3D 打印指导下微创撬拨复位螺钉内固定治疗跟骨关节内骨折的临床研究#

杨德猛 王长庚 刘爱梅

（萍乡市人民医院骨科，江西 萍乡 337000）

跟骨作为足部体积最大骨性结构，对人体负重、走行有着重要作用。调查显示，在跗骨骨折中跟骨骨折发生率约60～70%，在跟骨骨折中跟骨关节内骨折发生率约 75%[1]。跟骨有着解剖形态不规则、周围解剖结构复杂等特点，因此增加了治疗难度。大量研究发现，许多跟骨骨折患者在伤后3年依然不能适应原先从事工作，甚至5年后仍有功能障碍，这对患者的工作、生活造成了很大影响[2]。早期跟骨骨折治疗效果并不是很理想，随着外科医生对跟骨骨折病理机制及解剖形态认识逐渐深入，加上影像技术发展、手术技巧等提升，外侧L形入路切开复位内固定治疗跟骨骨折取得了良好效果，然而术后却极易发生并发症，对骨折愈合造成了极大影响[3-4]。基于此，微创、精准复位在跟骨骨折治疗中有着重要意义。近来，3D打印技术在骨科逐渐被广泛应用。3D打印技术主要是指通过计算机的控制，按照计算机断层扫描数据，再经3D堆积，可快速的制作出任何复杂形状的3D物体，在3D打印指导下可以进行个性化的手术治疗[9]。3D打印技术可按照 CT扫描数据，打印出等比例的骨折模型，可直观、精准的将骨折形态与手术需要复位及固定部位显示出来，在术前进行模拟，提高了手术精准度。本次研究中旨在分析 3D打印指导下微创撬拨复位螺钉内固定治疗跟骨关节内骨折的临床疗效，以下为具体资料。

1 资料与方法

1.1 研究资料

选择2018年1月至2021年1月我院骨科收治180例跟骨关节内骨折患者为研究对象，随机分为3D微创组、常规微创组与开放组，每组各60例患者。纳入标准：患者与其家属对本研究知情；经轴位X片、CT等检查均诊断为跟骨关节内骨折。排除标准：开放性与病理性骨折；依从性差，不能进行手术患者。本研究经医院伦理委员会批准。

开放组中，男患者40例、女患者20例，年龄在20岁到57岁间，均值38.5±3.9岁，SandersⅡ型跟骨骨折患者38例、SandersⅢ型跟骨骨折患者22例；常规微创组中，男患者33例、女患者27例，年龄在20岁到55岁间，均值37.5±3.7岁，SandersⅡ型跟骨骨折患者37例、SandersⅢ型跟骨骨折患者23例；3D微创组中，男患者36例、女患者24例，年龄在20岁到56岁间，均值38.0±3.8岁，SandersⅡ型跟骨骨折患者35例、SandersⅢ型跟骨骨折患者 25例。各组患者临床资料无统计学差异（P＞0.05），具有可比性。

1.2 方法

1.2.1 术前准备

三组患者入院后均予以抬高、冷疗处理，如患者出现张力性水疱，可进行穿刺抽液处理。患者均采用X射线片与CT平扫对患足进行检查，同时完善血液、心电图等常规检查。

1.2.2 开放组

治疗方法为切开复位钢板螺钉内固定：手术体位为健侧卧位，手术入路为外侧入路，切口位于腓骨尖端 4 cm在腓肠神经后方平行于跟腱水平向远端处，自足跟及外踝下缘中点处弧形向前，平行足底延伸至跟骰关节。自跟骨外侧壁骨膜下将皮瓣掀开，置入克氏针牵拉皮瓣，显露跟骨外侧壁及后距下关节面处。掀开外侧壁，显露距下关节面，复位距下关节面骨块、内侧载距突骨块、跟骨体、跟骨结节骨折块，纠正内外翻畸形，复位满意后经皮使用克氏针临时固定，C臂机透视见关节面平整，跟骨高度恢复，复位跟骨外侧壁，选取跟骨外出解剖锁定接骨板，置入皮质骨螺钉固定，C臂机监视钢板位置、关节面复位状况。

1.2.3 3D微创组

3 D打印指导下微创撬拨复位螺钉内固定术：将Dicom格式数据传输到电脑系统中，并建立患足三维模型，通过3D打印技术以1: 1的比例将患足模型打印出来，行骨折模拟复位，在手术过程中按照模拟复位与 3D模型对患者进行复位。通过三维规划系统模拟制定，确定螺钉长度、位置等信息，并做好记录。

在体外 3D模型上进行模拟手术，确保手术顺利进行、提高治疗效果。对合适螺钉、3D打印模型进行彻底消毒备用。手术体位为健侧卧位，常规消毒铺巾，与距骨、跟骨结节处各置入一枚2.5 cm的克氏针贯穿两侧皮肤，足踝撑开器进行轴向牵引，恢复跟骨的长度，按照术前模拟复位与 3D打印模型实施操作，C臂机监视下，使用2.5 mm的克氏针经皮撬拨复位关节面骨折块、跟骨体部骨折块，2.0 mm克氏针临时固定骨折块，点状复位钳钳夹纠正外侧壁膨隆，C臂机透视见跟骨关节面恢复、高度、长度均恢复。建立固定螺钉通道导针，测量螺钉长度，置入4.5 mm、6.5 mm空心螺钉固定骨折。

1.2.4 常规微创组

微创撬拨复位螺钉内固定术：除了不使用3D打印技术外，其余方法与3D微创组一致。

1.3 观察指标

手术相关指标：包含术前准备时间、手术时间、术中出血量、住院时间、骨折愈合时间；并发症情况：包含皮缘坏死、切口感染、内固定松动、钢板外露；功能恢复指标：两组患者均进行12m随访，随访率为100.0%。分别在术后1m、6m、12m时对比根骨宽度、Bohler角、Gissane角、AOFAS评分（进行跟骨前后位、侧位、轴位X片检查，测量并记录根骨宽度、Bohler角、Gissane角；AOFAS评分为美国足踝外科协会对踝后足功能的评估方式[5]，分数越高说明踝后足功能恢复越好）。

1.4 统计学应用

将此次研究所得数据纳入到SPSS19.0软件中，使用(n，%)及（±SD）表示，分别进行χ2或t检验，以P＜0.05表明两组患者的各项数据差异显著。

2 结果

2.1 三组患者手术相关指标

三组患者的骨折愈合时间相比较无明显差异（P＞0.05）；3D 微创组术前准备时间多于开放组与常规微创组，而手术时间、术中出血量、住院时间均少于开放组与常规微创组 (P＜0.05)。具体结果见表1。

表1 三组患者手术相关指标的对比(±SD，n=60)

表1 三组患者手术相关指标的对比(±SD，n=60)

注：与开放组相比，*P＜0.05；与常规微创组相比，#P＜0.05。

分组 术前准备时间(d) 手术时间(min) 术中出血量(mL) 住院时间(d) 骨折愈合时间(m)开放组 4.0±1.1 44.2±3.7 20.0±2.9 15.5±2.3 3.3±0.9常规微创组 5.3±1.4 37.8±3.4 16.2±2.3 11.5±2.0 3.2±0.8 3D 微创组 7.6±1.7＊# 35.3±3.2＊# 14.3±2.1＊# 10.0±1.9＊# 3.1±0.7

2.2 三组患者术后并发症发生状况的对比

3 D微创组总并发症发生率低于开放组与常规微创组 (P＜0.05)。见表2。

表2 三组患者术后并发症发生状况的对比[例(%),n=60]

2.3 三组患者不同时间段功能恢复状况的对比

三组患者术后1m时根骨宽度、Bohler角、Gissane角、AOFAS评分比较无明显差异（P＞0.05）；3D微创组术后6m及12m时根骨宽度、Bohler角、Gissane角、AOFAS评分明显优于常规微创组信开放组 (P＜0.05)；三组患者术后12m时根骨宽度、Bohler角、Gissane角、AOFAS评分与术后1m时比较有明显差异 (P＜0.05)。详细结果见表3。

表3 三组患者不同时间段功能恢复状况的对比(±SD，n=60)

表3 三组患者不同时间段功能恢复状况的对比(±SD，n=60)

注：与开放组相比，*P＜0.05；与常规微创组相比，#P＜0.05。

指标 时间 开放组 常规微创组 3D微创组根骨宽度（mm） 术后1m 36.3±3.6 36.4±3.7 36.2±3.5术后6m 35.7±3.4 34.1±3.2 33.2±2.9#*术后12m 34.0±3.1 33.1±2.8 32.0±2.6#*Bohler（°） 术后1m 19.0±0.6 19.2±0.8 19.3±0.9术后6m 21.8±1.1 23.0±1.3 24.6±1.6#*术后12m 23.4±1.4 24.9±1.7 26.2±2.1#*Gissane（°） 术后1m 109.0±5.0 109.6±5.1 109.9±5.2术后6m 110.2±5.3 111.7±5.5 112.4±5.4#*术后12m 113.1±5.8 117.0±5.7 119.7±5.7#*AOFAS评分（分） 术后1m 25.3±1.9 25.9±2.0 26.7±2.2术后6m 52.3±3.9 58.7±4.1 62.4±4.3#*术后12m 70.3±4.7 74.1±4.5 76.3±4.6#*

3 讨论

30 -50 岁男性人群是跟骨骨折多发人群，导致跟骨骨折的因素以高处坠落为主，足跟着地后受到垂直撞击，致使跟骨关节面劈裂塌陷、体部骨折[6]。目前临床治疗以手术治疗为主，恢复跟骨高度、长度、宽度及关节面平整，然后进行功能锻炼。

路浩东等研究显示 3D打印技术辅助经皮撬拨复位空心钉内固定治疗移位型跟骨关节内骨折的效果显著[7]。与之一致的，本研究显示，3D微创组在较长的术前准备后，手术时间、术中出血量、住院时间均少于开放组与常规微创组，且并发症总发生率低于其他两组。3D微创组术后6m及12m时根骨宽度、Bohler角、Gissane角、AOFAS评分明显优于其余两组。

跟骨骨折的微创手术治疗具有创面小、花费低等优势，现临床多采用经皮微创撬拨复位螺钉固定术，虽然取得了一定效果，但仍存在不足[8]。主要是因为跟骨关节内骨折比较复杂，使得手术难度加大。3D打印技术可清晰的将附着后解剖结构反映出来，将 3D打印技术与微创撬拨复位螺钉内固定相结合，为跟骨关节内骨折提供了新的思路。本次研究发现，跟骨关节内骨折采用3D打印指导下微创撬拨复位螺钉内固定治疗效果较佳。

将 3D打印技术与微创撬拨复位螺钉内固定结合在一起具有以下优势：

①3D打印技术的指导使得操作更精准、简便，能清晰的打印出相等比例的跟骨骨折模型与健侧镜像后的正常跟骨模型，在术前掌握精准的骨折三维结构，预估并测量置入克氏针的深度与方向，避免了手术过程中多次调整，不仅缩短了手术时间也减少了透视次数；②降低感染风险；③小切口对机体造成创伤较小，不必大范围剥离跟骨软组织，术后疼痛轻；④出血量少、手术时间短等均利于术后恢复；⑤使用克氏针就能精准的进行固定，不必使用接骨板等材料，再加上避免了二次手术，因此手术花费较少。帅永明等人认为，与闭合撬拨复位经皮空心螺钉内固定治疗比较，结合 3D打印技术可简化手术步骤、缩短手术时间与减少术中出血量，在术前评估与术中参照中发挥了重要作用[10]。可见 3D打印指导下微创撬拨复位螺钉内固定治疗跟骨关节内骨折正逐渐得到临床认可。

总而言之，3D打印指导下微创撬拨复位螺钉内固定治疗跟骨关节内骨折效果较好，可降低术后并发症发生率，利于术后康复，具有推广价值。