3D打印導(dǎo)向器在鏡下前交叉韌帶脛骨撕脫骨折固定術(shù)中的應(yīng)用效果

摘要 目的：分析3D打印導(dǎo)向器在鏡下前交叉韌帶（ACL）脛骨撕脫骨折固定術(shù)中的臨床應(yīng)用及療效。方法：選取延安大學(xué)附屬醫(yī)院創(chuàng)傷骨科于2020年10月—2024年10月收治的ACL脛骨撕脫骨折患者100例，隨機(jī)分為常規(guī)組（行常規(guī)鏡下ACL脛骨撕脫骨折固定術(shù)，n=50）和3D組（行3D打印導(dǎo)向器輔助鏡下ACL脛骨撕脫骨折固定術(shù)，n=50）。比較兩組患者的圍手術(shù)期指標(biāo)、膝關(guān)節(jié)功能、生活質(zhì)量、屈曲攣縮發(fā)生率及并發(fā)癥發(fā)生率。結(jié)果：3D組患者術(shù)中出血量、術(shù)后引流量、手術(shù)時間、骨折愈合時間、開始膝關(guān)節(jié)功能鍛煉時間、住院時間均少于常規(guī)組（Plt;0.05）。治療前兩組患者國際膝關(guān)節(jié)文獻(xiàn)委員會評分、Tegner膝關(guān)節(jié)運(yùn)動評分、Lysholm膝關(guān)節(jié)評分比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（Pgt;0.05），治療后兩組患者各項(xiàng)評分均升高，且3D組高于常規(guī)組（Plt;0.05）。治療前兩組患者健康調(diào)查簡表各維度評分比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（Pgt;0.05），治療后兩組患者各維度評分均升高且3D組高于常規(guī)組（Plt;0.05）。3D組患者5°屈曲攣縮發(fā)生率、屈曲攣縮總發(fā)生率以及并發(fā)癥發(fā)生率均低于常規(guī)組（Plt;0.05）。結(jié)論：3D打印導(dǎo)向器在鏡下ACL脛骨撕脫骨折固定術(shù)中臨床應(yīng)用效果顯著，可有效促進(jìn)患者術(shù)后康復(fù)及膝關(guān)節(jié)功能恢復(fù)，提高生活質(zhì)量，減少屈曲攣縮發(fā)生及并發(fā)癥發(fā)生，臨床推廣優(yōu)勢大。

關(guān)鍵詞 前交叉韌帶；脛骨撕脫骨折；3D打印導(dǎo)向器；膝關(guān)節(jié)功能

中圖分類號 R687.4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-7721（2025）03-0368-05

Application of 3D printing guide in microscopic anterior cruciate ligament tibial avulsion fracture fixation

Abstract Objective： To analyze the clinical application and efficacy of 3D printing guide in microscopic anterior cruciate ligament （ACL） tibial avulsion fracture fixation. Methods： 100 patients with ACL tibial avulsion fractures in the Department of Trauma Orthopedics of the Yanan University Affiliated Hospital from October 2020 to October 2024 were selected and randomly divided into the conventional group （conventional microscopic ACL tibial avulsion fracture fixation， n=50） and the 3D group （3D printing guide-assisted microscopic ACL tibial avulsion fracture fixation， n=50）. The perioperative indicators， knee function， quality of life， incidence of flexion contracture， and complication rate were compared between the two groups. Results： Patients in the 3D group experienced less intraoperative bleeding， postoperative drainage， operative time， fracture healing time， time to start knee function exercises， and length of hospital stay than those in the conventional group （Plt;0.05）. The International Knee Documentation Committee score， Tegner knee motion score， Lysholm knee score， and Health Survey Short Form Score showed no statistically significant difference between the two groups before treatment （Pgt;0.05）. While all scores in both groups increased after treatment， and the 3D group outperformed the conventional group （Plt;0.05）. In the 3D group， there was a decreased incidence of 5° flexion contracture， total flexion contracture， and complications compared to the conventional group （Plt;0.05）. Conclusion： The clinical efficacy of 3D printing guides in microscopic ACL tibial avulsion fracture fixation is remarkable， it can effectively promote postoperative knee joint function recovery， improve the quality of life， reduce the incidence of flexion contracture and complications， which is worthy of clinical promotion.

Key words Anterior Cruciate Ligament; Tibial Avulsion Fracture; 3D Printing Guide; Knee Joint Function

前交叉韌帶（Anterior Cruciate Ligament，ACL）脛骨撕脫骨折是運(yùn)動醫(yī)學(xué)中常見的損傷類型，治療的關(guān)鍵在于骨折塊的精準(zhǔn)復(fù)位和牢固固定，以恢復(fù)關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性和功能[1]。傳統(tǒng)的手術(shù)治療方法往往依賴于術(shù)者的經(jīng)驗(yàn)和手感，存在一定的操作難度和不確定性。隨著數(shù)字醫(yī)學(xué)和3D打印技術(shù)的快速發(fā)展，這些高科技手段開始應(yīng)用于治療ACL脛骨撕脫骨折，并展現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢[2-3]。3D打印導(dǎo)向器作為一種新興的手術(shù)輔助工具，能夠基于患者的個體化CT掃描數(shù)據(jù)，精確構(gòu)建傷膝的三維模型，并模擬手術(shù)過程，直接定位骨道位置[4]。該技術(shù)的引入，不僅極大地提高了手術(shù)的精準(zhǔn)性和可重復(fù)性，還顯著減少了手術(shù)操作時間和患者的創(chuàng)傷，促進(jìn)了術(shù)后關(guān)節(jié)功能的快速恢復(fù)[5]。本研究旨在探討3D打印導(dǎo)向器在鏡下ACL脛骨撕脫骨折固定術(shù)中的臨床應(yīng)用與效果，評估其手術(shù)效果、安全性以及對患者術(shù)后生活質(zhì)量的影響，以期能夠?yàn)锳CL脛骨撕脫骨折治療提供一種更為精準(zhǔn)、高效和安全的手術(shù)方案，進(jìn)一步推動運(yùn)動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取延安大學(xué)附屬醫(yī)院創(chuàng)傷骨科

2020年10月—2024年10月收治的ACL脛骨撕脫骨折患者100例作為研究對象。納入標(biāo)準(zhǔn)：①經(jīng)查體及CT、X線等影像學(xué)檢查確診為ACL脛骨撕脫骨折[6]（患者通常有明確的外傷史，主要癥狀包括膝關(guān)節(jié)疼痛、腫脹、活動受限、行走困難。體格檢查中可能出現(xiàn)浮髕試驗(yàn)陽性、Lachman試驗(yàn)陽性、內(nèi)外翻側(cè)方應(yīng)力試驗(yàn)陽性等），且一般情況較為良好；②年齡18～70歲；③既往未接受治療；④資料齊全；⑤簽署知情同意授權(quán)書。排除標(biāo)準(zhǔn)：①既往有膝關(guān)節(jié)手術(shù)史者；②存在重要臟器功能衰竭者；③合并其他部位骨折者；④合并類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎者；⑤中途退出者。將納入的患者以隨機(jī)數(shù)字表法分成兩組，一組為常規(guī)組（n=50），行常規(guī)鏡下ACL脛骨撕脫骨折固定術(shù)治療，一組為3D組（n=50），行3D打印導(dǎo)向器輔助鏡下ACL脛骨撕脫骨折固定術(shù)治療。兩組患者一般資料比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（Pgt;0.05），具有可比性（見表1）。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)通過。

1.2方法

1.2.1常規(guī)組 行常規(guī)鏡下ACL脛骨撕脫骨折固定術(shù)治療。連續(xù)硬膜外麻醉下，患者取仰臥位，行標(biāo)準(zhǔn)膝關(guān)節(jié)前外側(cè)與前內(nèi)側(cè)入路，沖洗并探查關(guān)節(jié)腔，特別注意半月板前角及膝橫韌帶是否嵌入骨折間隙，必要時進(jìn)行鉤出或切除。于脛骨結(jié)節(jié)內(nèi)側(cè)切1 cm小口，使用ACL脛骨定位器（設(shè)定為50°角）引導(dǎo)，在骨折塊兩側(cè)23 mm處鉆4.5 mm骨隧道，保留510 mm骨橋。清除碎屑后，引入PDS Ⅱ牽引線和雙股Orthocord固定線，通過骨隧道拉至關(guān)節(jié)外打結(jié)固定。在牽引線牽引下，固定線騎跨于ACL基底部骨折塊上，關(guān)節(jié)外拉緊固定線兩端，鏡下確認(rèn)骨折復(fù)位良好。屈膝30°，于骨隧道脛骨端外打結(jié)固定，先打滑結(jié)后打五重方結(jié)。處理其他合并損傷，確認(rèn)關(guān)節(jié)活動無障礙、骨折固定可靠、ACL松緊適宜后，沖洗關(guān)節(jié)腔，置引流管，彈力繃帶包扎，伸膝位支具固定。術(shù)后患者需佩戴支具，接受消腫、抗炎、鎮(zhèn)痛治療，同時進(jìn)行踝泵運(yùn)動、直腿抬高練習(xí)及冰敷。固定2周后，患者開始進(jìn)行關(guān)節(jié)彎曲鍛煉及部分負(fù)重行走，6周后完全負(fù)重，8周后去除支具，恢復(fù)正常行走。

1.2.2 3D組 行3D打印導(dǎo)向器輔助鏡下ACL脛骨撕脫骨折固定術(shù)治療（如圖lA～B）?；颊咝g(shù)前經(jīng)CT三維重建與3D打印處理，定位導(dǎo)針骨道及導(dǎo)向器位置（如圖lC～E），并在實(shí)體模型上標(biāo)記導(dǎo)向器位置進(jìn)行體外設(shè)計與預(yù)演（如圖1F）。在手術(shù)過程中，依據(jù)術(shù)前的詳細(xì)規(guī)劃，醫(yī)生直接使用導(dǎo)向器進(jìn)行骨道定位，避免了多次使用克氏針進(jìn)行定位的需要，從而實(shí)現(xiàn)了精確的骨折復(fù)位。手術(shù)采用腰硬聯(lián)合麻醉，患者采取仰臥位，于大腿根部配備氣壓止血帶。麻醉生效后，通過關(guān)節(jié)鏡探查確認(rèn)ACL脛骨撕脫骨折的情況。膝關(guān)節(jié)屈曲至90°，于脛骨結(jié)節(jié)內(nèi)側(cè)進(jìn)行切口，放置導(dǎo)向器，并使用1 mm克氏針基于三角形穩(wěn)定原理建立3個骨道，然后在骨折部位使用縫合器和編織線進(jìn)行3針縫合，并將編織線經(jīng)骨道引出。在關(guān)節(jié)鏡下復(fù)位骨塊，拉緊編織線進(jìn)行固定。在確認(rèn)復(fù)位良好且韌帶張力恢復(fù)后，打結(jié)縫合切口并加壓包扎?；颊咝g(shù)后治療及康復(fù)同常規(guī)組。兩組患者均由同一專業(yè)醫(yī)療團(tuán)隊(duì)執(zhí)行手術(shù)。

1.3觀察指標(biāo) ①圍手術(shù)期指標(biāo)：記錄兩組患者術(shù)中出血量、術(shù)后引流量、手術(shù)時間、骨折愈合時間、開始膝關(guān)節(jié)功能鍛煉時間、住院時間。②膝關(guān)節(jié)功能：于術(shù)前及術(shù)后6個月，評定兩組患者國際膝關(guān)節(jié)文獻(xiàn)委員會（International Knee Documentation Committee，IKDC）評分[7]、Tegner膝關(guān)節(jié)運(yùn)動評分[8]、Lysholm膝關(guān)節(jié)評分[9]。IKDC評分涵蓋疼痛、癥狀、功能活動、運(yùn)動能力、參與水平等多個維度，總分值為1～100分，分?jǐn)?shù)越高表示膝關(guān)節(jié)功能越好。Tegner膝關(guān)節(jié)運(yùn)動評分評估患者的日?；顒幽芰瓦\(yùn)動水平，從完全不能活動到高強(qiáng)度運(yùn)動分為10個等級，總分值為1～10分，分?jǐn)?shù)越高表示膝關(guān)節(jié)運(yùn)動能力越強(qiáng)。Lysholm膝關(guān)節(jié)評分包括疼痛、僵硬、行走困難、上下樓梯等多個維度，總分值為1～100分，分?jǐn)?shù)越高表示膝關(guān)節(jié)功能越好。③生活質(zhì)量：于術(shù)前及術(shù)后6個月，采用健康調(diào)查量表（The 36-Item Short Form Health Survey，SF-36）[10]評估兩組患者生活質(zhì)量，涵蓋物質(zhì)生活、社會、軀體及心理功能4方面，總分值為1～360分，分?jǐn)?shù)越高表示生活質(zhì)量越好。④屈曲攣縮發(fā)生率：記錄兩組患者屈曲攣縮發(fā)生例數(shù)，包括屈曲攣縮5°和10°，并計算百分比。⑤并發(fā)癥發(fā)生率：記錄兩組患者神經(jīng)損傷、關(guān)節(jié)僵硬、傷口感染、畸形愈合發(fā)生例數(shù)，并計算百分比。

1.4統(tǒng)計學(xué)方法 本研究數(shù)據(jù)以統(tǒng)計學(xué)軟件SPSS 22.0處理。計數(shù)資料用例數(shù)（百分比）[n（%）]描述，行 χ2檢驗(yàn)；符合正態(tài)分布的計量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）描述，行t檢驗(yàn)。Plt;0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2結(jié)果

2.1圍手術(shù)期指標(biāo) 3D組患者術(shù)中出血量、術(shù)后引流量、手術(shù)時間、骨折愈合時間、開始膝關(guān)節(jié)功能鍛煉時間、住院時間均少于常規(guī)組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.05），見表2。

2.2膝關(guān)節(jié)功能 治療前兩組患者IKDC評分、Tegner膝關(guān)節(jié)運(yùn)動評分、Lysholm膝關(guān)節(jié)評分比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（Pgt;0.05）；治療后兩組患者IKDC評分、Tegner膝關(guān)節(jié)運(yùn)動評分、Lysholm膝關(guān)節(jié)評分均升高，且3D組高于常規(guī)組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.05），見表3。

2.3生活質(zhì)量 治療前兩組患者SF-36各維度評分比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（Pgt;0.05）；治療后兩組患者SF-36各維度評分均升高，且3D組高于常規(guī)組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.05），見表4。

2.4屈曲攣縮發(fā)生率 兩組患者10°屈曲攣縮發(fā)生率比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（Pgt;0.05），但3D組5°屈曲攣縮發(fā)生率和屈曲攣縮總發(fā)生率低于常規(guī)組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.05），見表5。

2.5并發(fā)癥發(fā)生率 3D組并發(fā)癥發(fā)生率低于常規(guī)組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（Plt;0.05），見表6。

3 討論

ACL是膝關(guān)節(jié)內(nèi)重要的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，ACL損傷是運(yùn)動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域常見的嚴(yán)重?fù)p傷之一[11-13]。ACL脛骨撕脫骨折作為其損傷類型之一，對患者的運(yùn)動功能和生活質(zhì)量造成了嚴(yán)重影響。隨著微創(chuàng)技術(shù)的發(fā)展，鏡下手術(shù)已成為治療ACL脛骨撕脫骨折的首選方法[14]。然而，鏡下手術(shù)對術(shù)者的技術(shù)要求較高，手術(shù)難度較大，尤其是在骨折復(fù)位和固定方面。為了提高手術(shù)的精確性和安全性，3D打印技術(shù)的應(yīng)用為手術(shù)提供了新的可能性。

本研究結(jié)果顯示，3D組相比常規(guī)組，術(shù)中出血量、術(shù)后引流量、手術(shù)時間、骨折愈合時間、開始膝關(guān)節(jié)功能鍛煉時間及住院時間均顯著減少；治療后兩組患者膝關(guān)節(jié)功能及生活質(zhì)量均提升，且3D組提升幅度更大；3D組5°屈曲攣縮發(fā)生率、屈曲攣縮總發(fā)生率以及并發(fā)癥發(fā)生率均低于常規(guī)組，分析原因如下。3D打印技術(shù)能夠以極高的精度制造導(dǎo)向器，確保其與患者骨骼結(jié)構(gòu)完美匹配[15-17]，還可以基于患者的CT掃描數(shù)據(jù)，創(chuàng)建個性化的3D模型，并據(jù)此設(shè)計打印導(dǎo)向器[18]。這種個性化定制確保了手術(shù)過程中的精準(zhǔn)定位，減少了手術(shù)誤差。使用3D打印導(dǎo)向器可以顯著縮短手術(shù)時間，因?yàn)閷?dǎo)向器能夠直接引導(dǎo)醫(yī)生進(jìn)行精確的骨道定位，無需反復(fù)嘗試和調(diào)整。精確的手術(shù)操作減少了軟組織和骨骼的損傷，從而降低了術(shù)中出血量[19-22]。3D打印導(dǎo)向器能夠確保骨折塊的解剖復(fù)位，為骨折愈合提供了最佳條件[23]，同時減少了手術(shù)過程中的潛在風(fēng)險，從而降低了因手術(shù)操作不當(dāng)?shù)纫蛩囟l(fā)的并發(fā)癥發(fā)生率。精確的手術(shù)和固定的穩(wěn)定性允許患者在術(shù)后更早地開始膝關(guān)節(jié)功能鍛煉，術(shù)后快速恢復(fù)和較低的并發(fā)癥發(fā)生率也減輕了患者的心理負(fù)擔(dān)，增強(qiáng)了患者對治療的信心[24-26]。3D打印導(dǎo)向器適用于多種類型的ACL脛骨撕脫骨折，具有廣泛的適用性，同時簡化了手術(shù)過程的教學(xué)和培訓(xùn)，使更多醫(yī)生能夠掌握這一技術(shù)[27-30]。雖然3D打印導(dǎo)向器的初期成本可能較高，但考慮到其帶來的手術(shù)效率提升、患者康復(fù)加速以及并發(fā)癥減少等好處，長期成本效益是顯著的。筆者認(rèn)為，3D打印導(dǎo)向器輔助ACL脛骨撕脫骨折固定術(shù)相比常規(guī)手術(shù)的優(yōu)勢包括術(shù)前精準(zhǔn)模擬實(shí)現(xiàn)解剖復(fù)位；單次骨隧道穿刺避免骨塊破碎；固定牢固，愈合時間短；韌帶編織線固定無切割風(fēng)險；手術(shù)時間短，個體化處理無需二次手術(shù)，縮短治療時間。

綜上所述，3D打印導(dǎo)向器在鏡下ACL脛骨撕脫骨折固定術(shù)的臨床應(yīng)用中具有顯著優(yōu)勢，不僅提高了手術(shù)的精確性和安全性，還促進(jìn)了患者的快速康復(fù)和膝關(guān)節(jié)功能的恢復(fù)。這些優(yōu)勢使得3D打印導(dǎo)向器在臨床推廣中具有很大的潛力。

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