嚴(yán) 純 孫達(dá)鋒 張維亞

手指關(guān)節(jié)創(chuàng)傷屬于臨床最為常見(jiàn)的骨科疾病，多數(shù)為創(chuàng)傷或者疾病導(dǎo)致手指關(guān)節(jié)的畸形與關(guān)節(jié)功能障礙，隨著病情進(jìn)展影響患者關(guān)節(jié)功能，對(duì)患者生活質(zhì)量和身心健康產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。目前，臨床治療手指關(guān)節(jié)創(chuàng)傷的方法包括開(kāi)展移植關(guān)節(jié)手術(shù)、關(guān)節(jié)成形手術(shù)以及關(guān)節(jié)置換手術(shù)等，目的是恢復(fù)患者手指關(guān)節(jié)功能[1]。

近年來(lái)，隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的飛速發(fā)展以及對(duì)手指關(guān)節(jié)解剖學(xué)的深入研究，傳統(tǒng)的人工假體材料在設(shè)計(jì)和遠(yuǎn)期效果上得到明顯的改善，伴隨醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展，3D打印技術(shù)在骨科廣泛應(yīng)用，具備精準(zhǔn)化、個(gè)體化以及成本低等優(yōu)勢(shì)，在人工假體中的應(yīng)用發(fā)揮了重要作用[2]。本研究探討3D打印技術(shù)在手指關(guān)節(jié)置換中的效果，以期為臨床提供指導(dǎo)和依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性選取2016年5月至2017年8月在海安市人民醫(yī)院治療的46例(50指)掌指關(guān)節(jié)損傷患者，根據(jù)患者最終選取的治療方案將其分為觀察組(22例23指)和對(duì)照組(24例27指)。觀察組中男性13例，女性9例；年齡20～59歲，平均年齡(34.44±7.65)歲；體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)(22.19±2.39)kg/m2；外傷史(9.63±1.12)月。對(duì)照組中男性14例，女性10例；年齡19～56歲，平均年齡(33.20±8.03)歲；BMI(23.02±2.80)kg/m2；外傷史(9.30±1.25)月。兩組患者一般資料比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，具有可比性。所有患者及家屬均知情同意。

1.2 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

(1)納入標(biāo)準(zhǔn):①年齡＞18歲；②均因外傷所致，外傷史＞6個(gè)月；③均為單手損傷。

(2)排除標(biāo)準(zhǔn):①傷口遷延不愈或有感染；②有前壁外在肌或手部?jī)?nèi)在肌嚴(yán)重?fù)p傷粘連；③有上肢運(yùn)動(dòng)神經(jīng)損傷；④有血液系統(tǒng)疾病、惡性腫瘤及肝腎功能障礙等其他嚴(yán)重疾病。

1.3 儀器與試劑

Brilliance 64排128層螺旋CT(荷蘭飛利浦公司)；FDM 3D打印機(jī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(南京積億醫(yī)療科技有限公司)；65～120 mm UHS01鎳鈦記憶合金接骨器(湖州天鵝生物記憶醫(yī)療器械有限公司)；HBS-1096C酶聯(lián)免疫吸附法測(cè)定儀(南京凱基生物科技發(fā)展有限公司)；試劑為南京凱基生物科技發(fā)展有限公司提供。

1.4 治療方法及隨訪

(1)對(duì)照組:給予常規(guī)手指關(guān)節(jié)置換術(shù)，患者平臥，患肢外展，在指間關(guān)節(jié)背側(cè)的關(guān)節(jié)作弧形切口，暴露關(guān)節(jié)囊后對(duì)粘連組織和不平整關(guān)節(jié)進(jìn)行復(fù)位和切除，暴露患者掌側(cè)后調(diào)整伸肌腱的張力并將遠(yuǎn)端骨質(zhì)切除，鉆頭擴(kuò)髓后進(jìn)入到皮質(zhì)，對(duì)遠(yuǎn)端、近端指骨的長(zhǎng)度將假體進(jìn)行修整，將假體金屬柄置入遠(yuǎn)端的髓腔，高分子聚合物柄端置入近端髓腔，準(zhǔn)入骨水泥后止血并進(jìn)行8字縫合，采取彈力加壓繃帶進(jìn)行包扎。術(shù)后給予患者功能訓(xùn)練指導(dǎo)。

(2)觀察組:手指關(guān)節(jié)置換術(shù)應(yīng)用3D打印技術(shù)，術(shù)前采用64排128層螺旋CT開(kāi)展檢查，配備3D打印機(jī)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，安裝三維重建軟件，打印材料選取聚乳酸，CT掃描后進(jìn)行重建，選取鎳鈦記憶合金接骨器掃描并進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，在計(jì)算機(jī)上對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理開(kāi)展三維重建，通過(guò)提取輪廓得到骨的蒙板，獲取肋骨接骨器的蒙板，完成區(qū)域增長(zhǎng)以及編輯處理，在計(jì)算機(jī)上生產(chǎn)三維模型，包括手指關(guān)節(jié)模型、皮膚三維模型以及接骨器三維模型，將模型進(jìn)行形態(tài)學(xué)優(yōu)化，制作模型后按照對(duì)照組手術(shù)方法進(jìn)行假體安裝。術(shù)后給予患者功能訓(xùn)練指導(dǎo)。

1.5 檢測(cè)方法

抽取患者空腹靜脈血3 ml，離心后分離血清待檢，采用酶聯(lián)免疫吸附法測(cè)定患者白細(xì)胞介素6(interleukin，IL-6)和IL-10濃度水平變化，所有試劑按照說(shuō)明書(shū)嚴(yán)格操作。

1.6 判斷標(biāo)準(zhǔn)

(1)療效判斷:①優(yōu)，關(guān)節(jié)活動(dòng)度為正常側(cè)80%以上，關(guān)節(jié)活動(dòng)時(shí)無(wú)疼痛；②良，關(guān)節(jié)活動(dòng)度為正常側(cè)50%～79%，關(guān)節(jié)活動(dòng)時(shí)偶有疼痛；③可，關(guān)節(jié)活動(dòng)度為正常側(cè)50%以下，關(guān)節(jié)活動(dòng)時(shí)無(wú)疼痛；④差，關(guān)節(jié)無(wú)活動(dòng)度或關(guān)節(jié)部有疼痛。

(2)疼痛評(píng)分:疼痛程度采用視覺(jué)模擬評(píng)分法(VAS)，分?jǐn)?shù)為0～10分，分?jǐn)?shù)越高，疼痛越嚴(yán)重。

1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，BMI、年齡、關(guān)節(jié)活動(dòng)度等資料采用表示，所有計(jì)量資料均呈正態(tài)分布或近似正態(tài)分布，組間比較使用t檢驗(yàn)，性別比較使用x2檢驗(yàn)，治療療效采用秩和檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組治療療效比較

觀察組22例患者的治療效果中，優(yōu)10例，良8例，可4例，差0例，優(yōu)良率達(dá)到81.82%。對(duì)照組24例患者的治療效果中，優(yōu)5例，良6例，可7例，差6例，優(yōu)良率為45.8%，觀察組優(yōu)良率顯著高于對(duì)照組，兩組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z=-2.680，P＜0.05)。

表2 兩組掌指關(guān)節(jié)損傷患者手術(shù)前后IL-6和IL-10比較(pg/ml，±s)

表2 兩組掌指關(guān)節(jié)損傷患者手術(shù)前后IL-6和IL-10比較(pg/ml，±s)

注：表中IL-6為白細(xì)胞介素-6；IL-10為白細(xì)胞介素-10

2.2 兩組手術(shù)前后關(guān)節(jié)活動(dòng)度比較

觀察組和對(duì)照組術(shù)后關(guān)節(jié)活動(dòng)度明顯較術(shù)前改善；觀察組術(shù)后12個(gè)月關(guān)節(jié)活動(dòng)度明顯高于對(duì)照組，兩組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=2.753，P＜0.05)，見(jiàn)表1。

表1 兩組掌指關(guān)節(jié)損傷患者手術(shù)前后關(guān)節(jié)活動(dòng)度比較(°，±s)

表1 兩組掌指關(guān)節(jié)損傷患者手術(shù)前后關(guān)節(jié)活動(dòng)度比較(°，±s)

2.3 兩組術(shù)后VAS評(píng)分比較

觀察組術(shù)后VAS評(píng)分為(1.82±0.32)分，明顯低于對(duì)照組的(2.66±0.41)分，兩組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=-7.696，P＜0.05)。

2.4 兩組手術(shù)前后IL-6和IL-10比較

觀察組和對(duì)照組術(shù)后3 d的IL-6和IL-10均較術(shù)前升高，其差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t觀察組=-6.264、t=-9.229，t對(duì)照組=-8.065、t=-10.451；P＜0.05)；觀察組與對(duì)照組術(shù)前和術(shù)后3 d的IL-6和IL-10比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(tIL-6=0.722、t=-0.963，tIL-10=-0.319、t=-1.194；P＞0.05)。見(jiàn)表2。

3 討論

手部外傷是手外科最為常見(jiàn)的疾病，會(huì)導(dǎo)致患者手部畸形與功能損傷，也是目前手外科最為常見(jiàn)的疾病，臨床處理極為棘手。目前，對(duì)手部關(guān)節(jié)功能重建主要采用自體吻合血管關(guān)節(jié)移植，但是在治療期間由于自體關(guān)節(jié)來(lái)源問(wèn)題、供應(yīng)區(qū)域的結(jié)構(gòu)問(wèn)題等均導(dǎo)致了治療存在困難[3]。隨著現(xiàn)代醫(yī)療技術(shù)的飛速發(fā)展，人工關(guān)節(jié)置換手術(shù)已成為重要的方法，可以明顯恢復(fù)患者關(guān)節(jié)活動(dòng)度，克服了傳統(tǒng)自體關(guān)節(jié)移植存在的供源不足問(wèn)題，有效的彌補(bǔ)了關(guān)節(jié)融合過(guò)程中帶來(lái)的關(guān)節(jié)僵硬和活動(dòng)范圍小的缺點(diǎn)[4-5]。研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)采取人工關(guān)節(jié)置換方式優(yōu)勢(shì)明顯，可以將關(guān)節(jié)骨量最大限度的保留，手術(shù)過(guò)程中僅需去除關(guān)節(jié)表面的骨質(zhì)，有助于后期人工關(guān)節(jié)置換手術(shù)開(kāi)展，同時(shí)可以最大限度的將關(guān)節(jié)周?chē)浗M織進(jìn)行保留，對(duì)于維持關(guān)節(jié)的正常解剖關(guān)系具有重要意義[6]。人工假體的置入體積相對(duì)較小，將關(guān)節(jié)表面進(jìn)行覆蓋，方便取出，對(duì)于日后翻修的難度較低，也不會(huì)造成關(guān)節(jié)血液運(yùn)行的破壞，有助于后期骨質(zhì)愈合，穩(wěn)定程度較高[7]。但是，在開(kāi)展人工手指關(guān)節(jié)置換期間也存在一定的劣勢(shì)，部分患者存在假體磨損、松動(dòng)，導(dǎo)致臨床開(kāi)展再次手術(shù)，同時(shí)磨損的顆粒也會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)性的滑膜炎和接觸面骨質(zhì)吸收。目前臨床較為先進(jìn)的是使用硅膠假體，但是遠(yuǎn)期隨訪觀察部分患者仍然會(huì)出現(xiàn)骨質(zhì)進(jìn)行性破壞、滑膜炎、關(guān)節(jié)進(jìn)行性僵硬等并發(fā)癥，主要的原因是假體本身設(shè)計(jì)可能存在一定的問(wèn)題[8-9]。人工假體應(yīng)具備良好的生物相容性，彈性模量要接近人體手部皮質(zhì)骨與密度，目前使用的多為金屬材料，而且在制造過(guò)程中要根據(jù)材料的性能進(jìn)行假體部件的設(shè)計(jì)，提供更好的強(qiáng)度、耐磨損以及質(zhì)量輕的假體[10]。

近年來(lái)，隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，3D打印技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域廣泛開(kāi)展應(yīng)用，通過(guò)3D技術(shù)制作模型可以快速將假體模型進(jìn)行制作，同時(shí)開(kāi)展術(shù)前模擬、術(shù)中指導(dǎo)以及改進(jìn)植入物，廣泛的在臨床開(kāi)展應(yīng)用[11]。本研究中觀察了3D打印技術(shù)應(yīng)用在成年人手指關(guān)節(jié)置換手術(shù)中一方面實(shí)現(xiàn)了術(shù)前規(guī)劃的完善，通過(guò)CT、計(jì)算機(jī)模擬可以進(jìn)行骨折復(fù)位、假體設(shè)計(jì)等過(guò)程，通過(guò)三維重建能夠獲取更為詳細(xì)的解剖信息，醫(yī)師可以完成術(shù)前模擬演練、確定手術(shù)切口的聯(lián)系，方便醫(yī)師掌握手術(shù)操作的安全性與操作的精準(zhǔn)性[12]。此外，開(kāi)展手術(shù)過(guò)程中醫(yī)師可以隨時(shí)對(duì)參考模型進(jìn)行觀察，減少手術(shù)出血，縮短手術(shù)時(shí)間，降低手術(shù)醫(yī)源性損傷與術(shù)后并發(fā)癥發(fā)生。

3D打印技術(shù)更符合現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的理念，可以最大程度實(shí)現(xiàn)個(gè)體化、精準(zhǔn)化的治療，實(shí)現(xiàn)了手指關(guān)節(jié)置換的“私人定制”，拉近了和患者及家屬之間溝通的距離，通過(guò)計(jì)算基模擬可以為患者講解手術(shù)方法和過(guò)程，爭(zhēng)取了患者治療依從性，拉近了醫(yī)患之間距離[13]。本研究觀察了手術(shù)過(guò)程中患者體內(nèi)白細(xì)胞介素因子變化情況，其中IL-6屬于重要的炎癥細(xì)胞因子，生物學(xué)活性廣泛，在人體創(chuàng)傷與修復(fù)過(guò)程中能夠激活中性粒細(xì)胞，加速了創(chuàng)傷后炎癥介質(zhì)釋放，同時(shí)對(duì)促進(jìn)創(chuàng)傷后炎癥反應(yīng)發(fā)生具有重要意義；IL-10則可以抑制多種促炎性細(xì)胞因子形成，同時(shí)間接抑制自然殺傷細(xì)胞活性，屬于重要的抗炎癥反應(yīng)因子[14-15]。本研究顯示，觀察組和對(duì)照組術(shù)后3 d的IL-6和IL-10均較術(shù)前升高；觀察組和對(duì)照組術(shù)前和術(shù)后3 d的IL-6和IL-10比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明采用3D打印技術(shù)應(yīng)用于成年人手指關(guān)節(jié)置換術(shù)中不會(huì)增加患者體內(nèi)炎癥反應(yīng)程度，應(yīng)用可靠。

本研究顯示，觀察組治療療效優(yōu)于對(duì)照組，其優(yōu)良率達(dá)到81.82%，表明采用3D打印技術(shù)應(yīng)用于成年人手指關(guān)節(jié)置換術(shù)效果優(yōu)于傳統(tǒng)假體置換手術(shù)。觀察組和對(duì)照組術(shù)后關(guān)節(jié)活動(dòng)度明顯較術(shù)前改善，觀察組術(shù)后12個(gè)月關(guān)節(jié)活動(dòng)度明顯高于對(duì)照組，表明采用3D打印技術(shù)應(yīng)用于成年人手指關(guān)節(jié)置換術(shù)中可以明顯改善患者關(guān)節(jié)活動(dòng)功能。觀察組術(shù)后VAS評(píng)分明顯低于對(duì)照組，表明采用3D打印技術(shù)應(yīng)用于成年人手指關(guān)節(jié)置換術(shù)中可以顯著減輕患者疼痛程度。本研究?jī)?yōu)勢(shì)在于證實(shí)了3D打印技術(shù)在手指關(guān)節(jié)置換中的應(yīng)用前景，能夠獲取更可靠的假體置換效果，為臨床選擇治療方案奠定了基礎(chǔ)，但是本研究隨訪時(shí)間短，納入患者數(shù)量有限，還需要進(jìn)一步進(jìn)行大樣本量長(zhǎng)期隨訪深入觀察。

3D打印技術(shù)應(yīng)用于成年人手指關(guān)節(jié)置換術(shù)有較好的效果，具有臨床應(yīng)用價(jià)值。