3D打印技術(shù)治療重度膝內(nèi)翻畸形膝骨關(guān)節(jié)炎的臨床效果

沈吉榮，張維新

膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎(KOA)又被稱為退行性骨關(guān)節(jié)炎，長期下去易致關(guān)節(jié)軟骨發(fā)生磨損、腔內(nèi)骨贅增生，嚴(yán)重時使內(nèi)側(cè)間室負(fù)荷增加，關(guān)節(jié)易變畸形[1]。KOA多見于老年人，60歲以上的人口發(fā)病率高達(dá)20%[2]。隨著我國老齡化程度的不斷加重，KOA的發(fā)病率呈現(xiàn)逐年大幅遞增趨勢，對老年人晚年生活質(zhì)量有嚴(yán)重影響，甚至因該疾病致殘[3]。人工全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)(TKA)是治療KOA的主要方法[4]。內(nèi)翻畸形的矯正、骨缺損的處理及保持膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性是臨床治療重度膝內(nèi)翻畸形伴脛骨平臺缺損的KOA的難點(diǎn)，軟組織平衡及截骨難度較大，成為國內(nèi)外醫(yī)護(hù)人員關(guān)注的難點(diǎn)[5]。3D輔助打印技術(shù)已廣泛應(yīng)用于臨床輔助治療，特別在關(guān)節(jié)外科相關(guān)疾病的治療方面優(yōu)勢顯著[6]。目前新興的一項(xiàng)3D 打印技術(shù)個體化模型特點(diǎn)較為突出，優(yōu)勢明顯，在骨科手術(shù)中應(yīng)用較廣[7]。本文以2019年1月至2020年1月我院收治的重度膝內(nèi)翻畸形伴脛骨平臺缺損的KOA患者為觀察對象，分析對重度膝內(nèi)翻畸形伴脛骨平臺缺損的KOA患者行3D模擬打印的臨床效果。

1 資料與方法

1.1 一般資料：在2020年1月至2021年1月經(jīng)我院篩選出重度膝內(nèi)翻畸形伴脛骨平臺缺損的KOA患者。所有患者根據(jù)手術(shù)方式分為對照組(20例)及觀察組(32例)。其中對照組給予單純TKA手術(shù)治療，觀察組給予3D打印輔助TKA手術(shù)治療，本實(shí)驗(yàn)經(jīng)醫(yī)院倫理委員會同意。

1.1.1 納入標(biāo)準(zhǔn)：①患者骨性關(guān)節(jié)炎膝內(nèi)翻畸形，負(fù)重位內(nèi)翻>20°；②患者脛骨平臺內(nèi)側(cè)骨缺損，脛骨骨缺損均為非包容性；③患者骨缺損累計外周骨皮質(zhì)，Anderson骨科研究所(AORI)分型為Ⅱ、Ⅲ型；④患者均為單次、單膝置換；⑤患者及家屬知情并簽署知情同意書。

1.1.2 排除標(biāo)準(zhǔn)：①患者存在嚴(yán)重肌力減退；②患者股骨髁及脛骨平臺外側(cè)骨缺損；③患者膝關(guān)節(jié)反屈畸形；④患者既往已行TKA術(shù)；⑤患者伴有凝血功能障礙；⑥患者伴有免疫功能障礙；⑦患者因精神疾病無法進(jìn)行手術(shù)；⑧手術(shù)過程中需要變更手術(shù)方式者。

1.2 方法

1.2.1 觀察組：術(shù)前接受三維CT薄層掃描。提取DICOM數(shù)據(jù)導(dǎo)入MIMICS軟件中重建膝關(guān)節(jié)三維立體數(shù)據(jù)，并導(dǎo)入SIEMENS NX三維設(shè)計軟件，最后將轉(zhuǎn)化后數(shù)據(jù)導(dǎo)入3D打印系統(tǒng)，用激光快速成型打印機(jī)(中國南京史蒂芬有限公司)以聚己內(nèi)酯高分子材料(南京凱斯科技有限公司)進(jìn)行打印?；颊咴谙リP(guān)節(jié)前從髂骨內(nèi)側(cè)緣入手取正中位切口，外翻髂骨，屈曲膝關(guān)節(jié)時能呈90°，將增生滑膜、交叉韌帶及半月板清除，膝關(guān)節(jié)暴露。截骨后清理膝關(guān)節(jié)，并安裝假支，根據(jù)脛骨平臺不同類型的骨缺損選擇不同的修復(fù)方式進(jìn)行治療，其中I型骨缺損采用骨水泥填充處理，Ⅱ型骨缺損采用骨移植處理，Ⅲ型骨缺損采用組合式金屬墊塊處理。存留1枚負(fù)壓引流管后切口閉合。

1.2.2 對照組：入組患者術(shù)體位、麻醉方式及術(shù)中膝關(guān)節(jié)暴露過程與觀察組一致。術(shù)中用傳統(tǒng)截骨導(dǎo)板完成操作，選適用型號假體，截骨過程需將髓腔打開，并在截骨后沖洗關(guān)節(jié)，選擇、安裝并固定假體。其余操作仍同觀察組。

1.3 觀察指標(biāo)

1.3.1 一般資料：記錄并比較2組患者年齡、性別、體質(zhì)量指數(shù)(BMI)等指標(biāo)水平及是否并發(fā)高血壓、糖尿病、冠心病、骨質(zhì)疏松等情況。

1.3.2 術(shù)中記錄指標(biāo)：記錄并對比組間患者手術(shù)時長、術(shù)中失血量、切口引流量、拔除引流管時間等指標(biāo)。其中術(shù)中出血量= 吸引器瓶中液體量+紗布墊浸濕血液量 - 術(shù)中使用沖洗液量(每塊紗布墊全部浸濕折合為 20 mL血液量)

1.3.3 血清檢測：采集所有患者空腹?fàn)顟B(tài)下的靜脈血分別在手術(shù)前、手術(shù)1 d及手術(shù)3 d 3個時間點(diǎn)，室溫靜置20 min，轉(zhuǎn)速3 000 r/min、離心10 min，與血清分離并放-70 ℃環(huán)境冷藏備用，以防使用中反復(fù)凍融。各時間點(diǎn)患者的血紅蛋白水平用全自動生化分析儀進(jìn)行檢測。

1.3.4 髖膝踝角：2組患者均在下肢全長X線中測量，標(biāo)記出髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)及踝關(guān)節(jié)中心，畫出股骨機(jī)械軸及脛骨機(jī)械軸，兩軸之間的夾角即為髖膝踝角。

1.4 評價標(biāo)準(zhǔn)

1.4.1 美國膝關(guān)節(jié)協(xié)會(AKS)評分：膝臨床評分及膝功能評分，滿分均設(shè)100分，其臨床評分項(xiàng)目有疼痛、穩(wěn)定性及關(guān)節(jié)活動范圍，其中關(guān)節(jié)屈曲痙攣、伸膝遲滯及對線不良為減分項(xiàng)目。膝功能評分包括行走距離及是否能上樓梯。

1.4.2 膝關(guān)節(jié)(HSS)評分：是評估膝關(guān)節(jié)狀態(tài)的一種綜合性評分，主要包括疼痛、功能、活動度、肌力、屈曲畸形、穩(wěn)定性及減分項(xiàng)目7個部分?？偡譃?00分。

1.4.3 健康狀況調(diào)查表(SF-36)評分：按照軀體功能、軀體疼痛、軀體健康、生命活力、社交功能、神經(jīng)健康、情感問題、總體健康評分評估生活質(zhì)量水平。

1.4.4 滿意度：經(jīng)本院發(fā)放問卷調(diào)查表了解滿意度，包括疼痛、醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量及服務(wù)態(tài)度等項(xiàng)目，滿分設(shè)100分，其中<75分為不滿意，75～90分為比較滿意，>90分為滿意。

2 結(jié)果

2.1 2組患者一般資料分析：對照組共32例，男性15例，女性17例，平均年齡為(64.15±6.45)歲，平均BMI為(23.16±2.16)kg/m2。觀察組男性10例，女性10例，共20例，平均年齡(64.24±6.59)歲，平均BMI(23.01±2.18)kg /m2。2組患者年齡、性別、BMI等方面比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，見表1。

表1 2組患者一般資料分析[n(%)]

2.2 組間術(shù)中指標(biāo)對比：2組患者術(shù)前血紅蛋白水平差異很小(P>0.05)。術(shù)后同時間點(diǎn)觀察組血紅蛋白水平較對照組明顯升高，觀察組患者手術(shù)時間、術(shù)中失血量、切口引流量低于對照組(P<0.05),見表2。

表2 組間患者術(shù)中指標(biāo)

2.3 2組患者手術(shù)前后相關(guān)評分比較：術(shù)前2組患者髖膝踝角、AKS臨床評分、AKS功能評分、SF-36評分、HSS評分水平差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。術(shù)后2組患者髖膝踝角、AKS臨床評分、AKS功能評分、SF-36評分、HSS評分水平明顯升高，其中觀察組患者髖膝踝角、AKS臨床評分、SF-36評分、HSS評分水平高于對照組(P<0.05)，見表3。

表3 組間患者術(shù)前后相關(guān)評分對比

2.4 2組患者滿意度及不良反應(yīng)比較：觀察組總滿意度95%，對照組總滿意度62.5%，2組滿意度比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=5.97，P<0.05)；觀察組患者不良反應(yīng)20%，對照組患者不良反應(yīng)為25%，2組不良反應(yīng)比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

3 討論

我國已經(jīng)進(jìn)入老齡化社會，在導(dǎo)致長期殘疾的疾病中，骨性關(guān)節(jié)炎(OA)排名僅次于心血管疾病。OA中以KOA最為常見[8]。TKA是目前治療KOA最成功、最成熟的手術(shù)方式之一，但隨著它在臨床中的廣泛應(yīng)用，手術(shù)時間長、髓內(nèi)定位失血量多、術(shù)中需反復(fù)試膜匹配假體等弊端逐漸顯露，因此，如何降低KOA不良反應(yīng)，提高KOA術(shù)后效果成為關(guān)節(jié)外科醫(yī)師不得不面對和解決的問題[9]。3D模擬打印技術(shù)是應(yīng)用信息采集技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)及材料制造技術(shù)等多項(xiàng)高科技結(jié)合產(chǎn)生的一項(xiàng)新型制造技術(shù)[10]。3D打印輔助脛骨高危截骨術(shù)在治療膝內(nèi)翻畸形骨關(guān)節(jié)炎療效較好。本研究中術(shù)后同時間點(diǎn)的觀察組血紅蛋白水平較對照組明顯增加，觀察組手術(shù)時間、術(shù)中失血量、切口引流量較對照組明顯低。術(shù)后組間病人髖膝踝角水平明顯升高，其中觀察組患者髖膝踝角水平明顯高于對照組。提示，3D打印輔助TKA可明顯優(yōu)化手術(shù)過程，提高KOA手術(shù)成功率，與報道[11-12]研究結(jié)果相近。

本研究中，術(shù)后2組患者AKS臨床評分、AKS功能評分、SF-36評分、HSS評分水平明顯升高，其中觀察組患者AKS臨床評分、SF-36評分、HSS評分水平明顯較對照組高。觀察組總滿意度95.56%，對照組總滿意度89.23%。提示，3D打印輔助TKA可改善膝關(guān)節(jié)活動范圍，恢復(fù)下肢引力線，促進(jìn)膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)，提高患者生活質(zhì)量，還可提高患者對醫(yī)護(hù)服務(wù)的滿意度，改善醫(yī)護(hù)人員與患者的關(guān)系。