3D打印技术在伴有关节外畸形的膝关节双间室置换术中的临床应用价值

赵自彪，王 博，段军富，李云靖，孙 超，付军振

(鹤壁市人民医院，河南 鹤壁 458030)

人工膝关节置换手术是目前比较成熟的用于治疗膝关节疾病的技术，但对于伴有各种畸形，则增加了TKA手术的难度[1]。有研究认为通过3D打印技术将手术中的问题提前术前解决，效果较好[2]。本研究针对膝关节重度骨性关节炎合并有关节外畸形患者开展两种治疗方法的对比研究，报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2019年1月～2020年10月鹤壁市人民医院收治的膝关节重度骨性关节炎患者65例(共83膝)，均合并有关节外畸形，共65例(共83膝)，本研究通过鹤壁市卫计委医学伦理委员会批准。采用随机数字表法分为3D组33例(41膝)和TKA组32例(42膝)。3D组共有33例(41膝)，其中男9例，女24例；平均年龄(67.52±4.37)岁；单膝25例，双膝8例，膝关节内翻畸形平均(10.83±1.12)°；伸直受限角度平均(10.55±1.34)°。TKA组32例(42膝)，其中男9例，女23例；平均年龄(67.55±4.37)岁；单膝22例，双膝10例，膝关节内翻畸形平均(10.85±1.13)°；伸直受限角度平均(10.52±1.35)°。两组患者一般资料对比无统计学意义(P>0.05)。

1.2 方法

所有手术均由膝关节一组医师完成，双膝患者均分两次完成，手术间隔时间为5～7 d。TKA组给予TKA手术同期行关节外畸形截骨矫正术。患者腰麻加连续硬膜外麻醉成功后，手术切口长约15 cm，常规做胫骨近端内侧结构的骨膜下剥离，适当松解髌骨韧带，髌骨周缘均充分松解，安装3D打印的个体化四合一截骨导板，依次完成股骨侧所有截骨；再行胫骨侧模型比对，去除软骨及多于骨赘，按照术前设计位置做胫骨近端成形，安放3D打印假体试模，均采用骨水泥技术固定3D打印关节假体，修整髌骨，50 mL氨甲环酸关节腔灌注，冲洗后万古霉素1 g撒于关节假体表面，关节囊缝合，所有患者均不放置引流管。

1.3 疗效评价指标

手术时间及术中出血。影像学评价指标：分别于术前及术后1 d测量患侧股胫角、下肢全长力线及下肢机械轴通过胫骨平台的相对位置。膝关节屈伸活动度。膝关节HSS评分。并发症。

1.4 统计学方法

2 结果

2.1 两组手术时间、术中出血量比较(见表1)

表1 两组患者手术时间和术中出血量对比

2.2 两组膝关节功能比较(见表2)

表2 两组患者术后膝关节功能比较

2.3 两组并发症情况比较

TKA组手术失败1例，术后经过评估，出现内外侧副韧带损伤2例，腘肌腱损伤1例。3D组1例术后3月余滑到致髌骨骨折。TKA组术后并发症发生率(含手术失败)略高于3D组，差异无统计学意义(χ2=0.93，P>0.05)。

3 讨论

膝关节重度骨性关节炎合并关节外畸形的患者目前认可的手术治疗方案包括：a)TKA手术同期行关节外畸形截骨矫正术；b)不处理关节外畸形，单纯应用TKA手术中的关节内代偿性截骨加软组织平衡获得下肢正常的机械轴线；c)先行关节外畸形截骨矫正手术，截骨愈合良好后再行传统TKA手术[1]。单纯膝关节内截骨矫正往往会导致手术的失败，因为软组织平衡与截骨平衡同等重要，对于关节外畸形较大的患者，无法术中准确定位和截骨，使手术难度增加，手术风险增高，手术时间延长，术后效果往往不理想[2]。

目前临床通过3D打印技术将手术中的问题提前术前解决。通过对患者CT+重建技术，准确了解患者膝关节病变的情况及关节外畸形的种类和特点，应用3D打印技术+软件分析制作出等比例大小实体模型，通过计算机软件辅助下制作出个体化的截骨导板，术中无需髓内定位，减少了髓腔内出血及形成脂肪栓塞的风险，一次准确到位的截骨成形，对各个间隙进行量化及精确操作，避免了屈伸不对称，减少高位或低位髌骨的可能性，缩减手术步骤，减少手术时间，从而控制整个围手术期出血量，减少患者住院时间，为患者及家属减少花费[2，3]。

本研究结果表明，应用3D打印技术对比传统的TKA技术，手术中应用止血带时间平均减少14 min，减少了止血带相关并发症的发生率，术后患者大腿根部极少出现不适，功能锻炼时感觉更好。通过术前、术后1周及大于2年等时间点随访对比，包括膝关节功能评分高于TKA组，术后负重位X线评估冠状面胫骨及股骨对线、矢状面股骨对线等方面，下肢力线基本无偏差。患者畸形纠正、步态改善、无疼痛等不适感。相对来说“微创”[4]。

综上所述，3D打印技术在伴有关节外畸形的膝关节双间室置换术中的应用疗效肯定，缩减手术步骤，减少术中器械及假体的准备，手术效果满意。但是本研究存在局限性，应用一些特殊病人中，仍需要后续较大样本及远期疗效临床结果证实。