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2023年05月

复杂骨盆髋臼骨折的治疗
个性化3D打印补块修复髋臼大范围骨缺损在髋臼骨折延期人工髋关节置换术中的初步应用

赵春鹏, 肖鸿鹄, 曹奇勇, 等. 个性化3D打印补块修复髋臼大范围骨缺损 在髋臼骨折延期人工髋关节置换术中的初步应用. 中华创伤骨科杂志. 2023, 25(6): 7-14. DOI: 10.3760/cma.j.cn115530-20230505-00220.


对于髋臼骨折保守治疗或手术治疗失败患者,全髋关节置换术(THA)是一种被广泛接受的替代治疗方式,该术式具有可以早期恢复肢体负重行走的巨大优势。但是,不同于一般的髋关节退行性疾病,髋臼骨折手术后或陈旧性髋臼骨折的髋臼形态和软组织条件发生改变,给手术医生带来巨大挑战。髋臼负重区的骨缺损便是其中之一。

近年来,随着3D打印技术在骨折手术中的应用逐年增加,新型“金属补块”增强技术在THA翻修术中的应用已有相关文献报道,且取得了不错的结果,然而在髋臼骨折保守治疗或切开复位内固定治疗失败患者中应用“金属补块”重建髋臼骨缺损并一期行THA的研究还鲜有报道。

为了探讨在THA治疗伴骨缺损的髋臼骨折中应用3D打印补块加强重建髋臼骨缺损的近期临床疗效,本研究回顾性分析了2021年7月至2023年1月期间北京积水潭医院创伤骨科应用3D打印补块重建髋臼骨缺损并行THA的6例髋臼骨折保守治疗或手术治疗失败患者资料,其中5例患者在初次骨折后行髋臼骨折切开复位内固定,1例患者因当时合并胸、腹部脏器损伤,行保守治疗。

术前结合患者的髋关节CT数据,利用Mimics、Siemens NX等软件,以健侧髋臼几何参数为参考,以重建髋臼环稳定性和支撑结构为原则,设计补块的形态和固定螺钉的位置。利用3D打印技术,以钛合金粉末为原材料制备假体。为了保证手术顺利,我们在术前利用3D打印技术制作1:1的高分子材料骨盆模型和补块模型,术前医生在模型上模拟完成手术,完善术前计划。同时将模型带入手术室,为术者在需要时提供解剖指引。

6例患者均采用后外侧入路,结果显示手术时间为(222.5±46.9) min ,术中出血量为1100(1000,2625) mL,总输血量为950( 613,2350) mL,住院时间为(9.0±4.5)天。所有患者住院期间未出现深静脉血栓形成、假体周围骨折及髋关节脱位等并发症。

6例患者的随访时间为(11.8±7.9)个月,末次随访时所有患者均能恢复日常行走、站立等活动,疼痛VAS评分、改良Merle d,Aubigné& Postel评分及髋关节Harris评分均较术前显著改善。末次随访时6例患者的患侧髋关节旋转中心至泪滴连线的垂直距离(VCOR)及髋关节旋转中心与泪滴的水平距离(HCOR)与健侧相比差异均无统计学意义。X线未见髋臼假体和补块与骨界面之间存在透亮线,未见可能的假体松动和移位表现。典型病例图片见图1。

图1  典型病例

男性患者,44岁,8个月前因交通伤致左侧髋臼骨折及胫骨平台骨折,伤后即出现左侧坐骨神经损伤后症状。当时外院行切开复位内固定手术,术后不能完全负重,行走时疼痛,髋关节活动受限,左下肢肌力减退、感觉异常未恢复。患者于4个月前来我院就诊,诊断为左髋臼骨折术后、坐骨神经损伤、关节内固定后异位骨化、髋关节创伤性关节炎。术前双髋关节正位X线片示PaproskyⅢA型髋臼骨缺损(A);术前计算机模拟设计补块前需清除髋关节周围异位骨化灶及增生瘢痕,CT三维重建确定需要清除的骨质(紫色,B),清除后残余髋臼关节面(黄色,C);测量并确定髋臼杯外径为56mm,外展角为45°,前倾角为15°,术前设计补块并确定填充的位置,确定补块固定于髋臼后壁后置入螺钉的长度和直径(D);打印的3D补块分为大号和小号,并同时打印对应的试模(E);术中放置补块后行髋臼假体安装(F);术后4个月双髋关节正位X线片示假体位置良好,髋关节旋转中心重建合适(G)

为实现髋臼骨缺损的最优化修复,同时尽可能简化手术操作流程,本研究团队设计了专门的髋臼补 块,其特点有:①在几何形态上可以充分修复髋臼顶和后方的大范围骨缺损,实现对髋臼杯假体的完整包容,保护其稳定性。②由于是个性化定制的补块,可以根据术前 CT 数据,精准判断骨缺损的三维形态,并借助3D打印的高分子模型体外模拟髋臼重建过程,在术前影像上尽可能设计使用金属补块修补髋臼骨缺损,达到臼杯假体的最大包容,避免可能存在的臼杯覆盖不完善。③补块近端和远端分别设计一个侧翼,侧翼上有设计好的螺钉孔道,对应骨量比较丰富的髋臼近端髂骨和坐骨结节位置,使补块的初始固定更牢固。④补块与宿主骨接触的界面为人工骨小梁空隙设计,结合植骨可以实现良好的骨长入整合,确保补块的长期稳定。⑤补块和臼杯假体之间同样是孔隙设计,术中此处由骨水泥填充,以确保髋臼假体与补块之间的初始稳定。

因此,对于髋臼骨折保守治疗或手术治疗失败患者,应用个性化定制3D打印补块修复髋臼髋臼大范围骨缺损的THA , 可以重建正常的髋关节旋转中心,3D打印补块与臼杯的结合可以获得良好的假体初始稳定性,增加界面-骨的接触面积,获得良好的生物学稳定性,近期临床效果良好。

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