个性化3D打印导板在单侧粉碎性颧骨复合体骨折治疗中的实施效果探究

张芝亮，杜远立，郭建利

（宜昌长航医院东院外科，湖北 宜昌 443003）

0 引言

颧骨复合体作为面中部比较重要的一个骨支撑，可以对面部的垂直向高度、矢状向突度以及横向宽度起到一定的维持作用，因为其具有突出的位置，再加上周围骨缝比较纤细，在外力的作用下可出现颧骨复合体骨折（zygomatic complex fracture，ZCF），也是一种常见的颌面部创伤，在面部骨折中占有较高的比例，一般为25%，并且在面中部骨折中居于首位。研究[1]发现，ZCF患者发病后，可导致眶下区麻木、张口受限、复视以及面部畸形等，严重的情况下，还会导致心理创伤，降低患者生活质量。因为颧面部毗邻具有复杂的解剖关系，采用传统手术复位后，畸形的发生率为12%-25%，所以一直以来，怎样对颧骨复合体骨折精确复位的问题进行解决，使口颌部功能和颧面部外形轮廓恢复正常都是亟需解决的一个问题。近年来，在颌面外科的精准治疗中，计算机辅助技术与3D打印技术联合运用的优势明显，被广泛运用于颌面部骨折、颞下颌关节、正颌外科以及下颌骨缺损修复等领域中。同时，3D导板通过图形设计软件可以复位骨折端，并且对导板数据进行设计，有助于术中复位骨折断端，也是对颧骨复合体进行精确复位的一种有效治疗方法[2]。因此，本文对个性化3D打印导板运用在单侧粉碎性ZCF治疗中的临床效果进行了探讨，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2019年7月至2020年8月期间我院收治的单侧粉碎性颧骨复合体骨折患者57例为研究对象，根据术中是否运用3D打印复位导板将其分为两组，其中对照组27例，观察组30例。对照组年龄22-53岁，平均（37.2±6.4）岁，其中20例为男性、7例为女性，致伤原因：10例为跌伤、15例为车祸伤、2例为其他；观察组年龄23-55岁，平均（37.3±6.5）岁，其中22例为男性、8例为女性，致伤原因：12例为跌伤、17例为车祸伤、1例为其他。两组的年龄、性别等资料比较差异无统计学意义（P＞0.05）。

1.2 纳入和排除标准

1.2.1 纳入标准

（1）具有完整的手术前后CT数据资料；（2）与单侧粉碎性ZCF标准相符；（3）病程＜3周；（4）年龄＞18岁。

1.2.2 排除标准

（1）手术禁忌证；（2）单纯颧骨线性骨折；（3）双侧颧骨骨折；（4）陈旧性 ZCF；（5）临床资料缺失者。

1.3 方法

1.3.1 术前准备

（1）对照组

主治医生将术前CT检查结果作为基本依据，对骨折断端的详细信息进行评估，术前经过讨论，对手术计划进行制定，并且术中将术者的手术技巧和临床经验作为基本依据，拼接复位骨折块并固定。

（2）观察组

观察组术前准备如下：①对颌面部原始CT影像数据进行收集。扫描时采用ligth speed 64层螺旋CT，设置参数，其中矩阵为512×512，层厚为0.625mm，管电流为300mA，管电压为120kv，从颅顶开始扫描，直到第5颈椎下缘，并且在光盘中储存原始数据；②数字化图像重建。在Minics17.0软件中导入CT扫描数据，对所有CT断层数据进行选择，在Mimice软件中显示三种界面，分别是矢状面、水平面以及冠状面，然后对“Thresholding”命令进行执行限定骨密度HU值新建mask一个，利用软件中的“Calculate 3D”获取颌面部三维重建模型。同时，利用3-matic9.0软件处理重建的三维模型，对表面曲率较好的三维模型进行获取，并且以STL格式在光盘中储存；③对颌面部骨折3D打印模型进行制备。采用SLA-300型3D打印机对3-matic9.0软件处理后的三维模型进行打印，对颌面部骨折1:1的实物模型进行获取；④虚拟设计颌面部骨折复位。以ICD-10编码为基本依据，标记和分类骨折断端，明确骨折断端的距离和方向，然后根据前鼻棘点、蝶鞍点、鼻根点三点明确正中矢状面，其中参考平面为健侧颧骨复合体，拼接、旋转以及拖动骨折断端，动态演示术中骨折复位过程，完成骨折的虚拟解剖复位，并且采用“Intersect”功能和健侧颧骨复合体镜像进行拟合，核对骨折端复位情况并适当调整，从而获得最佳匹配；⑤建立复位导板三维实物模型。采用SLA-300型3D打印机对三维模型进行打印，对于复位实物模型和骨折复位导板，主要采用聚丙烯树脂材料。打印完成后，将复位导板放在3D打印模型上，检查导板内侧面与模型表面贴合度，并且采用环氧乙烷消毒和灭菌3D打印模型，术中备用。

1.3.2 手术方法

（1）对照组

对照组行传统手术，即术者在术中将手术经验作为基本依据，结合骨块的解剖外形，观察双侧颧骨面对称性，并且固定和复位骨折块。

（2）观察组

观察组则根据手术入路设计，充分显露骨折部位，松解骨折块，然后与术前虚拟手术设计部位相结合，放置3D打印复位导板，使导板内侧面密切贴合骨折断端，为复位骨折断端提供指导，待根据复位导板对骨折断端进行塑形后，根据术前设计，放置钛板钛钉，对骨折进行复位，结束后，对固定物进行检查，为内固定稳定性提供有效保障。同时，对手术创口进行常规冲洗，并且对手术切口进行分层缝合，结束手术。

1.3.3 术后处理

术后给予患者抗感染治疗，术后1周运用螺旋CT检查患者颌面部，评估颧骨骨折复位内固定情况，并且出院前对患者进行适当的健康指导，开展张口训练。

1.4 观察指标

观察以下指标：（1）三维重建CT影像参数评价指标，其中△β表示健侧与患侧颧弓角的差值；△α表示颧骨突角健侧与患侧差值；△L3能够充分反映颧骨侧方宽度的变化，主要指的是患侧与健侧zy-正中矢状面距离差值；△L2可以反映颧骨突度前后向的变化位移，主要指健侧与患侧的mp-po距离差值；△L1则是健侧与患侧or-s距离的一个差值，能够将颧骨体下移的情况充分反映出来[3]；（2）记录两组手术时间；（3）运用面容自评满意度（VAS）评价患者满意度，总分为0-10分，得分越高，则满意度越好[4]；（4）统计两组并发症发生情况，包括眶下区麻木、骨折不愈合、复视以及张口受限等，并且计算并发症发生率。

1.5 统计学分析

由SPSS 20.0软件分析数据，其中计数资料采用百分率（%）表示，组间对比行χ2检验，并且运用t检验计量资料对比，以P＜0.05差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组术前三维测量观察指标对比

术前，两组患侧和健侧的颧弓角、颧突角比较差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。

表1 两组术前三维指标比较（ ±s,°）

表1 两组术前三维指标比较（ ±s,°）

颧弓角颧突角组别 患侧 健侧 患侧 健侧对照组（n=37） 142.37±5.67 155.47±4.12 120.36±6.45 121.11±6.42观察组（n=30） 142.36±5.66 154.24±4.56 122.45±10.76 122.15±5.46 t值 0.764 1.763 0.545 0.973 P 值 ＞0.05 ＞0.05 ＞0.05 ＞0.05

2.2 两组术后健侧与患侧三维测量指标比较

观察组的△β、△α、△L3、△L2以及△L1水平均低于对照组（P＜0.05），见表2。

表2 两组术后三维指标对比（ ±s）

表2 两组术后三维指标对比（ ±s）

组别 △β（°） △α（°） △L3（mm） △L2（mm） △L1（mm）对照组（n=27） 2.65±0.38 3.02±0.55 2.85±0.93 3.51±0.93 1.92±0.51观察组（n=30） 0.91±0.32 0.94±0.33 1.49±0.65 1.33±0.57 1.01±0.63 t值 9.112 4.955 7.434 9.053 5.486 P 值 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05

2.3 两组手术效果比较

与对照组相比，观察组的手术时间较短，且VAS评分高，组间对比差异有统计学意义（P＜0.05），见表3。

表3 两组各项指标对比（ ±s）

表3 两组各项指标对比（ ±s）

组别 手术时间（min） VAS评分（分）对照组（n=27） 218.45±25.34 7.12±0.63观察组（n=30） 180.12±13.45 8.76±0.34 t值 6.487 8.203 P 值 ＜0.05 ＜0.05

2.4 两组术后并发症对比

术后除对照组中2例出现颧面部塌陷症状外，无1例患者出现并发症如张口受限、神经损伤等。

3 讨论

当前在对复杂颌面部骨折进行复位时，精确的术前分析是比较关键的一个环节，若手术方案制定不完善或者术前评估不充分，则无法获得较好的骨折复位效果[5]。既往临床上通过二维影像学资料如MRI、CT以及X线等评估骨折区域的解剖形态，不能直观认识骨折断端，无法对骨折移位的方向和角度进行可视化全面分析，尤其是对术前精确信息的获取难度较大[6]。在本次研究中，笔者通过构建三维模型，分割、编辑以及重建患侧骨折端，能够在任意方向进行旋转和移动，可以精确定位患侧骨折区域和行可视化分析。同时，以复位导板为基本前提，采用3D打印技术对复位导板进行打印，术中利用导板精确传递术前手术规划，为骨折复位提供一定的引导，有助于手术的顺利进行[7]。在本次研究中，观察组VAS评分和并发症发生率均较低，且手术时间短，提示3D打印导板运用在ZCF治疗中的效果较好。分析原因主要为，通过3D打印导板可以传递颧骨复合体复位的量化参考指标，利用导板形态塑形骨折碎片并固定复位，为外科医生提供指导，在直视的情况下对骨折端至理想位置进行复位，了解颧骨复合体的三维解剖形态，为复位ZCF提供了一定的参考依据，不仅能够降低骨折复位难度，还可以保障骨折复位重建的精确度，缩短手术时间，从而使患者的面容满意度增加。

综上所述，临床上将个性化3D打印导板运用在单侧粉碎性颧骨复合体骨折治疗中，不仅可以提高骨折复位精确度，避免术后面部畸形，还能使手术时间缩短，提高患者满意度，是一种有效的方法，具有推广运用价值。