3D打印輔助PMMA骨水泥髓內(nèi)支撐在肱骨近端骨質(zhì)疏松性骨折治療中的應(yīng)用

摘要 目的：分析3D打印輔助聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）骨水泥髓內(nèi)支撐在Neer Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型肱骨近端骨質(zhì)疏松性骨折治療中的應(yīng)用。方法：回顧性分析2021年10月—2023年11月在通用醫(yī)療漢中三二〇一醫(yī)院接受3D打印輔助PMMA骨水泥髓內(nèi)支撐治療的90例老年肱骨近端骨質(zhì)疏松性骨折患者的臨床資料，根據(jù)Neer分型將所有患者分為Neer Ⅱ型骨折組（n=28）、Neer Ⅲ型骨折組（n=37）和Neer Ⅳ型骨折組（n=25），并觀察患者的康復(fù)情況。結(jié)果：三組患者術(shù)前患側(cè)頸干角顯著小于健側(cè)頸干角（Plt;0.05），而術(shù)后6個(gè)月患側(cè)頸干角與健側(cè)頸干角比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Pgt;0.05）。三組患者術(shù)中與術(shù)后6個(gè)月的肱骨頭高度差值均lt;5 mm。三組患者術(shù)后不同時(shí)點(diǎn)的VAS評(píng)分和Constant-Murley評(píng)分均低于術(shù)前，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）；各組內(nèi)不同時(shí)點(diǎn)評(píng)分兩兩比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）。與術(shù)前相比，三組患者術(shù)后6個(gè)月的生活質(zhì)量各維度評(píng)分明顯升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）。結(jié)論：對(duì)老年Neer II、III、IV型肱骨骨質(zhì)疏松性骨折患者行3D打印輔助PMMA骨水泥髓內(nèi)支撐治療能有效促進(jìn)患者術(shù)后恢復(fù)，效果良好。

關(guān)鍵詞 3D打印技術(shù)；聚甲丙烯酸甲酯；肱骨骨折；骨質(zhì)疏松

中圖分類號(hào) R683.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-7721（2025）03-0373-06

Application of 3D printing-assisted PMMA bone cement intramedullary support in the treatment of osteoporotic fractures of the proximal humerus

Abstract Objective： Analyze the application of 3D printing-assisted polymethylmethacrylate （PMMA） bone cemented intramedullary support in the treatment of Neer II， III， and IV osteoporotic fracture of the proximal humerus. Methods： 90 elderly patients with osteoporotic fractures of the proximal humerus who were treated with 3D printing-assisted PMMA bone cemented intramedullary support in General Healthcare Hanzhong 3201 Hospital from October 2021 to November 2023 were retrospectively selected and divided into the Neer II fracture group （n=28）， the Neer III fracture group （n=37） and the Neer IV fracture group （n=25） according to the Neer classification， and the rehabilitation conditions of patients was observed. Results： The preoperative humeral neck-shaft angle of the affected side was all significantly smaller than that of the healthy side in the three groups （Plt;0.05）， whereas the difference was not statistically significant at 6 months after surgery （Pgt;0.05）. The differences in humeral head height between intraoperative and postoperative 6-month measurements were all lt;5 mm in the three groups. VAS scores and Constant-Murley scores at different postoperative timepoints were all significantly lower than those befor surgery in the three groups （Plt;0.05）， and the scores at different timepoints in pairwise comparisons showed significant differences" （Plt;0.05）. The scores on quality of life in all dimensions were significantly increased in the three groups at 6 months postoperatively compared with those before surgery （Plt;0.05）. Conclusion： Application of 3D printing-assisted PMMA bone cement intramedullary support in treating elderly Neer type II， III， and IV osteoporotic fractures of the humerus can effectively promote the postoperative recovery and has a good application effect.

Key words 3D Printing Technology; Polymethyl Methacrylate; Humeral Fracture; Osteoporosis

人口老齡化使骨質(zhì)疏松性肱骨上端骨折的發(fā)病率顯著升高，尤其在40歲以后發(fā)病率急劇上升。這類骨折約占成人骨折的5%～6%，超過70%的病例集中于60歲以上的老年人群，其中女性約占四分之一[1-2]。骨質(zhì)疏松性肱骨上端骨折常表現(xiàn)為復(fù)雜的粉碎性骨折，嚴(yán)重干擾肱骨頭的血液供應(yīng)[3-4]。傳統(tǒng)鋼板治療在處理這類骨折時(shí)難以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)固的復(fù)位，同時(shí)發(fā)生術(shù)后并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)較高[5-6]。近年來，3D打印技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域中的應(yīng)用日益成熟，為解決此類骨折的治療難題帶來了新思路[7-8]。本研究旨在探討3D打印輔助聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）骨水泥髓內(nèi)支撐在Neer Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型肱骨近端骨質(zhì)疏松性骨折治療中的臨床療效，為此類疾病的治療提供更多選擇。

1 資料與方法

1.1一般資料 回顧性分析通用醫(yī)療漢中三二〇一醫(yī)院2021年10月—2023年11月接受3D打印輔助PMMA骨水泥髓內(nèi)支撐治療的90例老年Neer Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型肱骨近端骨質(zhì)疏松性骨折患者的臨床資料，各部分骨折的影像學(xué)表現(xiàn)如圖1所示。根據(jù)Neer分型將所有患者分為Neer Ⅱ型骨折組（n=28）、Neer Ⅲ型骨折組（n=37）和Neer Ⅳ型骨折組（n=25）。納入標(biāo)準(zhǔn)：①臨床資料及隨訪資料完整；②年齡≥60歲；③單側(cè)肱骨近端骨折；④骨密度檢查T值lt;2.5；⑤行3D打印輔助PMMA骨水泥髓內(nèi)支撐治療。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①患有系統(tǒng)性紅斑狼瘡、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、全身性免疫性疾??；②合并重要臟器功能障礙；③溝通障礙；④合并精神與心理疾病且長期服用此類藥物；⑤開放性骨折及病理性骨折；⑥合并骨代謝疾?。虎哂猩现中g(shù)史或腫瘤病史。三組患者一般資料比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Pgt;0.05），見表1。

1.2手術(shù)方法

1.2.1術(shù)前準(zhǔn)備 所有患者術(shù)前行雙側(cè)肱骨正側(cè)位X線檢查及三維重建CT檢查，并應(yīng)用A-SiteV 4.0軟件對(duì)健側(cè)及患側(cè)肱骨近端頸干角進(jìn)行測量。將患者雙側(cè)肱骨的CT掃描數(shù)據(jù)導(dǎo)入Mimics Researh 20.0軟件進(jìn)行雙側(cè)肱骨3D建模，將健側(cè)肱骨3D模型鏡像處理后與患側(cè)肱骨3D模型對(duì)比，根據(jù)骨缺損范圍制定PMMA骨水泥占位器模型。將患側(cè)肱骨3D模型數(shù)據(jù)與骨水泥占位器模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入3D打印機(jī)，采用光固化樹脂材料作為原料制作患側(cè)肱骨3D模型與骨水泥占位器模具，將占位器模具置入患側(cè)肱骨近端骨缺損處檢測是否匹配，完成匹配后對(duì)骨水泥占位器模具滅菌消毒待用。

頸干角與肱骨頭高度測量。通過肩關(guān)節(jié)肱骨頭軟骨緣的上緣到下緣畫一條AB線，通過肱骨頭中心垂直于AB線畫CD線，再畫一條將肱骨干平分兩半的EF線，CD線和EF線的夾角即為肩關(guān)節(jié)肱骨近端頸干角。沿肱骨頭及鋼板上緣處繪制兩條線，兩條線之間的距離為肱骨頭高度。每側(cè)頸干角與肱骨頭高度的測量均由同一位經(jīng)驗(yàn)豐富的臨床醫(yī)生進(jìn)行，每處測量3次，取平均值。

1.2.2手術(shù)步驟 患者取仰臥位，麻醉滿意后將肩部墊高，常規(guī)消毒鋪巾貼皮膚保護(hù)膜。于喙突尖處作一縱行切口，沿三角肌與胸大肌間溝向下至肱骨外側(cè)面三角肌止點(diǎn)處逐層切開皮膚，仔細(xì)分離并保護(hù)頭靜脈，分離三角肌胸大肌間溝，將頭靜脈與胸大肌共同牽向內(nèi)側(cè)，分離肌間隙至三角肌與三角肌粗隆止點(diǎn)處，沿胸大肌止點(diǎn)外側(cè)縱行切開骨膜，顯露骨折斷端。清理骨折斷端的血腫與軟組織，顯露結(jié)節(jié)、岡上肌、岡下肌、肩胛下肌止點(diǎn)，將縫線穿過上述止點(diǎn)備用。將加入單體的PMMA骨水泥注入滅菌模具中制作骨水泥占位器，將固化后的PMMA骨水泥占位器插入肱骨髓腔中，近端支撐肱骨頭，遠(yuǎn)端插入骨折遠(yuǎn)端髓腔中支撐肱骨內(nèi)側(cè)柱，在透視下提拉縫線促進(jìn)肱骨大小結(jié)節(jié)復(fù)位，用克氏針臨時(shí)固定后安裝Philos接骨板。對(duì)肱二頭肌長頭腱探查無卡壓，肩袖處無撕裂。打入螺釘，將岡上肌、岡下肌、肩胛下肌的縫合線穿入接骨板孔后收緊打結(jié)。透視確認(rèn)盂肱關(guān)節(jié)及骨折斷端對(duì)位對(duì)線良好，接骨板高度與螺釘長度合適，沖洗并查看無活動(dòng)性出血后逐層縫合切口，放置引流管，用無菌敷料包扎。

1.2.3術(shù)后管理 術(shù)后3 d內(nèi)給予氟比洛芬、七葉皂苷鈉注射液靜脈滴注。術(shù)后當(dāng)日囑患者適度活動(dòng)患側(cè)手指和肘關(guān)節(jié)，術(shù)后2 d在家屬的幫助下下床活動(dòng)，術(shù)后3 d拔除引流管。術(shù)后2周開始康復(fù)訓(xùn)練，行患側(cè)肩關(guān)節(jié)適度鐘擺活動(dòng)，術(shù)后3周行患側(cè)肩關(guān)節(jié)行內(nèi)收、內(nèi)旋等活動(dòng)，術(shù)后4周復(fù)查影像學(xué)，觀察骨折斷端是否形成連續(xù)性骨痂。

1.3觀察指標(biāo) ①比較患者健側(cè)頸干角、術(shù)前頸干角、術(shù)后6個(gè)月頸干角情況。術(shù)后頸干角恢復(fù)到120°～150°即可認(rèn)定為解剖復(fù)位；否則認(rèn)為內(nèi)固定失效或出現(xiàn)內(nèi)翻、外翻畸形。②比較術(shù)中及術(shù)后6個(gè)月患者肱骨頭高度并計(jì)算其差值，超過5 mm則認(rèn)為內(nèi)固定結(jié)構(gòu)失效可能。③采用疼痛視覺模擬評(píng)分法（Visual Analogue Scale，VAS）評(píng)估患者術(shù)前、術(shù)后7 d、術(shù)后1個(gè)月和術(shù)后3個(gè)月的疼痛情況，得分越高表明疼痛越嚴(yán)重。④采用Constant-Murley肩關(guān)節(jié)功能評(píng)分法評(píng)價(jià)患者術(shù)前、術(shù)后1個(gè)月、術(shù)后3個(gè)月和術(shù)后6個(gè)月的肩關(guān)節(jié)功能，得分越高表明肩關(guān)節(jié)功能越差。⑤采用健康調(diào)查簡表（the MOS Item Short from Health Survey，SF-36）評(píng)估患者術(shù)前和術(shù)后6個(gè)月的生活質(zhì)量，得分越高表明生活質(zhì)量越高。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 所有數(shù)據(jù)采用SPSS 27.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)數(shù)資料用例數(shù)（百分比）[n（%）]表示，組間行 χ2檢驗(yàn)；符合正態(tài)分布的計(jì)量資料用均數(shù) ± 標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，頸干角、肱骨頭高度比較采用單因素方差分析，兩兩對(duì)比采用LSD-t檢驗(yàn)；各時(shí)點(diǎn)VAS、Constant-Murley評(píng)分比較采用重復(fù)測量方差分析，兩兩對(duì)比采用LSD-t檢驗(yàn)；術(shù)前和術(shù)后6個(gè)月的SF-36評(píng)分比較，采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。Plt;0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1頸干角 三組患者術(shù)前患側(cè)頸干角顯著小于健側(cè)頸干角，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）；術(shù)前患側(cè)頸干角均值組間比較、健側(cè)頸干角均值組間比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）；三組患者術(shù)后6個(gè)月患側(cè)頸干角與健側(cè)頸干角比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Pgt;0.05），見表2。

2.2肱骨頭高度 三組患者術(shù)中與術(shù)后6個(gè)月的肱骨頭高度差值均lt;5 mm，表明內(nèi)固定有效，見表3。

2.3 VAS評(píng)分 三組患者術(shù)后不同時(shí)間點(diǎn)的VAS評(píng)分均低于術(shù)前，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）；隨時(shí)間推移各組VAS評(píng)分呈下降趨勢(shì)，不同時(shí)間點(diǎn)的VAS評(píng)分組內(nèi)兩兩比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05），見表4。

2.4 Constant-Murley評(píng)分 三組患者術(shù)后不同時(shí)間點(diǎn)的Constant-Murley評(píng)分均低于術(shù)前，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）；隨著時(shí)間推移各組Constant-Murley評(píng)分呈下降趨勢(shì)，不同時(shí)間點(diǎn)的評(píng)分組內(nèi)兩兩比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05），見表4。

2.5生活質(zhì)量評(píng)分 與術(shù)前比較，三組患者術(shù)后6個(gè)月的生活質(zhì)量各維度評(píng)分均明顯升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05），見表6。

3 討論

肱骨近端骨折是骨質(zhì)疏松患者除橈骨遠(yuǎn)端骨折和椎骨骨折外第三頻發(fā)的骨折類型[9-10]，常表現(xiàn)為粉碎性骨折伴骨質(zhì)缺損，嚴(yán)重影響肱骨頭血運(yùn)，治療不當(dāng)會(huì)引發(fā)嚴(yán)重后果。因此，多數(shù)老年患者在此類骨折后需手術(shù)治療[11-12]。有研究指出此類骨折術(shù)中復(fù)位操作難度較高且存在固定不牢的風(fēng)險(xiǎn)[13-14]。長期的臨床實(shí)踐中已探索過多種手術(shù)策略，涵蓋不同設(shè)計(jì)的鋼板、髓內(nèi)釘技術(shù)及多種經(jīng)皮固定方法[15-16]。

3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)了二維影像到三維實(shí)體模型的轉(zhuǎn)化，極大提升了手術(shù)規(guī)劃的精準(zhǔn)度[17-18]。醫(yī)生能夠通過這一技術(shù)直觀地預(yù)演骨折復(fù)位過程，事先根據(jù)患者的解剖結(jié)構(gòu)定制內(nèi)固定器材，并優(yōu)化植入物的位置，為每位患者量身定制手術(shù)方案，提高了治療的個(gè)性化程度和手術(shù)成功率[19-20]。

本研究對(duì)90例行3D打印輔助PMMA骨水泥髓內(nèi)支撐治療的Neer Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ型肱骨近端骨質(zhì)疏松性骨折患者的臨床資料分析后發(fā)現(xiàn)，患者術(shù)后6個(gè)月的患側(cè)頸干角與健側(cè)頸干角比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Pgt;0.05），術(shù)前和術(shù)后肱骨頭高度差值均lt;5 mm，未出現(xiàn)內(nèi)固定失效情況，這表明該治療具有較好的臨床效果。傳統(tǒng)的PMMA骨水泥強(qiáng)化螺釘提供髓內(nèi)支撐時(shí)存在聚合反應(yīng)產(chǎn)熱及骨水泥泄漏等問題，且在增強(qiáng)骨骼穩(wěn)定性方面的效果不盡人意[21-22]。

而3D打印技術(shù)可使骨水泥在體外精確成形后再植入骨折部位，有效避免了骨水泥在體內(nèi)產(chǎn)熱與滲漏，同時(shí)確保PMMA骨水泥固化后的強(qiáng)度足以支撐肱骨近端內(nèi)部結(jié)構(gòu)[23-24]。本研究應(yīng)用3D打印輔助PMMA骨水泥髓內(nèi)支撐技術(shù)治療粉碎性骨質(zhì)疏松性肱骨近端骨折展現(xiàn)出令人滿意的治療效果，具有臨床推廣價(jià)值[25-26]。本研究中患者的VAS評(píng)分隨時(shí)間推移逐漸降低，表明疼痛感隨康復(fù)進(jìn)程顯著減輕，同時(shí)肩關(guān)節(jié)功能逐步恢復(fù)并增強(qiáng)，與他人先前的研究結(jié)果一致[27-28]。隨訪期間，患者的生活質(zhì)量也顯著提高，進(jìn)一步證實(shí)了該技術(shù)在治療肱骨近端骨質(zhì)疏松性骨折中的良好療效[29-31]。

本研究仍存在一定的局限性。研究納入的樣本量相對(duì)較少且屬于回顧性研究，未對(duì)患者進(jìn)行長期預(yù)后追蹤，結(jié)果可能存在一定偏倚。在未來的研究中應(yīng)控制各種可能影響研究結(jié)果的混雜因素，同時(shí)分析本研究與其他研究的差異，為該病患者預(yù)后提供依據(jù)。

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