3D打印結(jié)合MIPO技術(shù)治療Pilon骨折的臨床效果觀察

付富強(qiáng)，胡永平

（1.秦安縣人民醫(yī)院，甘肅 秦安 741600；2.秦安縣興國(guó)鎮(zhèn)衛(wèi)生院，甘肅 秦安 741600）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，機(jī)動(dòng)車保有量的增加、房地產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，交通事故和高空作業(yè)墜落事件逐年增多，Pilon骨折患者也日漸增加。Pilon骨折指波及負(fù)重關(guān)節(jié)面和干骺端的脛骨遠(yuǎn)端骨折，常累及腓骨，一般指脛骨遠(yuǎn)端1/3波及脛距關(guān)節(jié)面的骨折，脛骨遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)面嚴(yán)重粉碎，骨缺損及遠(yuǎn)端松質(zhì)骨壓縮，常合并腓骨下段骨折（占75%～85%）和嚴(yán)重軟組織挫傷，由于脛骨遠(yuǎn)端解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而Pilon骨折關(guān)節(jié)面損傷嚴(yán)重，因此關(guān)節(jié)面及力線復(fù)位非常困難，復(fù)位不良可能導(dǎo)致關(guān)節(jié)軟骨變性及創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎的發(fā)生[1-2]。車禍和高處墜落所致的高能量損傷十分常見，是關(guān)節(jié)內(nèi)骨折中較難治療的一種創(chuàng)傷，并發(fā)癥及合并癥發(fā)生率亦較高。治療過程中如何避免軟組織損傷、傷口感染、骨髓炎及骨折延遲愈合、畸形愈合等是骨科醫(yī)生面臨的主要問題。為解決上述問題，我們應(yīng)用3D打印結(jié)合微創(chuàng)接骨板固定（MIPO）技術(shù)治療Pilon骨折，在保護(hù)骨和軟組織活力，關(guān)節(jié)面解剖復(fù)位，提供滿足踝關(guān)節(jié)早期活動(dòng)的固定，最終達(dá)到骨折愈合和重獲一個(gè)有功能、無疼痛、能負(fù)重、可運(yùn)動(dòng)的關(guān)節(jié)的同時(shí)，避免感染等并發(fā)癥，讓患者盡可能重返社會(huì)[3]。我們應(yīng)用3D打印結(jié)合MIPO技術(shù)對(duì)Pilon骨折進(jìn)行治療，利用間接復(fù)位技術(shù)盡量減少骨折端不必要的暴露，保護(hù)骨折端及其周圍血供，提高了骨折愈合能力，關(guān)節(jié)功能恢復(fù)良好?，F(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 資料

選擇2015年9月至2018年9月我院骨科收治的Pilon骨折患者86例，經(jīng)X線拍片和CT掃描等臨床檢查符合Pilon骨折Ⅲ型和Ⅳ型診斷標(biāo)準(zhǔn)。86例患者均自愿參加本研究，且符合納入標(biāo)準(zhǔn)。86例患者中，男55例，女31例；年齡18～82歲；38例合并腓骨骨折；致傷原因：車禍外傷27例，扭傷13例，高處墜落傷22例，摔傷15例，其他損傷9例；受傷后至手術(shù)時(shí)間為3 h～12 d，平均8.7 d。將患者按隨機(jī)數(shù)字法分為研究組和對(duì)照組，各43例。研究組男28例，女15例，年齡18～80歲，平均年齡（39.98±2.97）歲；對(duì)照組男27例，女16例，年齡19～82歲，平均年齡（40.89±2.55）歲。兩組性別（t=-0.206，P=0.838）、年齡（t=-1.315，P=0.196）比較無顯著性差異，具有可比性（P＞0.05）。

1.2 病例選擇標(biāo)準(zhǔn)

1.2.1 Pilon骨折診斷標(biāo)準(zhǔn) 外傷后踝部腫脹、畸形、不能負(fù)重，通過追問受傷時(shí)的情況結(jié)合X線片或CT檢查可以確診。踝關(guān)節(jié)正、側(cè)位及外旋斜位X線片，可以顯示脛骨前內(nèi)側(cè)和后外側(cè)關(guān)節(jié)面骨折情況。通過比較對(duì)側(cè)踝關(guān)節(jié)X線片，既可以排除骨折又可以作為復(fù)位標(biāo)準(zhǔn)。CT檢查能夠很好地顯示骨折的形態(tài)、骨折塊的數(shù)量以及移位程度，矢狀位和冠狀位重建圖像能夠顯示更為復(fù)雜的骨折情況,在評(píng)價(jià)骨折移位程度、術(shù)前制訂治療方案以及指導(dǎo)手術(shù)治療方面，較X線片有明顯優(yōu)勢(shì)。

1.2.2 臨床分型 1969年，Ruedi和Augower根據(jù)關(guān)節(jié)面及干骺端移位、粉碎程度，將Pilon骨折分為3型。Ⅰ型：經(jīng)關(guān)節(jié)面的脛骨遠(yuǎn)端骨折，有較小程度的移位；Ⅱ型：明顯的關(guān)節(jié)面移位而粉碎程度較?。虎笮停宏P(guān)節(jié)面粉碎移位，粉碎程度較嚴(yán)重。Ovadia和Beals在此基礎(chǔ)上將Pilon骨折分為5個(gè)類型：Ⅰ型：無移位骨折；Ⅱ型：骨折移位程度較小；Ⅲ型：關(guān)節(jié)面骨折伴有幾個(gè)大的骨折塊；Ⅳ型：關(guān)節(jié)面骨折伴有幾個(gè)骨折塊，同時(shí)有一個(gè)較大的干骺端骨缺損；Ⅴ型：關(guān)節(jié)面嚴(yán)重移位及骨質(zhì)嚴(yán)重粉碎。

1.2.3 納入標(biāo)準(zhǔn)（1）符合Pilon骨折診斷標(biāo)準(zhǔn)，知曉本研究并簽署知情同意書。（2）關(guān)節(jié)移位超過2 mm、骨折可重建、有足夠軟組織覆蓋的損傷。（3）關(guān)節(jié)面有不同程度塌陷及移位的Ruedi-AllgowerⅡ型、Ⅲ型骨折患者。

1.2.4 排除標(biāo)準(zhǔn) 不符合Pilon骨折診斷標(biāo)準(zhǔn)；關(guān)節(jié)錯(cuò)位小于2 mm，干骺端沒有明顯移位的Ruedi-AllgowerⅠ型骨折患者及全身情況差的患者；病理性骨折及開放性骨折患者；有慢性病史及年齡過大者；不能手術(shù)和拒絕手術(shù)者。

1.3 治療方法

1.3.1 研究組 采用3D打印結(jié)合MIPO技術(shù)進(jìn)行治療。（1）應(yīng)用3D打印技術(shù)。在內(nèi)踝前方做一3 cm弧形切口，切口彎向內(nèi)踝，切開皮膚后注意保護(hù)切口附近的大隱靜脈，依據(jù)骨折類型和部位（依據(jù)3D打印模型術(shù)前模擬復(fù)位），直接或間接復(fù)位骨折塊，可以使用手法復(fù)位、外固定支架牽引復(fù)位或點(diǎn)氏鉗直接復(fù)位。對(duì)于干骺端存在壓縮骨折或塌陷骨折者，先行撬撥復(fù)位，必要時(shí)取自體髂骨植骨，在關(guān)節(jié)面恢復(fù)平整后用克氏針臨時(shí)固定。放置的克氏針應(yīng)不影響接骨板的插入。C型臂X線機(jī)檢查證實(shí)骨折對(duì)位對(duì)線良好后，可先用空心螺釘固定關(guān)節(jié)內(nèi)骨折塊。將接骨板放于脛骨遠(yuǎn)端皮膚，標(biāo)記接骨板近端的皮膚切口。切開近端皮膚，用骨膜剝離器逆行經(jīng)皮下骨膜外插入潛行分離，在遠(yuǎn)近兩切口間做一皮下隧道。隨后將接骨板經(jīng)遠(yuǎn)端皮膚切口逆行插入隧道。在C型臂X線機(jī)下調(diào)整接骨板的最后位置。通過術(shù)前3D打印模型對(duì)鋼板進(jìn)行模擬塑形，盡可能使接骨板與脛骨遠(yuǎn)端內(nèi)側(cè)面良好貼合以免造成脛骨遠(yuǎn)端皮膚張力過大。將克氏針插入接骨板上的小孔以保持接骨板的位置。利用C型臂X線機(jī)再次判斷骨折復(fù)位情況。在鄰近關(guān)節(jié)的骨折遠(yuǎn)端擰入一枚普通螺釘，隨后在骨折近端擰入一枚皮質(zhì)螺釘將近側(cè)骨折塊拉向接骨板。再次判斷對(duì)位對(duì)線情況，若骨折復(fù)位良好，可分別在遠(yuǎn)、近端擰入螺釘，進(jìn)行最終固定。

（2）應(yīng)用MIPO技術(shù)。新的接骨板設(shè)計(jì)有利于微創(chuàng)經(jīng)皮技術(shù)的應(yīng)用，光滑的圓頭設(shè)計(jì)便于插入皮下隧道，靠近踝關(guān)節(jié)處的接骨板逐漸變薄可以降低軟組織張力，盡可能減輕對(duì)軟組織的刺激。接骨板持板器械便于插入時(shí)控制接骨板，瞄準(zhǔn)裝置的使用能減少軟組織損傷。將解剖型接骨板置于脛骨遠(yuǎn)端的內(nèi)側(cè)面或前外側(cè)面，不可過多剝離脛骨遠(yuǎn)端的軟組織和骨膜。術(shù)后使用彈力繃帶包扎下肢可以減輕腫脹，降低切口張力，促進(jìn)傷口愈合。術(shù)后使用支具使踝關(guān)節(jié)保持中立位，可以防止攣縮畸形。我們主張依據(jù)主要骨折線的走行和骨塊位置選擇個(gè)性化切口、骨折復(fù)位順序和內(nèi)固定方法。

（3）難度較大的Pilon骨折的治療。高能量軸向負(fù)荷暴力導(dǎo)致的Pilon骨折伴有嚴(yán)重關(guān)節(jié)面對(duì)合不良和干骺端粉碎、塌陷骨折，骨質(zhì)缺損多，預(yù)后可能不令人滿意。我們多運(yùn)用改良的前內(nèi)側(cè)入路，于脛骨前嵴外2 cm，縱行向下切開至前室表面，在踝關(guān)節(jié)平面向內(nèi)側(cè)切，轉(zhuǎn)角為105°～110°，于內(nèi)踝尖端1 cm處，在遇到大隱靜脈時(shí)終止切口，切開近端皮膚，用骨膜剝離器逆行經(jīng)皮下骨膜外插入潛行分離，在遠(yuǎn)近兩切口間做皮下隧道。逐層暴露，依據(jù)3D打印模型術(shù)前模擬練習(xí)，精準(zhǔn)取自體髂骨精準(zhǔn)植骨，利用髂骨翼內(nèi)面平滑稍凹的結(jié)構(gòu)，修復(fù)塌陷的關(guān)節(jié)面（窩）。隨后將接骨板經(jīng)遠(yuǎn)端皮膚切口逆行插入隧道。將解剖型鎖定接骨板置于脛骨遠(yuǎn)端的前、外側(cè)面并以螺釘經(jīng)皮內(nèi)固定，放置引流管，關(guān)閉傷口?；贾珶o需石膏外固定，術(shù)后3～5天主動(dòng)活動(dòng)踝膝關(guān)節(jié)，期間行肌肉等長(zhǎng)收縮鍛煉，行主動(dòng)伸、屈膝功能鍛煉，輔以物理治療。6～8周開始患肢部分負(fù)重練習(xí)（初始負(fù)重為體重的1/10～12），以后依骨折類型及患者具體情況制訂進(jìn)一步康復(fù)訓(xùn)練計(jì)劃。術(shù)后常規(guī)使用抗生素3～5天，開放性傷口適當(dāng)延長(zhǎng)。

1.3.2 對(duì)照組 采用常規(guī)切開復(fù)位內(nèi)固定法治療。做腓骨遠(yuǎn)端后內(nèi)側(cè)直切口及脛骨嵴遠(yuǎn)端外緣切口，繞至內(nèi)踝下方，兩切口相距大于7 cm，行深筋膜下剝離，顯露脛腓骨下端及踝關(guān)節(jié)，先處理腓骨骨折，恢復(fù)其長(zhǎng)度，以6孔梯形鋼板固定于后內(nèi)側(cè)。利用牽引使足內(nèi)翻，處理脛骨下端關(guān)節(jié)面及內(nèi)踝骨折，骨缺損部位用髂骨塊填塞以克氏針固定，于脛骨外前方、距關(guān)節(jié)面約1 cm處用骨刀開槽，打入L-TCP的L端。擰入4.5 cm松質(zhì)骨拉力螺釘固定，內(nèi)踝及個(gè)別不穩(wěn)定游離骨片加用4.5 cm拉力螺釘固定，術(shù)后U形石膏托固定2～3周，之后進(jìn)行踝關(guān)節(jié)伸屈運(yùn)動(dòng)。

1.4 觀察指標(biāo)

1.4.1 評(píng)價(jià)指標(biāo) 術(shù)中與術(shù)后情況（手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量、手術(shù)費(fèi)用）、治療效果、功能評(píng)定、術(shù)后并發(fā)癥等。

1.4.2 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（1）術(shù)后情況評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。骨折臨床愈合標(biāo)準(zhǔn)：局部無壓痛、縱向叩擊痛；無異?；顒?dòng)；X線片顯示骨折線模糊，有連續(xù)性骨痂通過骨折線；在無外固定的情況下，能夠徒步行走3分鐘；連續(xù)觀察兩周后骨折處未見異常。手術(shù)時(shí)間以手術(shù)記錄為準(zhǔn)。術(shù)中出血量：以手術(shù)過程中止血紗布?jí)K的數(shù)量換算。手術(shù)費(fèi)用：以患者從入院到出院全程中產(chǎn)生的醫(yī)療費(fèi)用為準(zhǔn)。

（2）療效評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。參照Tornetta等于1993年提出的Pilon骨折臨床療效評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：優(yōu)：無疼痛，背屈＞5°，跖屈＞40°，成角畸形＜30°；良：間歇性疼痛，可用非類固醇藥緩解，背屈0°～5°，跖屈 30°～40°，外翻成角畸形 3°～5°，內(nèi)翻成角畸形＜3°；可：疼痛已影響日常生活，需用麻醉藥緩解，背屈-5°～0°，跖屈25°～30°，外翻成角畸形 5°～8°，內(nèi)翻成角畸形 3°～5°；差：頑固性疼痛，背屈＜-5°，跖屈＜25°；外翻成角畸形＞8°，內(nèi)翻成角畸形＞5°。優(yōu)良率=（優(yōu)+良）/總例數(shù)×100%。

（3）功能評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。參照Mazur提出的踝關(guān)節(jié)評(píng)價(jià)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)踝關(guān)節(jié)畸形、疼痛、步態(tài)等進(jìn)行評(píng)價(jià)，滿分為100分，得分越高，表示踝關(guān)節(jié)功能越好。

（4）術(shù)后并發(fā)癥評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)患者術(shù)后切口感染、延遲愈合、皮膚壞死和畸形愈合等情況進(jìn)行比較。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

所有數(shù)據(jù)使用SPSS 19.0軟件包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。計(jì)量資料采用（±s）表示，符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)，組間比較采用t檢驗(yàn)，組內(nèi)比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)，不符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)用非參數(shù)秩和檢驗(yàn)；重復(fù)測(cè)量計(jì)量資料采用重復(fù)測(cè)量方差分析；計(jì)數(shù)資料的分析比較用χ2檢驗(yàn)，等級(jí)資料的分析比較用Ridit分析。P＜0.05為差異有顯著性。

2 結(jié)果

2.1 兩組術(shù)中、術(shù)后情況比較

研究組手術(shù)時(shí)間和術(shù)中出血量明顯短（少）于對(duì)照組（P＜0.05），但住院費(fèi)用明顯高于對(duì)照組（P＜0.05），見表 1。

表1 兩組術(shù)中、術(shù)后情況比較

2.2 兩組術(shù)后6個(gè)月治療效果比較

研究組優(yōu)良率明顯高于對(duì)照組（P＜0.05），見表2。

表2 兩組治療效果比較[n（%）]

2.3 兩組術(shù)后6個(gè)月踝關(guān)節(jié)功能評(píng)分比較

研究組術(shù)后6個(gè)月踝關(guān)節(jié)功能評(píng)分明顯高于同期對(duì)照組（P＜0.05），見表 3。

表3 兩組術(shù)后6個(gè)月踝關(guān)節(jié)功能評(píng)分比較（n）

2.4 兩組術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生情況比較

兩組術(shù)后并發(fā)癥主要為切口感染、延遲愈合、皮膚壞死和畸形愈合。研究組并發(fā)癥發(fā)生率為4.66%，明顯低于對(duì)照組的27.91%（P＜0.05），見表 4。

表4 兩組術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生情況比較[n（%）]

3 討論

3D打印技術(shù)又稱快速成形技術(shù)，是一種基于三維數(shù)字模型，應(yīng)用粉末或液體狀的金屬、塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造實(shí)物的技術(shù)[4]。該項(xiàng)技術(shù)起源于20世紀(jì)末的美國(guó)，最初應(yīng)用于模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的革新和新型材料的開發(fā)，現(xiàn)已被應(yīng)用于工業(yè)制造、航天、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。醫(yī)學(xué)是3D打印技術(shù)應(yīng)用最為廣泛的領(lǐng)域之一，包括細(xì)胞打印、組織器官打印、骨科植入物打印、手術(shù)器械打印等。骨科植入物打印和手術(shù)器械打印技術(shù)相對(duì)成熟。數(shù)字骨科技術(shù)及3D技術(shù)的進(jìn)步，使骨科微創(chuàng)、個(gè)體化治療取得了長(zhǎng)足發(fā)展，尤其是近幾年3D打印技術(shù)的進(jìn)步，使得個(gè)體化數(shù)據(jù)采集—術(shù)前3D模擬—內(nèi)固定材料3D打印成為可能。微創(chuàng)接骨板固定（Minimally invasive plate osteosynthesis，MIPO）由 Krettek等于20世紀(jì)90年代提出，包括關(guān)節(jié)外骨折的經(jīng)皮微創(chuàng)接骨板固定技術(shù)和關(guān)節(jié)內(nèi)骨折的經(jīng)關(guān)節(jié)經(jīng)皮接骨板固定技術(shù)。對(duì)于此類特殊部位的骨折，通過間接復(fù)位技術(shù)，盡量減少對(duì)骨折部位血供及骨本身的影響以達(dá)到生物學(xué)固定已成為共識(shí)，手術(shù)治療是為了使骨折關(guān)節(jié)面解剖復(fù)位、塌陷關(guān)節(jié)面復(fù)位后的植骨及固定，以便獲得良好的踝穴關(guān)系，避免軟組織損傷，減少術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生[5]。與以往的手術(shù)相比，3D打印結(jié)合MIPO技術(shù)治療Pilon骨折更具精確性和前瞻性。

3D打印結(jié)合MIPO技術(shù)治療Pilon骨折的臨床效果滿意，與傳統(tǒng)手術(shù)方法相比較具有明顯優(yōu)勢(shì)。3D打印技術(shù)可為患者提供個(gè)體化骨折治療方案、確定手術(shù)入路。術(shù)前準(zhǔn)備充分，術(shù)中操作中就可大大節(jié)省時(shí)間和提高精準(zhǔn)度，減輕患者痛苦，縮短復(fù)位時(shí)間，提高復(fù)位質(zhì)量，還可以利用術(shù)前測(cè)得的鋼板、螺釘數(shù)據(jù)指導(dǎo)術(shù)中操作，避免螺釘過短把持力不夠或螺釘過長(zhǎng)穿透關(guān)節(jié)面的風(fēng)險(xiǎn)。此外，還可減少C型臂X線機(jī)投照次數(shù)，縮短醫(yī)護(hù)人員和患者暴露于放射線下的時(shí)間，進(jìn)一步節(jié)省手術(shù)時(shí)間。

采用微創(chuàng)技術(shù)，可不剝離骨膜，用骨膜剝離器逆行經(jīng)皮下骨膜外插入潛行分離，在遠(yuǎn)、近兩切口間做一皮下隧道，最大限度地減少和避免對(duì)周圍軟組織的破壞，保留骨折斷端血運(yùn)，保護(hù)骨折周圍組織，對(duì)內(nèi)環(huán)境干擾小，利于骨折愈合，避免并發(fā)癥的發(fā)生。鎖定鋼板屬于彈性固定，其在骨折區(qū)域可輕微移動(dòng)，刺激骨痂生成，間接加速了骨折愈合。

利用3D打印技術(shù)，可以彌補(bǔ)MIPO技術(shù)的缺陷。由于醫(yī)生術(shù)前已充分了解骨折情況，確定了手術(shù)切口、復(fù)位方法和次序、精準(zhǔn)取髂骨、精準(zhǔn)植骨，利用髂骨翼內(nèi)面平滑稍凹的結(jié)構(gòu)修復(fù)塌陷關(guān)節(jié)面（窩），因此，術(shù)中更有把握。利用MIPO技術(shù)減少骨折端不必要的暴露，保護(hù)骨折端及其周圍血供，提高骨折愈合能力，關(guān)節(jié)功能恢復(fù)良好。醫(yī)生術(shù)前與患者溝通時(shí)可利用3D模型演示，還可以事先在模型上進(jìn)行手術(shù)方案模擬操作，從而在實(shí)際操作過程中有條不紊地進(jìn)行骨折復(fù)位固定[6]。

利用3D打印技術(shù)進(jìn)行手術(shù)雖然精準(zhǔn)度較高，但費(fèi)用也較高，目前基層醫(yī)院暫時(shí)為患者免費(fèi)打印模型。今后隨著病例的增加和研究的深入，還應(yīng)尋求降低成本的方法，同時(shí)尋求醫(yī)保支持，減輕患者經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。我們也會(huì)繼續(xù)深入研究，將現(xiàn)代科技與醫(yī)學(xué)相結(jié)合，更好地為廣大患者服務(wù)。