陳世柱 文永安 岳基鋒 張自飛 董鴻智 薛少馳 武忠強(qiáng)

(西藏民族大學(xué)醫(yī)學(xué)部臨床醫(yī)學(xué)院骨科，西藏 拉薩 712082)

外科與麻醉·

3D打印鈦合金骨小梁金屬臼杯治療老年初次全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的療效

陳世柱 文永安 岳基鋒 張自飛 董鴻智 薛少馳 武忠強(qiáng)

(西藏民族大學(xué)醫(yī)學(xué)部臨床醫(yī)學(xué)院骨科，西藏 拉薩 712082)

目的探討3D打印鈦合金骨小梁金屬臼杯在老年初次全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)中的療效。方法前瞻性選取西藏民族大學(xué)醫(yī)學(xué)部臨床醫(yī)學(xué)院需行初次全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的老年患者27例，根據(jù)受試者個(gè)人意愿分為研究組(3D打印鈦合金骨小梁金屬臼杯)12例和對(duì)照組(經(jīng)典Pinnacle臼杯)15例。分別與術(shù)后1 w、3個(gè)月、6個(gè)月進(jìn)行門診隨訪，進(jìn)行髖關(guān)節(jié)功能(Harris)、骨性關(guān)節(jié)炎(WOMAC)指數(shù)，健康調(diào)查量表(SF-36)評(píng)分；同時(shí)進(jìn)行影像學(xué)評(píng)估，使用DeLee和Charnley分區(qū)法檢測(cè)髖臼假體位置；Anderson骨長(zhǎng)入影像學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)骨長(zhǎng)入進(jìn)行評(píng)估。結(jié)果術(shù)后6個(gè)月兩組Harris評(píng)分、SF-36評(píng)分均顯著高于術(shù)前，WOMAC指數(shù)顯著低于術(shù)前(P<0.05)；術(shù)后6個(gè)月研究組Harris評(píng)分、SF-36評(píng)分顯著高于對(duì)照組，WOMAC指數(shù)顯著低于對(duì)照組(P<0.05)。術(shù)后研究組臼杯未出現(xiàn)外展角變化和移位，10例術(shù)后1 w 3D打印鈦合金骨小梁金屬臼杯與骨面接觸緊密且無透亮線，2例臼杯植入后1 w時(shí)可見透亮線，術(shù)后6個(gè)月時(shí)透亮線消失，隨訪期間未出現(xiàn)新的透亮帶；術(shù)后隨訪期間1區(qū)無骨質(zhì)增生，2區(qū)無應(yīng)力遮擋，兩個(gè)區(qū)均無髖臼表面輻射狀排列的骨小梁，4例術(shù)后6個(gè)月3區(qū)出現(xiàn)骨質(zhì)增強(qiáng)。對(duì)照組臼杯與關(guān)節(jié)面接觸緊密，隨訪期間未出現(xiàn)透亮線，其中4例2區(qū)存在應(yīng)力遮擋，均未出現(xiàn)骨質(zhì)增強(qiáng)。結(jié)論老年初次全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)中采用3D打印鈦合金骨小梁金屬臼杯的穩(wěn)定性好，早期骨長(zhǎng)入優(yōu)于傳統(tǒng)材料，短中期預(yù)后效果較佳，但長(zhǎng)期效果仍需進(jìn)一步研究。

全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)；3D打印；鈦合金骨小梁金屬臼杯

臼杯表面與骨界面的骨長(zhǎng)入能力是決定全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后生物型杯臼穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)髖臼假體因處理技術(shù)缺陷，導(dǎo)致孔徑不均一、孔隙率不足，不利于骨長(zhǎng)入〔1〕。3D打印技術(shù)是以數(shù)字模型為基礎(chǔ)的一種新興技術(shù)，可通過逐層打印來構(gòu)造物體，無需模具和輔助加工，直接通過計(jì)算機(jī)虛擬圖形數(shù)據(jù)成型，提升了零件的貼合性和精度〔2〕。隨著3D打印技術(shù)的分支電子束熔融技術(shù)的出現(xiàn)，使得獲取理想骨生長(zhǎng)界面成為了可能，該技術(shù)制備的鈦合金多孔表層的生物學(xué)特性優(yōu)越，可有效促進(jìn)干細(xì)胞成骨分化和貼附生長(zhǎng)，提升材料與人體細(xì)胞的結(jié)合能力，獲取更好的機(jī)械學(xué)性能〔3〕。本研究旨在分析3D打印鈦合金骨小梁金屬臼杯的穩(wěn)定性和骨長(zhǎng)入能力。

1 資料與方法

1.1一般資料 將2015年1月至2016年6月西藏民族大學(xué)醫(yī)學(xué)部臨床醫(yī)學(xué)院需行初次全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的老年患者27例納入本次研究，采用非隨機(jī)對(duì)照法(根據(jù)入選受試者個(gè)人意愿)分為研究組(3D打印鈦合金骨小梁金屬臼杯)12例和對(duì)照組(經(jīng)典Pinnacle臼杯)15例。本次研究獲得醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，患者簽署知情同意書。研究組男7例，女5例；年齡60～72〔平均(64.93±4.60)〕歲；體重指數(shù)20.36～25.81〔平均(22.81±2.05)〕kg/m2。對(duì)照組男9例，女6例；年齡60～70〔平均(65.07±3.82)〕歲；體重指數(shù)19.82～25.16〔平均(22.50±1.83)〕kg/m2。兩組性別構(gòu)成、年齡、體重指數(shù)之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，有可比性。

1.2材料 Pinnacle臼杯、3D打印鈦合金骨小梁金屬臼杯全髖系統(tǒng)，均購(gòu)于強(qiáng)生(中國(guó))醫(yī)療器械有限公司。其中3D打印臼杯基本特征為：臼杯直徑40～70 mm，每2 mm一個(gè)梯度，共15種規(guī)格，多孔層厚度2.0 mm，術(shù)中根據(jù)髖臼磨銼后的大小選擇合適的規(guī)格，其金屬實(shí)體層與多孔表面一次成形，不同于傳統(tǒng)髖臼采用燒結(jié)、噴涂技術(shù)；鈦合金骨小梁金屬臼杯力學(xué)性能優(yōu)秀，彈性模量可控制在與人體生理骨質(zhì)疏松相同的水平，三維貫穿孔直徑和孔隙率分別可達(dá)670 μm、80%。

1.3手術(shù)方法 患者取側(cè)臥位，全麻或腰硬聯(lián)合組織麻醉后逐層切開皮膚和周圍組織，鈍性游離臀大肌和闊筋膜淺面，切開臀筋膜，向上沿肌纖維走向分離部分臀大肌纖維束，顯露關(guān)節(jié)囊外脂肪層，骨膜下剝離股方肌和外旋短肌群，切開并顯露髖關(guān)節(jié)。髖臼銼準(zhǔn)備髖臼，3D打印鈦合金骨小梁金屬臼杯選用比髖臼銼小1號(hào)，使用1 mm壓配技術(shù)并固定；Pinnacle臼杯選用比髖臼銼大1號(hào)，使用1 mm壓配技術(shù)并固定。

1.4術(shù)后隨訪及評(píng)價(jià) 分別于術(shù)后1 w、3個(gè)月、6個(gè)月進(jìn)行門診隨訪，術(shù)前和術(shù)后6個(gè)月進(jìn)行髖關(guān)節(jié)功能(Harris)評(píng)分和骨性關(guān)節(jié)炎(WOMAC)指數(shù)評(píng)分，使用健康調(diào)查量表(SF-36)評(píng)估日常生活質(zhì)量。術(shù)前和術(shù)后隨訪期間進(jìn)行影像學(xué)評(píng)估，使用DeLee和Charnley分區(qū)法檢測(cè)髖臼假體位置；Anderson骨科研究所提出的骨長(zhǎng)入影像學(xué)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)骨長(zhǎng)入進(jìn)行評(píng)估。

1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS14.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行t檢驗(yàn)及χ2檢驗(yàn)。

2 結(jié) 果

2.1手術(shù)前后兩組療效比較 術(shù)前研究組和對(duì)照組Harris評(píng)分、WOMAC指數(shù)、SF-36評(píng)分之間均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)；術(shù)后6個(gè)月兩組Harris評(píng)分、SF-36評(píng)分均顯著高于術(shù)前，WOMAC指數(shù)顯著低于術(shù)前(均P<0.05)；術(shù)后6個(gè)月研究組Harris評(píng)分、SF-36評(píng)分顯著高于對(duì)照組，WOMAC指數(shù)顯著低于對(duì)照組(P<0.05)。見表1。

表1 手術(shù)前和術(shù)后6個(gè)月兩組療效比較

與術(shù)前比較：1)P<0.05；與對(duì)照組比較：2)P<0.05

2.2兩組手術(shù)前后髖臼假體位置和骨長(zhǎng)入評(píng)估 研究組臼杯未出現(xiàn)外展角變化和移位，10例術(shù)后1 w 3D打印鈦合金骨小梁金屬臼杯與骨面接觸緊密且無透亮線，2例臼杯植入后1 w時(shí)可見透亮線，術(shù)后6個(gè)月時(shí)透亮線消失，隨訪期間未出現(xiàn)新的透亮帶。1例患者髖臼后壁有骨缺失，術(shù)中行骨塊植入，術(shù)后3D打印鈦合金骨小梁金屬臼杯穩(wěn)定。術(shù)后隨訪期間1區(qū)無骨質(zhì)增生，2區(qū)無應(yīng)力遮擋，兩個(gè)區(qū)均無髖臼表面輻射狀排列的骨小梁，4例術(shù)后6個(gè)月3區(qū)出現(xiàn)骨質(zhì)增強(qiáng)。對(duì)照組患者臼杯與關(guān)節(jié)面接觸緊密，隨訪期間未出現(xiàn)透亮線。其中4例2區(qū)存在應(yīng)力遮擋，均未出現(xiàn)骨質(zhì)增強(qiáng)。

3 討 論

生物型杯臼植入后的穩(wěn)定性決定了骨長(zhǎng)入和假體長(zhǎng)期生存率〔4〕。Pinnacle臼杯在目前臨床中廣泛使用，植入初期穩(wěn)定性好，且因其使用經(jīng)典的多孔涂層，孔隙直徑和孔隙率均較佳，有利于骨長(zhǎng)入，已得到長(zhǎng)期隨訪研究證實(shí)〔5〕。鈦金屬骨小梁臼杯的孔直徑和孔隙率要明顯優(yōu)于Pinnacle臼杯，硬度和彈性模型和人松質(zhì)骨相類似，應(yīng)力傳導(dǎo)均勻性更佳，利于骨長(zhǎng)入。

本次研究顯示，兩組術(shù)后6個(gè)月時(shí)Harris評(píng)分、WOMAC指數(shù)、SF-36評(píng)分與術(shù)前相比均得到明顯改善，且髖臼假體位置評(píng)估穩(wěn)定，均證實(shí)了兩種植入假體的穩(wěn)定性較佳。術(shù)后隨訪期間研究組中4髖術(shù)后6個(gè)月3區(qū)出現(xiàn)骨質(zhì)增強(qiáng)，而對(duì)照組未發(fā)現(xiàn)骨質(zhì)增強(qiáng)情況，提示3D打印鈦合金骨小梁金屬臼杯的骨長(zhǎng)入能力更強(qiáng)，其原因?yàn)椋涸摼时韺涌讖揭匀S貫通形式分布，且具有可調(diào)控性；同時(shí)彈性模型可調(diào)控，能夠?qū)⑵渥陨硇阅芸刂圃谂c生理松質(zhì)骨等同水平，使應(yīng)力傳導(dǎo)更佳均勻。

但本次研究入選病例數(shù)較少且隨訪時(shí)間短，因3D打印鈦合金骨小梁金屬臼杯研究尚處于Ⅳ期臨床試驗(yàn)，結(jié)果仍存在不確定性，進(jìn)后研究中仍需大樣本，前瞻性，隨機(jī)對(duì)照研究進(jìn)一步證實(shí)。

1趙紅蓮,劉曉麗,馮向春,等.全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)和半髖關(guān)節(jié)置換術(shù)治療老年股骨頸骨折的療效比較〔J〕.中國(guó)老年學(xué)雜志,2014;34(23):6671-2.

2李 磊,王 成.關(guān)節(jié)鏡和磁共振成像在評(píng)價(jià)膝關(guān)節(jié)軟骨缺損中的價(jià)值分析〔J〕.北華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2017;18(1):87-90.

3鄧 波,王靜成,熊傳芝,等.初次全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)治療老年股骨頸骨折的近期療效及影響因素分析〔J〕.中華創(chuàng)傷骨科雜志,2016;18(11):994-7.

4吳小軍,陳秋生,譚志強(qiáng),等.微創(chuàng)全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)治療老年股骨頸骨折22例〔J〕.中國(guó)老年學(xué)雜志,2013;33(19):4898-9.

5Panagiotidou A,Meswania J,Hua J,etal.Enhanced wear and corrosion in modular tapers in total hip replacement is associated with the contact area and surface topography〔J〕.J Orthop Res,2013;31(12):2032-9.

R68

A

1005-9202(2017)23-5880-02；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.23.061

西藏科技廳科技項(xiàng)目(2016ZR-MY-05)

陳世柱(1976-)，男，碩士，主治醫(yī)師，主要從事骨科髖關(guān)節(jié)置換研究。

〔2017-08-20修回〕

(編輯 袁左鳴/王一涵)