3D打印技術(shù)在復(fù)雜型髖臼假體翻修術(shù)中應(yīng)用1例

臨床資料

患者，男，63歲，10年前因左髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良、股骨頭壞死，在我院行左側(cè)人工全髖置換手術(shù)，術(shù)后恢復(fù)滿意，正常參加農(nóng)村重體力勞動。近2年出現(xiàn)左髖疼痛、跛行，并進行性加重。左下肢短縮4CM左右，左髖外展、外旋及屈曲功能均明顯受限，肢端血管、神經(jīng)功能均正常。右髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良、股骨頭壞死，肢體短縮，一直未予處理。X線平片及三維CT提示左髖關(guān)節(jié)臼杯向上、向后移位約4CM，臼頂及后壁巨大缺損并有新的假臼形成，股骨假體尚好?？紤]左側(cè)人工全髖置換術(shù)后髖臼假體松動并移位?；颊邿o明顯手術(shù)禁忌證。
髖臼假體的3D打?。簩颊吖桥柚?a href="http://m.alemdaconsulta.com/product/keywords/849.html" title="膝關(guān)節(jié)" target="_blank" class="hl-keyword">膝關(guān)節(jié)水平進行薄層CT掃描（層厚0．8mm）三維重建，將薄層CT掃描原始數(shù)據(jù)用DICOM格式保存，并導(dǎo)入Mimics進行三維逆向重建模型。在虛擬的電腦三維空間里進行模擬重建、修正等工作，采用3D技術(shù)打印患者仿真骨盆模型（含髖臼變形、缺損模型）和同髖臼相匹配的人工髖臼模型。由于髖臼缺損的修復(fù)成形需要借助髖臼銼，因此會將正常髖臼部分和缺損部分模擬成規(guī)則的圓。術(shù)中需要打磨髖臼，將不規(guī)則髖臼作成規(guī)則形狀，角度和旋轉(zhuǎn)中心原則上參考對側(cè)正常髖臼的角度和旋轉(zhuǎn)中心位置。提前在3D打印模型上進行組裝試驗，觀察角度、位置、大小及釘孔方向等情況，并進一步修正人工髖臼假體模型至滿意。再根據(jù)模型“量身定制”，將相關(guān)數(shù)據(jù)導(dǎo)入3D打印機，用鈦合金粉打印出同患者的髖臼高度相匹配的金屬墊塊一體式人工髖臼假體。
手術(shù)方法：取左髖后外側(cè)切口進入，取出股骨柄假體，見髖臼假體向上、向后移位約4CM，順利取出髖臼假體，清除增生的軟組織及骨贅。發(fā)現(xiàn)真臼后上方有一假臼窩，中間有一骨脊相隔，臼頂及后壁巨大缺損，同3D技術(shù)打印出的骨盆模型完全一致。用髖臼銼分別處理真臼和假臼，直至同假體相對應(yīng)的大小、深度和方向等，植入金屬墊塊一體式的人工髖臼假體，高度匹配，置入4枚螺釘固定，空隙處植入自體骨，再植入股骨側(cè)假體（圖1）。

手術(shù)時間3h，出血量約600ml。檢查髖關(guān)節(jié)穩(wěn)定性及活動度均滿意，術(shù)后測量肢體延長約1CM。按常規(guī)處理，康復(fù)早期介入，患者術(shù)后第1天即可以翻身活動，第2天能坐起來，第3天能扶雙拐下床。隨訪半年，無切口感染、深靜脈血栓和髖關(guān)節(jié)假體脫位等并發(fā)癥。髖關(guān)節(jié)功能Harris評分80分，其中疼痛44分、功能30分、畸形4分和活動范圍2分，髖關(guān)節(jié)功能恢復(fù)較好。
討論

隨著人工髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)的普及，人工髖關(guān)節(jié)翻修術(shù)也逐年增多，特別是復(fù)雜型髖臼假體翻修術(shù)臨床并不少見，患者臼杯顯著移位、臼壁巨大缺損并有新的假臼形成，多由患者過早、過多負重及沒有早期翻修所致。雖然通過CT三維重建可以充分了解臼杯移位及髖臼缺損等情況，但平面顯示的三維圖像不能完全給人直觀、立體的感覺，而且目前市場上未見到個體化的人工髖臼，導(dǎo)致人工髖臼同變形的髖臼嚴重不匹配，增加了手術(shù)的難度和風(fēng)險，直接影響翻修的效果。本例患者臼杯顯著移位、臼壁巨大缺損并有新的假臼形成，常規(guī)髖臼假體翻修十分困難。
3D打印技術(shù)是一種基于三維數(shù)字模型，應(yīng)用粉末狀或液體的金屬或高分子材料等可黏合材料，通過逐層打印方式來構(gòu)造實物。作為一項前沿制造技術(shù)，目前在頜面外科、骨科等手術(shù)中得到逐步應(yīng)用和發(fā)展，主要用于制定手術(shù)方案、個性化假體制作及骨組織工程。1999年，有學(xué)者在小兒顱縫早閉的手術(shù)方案中運用3D打印技術(shù)取得了良好的效果。近年來，3D打印技術(shù)在創(chuàng)傷骨科臨床中也得到了有效的應(yīng)用。為提高人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的成功率，Won等利用該技術(shù)進行精確植入，使手術(shù)時間明顯縮短。對于人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后發(fā)生的假體松動伴髖臼內(nèi)陷，應(yīng)用該技術(shù)同樣獲得了成功。
本例采用3D技術(shù)打印的金屬墊塊一體式人工髖臼假體，同患者的髖臼高度相匹配，使復(fù)雜型髖臼假體翻修手術(shù)更加、安全并減低手術(shù)難度，同時節(jié)約手術(shù)時間，術(shù)中出血量少，手術(shù)創(chuàng)傷小，肢體長度、髖關(guān)節(jié)穩(wěn)定性及活動度均相對滿意?；颊咝g(shù)后第3天就能下床，從而減少了深靜脈血栓、褥瘡、墜積性肺炎、泌尿系統(tǒng)感染等術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生。同時，仿真實物模型可使患者更加直觀地了解病情，讓醫(yī)生更直觀地解釋手術(shù)方案，有利于和諧醫(yī)患關(guān)系的建立。
該類復(fù)雜型髖臼翻修術(shù)，同陳舊性復(fù)雜型髖臼骨折行關(guān)節(jié)置換一樣，髖臼變形嚴重，原則上一般采用生物型假體，骨水泥型假體失敗率高，術(shù)后假體發(fā)生松動可能性大。值得注意的是髖臼缺損的修復(fù)成形需要借助髖臼銼，因此會將正常髖臼部分和缺損部分模擬成規(guī)則的圓，術(shù)中需要打磨髖臼，將不規(guī)則髖臼作成規(guī)則形狀，角度和旋轉(zhuǎn)中心原則上參考對側(cè)正常髖臼的角度和旋轉(zhuǎn)中心位置。
總之，3D打印技術(shù)有利于開展個體化量身定制手術(shù)，使復(fù)雜型髖臼假體翻修手術(shù)變得更加簡單、和安全，具有很好的發(fā)展前景。
來源：中國骨傷2016年11月第29卷第11期