3D打印聯(lián)合跗骨竇下小切口空心釘內(nèi)固定治療創(chuàng)傷性跟骨骨折的效果

【摘要】 目的：探究3D打印聯(lián)合跗骨竇下小切口空心釘內(nèi)固定治療創(chuàng)傷性跟骨骨折的效果。方法：選擇2019年1月—2023年1月在貴州省人民醫(yī)院治療的創(chuàng)傷性跟骨骨折患者120例，應(yīng)用隨機數(shù)字表法將其分為對照組（行跗骨竇下小切口空心釘內(nèi)固定）及觀察組（行3D打印聯(lián)合跗骨竇下小切口空心釘內(nèi)固定），各60例。對比兩組臨床效果、圍手術(shù)期指標(biāo)（手術(shù)時間、出血量、透視次數(shù)）、影像學(xué)指標(biāo)（跟骨Bhler角、Gissane角、跟骨高度、跟骨長度、跟骨寬度）、踝關(guān)節(jié)功能（踝-后足評分）、炎癥因子[腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細胞介素-1（IL-1）、C反應(yīng)蛋白（CRP）]、應(yīng)激反應(yīng)[皮質(zhì)醇（Cor）、去甲腎上腺素（NE）、血管緊張素Ⅱ（AngⅡ）]。結(jié)果：觀察組優(yōu)良率高于對照組，手術(shù)時間短于對照組，透視次數(shù)、出血量均少于對照組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。術(shù)后，兩組Bhler角、Gissane角、跟骨高度、跟骨長度、跟骨寬度與術(shù)前比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）；兩組術(shù)后以上指標(biāo)比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。術(shù)后，兩組踝-后足評分均升高，觀察組高于對照組，TNF-α、IL-1、CRP、Cor、NE、AngⅡ水平均顯著升高，但觀察組均低于對照組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。結(jié)論：3D打印聯(lián)合跗骨竇下小切口空心釘內(nèi)固定治療創(chuàng)傷性跟骨骨折，可減輕手術(shù)創(chuàng)傷，減輕炎癥反應(yīng)、應(yīng)激反應(yīng)，促進踝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)。

【關(guān)鍵詞】 3D打印 跗骨竇下小切口空心釘內(nèi)固定 創(chuàng)傷性跟骨骨折 炎癥反應(yīng) 應(yīng)激反應(yīng)

Effect of 3D Printing Combined with Hollow Nail Internal Fixation with Small Incision under Tarsal Sinus in the Treatment of Traumatic Calcaneal Fracture/YU Xi. //Medical Innovation of China， 2024， 21（25）： 0-014

[Abstract] Objective： To explore the effect of 3D printing combined with hollow nail internal fixation with small incision under tarsal sinus in the treatment of traumatic calcaneal fracture. Method： A total of 120 patients with traumatic calcaneal fracture treated in Guizhou Provincial People's Hospital from January 2019 to January 2023 were selected and divided into the control group （received hollow nail internal fixation with small incision under tarsal sinus） and the observation group （received 3D printing combined with hollow nail internal fixation with small incision under tarsal sinus） by random number table method， with 60 cases in each group. The clinical effect， perioperative indicators （surgery time， bleeding volume， fluoroscopy times）， imaging indicators （Bhler angle and Gissane angle of calcaneous， calcaneal height， calcaneal length and calcaneal width）， ankle joint function （foot and ankle score）， inflammatory factors [tumor necrosis factor-α （TNF-α）， interleukin-1 （IL-1）， C reactive protein （CRP）]， stress response [cortisol （Cor）， norepinephrine （NE）， angiotensin Ⅱ （AngⅡ）] were compared between two groups. Result： The excellent and good rate of the observation group was higher than that of the control group， the surgery time was shorter than that of the control group， the fluoroscopy times and bleeding volume were less than those of the control group， the differences were statistically significant （P<0.05）. There were significant differences in Bhler angle， Gissane angle， calcaneal height， calcaneal length and calcaneal width between two groups after surgery and before surgery （P<0.05）. There were no significant differences in the above indexes between the two groups after surgery （P>0.05）. After surgery， the foot and ankle scores in both groups were increased， and that in the observation group was higher than that in the control group， the levels of TNF-α， IL-1， CRP， Cor， NE and AngⅡ in both groups were decreased， and those in the observation group were lower than those in the control group， the differences were statistically significant （P<0.05）. Conclusion： 3D printing combined with hollow nail internal fixation with small incision under tarsal sinus in the treatment of traumatic calcaneal fracture can alleviate surgical trauma， reduce inflammatory response and stress response， and promote the recovery of ankle joint function.

[Key words] 3D printing Hollow nail internal fixation with small incision under tarsal sinus Traumatic calcaneal fracture Inflammatory response Stress response

First-author's address： Department of Emergency Surgery， Guizhou Provincial People's Hospital， Guiyang 550002， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2024.25.003

跟骨骨折多因高處跌落，足部、踝部受到重力擠壓導(dǎo)致，由于跟骨是機體最大跗骨，主要作用為承受機體重力，如發(fā)生骨折會累及距下關(guān)節(jié)、跟骰關(guān)節(jié)，破壞生理結(jié)構(gòu)，增加致殘率[1]。加之跟骨部位解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在發(fā)生骨折后跟骨周圍皮瓣極易壞死，導(dǎo)致骨折特征復(fù)雜[2]。臨床治療跟骨骨折以“L”型外側(cè)切口入路復(fù)位鋼板內(nèi)固定為主，但該種治療方式視野有限，故在有限的視野下選擇合適內(nèi)固定鋼板、準(zhǔn)確定位螺釘位置是治療成功的關(guān)鍵[3]。隨著微創(chuàng)手術(shù)的發(fā)展，經(jīng)跗骨竇小切口逐漸應(yīng)用于臨床中，其具有切口小、并發(fā)癥少的優(yōu)勢，但操作視野小，影響手術(shù)操作。當(dāng)前對骨折的了解主要為X線、CT檢查，但因跟骨部位特殊，需術(shù)中反復(fù)進行X線透視，以證實骨折復(fù)位情況，不僅影響手術(shù)時長，且增加放射性損害[4-5]。隨著3D打印技術(shù)的成熟，其逐漸應(yīng)用在相對復(fù)雜、精細度較高的手術(shù)中，其特點是可模擬手術(shù)制訂個體化復(fù)位方案。該技術(shù)通過術(shù)前重建、打印三維模板，模擬骨折情況，以最大程度復(fù)位骨折[6]。基于此，本文觀察了3D打印聯(lián)合跗骨竇下小切口空心釘內(nèi)固定治療創(chuàng)傷性跟骨骨折的效果，并采用隨機對照方式驗證該方案的有效性，見下文。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2019年1月—2023年1月在貴州省人民醫(yī)院治療的創(chuàng)傷性跟骨骨折患者120例。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）X線診斷為跟骨骨折；（2）外傷致跟骨閉合性骨折；（3）無須急診手術(shù)；（4）骨折時間<14 d；（5）單側(cè)骨折。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）骨質(zhì)疏松；（2）腫瘤骨轉(zhuǎn)移；（3）凝血障礙；（4）未完成隨訪。應(yīng)用隨機數(shù)字表法將患者分為對照組（跗骨竇下小切口空心釘內(nèi)固定）及觀察組（3D打印聯(lián)合跗骨竇下小切口空心釘內(nèi)固定），各60例。本研究通過本院醫(yī)學(xué)倫理委員會審核。患者簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 對照組 本組患者行跗骨竇下小切口空心釘內(nèi)固定。術(shù)前常規(guī)制動固定、冰敷消腫，在足部皮膚出現(xiàn)褶皺后進行手術(shù)。臥位、固定健側(cè)，行硬膜外麻醉，在外踝尖下部一橫指及跟距關(guān)節(jié)部位行橫切口，逐層分離，充分暴露腓骨長短肌肌腱，應(yīng)用復(fù)位鉗夾住跟骨末端，持續(xù)牽引，直至恢復(fù)跟骨長度，再分別從跟骨體的雙側(cè)向中間擠壓，恢復(fù)跟骨寬度，并將塌陷關(guān)節(jié)面翹拔復(fù)位，復(fù)位關(guān)節(jié)面后，直視下復(fù)位良好，應(yīng)用克氏針固定，使用C臂機透視，確保復(fù)位效果，再自克氏針方向旋入空心拉力螺釘，進行縱向和橫向固定。

1.2.2 觀察組 本組患者行3D打印聯(lián)合跗骨竇下小切口空心釘內(nèi)固定。術(shù)前準(zhǔn)備和對照組相同，術(shù)前行X線和CT掃描，取得跟骨骨折部位的數(shù)字成像和數(shù)據(jù)。采用3D打印技術(shù)處理，建立三維模型，并進行虛擬復(fù)位，在制作模型時，應(yīng)橫向和縱向釘?shù)?，保證釘?shù)儡壍?，測得進針深度，根據(jù)患者情況制訂鋼板，結(jié)合患者患肢形態(tài)選擇合適導(dǎo)板，注意應(yīng)與釘?shù)老喾?。使?D打印跟骨導(dǎo)板，并記錄螺絲的尺寸及型號?；颊呷?cè)臥位，進行硬膜外麻醉，常規(guī)消毒鋪巾后，在患者跗骨部位做4～6 cm切口，依次分離，暴露跟距下關(guān)節(jié)，采用點分狀復(fù)位鉗、骨撬復(fù)位跟骨距下關(guān)節(jié)面，再在跟骨后下置入2枚克氏針，固定距下關(guān)節(jié)面，最后置入預(yù)塑鋼板，借助透視機觀察復(fù)位，使用空心拉力螺釘固定。

1.3 觀察指標(biāo)及判定標(biāo)準(zhǔn)

（1）臨床效果：術(shù)后6個月根據(jù)Maryland足功能評分評價優(yōu)良率，骨折愈合，活動受限、腫脹、疼痛全部消失，且Maryland足功能評分90～100分，記為優(yōu)；骨折愈合，且Maryland評分75～89分，記為良；Maryland評分50～74分，記為中；Maryland評分低于50分，記為差[7]。以優(yōu)+良計算優(yōu)良率。（2）圍手術(shù)期指標(biāo)：記錄兩組手術(shù)時間、出血量、透視次數(shù)。（3）影像學(xué)指標(biāo)、踝關(guān)節(jié)功能評分：術(shù)前、術(shù)后6個月X線檢測跟骨Bhler角、Gissane角、跟骨高度、跟骨長度、跟骨寬度；使用美國足踝外科醫(yī)師協(xié)會（AOFAS）制訂的踝-后足評分評價踝關(guān)節(jié)功能，該評分0～100分，分數(shù)越高功能越好[8]。（4）炎癥因子及應(yīng)激指標(biāo)：術(shù)前、術(shù)后1 d采集兩組臥位靜脈血3 mL，使用酶聯(lián)免疫吸附試驗檢測炎癥因子腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細胞介素-1（IL-1）、C反應(yīng)蛋白（CRP）；使用放射免疫法檢測應(yīng)激指標(biāo)皮質(zhì)醇（Cor）、去甲腎上腺素（NE）、血管緊張素Ⅱ（AngⅡ）。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理

用SPSS 26.0軟件處理數(shù)據(jù)。以率（%）表示計數(shù)資料，行字2檢驗；以（x±s）表示計量資料，組間比較行獨立樣本t檢驗，組內(nèi)比較行配對t檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組基線資料比較

觀察組男31例，女29例；年齡24～65歲，平均（42.31±2.58）歲；Sanders分型：Ⅱ型36例，Ⅲ型24例。對照組男29例，女31例；年齡25～66歲，平均（42.55±2.63）歲；Sanders分型：Ⅱ型37例，Ⅲ型23例。兩組基線資料比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），具有可比性。

2.2 兩組優(yōu)良率比較

觀察組優(yōu)良率高于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（字2=6.171，P=0.013），見表1。

2.3 兩組圍手術(shù)期指標(biāo)比較

觀察組手術(shù)時間短于對照組，透視次數(shù)、出血量均少于對照組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），見表2。

2.4 兩組影像學(xué)指標(biāo)、踝關(guān)節(jié)功能比較

術(shù)前及術(shù)后6個月兩組影像學(xué)指標(biāo)、術(shù)前踝-后足評分比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）；術(shù)后6個月，兩組Bhler角、Gissane角、跟骨高度、跟骨長度均較術(shù)前均增加，跟骨寬度均較術(shù)前減?。≒<0.05）；術(shù)后6個月，觀察組踝-后足評分高于對照組（P<0.05）。見表3。

2.5 兩組炎癥因子比較

術(shù)前，兩組炎癥因子比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）；術(shù)后1 d，兩組TNF-α、IL-1、CRP均升高，但觀察組均低于對照組（P<0.05）。見表4。

2.6 兩組應(yīng)激指標(biāo)比較

術(shù)前，兩組應(yīng)激指標(biāo)比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）；術(shù)后1 d，兩組Cor、NE、AngⅡ均升高，但觀察組均低于對照組（P<0.05）。見表5。

3 討論

跟骨骨折是足部常見骨折，多因墜落、暴力擠壓導(dǎo)致，因為壓力直接作用在跟骨，致使距骨將跟骨外壁擠開，發(fā)生跟骨骨折[9-10]。同時，跟骨骨折患者大都存在軟組織挫傷，病情嚴重可導(dǎo)致張力性水泡，減少術(shù)后并發(fā)癥是跟骨骨折手術(shù)要求之一，也是微創(chuàng)理念的主要思想[11-12]。隨著微創(chuàng)技術(shù)的發(fā)展，跗骨竇切口螺釘內(nèi)固定技術(shù)逐漸成熟，具有軟組織損傷小，利于術(shù)后恢復(fù)的優(yōu)勢，但是，術(shù)中需置入多枚空心螺釘，需要多次透視，而反復(fù)透視會延長手術(shù)時間、增加輻射傷害[13]。

當(dāng)前，CT三維重建雖能夠建立三維模型，但由于成像范圍、角度等問題，加之其屬于可視化圖形，不能實現(xiàn)術(shù)前真實模擬手術(shù)效果[14]。近年來，3D打印技術(shù)逐漸成熟，已被廣泛應(yīng)用在骨折治療中，其可實現(xiàn)預(yù)先評估骨缺損、虛擬手術(shù)、預(yù)裁固定鋼板等[15]。手術(shù)前借助3D打印技術(shù)，可根據(jù)跟骨骨折患者二維影像結(jié)果，將骨折跟骨還原成生理解剖結(jié)構(gòu)，利于術(shù)者判斷患者情況，以防術(shù)中出現(xiàn)偏差，有助于制訂出符合患者情況的手術(shù)方案，并預(yù)估患者術(shù)中存在風(fēng)險。通過3D打印精準(zhǔn)判斷骨折關(guān)節(jié)面，可提高治療效果，減少圍手術(shù)期并發(fā)癥的發(fā)生[16]。本研究結(jié)果顯示，術(shù)后6個月兩組跟骨Bhler角、Gissane角、跟骨高度、跟骨長度均增加，跟骨寬度均減小，但組間比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義；觀察組手術(shù)時間短于對照組，透視次數(shù)少于對照組，出血量小于對照組；觀察組優(yōu)良率、術(shù)后6個月踝-后足評分均高于對照組。提示兩種治療方式均可進行關(guān)節(jié)面解剖復(fù)位，但3D打印聯(lián)合跗骨竇下小切口空心釘內(nèi)固定治療可根據(jù)患者跟骨骨折情況，預(yù)估骨缺損，模擬手術(shù)，明確復(fù)位固定順序，縮短手術(shù)時間，提高治療效果，改善踝關(guān)節(jié)功能，實現(xiàn)更早進行運動和負重。

手術(shù)均會損傷組織，且跟骨骨折端血管、神經(jīng)較多，會短期內(nèi)促進炎癥反應(yīng)，影響患者預(yù)后。因此，檢測跟骨骨折患者術(shù)后炎癥因子可體現(xiàn)手術(shù)創(chuàng)傷程度[17]。IL-1、CRP、TNF-α均為炎癥早期因子，可觸發(fā)和啟動炎癥反應(yīng)，并能夠促進炎癥因子活化、浸潤，激活炎癥級聯(lián)反應(yīng)[18]。本研究結(jié)果顯示，兩組術(shù)后炎癥因子均升高，但觀察組均低于對照組，提示手術(shù)均會引發(fā)炎癥反應(yīng)，但3D打印聯(lián)合跗骨竇下小切口空心釘內(nèi)固定治療，患者炎癥反應(yīng)更輕。

手術(shù)的精細程度會影響機體的應(yīng)激狀態(tài)，嚴重應(yīng)激反應(yīng)會增加術(shù)后感染概率，影響預(yù)后恢復(fù)[19]。臨床中將Cor、NE、AngⅡ作為評價應(yīng)激反應(yīng)的常用指標(biāo)，其中Cor、NE通過腎上腺分泌，Cor參與水鈉、糖脂代謝，NE可引起血管收縮，AngⅡ是腎素-血管緊張素激活后產(chǎn)物，可加速血管收縮[20-21]。本研究結(jié)果顯示，兩組術(shù)后應(yīng)激指標(biāo)均升高，但觀察組均低于對照組，提示手術(shù)均會引發(fā)應(yīng)激反應(yīng)，但3D打印聯(lián)合跗骨竇下小切口空心釘內(nèi)固定，患者應(yīng)激反應(yīng)較輕。

綜上所述，3D打印聯(lián)合跗骨竇下小切口空心釘內(nèi)固定治療創(chuàng)傷性跟骨骨折，可減輕手術(shù)創(chuàng)傷，減輕炎癥反應(yīng)、應(yīng)激反應(yīng)，促進踝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)。

參考文獻

[1]張成川，梁建，盛雷，等.3D打印聯(lián)合急診外側(cè)入路手術(shù)治療創(chuàng)傷性跟骨骨折的有效性及對應(yīng)激、炎癥因子的影響[J].臨床和實驗醫(yī)學(xué)雜志，2023，22（1）：42-47.

[2]謝坤南，畢若杰，馬姍姍，等.基于三維CT解剖重建距下關(guān)節(jié)原位融合術(shù)治療陳舊性跟骨骨折伴單純性距下關(guān)節(jié)創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎臨床效果[J].臨床軍醫(yī)雜志，2020，48（12）：1440-1441.

[3] FRANGEZ I，NIZIC-KOS T，CIMERMAN M，et al.Threatening fracture of intraosseous lipoma treated by internal fixation case report and review of the literature[J].Journal of the American Podiatric Medical Association，2019，109（1）：75-79.

[4]戴科，左立新，劉永剛，等.微創(chuàng)距下關(guān)節(jié)融合術(shù)對跟骨骨折所致距下關(guān)節(jié)創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎患者足踝關(guān)節(jié)功能及骨代謝指標(biāo)的影響[J].陜西醫(yī)學(xué)雜志，2021，50（6）：687-689，693.

[5]劉波，陳家富，劉巍.改良Allgower-Donati縫合法在跟骨骨折切開復(fù)位內(nèi)固定術(shù)后應(yīng)用效果觀察[J].創(chuàng)傷外科雜志，2019，21（7）：542-545.

[6]潘天明，史榮軍，束軍潮.微創(chuàng)經(jīng)皮鋼板固定技術(shù)治療Sanders Ⅱ型、Ⅲ型骨折患者的臨床觀察[J].中國臨床醫(yī)生雜志，2019，47（9）：1081-1083.

[7]袁長勇，劉洪全，劉躍廷，等.復(fù)合組織瓣移植修復(fù)對嚴重足部踝關(guān)節(jié)皮膚缺損患者Maryland足功能評分及創(chuàng)面滲出液中TGF-β1和VEGF水平的影響[J].貴州醫(yī)科大學(xué)學(xué)報，2022，47（7）：821-825.

[8]雷爽，徐紅霞.改良型加壓冰敷袋對成人踝關(guān)節(jié)骨折術(shù)前患肢腫脹及疼痛程度的影響[J].實用醫(yī)院臨床雜志，2022，19（2）：29-32.

[9] XIONG L，LI X Y，CHEN Z Y，et al.The efficacy of 3D printing-assisted surgery for traumatic fracture： a meta-analysis[J].Postgraduate Medical Journal，2019，95（1126）：414-419.

[10]李鋒偵，鄒士平，司文騰，等.個性化3D打印導(dǎo)航模板在膝關(guān)節(jié)創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中的應(yīng)用效果觀察[J].中國骨與關(guān)節(jié)損傷雜志，2022，37（2）：130-133.

[11]孟令杰，錢輝，盛曉磊，等.3D打印建模聯(lián)合骨水泥成形微創(chuàng)治療塌陷Sanders Ⅲ型跟骨骨折[J].中國組織工程研究，2021，25（24）：3784-3789.

[12] MANIGLIA B C，PATARO G，F(xiàn)ERRARI G，et al.Pulsed electric fields （PEF） treatment to enhance starch 3D printing application： Effect on structure， properties， and functionality of wheat and cassava starches[J].Innovative Food Science & Emerging Technologies，2021，68：102602.

[13]李冬寒，鐘昌戎，林澤宏，等.3D打印導(dǎo)航模板輔助鋼板內(nèi)固定術(shù)治療Sanders Ⅲ、Ⅳ型跟骨骨折效果分析[J].創(chuàng)傷外科雜志，2020，22（4）：250-254.

[14]周順利，查麗霞，魏小華，等.聯(lián)合3D打印技術(shù)、載距突螺釘導(dǎo)向器治療Sanders Ⅲ、Ⅳ型跟骨骨折的臨床療效分析[J].生物骨科材料與臨床研究，2022，19（5）：39-45.

[15] FRCS G L F，F(xiàn)RCS E B K K.Are three-dimensional printed models useful for preoperative planning of tibial plafond fractures？[J].The Journal of Foot and Ankle Surgery，2019，58（4）：723-729.

[16]黃朱宋，陳翔，藍錦福，等.3D打印空心釘導(dǎo)板輔助空心釘聯(lián)合小鋼板內(nèi)固定治療Sanders Ⅱ、Ⅲ型跟骨骨折療效觀察[J].中國骨與關(guān)節(jié)損傷雜志，2021，36（6）：642-644.

[17]安志輝，邢燕鋒，何娟，等.3D打印聯(lián)合經(jīng)皮撬撥與切開復(fù)位內(nèi)固定治療Sanders Ⅱ、Ⅲ型跟骨骨折的臨床研究對比[J].中國醫(yī)學(xué)裝備，2021，18（7）：118-121.

[18] MA Y，ZHANG Y，HU Z，et al.Experimental study of the heat transfer by water in rough fractures and the effect of fracture surface roughness on the heat transfer characteristics[J].Geothermics，2019，81（5）：235-242.

[19]顧光學(xué)，霍永鋒，殷照陽，等.3D打印技術(shù)單鋼板結(jié)合拉力螺釘治療創(chuàng)傷性Pilon骨折臨床效果觀察[J].臨床軍醫(yī)雜志，2020，48（12）：1489-1491.

[20]陳曄，孫煥建，施鳳超，等.內(nèi)外側(cè)聯(lián)合入路切開復(fù)位內(nèi)固定術(shù)治療合并載距突骨折脫位的跟骨骨折[J].中華骨科雜志，2022，42（3）：172-181.

[21] PA?KA ?，KURY?O P，KLEKIEL T，et al.A mechanical study of novel additive manufactured modular mandible fracture fixation plates-preliminary study with finite element analysis[J].Injury，2020，51（7）：1527-1535.

（本文編輯：陳韻）