3D 打印截骨导板用于全膝关节置换术的临床价值分析

黄南海，吴晓鹏 ，周晓春

1.普宁市第二人民医院骨外科，广东普宁 515347；2.普宁市第二人民医院外科，广东普宁 515347

全膝关节置换术是一种治疗膝关节疼痛、畸形、功能障碍、不稳定等情况的一种矫形骨科手术，被大量研究证实疗效显著[1]。 但针对骨缺损严重或重度畸形，采用常规技术风险较高且手术难度较大， 临床治疗效果难以保证。 3D 打印截骨导板运用高端CT 扫描下肢骨骼形态数据， 利用计算机技术精准设计和模拟手术过程，可简单、精准、快捷进行手术，而其与发展成熟的传统膝关节置换术相比，具有明显的优势，但同时有较多的不确定情况[2]。 该研究随机选取该院2018 年1 月—2019 年1 月收治的全膝关节置换术患者60 例作为研究对象，分别采用3D 打印截骨导板与传统器械用于全膝关节置换术，分析两种器械治疗的优势与不足，旨在为临床治疗提供参考。 现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

随机选取该院收治的全膝关节置换术患者60 例作为研究对象。 按数字表法将其随机分为3D 打印截骨导板组（n=30）和传统器械组（n=30）。 纳入标准：行全膝关节置换术；临床资料完整；无关节外畸形、无需髌骨置换。 排除标准：膝关节翻修置换患者；合并下肢余关节畸形；合并严重全身性疾病；合并其他疾病术后无法配合锻炼者。

观察组男 16 例， 女 14 例； 年龄 50～78 岁， 平均（62.12±3.67）岁；左膝 18 例，右膝 12 例；病程 2～10 年，平均（5.35±1.23）年。对照组男 14 例，女 16 例；年龄 55～76 岁，平均（62.18±3.63）岁；左膝 15 例，右膝 15 例；病程 2～15 年，平均（5.32±1.26）年；两组基本资料上相比差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。研究经伦理委员会批准。 患者及患者家属均签署研究知情同意书。

1.2 方法

①观察组：患者取仰卧位，行全身麻醉或腰麻，以膝关节前正中为手术入路， 屈膝时切开皮肤及皮下组织。 沿髌骨内侧切开支持带至胫骨内侧面，剥离前内侧关节囊和内侧副韧带至胫骨前内侧。 翻转髌骨，常规松解髌骨股骨外侧皱襞。 屈膝90°对前交叉韧带、内外侧半月板前角进行切除。 骨准备时将胫骨近端、股骨远端异常增生的骨赘与骨表面关节软骨彻底去除，将3D 打印辅助下制备的胫骨个性化截骨导板与胫骨近、 远端骨表面紧密贴合安装， 在计算机软件导板指示下进行股骨截骨。 安装假体试模、膝关节复位后，检查髌骨轨迹良好，将假体试模取下，在胫骨近端打一个中央孔，医用脉冲式冲洗枪冲洗膝关节，骨水泥涂抹截骨面，安置膝关节假体与高铰链聚乙烯衬垫。 最后膝关节止血、安置负压引流管，逐层缝合关闭切口。 缝合时注意保持缝合支撑带时膝关节保持屈曲≥90°， 以保证缝合后对膝关节的屈曲活动、髌骨的正常轨迹不会造成阻碍。

②对照组：与观察组相同手术入路及显露过程，术中使用常规截骨导板截骨进行骨准备， 胫骨侧用髓外导向器对截骨导板定位安装截骨， 股骨侧通过髓内定位器对截骨导板定位安装进行股骨远端截骨， 安装假体试模及术后处理同观察组。

1.3 观察指标

记录比较两组手术时间、 术中出血量、 术后引流量、术后下地时间、出院时间；比较术前、术后3 月以及末次随访的疼痛评分、膝关节HSS 评分、下肢力线和膝关节活动度；HSS 评分标准：HSS 膝关节评分系统包括疼痛、功能、关节活动度、肌力、膝关节屈曲畸形以及膝关节稳定性等6 个方面。 总分100 分，分数越多则表示膝关节功能越好；记录两组并发症发生情况，包括假体松动、下沉、膝内外翻畸形、移位及深部感染等。

1.4 统计方法

采用SPSS 17.0 统计学软件进行分析，其中计量资料以（）表示，组间比较采用两独立样本t 检验；计数资料以[n(%)]表示，组间比较采用 χ2检验。 P＜0.05 为差异有统计学意义。

表1 两组患者临床手术情况比较()

表1 两组患者临床手术情况比较()

组别观察组（n=30）对照组（n=30）t 值P 值手术时间(min)92.31±8.23 118.42±6.74 13.440＜0.05术中出血量(mL)术后引流量(mL)386.63±48.32 546.32±61.21 11.210＜0.05 381.21±110.13 523.23±88.54 5.500＜0.05术后下地时间(d) 出院时间(d)4.42±0.14 6.82±1.12 11.640＜0.05 10.92±3.63 15.34±3.72 4.650＜0.05

表2 两组术前术后疼痛评分、膝关节HSS 评分、下肢力线和膝关节活动度比较[()，分]

表2 两组术前术后疼痛评分、膝关节HSS 评分、下肢力线和膝关节活动度比较[()，分]

组别观察组（n=30）对照组（n=30）t 值P 值疼痛评分术前 术后3 月 末次随访膝关节HSS 评分术前 术后3 月 末次随访7.24±1.41 7.21±1.40 0.080＞0.05 3.23±0.62 5.34±0.51 14.390＜0.05 1.14±0.42 3.16±0.56 15.800＜0.05 47.75±4.23 47.62±4.19 0.110＞0.05 79.67±5.40 61.21±4.15 14.840＜0.05 85.33±6.69 73.22±5.21 7.820＜0.05

续表2

2 结果

2.1 临床手术情况

观察组手术时间、 术后下地时间及出院时间短于对照组，术中出血量和术后引流量少于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表 1。

2.2 两组术前术后疼痛评分、膝关节HSS 评分、下肢力线和膝关节活动度

观察组患者术后3 月、末次随访疼痛评分、膝关节HSS 评分、下肢力线和膝关节活动度均较术前改善（P＜0.05）；且观察组术后3 月、末次随访疼痛评分、膝关节HSS 评分、 下肢力线和膝关节活动度改善程度明显优于对照组（P＜0.05），见表 2。

2.3 术后并发症情况

两组并发症发生率比较差异无统计学意义 （P>0.05）。 见表 3。

表3 两组患者术后并发症情况比较[n(%)]

3 讨论

传统膝关节置换术术后患者易发生不同程度的膝关节障碍， 这是因为手术过程中仅凭医生的经验和肉眼进行观察，容易导致术中假体摆放位置、截骨位置等精准度、软组织的平衡误差，影响患者预后[3-4]。而3D 打印在计算机辅助下以1∶1 比例制作假体、实物模型、手术器械等，能精准模拟和制定手术方案，确保手术质量[5]。此外， 评价全膝关节置换成功与否最重要的是可直接影响假体使用寿命的下肢力线的重建。 3D 打印截骨导板通过重建、 模拟手术过程可在理论上减少下肢力线偏差[6]。 且3D 打印个性化截骨导板辅助行全膝关节置换术中无需打开髓腔截骨，可缩短手术时间，减低出血量，减少对患者机体损伤，有利于患者下肢功能的及早康复[7]。 该研究中膝关节功能指标观测显示，相对于传统膝关节置换术，3D 打印截骨导板治疗患者的手术时间（92.31±8.23）min、术中出血量（386.63±48.32） mL、术后引流量 （381.21±110.13）mL、 术后下地时间 （4.42±0.14）d 以及出院时间（10.92±3.63）d 等临床指标优于对照组 （118.42±6.74）min、（546.32±61.21）mL、（523.23±88.54）mL、（6.82±1.12）d、（15.34±3.72）d， 表明 3D 打印截骨导板进行全膝关节置换术对患者机体损伤更小，有利于促进患者术后及早康复。

观察组术后3 月、末次随访，疼痛评分[（3.23±0.62)分 vs (5.34±0.51)分，（1.14±0.42)分 vs （3.16±0.56)分]、膝关节 HSS 评分 [（79.73±8.42) 分 vs (61.21±4.15) 分，(85.33±6.69)分 vs (73.22±5.21)分]、下肢力线[（179.73±8.42) 分 vs (171.53±7.31) 分， (188.74±8.42) 分 vs(173.41±8.65)分]和膝关节活动度改善程度[（84.22±2.38)分 vs (75.18±2.16)分， (91.03±5.57)分 vs (83.27±5.48)分]优于对照组（P＜0.05），表明 3D 打印截骨导板进行全膝关节置换术疗效显著， 有利于促进患者膝关节功能恢复良好。 相关学者[8]研究发现3D 打印个性化截骨导板辅助进行膝关节置换术与相比， 患者术后2 周膝关节活动度（103.3±10.7） vs （93.9±13.6）、膝关节功能 HSS评分（87.2±4.4）分 vs (77.2±4.2）分均较传统的全膝关节置换术明显改善（P＜0.05）。 聂宇等[9]研究中发现，3D 打印个性化截骨导板辅助辅助膝关节单髁置换治疗不仅疗效显著，且能简易化、准确化手术操作，缩短膝关节单髁置换术的学习曲线， 有助于膝关节单髁置换术的临床推广。

综上所述，与传统器械相比，3D 打印截骨导板进行全膝关节置换术手术时间更短，出血量更少，有助于手术操作，提高手术质量，还能提升膝关节功能，并具有良好的早期临床疗效，并发症少。