光固化技術(shù)制作新型個體化下頸椎椎弓根置釘鉆孔導(dǎo)板：一項體外研究

骨科快訊

光固化技術(shù)制作新型個體化下頸椎椎弓根置釘鉆孔導(dǎo)板：一項體外研究

近二十年來，隨著釘棒鋼板固定技術(shù)的興起，下頸椎（C3～C7）后路固定手術(shù)得到了廣泛開展。生物力學(xué)研究表明，頸椎椎弓根螺釘（cervical pedicle screw，CPS）固定較側(cè)塊螺釘有更強的穩(wěn)定性，但CPS置入仍面臨技術(shù)上的挑戰(zhàn)。目前涌現(xiàn)出很多精確置釘方法，包括徒手技術(shù)、X線透視引導(dǎo)技術(shù)、影像導(dǎo)航手術(shù)技術(shù)等。其中徒手技術(shù)主要基于解剖標志和形態(tài)學(xué)角度測量均值來輔助CPS置入，但解剖學(xué)變異以及與患者手術(shù)位置相關(guān)的解剖位移均可造成誤差；X線透視引導(dǎo)技術(shù)增加患者和術(shù)者放射線暴露的機會，同時限制了術(shù)者的操作空間；計算機輔助外科導(dǎo)航可準確引導(dǎo)置釘固定，但儀器昂貴，難以推廣。因此，我們開發(fā)一種新型低成本方法，即運用光固化3D成型技術(shù)制作個體化鉆孔導(dǎo)板并輔助CPS置釘，同時評估導(dǎo)板輔助下螺釘置入下頸椎椎弓根的準確性和可行性。

制作步驟：①頸椎模型三維重建：取5具尸體25節(jié)保留關(guān)節(jié)的正常下頸椎（C3～C7）椎體標本，采用64-螺旋CT對每具標本進行薄層軸向掃描（層厚0.6 mm），將采集的CT數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為DICOM格式，輸入OsiriX v5.8.5軟件，生成所有標本的三維圖像，同時通過數(shù)字減除技術(shù)得到僅包括所需椎體節(jié)段的影像，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)并將其輸入光固化文件，以STL格式儲存。②生物模型和鉆孔導(dǎo)板的制作：采用熔融沉積成型技術(shù)，材料選擇丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（acrylonitrile butadiene styrene，ABS）塑料，用3D打印機精確打印出1∶1比例尸體脊柱標本實物模型，根據(jù)實際需要進行鉆孔、鋸骨、截骨等操作；咬除模型上的頸椎前結(jié)節(jié)，全角度顯示椎弓根，以便精確鉆孔和置入克氏針；將克氏針沿特定方向精確置入每個椎弓根，然后以快速自凝聚甲基丙烯酸甲酯牙科粘合劑，將陰模逐一覆蓋25個3D打印椎體的后側(cè)諸元（椎板、棘突和小關(guān)節(jié)）表面輪廓，塑型后去除克氏針，完成針對25個頸椎的個體化鉆孔導(dǎo)板制作。③尸體標本經(jīng)椎弓根螺釘置入：去除頸椎標本后側(cè)殘余軟組織，以模擬后路頸椎外科手術(shù)顯露過程中的骨膜下剝離狀態(tài)，將導(dǎo)板緊密貼附于相應(yīng)頸椎的后側(cè)表面，依導(dǎo)板提供的釘?shù)牢恢煤头较蛐锌耸厢樧倒@孔，通過椎弓根探針擴大攻絲通道，以2.5 mm絲攻準備釘?shù)溃捎弥睆?.5和4.0 mm頸椎椎弓根螺釘完成置釘。④經(jīng)椎弓根螺釘置入準確性評估：拍攝5具標本頸椎正側(cè)位、雙側(cè)斜位X線片，再次行薄層CT掃描；根據(jù)軸向CT像對螺釘置入準確性進行分級：0級：正確置入；1級：位置誤差＜1/2螺釘直徑；2級：位置誤差＞1/2螺釘直徑。

結(jié)果表明，50枚椎弓根螺釘中47枚準確置入（0級），總準確率達94%；1級誤置率為4%（2/50）；2級誤置率為2%（1/50）。安全置釘率（包括0級和1級置入）高達98%。1級穿透的2枚螺釘分別位于C5和C6椎體（分屬不同尸體標本），均因使用螺釘直徑太大（4 mm）而穿透椎弓根外側(cè)壁，但螺釘方向正確，因椎弓根內(nèi)側(cè)壁完整，未傷及椎動脈孔，因此亦被視為“安全置入”。上述結(jié)果提示，將光固化技術(shù)制作而成的個體化鉆孔導(dǎo)板用于輔助尸體標本下頸椎椎弓根置釘，可提高手術(shù)的準確性。

（摘自Bundoc RC,Delgado GG,Grozman SA.A novel patient-specific drill guide template for pedicle screw insertion into the subaxial cervical spine utilizing stereolithographic modelling:an in vitro study[J].Asian Spine J,2017,11(1):4-14.白朝暉摘譯，王建華審校）