打开文本图片集

摘要：目的：分析在复杂髋关节翻修重建中，采用个性化3D打印钛合金填充块的可行性。方法：选择我院全髋关节置换术后需关节翻修的40例患者为研究对象，随机分为3D打印组与对照组，3D打印组给予个性化3D打印钛合金填充块技术进行翻修治疗，对照组采用常规全髋关节翻修治疗。结果：观察组患者手术时间、术中出血量、髋关节功能评分、并发症发生率均优于对照组，P＜0.05。结论：个性化3D打印钛合金填充块在髋臼侧严重骨缺损髋关节翻修术中的应用具有可行性，能有效缩短手术时间，减少术中出血量，提升髋关节功能，减少相关并发症的发生。

关键词：复杂髋关节翻修重建；个性化3D打印钛合金填充块；髋关节功能

全髋关节置换术在骨科临床应用广泛，但每年髋关节翻修手术的总量也在不断的上升[1]。在髋关节翻修术中如何重建重度髋臼侧缺损是骨科医生一直关注的重点[2]。传统钽金属填充块形状和尺寸较为固定，很多情况下无法与实际骨缺损尺寸匹配，需要进行打磨，从而增加了骨量的流失，不利患者术后的髋臼假体的稳定，而个性化3D打印钛合金填充块的应用，则能弥补这方面的缺陷[3-4]。本研究就个性化3D打印钛合金填充块在复杂髋关节翻修中运用的可行性及效果进行研究，以期为复杂髋关节翻修重度髋臼骨缺损提供参考借鉴，提升患者的术后髋关节功能，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料

选择我院全髋关节置换术后需关节翻修的40例患者为研究对象，随机分为3D打印组与对照组，各20例，其中对照组：男性12例，女性8例，年龄55-75岁，平均年龄（67.75±6.47）岁；观察组：男性11例，女性9例，年龄56-75岁，平均年龄（67.86±6.73）岁，两组患者基本资料无显著差异（P＞0.05），可对比。

纳入标准：（1）经查体、髋关节正位X片及超声检查符合翻修手术指征；（2）髋臼侧Paprosky Ⅲ型髋臼骨缺损；（3）无手术禁忌及金属过敏者；（4）此研究已获上饶市人民医院医学伦理委员会审批，批号：（2021）医研伦审第（043）号。排除标准：（1）髋关节活动性感染者；（2）骨盆不连续者；（3）影像学资料不全者；（4）严重骨质疏松症者；（5）免疫系统性疾病者；（6）患侧肢体肌力＜4 级及患侧肢体偏瘫者。

1.2 方法

3D打印组：（1）个性化钛合金填充块的3D打印：①CT扫描：术前进行平扫，将扫描数据储存上传至计算机；②在计算机上采用图像处理软件进行骨盆三维重建；③根据骨盆三维重建模型，建立髋臼缺损钛合金填充块的三维模型；④将骨盆模型与初步设计的填充块打印出来，在打印的尼龙模型上进行手术模拟，根据髋臼杯的大小、位置，确认填充块的最终位置、大小以及螺钉固定位置等；⑤根据手术模拟情况，对填充块三维模型进行修改，并完善内部结构参数、螺孔的设计，并精确设计固定加强块的螺钉；⑥最终填充块设计为表面层厚1.00mm的实心钛合金；将填充块模型数据导入到3D打印设备的进行3D打印；⑦对填充块进行打磨抛光，并使用酒精在超声波清洗机反复清洗，消毒备用。

（2）翻修手术方法：患者取手术体位，全麻后，原手术切口逐层切开皮肤、皮下组织等，以显露髋关节，取出原人工假体。彻底清除髋臼内的病变组织，并进行冰冻活检，以排除感染可能。根据术前模拟手术，选定的髋臼杯尺寸打磨髋臼，安装满意。将3D打印钛合金填充块植入髋臼骨缺损处，位置满意后用螺钉固定；安放髋臼假体，在填充块与髋臼假体缝隙间，需灌入骨水泥，待骨水泥凝固后植入髋臼内衬。之后翻修股骨柄、植入股骨头，复位髋关节，无出血后逐层缝合。术后根据患者情况进行康复训练指导。

对照组翻修方法：手术前部分与3D打印组相同，将髋臼内的病变组织彻底清除及排除感染后，选定合适尺寸的钽金属填充块，根据钽金属填充块磨锉髋臼至合适大小，植入钽金属填充块并固定，选择合适的多孔金属涂层生物型髋臼杯压配固定，植入髋臼内衬。之后操作与3D打印组相同。

1.3 观察指标

（1）对比两组患者手术相关指标，即手术时间、术中出血量。

（2）对比两组术后髋关节恢复，采用Harris 髋关节评分量表（HHS）进行评估，总分100分，分数越高髋关节功能越好。

（3）对比两组术后并发症发生情况，术后对患者随访1年，了解患者髋关节移位、关节脱位、假体松动及假体周围骨折等并发症的发生情况。

1.4 统计学分析

本研究数据采用统计学软件SPSS20.0进行分析处理，计量资料和计数资料分别以（±s）、n，%表示，检验方法分别为t检验和X2检验，当P<0.05认为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1手术相关指标

观察组手术时间、术中出血量均低于对照组，P＜0.05，见表1。

2.2髋关节功能恢复

观察组髋关节功能评分高于对照组，P＜0.05，见表2。

2.3并发症发生情况

观察组并发症发生率低于对照组，P＜0.05，见表3。

3 讨论

全髋关节置换术（THA）是骨科常见手术，主要用于治疗各类髋关节疾病，且患者经治疗后，可有效缓解髋关节疼痛、矫正髋关节畸形以及改善髋关节功能[5-6]。目前随着手术技术的不断提高及各种髋关节假体和器械的改良，使得人工全髋关节置换术越受患者欢迎，与初次髋关节置换手术不同的是，患者往往因出现髋臼缺损，导致假体难以安放，松动率增加，所以更容易出现感染，继而影响髋关节功能，导致翻修手术失败，因此翻修THA术中髋臼骨缺损的重建一直以来都是关节外科医生面临的巨大难题和挑战，而且由于患者存在明显的个体差异，所以在髋关节翻修术中如何重建重度髋臼侧缺损也是骨科医生一直关注的重点[7-8]。髋臼骨缺损重建的目标是在尽量保留患者原始骨量的基础上恢复髋关节正常旋转中心，通过骨长度获得髋臼假体的长期稳定性，对于Paprosky Ⅲ型髋臼骨缺损，钽金属填充块与生物型髋臼杯在重度髋臼骨缺损重建中应用广泛，具有一定的效果[9]。但由于患者髋臼骨缺损程度不一，传统钽金属填充块形状和尺寸较为固定，很多情况下无法与实际骨缺损尺寸匹配，需要进行打磨，从而增加了骨量的流失，但不利于患者术后的髋臼假体的稳定，而个性化3D打印钛合金填充块的应用，能弥补这方面的缺陷[10]。

3D 打印技术最早应用于工业领域，结合了高分子材料技术、三维 CT 技术、激光快速成型等多种技术，是一种现代化的工业制造技术[11]。在计算机的辅助下，能对零件的相关信息进行准确地采集、分析，并根据设计要求进行深层次加工，最终得到三维重建模型，再通过打印机与制造材料，制作实体模型[12]。随着医学技术的发展，3D 打印技术逐渐在临床中得到广泛应用，有效解决了由于个体差异可能导致的医疗事故，提高治疗安全性，且操作简单，具有较高的应用价值[13]。个性化3D打印钛合金填充块设计理念是：术前进行骨盆CT，利用CT原始数据重建患者骨盆三维图像，根据髋臼骨缺损的解剖形态和位置设计出适合骨长入最佳孔隙结构和参数的且能完美匹配患者髋臼骨缺损部位、范围、程度等特征的个性化多孔钛合金加强块，利用选择性激光烧结或电子束熔融技术打印钛合金粉末制备个性化多孔钛合金加强块，完成后续的抛光、清洗和消毒等处理后植入患者体内，术中依靠术前模拟设计的螺钉大小、位点和方向将加强块固定在骨缺损的最佳位置，在保留原始骨量的同时有助于更好地恢复正常髋臼解剖形态和旋转中心位置[14-15]。

本文通过研究得知，观察组手术时间、术中出血量均低于对照组，P＜0.05；治疗后观察组髋关节功能评分高于对照组，P＜0.05；观察组并发症发生率低于对照组，P＜0.05，表明个性化3D打印钛合金填充块在髋臼侧严重骨缺损髋关节翻修术中的应用效果显著。

综上所述，将个性化3D打印钛合金填充块应用在髋臼侧严重骨缺损髋关节翻修术中，可促进患者髋关节功能的恢复，所以临床可行性高。

参考文献：

[1]张钟元，赵锦伟，黄相杰，等.髋关节翻修术中3D打印金属骨小梁垫块重建髋臼的近期疗效[J].中国修复重建外科杂志，2019，33（12）：1516-1520.

[2]陈育春，王新家，等.3D打印技术在个体化髋臼翻修中的应用研究[J].汕头大学医学院学报，2021，34（02）：104-108.

[3]Ting-Xian Ling，Jin-Long Li，Kai Zhou，et al. The Use of Porous Tantalum Augments for the Reconstruction of Acetabular Defect in Primary Total Hip Arthroplasty. 2018，33（2）：453-459.

[4]付君，倪明，陈继营，等. 个性化3D打印多孔钛合金加强块重建重度髋臼骨缺损的有限元分析[J]. 骨科，2018，9（3）：401-407.

[5]刘永征，陈国平，朱文虎，等.3D打印技术在复杂髋部疾病全髋关节置换术中的应用[J].中国骨与关节损伤杂志，2020，35（4）：346-349.

[6]刁乃成，王迪凡，杨波，等. 3D打印钛金属加强块重建全髋关节翻修术中髋臼骨缺损的近期临床疗效研究[J]. 国际外科学杂志，2019，46（3）：172-176.

[7]冯德宏，王凌，刘仪，等.3D打印技术全程辅助在髋臼侧严重骨缺损全髋关节翻修术中的应用[J].中国骨与关节损伤杂志，2019，34（2）：126-129.

[8]杨彬.3D打印个体化髋臼假体技术在复杂髋关节翻修中的应用效果[J].中外医学研究，2020，18（1）：34-36.

[9]程文俊，王俊文，焦竞，等. 3D打印钛合金骨小梁金属臼杯在初次全髋关节置换术应用的临床和影像学评估：5年临床随访[J]. 中华创伤骨科杂志，2018，20（12）：1066-1071.

[10]何忠，梁周，杨兵.3D打印辅助髋臼金属支架在老年髋臼骨缺损翻修中的应用[J].临床骨科杂志，2021，24（03）：409-412.

[11]马立峰，吴杰，郭艾，等. 3D打印钛金属加强块重建全髋关节翻修术中髋臼骨缺损的近期临床疗效研究[J]. 国际外科学杂志，2019，046（003）：172-176.

[12]季卫平，王波，何世杰，范秋平，沈继全，陈金堂，沈慧芸，潘剑飞.3D打印金属补块和髋臼杯在人工髋翻修中的应用[J].中国现代医生，2021，59（07）：89-94.

[13]程亮亮，赵德伟，杨磊，et al. 3D打印多孔钽金属髋臼加强块在成人DDH髋关节重建术中的应用[J]. 中华骨科杂志，2018，038（011）：650-657.

[14]李科伟，王爱国，王少华，等. 3D打印髋臼组件在髋臼松动骨缺损翻修的应用[J]. 中国矫形外科杂志，2021，29（14）：1330-1332.

[15]颜炎，赵岩，傅繁誉，et al. 术前计划中应用3D打印模型辅助全髋关节置换治疗髋关节疾病的系统评价与Meta分析[J]. 中国组织工程研究，2020，24（21）：3423-3429.

基金项目：江西省卫健委科技计划项目（编号202212750）