tǒng)的幫助下完成鈦網(wǎng)植入手術(shù)，眶壁重建的精確度可達(dá)到1 mm。本研究在傳統(tǒng)手術(shù)方法基礎(chǔ)上，利用3D打印技術(shù)制作個體化實體眼眶損傷模型，術(shù)前在模型上對鈦網(wǎng)進(jìn)行精確修剪，以提高預(yù)植入鈦網(wǎng)與骨折缺損部位的契合度。本研究結(jié)果顯示，觀察組CT矢狀位上修復(fù)眶底的鈦網(wǎng)呈“S”形，與眶底正常解剖形態(tài)完全契合；對照組CT矢狀位上修復(fù)眶底的鈦網(wǎng)呈彎向眶內(nèi)的弧形，沒有達(dá)到恢復(fù)骨性眶腔結(jié)構(gòu)的目的；說明個體化實體眼眶損傷模型能夠更加精確地修復(fù)眼眶骨折。本研究觀察組術(shù)后2周、3個月、6個月復(fù)視治愈率和眼球內(nèi)陷矯正率均明顯高于對照組，且兩組均未發(fā)生鈦網(wǎng)松動、排斥反應(yīng)、感染等并發(fā)癥；說明個體化3D打印眼眶模型輔助AO三維預(yù)成型鈦網(wǎng)修復(fù)眼眶骨折效果較好，安全性較高。

綜上所述，個體化3D打印眼眶模型輔助AO三維預(yù)成型鈦網(wǎng)修復(fù)眼眶骨折的臨床效果優(yōu)于AO三維預(yù)成型鈦網(wǎng)，且安全性較高。但3D打印費(fèi)用較高，是阻礙其推廣應(yīng)用的主要原因。

[1] Matsuno H, Yokoyama A, Watari F, et al. Biocompatibility and osteogenesis of refractory metal implants, titanium，hafnium, niobium, tantalum and rhenium[J]. Biomaterials, 2001,22(11):1253-1262.

[2] Kozakiewicz M, Elgalal M, Loba P, et al. Clinical application of 3D pre-bent titanium implants for orbital floor fractures[J].J Craniomaxillofac Surg， 2009，37(4):229-234.

[3] Scolozzi P, momjian A, Heuberger J, et al. Accuracy and predictability in use of AO three-dimensionally preformed titanium mesh plates for posttraumatic orbital reconstruction: a pilot study[J]. J Craniofac Surg, 2009,20(4):1108-1113.

[4] 陳明,柴廣睿,王夢,等.應(yīng)用AO三維預(yù)成型鈦網(wǎng)治療眼眶骨折的臨床研究[J].國際眼科雜志,2015,15(1):112-116.

[5] 朱慶華,王紅斌,智華,等.利用CAD/CAM個性化塑形鈦網(wǎng)在顱骨修補(bǔ)中的應(yīng)用觀察[J].山東醫(yī)藥,2009,49(2):38-39.

[6] 陳明,柴廣睿,蘇志彩,等.經(jīng)結(jié)膜入路不縫合骨膜的眼眶骨折修復(fù)術(shù)療效觀察[J].國際眼科雜志,2011,11(12):2176-2180.

[7] Nagy EV, Toth J, Kaldi I. Graves ophthalmopathy: eye muscle involvement in patients with diplopia[J]. Eur J Endocrinol, 2000,142(6):591-597.

[8] Knott PT, Mardjetko SM, Kim RH, et al. A comparision of magnetic and radiographic imaging artifact after using three types of mental rods: stainless steel, Tiannium, and vitallium[J]. Spine J, 2010,10(9):789-794.

[9] Kashkouli MB, Pakdel F, Sasani L, et al. High-density porous polyethylene wedge implant in correction of enophthalmos and hypoglobus in seeing eyes[J]. Orbit, 2011,30(3):123-130.

[10] 肖利華,王毅.預(yù)成形鈦網(wǎng)在眼眶爆裂性骨折修復(fù)手術(shù)中的應(yīng)用[J].中華眼科雜志,2013,49(8):762-764.

[11] 王兆艷,陰正勤,魏世輝,等.預(yù)成形鈦網(wǎng)在眼眶骨折眶壁修復(fù)中的應(yīng)用[J].南方醫(yī)科大學(xué)學(xué)報,2013,33(7):1071-1074.

[12] 高振文,田素臣,曹明志,等.鈦網(wǎng)修補(bǔ)額顳頂區(qū)巨大顱骨缺損345例[J].山東醫(yī)藥,2013,53(12):90-91.

[13] 范先群,周慧芳,陶凱,等.復(fù)合性眼眶骨折修復(fù)重建中計算機(jī)輔助設(shè)計和輔助制造技術(shù)的應(yīng)用[J].中華眼科雜志,2005,41(12):1092-1097.

[14] Kozakiewicz M, Elqalal M, Piotr L, et al. Treatment with individual orbital wall implants in humans -1-year ophthalmologic evaluation[J]. J Craniomaxillofac Surg， 2011,39(1):30-36.

[15] Metzger MC, Schon R, Schulze D, et al. Individual preformed titanium meshes for orbital fractures[J]. J Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol Endod, 2006,102(4):442-447.

陳珺(E-mail： chenjuneye@163.com)

10.3969/j.issn.1002-266X.2016.48.024

R779.1

B

1002-266X(2016)48-0071-03

2016-06-06)