3D打印技术辅助手术治疗复杂胫骨平台骨折的初步体会

陈涛 范士洁 田智勇 鄢承元

(贵阳市第四人民医院骨1科 ,贵州 贵阳 550002)

胫骨平台骨折是较为常见的骨折,在全身骨折中约占1～2%[1,2]；多由交通伤、压砸伤、和高处坠落伤等高能量损伤导致。因此,膝关节解剖的熟悉程度、骨折分型的判定及手术方式的选择,对减少术后并发症的发生至关重要。复杂胫骨平台骨折通常是指平台的双髁骨折,包括Schatzker分型中的V型和Ⅵ型,或者AO/OTA分型中的C型,这种骨折占全部平台骨折的35.8%[3,4],因具有高能量损伤、软组织损伤严重、双髁移位、关节面不平、骨缺损等特点,造成其并发症相对多且重,治疗难度非常大。在之前的探索中我们发现,利用3D打印模型辅助治疗髋臼骨折在骨折分型、术前规划、手术模拟及术中模型参考等方面具有强大优势[5]。因此,将3D打印技术辅助手术治疗复杂胫骨平台骨折,制定个体化的手术治疗方案有其现实意义。

1 资料与方法

1.1临床资料 本组共7例,男性6例,女性1例；年龄32～55岁,平均46岁。车祸伤4例,坠落伤3例。均摄膝关节正侧X位、膝关节CT及三维重建等检査,获取CT数据并打印模型。按照Schatzker分型∶V型骨折4例,VI型骨折3例。 纳入标准：(1)单侧闭合性新鲜胫骨平台骨折；(2)Schatzker 分型为V、Ⅵ型的病人；(3)平台骨折的关节面塌陷超过2 mm,侧向移位超过5 mm。排除标准：(1)开放性骨折；(2)合并神经血管损伤；(3)发生骨筋膜室综合征；(4)病理性骨折、骨肿瘤。

1.2操作方法 将膝关节CT数据导入Mimics软件,构建3D模型,连接3D打印机制作1∶1模型。利用模型多角度、多方向观察骨折情况,进一步明确骨折分型,根据分型选择手术入路；根据骨折块移位情况,模拟术中复位,恢复胫骨平台正常解剖结构,黏结各骨折块,得到复位后模型；再利用复位后模型,确定空心钉、钢板植入位置并预弯钢板；标记打孔位置并测量每枚螺钉的长度。术前常规备血,均采用腰硬联合麻醉,术侧大腿空气止血带压迫止血。安装双反牵引架,牵引复位,C型臂X光机透视复位情况；小切口置入顶棒,打压复位尚未复位的塌陷平台；复位钳加压恢复平台宽度；克氏针临时固定；空心钉固定劈裂的骨折块。取术前预弯的钢板,利用微创经皮钢板固定术(minimally invasive percutaneous plate osteosynthesis, MIPPO)在预先设计的位置置入钢板,依次打入术前记录长度的锁定螺钉,透视。如有钢板位置、螺钉长度不合适者及时调整。C型臂X光机透视检查骨折复位和钢板及螺钉位置。利用顶棒通道向平台内植骨(自体骨或同种异体骨)。不安放引流管,缝合切口。

2 结 果

手术时间65～90 min,平均78 min。术中失血80～150 mL,平均110 mL。术后复查X片及CT见关节面平整,无分离移位,无内外翻畸形。参照Matta 标准评估复位质量：移位超过3 mm 表示复位不满意；移位在1～3 mm 表示复位满意；移位低于1 mm 表示解剖复位。获得∶优6例,良1例。均未发生血管神经损伤,切口均一期愈合。参考国内一些关于MIPPO技术治疗复杂胫骨平台骨折的文献报道,吴兆祥等[6]的手术时间(120±23) min、出血量(300±55) mL；陈宏贤等[7]的手术时间70～150 min、平均90 min,出血量80～380 mL、平均180 mL；俞旭东等[8]手术时间(94.28±22.37) min、出血量(259.8±33.5) mL；周金龙等[9]的手术时间(90.25±4.29) min、出血量为(212.46±13.45) mL。综上所述,采用3D打印1∶1模型辅助手术治疗复杂胫骨平台骨折,通过制定个体化的治疗方案,可降低手术风险及难度,缩短手术时间,减少软组织剥离,减少失血量,甚至使骨折复位更满意。

3 讨 论

胫骨平台骨折因患者的年龄、体质、受伤机制在临床上呈现多样性、复杂性。骨折所造成的软组织损伤、关节畸形、关节面不平整、力线改变等,可引起术后关节僵硬、关节不稳定、创伤性骨关节炎等并发症。其治疗的目的是恢复关节稳定,获得平整的关节面,尽量减少并发症的发生[10]。

随着数字骨科和3D打印技术的发展,为复杂胫骨平台骨折手术治疗提供了良好的发展契机,实现了个体化治疗方案的可制定性。有人在3D模型辅助下切开复位内固定治疗复杂胫骨平台骨折获得了更精准的骨折复位,提高手术成功率和内固定物植入的准确性,缩短手术时间,减少出血,加快术后康复[11,12]。同样,我们利用1∶1骨折模型制定个体化治疗方案,发现其具有以下优势：(1)明确分型,选择手术入路；(2)深入了解骨折块之间关系及移位程度,提高复位速度及精度；(3)优化置入物的安放位置,固定更牢靠；(4)体外模拟手术,缩短手术时间；(5)预弯钢板,避免了因反复预弯而影响钢板强度；(6)可充分发挥MIPPO的优势,软组织创伤小；(7)减少术中透视次数,降低射线对人体的伤害。

当然,虽然本次初步探索取得了良好的结果,但“双反牵引架”的功劳不可或缺；此外,后期患者的恢复情况等需要进一步探讨。运用3D打印模型辅助手术治疗复杂胫骨平台骨折,符合现代骨科微创治疗、精准复位的发展趋势, 在未来将被越来越广泛地应用,造福更多患者。