3D打印技术在桡骨远端粉碎性骨折治疗中的应用

林东泽　张劲松　汪强　周仁强

【摘要】 目的：探讨分析3D打印技术在桡骨远端粉碎性骨折治疗中的应用效果。方法：纳入研究对象为笔者所在医院于2016年1-12月收治的桡骨远端粉碎性骨折患者30例，随机分为对照组和试验组，每组15例。对照组给予常规手术切开复位异性钢板内固定术，试验组根据CT扫描成像，利用3D打印技术打印骨折模型，于模拟调试后行手术切开复位异性钢板内固定术。观察并比较两组患者手术基本情况、骨折愈合优良率、术后并发症发生情况及患者满意度。结果：所有患者均顺利完成手术，试验组在手术时间、术中出血量、切口大小指标上均显著优于对照组，差异有统计学意义（P<0.01）。经治疗，两组骨折愈合优良率分别为93.3%，80.0%，差异无统计学意义（P>0.05）。两组术后并发症发生率分别为6.7%，20.0%，差异无统计学意义（P>0.05）。术后随访，试验组满意度为93.3%，显著高于对照组的53.3%，差异有统计意义（P<0.05）。结论：3D打印技術应用于桡骨远端粉碎性骨折治疗中效果理想，且安全性和满意度较高，值得临床推广实践。

【关键词】 3D打印技术； 桡骨远端粉碎性骨折； 内固定术

doi：10.14033/j.cnki.cfmr.2017.32.035 文献标识码 B 文章编号 1674-6805（2017）32-0071-03

桡骨远端骨折属临床中常见的上肢骨折，约占全身骨折的1/6。该病治疗较为困难，治疗不当则易造成关节畸形、创伤性关节炎及活动受限等并发症[1]。目前桡骨远端粉碎性骨折主要采用复位内固定术治疗，常规X线、CT仅能初步显示骨折类型，无法全面显示骨折信息[2]。近年来，随着3D打印技术的兴起，其以个体化、快速化、数字模拟等显著优势而应用于骨科临床治疗中 [3]。故本研究以笔者所在医院2016年1-12月收治的30例桡骨远端粉碎性骨折患者为研究对象，探讨3D打印技术在其治疗中应用效果。

1 资料与方法

1.1 一般资料

纳入病例为笔者所在医院于2016年1-12月收治的桡骨远端粉碎性骨折患者30例，所有患者均签署知情同意书，排除严重心脑血管疾病、有精神病史患者，依从性均较好。将30例患者随机分为试验组和对照组，每组15例。其中试验组男9例，女6例；年龄24～64岁，平均（40.15±6.44）岁；参见文献[4]AO分型：C2型7例、C3型8例。对照组男10例，女5例；年龄27～65岁，平均（40.31±6.39）岁；AO分型：C2型8例、C3型7例。经统计学处理，两组患者一般资料比较，差异无统计学意义（P>0.05），有可比性。

1.2 方法

（1）两组患者均取侧卧位，用螺旋CT在桡骨远端以1 mm间距进行连续扫描得到清晰骨窗断层图像，并保存为DICOM格式。（2）CT图像处理与椎体三维模型的建立：将DICOM格式文件导入Minics 10.0，利用Threshold选择拟重建部分，并对图像进行修改，再现桡骨远端骨折结构的三维形态，重建后的三维模型以stl格式保存。（3）试验组利用CT三维重建图像，输出至3D打印设备，通过3D设备进行等比例模型打印。在模型上进行手术预演：设计手术切口、软组织剥离、骨折块翘剥，恢复桡骨远端关节面、尺偏角、掌倾角和桡骨高度，桡骨远端的钢板的最佳位置，并进行钢板预弯、螺钉进入方向设计、螺钉长度等一系列数据的精确测量并予记录。对照组根据术前X线、CT三维重建图像对骨折类型、损伤程度进行判断，制定手术方案及内置入物型号，并进行钢板预弯、螺钉进入方向设计、螺钉长度设计。（4）手术方法：根据确定的治疗方案，臂丛麻醉。掌侧切口取Henry切口，有背侧骨折块另取背侧切口，远端超过远侧腕横纹，向近端延长约5 cm，切开皮肤、皮下组织后，于桡侧腕屈肌和桡动脉之间钝性分离，暴露旋前方肌并于桡侧纵行切断，将其翻向尺侧，暴露骨折端。直视下行骨折复位，术中采用拔伸牵引、撬拨复位骨折端，恢复桡骨远端长度及关节面，恢复桡骨的掌倾角和尺偏角。桡骨远端骨折块解剖复位后，植入锁定钢板，拧紧锁定螺钉，使钉板成一体。（5）术后24 h常规预防性抗感染，术后6周根据复查X线片情况决定是否负重，不建议早期负重。

1.3 观察指标

（1）观察并比较两组患者手术基本情况，包括：手术时间、出血量、切口大小。（2）术后复查X线，评价两组手术固定复位效果，采用改良Neer评价系统评定疗效，优秀：>85分；良好：70～85分；可：55～69分；差：<55分。优良率=（优+良）/总例数100%[5]。（3）术后定期随访观察并比较两组患者感染肿胀、钢板松动等术后并发症发生情况及满意度。总满意度=（非常满意+满意）/总例数100%。

1.4 统计学处理

采用SPSS 22.0统计学软件进行数据的分析和处理，计量资料以（x±s）表示，采用t检验，计数资料以率（%）表示，采用字2检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组手术基本情况比较

两组患者均顺利完成手术，试验组的手术时间、术中出血量、切口大小均显著优于对照组，差异有统计学意义（P<0.01），见表1。

2.2 两组骨折愈合疗效比较

经治疗，两组骨折愈合优良率分别为93.3%、80.0%，差异无统计学意义（P>0.05），见表2。

2.3 两组术后并发症发生率比较

两组术后并发症发生率分别为6.7%、20.0%，差异无统计学意义（P>0.05），见表3。

2.4 两组满意度比较

术后随访，试验组满意度为93.3%，显著高于对照组的53.3%，差异有统计学意义（P<0.05），见表4。

2.5 典型病例

33岁，男性，高处坠落致右桡骨远端粉碎性开放性骨折（AO分型23-C3），右腕掌侧横行创口，掌侧皮肤、软组织条件差，选择背侧入路复位内固定术。术前CT三维重建掌侧观、背面观见图1、图2，显示右桡骨远端粉碎性骨折，累计关节面，外侧柱、中间柱不稳定；利用CT三维重建图像，通过3D设备打印等比例模型，模型掌侧观、背面观见图3、图4；因患者右腕掌侧有横行创口，掌侧皮肤、软组织条件差，外伤1周后选择背侧入路复位，利用预选的微型钢板分别对中间柱、外侧柱进行固定。术后X线腕关节正位、侧位片所示骨折端对位对线良好，关节面平整，内固定在位，见图5、图6；术后6个月复查腕关节正位、侧位片骨折愈合，患者右腕关节功能良好，见图7、图8。endprint

3 讨论

桡骨远端粉碎性骨折较为复杂，高能量损伤占比较高，受伤机制不同其骨折移位与方向均不同。因而，对于桡骨粉碎性骨折患者，应根据各个患者年龄、骨折类型等制定更为个性化的治疗方案[6]。所以在治疗前应对患者骨折部位进行深入、细致地分析，确保为患者制定出最佳治疗方案。传统的CT检查虽可有效反映桡骨远端移位及关节面粉碎情况，但对于粉碎程度较大的C2、C3型骨折易出现诊断错误，甚至出现误诊、漏诊等情况。常规X线仅可提供基本骨折信息，对于分型也仅可提供大致指导[7]。

3D打印技术最早出现于20世纪80年代，是一种通过三维数据，运用塑料、金屬状粉末等逐层的方式结合以制造构件的技术。该技术可根据患者个体特征，由CT、X线等临床诊断技术获取三维数据，重建手术部位的骨结构，可在骨治疗中得到临床应用。由计算机处理后得到三维图像并根据临床需要对3D图像进行进一步修改，将数据传入打印机打印成型[8-9]。一方面，3D技术无需设计对应模具，制作速度快，便于生产化，经济效益高。另一方面，其应用于体积小、做工细、结构复杂的骨模方面优势明显，可根据患者自身个体需求进行相应结构设计，以实现更好的个体化治疗[10]。在桡骨远端粉碎性骨折治疗中，通过3D打印技术，制造出1∶1模型，可全面、直观地从各个角度观察各骨折块位移与旋转情况及骨折线行径，并可实际测量移位距离，确定骨折分型[11]。通过模型，骨科医生可对病变有直观的认识，有利于了解疾病发病机制并作出有效诊断，同时加强了解患者病变部位的解剖情况，有利于制定科学的手术方案，减少手术风险。

本研究中，试验组手术基本情况指标手术时间、术中出血量、手术切口及满意度均显著优于对照组；说明3D打印技术在桡骨远端粉碎性骨折治疗中具有手术时间短、术中出血量少、切口小等优点，提高患者满意度。这可能与3D打印技术可精确观察骨折情况有关，缩短了手术时间，同时术中切口较小，减少了术中出血量[12]。另外，术后并发症和愈合优良率比较，两组比较差异无统计学意义（P>0.05），提示3D打印技术在桡骨远端粉碎性骨折治疗中不影响患者治疗的有效性和安全性。

综上所述，3D打印技术在桡骨远端粉碎性骨折治疗中具有显著优势，具有手术时间短、术中出血量少、切口小等优点，同时可有效提高患者满意度，值得临床推广应用。

参考文献

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（收稿日期：2017-07-07）endprint