3D打印个性化导航模板在初次髋关节置换后假体翻修术中的应用价值

周建敏 汪文玉 付晓玲 双鸥

(1上饶市人民医院骨科,江西 上饶 334000;2南昌大学第二附属医院骨科)

现阶段临床对于发生股骨头坏死或股骨颈骨折患者的首选治疗方案为手术治疗，因髋关节解剖位置较为复杂，骨折损伤后期发生病变风险及病变程度较为严重，加之髋关节置换术对主刀医师的经验有较高要求，且操作难度较大，因此该术也是临床较为复杂的手术之一〔1,2〕。术后患者还可能发生如感染、假体异常等情况〔3〕。近几年，3D打印技术在临床中的应用越来越广泛，在患者需要进行假体翻修术前，予以其3D打印个性化导航模板辅助能有效缩短假体置入时间，进而降低手术暴露时间，控制并发症的发生风险，对患者手术顺利及预后情况产生一定的有利条件〔4,5〕。本文拟分析3D打印个性化导航模板在初次髋关节置换后假体翻修术中的应用价值。

1 资料与方法

1.1研究对象 随机选取2019年2月至2021年2月接受上饶市人民医院初次髋关节置换术治疗且需进行假体翻修术的76例患者，其中在术前未接受3D打印个性化导航模板者为对照组(38例)；而术前接受3D打印个性化导航模板者为研究组(38例)。其中对照组男20例，女18例，年龄52～87岁，平均(68.95±5.34)岁；左侧髋部16例，右侧髋部22例。研究组男21例，女17例，年龄53～88岁，平均(68.87±5.37)岁；左侧髋部19例，右侧髋部19例。两组一般资料具有均衡性(P>0.05)。本研究符合医学伦理委员会的审批标准。

1.2纳入及排除标准 纳入标准：(1)患者对本研究内容知情且自主同意参与；(2)患者均为初次髋关节置换术；(3)接受假体翻修术；(4)临床资料完整。排除标准：(1)存在其他部位骨折者；(2)确诊骨肿瘤、骨质疏松者；(3)严重心血管疾病者；(4)凝血功能障碍者；(5)交流障碍者。

1.3治疗方法 对照组根据术中所见骨缺损情况及医师经验选择合适的假体，置入翻修所用的假体后，应用冲洗装置予以切口冲洗，检查患者是否出现出血(活动性)，并留置引流管。进行清点器械、纱布数量无误，逐层缝合切口，并予以敷料包扎。术中不予以拍片，当患者发生较多出血时，积极进行输血治疗。患者清醒后返回普通病房。

研究组在进行假体翻修术前进行3D打印个性化导航模板，术前行常规CT检查，扫描层厚设置为0.625 mm，将所获得的数据以通信格式及医学数字导出并进行存储。应用Mimics10.0软件对患者健侧的股骨近端予以三维建模。应用逆向工程技术获取反向的股骨模型，采用3D打印机中将生成的数据文件导入，执行3D打印，ABS树脂为打印材料。术前依据患者髋关节的实体模型评估骨缺损的基本情况，进行手术规划及预演，并为较为严重的髋关节骨缺损患者定制具有个性化、针对性的截骨模型，选择适用磨具及假体送往手术室进行消毒、备用。

手术由同一批医师完成，予以两组全身麻醉。铺无菌手术单并进行常规消毒，在原有手术切口位置予以切开，皮肤-皮下组织-筋膜-瘢痕组织。髋关节显露后，予以关节液进行培养，肉眼评估患者感染的控制情况。创面干净则进行再次清创，术区应用Ⅲ型安尔碘浸泡，时间约为5 min，再予以生理盐水反复进行脉冲冲洗，3次为宜。通过3D打印掌握患者股骨侧骨缺损及髋臼情况，明确髋臼假体的安放角度及位置，依据骨模型置入翻修假体。

1.4观察指标 (1)观察两组围术期指标情况。包括术中出血量、手术时间、术后引流量、住院时间及下地活动时间情况。(2)观察两组术前、术后1个月、3个月髋关节功能评分及术后1 w外展角、前倾角。患者髋关节功能应用Harris髋关节功能标准进行评估，包括疼痛、活动范围、行走距离等，满分100分；髋关节功能>90分为优良；80分<髋关节功能≤90分为较好；70分<髋关节功能≤80分为尚可；髋关节功能≤70分为较差。(3)观察两组术前、术后1个月、3个月、6个月疼痛情况。患者疼痛情况应用语言描述疼痛评分法(VRS)予以评估。VRS总分为10分；7～10分为重度疼痛；4～6分为中度疼痛；1～3分为轻度疼痛；0分为无痛。(4)观察两组术后并发症(关节脱位、髋部疼痛、神经损伤、感染复发、深静脉血栓)情况。

1.5统计学方法 应用SPSS22.0统计软件进行t检验、χ2检验。

2 结 果

2.1两组围术期指标情况比较 研究组术中出血量、手术时间、术后引流量、住院时间及下地活动时间显著低于对照组(P<0.05)。见表1。

表1 两组围术期指标情况比较

2.2两组术前、术后1个月、3个月髋关节功能评分及术后1 w外展角、前倾角比较 术前两组髋关节功能评分、外展角、前倾角无统计学差异(P>0.05)，研究组术后1个月、3个月髋关节功能评分显著高于对照组，术后1 w外展角、前倾角显著低于对照组(P<0.05)。见表2。

2.3两组术前、术后1个月、3个月、6个月疼痛评分比较 术前两组疼痛评分无统计学差异(P>0.05)，研究组术后1个月、3个月、6个月疼痛评分显著低于对照组(P<0.05)。见表3。

2.4两组术后并发症情况比较 研究组术后并发症发生率(5.26%，髋部疼痛、神经损伤各1例)显著低于对照组(21.05%，关节脱位、感染复发各1例，髋部疼痛、神经损伤、深静脉血栓各2例；χ2=4.145、P=0.042)。

表2 两组术前、术后1个月、3个月髋关节功能评分及术后1 w外展角、前倾角比较

表3 两组术前、术后1个月、3个月、6个月疼痛评分比较分,n=38)

3 讨 论

随着现代假体材料的不断改进及医疗技术的进一步发展，进行关节置换的患者越来越多，其中约有60%的患者均实施过髋关节置换术〔6〕。髋关节置换术较为常见的并发症为假体移位、松动或深部感染等，也是导致手术失败的重要因素，且患者多数需实施假体翻修术〔7〕。与髋关节置换术相比，假体翻修术更加复杂，且预后情况相对较差。翻修术的重点问题在于患者髋臼侧骨出现缺损，以往传统的打压植骨治疗法虽具有尚佳的短期疗效，但远期假体移位、松动率较高〔8〕。

3D打印技术为一种新型医疗技术，适用范围较广泛，在医学(尤其是骨科领域)领域应用增多。3D打印技术所制作的髋臼杯表面相对粗糙，具有较多的不规则微孔，且微孔结构与人体骨小梁结构较为相似，能最大程度提升髋臼杯摩擦力，对术后稳定性具有一定的有利条件〔9〕；能有效解决宿主骨与假体接触面积较小的问题，对骨整合的促进作用，降低假体松动的发生风险。加之个体化的垫块及髋臼杯利于骨缺损的修复效果，于术前依据3D打印技术所设计出的手术方案，能精确设计出假体大小、型号及支撑材料的大小、类型、稳定方式及位置，精确术中垫块及髋臼杯的置入位置、方向，大大缩短修复术的手术时间，进而降低出血量及术后引流量，又因手术时间缩短，患者手术切口暴露时间较短，能在极大程度上降低术后并发症的风险〔10〕。

患者并发症得以控制，且术前进行3D打印不仅有利于医患沟通，还能在最大程度规避手术盲目性，提供更加直观的股骨病变及髋臼位置的具体立体情况，还能在术前模拟手术流程，观察病变位置结构改变，做到真正的个体化医疗，显著缩短其下地活动时间，对患者髋关节的恢复具有重大价值〔11〕。本研究中研究组术后1个月、3个月髋关节功能评分高于对照组，术后1 w外展角、前倾角低于对照组，这与王荣诗等〔12〕提出的研究结论具有同质性，但本研究与其对比具有一定优势，因本研究增加了两组疼痛情况比较，提示初次髋关节置换后假体翻修术前应用3D打印个性化导航模板显著降低患者疼痛程度。

综上，初次髋关节置换后假体翻修术前应用3D打印个性化导航模板能改善患者疼痛及髋关节功能情况，明显缩短手术及住院时间，降低并发症风险。