3D打印技术辅助下经皮克氏针撬拨复位内固定治疗SandersⅡ、Ⅲ型跟骨骨折

林秀琛,李国梁,沈润斌,刘文东,牛艺洁

(河北省沧州中西医结合医院,河北 沧州 061001)

跟骨骨折临床较为常见,其在所有足部骨折中占比较高[1]。高处坠落或交通事故是引起跟骨骨折的常见原因,其中垂直暴力可导致跟骨后关节面塌陷,并伴随剧烈疼痛[2]。跟骨骨折引起的足弓塌陷会对患者的日常生活造成影响,并可能使其难以恢复至受伤前的运动水平[3-4]。由于跟骨骨折后的软组织状况和骨折端的粉碎程度不同,治疗方法也存在差异。跟骨骨折的治疗方法较多,主要包括传统L形切开复位钢板内固定、经皮螺钉内固定、球囊扩张复位骨水泥固定,以及关节镜下复位内固定等[5-9]。切开手术能够直视下进行复位,但手术创伤较大,术后容易出现切口感染等并发症[10]。跟骨骨折后,局部软组织的张力会急剧增高,严重时会出现张力性水疱。在这种情况下进行大切口手术,皮肤更容易坏死。微创手术治疗跟骨骨折,无需广泛剥离软组织,可降低切口感染和神经损伤的风险以及术后疼痛程度[11-12];但是单纯采用微创技术置入内固定物,手术时间可能会更长,且透视次数也相对较多[13]。3D打印技术能将虚拟模型转换为实体模型,从而实现内固定物的精准置入[14-15]。为了探讨跟骨骨折的最佳治疗方法,我们采用3D打印技术辅助下经皮克氏针撬拨复位内固定治疗SandersⅡ、Ⅲ型跟骨骨折患者30例,并对其临床疗效进行了观察,现报告如下。

1 临床资料

本组30例,其中男20例、女10例。年龄21～54岁,中位数38岁。均为2022年1月至 2023年1月在河北省沧州中西医结合医院住院治疗的闭合性跟骨骨折患者。左侧11例,右侧19例。均符合跟骨骨折的诊断标准[16]。按照跟骨骨折的Sanders分型标准[16],Ⅱ型23例、Ⅲ型7例。致伤原因:高处坠落伤20例,交通事故伤10例。排除合并传染性疾病、严重内科疾病、陈旧性或病理性跟骨骨折、下肢神经或血管损伤及足跟部皮肤破溃患者。病程5～9 d,中位数7 d。

2 方 法

2.1 治疗方法

术前评估患者的受伤机制,并对患足进行CT扫描。将CT扫描获得的原始数据导入Mimics21.0软件中,生成患足骨骼的3D图像。从3D图像中提取跟骨模型,模拟使用克氏针进行骨折块的分离和复位[图1(1)、图1(2)],并记录复位前后的针道轨迹。通过布尔运算将克氏针与塌陷的骨块进行合并,并根据患者的足部皮肤数据设计进针导板[图1(3)]。

图1 跟骨骨折模拟复位及进针导板图片

采用蛛网膜下腔阻滞麻醉,患者取侧卧位,患侧在上。常规消毒铺巾,患肢抬高3 min后大腿上气囊止血带。将术前准备好的3D打印进针导板彻底消毒,以备使用。根据骨折块的大小选择2枚合适型号的克氏针,沿导板上设计好的套筒置入克氏针,针尖至跟骨后关节面,尽量靠近骨皮质,但不进入距下关节。用克氏针沿导板上的撬拨孔撬拨复位骨折块。对于存在跟骨内翻者,加用1枚克氏针横向贯穿跟骨结节,通过外翻跟骨来纠正跟骨内翻。C形臂X线机透视确定骨折复位满意后,退出克氏针。沿导板上的针道分别向距骨和骰骨置入2枚克氏针,固定骨折块。剪短克氏针,将其尾端埋于皮下,常规缝合切口。

术后患足用石膏托固定。每日更换敷料,并观察切口情况。术后2～3周去除石膏托。术后3周开始穿弹力袜,并进行距下关节功能锻炼。术后12周开始负重行走。术后3～6个月根据骨折愈合情况去除克氏针。

2.2 疗效评价方法

记录手术时间和术中出血量。在跟骨X线片上测量Gissane角和Böhler角。采用美国足与踝关节协会(American Orthopedic Foot and Ankle Society,AOFAS)踝与后足评分标准[16]评价踝关节功能。

3 结 果

本组患者手术时间(57.75 ±5.23)min。术中出血量(10.80 ±4.12)mL。所有患者均获随访,随访时间6～10个月,中位数7.5个月。Gissane角,术前130.87°±5.89°、术后2 d 97.66°±6.11°、术后6个月97.12°±6.01°。Böhler角,术前17.41°±2.18°、术后2 d 28.35°±3.46°、术后6个月28.17°±3.03°。AOFAS踝与后足评分,术前(29.44±6.67)分、末次随访时(88.39±7.19)分。典型病例图片见图2。

4 讨 论

近年来,3D打印技术在制作手术导板和骨折模型方面的应用日益增多,为跟骨骨折的微创内固定治疗提供了新思路,并在提高骨折治疗的准确性和有效性方面显示出巨大的潜力。骨科医生可以通过利用患者特定部位骨骼的3D打印模型,在术前模拟不同的手术方法、评估不同的手术方案,从而做出最佳选择,这有助于缩短手术时间、减少术中创伤。

术前可通过跟骨骨折的CT数据生成3D图像,从而模拟骨折的复位过程、规划针道路径,并在导板上设计出克氏针套筒,这有助于减少术中透视次数和术中出血量。研究[17]表明,与传统的L形切开复位钢板内固定相比,3D打印技术辅助下微创治疗跟骨骨折的AOFAS踝与后足评分更高。3D打印导板能够将虚拟复位在术中实现,从而获得更好的复位效果。传统微创手术能够抬升塌陷的跟骨后关节面,但由于仅凭术者的肉眼观察,很难将骨折端复位至受伤前的状态。3D打印技术可用于制作个性化的复位导板,能对骨折端进行精确的复位和固定,有利于提高AOFAS踝与后足评分。采用完全闭合撬拨复位治疗跟骨骨折时,可能会遇到复位效果不佳的问题,这是因为复位针没有紧密贴合于跟骨后关节面。跟骨主要由松质骨构成,密度相对较低,因此复位针必须精准地置入骨质最致密的区域,以确保复位操作的成功。然而,仅仅复位跟骨的后关节面,并不能完全缓解患者的疼痛[18]。对于存在跟骨内翻的患者,还应注意纠正跟骨内翻。此外,需要注意的是,3D打印复位导板不适用于陈旧性跟骨骨折患者。

本研究结果显示,3D打印技术辅助下经皮克氏针撬拨复位内固定治疗SandersⅡ、Ⅲ型跟骨骨折,手术时间短、术中出血量少,有利于患足功能恢复。由于本研究的样本量较小,且随访时间较短,研究结论需要通过进一步的研究来证实。