3D 打印技术结合桥接系统内固定手术治疗PFF 1例

杨慧勤 陈卓远 普淇 吴中雄 王杰 任云峰 熊鹰 陆继鹏 杨泽 黄家峥

[摘要] 髋关节置换术后假体周围骨折（periprosthetic femoral fractures，PFF）是骨科一种较为复杂的骨折，好发于骨质疏松的老年患者。PFF 目前临床治疗较困难，目前尚缺乏一种公认的手术方法。本文报道了1 例3D 打印技术结合桥接系统内固定手术治疗PFF 病例，并结合相关文献进行总结分析，旨在为PFF 的治疗提供参考依据。

[关键词] 髋关节置换术后假体周围骨折；桥接系统内固定；3D 打印

[中图分类号] R6    [文献标识码] A    [DOI] 10.3969/j.issn.1673-9701.2023.12.034

髋关节置换术后假体周围骨折（periprostheticfemoral fractures，PFF）随着老年患者生存期延长及老年人活动数量的增加，以及患病老年人多合并骨质疏松，使其发病率逐年增加[1-3]。PFF 患者在治疗上若无明显的手术禁忌证，则需要行切开复位固定手术治疗，达到使患者术后能早期下地进行康复训练功能的目的。若不能行手术切开复位内固定治疗，患者长时间卧床有可能诱发褥疮、坠积性肺炎、深静脉栓塞症等并发症，严重者甚至可能会威胁患者的生命[4-5]，所以，选取适合的手术方法对改善患者的预后及康复具有重要作用。目前已有桥接系统内固定治疗PFF 病例的报道，但此类手术难度较大。2016 年，昆明医科大学附属延安医院通过3D 打印技术辅助桥接系统内固定治疗PFF1 例（伦理审批号：YXLL-AF-SC-022/01），并随访5 年，现报道如下。

1 病例资料

患者，女，78 岁，因“摔倒致右大腿中段及膝部肿痛、活动受限8h 余”来院，既往病史：6 年前因右股骨头坏死行全髋关节置换术；术后4 年不慎摔倒，医院诊断为右PFF（Vancouver B1 型），行骨折复位并张力带加钢丝内固定术；此次再次摔倒骨折入院。入院查体：脊柱外形正常，各棘突无压叩痛，活动度可。右下肢短缩畸形。右大腿中下段较对侧肿胀明显，骨折部明显扪及骨擦感，右膝关节活动受限。辅助检查：术前X 线示：右髋关节置换术后假体周围骨折，右股骨髁上骨折，右股骨中下段骨折，见图1。术前CT 示：右股骨下段粉碎性骨折，远断端稍向后移位，断端向外侧成角。临床诊断：右髋关节置换术后假体周围骨折（Vancouver B1型+C 型）、右股骨髁上骨折、重度骨质疏松症。诊治经过：3D 打印技术结合桥接系统内固定手术治疗。术前采集患者骨折部位CT 的Dicom 数据，由工程师经“工作站”重建患者骨折模型，了解患者的骨折分型，并在软件模拟骨折复位的模型，并在3D 打印机以1∶1 进行等比3D 打印。打印好模型后，术前医生和工程师根据骨折部位有限元分析结果及3D打印模型进行桥接系统内固定个性化配置和塑形，同时在模型上模拟手术，行桥接系统内固定，确定螺钉的置入方向和长度，见图2。术中根据术前3D模型上模拟的手术方案实施骨折复位内固定，术中采用平卧位，右臀部垫枕，切开皮肤显露骨折部位，骨折部位按模型指导复位后，将术前3D 模型上匹配好的桥接系统内固定，固定于已复位好的骨折部位，测量螺钉隧道长度并置入螺钉稳定固定，透视下骨折复位满意，内固定合适。该手术顺利，术中出血量200ml，手术时间90min。患者术后14d 拆线。术后复查X 线片和CT，骨折复位佳，实现骨折的坚强固定，见图3，患者早期可行床上康复功能锻炼，避免长期卧床并发症的发生。

根据患者术后随访检查结果示：术后3 个月后假体及内固定位置可，骨折愈合良好，行助步器下地行走。术后随访6 个月，Harris 评分由术前14 分提高至92 分，患者自述术后逐渐开始独立行走。本例手术成功，术后恢复良好。

2 讨论

PFF 多发生于高龄老年患者，骨质疏松是引发PFF 骨折的首要原因，此外还与外伤、摔倒、假体松动和周围骨溶解等因素有关[2]。同时，PFF 患者年龄大及多合并内科慢性病，临床处理较为棘手[6]。对手术医生的经验和技巧要求较高，治疗上既要妥善處理创伤骨折，有时又要进行假体翻修，必要时需更换假体，甚至在骨量丢失时要进行植骨[7]。目前对于人工 PFF 的手术治疗，常根据Vancouver 分型[8-9]来确定骨折的分型并指导治疗方案，Vancouver 分型将PFF 骨折分为A 型（AG 和AL）、B 型（B1、B2、B3）、C 型几种；治疗方面，B1 型假体无需翻修，骨折可用捆绑带、LISS 系统、锁定加压钢板、骨水泥长柄假体、环抱器[10-12]。C 型骨折手术治疗按股骨中下段骨折处理[13]，目前此类手术难度大，在内固定器材的选择上存在诸多问题，如钢丝、捆绑带固定易产生剪切作用，不属于坚强内固定，也会造成局部血运障碍，从而影响骨折愈合；记忆合金环抱器固定需要大量剥离骨折周围组织，致血运受破坏，影响骨折愈合，同时手术操作要求较高，固定不牢固，固定物易滑脱，从而致骨折断端分离；LISS 钢板固定可靠、局部血运破坏小，但螺钉固定与假体、股骨间无空间置钉，单用不能达到足够的固定强度；锁定加压钢板抗弯曲能力强，但对于多段骨折，钢板长度不够[14-15]，造成二次手术固定困难，甚至手术失败。

本文报道的该例老年女性患者， 同时合并Vancouver 分型B1 型+C 型，传统的钢板等内固定无法实现骨折的稳定固定，以及实现整个股骨的固定，由于钢板长度有限，而桥接系统内固定可以以一个内固定实现整个股骨的固定且同时固定Vancouver分型B1 型+C 型。同时通过结合3D 打印等比模型，实现骨折的个性化内固定匹配及术前模拟手术；术中通过模型实时指导，螺钉置钉方向避开了假体，实现了骨皮质双皮质的稳定固定[16-17]。从传统钢板二维固定到三维多向锁定固定，三维固定巧妙转移受重压力，改善了骨质疏松患者骨折部位受力负荷现象；术中使用微创桥接等技术及对组织的保护较好，不伤害骨膜，使骨折区域的愈合速度明显提升[18-20]。通过术前在3D 模型上模拟手术，使手术更加便捷，从而缩短手术时间，降低了手术风险[21]。

综上，本研究采用3D 打印技术结合桥接系统内固定治疗PFF，不仅为临床医生提供了术前模拟手术和术中指导手术，也为医生提供了个性化的桥接系统内固定，为PFF 的治疗提供了一种新的治疗方法，同时也符合现代医疗的发展，是一种个性化、数字化的手术治疗方法。

[参考文献]

[1] DENG Y， KIESER D， WYATT M， et al. Risk factorsfor periprosthetic femoral fractures around total hiparthroplasty： A systematic review and Meta-analysis[J].ANZ J Surg， 2020， 90（4）： 441–447.

[2] RICCI W M. Periprosthetic femur fractures[J]. J OrthopTrauma， 2015， 29（3）： 130–137.

[3] GIARETTA S， MOMOLI A， PORCELLI G， et al.Diagnosis and management of periprosthetic femoralfractures after hip arthroplasty[J]. Injury， 2019， 50（Suppl2）： S29–S33.

[4] DUNCAN C P， MASRI B A. Fractures of the femurafter hip replacement[J]. Instr Course Lect， 1995， 44：293–304.

[5] LIANG S， XIE J， WANG F， et al. Application ofthree-dimensional printing technology in peripheral hipdiseases[J]. Bioengineered， 2021， 12（1）： 5883–5891.

[6] SIDLER-MAIER C C， WADDELL J P. Incidence andpredisposing factors of periprosthetic proximal femoralfractures： A literature review[J]. Int Orthop， 2015， 39（9）：1673–1682.

[7] BRADY O H， GARBUZ D S， MASRI B A， et al.Classification of the hip[J]. Orthop Clin North Am， 1999，30（2）： 215–220.

[8] SHERIDAN G A， SEPEHRI A， STOFFEL K， et al.Treatment of B1 distal periprosthetic femur fractures[J].Orthop Clin North Am， 2021， 52（4）： 335–346.

[9] VICENTI G， BIZZOCA D， SOLARINO G， et al.Periprosthetic femoral re-fractures pathogenesis，classification， and surgical implications[J]. Injury， 2020，54（Suppl）： S24–S30.

[10] GAUSDEN E B， TIBBO M E， PERRY K I， et al.Outcomes of vancouver periprosthetic femur fractures[J].J Arthroplasty， 2021， 36（10）： 3601–3607.

[11] BAUM C， LEIMBACHER M， KRIECHLING P， et al.Treatment of periprosthetic femoral fractures vancouvertype B2： Revision arthroplasty versus open reduction andinternal fixation with locking compression plate[J].Geriatr Orthop Surg Rehabil， 2019， 10： 1467839237.

[12] LONG Y， QI Y， ZUO G， et al. Femoral periprostheticfracture treatment using the ortho-bridge system： Abiomechanical study[J]. J Orthop Surg Res， 2022， 17（1）：301.

[13] 康鵬德， 李东海， 裴福兴. 全髋关节置换术后股骨假体周围骨折的治疗策略[J]. 中华骨科杂志， 2019， （15）：961–972.

[14] LI B， ZHANG M， LU Q， et al. Application anddevelopment of modern 3d printing technology in thefield of orthopedics[J]. Biomed Res Int， 2022， 2022：8759060.

[15] RODRIGUEZ C R， NAYAK V V， PARENTE P， et al.The presence of 3D printing in orthopedics： A clinicaland material review[J]. J Orthop Res， 2023， 41（3）： 601.

[16] LIANG S， XIE J， WANG F， et al. Application ofthree-dimensional printing technology in peripheral hipdiseases[J]. Bioengineered， 2021， 12（1）： 5883–5891.

[17] LOUCAS M， LOUCAS R， AKHAVAN N S， et al.Interprosthetic femoral fractures surgical treatment ingeriatric patients[J]. Geriatr Orthop Surg Rehabil， 2021，12： 1781245282.

[18] MARONGIU G， PROST R， CAPONE A. Use of 3Dmodelling and 3D printing for the diagnostic process，decision making and preoperative planning ofperiprosthetic acetabular fractures[J]. BMJ Case Rep，2020， 13（1）： e233117.

[19] 普淇， 熊鹰， 赵烽， 等. 桥接内固定系统（OBS）在股骨干骨折治疗中的应用效果及预后分析[J]. 临床医药文献电子杂志， 2017， 4（A4）： 20486–20487.

[20] WALCHER M G， GIESINGER K， DU SART R， et al.Plate positioning in periprosthetic or interprostheticfemur fractures with stable implants-a biomechanicalstudy[J]. J Arthroplasty， 2016， 31（12）： 2894–2899.

[21] 熊鷹， 李群辉， 柳百炼， 等. 桥接组合式内固定系统与锁定接骨板钉系统在股骨骨折应用中的有限元分析[J]. 中国组织工程研究， 2012， 16（30）： 5516–5519.

（收稿日期：2022–09–02）

（修回日期：2022–10–15）