個(gè)性化3D打印多孔鈦合金加強(qiáng)塊重建重度髖臼骨缺損的早期臨床療效研究*

付君 倪明 陳繼營(yíng) 李想 柴偉 張國(guó)強(qiáng) 盧強(qiáng) 郝立波 周勇剛

（解放軍總醫(yī)院骨科，北京 100853）

初次或翻修全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)（total hip arthroplasty,THA）術(shù)中重度髖臼骨缺損的重建一直以來(lái)都是關(guān)節(jié)外科醫(yī)生面臨的挑戰(zhàn)。髖臼骨缺損重建的基本原則是，以恢復(fù)髖關(guān)節(jié)正常旋轉(zhuǎn)中心為主要目標(biāo)，且盡可能多的保留原始骨量，重建后髖臼假體初期穩(wěn)定性良好，并能逐漸獲得遠(yuǎn)期穩(wěn)定性[1-3]。Paprosky I型和II型髖臼骨缺損選擇多孔金屬涂層、多螺釘孔的生物型臼杯固定即可獲得良好的骨長(zhǎng)入，同時(shí)用多枚螺釘固定增加初期穩(wěn)定性，并根據(jù)骨缺損具體情況也可以適當(dāng)植骨。對(duì)于Paprosky IIIA或IIIB型髖臼骨缺損，可選擇多孔金屬加強(qiáng)塊、傳統(tǒng)加強(qiáng)環(huán)和加強(qiáng)杯聯(lián)合骨水泥內(nèi)襯、Cup-cage等重建方法[4,5]。

鑒于骨小梁鉭金屬（trabecular metal,TM）良好的生物力學(xué)和生物相容性，近年來(lái)流行的TM臼杯聯(lián)合TM加強(qiáng)塊處理重度髖臼骨缺損是一種有效的方法，大量研究也報(bào)道其早中期的臨床療效是值得肯定的，尤其是用于重建Paprosky III型髖臼骨缺損[6-9]。然而，TM加強(qiáng)塊是成批生產(chǎn)的且形狀和尺寸單一，很多情況下不能與實(shí)際骨缺損形狀和大小匹配，因此有時(shí)候?yàn)榱耸褂肨M加強(qiáng)塊，術(shù)中不得不進(jìn)一步磨銼所剩不多的骨量。這些問(wèn)題均反映了TM加強(qiáng)塊在復(fù)雜髖臼骨缺損重建方面還是有一定的缺陷，因而個(gè)性化3D打印多孔鈦合金加強(qiáng)塊重建髖臼骨缺損的出現(xiàn)可能會(huì)彌補(bǔ)TM加強(qiáng)塊的缺陷。

目前國(guó)內(nèi)外僅有關(guān)于個(gè)性化3D打印多孔鈦合金加強(qiáng)塊重建髖臼骨缺損的個(gè)案報(bào)道[10,11]，本研究旨在通過(guò)分析2016年1月至2017年10月于我院關(guān)節(jié)外科應(yīng)用個(gè)性化3D打印多孔鈦合金加強(qiáng)塊重建重度髖臼骨缺損的病例，報(bào)道該項(xiàng)技術(shù)的早期臨床療效，以期為關(guān)節(jié)外科醫(yī)生處理重度髖臼骨缺損提供一定的臨床借鑒和指導(dǎo)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

納入標(biāo)準(zhǔn)：①2016年1月至2017年10月我院關(guān)節(jié)外科收治的初次或翻修THA患者；②存在難以用普通方法進(jìn)行重建的重度髖臼骨缺損；③應(yīng)用個(gè)性化3D打印多孔鈦合金加強(qiáng)塊重建髖臼骨缺損。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①髖關(guān)節(jié)周?chē)顒?dòng)性感染者；②臨床、影像和化驗(yàn)資料不全者；③髖臼骨缺損伴骨盆不連續(xù)者[12]；④髖部有放射暴露史導(dǎo)致成骨能力不足者。

本研究經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（注冊(cè)號(hào)ChiCTR-INR-17013267），按上述納入和排除標(biāo)準(zhǔn)共納入11例患者（11髖），其中男2例，女9例；初次THA1例，翻修THA10例。

1.2 個(gè)性化 3 D打印多孔鈦合金加強(qiáng)塊的制備

1.2.1 CT掃描：術(shù)前患者骨盆CT掃描（層厚0.5 mm），翻修患者采用金屬去偽影序列，CT數(shù)據(jù)存為DICOM格式圖像。

1.2.2 骨盆三維建模和個(gè)性化3D打印多孔鈦合金加強(qiáng)塊設(shè)計(jì)：利用圖像處理軟件Mimics Research 20.0（Materialise,比利時(shí)）完成骨盆三維重建，然后采用CAD處理軟件進(jìn)一步建立髖臼缺損多孔鈦合金加強(qiáng)塊的三維數(shù)字模型，將建立的骨盆模型和初步設(shè)計(jì)的加強(qiáng)塊用尼龍粉末按照1∶1比例打印出來(lái)，然后術(shù)者根據(jù)模型和CT掃描結(jié)果對(duì)加強(qiáng)塊進(jìn)一步設(shè)計(jì)，這個(gè)過(guò)程中需要與術(shù)者反復(fù)進(jìn)行交流，并且在打印出來(lái)的尼龍模型上進(jìn)行修改，包括臼杯的大小、位置和方向，然后根據(jù)臼杯的大小和位置進(jìn)一步確認(rèn)加強(qiáng)塊的最終位置、大小、螺釘固定位置等（圖1）。

最終完成加強(qiáng)塊的設(shè)計(jì)后，進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)加強(qiáng)塊的結(jié)構(gòu)參數(shù)，本研究中所用的加強(qiáng)塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)置為，孔徑400μm，梁徑200μm，孔隙率60%，孔隙形狀為立方體形，孔隙之間相互連通。同時(shí)根據(jù)模擬設(shè)計(jì)以及缺損位置和殘留骨量，精確設(shè)計(jì)固定加強(qiáng)塊的螺釘直徑、長(zhǎng)度和方向（方向有利于術(shù)中操作植入加強(qiáng)塊且能最大程度地固定加強(qiáng)塊），多孔層厚約1.0 mm，剩下部分為實(shí)心鈦合金。然后將建立好的個(gè)性化多孔鈦合金加強(qiáng)塊模型數(shù)據(jù)存為STL數(shù)據(jù)格式，準(zhǔn)備導(dǎo)入3D打印機(jī)進(jìn)行3D打印。

1.2.3 3D打印和打印后處理：將建立好的個(gè)性化多孔鈦合金加強(qiáng)塊模型STL格式數(shù)據(jù)導(dǎo)入DMLS設(shè)備（EOSINT M280），激光發(fā)射器功率設(shè)置為200 W，掃描速度設(shè)置為7 m/s。用于激光燒結(jié)的Ti-6Al-4V粉末顆粒直徑約為15～53μm，每一層粉體厚度為0.03 mm，一層粉體燒結(jié)完成以后，再進(jìn)行下一層粉體的鋪展和燒結(jié)，直至樣品的每一層都燒結(jié)完畢，最終打印出與CAD設(shè)計(jì)的內(nèi)外結(jié)構(gòu)均一致的多孔鈦合金個(gè)性化加強(qiáng)塊（圖2）。打印完成后進(jìn)行后續(xù)的拋光和清洗處理，拋光處理為對(duì)多孔層面以外的其他部分進(jìn)行打磨拋掉約0.1 mm厚度，然后用超聲波清洗機(jī)加95%酒精反復(fù)對(duì)加強(qiáng)塊進(jìn)行清洗。

1.3 個(gè)性化3 D打印多孔鈦合金加強(qiáng)塊重建髖臼骨缺損

圖1 術(shù)前在1∶1仿真模型上模擬手術(shù)，并確認(rèn)加強(qiáng)塊的位置、大小及固定螺釘?shù)姆较蚝臀恢?/p>

1.3.1 術(shù)前準(zhǔn)備：詳細(xì)詢(xún)問(wèn)患者病史，明確患者疼痛部位，以排除非髖關(guān)節(jié)源性疼痛（腰椎間盤(pán)突出癥、腰椎管狹窄癥等）；認(rèn)真檢查患側(cè)肢體運(yùn)動(dòng)、感覺(jué)、神經(jīng)反射以及切口周?chē)つw情況（是否有竇道或疤痕形成）、下肢長(zhǎng)度差異等，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室和影像學(xué)檢查結(jié)果，確定髖臼骨缺損的原因并對(duì)其進(jìn)行術(shù)前分型（Paprosky髖臼骨缺損分型系統(tǒng)[4]），翻修THA患者還需要排除假體周?chē)腥镜目赡苄?。重度髖臼骨缺損重建手術(shù)術(shù)中情況復(fù)雜，手術(shù)時(shí)間長(zhǎng)，術(shù)中出血和術(shù)后引流液多，因此術(shù)前需要積極備血；對(duì)于術(shù)前血色素偏低的患者，我們的經(jīng)驗(yàn)是在患者入院前和手術(shù)前給予促紅細(xì)胞生成素皮下注射，同時(shí)口服硫酸亞鐵和維生素片。

1.3.2 手術(shù)過(guò)程：麻醉滿(mǎn)意后，患者取側(cè)臥位。常規(guī)碘酒、酒精消毒術(shù)野皮膚，鋪無(wú)菌手術(shù)單。取髖關(guān)節(jié)后外側(cè)切口（翻修患者沿原手術(shù)切口方向可適當(dāng)延長(zhǎng)），顯露過(guò)程與普通初次和翻修THA一致。首先根據(jù)術(shù)前模擬設(shè)計(jì)的髖臼杯直徑大小，依次磨銼髖臼至術(shù)前設(shè)計(jì)直徑，安裝髖臼試模，位置滿(mǎn)意。然后將個(gè)性化3D打印多孔鈦合金加強(qiáng)塊安放于髖臼骨缺損處，術(shù)中觀察個(gè)性化加強(qiáng)塊與缺損處骨面匹配理想，隨后用螺釘（螺釘數(shù)量和長(zhǎng)度均參考術(shù)前設(shè)計(jì)）將個(gè)性化加強(qiáng)塊進(jìn)行固定，隨后安放髖臼假體，并于髖臼假體與加強(qiáng)塊之間的縫隙中植入骨水泥加強(qiáng)穩(wěn)定性，待骨水泥凝固后安放陶瓷或聚乙烯內(nèi)襯（圖3）。再處理股骨側(cè)，安放合適大小的股骨假體和股骨頭，復(fù)位髖關(guān)節(jié)，查無(wú)活動(dòng)性出血，逐層關(guān)閉切口。

圖2 打印完成后的個(gè)性化3D打印多孔鈦合金加強(qiáng)塊和尼龍粉末打印的1:1模型，便于術(shù)中比對(duì)和詳細(xì)了解缺損形態(tài)和位置

1.3.3 術(shù)后管理：術(shù)后麻醉清醒后，囑患者開(kāi)始進(jìn)行主動(dòng)地股四頭肌等長(zhǎng)收縮運(yùn)動(dòng)和踝泵運(yùn)動(dòng)，患側(cè)下肢腳后跟不離開(kāi)床面進(jìn)行主動(dòng)和被動(dòng)的屈伸髖關(guān)節(jié)活動(dòng)，保持髖關(guān)節(jié)外展（避免內(nèi)收）。術(shù)后根據(jù)術(shù)中假體穩(wěn)定程度決定下地時(shí)間，若無(wú)特殊情況可于術(shù)后正常拄雙拐、患側(cè)不負(fù)重下地康復(fù)鍛煉；6周至3個(gè)月可以部分負(fù)重進(jìn)行康復(fù)鍛煉；術(shù)后3個(gè)月常規(guī)復(fù)查髖關(guān)節(jié)X線片，然后根據(jù)X線片假體與骨界面的結(jié)合程度指導(dǎo)患者進(jìn)一步的康復(fù)鍛煉。

1.4 觀察指標(biāo)

1.4.1 一般資料統(tǒng)計(jì)：統(tǒng)計(jì)患者一般人口學(xué)資料、Paprosky髖臼骨缺損分型分布情況、身體質(zhì)量指數(shù)（body mass index,BMI）、C-反應(yīng)蛋白（C-reactive protein,CRP）、紅細(xì)胞沉降率（erythrocyte sedimentation rate,ESR）、白細(xì)胞介素-6（interleukin-6,IL-6）等。

圖3 1例Paprosky IIIA患者術(shù)中利用個(gè)性化3D打印多孔鈦合金加強(qiáng)塊重建髖臼骨缺損的手術(shù)過(guò)程

統(tǒng)計(jì)術(shù)中出血量、手術(shù)時(shí)間、髖臼側(cè)和股骨側(cè)所用假體產(chǎn)家和型號(hào)、承重界面情況、加強(qiáng)塊固定螺釘?shù)臄?shù)量和直徑大小以及術(shù)中并發(fā)癥發(fā)生情況。

1.4.2 影像學(xué)評(píng)估：患者于術(shù)前、術(shù)后即刻、術(shù)后3個(gè)月、術(shù)后半年和術(shù)后1年拍攝骨盆正位X線片和患側(cè)髖關(guān)節(jié)正側(cè)位X線片，利用Orthoview軟件（Materialise，比利時(shí)）在骨盆正位X線片上測(cè)量患者雙下肢長(zhǎng)度差（limb-length discrepancy,LLD）和患側(cè)髖關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)中心（hip center of rotation,HCOR）上移距離。LLD和HCOR上移距離的測(cè)量均以雙側(cè)淚滴連線作為參考線，LLD定義為雙側(cè)小轉(zhuǎn)子頂點(diǎn)與淚滴連線的垂直距離差值，HCOR上移距離定義為HCOR與淚滴連線的垂直距離。術(shù)后影像學(xué)檢查還可用于判斷髖臼假體和/或個(gè)性化加強(qiáng)塊與骨面之間的放射性透光線以及假體松動(dòng)移位等[13,14]。

術(shù)后半年復(fù)查骨盆CT（金屬去偽影序列掃描），并利用圖像處理軟件Mimics Research 20.0（Materialise,比利時(shí)）進(jìn)行骨盆三維重建，并與術(shù)前設(shè)計(jì)進(jìn)行位置重疊對(duì)比分析，觀察加強(qiáng)塊和螺釘?shù)奈恢茫约凹訌?qiáng)塊與缺損骨面的匹配程度，計(jì)算術(shù)前設(shè)計(jì)的個(gè)性化加強(qiáng)塊與植入術(shù)后加強(qiáng)塊的體積重疊比例。

1.4.3 功能和并發(fā)癥評(píng)估：術(shù)前和術(shù)后隨訪患者的髖關(guān)節(jié)功能評(píng)估采用Harris髖關(guān)節(jié)評(píng)分量表（Harris hip score,HHS）[15]，同時(shí)記錄隨訪期間患者并發(fā)癥（脫位、假體周?chē)腥?、假體周?chē)钦邸⒃俜薜龋┑陌l(fā)生情況。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 18.0軟件（SPSS Inc.,Chicago,IL,USA）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。性別、Paprosky髖臼骨缺損分型分布、假體松動(dòng)、并發(fā)癥等為計(jì)數(shù)資料，年齡、BMI、CRP、ESR、IL-6、LLD、HCOR上移距離、HHS評(píng)分等為計(jì)量資料。率的差異性比較采用χ2檢驗(yàn)或Fisher確切概率法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。手術(shù)前后相關(guān)計(jì)量資料的差異性分析，符合正態(tài)分布和方差齊性，則采用配對(duì)t檢驗(yàn)；不符合正態(tài)分布和/或方差齊性，則采用Wilcoxcon秩和檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料分析

本研究患者年齡26～68歲，平均（51.3±12.8）歲；BMI 17.9～32.4 kg/m2，平均（25.0±4.2）kg/m2。術(shù)前CRP 0.09～1.70 mg/dl，平均（0.627±0.692）mg/dl；ESR 5～49 mm/h，平均（19.6±12.9）mm/h；IL-6 1.49～23.33 pg/ml，平均（5.41±6.37）pg/ml。術(shù)前Paprosky髖臼骨缺損分型分布為，IIB型3例，IIIA型5例，IIIB型3例。

手術(shù)時(shí)間為4～6 h，平均（4.8±0.7）h。術(shù)中出血量為 350～3000 ml，平均（1686.4±857.9）ml。承重界面分布情況：陶瓷對(duì)陶瓷承重界面（ceramic-on-ceramic,COC）8例，陶瓷對(duì)高交聯(lián)聚乙烯承重界面（ceramic-on-polyethylene,COP）3例。髖臼側(cè)假體：Pinnacle（Depuy，美國(guó)）6例，Continuum（Zimmer，美國(guó)）2例，TM杯（Zimmer，美國(guó)）2例，Combicup（Link，德國(guó)）1例。股骨側(cè)假體（3例患者未翻修股骨側(cè)假體）：MP（Link，德國(guó)）5例，LCU（Link，德國(guó)）1例，Ribbed水泥柄（Link，德國(guó)）1例，S-ROM（Depuy，美國(guó)）1例。

手術(shù)過(guò)程中個(gè)性化3D打印多孔鈦合金加強(qiáng)塊與缺損骨面貼附良好，與臼杯接觸面匹配理想。固定加強(qiáng)塊的螺釘直徑均為6.5 mm，數(shù)量為2～5枚，平均（3.0±1.1）枚，長(zhǎng)度為15～65 mm，平均（32.0±11.1）mm。

本研究術(shù)后隨訪6～26個(gè)月，平均（11.9±7.1）個(gè)月，無(wú)失訪。

2.2 影像學(xué)評(píng)估結(jié)果

術(shù)前LLD為16～92 mm，平均（36.1±22.6）mm，術(shù)后LLD為1～21 mm，平均（7.7±6.6）mm，兩者比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）；末次隨訪時(shí)LLD為0～18 mm，平均（7.0±5.7）mm，與術(shù)后比較，差異沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

患側(cè)髖關(guān)節(jié)術(shù)前HCOR上移距離為24～92 mm，平均（51.0±19.3）mm，術(shù)后HCOR上移距離為6～40 mm，平均（22.6±10.4）mm，兩者比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）；末次隨訪時(shí)HCOR上移距離為6～41 mm，平均（22.8±10.2）mm，與術(shù)后比較差異沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

術(shù)后隨訪期間骨盆X線片示，個(gè)性化加強(qiáng)塊與其接觸骨面和髖臼臼杯之間無(wú)放射性透線和假體松動(dòng)等（圖4）。

患者術(shù)后6個(gè)月隨訪的CT掃描示：加強(qiáng)塊和臼杯與髖臼周?chē)墙M織結(jié)合緊密、牢固固定，有良好的骨長(zhǎng)入趨勢(shì)（圖5）。利用術(shù)后CT掃描的DICOM格式數(shù)據(jù)進(jìn)行重建，與術(shù)前設(shè)計(jì)的加強(qiáng)塊位置和大小進(jìn)行體積重疊對(duì)比，計(jì)算出該組患者個(gè)性化3D打印多孔鈦合金加強(qiáng)塊植入術(shù)后的匹配率為92.3%±2.5%。

2.3 功能評(píng)估結(jié)果

術(shù)前HHS評(píng)分為26～71分，平均（44.0±14.9）分，末次隨訪時(shí)為68～97分，平均（84.3±9.7）分，兩者比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）。

圖4 Paprosky IIIA型髖臼骨缺損患者，女，37歲，應(yīng)用個(gè)性化3D打印多孔鈦合金加強(qiáng)塊重建術(shù)前（A）、術(shù)后（B）及末次隨訪（C）X線片

2.4 并發(fā)癥發(fā)生情況

本研究術(shù)后隨訪期間無(wú)脫位、假體周?chē)腥尽⒓袤w周?chē)钦?、再翻修等局部并發(fā)癥發(fā)生。無(wú)下肢深靜脈血栓形成、肺栓塞等全身嚴(yán)重并發(fā)癥。

3 討論

本研究分析我院關(guān)節(jié)外科應(yīng)用個(gè)性化3D打印多孔鈦合金加強(qiáng)塊重建重度髖臼骨缺損相關(guān)術(shù)前、術(shù)中和術(shù)后資料，結(jié)果顯示，個(gè)性化加強(qiáng)塊術(shù)中操作簡(jiǎn)便，加強(qiáng)塊與缺損骨面和臼杯貼附良好，術(shù)后LLD和HCOR均恢復(fù)滿(mǎn)意，HHS功能評(píng)分末次隨訪時(shí)改善明顯，早期隨訪結(jié)果顯示臨床療效良好，且無(wú)嚴(yán)重并發(fā)癥發(fā)生。

根據(jù)髖臼骨缺損的類(lèi)型、位置以及大小不同，其重建缺損的方法也多種多樣。既往大量研究報(bào)道多孔金屬涂層的生物型臼杯聯(lián)合螺釘固定或者Jumbo cup用于重建髖臼骨缺損取得了良好的臨床療效[16,17]。然而單用多孔金屬涂層生物型臼杯在一些嚴(yán)重骨缺損病例中失敗率較高，特別是在Paprosky III型髖臼骨缺損或者殘留宿主骨與半球形生物型臼杯接觸面積小于50%的病例。既往大量文獻(xiàn)報(bào)道了Jumbo cup重建髖臼骨缺損早-中期臨床療效，大部分作者認(rèn)為Jumbo cup重建髖臼骨缺損10年左右的假體在位率位于80%～95%之間，其療效值得肯定[18-21]。但半球形生物型臼杯聯(lián)合打壓植骨（impaction bone grafting,IBG）重建巨大髖臼骨缺損的療效比較差[22,23]。

圖5 Paprosky IIIB型髖臼骨缺損患者，男，56歲，應(yīng)用個(gè)性化3D打印多孔鈦合金加強(qiáng)塊重建術(shù)后6個(gè)月隨訪拍攝的骨盆CT掃描，可見(jiàn)加強(qiáng)塊與髖臼周?chē)墙M織結(jié)合緊密、穩(wěn)定固定，有良好的骨長(zhǎng)入趨勢(shì)

近來(lái)流行的TM加強(qiáng)塊重建重度髖臼骨缺損術(shù)后隨訪取得了滿(mǎn)意的早-中期臨床療效。Lingaraj等[8]報(bào)道了17例Paprosky IIIA型和6例Paprosky IIIB型髖臼骨缺損患者應(yīng)用TM加強(qiáng)塊重建的早期臨床療效，術(shù)后平均隨訪時(shí)間為41（24～62）個(gè)月，該組病例隨訪期間22/23例患者的髖臼假體和TM加強(qiáng)塊的位置穩(wěn)定，未見(jiàn)明顯松動(dòng)和失敗，假體在位率高達(dá)95.7%。Borland等[24]進(jìn)行一項(xiàng)關(guān)于TM加強(qiáng)塊重建復(fù)雜髖臼骨缺損的前瞻性單中心研究，主要觀察指標(biāo)有髖臼假體和TM加強(qiáng)塊的在位率、再翻修率以及并發(fā)癥等，最終研究共納入了24例患者，術(shù)后平均隨訪時(shí)間為5（3～7）年，該組病例術(shù)后隨訪期間有1例患者于術(shù)后13個(gè)月再翻修時(shí)發(fā)現(xiàn)加強(qiáng)塊部分?jǐn)嗔?；通過(guò)生存曲線計(jì)算了加強(qiáng)塊的假體在位率為95.8%。然而，TM加強(qiáng)塊也存在形狀單一、匹配困難等缺點(diǎn)，因此還需要開(kāi)發(fā)其他重建方法來(lái)修復(fù)上述復(fù)雜的重度髖臼骨缺損。

多孔鈦合金是一種創(chuàng)新性的多孔結(jié)構(gòu)，且與松質(zhì)骨內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)相近[25]。既往大量研究報(bào)道了多孔鈦合金假體在體內(nèi)細(xì)胞增殖和修復(fù)各種長(zhǎng)骨規(guī)則骨缺損的骨長(zhǎng)入和骨整合效果均可靠。多孔鈦合金假體修復(fù)骨缺損的終極目標(biāo)是假體與缺損處骨形成骨整合，達(dá)到遠(yuǎn)期的生物固定。既往文獻(xiàn)報(bào)道300～500μm左右的孔徑是符合人類(lèi)骨質(zhì)機(jī)械性能的最佳孔徑，而50%以上（60%～70%）的孔隙率和立方體孔隙形狀是有利于成骨細(xì)胞增殖和分化的[26-28]。本研究中患者所用的個(gè)性化3D打印多孔鈦合金加強(qiáng)塊均采用上述參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)和打印，并最終植入患者體內(nèi)。

本研究中創(chuàng)新性地利用個(gè)性化3D打印多孔鈦合金加強(qiáng)塊重建髖臼骨缺損患者，其術(shù)前平均HHS評(píng)分為44.0分，末次隨訪時(shí)改善至84.3分，手術(shù)后患側(cè)髖關(guān)節(jié)的功能獲得了明顯的改善（P＜0.01），患者的整體滿(mǎn)意度高。Weeden等[7]報(bào)道了43例Paprosky III型髖臼骨缺損應(yīng)用TM加強(qiáng)塊進(jìn)行重建的患者，其術(shù)后HHS評(píng)分改善至84分。Kleunen等[29]回顧性分析了97例髖臼骨缺損患者應(yīng)用TM臼杯和加強(qiáng)塊進(jìn)行重建術(shù)后隨訪的HHS評(píng)分，由術(shù)前55分改善至76分。Gaizo等[30]也報(bào)道了37例Paprosky IIIA型髖臼骨缺損應(yīng)用TM臼杯+加強(qiáng)塊進(jìn)行重建的患者，其術(shù)后HHS由術(shù)前33分改善至81.5分。與其他重建方法比較，Gustke等[20]和Patel等[31]分別報(bào)道了應(yīng)用Jumbo杯重建重度髖臼骨缺損術(shù)后療效，其HHS評(píng)分術(shù)后分別為72分和81分；Schreurs等[32]報(bào)道了應(yīng)用打壓植骨重建髖臼骨缺損術(shù)后平均的HHS評(píng)分僅為79分。本研究中設(shè)計(jì)的個(gè)性化加強(qiáng)塊術(shù)中安放簡(jiǎn)單，不需要過(guò)多磨銼殘余骨量，而且能與多孔金屬涂層的生物型臼杯配合使用，外形上匹配理想，術(shù)后短期內(nèi)隨訪未見(jiàn)假體松動(dòng)且患側(cè)髖關(guān)節(jié)無(wú)疼痛感、功能良好。這與李玨宏等[11]報(bào)道的2例應(yīng)用3D打印墊塊重建髖臼骨缺損的療效一致，其術(shù)后1年隨訪的HHS評(píng)分為90分。

髖臼骨缺損重建主要目標(biāo)是恢復(fù)相對(duì)正常的髖臼旋轉(zhuǎn)中心和下肢長(zhǎng)度。本研究中患者的平均LLD由術(shù)前（36.1±22.6）mm恢復(fù)至末次隨訪時(shí)（7.0±5.7）mm，平均HCOR上移距離由術(shù)前（51.0±19.3）mm改善至末次隨訪時(shí)（22.8±10.2）mm，且改善均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05）。大部分髖臼骨缺損都存在不同程度的臼頂缺損（Paprosky IIB型IIIA型和IIIB型），HCOR缺少臼頂?shù)闹我蚨蛏弦莆?；在這類(lèi)病例中，為了保留外展肌的解剖結(jié)構(gòu)，個(gè)性化3D打印多孔鈦合金加強(qiáng)塊有助于將上移的HCOR恢復(fù)至正?；蛳鄬?duì)正常的位置，而應(yīng)用其他重建方法（如Jumbo杯和加強(qiáng)環(huán)）是不可能實(shí)現(xiàn)的。Abolghasemian等[33]回顧性分析了34例應(yīng)用TM臼杯+加強(qiáng)塊重建重度髖臼骨缺損術(shù)后的HCOR，由術(shù)前48.5 mm恢復(fù)至24.8 mm。Banerjee等[34]在一項(xiàng)Meta分析中報(bào)道了應(yīng)用多孔金屬涂層生物型臼杯+加強(qiáng)塊重建髖臼骨缺損術(shù)后HCOR上移距離由術(shù)前39.3 mm恢復(fù)至術(shù)后24.1 mm。而本研究應(yīng)用個(gè)性化加強(qiáng)塊重建髖臼骨缺損術(shù)后HCOR上移距離恢復(fù)至（22.8±10.2）mm，有助于恢復(fù)HCOR趨于正常范圍。

根據(jù)Delee和Charnley的定義，髖臼假體松動(dòng)定義為，臼杯外展角增加大于10°、或在縱軸上臼杯上下移位大于6 mm、或在水平線上臼杯內(nèi)外移位大于6 mm、或Delee和Charnley髖臼三區(qū)存在連續(xù)的放射性透光線[13,14]。R?der等[35]在研究中將髖臼假體松動(dòng)定義為，骨水泥斷裂、臼杯斷裂或臼杯傾斜進(jìn)展性增大。在本研究中，截止到末次隨訪，無(wú)患者出現(xiàn)放射性透光線（髖臼臼杯和加強(qiáng)塊）。在Sporer[12]和Gaizo[30]的研究中應(yīng)用TM加強(qiáng)塊重建髖臼骨缺損術(shù)后隨訪期間未見(jiàn)髖臼假體和TM加強(qiáng)塊的無(wú)菌性松動(dòng)。這主要是因?yàn)門(mén)M加強(qiáng)塊重建髖臼骨缺損可以獲得良好的初始穩(wěn)定性，進(jìn)而形成骨整合達(dá)到遠(yuǎn)期穩(wěn)定性。本研究中患者術(shù)后半年的隨訪骨盆CT掃描結(jié)果（圖5）也可以顯示出加強(qiáng)塊與髖臼周?chē)墙M織結(jié)合緊密、固定牢固，有良好的骨長(zhǎng)入趨勢(shì)。

此外，通過(guò)術(shù)前模擬安裝加強(qiáng)塊和臼杯，同時(shí)對(duì)加強(qiáng)塊的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行反復(fù)修改和確認(rèn)，術(shù)中安放個(gè)性化3D打印多孔鈦合金加強(qiáng)塊時(shí)，肉眼可見(jiàn)加強(qiáng)塊與缺損處骨面貼附良好，而且加強(qiáng)塊與臼杯接觸面匹配也比較理想（加強(qiáng)塊與臼杯之間的縫隙用骨水泥進(jìn)行粘連固定），術(shù)后CT掃描三維重建圖像可見(jiàn)加強(qiáng)塊的位置和方向與術(shù)前設(shè)計(jì)方案匹配良好，匹配率為92.2%±2.5%。這也是個(gè)性化設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)所在，針對(duì)不同患者存在的不同類(lèi)型的髖臼骨缺損，設(shè)計(jì)出匹配良好的加強(qiáng)塊，術(shù)后獲得良好臨床療效。從目前隨訪的結(jié)果來(lái)看，本研究中所用的個(gè)性化3D打印多孔鈦合金加強(qiáng)塊具有良好的臨床應(yīng)用前景。

本研究也存在一些不足之處。首先，本研究缺乏對(duì)照組，因此本研究中所設(shè)計(jì)的個(gè)性化3D打印多孔鈦合金加強(qiáng)塊重建重度髖臼骨缺損的臨床療效無(wú)法與其他重建方法對(duì)比（TM加強(qiáng)塊、加強(qiáng)環(huán)、加強(qiáng)杯等）。但是，根據(jù)目前隨訪的結(jié)果來(lái)看，我們認(rèn)為該方法重建重度髖臼骨缺損是可靠的。其次，本研究為單中心研究，納入病例樣本量較小且隨訪時(shí)間不長(zhǎng)。因此，在未來(lái)還需要多中心、大樣本的隨機(jī)對(duì)照研究進(jìn)一步證實(shí)相關(guān)研究結(jié)果。

綜上所述，應(yīng)用個(gè)性化3D打印多孔鈦合金加強(qiáng)塊重建重度髖臼骨缺損患者，術(shù)中操作簡(jiǎn)便，加強(qiáng)塊與缺損骨面和臼杯貼附良好、匹配度高，術(shù)后LLD和HCOR均恢復(fù)滿(mǎn)意，HHS功能評(píng)分末次隨訪時(shí)改善明顯，早期隨訪臨床療效好，且未見(jiàn)嚴(yán)重并發(fā)癥發(fā)生，在髖臼重度骨缺損重建中具有可靠的臨床應(yīng)用前景。

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