3D打印伤椎置钉内固定胸腰椎爆裂骨折△

周金华，张文玺，乔之军，曹光华，刘国旗

（溧阳市人民医院脊柱外科，江苏溧阳213300）

胸腰段骨折占脊柱骨折的50%左右，其中爆裂 骨折占10%～20%［1］。脊柱爆裂骨折的概念是由Hold⁃sworth［2］提出的，他认为主要是轴向负荷导致椎体向四周破裂。胸腰椎爆裂骨折所受的暴力较大，通常伴有明显的脊柱不稳而需要手术治疗。传统的后路手术创伤小，手术简单，在此基础上，有学者提出了伤椎置钉技术，并取得了满意的临床疗效［3］，但关于伤椎单侧还是双侧置钉以及置钉的长短等诸多问题一直困扰着临床医生，只能凭经验选择，随着3D打印技术的进步，术前模拟手术使得临床医生可以更好的术前规划、减少术中透视次数、缩短手术时间。笔者回顾性分析本院采用3D打印伤椎置钉内固定治疗的胸腰椎爆裂骨折病例，临床疗效满意，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 纳入与排除标准

纳入标准：（1）单一节段的胸腰段（T11～L2）爆裂骨折；（2）受伤时间≤2周的新鲜骨折；（3）病椎至少有一侧椎弓根完整。

排除标准：（1）合并脊髓损伤；（2）合并明显的骨质疏松（T＜-2.5）；（3）胸腰椎陈旧性、病理性骨折；（4）病椎双侧椎弓根断裂；（5）难以耐受手术者。

1.2 一般资料

回顾性分析2013年1月～2019年3月本院收治的胸腰段爆裂骨折患者，共65例符合上述标准，纳入本研究。依据术前医患沟通结果，将患者分为两组。两组患者术前一般资料见表1，两组在性别构成、年龄、伤因、损伤节段的差异均无统计学意义（P＞0.05）。所有病例均经医院伦理委员会批准，所有患者均获知情同意。

表1 两组患者术前一般资料与比较

1.3 手术方法

打印组：术前行脊柱X线片和三维CT扫描，建立数字三维模型（图1a～1d），打印损伤段实体脊柱模型（图1e,1f）。根据伤椎椎弓根损伤情况，决定是单侧还是双侧伤椎固定，并确定伤椎置钉长度及粗细，同时观察关节突增生钙化情况，确定椎弓根进针点，找到骨性标志便于术中辨认，同时确定椎弓根螺钉的进针角度、长度、粗细和连接杆的长度，并预先折弯备用。并在实体脊柱模型进行模拟手术。患者气管插管全麻后，俯卧位于手术台上，C型臂X线机透视定位伤椎位置，手术均采用椎旁肌间隙入路，尽量不损伤关节囊，电凝显露椎弓根进针点位置。尖椎开口、扁椎开路，丝攻扩道，打印组按术前规划置入椎弓根螺钉、术前预弯的连接杆，撑开复位拧紧尾帽，C型臂X线机透视满意。

图1 患者，男，46岁，T12椎体爆裂性骨折，行3D打印伤椎置钉内固定治疗 1a:术前X线片示T12椎体明显压缩变扁，伤椎前缘高度比值为51.37%，伤椎矢状位节段后凸Cobb角达到20.3° 1b,1c:术前CT平扫及三维重建示前、中柱爆裂性骨折，椎管占位 1d:术前MRI检查提示椎体后方韧带复合体损伤 1e,1f:术前3D打印确定椎弓根进针点位置、伤椎置钉长短和粗细以及确定长度的连接杆并进行预弯 1g:术后3 d X线片示T12椎体高度基本恢复，伤椎前缘高度比值为98.53%，伤椎矢状位节段后凸Cobb角纠正到3.7° 1h:术后1年5个月复查X线片示T12椎体高度基本维持不变，伤椎前缘高度比值为97.07%，伤椎矢状位节段后凸Cobb角维持至3.9°

非打印组：常规操作透视下徒手置钉，测深决定螺钉长度，经验性选择螺钉粗细，折弯后放置连接杆适当撑开复位后拧紧尾帽。冲洗手术切口止血后逐层关闭切口。

所有患者术后常规药物与镇痛处理，术后第3 d完善X线片检查，两组患者均于术后1周左右佩戴胸腰椎支具下地功能锻炼。

1.4 评价指标

记录围手术期资料，如手术时间、术中出血量、术中透视次数等。采用疼痛视觉模拟评分（visual an⁃alogue scale,VAS）、Oswestry功能障碍指数（Oswes⁃try disability index,ODI）和日本骨科协会腰评分（Japanese Orthopaedic Association,JOA）评价临床效果。行影像检查，测量伤椎前缘高度比值，伤椎高度比=［伤椎前缘高度×2/（上椎体前缘高度+下椎体前缘高度）］；测量伤椎局部后凸Cobb角，后凸Cobb角=［伤椎上方椎体的上椎板延长线的垂直线和伤椎下方椎体的下椎板延长线垂直线的夹角。

1.5 统计学方法

2 结 果

2.1 围手术期情况

两组患者均顺利完成手术，术中均无重要血管、脊髓、神经根和内脏损伤。两组患者围手术期资料见表2。打印组手术时间、透视次数、术中失血量均显著小于非打印组（P＜0.05）；两组切口长度和伤椎置钉数的差异均无统计学意义（P＞0.05）。打印组32例中，30例切口甲级愈合，2例切口乙级愈合；非打印组33例中，29例切口甲级愈合，4例切口乙级愈合；两组间差异无统计学意义（P=0.414）。

表2 两组围手术期资料与比较

术后打印组32例患者均未出现神经症状，非打印组33例中，1例出现一过性下肢麻木，但不伴肌力减退，未行特殊处理，术后1周症状自然缓解。两组患者均未发生切口深部感染、症状性血栓等并发症。

2.2 随访结果

所有患者均获随访，随访时间12～24个月，平均（18.02±4.67）个月。随访结果见表3。随时间推移，两组患者VAS和ODI评分显著减少（P＜0.05），而JOA评分显著增加（P＜0.05）。相同时间点，两组间VAS、ODI和JOA评分的差异均无统计学意义（P＞0.05）。

表3 两组患者随访结果（分，±s）与比较

表3 两组患者随访结果（分，±s）与比较

指标V A S评分O D I评分0.9 0 1 0.6 5 1 0.4 2 3时间点术前术后3 d末次随访P值术前术后3 d末次随访P值术前术后3 d末次随访P值J O A评分打印组（n=3 2）6.6 7±0.8 8 3.6 6±0.6 5 1.7 5±0.6 7＜0.0 0 1 7 8.7 5±6.7 2 5 7.9 7±5.9 4 3 2.1 9±5.3 8＜0.0 0 1 7.5 0±1.5 2 4 1 7.7 8±1.2 9 2 5.9 4±1.3 4＜0.0 0 1非打印组（n=3 3）6.7 9±0.7 4 3.7 0±0.5 9 1.7 6±0.6 4＜0.0 0 1 7 8.9 4±5.4 1 5 8.6 4±5.9 0 3 1.2 1±4.3 4＜0.0 0 1 7.6 4±1.2 7 0 1 7.5 5±1.0 9 2 5.7 9±1.2 4＜0.0 0 1 P值0.5 6 3 0.7 9 2 0.9 3 4 0.6 9 6 0.4 2 9 0.6 4 3

末次随访时，打印组32例中，29例完全无痛，3例活动时轻度疼痛；30例行走正常，无跛行，2例轻度跛行；28例弯腰活动正常，4例弯腰活动轻度受限；28例恢复伤前运动和劳动能力，4例未恢复至伤前运动劳动能力水平。非打印组33例中，28例完全无痛，5例活动时轻度疼痛；30例行走正常，无跛行，3例轻度跛行；29例弯腰活动正常，4例弯腰活动轻度受限；29例恢复伤前运动和劳动能力，4例未恢复至伤前运动劳动能力水平。

2.3 影像学评估

两组患者影像测量结果见表4。与术前相比，术后3 d和末次随访时两组患者伤椎高度比均显著增加，而后凸Cobb角均显著减少，差异均有统计学意义（P＜0.05）；与术后3 d相比，末次随访时两组患者伤椎高度比后凸Cobb角数值相当，差异无统计学意义（P＞0.05）。不同时间点，两组间伤椎高度比和后凸Cobb角的数值差异均无统计学意义（P＞0.05）。至末次随访时，两组患者内固定物均无松、断裂。打印组典型病例影像见图1。

表4 两组不同时间点影像测量结果（±s）与比较

表4 两组不同时间点影像测量结果（±s）与比较

指标伤椎高度比（%）后凸C o b b角（°）打印组（n=3 2）5 4.0 6±5.6 8 9 6.0 0±1.3 9 9 5.5 5±1.1 9＜0.0 0 1 1 6.5 0±3.5 6 3.5 5±0.8 1 4.0 5±0.7 2＜0.0 0 1时间点术前术后3 d末次随访P值术前术后3 d末次随访P值0.6 2 5 0.1 3 7 0.6 5 9 P值0.3 3 3 0.3 2 0 0.2 5 9非打印组（n=3 3）5 2.7 6±5.1 0 9 6.3 9±1.7 5 9 5.9 5±1.5 9＜0.0 0 1 1 6.8 8±2.6 1 3.8 7±0.9 0 4.1 4±0.9 0＜0.0 0 1

3 讨论

胸腰椎爆裂骨折行后路手术是目前临床上最常用的手术方法，为增强后路内固定的稳定性，有学者主张采用长节段固定［4］。短节段固定创伤小，如何提高稳定性困扰着临床医生，近年来伤椎置钉与不置钉的对比研究也越来越多［5-8］。本研究所有患者均采用伤椎置钉内固定治疗，术后各时间点的VAS、JOA、ODI评分较前一时间点组内比较均有显著改善，差异有统计学意义，说明两组患者疗效满意。两组患者末次随访与术后3 d伤椎高度比和后凸Cobb角数值相当，差异无统计学意义，说明伤椎置钉可防止后期伤椎高度丢失。

3D打印使得术前和家属谈话沟通变的更加便捷容易，也让手术者对于椎体爆裂性骨折有了更直观、全面的了解。关于伤椎单侧还是双侧置钉的问题，张贵春等［9］证实单侧和双侧伤椎置钉可达到同样的效果。作者认为若3D打印模型显示双侧椎弓根均完整则可考虑双侧置钉，如有一侧椎弓根损伤或怀疑损伤则选择对侧单侧置钉；关于伤椎置钉长短的问题，王俊等［10］研究发现伤椎置入短钉撑开复位后椎管面积恢复效果均优于长钉。作者认为若3D打印模型显示上终板整块塌陷，则伤椎选择短钉置入，若3D打印模型显示伤椎的上终板有一侧局部明显塌陷，预计间接无法复位，术中则进针点选择在椎弓根中部，扁椎开路后向上撬拨复位，选择该侧长螺钉置入起到支撑作用，同时也增加了脊柱的前屈稳定性；关于置钉粗细的问题，尽量选择粗的椎弓根螺钉并术前模拟手术证实可用；对于关节突增生严重病例，术中椎弓根进针点难以判别，根据3D打印模型术前模拟手术，找到进针点骨性标志，便于术中快速找准进针点；另外根据3D打印模型结合责任节段选择合适长度的连接杆并进行预弯备用。

本研究存在一定的局限性，首先，样本量较少，随访时间较短，以后需进一步增加病例数量并进行长时间随访研究。其次，本研究数据的测量均在X线片上进行，由于摄片角度的不同，存在一定的测量误差。

综上所述，伤椎置钉治疗胸腰椎爆裂型骨折可有效防止后期伤椎高度丢失，而术前3D打印个体化治疗可更好的术前规划、明显缩短手术时间、减少术中透视次数，值得临床推广。