3D 打印半骨盆假體重建骨盆 II 區(qū)或 II＋I(xiàn)II 區(qū)腫瘤切除后骨缺損的回顧性病例對(duì)照研究

梁海杰 郭衛(wèi) 張熠丹 姬濤

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3D 打印半骨盆假體重建骨盆 II 區(qū)或 II＋I(xiàn)II 區(qū)腫瘤切除后骨缺損的回顧性病例對(duì)照研究

梁海杰 郭衛(wèi) 張熠丹 姬濤

目的探討 II 區(qū)或 II＋I(xiàn)II 區(qū)骨盆腫瘤切除后，使用 3D 打印半骨盆假體重建骨缺損的可行性及優(yōu)越性。方法2014 年 12 月至 2016 年 11 月，共有 40 例骨盆 II 區(qū)或 II＋I(xiàn)II 區(qū)腫瘤患者于本中心進(jìn)行骨盆腫瘤切除、3D 打印標(biāo)準(zhǔn)型半骨盆假體重建手術(shù)，將其納入病例組。根據(jù)上述病例的性別、年齡、身高、體重、腫瘤大小及腫瘤分區(qū)、分期的資料，從 2009 年 1 月至 2015 年 5 月于我科行骨盆腫瘤切除、普通半骨盆假體置換的 II 區(qū)或 II＋I(xiàn)II 區(qū)骨盆腫瘤患者中，選取 40 例納入對(duì)照組。其中，各組均含男 23 例，女 17 例；平均年齡 43 歲；根據(jù) Enneking 骨盆外科分區(qū)方法確定切除及重建部位，各有 II 區(qū) 6 例，II＋I(xiàn)II 區(qū) 34 例。結(jié)果80 例均為整塊切除。3D 打印半骨盆假體組腫瘤邊界達(dá)廣泛切除 22 例，邊緣切除 18 例，術(shù)后均獲得隨訪，隨訪時(shí)間 3～25 個(gè)月，中位隨訪時(shí)間 9 個(gè)月。其中，無(wú)瘤生存 33 例，帶瘤生存 5 例，余 2 例因腫瘤轉(zhuǎn)移死亡；38 例存活患者 MSTS-93 評(píng)分為 ( 21.1±2.8 ) 分；術(shù)后并發(fā)癥包括 6 例傷口愈合不良及 1 例關(guān)節(jié)脫位，無(wú)一例深部感染。對(duì)照組腫瘤邊界達(dá)廣泛切除 21 例，邊緣切除 19 例，術(shù)后均獲得隨訪，隨訪時(shí)間 5～77 個(gè)月，中位隨訪時(shí)間 17.5 個(gè)月；其中，無(wú)瘤生存 27 例，帶瘤生存 5 例，余 8 例因腫瘤轉(zhuǎn)移死亡。32 例存活患者M(jìn)STS-93 評(píng)分為 ( 18.9±2.6 ) 分，術(shù)后并發(fā)癥包括 6 例傷口愈合不良、2 例關(guān)節(jié)脫位、2 例深部感染。兩組病例在手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量、并發(fā)癥譜及術(shù)后 MSTS 功能評(píng)分方面差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義?；仡檭山M病例術(shù)后 6 個(gè)月復(fù)查的 CT 資料，測(cè)量患側(cè)骶髂關(guān)節(jié)間隙并與健側(cè)對(duì)比，結(jié)果提示 3D 打印半骨盆假體可維持骶髂關(guān)節(jié)穩(wěn)定性。結(jié)論應(yīng)用 3D 打印半骨盆假體重建 II 區(qū)或 II＋I(xiàn)II 區(qū)骨盆腫瘤術(shù)后骨缺損安全性高，不增加額外并發(fā)癥，可獲得良好的功能狀態(tài)，并可維持骶髂關(guān)節(jié)穩(wěn)定性。

骨盆；腫瘤；假體植入；打印，三維；病例對(duì)照研究；回顧性研究

隨著近數(shù)十年在輔助化療、影像學(xué)檢查及外科技術(shù)的進(jìn)步，骨盆腫瘤保肢手術(shù)的安全性及有效性已得到廣泛的認(rèn)可[1-3]。目前有多種方法可用于骨盆腫瘤術(shù)后骨缺損的重建，大致可分為生物重建與假體重建兩大類(lèi)，但何種方式為最優(yōu)則仍存在爭(zhēng)議[1-4]。其中，對(duì)于髖臼周?chē)[瘤 切除后骨缺損的重建，生物重建方法包括髂股融合、坐股融合、曠置、股骨轉(zhuǎn)位 ( transposition )、滅活再植等，其優(yōu)點(diǎn)在可實(shí)現(xiàn)永久骨或瘢痕愈合及避免假體翻修等問(wèn)題，且可獲得較滿(mǎn)意的功能評(píng)分，但存在長(zhǎng)期制動(dòng)、不愈合、假關(guān)節(jié)形成、感染等缺點(diǎn)[1,5-8]；應(yīng)用假體重建則可實(shí)現(xiàn)早期活動(dòng)、良好的外觀、持久的力學(xué)穩(wěn)定性及滿(mǎn)意的功能狀態(tài)[3,4,9-11]，因而已成為髖臼缺損的主流重建方式。至今，文獻(xiàn)報(bào)道多種重建髖臼缺損的半骨盆假體并獲得較好的臨床結(jié)局，但仍存在松動(dòng)、感染、脫位、斷裂等假體并發(fā)癥[3,11-17]。為改變假體重建的固有缺點(diǎn)，除了改進(jìn)外科醫(yī)師的手術(shù)技巧外，可能還需借助新的生產(chǎn)工藝或材料以?xún)?yōu)化假體的力學(xué)特性及生物相容性。

3D 打印 ( three-dimensional printing ) 技術(shù)的興起給予骨腫瘤科醫(yī)師及工程師在骨盆假體設(shè)計(jì)方面更多的靈感和自由度。理論上，3D 打印技術(shù)可制造任意形狀的假體以實(shí)現(xiàn)假體與截骨面的精確配對(duì)；同時(shí)可于假體上預(yù)留任意方向的釘?shù)烙糜诠潭ㄒ曰謴?fù)正常力學(xué)傳導(dǎo)；還能制造出固定孔徑及孔隙率的表面結(jié)構(gòu)以誘導(dǎo)骨長(zhǎng)入和融合[18-22]，最終在假體重建的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)生物重建。

本中心既往使用的普通組配式半骨盆假體( 圖 1 ) 在中期隨訪中表現(xiàn)出良好的假體保有率及功能狀態(tài)[3]，另外體外實(shí)驗(yàn)及有限元模型進(jìn)行生物力學(xué)分析亦顯示該假體符合骨盆生物力學(xué)特性，能較好地恢復(fù)力學(xué)傳導(dǎo)[23]。然而，在臨床應(yīng)用中，筆者發(fā)現(xiàn)該假體尚有一些缺點(diǎn)，如假體的髂骨固定座與殘余髂骨外板不匹配、髂骨固定釘應(yīng)力集中易于斷裂、患者下床后易出現(xiàn)骶髂關(guān)節(jié)不穩(wěn)等。為了改善上述缺點(diǎn)，本中心應(yīng)用 3D 打印技術(shù)，在原有組配式半骨盆假體的基礎(chǔ)上，改變髂骨固定座的外形、骨接觸面的結(jié)構(gòu)以及固定螺釘?shù)尼數(shù)婪较?( 圖 2 )，并將這款新型 3D 打印半骨盆假體投入臨床應(yīng)用[24]。

本研究通過(guò)回顧性分析比較 40 例應(yīng)用 3D 打印標(biāo)準(zhǔn)型半骨盆假體重建的 II 區(qū)或 II＋I(xiàn)II 區(qū)骨盆腫瘤患者的病歷資料及 40 例使用普通標(biāo)準(zhǔn)型半骨盆假體置換的骨盆腫瘤患者的病例資料，旨在探討：( 1 ) 應(yīng)用 3D 打印半骨盆假體的安全性；( 2 ) 3D 打印半骨盆假體重建骨盆缺損的有效性；( 3 ) 3D 打印半骨盆假體在維持骶髂關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的優(yōu)越性。

資料與方法

一、納入及排除標(biāo)準(zhǔn)

1. 納入標(biāo)準(zhǔn)：研究組：( 1 ) 2014 年 12 月至2016 年 11 月于本中心接受手術(shù)治療的骨盆腫瘤患者；( 2 ) 接受骨盆腫瘤 II 區(qū)或 II＋I(xiàn)II 區(qū)切除、3D 打印標(biāo)準(zhǔn)型半骨盆假體重建者。對(duì)照組：( 1 ) 2009 年1 月至 2015 年 5 月于本中心接受手術(shù)治療的骨盆腫瘤患者；( 2 ) 接受骨盆腫瘤 II 區(qū)或 II＋I(xiàn)II 區(qū)切除、普通標(biāo)準(zhǔn)型半骨盆假體重建者；( 3 ) 根據(jù)研究組病例的性別、年齡、身高、體重、腫瘤大小及腫瘤分區(qū)、分期的資料，篩選出上述參數(shù)相同或相近的病例。

2. 兩組排除標(biāo)準(zhǔn)：( 1 ) 未接受手術(shù)治療的患者；( 2 ) 采用其它方式進(jìn)行重建的患者。

二、臨床資料

本組共納入 80 例。研究組 40 例，其中男23 例，女 17 例，年齡 13～77 歲，平均 ( 43.5± 17.8 ) 歲。原發(fā)腫瘤 34 例：軟骨肉瘤 15 例，骨肉瘤 4 例、尤文肉瘤 5 例、骨巨細(xì)胞瘤 3 例、血管源性肉瘤瘤 2 例、滑膜肉瘤 1 例、脂肪肉瘤 1 例、上皮樣肉瘤 1 例、惡性外周神經(jīng)鞘瘤 1 例，大塊骨溶解 1 例，孤立性轉(zhuǎn)移癌 6 例。對(duì)照組 40 例，其中男 23 例，女 17 例，年齡 19～68 歲，平均 ( 43.3± 14.3 ) 歲。原發(fā)腫瘤 34 例：軟骨肉瘤 18 例，骨肉瘤4 例，尤文肉瘤 1 例，骨巨細(xì)胞瘤 3 例，惡性外周神經(jīng)鞘瘤 3 例，未分化肉瘤 2 例，惡性骨巨細(xì)胞瘤1 例，肌纖維母細(xì)胞肉瘤 1 例，上皮樣肉瘤 1 例，孤立性轉(zhuǎn)移癌 6 例。人口學(xué)及腫瘤學(xué)資料見(jiàn)表 1。

圖 1 骨盆 II 區(qū)腫瘤切除、普通標(biāo)準(zhǔn)型半骨盆假體置換術(shù)后 X 線(xiàn)片。圖中可見(jiàn)髖臼通過(guò)髂骨基座固定于殘余髂骨上，固定螺釘基本限于髂骨翼內(nèi)，并未通過(guò)骶髂關(guān)節(jié)Fig.1 Post-operative X-ray photography after pelvic type II resection and reconstruction with a normal standard hemipelvic endoprosthesis. It showed that the acetabular ring was anchored at the residual ilium by an iliac foundation. The screws were generally fi xed within the iliac ala and did not pass through the sacroiliac joint

圖 2 用于重建骨盆 II 區(qū)缺損的 3D 打印標(biāo)準(zhǔn)型半骨盆假體 a：3D 打印標(biāo)準(zhǔn)型半骨盆假體實(shí)物圖，可見(jiàn)骨接觸面的多孔結(jié)構(gòu)及預(yù)留釘孔，髖臼環(huán)與髂骨基座仍采取分體式結(jié)構(gòu)組裝；b：骨盆 II + III 區(qū)腫瘤切除、3D 打印標(biāo)準(zhǔn)型半骨盆假體置換術(shù)后 X 線(xiàn)片，可見(jiàn)髂骨基座的固定螺釘通過(guò)骶髂關(guān)節(jié)達(dá)高位骶骨椎體Fig.2 A 3D-printed standard hemipelvic endoprosthesis designed for reconstruction after pelvic type II resection a: A photograph of the 3D-printed hemipelvic prosthesis showed porous structure on the bone-metal interface and preserved holes for screw fi xation. The acetabular ring and iliac foundation were separate and could be assembled intraoperatively; b: Post-operative X-ray photography after pelvic type II + III resection and reconstruction with a 3D-printed hemipelvic endoprosthesis, which showed that the fixation screws at the foundation could pass through sacroiliac joint into upper sacral vertebra

所有患者術(shù)前均常規(guī)行骨盆 MRI、胸部 CT 及全身骨顯像檢查。根據(jù) Enneking 骨盆分區(qū)系統(tǒng)[1]，各組 II 區(qū) 6 例，II＋I(xiàn)II 區(qū) 34 例。所有骨肉瘤及尤文肉瘤患者均在術(shù)前進(jìn)行規(guī)范新輔助化療。重建方法：研究組 40 例使用 3D 打印標(biāo)準(zhǔn)型半骨盆假體，對(duì)照組 40 例使用普通標(biāo)準(zhǔn)型半骨盆假體。

三、3D 打印標(biāo)準(zhǔn)型半骨盆假體的設(shè)計(jì)理念 ( 愛(ài)康宜誠(chéng)公司，北京 )

本研究應(yīng)用的 3D 打印標(biāo)準(zhǔn)型半骨盆假體是由本中心曾使用的組配式半骨盆假體改進(jìn)而成[3-4]，主要用于 II 區(qū)或 II＋I(xiàn)II 區(qū)切除后髖臼缺損重建?；谶^(guò)往數(shù)百例的組配式半骨盆假體應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)及骨盆腫瘤患者的 CT 掃描數(shù)據(jù)，筆者改進(jìn)了髂骨基座的外形以及預(yù)留釘?shù)赖姆较?，使得假體與髂骨外板貼合更加緊密、固定假體的螺釘能精確通過(guò)骶髂關(guān)節(jié)到達(dá)骶骨，增加了即刻穩(wěn)定性。該假體系以鈦合金為材料，通過(guò)電子束熔融技術(shù) ( electronic beam melting，EBM ) 制造，根據(jù)以往假體骨長(zhǎng)入接觸界面相關(guān)研究，確定了 假體與骨接觸界面合理孔隙直徑及孔隙率，使之能夠?qū)崿F(xiàn)有效的骨長(zhǎng)入，實(shí)現(xiàn)假體的長(zhǎng)期穩(wěn)定性[18-21]。此外，為了使術(shù)中截骨及重建有更大的靈活性，假體采取可調(diào)式或組配式的理念來(lái)準(zhǔn)備，即假體基座有長(zhǎng)、中、短三種型號(hào)，根據(jù)髂骨截骨的平面供術(shù)中選擇，術(shù)中不需導(dǎo)航技術(shù)，仍能保證假體與宿主骨的精確匹配。

表 1 骨盆腫瘤切除及重建患者的基線(xiàn)資料Tab.1 Baseline data of patients with resection of pelvic tumor and reconstruction

另外，對(duì)于 II＋I(xiàn)II 區(qū)并累及部分 I 區(qū)切除后重建，亦可使用該假體進(jìn)行重建，僅需將術(shù)中切除的自體股骨頭修剪成大小合適的楔形狀，回植于殘留髂骨翼與安裝的假體之間即可，但本研究未涉及I＋I(xiàn)I＋I(xiàn)II 區(qū)腫瘤病例。

四、II 區(qū)或 II＋I(xiàn)II 區(qū)骨盆腫瘤切除及重建方式

髖臼及坐骨區(qū)的切除方法如既往報(bào)道所述[3-4]，腫瘤切除后，根據(jù)術(shù)中缺損選取型號(hào)合適的 3D 打印組配式半骨盆假體，調(diào)整髖臼環(huán)的角度并固定。將假體置于殘余髂骨，假體基座貼緊髂骨外板及截骨面，在透視下通過(guò)預(yù)留釘?shù)罃Q入 2 枚長(zhǎng)松質(zhì)骨螺釘通過(guò)骶髂關(guān)節(jié)直達(dá) S1和 ( 或 ) S2椎體；然后再通過(guò)剩余釘?shù)罃Q入 2～3 枚皮質(zhì)螺釘加固假體與髂骨板的固定 ( 圖 2～3 )；最后應(yīng)用高黏度骨水泥安裝臼杯并加固假體，置入股骨柄并復(fù)位髖關(guān)節(jié)，重建軟組織附著。

五、術(shù)后處理

術(shù)中常規(guī)放置 2 枚粗引流管，術(shù)后保留引流直至引流量＜50 ml / 24 h。術(shù)后患者常規(guī)穿戴彈力梯度襪及使用充氣式腿泵預(yù)防下肢靜脈血栓。術(shù)后應(yīng)用三代頭孢抗感染治療，并根據(jù)情況聯(lián)合克林霉素或萬(wàn)古霉素，靜脈抗生素通常應(yīng)用 10～14 天，此后改為口服抗生素，總抗生素治療時(shí)間為 4 周。接受髖臼周?chē)[瘤切除并重建的患者術(shù)后 6～8 周可開(kāi)始練習(xí)行走。

六、隨訪及療效評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

所有患者均安排規(guī)律的隨訪計(jì)劃：術(shù)后 2 年內(nèi)每 3 個(gè)月隨訪 1 次，第 3～5 年每 6 個(gè)月隨訪1 次。隨訪內(nèi)容包括骨盆及胸部影像學(xué)檢查、全身骨顯像及必要的實(shí)驗(yàn)室檢查。鼓勵(lì)患者于本中心門(mén)診隨訪，行動(dòng)不便者可由家屬攜帶影像學(xué)資料前來(lái)復(fù)查，逾期未來(lái)復(fù)查者來(lái)電隨訪。

療效評(píng)價(jià)指標(biāo)包括生存狀態(tài)、疾病狀態(tài)、假體并發(fā)癥情況及其它。末次隨訪時(shí)使用 MSTS-93 量表評(píng)估存活患者下肢功能狀態(tài)。

七、骶髂關(guān)節(jié)間隙測(cè)量

為了評(píng)估半骨盆假體置換術(shù)后患者骶髂關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性，本研究對(duì)術(shù)后 6 個(gè)月的骨盆 CT 復(fù)查影像進(jìn)行回顧，旨在測(cè)量患側(cè)及健側(cè)骶髂關(guān)節(jié)間隙并進(jìn)行對(duì)比。研究組共納入 10 例，對(duì)照組納入 20 例，具體測(cè)量方法如下：選取骨盆 CT 軸位，分別于 S1神經(jīng)孔水平及 S2神經(jīng)孔水平 ( 圖 4 )，測(cè)量患側(cè)骶髂關(guān)節(jié)前間隙 ( D1 ) 及后間隙 ( D2 ) 及健側(cè)骶髂關(guān)節(jié)前間隙 ( d1 ) 及后間隙 ( d2 )，并以健側(cè)間隙為參照，計(jì)算患側(cè)間隙的相對(duì)寬度 ( D1 / d1 及 D2 / d2 )。

圖 3 患者，男，59 歲，II + III 區(qū)骨盆軟骨肉瘤切除、3D 打印標(biāo)準(zhǔn)型半骨盆假體置換術(shù)后半年復(fù)查骨盆 CT 結(jié)果。軸位 CT 影像術(shù)區(qū)無(wú)腫瘤復(fù)發(fā)，假體固定螺釘準(zhǔn)確從髂骨外板經(jīng)過(guò)骶髂關(guān)節(jié)達(dá)高位骶骨，兩側(cè)骶髂關(guān)節(jié)間隙基本一致Fig.3 Results of CT scan at 6-month follow-up from a 59-year-old male receiving type II + III resection of a pelvic chondrosarcoma and reconstruction with 3D-printed hemipelvic endoprosthesis. Axial CT films showed that there was no recurrence, and that the fixation screws precisely went through the sacroiliac joint into the sacral vertebra, and that the widths of both sacroiliac gaps were generally equal

圖 4 骶髂關(guān)節(jié)間隙測(cè)量示意圖。在連續(xù)軸位 CT 影像上選取 S1神經(jīng)孔水平層面 ( a ) 及 S2神經(jīng)孔水平層面 ( b ) 進(jìn)行測(cè)量，分別測(cè)量患側(cè)及健側(cè)骶髂關(guān)節(jié)前后間隙距離 ( D1，D2，d1，d2 )，最后以健側(cè)間隙為參照，計(jì)算患側(cè)間隙的相對(duì)寬度 ( 即 D1 / d1、D2 / d2 )Fig.4 Illustration of measurement of sacroiliac gaps. Measurements were performed at the levels of S1 foramen ( a ) and S2foramen ( b ) in axial CT fi lms. The anterior and posterior widths of the sacroiliac gap on both sides were measured ( D1, D2, d1, d2 ), and the relative width of the affected side was calculated using the contralateral results as a reference ( D1 / d1, D2 / d1 )

八、統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用 SPSS 16.0 ( SPSS 公司，美國(guó) ) 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；使用 χ2檢驗(yàn)作分類(lèi)變量的組間比較；使用獨(dú)立樣本 t 檢驗(yàn)作連續(xù)變量的組間比較；使用Kplan-Meier 生存曲線(xiàn)進(jìn)行生存分析；使用 log-rank檢驗(yàn)作總體生存率的組間比較；使用配對(duì) t 檢驗(yàn)比較患側(cè)骶髂關(guān)節(jié)間隙與健側(cè)骶髂關(guān)節(jié)間隙的差異；檢驗(yàn)水準(zhǔn) α 值取雙側(cè) 0.05。

結(jié) 果

一、 基線(xiàn)資料比較

研究組及對(duì)照組在年齡、性別、BMI、病理類(lèi)型、原發(fā)腫瘤 Enneking 分期、骨盆分區(qū)及腫瘤最大徑方面差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 ( 表 1 )。

二、手術(shù)學(xué)結(jié)果

80 例均為整塊切除。研究組腫瘤邊界達(dá)廣泛切除 22 例，邊緣切除 18 例；平均手術(shù)時(shí)間 II 區(qū)為( 236.7±65.3 ) min、II＋I(xiàn)II 區(qū)為 ( 263.8±70.6 ) min；術(shù)中平均出血量 II 區(qū)為 ( 1216.7±552.9 ) ml、II＋I(xiàn)II區(qū)為 ( 1972.06±1193.62 ) ml；16 例術(shù)中采用了臨時(shí)腹主動(dòng)脈球囊阻斷法控制出血，術(shù)中球囊阻斷時(shí)間50～140 min，平均 ( 110.6±20.7 ) min。

對(duì)照組腫瘤邊界達(dá)廣泛切除 21 例，邊緣切除19 例；平均手術(shù)時(shí)間 II 區(qū)為 ( 258.3±63.5 ) min、II＋I(xiàn)II 區(qū)為 ( 270.3±48.3 ) min；術(shù)中平均出血量II 區(qū)為 ( 1333.3±175.1 ) ml、II＋I(xiàn)II 區(qū)為 ( 1775.0± 925.1 ) ml；15 例術(shù)中采用了臨時(shí)腹主動(dòng)脈球囊阻斷法控制出血，術(shù)中球囊阻斷時(shí)間 60～150 min，平均( 120.4±25.2 ) min。兩組病例均無(wú)一例患者因圍手術(shù)期并發(fā)癥死亡。上述手術(shù)學(xué)參數(shù)于兩組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 ( 表 2 )。

三、腫瘤學(xué)結(jié)果

所有病例術(shù)后均獲得隨訪，研究組隨訪時(shí)間3～25 個(gè)月，中位隨訪時(shí)間 9 個(gè)月。其中，無(wú)瘤生存 33 例，帶瘤生存 5 例，余 2 例因腫瘤轉(zhuǎn)移死亡( 表 2 )。死亡病例中 1 例為滑膜肉瘤、1 例為轉(zhuǎn)移癌，平均死亡時(shí)間為術(shù)后 11 ( 9～13 ) 個(gè)月。對(duì)照組隨訪時(shí)間 5～77 個(gè)月，中位隨訪時(shí)間 17.5 個(gè)月。其中，無(wú)瘤生存 27 例，帶瘤生存 5 例，死亡 8 例。死亡病例包括 1 例惡性骨巨細(xì)胞瘤、1 例骨肉瘤、1 例肌纖維母細(xì)胞肉瘤、1 例未分化肉瘤、1 例軟骨肉瘤、3 例轉(zhuǎn)移癌，平均死亡時(shí)間為術(shù)后 10 ( 9～16 ) 個(gè)月。兩組患者總體生存率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義( 圖 5 )。

表 2 骨盆腫瘤切除及重建患者的手術(shù)資料及隨訪結(jié)果Tab.2 Operative and follow-up data of patients with resection of pelvic tumor and reconstruction

圖 5 40 例 3D 打印標(biāo)準(zhǔn)型半骨盆假體置換術(shù)后患者及 40 例普通標(biāo)準(zhǔn)型半骨盆假體置換術(shù)后患者的總體生存曲線(xiàn)比較Fig.5 Comparison of the overall survival of patients with different kinds of hemipelvic endoprostheses ( 40 cases of 3D-printed standard hemipelvic endoprostheses versus 40 cases of normal standard hemipelvic endoprostheses )

四、術(shù)后功能狀態(tài)

使用 MSTS-93 量表進(jìn)行功能評(píng)分，研究組中38 例存活患者末次隨訪時(shí)評(píng)分為 15～26 分，平均( 21.1±2.8 ) 分，對(duì)照組 32 例存活患者功能評(píng)分為13～24 分，平均 ( 18.9±2.6 ) 分，兩組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 ( 表 2 )。

五、術(shù)后并發(fā)癥

研究組術(shù)后并發(fā)癥包括 6 例傷口延遲愈合及1 例髖關(guān)節(jié)脫位：6 例傷口延遲愈合的患者，均經(jīng)清創(chuàng)縫合后 2～4 周內(nèi)愈合；1 例于術(shù)后 1 周內(nèi)出現(xiàn)髖關(guān)節(jié)脫位，經(jīng)閉合復(fù)位后未再?gòu)?fù)發(fā)。對(duì)照組術(shù)后并發(fā)癥包括 6 例傷口延遲愈合、2 例髖關(guān)節(jié)脫位及2 例深部感染：6 例傷口延遲愈合的患者，均經(jīng)清創(chuàng)縫合后 2～4 周內(nèi)愈合；2 例均于術(shù)后 1 周內(nèi)出現(xiàn)髖關(guān)節(jié)脫位，1 例經(jīng)閉合復(fù)位后未再?gòu)?fù)發(fā)，另 1 例經(jīng)切開(kāi)復(fù)位后未再?gòu)?fù)發(fā)；1 例深部感染于術(shù)后 2 周出現(xiàn)，經(jīng)清創(chuàng)及抗生素治療后痊愈；另 1 例深部感染于術(shù)后 8 周出現(xiàn)，先行清創(chuàng)及抗生素治療無(wú)效，最后取出假體及抗生素治療后痊愈。

六、骶髂關(guān)節(jié)間隙相對(duì)寬度比較

研究組中 10 例有術(shù)后 6 個(gè)月的骨盆 CT 復(fù)查結(jié)果，對(duì)照組有 20 例，均用于測(cè)量骶髂關(guān)節(jié)間隙，結(jié)果如表 3 所示。研究組患側(cè)骶髂關(guān)節(jié)間隙相對(duì)寬度在 S1神經(jīng)孔水平分別為前 0.98±0.14、后 0.86± 0.23，在 S2神經(jīng)孔水平分別為前 1.03±0.47、后1.08±0.22，與健側(cè)比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。對(duì)照組患側(cè)間隙相對(duì)寬度在兩個(gè)水平分別為前 1.47± 0.51、后 1.47±0.48 及前 1.51±0.58、后 1.16± 0.29，四組參數(shù)均大于健側(cè)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義( 表 3 )。上述結(jié)果提示 3D 打印標(biāo)準(zhǔn)型半骨盆假體相比普通標(biāo)準(zhǔn)型半骨盆假體而言，可更好地維持骶髂關(guān)節(jié)穩(wěn)定性。

表 3 不同骨盆假體重建患者術(shù)后 6 個(gè)月骶髂關(guān)節(jié)間隙相對(duì)寬度的比較Tab.3 Comparison of relative width of sacroiliac gap at 6 months after reconstruction with different kinds of hemipelvic endoprostheses

討 論

一、3D 打印半骨盆假體臨床應(yīng)用的安全性

本研究中 3D 打印標(biāo)準(zhǔn)型半骨盆假體的應(yīng)用安全性較好，其表現(xiàn)在術(shù)中安裝簡(jiǎn)便及術(shù)后并發(fā)癥少。與普通標(biāo)準(zhǔn)型半骨盆假體相比，3D 打印標(biāo)準(zhǔn)型半骨盆假體的應(yīng)用不會(huì)增加手術(shù)時(shí)間及術(shù)中出血量，此結(jié)果與既往研究基本一致[3-4,24]。3D 打印骨盆假體的安裝簡(jiǎn)便得益于其高度模擬解剖結(jié)構(gòu)的外形設(shè)計(jì)及帶有固定方向的預(yù)留釘?shù)?，使術(shù)中截骨后可迅速找到假體安裝位置、精確擰入固定螺釘并使其通過(guò)骶髂關(guān)節(jié) ( 圖 3 )。

研究組及對(duì)照組的術(shù)后機(jī)械并發(fā)癥較少，分別僅有 6 例傷口愈合延遲、1 例髖關(guān)節(jié)脫位及 6 例傷口愈合延遲、2 例髖關(guān)節(jié)脫位，均經(jīng)對(duì)癥處理后痊愈，本研究中深部感染率 ( 研究組 0%，對(duì)照組 5% )均低于既往文獻(xiàn)報(bào)道的結(jié)果[3-4,25-30]。其原因可能包括：( 1 ) 隨訪時(shí)間較短；( 2 ) 對(duì)照組可能存在選擇偏倚；( 3 ) 因手術(shù)技巧提高及手術(shù)時(shí)間短而減少術(shù)中暴露；( 4 ) 3D 打印半骨盆假體體積小而獲得良好的軟組織覆蓋；( 5 ) 術(shù)后充分引流減少血腫風(fēng)險(xiǎn)；( 6 )有效使用廣譜抗生素減少感染風(fēng)險(xiǎn)。

二、3D 打印半骨盆假體臨床應(yīng)用的有效性

骨盆 II 區(qū)或 II＋I(xiàn)II 區(qū)切除后重建的重點(diǎn)是重建穩(wěn)定且有功能的髖關(guān)節(jié)[31]。相對(duì)于髂股融合、坐股融合、髖關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)位等生物重建方法[5-7,32]，應(yīng)用半骨盆假體重建具有安裝簡(jiǎn)便、即刻穩(wěn)定性好、允許早期下床、避免遠(yuǎn)期繼發(fā)畸形和骨折等并發(fā)癥的優(yōu)點(diǎn)。本研究中，筆者應(yīng)用 3D 打印技術(shù)來(lái)優(yōu)化既往普通標(biāo)準(zhǔn)型半骨盆假體的設(shè)計(jì)[3]，保證使假體更能貼合髂骨外板的曲面外形、長(zhǎng)松質(zhì)骨螺釘可準(zhǔn)確通過(guò)骶髂關(guān)節(jié)擰入 S1和 ( 或 ) S2椎體 ( 圖 2～3 )；同時(shí)使用長(zhǎng)松質(zhì)骨螺釘結(jié)合短皮質(zhì)釘?shù)墓潭ǚ绞竭M(jìn)行假體固定，最終實(shí)現(xiàn)更為穩(wěn)定的固定及更接近正常的力學(xué)傳導(dǎo)。本研究隊(duì)列共納入 40 例使用 3D 打印標(biāo)準(zhǔn)型半骨盆假體的患者，至末次隨訪 38 例存活，短期的隨訪結(jié)果顯示平均 MSTS-93 評(píng)分為 ( 21.1± 2.8 ) 分，略高于對(duì)照組 ( 普通標(biāo)準(zhǔn)型半骨盆假體 ) 的功能評(píng)分，亦優(yōu)于既往同類(lèi)病例的報(bào)道結(jié)果[3-4]，提示 3D 打印半骨盆假體短期臨床應(yīng)用效果滿(mǎn)意。

三、3D 打印半骨盆假體在維持骶髂關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的優(yōu)越性

迄今，國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)所報(bào)道的用于重建 II 區(qū)或II＋I(xiàn)II 區(qū)缺損半骨盆假體，如馬鞍式假體、“冰激凌杯”假體、本中心的普通標(biāo)準(zhǔn)型半骨盆假體等，其假體錨定裝置均位于髂骨[3,11,14-15,17]，并未涉及骶髂關(guān)節(jié)的同期固定。盡管既往文獻(xiàn)并未系統(tǒng)報(bào)道上述半骨盆假體置換術(shù)后患者骶髂關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的情況，但本中心在對(duì)半骨盆假體置換術(shù)后患者的長(zhǎng)期隨訪中，?？捎谳S位 CT 掃描上觀察到患側(cè)骶髂關(guān)節(jié)間隙增寬，而患者可無(wú)癥狀或有不同程度的骶髂關(guān)節(jié)不穩(wěn)癥狀。本研究中，對(duì)照組骶髂關(guān)節(jié)間隙的測(cè)量結(jié)果顯示患側(cè)骶髂關(guān)節(jié)間隙顯著大于健側(cè)，提示該組病例中患側(cè)骶髂關(guān)節(jié)存在分離傾向。究其原因，推測(cè)可能與骨盆前環(huán)完整性的喪失、患側(cè)骶髂關(guān)節(jié)韌帶及周?chē)∪馔暾云茐挠嘘P(guān)。通過(guò)應(yīng)用 3D打印技術(shù)，改變假體上預(yù)留釘?shù)赖奈恢?，使螺釘能精確地經(jīng)髂骨外板穿過(guò)骶髂關(guān)節(jié)固定于高位骶骨上，同時(shí)實(shí)現(xiàn)假體固定和骶髂關(guān)節(jié)加固，術(shù)后半年CT 結(jié)果顯示 3D 打印半骨盆假體可維持骶髂關(guān)節(jié)間隙，提示良好的骶髂關(guān)節(jié)穩(wěn)定性 ( 表 3 )。

四、本研究的優(yōu)點(diǎn)及局限性

本研究重點(diǎn)報(bào)道了 3D 打印半骨盆假體在重建骨盆 II 區(qū)或 II＋I(xiàn)II 區(qū)缺損的應(yīng)用價(jià)值，并將其與既往普通標(biāo)準(zhǔn)型半骨盆假體病例進(jìn)行比較，較充分地證明該 3D 打印假體臨床應(yīng)用的安全性、有效性及在維持骶髂關(guān)節(jié)穩(wěn)定性方面的優(yōu)越性。

本研究存在一定的局限性。首先，本研究為回顧性病例對(duì)照研究，不可避免存在選擇偏倚；其次兩組隨訪時(shí)間差異較大，對(duì)于腫瘤學(xué)預(yù)后、假體并發(fā)癥及功能評(píng)價(jià)的組間比較可能欠合理；再次，本研究總體術(shù)后隨訪時(shí)間較短，可能會(huì)低估無(wú)菌性松動(dòng)、螺釘斷裂等機(jī)械相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)生率。另外，本研究對(duì)骶髂關(guān)節(jié)間隙側(cè)測(cè)量?jī)H限于術(shù)后 6 個(gè)月，有待更長(zhǎng)隨訪時(shí)間的測(cè)量結(jié)果證實(shí) 3D 打印骨盆對(duì)穩(wěn)定骶髂關(guān)節(jié)的有效性。最后，3D 打印材料的骨長(zhǎng)入效能亦需要更長(zhǎng)期的觀察方可證實(shí)。

本研究關(guān)于 3D 打印標(biāo)準(zhǔn)型半骨盆假體的回顧性病例對(duì)照研究結(jié)果提示，應(yīng)用 3D 打印標(biāo)準(zhǔn)型半骨盆假體重建骨盆 II 區(qū)或 II＋I(xiàn)II 區(qū)骨缺損可獲得良好安全性、優(yōu)良的功能狀態(tài)及穩(wěn)定的骶髂關(guān)節(jié)間隙，但假體及患者腫瘤學(xué)的長(zhǎng)期預(yù)后有待進(jìn)一步的隨訪。

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( 本文編輯：裴艷宏 )

Reconstruction with 3D-printed endoprostheses after type II or II + III pelvic tumor resection: a retrospective case-control study

LIANG Hai-jie, GUO Wei, ZHANG Yi-dan, JI Tao. Musculoskeletal Tumor Center, Peking University People’s Hospital; Beijing Key Laboratory for Musculoskeletal Tumor, Beijing, 100044, China

GUO Wei, Email: bontumor@163.com

Objective To investigate the feasibility and superiority of reconstruction using a 3D-printed pelvic endoprosthesis after type II or II+III pelvic tumor resection. MethodsForty patients who received type II or II + III tumor resection and functional reconstruction with 3D-printed pelvic endoprostheses in our center from Dec. 2014 to Nov. 2016 were included in the study group. Another 40 cases were selected as the control group from those receiving pelvic tumor resection and endoprosthetic reconstruction in our center between Jan. 2009 and May 2015, according to the gender, age, height, weight, tumor volume, Enneking’s classif i cation and staging of each case in the study group. There were 23 males and 17 females in each group, whose mean age was 43 years old. According to Enneking’ division of pelvic surgery, the sites of resection and reconstruction were determined, with 6 cases of type II and 34 cases of type II + III.ResultsAll 80 patients underwent en bloc resection. In the study group, margins were wide in 22 cases and marginal in 18 cases. After a median follow-up of 9 months ( range: 3 to 25 months ), 33 patients survived without evidence of disease, 5 patients were alive with diseases and 2 patients died of distant metastasis. The average MSTS 93 score was 21.1 ± 2.8 for all of the 38 alive patients. Complications included 6 cases of delayed wound healing, 1 case of hip dislocation and no cases of deep infection. In the control group, margins were wide in 21 cases and marginal in19 cases. After a median follow-up of 17.5 months ( range: 5 to 77 months ), 27 patients survived without evidence of disease, 5 patients were alive with diseases and 8 patients died of distant metastasis. The average MSTS 93 score was 18.9 ± 2.6 for all of the 32 alive patients. Complications included 6 cases of delayed wound healing, 2 cases of hip dislocation and 2 cases of deep infection. No statistical signif i cances were seen between the 2 groups in regard to operative duration, intro-operative hemorrhage, complication prof i les or functional scores. We reviewed the CT pelvic imaging of the patients at 6 months after the operation and compared the sacroiliac gap of the operative side with that of the contralateral side in both groups, which indicated that the 3D-printed pelvic endoprosthesis could preserve sacroiliac stability.ConclusionsThe application of 3D-printed pelvic endoprostheses for reconstruction after type II or II + III resection is safe without additional complications, could achieve good functional results and preserve sacroiliac stability during short-term follow-up.

Pelvis; Tumor; Prosthesis implantation; Printing, three-dimensional; Case-control studies; Retrospective studies

10.3969/j.issn.2095-252X.2017.05.002

RR738.1, TS941.26

北京市科技計(jì)劃項(xiàng)目－國(guó)產(chǎn)新型膝關(guān)節(jié)腫瘤型人工關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì)及臨床前研究 ( 2107000099 )

100044 北京大學(xué)人民醫(yī)院骨與軟組織腫瘤治療中心、骨與軟組織腫瘤研究北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

郭衛(wèi)，Email: bontumor@163.com

2017-02-10 )