3D打印辅助手术对胫骨Pi...恢复及骨代谢指标水平的影响_张洪剑.pdf

论著 收稿日期 基金项目 北京市科技计划课题（）作者简介 张洪剑（），男，河北滦县人，首都医科大学附属北京康复医院主治医师，医学学士，从事骨与关节损伤康复治疗研究。打印辅助手术对胫骨 骨折患者术后功能恢复及骨代谢指标水平的影响张洪剑，章耀华，刘晓磊（首都医科大学附属北京康复医院骨科一康复中心，北京 ）摘要目的 观察 打印辅助手术对胫骨 骨折患者术后功能恢复及骨代谢指标水平影响。方法 选取我院收治的胫骨 骨折患者 例，依据治疗方案不同分为 打印组（）、常规组（）。常规组行传统切开复位钢板内固定术，打印组行 打印辅助下切开复位钢板内固定术。比较组手术情况、手术满意度与术前、术后周、个月血清骨代谢指标 骨碱性磷酸酶（，）、骨钙素（，）、抗酒石酸酸性磷酸酶（，）、型胶原羧基端肽特殊序列（，）水平，术前、术后个月、年踝关节功能评分（）、疼痛程度评分（，）。结果 打印组手术时间、骨折愈合时间较常规组短，透视次数、术中出血量较常规组少，差异有统计学意义（）；组术后周、个月血清 、水平较术前增高，且 打印组高于常规组，、水平较术前降低，且 打印组低于常规组，差异有统计学意义（）；组术后个月、年 评分较术前提高，且 打印组高于常规组，评分较术前下降，且 打印组低于常规组，差异有统计学意义（）；打印组患者手术满意度高于常规组，差异有统计学意义（）。结论 打印辅助手术治疗胫骨 骨折对骨代谢不良影响小，有助于促进术后功能恢复，提高患者满意度。关键词胫骨骨折；打印，三维；踝关节 ：中图分类号 文献标志码 文章编号 （），（，），（）（），（），（），（），（），第 卷第期 年月河北医科大学学报 （）（），（），；，（），（），（），；，；胫骨 骨折占胫骨骨折的，占下肢骨折的，多因交通伤、高坠等高能量暴力所致。由于骨折累及踝关节的负重关节面和胫骨干骺端，且伴有不同程度的压缩、粉碎及骨缺损，治疗难度较大。目前临床主要采用外科手术治疗，其中传统切开复位钢板内固定术最为常用，虽能有效复位骨折，但其剥离范围较广，周围组织可能受到进一步损害，对骨折局部血供影响较大，会引起骨折愈合不佳、内固定松动断裂、感染、皮肤坏死、术后骨折愈合缓慢等，而且钢板压迫应力遮挡因素容易再次骨折。随着 打印技术发展，骨科医生借助立体模型于术前进行手术入路、内固定型号、植骨量等规划，已在胫骨骨折中获得显著效果。不同骨折治疗方案的优越性最终体现在其促进骨折愈合能力方面，而骨折愈合是成骨细胞与破骨细胞相互作用的过程，骨形成指标 如骨碱性磷酸酶（，）、骨钙素（，）、骨吸收指标 如抗酒石酸 酸性 磷 酸酶（，）、型胶原羧基端肽特殊序列（，）等客观反映骨折愈合进度。但目前国内外有关 打印技术在骨折治疗方面的研究主要集中在术后功能恢复层面，而功能恢复涉及骨形成、骨吸收等相关生理过程。基于此，本研究从术后功能恢复、骨代谢指标变化等方面进一步探讨 打印辅助手术的治疗效果，现报告如下。资 料 与 方 法一般资料选取 年月 年月我院收治的 例胫骨 骨折患者，依据治疗方案不同分为 打印组（）、常规组（）。组性别、年龄、受伤至手术时间、骨折原因、分型、软组织损伤 分度、骨折部位比较，差异无统计学意义（），见表。纳入标准：均有明确外伤史，经、检查确诊为胫骨 骨折；骨折前下肢功能正常；分型为 型；知情本研究并签署同意书。排除标准：糖尿病患者；术前个月内用药影响结果评定者；伴有骨质疏松等影响患者恢复的疾病；凝血功能异常；合并其他部位骨折；病理性骨折；陈旧性骨折；严重心肝肺功能障碍。本研究经医院医学伦理委员会审批通过，患者知情同意并签署知情同意书。河 北 医 科 大 学 学 报第 卷第期表组临床资料比较 （例数，）组别例数性别男性女性年龄（，岁）受伤至手术时间（，）骨折原因交通事故摔伤高处坠落其他 打印组 （）（）（）（）（）（）常规组 （）（）（）（）（）（）值 值 组别例数分型型型软组织损伤分度度度度骨折部位左侧右侧 打印组 （）（）（）（）（）（）（）常规组 （）（）（）（）（）（）（）值 值 方法组入院后行患侧跟骨结节骨牵引，抬高患肢，冰敷，皮肤“橘皮样”变后行手术。术后均抬高患肢，冰敷，低分子肝素抗凝，遵医嘱进行术后锻炼，并于术后周、周、周、周复查。打印组行 打印辅助下切开复位钢板内 固 定 术。制 作 模 型：采 用 飞 利 浦 层 螺旋 薄层扫描，以选择性激光烧结技术采用 打印机 打印出胫骨远端骨折模型。模拟手术：根据影像资料及 模型制定手术体位、入路、复位方法、钢板型号、数量等，并在 模型上模拟进行骨折复位钢板内固定术，并优化复位策略。实施手术：腰硬联合麻醉或全身麻醉，取仰卧位或漂浮体位，消毒铺巾，大腿根部上止血带，必要时根据实际情况适宜延长。按术前模拟方法取切口，若选择胫骨远端前内侧入路、后内侧入路或后外侧入路，联合入路时皮肤切口间至少要保留 宽的皮桥。如取后外侧切口（约 ），依次切开皮肤、皮下组织、深筋膜到达骨折处，清除骨折处积血、血凝块，牵引复位，巾钳暂时固定，以克氏针或钢板固定骨折端，经 线透视确保固定满意。对后踝骨折去腓短肌、拇长屈肌间隙入路，切开骨膜，使后踝骨块充分显露，足部背伸，复位后踝骨折块，以枚克氏针临时固定；固定后踝骨折块，钻孔上螺钉；冲洗创面，留置引流管，缝合切口。胫骨远端骨折取前内侧入路，于胫骨内缘作纵切口，沿内踝边缘弯向前至胫前肌腱前侧，保留大隐静脉，不分离皮瓣，使胫骨骨折端暴露，若存在胫骨远端严重粉碎、累及关节面等，掀起 结节，取出关节碎骨，复位压缩关节面骨块，以克氏针固定；以巾钳夹持固定内踝骨折块后采用克氏针固定；取出髂骨块，修剪后填塞至胫骨远端干骺端骨缺损部并垒实，将塑形好的接骨板置于胫骨内侧面，调整、稳定钢板，钻孔上螺钉，若需留置克氏针则将其针尾折弯。止血，冲洗切口，逐层缝合，无需石膏外固定。常规组行传统切开复位钢板内固定术。不进行 打印技术模拟手术部分，术中参照 打印组方法根据骨折情况进行复位、固定，恢复腓骨长度并固定。腰硬联合麻醉或全身麻醉，取仰卧位或漂浮体位，消毒铺巾，大腿根部上止血带，于患者骨折处行切口，依次切开皮肤、皮下组织、深筋膜到达骨折处，清除骨折处积血、血凝块，牵引复位，巾钳暂时固定，以克氏针或钢板固定骨折端，经线透视确保固定满意。其他步骤同 打印组。观察指标比较组手术情况、手术满意度与术前、术后周、个月血清 、水平，术前、术后个月、年踝关节功能评分（）、视觉模拟疼痛程度评分（，）。手术情况，包括手术时间、骨折愈合时间（术后采用 复查骨折愈合情况）、透视次数、术中出血量。手术满意度采用自制调查问卷进行评估，包括围术期对手术的了解程度、术后功能恢复效果等，共 分，分为非常满意，分为满意，分为不满意。满意、非常满意计入总满意度。、检测方法：取晨空腹静脉血，室温凝固，以 的 转 速 离 心 ，离 心 半 径 为，分离取上层血清，置于 恒温箱待测；采用 型全自动生化分析仪以酶联免疫吸附法测定。评分满分 分，满分 分，评分越高踝关节功能越好，疼痛越严重。统计学方法应用 统计分析软件。计数资料组间比较采用检验；符合正态分布的计量资料比较采用独立样本检验、配对检验和重复测量的方差分析。等级资料比较采用秩和检验。为差异有统计学意义。河 北 医 科 大 学 学 报第 卷第期结果患者手术情况比较 打印组手术时间、骨折愈合时间较常规组短，透视次数、术中出血量较常规组少（），见表。患者手术前后骨代谢指标比较组术后周、个月血清 、水平较术前增高，且 打印组高于常规组，、水平较术前降低，且 打印组低于常规组（），见表。患者手术前后 、评分比较组术后个月、年 评分较术前提高，且 打印组高于常规组，评分较术前下降，且 打印组低于常规组（），见表。患者手术满意度比较 打印组患者手术满意度高于常规组（），见表。表患者手术情况比较 （）组别例数手术时间（）透视次数（次）术中出血量（）骨折愈合时间（周）打印组 常规组 值 值 表患者手术前后骨代谢指标比较 （）组别例数 （）术前术后周术后个月 （）术前术后周术后个月 打印组 常规组 组间值 值 值 值 时点间值 值 值 值 组间时点间值 值 值 值 组别例数 （）术前术后周术后个月 （）术前术后周术后个月 打印组 常规组 组间值 值 值 值 时点间值 值 值 值 组间时点间值 值 值 值 表患者手术前后 、评分比较 （，分）组别例数 评分术前术后个月术后年 评分术前术后个月术后年 打印组 常规组 组间值 值 值 值 时点间值 值 值 值 组间时点间值 值 值 值 表患者手术满意度比较 （例数，）组别例数不满意满意非常满意总满意度 打印组 （）（）（）（）常规组 （）（）（）（）值 值 讨论胫骨 骨折解剖结构复杂，其治疗关键在于尽可能使关节内骨折解剖复位，但胫骨 骨折解剖结构复杂，传统切开复位钢板内固定术暴露广泛，术中需多次复位，多次透视，增加并发症发生风险，影响患者预后恢复 。因此，仍需进一步改进手术方案。河 北 医 科 大 学 学 报第 卷第期常规手术中医师需在术中根据经验选择合适的置入物或现场打磨、调整，会延长手术时间，增加皮瓣坏死、切口感染发生风险。打印辅助技术是近年新兴的一种快速成型技术，与常规术式比较，通过提前模拟手术过程，熟悉术中操作要点及个体化特征有助于术中操作顺利实施，避免因现场打磨、调整置入物而延长手术时间 。白建中等 在一项 分析提出，打印辅助手术的手术时间、失血量、术后功能恢复、术后疼痛、优良率及解剖复位率明显优于传统手术方式。吴旭年等 研究表明，打印技术应用于复杂胫骨平台骨折治疗，可节约手术时间，减少术后并发症，且能有效缩短骨折愈合时间及实现完全负重时间。本研究结果显示，打印组手术时间、骨折愈合时间短于常规组，透视次数、术中出血量少于常规组（），与上述研究结果近似。分析主要是因与常规术式对比，打印技术是基于离散、堆积原理逐层累加进行物理模型快速制作的综合技术，可充分直观展现患者骨骼变形情况与病变位置，清晰显示骨块位置和尺寸，精确模拟螺钉、钢板的植入过程，术前能确定钢板数量、位置、长度及螺钉数量、分布、植入角度，进而缩短手术时间，减少术中出血量，同时有利于降低软组织损伤。、评分是临床评估胫骨骨折手术效果的常用工具。本研究还发现，组术后个月、年 评分较术前提高，且 打印组高于常规组，评分较术前下降，且 打印组低于常规组（），能有效改善患者踝关节功能，减轻疼痛程度，且 打印组患者满意度更高。主要与 打印辅助手术可通过术前模拟手术做好相关准备，减少手术创伤，患者术后能及早进行功能锻炼有关。骨折模型还可形象地向患者及家属进行病情及治疗方案的讲解，直观预测治疗效果，同时有助于降低患者理解难度，获得患者及家属信任，缓解紧张的医患关系，提高患者满意度。但目前 打印技术目前还存在一定局限性，其仅能提供多个切片，但切片之间不可避免地出现误差，且缺乏专门软件对骨骼进行设计，相信随现代智能化技术不断进步，计算机 打印技术亦会不断完善克服当前不足，更好的服务于临床。此外，打印模型无法显示神经、血管、肌腱等重要组织，可能影响骨折复位情况，因此，术者应充分掌握胫骨解剖结构，避免过分依赖计算机 打印技术。此外，骨折端愈合过程成骨细胞活跃，期间血骨代 谢 指 标 水 平 变 化 可 准 确 反 映 骨 折 端 愈 合 情况 。本研究还进一步对两组围术期骨代谢因子进 行 检 测，发 现 两 组 术 后 周、个 月 血 清 、水平较术前增高，且 打印组高于常规组，、水平较术前降低，且 打印组低于常规组（）。可反映骨形成率，相关研究显示，尺桡骨骨折患者 含量与骨痂 形 成 时间 及 骨 折线消 失 时 间 呈 显 著 负 相关；主要由成骨细胞合成并分泌，可特异性反映骨折愈合质量；是破骨细胞分泌一种物质，参与骨吸收过程；在正常生理状态下被降解量极少，当破骨细胞活性增强时其产生增加并释放入血。上述研究结果表明，打印辅助手术更有利于促进患者术后骨折愈合，主要与该术式对骨折局部血供影响及周围软组织损伤较小有关，进而为患者术后骨折恢复提供有利环境，减少骨吸收，促进骨形成，这可能是 打印组患者骨折愈合时间短的主要因素，但围术期胫骨 骨折患者骨代谢因子调节到底由何种通路传导发挥作用仍需更多基础研究进一步发现。综上所述，打印辅助手术能有效减少胫骨 骨折患者术中出血量及透视次数，调节骨代谢，缩短手术时间及骨折愈合时间，减轻疼痛程度，改善患者踝关节功能，提高患者满意度。参考文献 ，（）：贾瑞钢，王鑫强，张维龙，等有限切开复位经皮内侧锁定钢板治疗 （）、型闭合性 骨折中华创伤杂志，（）：王智祥胫骨 骨折分型现状中国矫形外科杂志，（）：，：，（）：谷峰，张吉亭，赵天昊，等不同手术治疗老年 骨折的效果对比中国老年学杂志，（）：，（）：，（）：（下转第 页）张洪剑等 打印辅助手术对胫骨 骨折患者术后功能恢复及骨代谢指标水平的影响刘阳，林坚，李琳，等 动态关节松动术结合肌力训练治疗肩关节撞击综合征的效果观察浙江医学，（）：，黎君和，孙云廷，王延武 小针刀配合 动态关节松动术治疗肩周炎粘连期的临床效果中国医药导报，（）：，：（），（）：朱喜春，岳立辉，高昆 体外冲击波联合心理行为干预对肩痛病人疼痛灾难性认知的影响中国疼痛医学杂志，（）：，：，（）：梁钊明，古剑雄，陈向梅，等肩三针联合体外冲击波对脑卒中后肩痛病人疼痛程度及运动功能的影响中西医结合心脑血管病杂志，（）：鲍赛荣，张其明，杨杏萍，等体外冲击波对脑卒中患者桡侧和尺侧腕屈肌肌肉张力、刚度及弹性的即刻影响中国组织工程研究，（）：，：（），（）：高文静，李剑峰，张君，等 冲击波治疗尺骨茎突腱鞘炎的临床研究中国疼痛医学杂志，（）：潘胜莲，郑士立，周夏慧，等 针刺联合颈痛颗粒治疗神经根型颈椎病及对患者、和血液流变学指标的影响 中国针灸，（）：宋海瑞，孙刚，布尔古德，等针灸治疗对神经根型颈椎病患者的疗效及炎症因子、氧化应激及血液流变学的影响湖南师范大学学报（医学版），（）：刘万宝，刘颖苏 葛根汤加味治疗对椎动脉型颈椎病患者眩晕症状及血液流变学的影响实用临床医药杂志，（）：（本文编辑：何祯）（上接第 页）刘伟，朱蒙，陈小虎益骨汤对老年髋部骨折患者功能恢复的疗效观察及对骨转换指标的影响中医药信息，（）：符瑜亮，蔡穗东，关业宁 骨牵引联合中药治疗老年性股骨粗隆间骨折临床疗效及对患者骨代谢、凝血指标的影响河北中医，（）：陈鹏，胡伟文，李杨，等 骨科损伤控制救治对四肢骨折患者血清骨代谢和炎症反应的影响基因组学与应用生物学，（）：王燕，闫国霞，石翠霞，等抗骨质疏松组合方案辅助治疗老年骨质疏松性桡骨远端骨折可行性研究中国骨质疏松杂志，（）：班玉洪，梁起维，张波盐酸曲马多缓释片联合鹿瓜多肽注射液用于胫骨骨折患者术后的临床研究 中国临床药理学杂志，（）：，（）：，：，（）：高杨，张德强，汤欣胫骨远端后侧锁定接骨板固定 后柱骨折的 力 学 分 析 中 国 组 织 工 程 研 究，（）：陈宇，张晖，刘熹，等经改良后内侧入路联合支撑技术治疗关节面塌陷的后 骨折 中华医学杂志，（）：强敏菲，张坤，陈雁西，等基于计算机辅助术前计划的胫骨远端内侧单钢板结合拉力螺钉治疗 骨折 中华骨科杂志，（）：何敏，谭文甫，谭宁泰，等 打印技术辅助治疗 骨折合并同侧胫骨干骨折的临床应用 中华创伤骨科杂志，（）：白建中，王永祥，王静成，等 打印辅助手术与传统手术治疗 骨折疗效比较的荟萃分析中国矫形外科杂志，（）：吴旭年，牛鸣，李军伟，等 打印技术辅助与传统手术治疗复杂胫骨平台骨折的疗效比较骨科临床与研究杂志，（）：张文玺，王新明，吉跃平，等基于 打印的骨折复原技术在胫腓骨远端骨折中的应用中华创伤骨科杂志，（）：，（）：，（）：，（），（）：，（）：谭轼，孙卫兵，蔡晓冰，等尺桡骨骨折患者维生素，骨源性碱性磷酸酶含量与骨折愈合速度的相关性研究实用临床医药杂志，（）：（本文编辑：杜媛鲲）李太行等动态关节松动术结合冲击波对颈椎病患者血液流变学、颈椎生理曲度及功能改善的影响