3D打印技术在复杂初次全膝关节置换中的应用

彭高峰 杨良锁 徐向峰 李付彬 李杰峰 金艳南 王庆东 康乐(.漯河医学高等专科学校第二附属医院 骨六科 河南 漯河 46300；.舞阳县人民医院 骨科 河南 漯河 46400)

3D打印技术在复杂初次全膝关节置换中的应用

彭高峰1杨良锁2徐向峰1李付彬1李杰峰1金艳南1王庆东1康乐1
(1.漯河医学高等专科学校第二附属医院 骨六科 河南 漯河 462300；2.舞阳县人民医院 骨科 河南 漯河 462400)

目的 探讨3D打印技术在复杂初次全膝关节置换术中的应用效果。方法 选择漯河医学高等专科学校第二附属医院2015年8月至2016年8月收治的拟行复杂初次全膝关节置换术治疗的患者66例，随机分为对照组与研究组，各33例。对照组采用传统全膝关节置换术，研究组辅以3D打印技术。比较两组治疗效果。结果 治疗后，研究组HSS膝关节评分、膝关节活动度高于对照组，股骨与胫骨机械轴夹角低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。研究组并发症发生率低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。结论 在复杂初次全膝关节置换术治疗过程中，辅以3D打印技术的效果显著，值得推广应用。

复杂初次全膝关节置换术；3D打印技术；三维成像

全膝关节置换术为临床上一种常见手术方式，在膝关节炎病变治疗中有着较好的应用效果[1]。但是，传统全膝关节置换术操作步骤较为繁琐，术中截骨往往需要做出大量骨性标志，影响截骨效果，且极易导致患者术后出现假体松动、股骨上段后侧皮质穿孔等并发症[2]。此外，传统全膝关节置换术中需安装定位工具，如髓内定位杆等，会增加患者出现脂肪栓塞等并发症的概率[3]。本研究旨在探讨复杂初次全膝关节置换术中3D打印技术的应用效果。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择漯河医学高等专科学校第二附属医院2015年8月至2016年8月收治的拟行复杂初次全膝关节置换术治疗的患者66例，随机分为研究组与对照组，各33例。研究组中男8例，女25例；年龄55～80岁，平均(68.2±6.2)岁；骨关节炎28例，类风湿关节炎5例。对照组中男10例，女23例；年龄56～81岁，平均(68.8±6.5)岁；骨关节炎26例，类风湿关节炎7例。两组患者一般资料比较，差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。

1.2 治疗方法 ①研究组术前进行下肢全长正侧位X线、膝关节CT扫描，按照扫描结果，实施计算机三维建模，对股骨外翻角、外旋角及胫骨平台后倾角等进行测定。选择恰当股骨及胫骨假体型号，制定个性化手术截骨切模，并将相关数据传送到3D打印机，打印聚酰胺截骨切模实物。术中指导患者保持仰卧位，全麻，做弧形切口于四头肌腱至胫骨结节内侧，将节囊及髌上囊打开，负压吸引囊内黄色关节积液，松解髌骨外侧软组织。将打印的胫骨近端切模安装在胫骨近端，沿切模做截骨处理。在胫骨近端打孔，用1 500～2 000 ml生理盐水经由脉冲水枪对膝关节进行冲洗，以骨水泥铺垫胫骨、股骨截骨面，合理安装膝关节垫片及假体。术后常规负压引流，逐层缝合切口。②对照组仅实施全膝关节置换术，术中截骨采用常规截骨导板，对假体型号进行判断，截骨过程中，需将髓腔打开，手术暴露过程同研究组。

1.3 观察指标和评定标准 ①术后随访3个月，观察两组膝关节活动度、股骨与胫骨机械轴夹角、HSS膝关节评分变化情况。膝关节功能恢复情况采用HSS膝关节评分标准进行评估，得分越高，提示恢复效果越好[4]。②观察两组并发症发生情况。

2 结果

2.1 治疗前后相关指标变化 治疗后，研究组HSS膝关节评分、膝关节活动度高于对照组，股骨与胫骨机械轴夹角低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 两组治疗前后相关指标变化比较

2.2 并发症 研究组并发症发生率低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 两组并发症发生率比较(n，%)

3 讨论

以往临床上多采用传统全膝关节置换术对膝关节炎等疾病进行治疗，虽然能获得一定临床效果，但具有手术操作复杂、术中截骨难度大、术后并发症发生率高等弊端，临床应用受到限制[5]。

近年来，3D打印技术在骨科领域内得到广泛应用，主要包括打印手术辅助材料、骨科实物模型、内植物等，特别是在骨关节疾病治疗中有着较好的应用效果。研究发现，在人工髋关节置换术治疗过程中，经由3D打印技术，制作髋臼模型，能有效治疗髋关节严重畸形，确保精准置入假体[6]。在复杂初次全膝关节置换术治疗过程中，经由3D打印技术制作假体，能获得较好的初始稳定性及早期骨长入效果。3D打印技术可经由影像学检查，对患者的膝关节相关数据进行收集，进一步转化为三维模型，打印出手术截骨切模实体，确保与患者解剖结构完美匹配，能有效改善其膝关节功能，促使术后假体生存率得到提升。

本研究结果显示，治疗后，研究组HSS膝关节评分、膝关节活动度高于对照组，股骨与胫骨机械轴夹角低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。由此可知，在复杂初次全膝关节置换术治疗过程中，辅以3D打印技术，能确保假体放置精准性，可改善膝关节功能。研究组并发症发生率低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。该结果凸显出3D打印技术在复杂初次全膝关节置换术治疗中应用的安全性。

综上所述，在复杂初次全膝关节置换术治疗过程中，辅以3D打印技术治疗的效果显著，值得推广应用。

[1] 潘伟,郝永强,严孟宁,等.个体化数字导板结合3D打印技术在旋转铰链型人工膝关节置换术中的应用[J].国际骨科学杂志,2015,36(3):231-234.

[2] 刘金辉,聂喜增,李锋,等.3D打印技术在全膝关节置换术中的应用价值[J].现代中西医结合杂志,2016,25(16):1760-1763.

[3] 李忱,邹运,王晓楠,等.3D打印技术在复杂肿瘤膝关节股骨假体周围骨折翻修术中的应用[J].吉林大学学报(医学版),2016,42(5):980-984,1048.

[4] 韩文锋,王宁,刘欣伟,等.3D打印在伴有股骨侧关节外畸形初次膝关节置换术中应用体会[J].创伤与急危重病医学,2016,4(5):260-264.

[5] 刘颖,曹万军,刘显东,等.应用3D打印个性化截骨工具与传统截骨工具行膝关节置换的短期临床观察[J].实用医院临床杂志,2016,13(6):90-92.

[6] 张庆猛.全膝关节置换术后翻修原因和诊治随访研究[D].北京:中国人民解放军医学院,2016.

R 684.2

10.3969/j.issn.1004-437X.2017.16.027

2016-12-26)