3D打印技術(shù)在全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中的應(yīng)用研究

楊 凱，余 霄

（1.寧波大學(xué)醫(yī)學(xué)院，浙江 寧波 315211；2.中國科學(xué)院大學(xué)寧波華美醫(yī)院，浙江 寧波 315211）

1 3D打印技術(shù)的概念及在全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中的效果

3D打印技術(shù)是一系列快速原型成型技術(shù)的統(tǒng)稱，其基本原理都是疊層制造，由快速原型機(jī)在X-Y平面內(nèi)通過掃描形式形成工件的截面形狀。通過集成大量原型數(shù)字信息，結(jié)合CAD、數(shù)控、材料科學(xué)等技術(shù)，采用塑料或金屬顆粒，在計(jì)算機(jī)程序的控制下實(shí)現(xiàn)精確制造物體目的。生產(chǎn)過程無需使用任何模具，極大縮短了制造時(shí)間，并提高了制作精準(zhǔn)度。隨著社會(huì)各方面的發(fā)展，3D打印技術(shù)應(yīng)用越發(fā)廣泛。國家也越來越重視3D打印技術(shù)，并給予研發(fā)單位以資金及政策傾斜。將此技術(shù)應(yīng)用于全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中，可打印出同比例的全膝關(guān)節(jié)模型，通過對(duì)患者實(shí)施手術(shù)，將截骨導(dǎo)板及此模型植入體內(nèi)。通過此技術(shù)的應(yīng)用，極大緩解了患者手術(shù)時(shí)的痛苦，并減少了出血量。這對(duì)術(shù)后康復(fù)奠定了良好的基礎(chǔ)條件。同時(shí)還具有成功率高、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等特點(diǎn)。在今后的工作中，應(yīng)對(duì)此技術(shù)進(jìn)行大力推廣，具有良好的應(yīng)用價(jià)值及社會(huì)價(jià)值。

2 必要性、可行性及優(yōu)勢(shì)

2.1 必要性

傳統(tǒng)的全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)精確程度較低，并且變通性較差。應(yīng)用傳統(tǒng)全膝關(guān)節(jié)置換工具往往會(huì)出現(xiàn)測(cè)量誤差，進(jìn)而導(dǎo)致一系列問題。如軟組織平衡性下降，使患者承受巨大痛苦，術(shù)后生存質(zhì)量下降。如采用3D打印技術(shù)進(jìn)行全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)，會(huì)使手術(shù)精確度得到顯著保證。

2.2 可行性

通過對(duì)3D打印技術(shù)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用成果，得出其在全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中的可行性。獲得的數(shù)字模型，提供了其他影像學(xué)設(shè)備不可比擬的直觀效果。對(duì)打印出的模型進(jìn)行觀察分析，可以更加清晰的認(rèn)識(shí)到患者病理發(fā)展程度，實(shí)現(xiàn)了基于不同維度下對(duì)膝關(guān)節(jié)的認(rèn)知，并在此基礎(chǔ)上提出有針對(duì)性的治療方案。醫(yī)生可將治療方案應(yīng)用于模型之中，以便檢測(cè)其適用性。

2.3 優(yōu)勢(shì)

通過與傳統(tǒng)全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的對(duì)比，可以得出采用3D打印技術(shù)進(jìn)行置換手術(shù)的優(yōu)勢(shì)。此方式簡(jiǎn)單實(shí)用、經(jīng)濟(jì)效益高，可將打印好的模型對(duì)患者進(jìn)行形象的病情說明，并且縮短了手術(shù)時(shí)間，減少了創(chuàng)傷及出血，極大緩解了患者的手術(shù)痛苦。利用3D打印技術(shù)在進(jìn)行全膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)時(shí)還具有一定程度上的前瞻性，可實(shí)現(xiàn)手術(shù)全過程精準(zhǔn)化。此技術(shù)可以大大提高全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的成功率，同時(shí)還可以減輕患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

3 3D打印技術(shù)在全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中的應(yīng)用探討

全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)是治療膝關(guān)節(jié)病痛的主要應(yīng)用手段，其中最為重要的步驟為精確截骨，此為全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)成功與否的關(guān)鍵所在。對(duì)于現(xiàn)今階段較為常用的髖關(guān)節(jié)內(nèi)外定位系統(tǒng)，依然主要依賴于醫(yī)生的主觀判斷。如應(yīng)用3D打印技術(shù)進(jìn)行全膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)，可以簡(jiǎn)化操作步驟，并極大提高手術(shù)的精準(zhǔn)度，不會(huì)影響股骨側(cè)髓腔，最大限度避免了脂肪栓塞情況的發(fā)生。進(jìn)行截骨操作時(shí)，要通過模具比對(duì)確定其合適的范圍，且不需要對(duì)股骨及脛骨做清理，既節(jié)省了寶貴時(shí)間，又使患者免受疼痛的侵?jǐn)_。利用3D打印技術(shù)后精確度得到了顯著提高，取得了良好的臨床應(yīng)用效果。此技術(shù)尤其適用于一些解剖標(biāo)志模糊、嚴(yán)重內(nèi)外翻的情況，可使復(fù)雜手術(shù)清晰化，極大提高了手術(shù)成功率及預(yù)后效果。

術(shù)前先進(jìn)行腰麻，于膝關(guān)節(jié)正中切開關(guān)節(jié)囊，清理組織增生滑膜，并對(duì)前后叉韌帶進(jìn)行切除，利用模具將股骨做準(zhǔn)確標(biāo)位。再切除殘存軟骨，將模具放入固定，對(duì)股骨行截除手術(shù)。最后運(yùn)用同樣方式對(duì)踝間進(jìn)行截骨。在截骨過程中，必要時(shí)還應(yīng)對(duì)皮下軟組織進(jìn)行松解步驟，以期獲得最佳治療效果。對(duì)脛骨及股骨假體位置定位，對(duì)脛骨側(cè)骨槽做準(zhǔn)備工作。將關(guān)節(jié)清洗干凈的同時(shí)要準(zhǔn)備骨水泥，并填充于脛骨內(nèi)，放置脛骨側(cè)假體，再將骨水泥均勻涂抹于股骨側(cè)，放置股骨側(cè)假體。在放置穩(wěn)妥后采取醫(yī)用聚乙烯墊片，使股骨固定牢靠。將膝關(guān)節(jié)彎曲20度，并保持至骨水泥硬化。最后持續(xù)沖洗關(guān)節(jié)，并對(duì)其進(jìn)行引流。

4 結(jié) 語

將3D打印技術(shù)應(yīng)用于全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中，改善了傳統(tǒng)手術(shù)治療不徹底、預(yù)后效果不佳的情況，此技術(shù)是今后骨外科治療的發(fā)展趨勢(shì)。通過對(duì)3D打印技術(shù)在全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中的作用進(jìn)行探討，對(duì)提高專業(yè)治療技術(shù)有著積極地推動(dòng)作用。在后續(xù)工作中，要善于進(jìn)行總結(jié)歸納，促進(jìn)3D打印技術(shù)的更加成熟，為人民身體健康做出醫(yī)務(wù)工作者的貢獻(xiàn)。