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摘要：abstract 目的objective：通过3D打印技术在桡骨远端陈旧性骨折畸形愈合截骨矫形术与传统截骨矫形术的比较性研究，探讨3D打印技术在桡骨远端陈旧性骨折畸形愈合截骨矫形治疗的临床意义。方法：以2020年8月至2023年2月我院创伤骨科收治40例桡骨远端陈旧性骨折畸形愈合患者，按照随机数表法分为对照组和观察组，各20例。对照组患者予传统截骨异体骨植骨手术方式；观察组患者予3D打印截骨自体骨植骨手术方式，术中收集手术时间、手术的出血量，术后收集骨折复位情况（尺偏角、掌倾角）。结果：40例经随访6-18个月，平均12个月，所有患者均达到或接近解剖复位，骨折愈合良好。临床有效率观察组总有效率为 85%，对照组总有效率为 55%；在手术时间和术中出血量统计学有统计意义。术后复位效果观察组优于对照组；所有病例均无内固定松动、骨折移位、异体骨植入排异反应等并发症；1例出现背侧螺钉松动、背侧肌腱激惹。结论：3D打印技术具有截骨和植骨的精准性，缩短手术时间，减少术中出血，保障手术安全，可以最大限度纠正桡骨远端掌倾角及尺偏角，更有利于术后腕功能的恢复。

关键词：3D打印技术；桡骨远端陈旧性骨折；切开复位内固定术；截骨植骨

[Objective]Objective To evaluate the clinical outcome of osteotomy and traditional osteotomy for malunion of old fractures of the distal radius using 3D printing.To investigate the clinical significance of 3D printing technique in osteotomy and orthopaedic treatment of old malunion fracture of distal radius.Methods From August 2020 to February 2023，40 patients with old fracture of distal radius were admitted to our hospital.According to random number table method，they were divided into control group and treatment group，each groups were 20 cases.Control group received traditional osteotomy allograft bone grafting；treatment group were treated with 3D printed osteotomy and autogenous bone grafting；Intraoperative time，intraoperative blood loss，postoperative fracture reduction quality（ulnar declination Angle，palmar Angle）and wrist function were collected.Results 40 patients were followed up for 6 to 18 months（average，12 months）.All patients were at or near anatomic reduction，and the fracture healed well.All the patients without palmaris plate loose，replacement and rejection，execpt 1 case with dorsal screw loose and tendon irritation.Conclusion 3D printing technology has the precision of osteotomy and bone grafting，which can shorten the operation time，reduce intraoperative bleeding and ensure the safety of the operation.It can maximize the correction of distal radius palmar Angle and ulnar deviation Angle，to recovery of wrist function after operation.

[key words]3D printing technology；Malunion fracture of the distal radius；Open reduction and fixation；Osteotomy and grafting

桡骨远端骨折目前治疗多采用手法复位、石膏托或小夹板固定，对大部分桡骨远端骨折，保守治疗都能取得满意的疗效。对于伴有骨质疏松的老年患者，因疏于对石膏或小夹板的管理，出现外固定失效；因骨质疏松骨折端支撑不足而导致复位丢失，结果造成了骨折端短缩畸形愈合、下尺桡关节不稳甚至脱位，严重影响前臂的旋转和腕关节屈伸功能。多数学者对此畸形主张行截骨矫形异体骨植骨手术治疗，但我们发现传统截骨方式主要是以患者的X线和CT图像为依据，有局限性和不确定性。近年来，随着3D打印技术在骨科领域的运用，根据术前的三维CT数据，应用3D打印技术对畸形愈合骨折端进行造模及虚拟截骨，并精确的设计出截骨的角度及植骨块的大小，提高了手术的精准性，最大限度恢复桡骨的长度，纠正掌倾角及尺偏角。2020年8月至2023年3月我院对3D打印截骨矫形术与传统截骨矫形术在桡骨远端陈旧性骨折手术治疗进行了比较研究，总结分析手术时间、术中出血、术后复位情况及术后腕关节的功能，现报道如下。

1 临床资料

1.1一般资料

将我院2020年8月至2023年2月创伤骨科收治40例桡骨远端陈旧性骨折患者，按照随机数表法分为对照组和观察组，对照组20例，观察组20例。对照组患者予传统截骨异体骨植骨手术方式；观察组患者予3D打印截骨自体骨植骨手术方式（北京太尔时代科技有限公司U P BOX+3D打印机、mimics21）），术中收集手术时间、术中的出血量，术后收集骨折复位质量（尺偏角、掌倾角）及腕关节的功能情况。实验方案经医院医学伦理委员会审查通过，经患者和家属知情同意。

1.2诊断标准

桡骨远端骨折>3周

1.3纳入标准

符合桡骨远端陈旧性骨折的诊断标准；

① 年龄>16岁患者；

② 排除合并其他系统疾病，无明确手术禁忌症患者；

③ 受试者自愿并签署手术知情同意书患者；

④ 对本次研究意义有正确认识，对研究人员的观察和评价有良好的依从性的患者。

1.4排除标准

① 不符合上述诊断标准和纳入标准的患者；

② 合并有心脑血管、肝、肾和造血系统等严重危急生命原发性疾病，有明确手术禁忌症的患者。

2 治疗方法

2.1 麻醉方法

对照组采用臂丛神经阻滞麻醉，观察组采用臂丛神经阻滞麻醉加局部麻醉的方式。

2.2 手术入路

患者仰卧位，根据术前设计截骨的方向和角度选择掌侧入路、背侧入路或是掌背侧联合入路。

2.2.1 掌侧入路

桡骨短缩明显，桡骨远端向掌侧移位，取掌侧入路植骨纠正桡骨长度、掌倾角、尺偏角。患肢外展，前臂旋后，掌心向上置于侧方手术台上，止血带止血。取掌侧入路，自桡骨茎突近侧约5cm处沿桡侧腕屈肌腱表面向远端至掌横纹处，做长约5cm的纵行切口。从桡侧腕屈肌腱、掌长肌腱之间向深层显露，保护桡动脉及正中神经，在桡骨止点处切断旋前方肌。如关节面有塌陷，可适当打开关节囊，显露桡骨远端畸形愈合部位及塌陷关节面。对照组根据术前X片及CT确定掌侧截骨的方向及角度，2.0克氏针按照截骨平面打孔，然后骨刀截骨；观察组根据术前的三维CT数据及3D打印技术设计的截骨导板摆锯截骨。持续牵引直视下恢复桡骨长度、掌倾角及尺偏角，用2枚1.5克氏针由桡骨茎突至桡骨内侧做临时固定，再植入桡骨远端T型LCP钢板（创生 2.7mm锁定系统），依次植入远端锁定螺钉，通过近端普通加压螺钉尽可能支撑桡骨远端关节面，骨折端骨缺损部予异体骨植骨（山西奥瑞），如术前存在下尺桡关节脱位，予1枚2.0克氏针固定。C形臂透视确定截骨复位良好及内固定可靠。冲洗切口，缝合关节囊、旋前圆肌和腱鞘，不缝合腕横韧带。

2.2.2 背侧入路

桡骨短缩明显，桡骨远端向背侧移位，取背侧入路植骨纠正桡骨长度、掌倾角、尺偏角。前臂旋前取背侧切口，在桡侧腕长、短伸肌腱与拇长伸肌腱间隙之间作长约5cm的切口，部分切开伸肌支持带，暴露背侧骨折畸形愈合部位。对照组根据术前X片及CT确定背侧截骨的方向及角度，2.0克氏针按照截骨平面打孔，然后骨刀截骨；观察组根据术前的三维CT数据及3D打印技术设计的截骨导板摆锯截骨。持续牵引直视下恢复桡骨长度、掌倾角及尺偏角，断端植骨后放置掌骨钢板（创生 2.0mm系统），固定背侧断端。C形臂透视确定截骨复位良好及内固定可靠。冲洗切口，将拇长伸肌腱与钢板之间以筋膜组织隔开，逐层缝合伤口。

2.3 术后处理 术后常规使用抗生素3-5d，予中立位石膏托外固定3周。术后第2天开始进行指间关节及腕关节的被动活动。术后1周开始进行腕关节主动活动，并在医生指导下进行功能锻炼。

3 统计方法

采用spss13.0统计软件进行统计分析，计量资料以均数±标准差（×±s）表示，术中手术时间、术中出血量、两侧尺偏角及掌倾角比较均采用两独立样本t检验或配对t检验。

4.结 果

4.1临床有效率

观察组总有效率为85%，对照组总有效率为55%，观察组疗效明显优于对照组，差异具有统计学意义（P＜0.05），见表1。

4.2术中操作

观察组手术时间低于对照组，差异具有统计学意义（P＜0.05）。观察组术中出血量低于对照组，差异具有统计学意义（P＜0.05）。具体见表2。

4.3术后客观评价

观察组术后掌倾角度数高于对照组，更趋近正常值，差异具有统计学意义（P＜0.05）。观察组术后尺偏角度数高于对照组，更趋近正常值，差异具有统计学意义（P＜0.05）。具体见表3。

4.4不良反应评价

随访结果显示全部40例病例x线片示达到骨性愈合，术后无感染、骨折移位、正中神经刺激症状等并发症；观察组1例出现背侧螺钉松动、背侧肌腱激惹；对照组1例出现异体骨排异反应，后经换药处理后伤口正常愈合。

5 讨 论

3D打印又称增材制造技术，以计算机三维设计为蓝本，利用软件分层离散及数控成型系统，经过激光束及热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、细胞组织等特殊材料进行堆积，制出实体产品。近年来3D打印技术在创伤骨科，尤其是在股骨粗隆、胫骨平台骨折、Pilon骨折、骨盆骨折等方面已经广泛应用，通过比对研究表明，3D打印技术辅助可实现术中的精准操作，可降低手术创伤，减少手术时间及术中出血，为患者术后的康复及减少并发症具有重要意义[2]。

桡骨远端陈旧性骨折畸形愈合，临床多见于老年骨质疏松症患者复位丢失疏于复诊而造成的。因骨质疏松存在，骨折端不稳定、难以维持，导致畸形愈合，创伤性关节炎发生率高达40%[3]，患者出现的腕部疼痛、无力及功能受限只有通过截骨矫形恢复腕关节的解剖来解决[4]。为解决这一复杂的陈旧性骨折复位的问题，手术医师通常依据术前X线和二维CT图像进行三维空间想象结合经验制定手术方案。由于无法精确还原新鲜骨折的三维图像，对骨折畸形愈合后的三维图像更是掌握不足，手术的精准性无法保证，术后的效果就不甚理想[5]。桡骨远端畸形愈合是桡骨骨折常见的并发症，会导致下尺桡关节不稳甚至脱位，将严重影响前臂的旋转和腕关节屈伸功能。为减少畸形愈合所致的创伤性关节炎，达到理想的复位要求：恢复腕关节的正常解剖，恢复关节面的平整。通常影像中的尺偏角及掌倾角是我们判断复位的标准。根据研究表明，正常成年患者双侧腕关节的掌倾角及尺偏角并无统计差异，由此当患侧的骨折端因畸形愈合而导致掌倾角与尺偏角丢失，可以根据健侧的三维镜像来指导患侧的复位。王勉等[6]在研究中也证明可以应用健侧指导患侧的复位。传统截骨依据是2D的X片，不能用于旋转畸形的评估，截骨导板设计为临床解决这一难题提供了可行性方案。De Muinck Keizer 等[7]指出，传统的截骨矫形只能是40%的患者矫正的角度（掌倾角和尺偏角）达到5°和尺骨变异改善达到2mm。

本研究通过术前获取三维CT扫描图像，将图像信息导入Mimics软件进行三维重建，通过镜像技术将健侧图像与患侧图像进行叠加，明确畸形愈合的位置及畸形程度。在畸形愈合平面进行虚拟截骨，根据掌倾角与尺偏角与健侧匹配，得到截骨的方向和角度，设计出个性化的3D打印截骨导板，并打印出截骨导板实物。通过桡骨远端畸形愈合的重建和截骨导板，可以精确的完成术前规划设计，提高术中截骨的精准性。根据截骨后骨缺损情况，打印出植骨块的形状，指导取髂骨植骨，达到理想的截骨、植骨状态。通过术前的精准的模拟复位与固定，使术者在术前就可以明确截骨的平面及骨折端移位的距离，并确定截骨端骨缺损的大小，减少术中因反复的复位、植入骨块的调整以及钢板螺钉固定的频繁操作，达到缩短手术时间，避免术中肌腱损伤及术后肌腱粘连及断裂。

需要手术复位的不稳定性新鲜桡骨远端骨折中，如果存在局部骨量丢失及骨缺损时，是需要植骨治疗。临床研究发现在下列情况下是需要植骨的[8]：①严重粉碎性骨折伴关节面塌陷、不平整或桡骨远端高度丢失，骨折复位后局部形成骨缺损现象；②严重骨质疏松患者在骨折复位过程中易造成松质骨缺塌陷及丢失，复位后易 发生骨折再移位；③由于粉碎性骨折造成局部骨量下降，螺钉把持力不够，易造成松动现象，可通过植骨提高局部骨量。对于桡骨远端陈旧性骨折畸形愈合截骨后的骨缺损，我们分别采用了自体骨髂骨植骨和异体骨植骨。通过比较术后骨折复位情况，自体骨髂骨植骨为是结构性植骨，其支撑力量更好，并且可以在植骨块上进行螺钉固定，增加了骨折端螺钉的把持力，更有效的防止术后复位丢失；相对于自体骨植骨，异体骨植骨这种局部植骨方式因截骨矫形后断端短缩移位明显，折端压力增大，异体骨植骨很难保持骨折端的稳定性，部分患者出现了复位丢失现象。所以对陈旧性桡骨远端骨折畸形愈合截骨矫形术中我们更倾向于自体骨植骨，以保证复位的效果，减少术后复位丢失，达到关节面的平整，降低创伤性关节炎的发生。

终上所述，通过3D打印技术可以针对桡骨远端陈旧性骨折畸形愈合患者做出个性化的设计，提高截骨和植骨的精确性，缩短手术时间及术中的出血，同时该技术是利用已有三维CT数据，不会额外增加患者的负担，在目前桡骨远端陈旧性骨折截骨矫形的手术治疗中提供了新的思路和选择。但该研究有一定的局限性。首先，时间较短，收集的病例有限；其次，在手术中我们发现通过Milics 软件设计截骨角度和模型和实际的操作有一定的误差。今后我们将继续增加样本量，减少误差，为3D打印技术辅助手术提供更为精确的数据支持，进一步推广此项技术在桡骨远端陈旧性骨折中的运用。

参考文献：

[1]竺纬，马辉，魏强，等.三种不同方法治疗不稳定性桡骨远端骨折的疗效分析[J].中国矫形外科杂志，2005，24（16）：1260—1262.

[2]常瑞龙，张磊，顾玉彪，3D打印技术在骨科临床中的应用[J].中国医学工程，2022，30（7）：56-58.

[3]Barata ME.Des Jardins J，Anderson DD，et al.Displaced intra-articular fracture of the distal radius：the effect of fracture-displacement on contact stresses in a cadaver model.J Hand Surg（AM）.1996.21：183-188.

[4]Schindelar Lili E，McEntee Richard M，Gallivan Robert E，Katt Brian，Beredjiklian Pedro K.Treatment of Distal Radius Fractures in Women Older than 80 Years：A Preliminary Report of Functional and Radiographic Outcomes after Open Reduction and Internal Fixation.[J].Journal of hand and microsurgery，2023，15（2）.

[5]许思亮，古汉南，何玥，等 3D打印技术在桡骨远端骨折复位内固定手术中的应用[J].中国骨科临床与基础研究杂志，2018，10（3）：133-139.

[6]王勉，邓羽平，谢普生，等.桡骨远端3D打印模型精度的三维偏差分析[J].中华创伤骨科杂志，2018，20（1）：50-56.

[7]DE MUINCK KEIZER R J O，LECHNER K M，MULDERS M A M，et al.Three-dimensional virtual planning of corrective osteotomies of distal radius malunions：a systematic review and meta-analysis[J].Strategies Trauma Limb Reconstr，2017，12（2）：77-89.

[8]张经纬，曾炳芳，冯建翔，等.桡骨远端粉碎性骨折掌背侧不同手术入路疗效比较.中华创伤骨科杂志，2005，7：501-504.

[作者简介]：彭正刚，男，（1981.11-），医学硕士，副主任医师，主要研究方向为：骨创伤的治疗。