3D打印截骨切模辅助胫骨高位截骨术治疗伴有骨关节炎的膝内翻畸形

时剑辉 吕伟 王岩 张宇

膝关节内翻畸形是一种常见的下肢力线不良，使得内侧间室负荷过高，进一步引发关节软骨磨损，产生骨关节炎[1]。胫骨高位截骨术可纠正下肢力线不良，减少内侧间室应力，达到减轻症状，延缓骨关节炎进展的目的[2]。近年来3D打印截骨切模逐渐被应用于骨科领域，可使截骨更为简易、精确，提高截骨术的临床效果。

我科于2014年1月—2016年12月，应用3D打印截骨切模辅助进行胫骨高位截骨术治疗伴内侧间室骨关节炎膝内翻畸形患者27例。现报告如下。

1 资料和方法

1.1 患者选择标准

纳入标准：（1）年龄≤60岁；（2）膝内翻角度10°～25°；（3）膝关节屈伸活动范围＞90°；（4）主要临床表现为膝关节内侧疼痛，经保守治疗无效。

排除标准：（1）屈曲畸形＞5°；（2）严重髌股关节炎；（3）表现为外侧间室骨关节炎症状；（4）膝关节内侧关节间隙宽度小于正常宽度的1/3。

1.2 临床资料

伴有内侧间室骨关节炎的膝内翻畸形患者27例27膝，其中男10例10膝，女17例17膝，年龄28～52岁，平均年龄（37.6±6.3）岁。本组患者术前拍摄负重位双膝正侧位片及双下肢全长位片，测量股胫角为155°～169°，平均（162.3±3.8）°。术前Ahlbäck分级内侧间室关节炎分级均为Ⅰ级。术前HSS评分平均（78.4±3.8）分。

1.3 截骨模块制备

术前患者常规行髋、膝、踝CT，将患者数据以Dicom格式导入Mimics 18.0软件，于计算机上重建下肢三维模型。

1.3.1 确定胫骨外侧闭合楔形截骨角度 在计算机上的下肢三维模型上做股骨头至膝关节中心点的连线，再做膝关节中心点到踝关节中心点的连线，两条连线在冠状面上投影的夹角即为截骨的角度。

1.3.2 设计截骨平面的位置 截骨平面均与冠状面垂直，远端平面经过胫骨结节中远1/3交界以及胫骨平台内缘下方2 cm处。近端平面依据确定的截骨角度以内侧为合页进行设计，注意内侧保留2 mm骨质。

1.3.3 设计打印截骨模块 截骨切模位胫骨结节外下方。模块固定针平行设计，垂直于冠状面使得截骨切模可于截骨后取出并安置锁定模块，该模块可于闭合截骨缺口后锁定。将设计好的截骨切模和锁定模块以STL格式输入打印机（EOS德国），打印出可高温高压的聚乳酸材质截骨切模和锁定模块。

1.4 手术方法

于小腿外侧腓骨头以远15 cm的位置取3～4 cm纵切口，行腓骨截骨。胫骨近端前外侧弧形切口，骨膜下剥离胫骨近端，截骨切模紧密贴附于胫骨表面，完成截骨后取下截骨切模和楔形骨块。合页处以克氏针钻孔，完全闭合截骨槽后，安置锁定模块。放置胫骨近端外侧解剖锁定钛板，闭合切口。

1.5 术后处理

术后复查膝关节正侧位片确定矫正效果，术后8周复查膝关节正侧位片，如截骨处有骨痂生成，可以扶拐部分负重行走，待X线片复查示截骨处骨性愈合后可完全负重。术后1～2年取出内固定物，所有患者于术后1年随访时进行HSS评分。所有患者随访1.0～1.7年，平均（1.4±0.1）年。

1.6 统计学分析

使用SPSS 16.0软件进行统计学分析。使用配对t检验对术前和术后股胫角进行比较，以及术前和术后1年HSS评分。

2 结果

本组27例患者均于术后1年随访，术后股胫角为172°～176°平均（174.3±1.1）°（P＜0.05）。术前HSS评分平均（92.4±1.8）分（P＜0.05）。

无患者发生切口感染。2例患者在术后3个月时出现延迟愈合，未予治疗，术后6个月时获得骨性愈合。

3 讨论

在内翻膝骨关节炎早期行截骨术可以纠正下肢力线，使得内侧间室过度承担的应力分担于相对正常的外侧间室，继而缓解关节炎的症状，并且避免或延缓关节炎的进展，减少了行全膝关节表面置换术的风险。闭合楔形胫骨高位截骨术可以满足上述要求，另外闭合楔形截骨术相对开放截骨术有更高的骨愈合率[3]，但是该术式要求术前准确计算截骨角度，术中精确截骨[4]，另外，术者术中需要反复的C臂透视，多次进行截骨的修正，存在辐射伤害较大，手术时间长等问题。

3D打印技术已逐渐应用于骨科各领域[5-8]，术前通过Mimics重建下肢的三维模型，可以在计算机上精确的测量出膝关节的内翻角度，进行模拟截骨，观察截骨效果。根据截骨角度进一步明确截骨平面，设计出截骨切模。固定截骨切模的4枚3.0克氏针，应该平行设计，可于截骨后取下截骨切模，安置锁定模块，截骨后，下肢矫正至预期角度时，才能予以锁定，确保矫形的精确度。锁定模块尽可能设计于胫骨前侧，避免干扰钛板的安置。本组患者术中未使用C臂透视，均未进行截骨修正。

综上所述，3D打印技术制备的截骨切模和锁定模块辅助的闭合楔形胫骨高位截骨术，具有操作简单、避免多次截骨修正，缩短手术时间的优点，应用其治疗伴有膝关节内侧间室骨关节炎的膝内翻畸形具有良好临床效果。

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