3D打印技术辅助小切口微创经皮钢板内固定技术治疗SandersⅢ-Ⅳ型跟骨关节内骨折的疗效观察

刘林 龚冲丞* 王晓民 王瀚

跟骨骨折多因暴力损伤所致，占跗骨骨折的90%左右，占全身骨折2%左右［1-2］，由于其解剖结构较为复杂，若未进行有效处理，容易导致周围皮瓣坏死、感染，增加治疗难度。其中，关节内骨折约占60%～75%，一般需要手术实施有效的解剖复位［3］；SandersⅢ-Ⅳ型骨折类型复杂、损伤严重，闭合复位难度较大，多需采用切开复位术。新开展的跗骨窦小切口微创经皮钢板内固定技术（MIPPO）具备微创、可直视等优势［4］，而3D打印技术应用于口腔颌面重建、骨盆骨折等治疗的效果显著［5］。本研究旨在观察3D打印技术辅助MIPPO治疗SandersⅢ-Ⅳ型跟骨关节内骨折的临床疗效，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取2018年1月至2019年11月本院收治的跟骨关节内骨折患者75例，按照是否采用3D打印技术辅助治疗分为观察组和对照组。（1）纳入标准：①为新鲜闭合性跟骨骨折；②Sanders分型为Ⅲ～Ⅳ型；③具有完整的临床、随访及手术资料；④主动在医院接受手术治疗；⑤自愿签署知情同意书。（2）排除标准：①既往有跟骨骨折及手术史；②双侧骨折；③术前局部组织损伤严重者；④急慢性感染者；⑤合并其他骨折；⑥依从性差，无法长期随访者；⑦临床资料不完整者。观察组40例，男23例、女17例；年龄18～65岁，平均（39.85±3.51）岁；受伤至手术时间为1～14天，平均（6.92±1.05）天；致伤原因，高处坠落损伤18例、交通意外伤14例、挤压损伤8例；Sanders分型，Ⅲ型24例、Ⅳ型16例；左侧22例、右侧18例。对照组35例，男19例、女16例；年龄18～66岁，平均（40.05±3.43）岁；受伤至手术时间为1～14天，平均（7.01±1.02）天；致伤原因，高处坠落损伤15例、交通意外伤13例、挤压损伤7例；Sanders分型，Ⅲ型20例、Ⅳ型15例；左侧18例、右侧17例。两组基线资料比较，无显著差异（P>0.05），具有可比性。本研究经医院医学伦理委员会批准。

1.2 治疗方法 （1）对照组：仅行小切口微创经皮钢板内固定技术，患者取俯卧位，硬膜外麻醉后，于患侧大腿近端绑气囊止血带，设置压力65 kPa；于外踝尖下缘5.0～10.0 mm处作3～4 cm手术切口，经跗骨窦逐渐延伸至第4跖骨基底部，逐层切开皮下组织，充分显露距下关节面，保护周围的腓骨肌腱组织，直视下撬拨骨折面，使跟骨骨折的高度等恢复正常，掀起外侧骨块，从内侧对骨折块进行复位，依次复位至外侧，恢复跟骨头与载距突关系，撬拨Cissane角并恢复正常，使关节面及翻转骨块复位良好；3.5 mm克氏针从内踝横穿至足跟后下缘中后1/3部位，横向挤压骨折块并恢复；复位结束后，置入合适大小的“h”形钢板，将钢板双头置于所需隧道，紧贴骨面，以尖刀锐性分离，建立平行隧道，插入钢板，调整“双头”于合适位置，减少皮下组织的剥离面积；术后置入1根引流管，皮下组织以2-0可吸收线缝合，切口用3-0可吸收线缝合。（2）观察组：采用3D打印技术辅助实施MIPPO，术前患者行CT薄层扫描，获取骨折部位的医学数字成像及通信数据，使用Materialise MIMICS16.0处理图像数据并建立三维模型，于模型内做横向、纵向钉道，确定进针深度和钢板置入位置，对骨折操作情况进行模拟塑形，塑形满意后调整打印结果，在模型上进行操作手术，记录手术方法，随后行小切口微创经皮钢板内固定技术，手术过程同对照组。术后抬高患肢，术后1～2天拔除引流管，第3天即可办理出院手续。患者出院后，继续门诊复查换药，每3天1次，术后第3天即可做负重踝关节训练，第4周做部分负重练习，待复查见骨性愈合后做完全负重。

1.3 观察指标 （1）围手术期指标：手术时间、术中出血量、透视次数、术后骨折骨性愈合时间。（2）手术效果：随访至术后12个月，分别于术前、术后12个月进行X线检查，观察并记录患足的跟骨结节关节角（Böhler角）、跟骨交叉角（Gissane角），采用Maryland足部功能［6］及美国足踝外科协会（AOFAS）量表［7］评估患足关节功能，两个量表总分均为100分，≥90分为优，75～89分为良，50～74为可，<50分为差。（3）并发症发生情况：术后是否发生切口或足部感染、骨折愈合延迟、皮缘坏死等。

1.4 统计学方法 采用SPSS20.0统计软件。计量资料以（±s）表示，采用t检验；计数数据以n（%）表示，采用χ2检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组手术效果比较 见表1-2。

表1 两组手术效果比较［n（%）］

2.2 两组围手术期指标比较 见表3。

表2 两组患足Böhler角、Gissane角及关节功能比较（±s）

表2 两组患足Böhler角、Gissane角及关节功能比较（±s）

注：与组内术前比较，*P<0.05

组别 Maryland评分（分） AOFAS评分（分） Böhler角（°） Gissane角（°）术前 术后12个月 术前 术后12个月 术前 术后12个月 术前 术后12个月观察组 48.96±6.91 93.65±5.02*51.69±5.15 92.35±4.89*5.98±1.04 30.04±2.16*89.98±5.35 138.63±3.98*对照组 50.12±7.05 82.76±4.92*52.24±5.36 81.82±5.20*6.01±1.05 26.98±2.20*90.14±5.41 130.25±4.18*t值 0.718 9.460 0.433 9.033 0.124 6.068 0.129 8.886 P值 0.475 <0.001 0.652 <0.001 0.902 <0.001 0.898 <0.001

表3 两组围手术期指标比较（±s）

表3 两组围手术期指标比较（±s）

组别 n 手术时间（min）术中出血量（mL）透视次数（次）骨折愈合（周）观察组 40 52.68±5.36 54.26±6.39 2.96±0.61 10.96±1.51对照组 35 66.89±6.17 91.46±9.89 5.65±0.85 12.65±1.60 t值 10.675 19.581 15.885 4.703 P值 <0.001 <0.001 <0.001 <0.001

2.3 两组并发症发生情况比较 观察组术后有1例切口感染；对照组有2例切口感染，2例足部感染，2例骨折延迟愈合，1例皮缘坏死；观察组并发症发生率（2.50%）与对照组（20.0%）比较，差异有统计学意义（χ2=5.999，P=0.014）。

3 讨论

跟骨关节内骨结构复杂，SandersⅢ-Ⅳ型骨折骨块粉碎性较为明显，多数患者预后差。目前，手术切开复位是SandersⅢ-Ⅳ型跟骨关节内骨折的主要治法，直视下进行关节解剖复位，可有效恢复关节面的平整性，恢复跟骨的长度与宽度，避免发生跟骨短缩、畸形。跗骨窦入路是促使关节复位、减少软组织损伤的主要方法，能够充分暴露距下关节，直视下复位关节面，可直接置入钢板并进行有效固定，为足跟骨折部位提供侧方加压［8］，且跗骨窦入路具有微创性，无需做长切口，可减轻神经血管损伤，避免出现皮缘坏死，手术安全性较高。既往跗骨窦MIPPO操作多依靠术者经验、术前CT和X线检查结果选择手术入路、确定钢板塑形结构及置入数量，由于传统平面影像无法准确评估SandersⅢ-Ⅳ型骨折的复杂程度，导致术中跟骨关节面无法恢复平整，容易增加跟骨高度及宽度的丢失量，出现骨折畸形愈合，甚至影响患者行走功能。近年来，3D打印技术被应用于各种复杂性疾病、复杂性骨折疾病的手术治疗中。本研究观察组的SandersⅢ-Ⅳ型跟骨关节内骨折患者在3D打印技术辅助下实施MIPPO治疗，其治疗优良率为97.50%，显著高于对照组（80.0%），手术时间、术后骨折骨性愈合短时间均短于对照组，术中出血量、透视次数均少于对照组，说明采用3D打印技术辅助治疗可以提高手术效果、缩短手术时间、减少术中出血量和透视次数，并加快骨折愈合速度。3D打印技术可实现精确的术前诊断，通过手术过程模拟，制作个性化的手术步骤，使主治医师更直接地了解病情，熟悉手术方法，规范手术操作过程，以此缩短手术时间；还可以计算导针与钢板置入位置，确定导针置入的深度，通过降低个人视觉误差亦可提高手术效果［9］。观察组患者术后12个月的Maryland、AOFAS评分均高于术前、对照组，患足Böhler角、Gissane角均大于术前、对照组，并发症发生率低于对照组，说明3D打印技术可提高患足的功能改善效果，恢复跟骨解剖结构于正常。3D打印技术采用1：1骨折实体模拟塑型，手术医师在模型上模拟、熟练手术操作过程，真实、清晰、准确地还原骨折畸形愈合过程及立体走形，确定关节面畸形程度，实现手术方案的个性化及精准性［10］，并能够提高手术医师操作的熟练性、手术的安全性、减少术后并发症的发生。临床上，3D打印技术应用于骨折手术构建的跟骨骨折模型，能够实现完全相同的实际骨折，但术前模拟过程与术中操作并不能完全一致，仍需进一步改善。3D打印技术的模型制备需要耗费一定的时间，难以应用于急诊手术中，相关软件应用复杂，对操作人员的专业性及水平要求较高，且受患者对此技术的理解程度以及治疗依从性的影响，也会相应增加患者的治疗成本，导致该技术的应用范围受到限制。