3D打印椎間融合器在脊髓型頸椎病椎間盤摘除減壓融合內(nèi)固定術(shù)的應(yīng)用效果*

吳敏飛王洋 矯健航 張善勇 任鵬飛

（吉林大學(xué)第二醫(yī)院脊柱外科，長(zhǎng)春130041）

頸椎病是骨科常見的慢性損傷性疾病，是由于頸椎間盤退行性改變，導(dǎo)致鄰近組織受到刺激和壓迫而引起的相關(guān)癥狀和體征，其發(fā)病因素包括創(chuàng)傷、勞損、炎癥、畸形、退變，其中椎間盤退行性病變是最主要的發(fā)病因素[1]。目前相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)頸椎病患病年齡不斷低齡化，青少年患病率不斷增加，已成為嚴(yán)重影響人民健康和生活質(zhì)量的疾病之一[2]。由于頸椎解剖學(xué)的特殊性和復(fù)雜性，選擇治療方式時(shí)必須考慮保護(hù)神經(jīng)和維持患者正常功能，目前，頸椎前路減壓植骨融合術(shù)是臨床上常用的手術(shù)方法，該術(shù)式可明顯解除患者神經(jīng)壓迫等癥狀，并可在一定程度上實(shí)現(xiàn)頸椎的穩(wěn)定性，關(guān)于植入骨塊的選擇，相關(guān)指南認(rèn)為自體髂骨是減壓融合術(shù)的理想材料[3]。但隨著科技的發(fā)展和醫(yī)學(xué)的不斷進(jìn)步，患者的對(duì)生活質(zhì)量的要求越來越高，而傳統(tǒng)植骨材料可發(fā)生如植入體移位、疼痛等相關(guān)并發(fā)癥[4]。3D打印是一種以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，并使相關(guān)材料按照一定路徑逐層堆積成形的技術(shù)，隨著3D打印技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的不斷發(fā)展，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于關(guān)節(jié)置換、骨折內(nèi)固定等手術(shù)，不僅可以更加完美地實(shí)現(xiàn)個(gè)性化治療，還能最大限度地恢復(fù)頸椎的生理功能[5]。本研究回顧性分析2015年2月至2017年6月收治的脊髓型頸椎病手術(shù)患者65例，根據(jù)患者意愿選擇植入材料類型，探討3D打印椎間融合器在脊髓型頸椎病椎間盤摘除減壓融合內(nèi)固定術(shù)的應(yīng)用效果，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

納入標(biāo)準(zhǔn)：①符合脊髓型頸椎病診斷標(biāo)準(zhǔn)，參見《頸椎病診斷療效標(biāo)準(zhǔn)》[6]；②單關(guān)節(jié)病變并壓迫脊髓和神經(jīng)；③經(jīng)非手術(shù)治療半年以上但效果不明顯；④住院及隨訪期間資料齊全。排除標(biāo)準(zhǔn)：①非頸椎病引起的脊髓損傷者；②非單關(guān)節(jié)病變者；③有嚴(yán)重心肺和其他系統(tǒng)疾病，無法進(jìn)行手術(shù)者；④椎管狹窄者；⑤對(duì)本研究植入物過敏者。

根據(jù)上述納入排除標(biāo)準(zhǔn)，共納入2015年2月至2017年6月收治的脊髓型頸椎病手術(shù)患者65例，根據(jù)患者意愿選擇植入骨塊類型，其中采用3D打印椎間融合器的30例為試驗(yàn)組，采用普通異體骨塊的35例為對(duì)照組。兩組患者性別、年齡、病程、頸椎病類型、等一般資料無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05，表1）。

1.2 手術(shù)方法

術(shù)前進(jìn)行MRI和CT等檢查，獲取影像學(xué)資料，導(dǎo)入相關(guān)系統(tǒng)重建頸椎三維模型，將建立的三維模型導(dǎo)入3D打印機(jī)并用微孔金屬材料打印出來。手術(shù)常規(guī)消毒鋪巾，由淺入深切開組織，摘除病變椎間盤，試驗(yàn)組植入3D打印融合器，對(duì)照組植入普通骨塊，確認(rèn)固定良好后，縫合組織。

表1 兩組患者一般資料對(duì)比（±s）

表1 兩組患者一般資料對(duì)比（±s）

組別對(duì)照組（n=35）試驗(yàn)組（n=30）t/χ2值P值性別男23 19 0.040 0.841女12 11年齡（歲）45.9±2.1 46.4±2.5 0.861 0.412病程（年）2.61±0.23 2.57±0.16 0.823 0.414病變節(jié)段C3/4 13 11 0.020 0.992 C4/5 10 9 C5/6 12 10

1.3 觀察指標(biāo)

比較并分析兩組患者手術(shù)時(shí)間、住院時(shí)間、術(shù)中出血量和術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生情況。術(shù)后3個(gè)月、6個(gè)月、1年隨訪頸椎X線片和CT，觀察兩組患者生理曲度，用Cobb角差值比較表示，椎體前緣高度（height of anterior bone,HAB）和椎體后緣高度（height of posterior bone,HPB）。并參考日本矯形外科制定的評(píng)分表（JOA）評(píng)價(jià)術(shù)前及術(shù)后神經(jīng)功能。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)或獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料以率的形式表示，比較采用χ2檢驗(yàn)或秩和檢驗(yàn)，P＜0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者手術(shù)時(shí)間、住院時(shí)間、術(shù)中出血量情況

試驗(yàn)組患者手術(shù)時(shí)間、住院時(shí)間、術(shù)中出血量均小于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05，表2）。

2.2 兩組患者術(shù)后并發(fā)癥比較

試驗(yàn)組術(shù)后并發(fā)癥2例，發(fā)生率為6.7%（2/30），對(duì)照組術(shù)后并發(fā)癥9例，發(fā)生率為25.7%（9/35），組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=4.170，P=0.041，表3）。

2.3 兩組患者不同時(shí)間段生理曲度差值比較

兩組患者不同時(shí)間段生理曲度差值隨距離手術(shù)時(shí)間延長(zhǎng)而減小，同時(shí)間段試驗(yàn)組生理曲度差值小于對(duì)照組（P＜0.05，表4）。

2.4 兩組患者HAB比較

兩組患者不同時(shí)間段HAB隨距離手術(shù)時(shí)間延長(zhǎng)而減小，同時(shí)間段試驗(yàn)組HAB小于對(duì)照組（P＜0.05，表5）。

2.5 兩組患者HPB比較

兩組患者不同時(shí)間段HPB隨距離手術(shù)時(shí)間延長(zhǎng)而減小，同時(shí)間段試驗(yàn)組HPB小于對(duì)照組（P＜0.05，表6）。

表2 兩組患者手術(shù)時(shí)間、住院時(shí)間、術(shù)中出血量情況（±s）

表2 兩組患者手術(shù)時(shí)間、住院時(shí)間、術(shù)中出血量情況（±s）

組別對(duì)照組（n=35）試驗(yàn)組（n=30）t值P值手術(shù)時(shí)間（min）104.7±5.6 83.5±5.8 19.972 0.000住院時(shí)間（d）10.6±1.0 8.5±1.7 5.860 0.000術(shù)中出血量（ml）103.6±5.8 84.7±4.9 14.133 0.000

2.6 兩組患者JOA評(píng)分

兩組患者術(shù)前JOA評(píng)分差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05，表7），手術(shù)即時(shí)、術(shù)后3個(gè)月、術(shù)后6個(gè)月、術(shù)后1年試驗(yàn)組JOA評(píng)分小于對(duì)照組（P＜0.05，表7）。

3 討論

脊髓型頸椎病是一種慢性退行性病變，也是臨床常見病、多發(fā)病，主要臨床癥狀表現(xiàn)為感覺障礙、運(yùn)動(dòng)障礙、植物神經(jīng)功能障礙、各種損傷綜合征，如手足麻木、腱反射異常、排尿困難等，嚴(yán)重影響患者的身體健康和生活質(zhì)量[7,8]。目前治療方法主要有藥物治療、針灸治療、手術(shù)治療，其中，手術(shù)治療是主要的治療方式[9]。頸前路減壓植骨融合手術(shù)能恢復(fù)椎間隙高度、減輕壓力，穩(wěn)定性強(qiáng)，具有創(chuàng)傷小、恢復(fù)快、療效好等優(yōu)點(diǎn)，是目前臨床常用的手術(shù)入路[10]。而對(duì)于植入材料的選擇，目前有自體骨、異體骨、肽網(wǎng)、人工椎間盤等，無論哪種材質(zhì)都存在因植入物與人體正常組織配合不好而導(dǎo)致的穩(wěn)定性差等問題[11]。因此，植入模型大小和形狀等與術(shù)后的恢復(fù)密切相關(guān)，3D打印可以實(shí)現(xiàn)預(yù)先定制與患者解剖和功能匹配度良好的植入模型，使植入模型與字體組織接觸面更大、融合性更好，使患者的手術(shù)滿意度和生活質(zhì)量提高[12]。

表3 兩組患者術(shù)后并發(fā)癥比較

表4 兩組兩組患者不同時(shí)間生理曲度差值比較（±s，°）

表4 兩組兩組患者不同時(shí)間生理曲度差值比較（±s，°）

組別對(duì)照組（n=35）試驗(yàn)組（n=30）t值P值術(shù)后即時(shí)-術(shù)前8.1±0.8 7.7±0.9 2.234 0.028術(shù)后3個(gè)月-術(shù)后即時(shí)2.0±0.3 1.6±0.4 4.083＜0.001術(shù)后6個(gè)月-術(shù)后3個(gè)月1.3±0.4 0.9±0.3 4.661＜0.001術(shù)后1年-術(shù)后6個(gè)月0.78±0.2 0.5±0.1 7.414＜0.001

表5 兩組患者HAB比較（±s，mm）

表5 兩組患者HAB比較（±s，mm）

組別對(duì)照組（n=35）試驗(yàn)組（n=30）t值P值術(shù)后即時(shí)-術(shù)前4.5±0.7 3.9±0.9 3.293 0.002術(shù)后3個(gè)月-術(shù)后即時(shí)3.7±0.5 3.0±0.5 5.479＜0.001術(shù)后6個(gè)月-術(shù)后3個(gè)月2.5±0.3 2.2±0.4 4.572＜0.001術(shù)后1年-術(shù)后6個(gè)月1.4±0.3 0.9±0.4 5.456＜0.001

表6 兩組患者HPB比較（±s，mm）

表6 兩組患者HPB比較（±s，mm）

組別對(duì)照組（n=35）試驗(yàn)組（n=30）t值P值術(shù)后即時(shí)-術(shù)前3.2±0.4 2.5±0.6 5.276＜0.001術(shù)后3個(gè)月-術(shù)后即時(shí)2.5±0.3 2.0±0.4 5.337＜0.001術(shù)后6個(gè)月-術(shù)后3個(gè)月1.5±0.3 1.1±0.5 4.445＜0.001術(shù)后1年-術(shù)后6個(gè)月1.0±0.3 0.6±0.2 5.935＜0.001

表7 兩組患者JOA評(píng)分（±s，分）

表7 兩組患者JOA評(píng)分（±s，分）

組別對(duì)照組（n=35）試驗(yàn)組（n=30）t值P值術(shù)前5.5±0.4 5.7±0.5 0.504 0.616術(shù)后即時(shí)8.6±1.4 12.7±1.8 10.433＜0.001術(shù)后3個(gè)月12.7±2.1 15.7±2.8 4.860＜0.001術(shù)后6個(gè)月17.7±2.0 19.7±2.2 3.912＜0.001術(shù)后1年20.5±3.5 25.7±4.0 5.557＜0.001

通過分析數(shù)據(jù)，我們可以發(fā)現(xiàn)3D打印融合器組患者手術(shù)時(shí)間、住院時(shí)間、術(shù)中出血量均小于普通骨塊組，并且3D打印融合器組術(shù)后并發(fā)癥2例，對(duì)照組術(shù)后并發(fā)癥9例，普通骨塊組并發(fā)癥率6.67%，試驗(yàn)組并發(fā)癥率25.71%。說明相比于普通骨塊，植入3D打印融合器能明顯減少患者手術(shù)時(shí)間、住院時(shí)間、術(shù)中出血量和術(shù)后并發(fā)癥。3D打印融合器療效明顯優(yōu)與普通骨塊，普通骨塊的植入需在手術(shù)過程中反復(fù)測(cè)量骨槽的大小，從而選擇合適的骨塊植入，并且在植入過程中有可能因?yàn)闇y(cè)量誤差等重復(fù)多次植入，從而對(duì)自身組織造成一定損傷，影響術(shù)后恢復(fù)，術(shù)后并發(fā)癥也增加，所以患者手術(shù)時(shí)間和住院時(shí)間均比3D打印融合器組長(zhǎng)，術(shù)中出血量和術(shù)后并發(fā)癥增加[13,14]。而3D打印的融合器可提前制定好與骨槽貼合緊密，匹配良好的骨塊，可以充分避免術(shù)中出血多、手術(shù)時(shí)間長(zhǎng)、并發(fā)癥多等問題。

通過術(shù)后隨訪發(fā)現(xiàn)，兩組患者同時(shí)間段生理曲度差值均減小，試驗(yàn)組不同時(shí)間段生理曲度差值小于對(duì)照組，并且兩組患者同時(shí)間段HAB、HPB差值均減小，試驗(yàn)組不同時(shí)間段HAB、HPB差值小于對(duì)照組，表明患者生理曲度和椎間隙高度逐步得到恢復(fù)，3D打印融合器組患者的恢復(fù)程度明顯大于普通骨塊組。并且兩組患者術(shù)前JOA評(píng)分差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），手術(shù)即時(shí)、術(shù)后3個(gè)月、術(shù)后6個(gè)月、術(shù)后1年試驗(yàn)組JOA評(píng)分大于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），證明植入3D打印融合器可更明顯緩解患者神經(jīng)受壓癥狀，促進(jìn)術(shù)后神經(jīng)功能的恢復(fù)。由于3D打印融合器實(shí)現(xiàn)了與損壞椎間隙的完美匹配，更加適應(yīng)頸椎特殊的生理前突弧度和前窄厚寬的形狀，使患者術(shù)后神經(jīng)受壓癥狀明顯緩解，頸椎的活動(dòng)性更佳，穩(wěn)定性更強(qiáng)，從而使頸椎的曲度和生理高度逐漸恢復(fù)[15]。

綜上，植入3D打印融合器能明顯減少患者手術(shù)時(shí)間、住院時(shí)間、術(shù)中出血量和術(shù)后并發(fā)癥，逐步恢復(fù)患者生理曲度和椎間隙高度，可更有效地緩解患者神經(jīng)受壓癥狀，促進(jìn)術(shù)后神經(jīng)功能的恢復(fù)。