梅曉龍 萬春友 徐衛(wèi)國 張濤

（天津市天津醫(yī)院創(chuàng)傷矯形一病區(qū)，天津 300211）

因高能量損傷引起的復雜骨折通常是粉碎狀況，不僅骨折情況較為嚴重，移位現(xiàn)象更比較多，復雜骨折的手術治療難度比較大，若治療不當術后患者極有可能發(fā)生肢體畸形、關節(jié)功能障礙，對患者造成危害較大[1]?；诖耍瑥碗s骨折患者在進行手術治療之前需要先制定出針對性、科學性的手術治療方案，常規(guī)手術的設計多采用CT 圖像、X 線片二維圖像，平面圖像檢查方式在顯示方面有一定局限，如發(fā)生骨折塊重疊等等，很難掌握患者骨折狀況[2]。3D 打印技術是一種在粉末狀粘合材料累加原理上產(chǎn)生的增材制造技術，將其用于復雜骨折治療中，可以為患者設計出最佳手術治療方案，不僅縮短了手術時間，更減輕了對患者造成的傷害，有著個性化、精準化、科學化的優(yōu)勢[3]。

1 國內(nèi)外3D 打印技術的應用

1.1 國內(nèi)3D 打印技術的應用

國內(nèi)對3D 打印技術的研究最早出現(xiàn)在關節(jié)軟骨、陳舊性損傷、老年性骨折、糖尿病足中，通過研究表明在未來骨及關節(jié)損傷修復中應用3D 打印技術會向智能化、微創(chuàng)化的方向發(fā)展，并突顯出顯著優(yōu)勢[4]，可以讓骨關節(jié)修復更完美，也能減少并發(fā)癥發(fā)生率，3D 打印技術勢必成為未來智能骨科核心技術。近幾年來3D 打印技術在發(fā)展過程中已經(jīng)成功設計完成3D 股骨假體模型的制造，在空間優(yōu)化擺放位置、制造工藝參數(shù)等方面有了突破性進展。

1.2 國外3D 打印技術的應用

國外對3D 打印技術的研究重點是術前建模，讓醫(yī)生精確、立體的認識到骨折處解剖結(jié)構(gòu)，制定出針對性的手術方案，保證預后[5]。國外將3D打印技術應用到了骨盆復雜骨折中，在術前明確了骨折類型，并為手術入路、固定方法提供了最佳方案[6]。也有學者將3D 打印技術虛擬的應用到了兒童踝上骨折手術指南中，結(jié)果顯示克氏針固定之后骨折線并沒有額外的解剖與組織損傷發(fā)生[7]。

經(jīng)最新全自動系統(tǒng)可以創(chuàng)造出3D 結(jié)構(gòu)，隨之經(jīng)生物細胞打印也就可以創(chuàng)造出組織再生的骨架，制造出良好建筑學與力學性能的結(jié)構(gòu)[8]。一種間接的3D 打印技術成功復制出了和打印模型極為相似的復制品，想要制造出與患者相匹配的外部輪廓，可以采用3D 打印技術和成像技術制造出與人類頜髁突高仿的定制骨架，為了進一步確定3D 技術能不能準確的控制骨架內(nèi)部形態(tài)，又設計出了與電腦自主設計模型連通的正交直線系統(tǒng)，然而也有小部分生物學材料具有骨誘導功能。

2 3D 打印技術在骨科骨折中的應用

2.1 制作1:1 的實體模型

將3D 技術與患者CT 三維數(shù)據(jù)相結(jié)合就能構(gòu)造出3D 模型，這樣更方便醫(yī)生與患者間進行交流，也能讓醫(yī)生更全面、詳細的了解有關患者病情狀況，并精準的制定出手術方案，在手術之前也能提前進行手術操作，模擬手術過程，可提升手術效果，確保患者預后。經(jīng)3D 打印技術將模型打印出來，不僅能用于骨折治療中，也能用于骨折診斷。針對復雜骨折患者來說，先進行分類，然后進行鑒別、分型等等，最后經(jīng)3D 打印技術將患者骨折具體狀況打印出來，根據(jù)打印模型制定針對性手術方案，為保證手術質(zhì)量，術前也可以通過模型來模擬手術，為手術提供了科學參考。根據(jù)3D 打印出來的模型可以確定插入髓腔材質(zhì)尺寸，更好的植入假體，在提高手術質(zhì)量同時，也保證了手術安全性[9]。

2.2 打印手術輔助材料

3D 打印技術中，材料是不可或缺的，在打印過程中能使用的材料種類有陶瓷等等，可以根據(jù)需求不同選擇合適材料，精準、個體化是3D 技術打印材料最關鍵的一步，通風3D 打印技術打印的手術器材包含骨盆導板、手術直釘導板等等，經(jīng)3D 技術打印出的個體化植入物予以治療能提高手術精準性、有效性[10]。3D 打印技術在達到傳統(tǒng)手術要求的同時，使用的材料清潔度比較高，所以在骨折治療中有著重大意義。

2.3 打印內(nèi)置物材料

通過3D 技術將骨科內(nèi)置物打印出來，主要包含具有支撐作用的骨組織、不僅有支撐還有高生物活性作用。通過3D 打印技術制備出來的生物支架，在保證材質(zhì)豐富程度同時，更確保了生物相容性，支架空隙與形狀極為符合細胞前移，滿足了增殖、分化需求，為患者術后康復提供了良好環(huán)境。

3 3D 打印技術在復雜骨折中的應用

3.1 術前準備

對上頸椎骨折進行常規(guī)顱骨牽引，骨盆與下肢骨折處進行下肢骨牽引，將患肢適當抬高，通過根據(jù)患者實際情況實施針對性處理，骨折處進行正側(cè)位X 線片、CT 檢查，并將收集骨折數(shù)據(jù)傳輸?shù)?D 打印機中，選用樹脂材料并按照1：1比例打印出骨折模型，根據(jù)上頸椎骨折實際狀況打印出傷頸椎椎弓根置釘導航膜版，此外明確接骨板的長度、進釘方向等等，數(shù)據(jù)實時指令轉(zhuǎn)換之后，設計出數(shù)控加工的質(zhì)量，使用快速成型技術將接骨板制備出來。在手術之前，骨折實時預復位處理，針對骨盆骨折患者來說進行鋼板預成型處理，通過3D 打印模型與導航模板、定制鋼板，做好與患者、家屬的溝通，按照患者具體實際情況在骨折后6～11 d 擇期進行手術[11]。

3.2 具體手術方法

麻醉方式為腰硬聯(lián)合麻醉或者氣管插管全身麻醉，根據(jù)患者骨折實際情況擺出手術體位，手術之前通過C 形臂X 線機透視明確骨折所在位置，四肢骨折患者的手術部位使用微創(chuàng)手術入路，將骨折端顯露出來，嚴格按照術前制定方案實施骨折復位，當骨折復位情況良好后，選用2 mm 克氏針對骨折端進行臨時固定，取定制鋼板或者預彎鋼板貼合骨膜插至骨折遠近端，并選擇螺釘進行固定，將臨時固定使用的克氏針拔出來，當患者有骨缺損情況時，選自體髂骨或者同種異體骨進行植骨，經(jīng)C 形臂X 線機透視查骨折狀況，復位與內(nèi)固定效果較好時進行徹底止血，并根據(jù)患者實際情況留置引流管。上頸椎骨折患者在進行手術治療時應對需要固定的椎棘突、椎板、關節(jié)突背側(cè)軟組織進行清理，將背側(cè)骨性結(jié)構(gòu)徹底暴露出來，方便導航模板與相對應頸椎棘突、椎板及關節(jié)突貼服在一起，確定吻合良好之后，進行固定，同時維持在椎板上的位置，進釘點處做好標記，尖椎開口進入至骨皮質(zhì)，選擇1.5 cm 克氏針于導航模板導向角度下沿著骨道慢慢插入，攻絲之后擰入合適螺釘，安裝縱行連接棒復位、固定、植骨，通過C 形臂X 線機透視確定骨折復位狀況、螺釘固定狀況[12-13]。

3.3 術后處理方法

術后常規(guī)使用抗生素，使用時間在2～5 d 間，并將患肢抬高，術后24～48 h 將引流管拔除。頸椎骨折患者需要帶頸托予以固定，時間為6 w，下肢骨折患者予以抗凝處理，時間為10 d。叮囑患者做下肢肌肉收縮等康復鍛煉，定期進行X 線片檢查。

3.4 3D 打印技術不足

3D 打印機價格較高，在基層醫(yī)院推廣有一定難度； 3D 打印技術花費較高，不是所有患者都可以接受；神經(jīng)等重要組織器官并不能顯示出來；對技術人員要求較高。

4 3D 打印技術在復雜骨折中的應用價值

4.1 讓復雜的骨折形態(tài)變得直觀化

手術之前使用3D 打印技術以1:1 的比例可以打印出與真實結(jié)構(gòu)相同的骨折實體模型，通過實體模型可以模擬手術，可為手術提供重要參考依據(jù)，更保證了手術安全性，縮短手術時間、減少術中出血量；手術之前可以通過模型與患者、家屬進行有效溝通，讓溝通變得更簡單，患者、家屬能直觀的對手術流程有一定了解；可用于臨床教學中。

4.2 讓內(nèi)固定器材變得更個性化

一般普通解剖型鎖定鋼板是批量生產(chǎn)的，長度、螺釘孔所在位置、數(shù)量是比較固定的，四肢長骨多段骨折會有鋼板長度不夠、螺釘孔位處于骨折線上的情況，最終發(fā)生骨折固定不牢固、應力過于集中現(xiàn)象。數(shù)字化定植鋼板主要是根據(jù)患者骨折實際情況設計出個性化的解剖型鎖定鋼板，鋼板長度、螺釘孔數(shù)符合患者狀況，因此鋼板固定之后與骨面貼合性、穩(wěn)定性、應力分散較好。

4.3 讓上頸椎椎弓根螺釘置入更加的精準

上頸椎骨折患者多進行椎板部分切除置針法等傳統(tǒng)頸椎椎弓根螺釘置入技術，其特點是進釘點、進釘方向是由醫(yī)生按照經(jīng)驗來判定的，這就要求醫(yī)生有著豐富的經(jīng)驗，也有著盲目性的不足，很容易發(fā)生椎弓根螺釘穿透情況。另外，上頸椎椎弓根比較細小，解剖變異也比較法，與鄰近結(jié)構(gòu)很復雜，很容易傷害到周圍血管、脊髓神經(jīng)，術后致殘風險極高[14-15]。利用3D 打印技術能幫助頸椎椎弓根螺釘置入，提高了置釘精準程度、安全性，降低了術后致殘風險發(fā)生率。

5 結(jié)束語

3D 打印技術作為快速成型技術，空間展現(xiàn)能力、發(fā)展趨勢較廣，因骨科治療的復雜性，使得3D 打印技術為治療提供了科學依據(jù)，提高了手術治療效果、安全性。伴隨著我國技術不斷提升，3D 打印技術也會得到優(yōu)化，使其在復雜骨折治療中發(fā)揮更大優(yōu)勢，為患者提供便利。