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精准制导下3D打印技术在人工全髋关节翻修术中的应用效果

2024-08-05 14 上传者：管理员

摘要：目的探讨精准制导下3D打印技术制作的个体化生物型人工髋臼杯在人工全髋关节翻修术中的应用效果。方法回顾性分析2015年1月—2019年12月于我院骨科行人工髋关节置换术后假体松动患者25例，主要发生在髋臼侧，与Paprosky分型标准中ⅡB型及Ⅲ型的特点一致，均采用个性化一体式定制假体。结果 25例患者随访21～40个月，经X射线及CT显示，植骨后的髋臼存在骨诱导下重塑良好，髋臼稳定，且术后髋关节功能评分、疼痛评分均优于术前（均P<0.05）。结论 3D打印技术对人工髋关节置换术后患者髋臼缺损情况有良好的评估效果，可为手术过程提供前瞻性的指导意义，同时定制的人工髋臼有良好的匹配性，可减少患者的并发症。

关键词：
三维重建
人工髋关节置换术
关节骨病
精准人工全髋关节
翻修3D打印技术
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随着医学技术的进步，人工髋关节置换术对治疗严重的髋关节骨病及高龄的股骨颈骨折患者具有显著的效果[1]。但是在完成人工髋关节置换术后，易出现假体无菌性松动等并发症，特别是在较为落后的地区，由于患者认识度的欠缺，松动的人工髋关节仍在被许多患者强制使用，造成髋关节周围骨质的严重缺损，尤其是髋臼侧，增加了治疗难度[2]。目前，针对髋臼的骨质缺损，临床上多采用植骨为基础，可保证髋臼的初始稳定。基于此，本文探讨精准制导下3D打印技术制作的个体化生物型人工髋臼杯在人工全髋关节翻修术中的应用效果，现报告如下。

1、资料与方法

1.1 临床资料

回顾性分析2015年1月—2019年12月于我院骨科行人工髋关节置换术后假体松动（骨溶解）患者25例，均接受人工髋关节置换术，并在术后出现假体松动，主要发生在髋臼侧，与Paprosky分型标准中ⅡB型及Ⅲ型的特点一致，均为首次翻修，采用个性化一体式定制假体，临床资料完整，术后能够接受良好的随访，本研究经院伦理委员会审核批准。排除外伤或感染导致的人工髋关节松动者，髋臼松动为Paprosky分型中的Ⅰ型、ⅡA、ⅡC者，多次翻修者。其中，男7例、女18例，年龄49～81岁、平均（69.3±8.1）岁。

1.2 方法

个体化定制3D打印生物性髋臼的制作：均采用西门子公司64排螺旋薄层CT扫描骨盆进行三维重建，获取骨盆的数据参数并储存，技术人员在计算机中进行三维建模，逆转向模拟出患者真实的髋关节模型，打印出三维立体的骨盆模型及所需的髋臼假体模型，最后通过髋臼假体模型，经电子束熔融快速成型技术打印出手术需要的个体化一体式钛合金骨小梁髋臼杯，其特点为无界面结合问题，3D联通的开放性孔隙，直径约600～800μm，表面存在刀刺状结构。人工全髋关节翻修术：患者采用侧卧位，以髋关节后外侧入路为切口，逐层分离至髋关节周围，充分暴露髋关节，以充分显露髋臼假体及残留的髋臼为宜；将发生松动的假体取出，对髋臼内部的残留骨进行重点保护，髋臼假体全部取出后，将髋臼附近瘢痕组织进行有效清理。生理盐水冲洗创面后，清楚暴露髋臼，评估实际髋臼与3D打印的髋臼是否存在较大的差异，必要时可尝试性地放入打印的髋臼杯，探索髋臼杯放置的匹配程度，根据情况可尝试性用小号的髋臼锉打磨髋臼，直至髋臼骨面出现较好的出血，再次置入相匹配的3D打印个性化生物型臼杯，若匹配上存在一定的差异，初始稳定性欠佳，可考虑人工骨、同种异体骨植入或者结构垫块，保证髋臼杯良好的骨面接触及初始稳定性，最终根据需要植入松质骨用螺钉固定；手术过程中针对股骨侧假体，需要结合股骨柄的具体状况进行处理，严重者可以给予股骨柄假体翻修，留置一枚引流管。术后处理：术后给予一般的抗菌药物，利用依诺肝素进行抗凝处理，缓解患者贫血状况。术后第1～2 d根据引流情况，必要时拔除引流管。术后指导患者在床上进行下肢肌肉等长、等张收缩训练，但对术后髋关节的屈曲、外展、直腿抬高等训练，需根据术中髋臼、股骨柄假体稳定情况而决定。术中存在大量植骨、结构性垫块植入等初始稳定性欠佳的患者，嘱患者卧床休养4～6周，之后根据患者恢复情况复查X射线等影像学指标，逐步开始下床拄拐或助行器行走，争取在12周达到完全负重行走。

1.3 观察指标

手术完成后结合髋关节正侧位系列X射线片及CT技术对植骨位置的愈合情况进行判断；采用髋关节功能评分量表（Harris）和视觉模拟疼痛量表（VAS）评估患者的髋关节恢复情况。

1.4 统计学处理

采用SPSS 27.0统计学软件处理数据，以P<0.05为差异有统计学意义。

2、结果

25例患者随访21～40个月，关节置换髋臼侧骨水泥固定6例占24%、生物型固定19例占76%；根据Paprosky分型法：ⅡB型5例占20%、ⅢA型11例占44%、ⅢB型9例占36%;Harris评分：术前为（36.16±5.06）分，术后3个月为（64.60±4.93）分，术后6个月为（79.68±3.77）分，术后12个月为（86.24±3.23）分，末次随访为（90.24±2.00）分；VAS评分：术前为（5.8±0.82）分，术后3个月为（1.84±0.75）分，术后6个月为（0.76±0.83）分，术后12个月为（0.56±0.65）分，末次随访为（0.32±0.48）分。手术后Harris、VAS评分均优于术前，比较差异均有统计学意义（均P<0.05）。

3、讨论

当前，随着人工髋关节技术的不断发展，临床采用人工髋关节置换术的患者不断增多，伴随而来的因假体松动需要进一步治疗的患者也在不断上涨。由于患者认识的缺乏、经济的压力，导致患者在假体松动后仍不能及时就医，造成髋臼、股骨的缺损严重，骨量大量的丢失，对治疗提出了更高的要求。

针对人工髋关节置换术后，髋臼侧出现骨缺损中的PaproskyⅡB型及Ⅲ型，需要根据医生的手术经验及X射线或者CT的初步评估，于术中髋臼暴露后再次评估髋臼缺损情况，然后选择适合的髋臼。若缺损严重，需采取用骨水泥或者钛网等弥补缺损的髋臼，其中充满了不确定性，手术时间长、出血量多、术后稳定性欠佳。3D打印技术是目前骨科新引进的技术，可通过薄层CT扫描患者的髋臼，同时根据扫描后的影像数据参数，模拟出骨盆情况，可对髋臼的缺损作出充分的评估，并根据髋臼的缺损情况，设计符合患者的个性化一体式髋臼杯，在术中一对一地安装，较其他方式可以更加详细、全面地了解到髋臼缺损情况。本文结果显示，25例患者随访21～40个月，经X射线片及CT显示，植骨后的髋臼存在骨诱导下重塑良好，髋臼稳定，且手术后Harris、VAS评分均优于术前（均P<0.05）。

综上所述，作为现代化数字技术与现代临床骨科的结合产物，3D打印制作的个性化生物性人工髋臼杯，能更好地嵌合在不同髋臼缺损患者的髋臼内，从而获得更好的匹配程度，可减少患者的并发症。

参考文献:

[1]杨松. X线数字化断层融合技术在人工髋关节置换术后影像评估中的应用价值[J].医疗装备,2022,35(8):26-28.

[2]周闯.人工全髋关节置换术治疗老年股骨颈骨折的近期疗效观察[J].中国冶金工业医学杂志,2020,37(2):195-196.

文章来源:韩小松,郑强,李鹏,等.精准制导下3D打印技术在人工全髋关节翻修术中的应用效果[J].中国冶金工业医学杂志,2024,41(04):477-478.