王德偉，趙英偉

骨盆骨折是臨床中較為常見的骨折類型， 占全身骨折的1%～3%[1]。改革開放以來我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)飛速發(fā)展，伴隨而來的交通事故、工業(yè)事故、高空墜落等高能量損傷也日益增多，導(dǎo)致各種復(fù)雜損傷發(fā)生率逐漸增加，骨盆骨折發(fā)生率也隨之增加。其病例中男性較多，通常發(fā)生在年輕人群，交通事故為最常見致傷原因[2-3]。骨盆與髖臼解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，臨床診斷治療工作也相對復(fù)雜，骨折時常合并嚴(yán)重休克、盆腔臟器損傷，具有較高的致殘率和病死率[4]，故人們對骨盆骨折的探索從未停止。經(jīng)過Pennal、Judet、Letournel等醫(yī)生的努力，對骨盆與髖臼骨折的分型、手術(shù)入路的認(rèn)識不斷深入，手術(shù)內(nèi)固定治療水平也不斷增高，目前內(nèi)固定已經(jīng)成為不穩(wěn)定骨盆骨折的主要選擇；但內(nèi)固定存在手術(shù)時間長、出血多、感染、神經(jīng)血管損傷、固定失效等并發(fā)癥[5-6]。因此針對骨盆骨折內(nèi)固定治療進(jìn)行詳細(xì)的術(shù)前計劃是十分必要的。早在1979年Alberti[7]就提出了利用CT掃描信息來制作生理模型的構(gòu)想，同年第一例聚乙烯材料制作的骨盆模型就應(yīng)用于骨科手術(shù)[8]。時至2014年鄧愛文等[9]首次應(yīng)用3D打印技術(shù)腹腔鏡輔助下內(nèi)固定術(shù)治療髖臼骨折。

隨著科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，3D打印等技術(shù)已逐漸應(yīng)用于醫(yī)學(xué)，尤其在骨科、矯形外科領(lǐng)域[10-11]。3D打印(three-dimensional printing)即一種利用塑料、 金屬、 陶瓷或其他材料參照三維立體圖像逐層堆積從而制造三維立體對象的方法[12]。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域3D打印技術(shù)可以根據(jù)CT或核磁共振掃描的立體容積影像制作模型,運用專用的后處理運算法則并根據(jù)影像數(shù)據(jù)庫可構(gòu)建立體空間模型，之后連接特殊專用打印機(jī)將實物按照掃描處理的圖像打印出來并粘合成型[13]。

3D打印技術(shù)可以通過實現(xiàn)對骨盆結(jié)構(gòu)的全景真實模擬來為臨床醫(yī)生的診斷和治療提供幫助[14]。學(xué)者們已經(jīng)總結(jié)歸納了3D打印技術(shù)的一般原理、材料屬性，闡述了在骨科領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀、優(yōu)勢[15-17]，本文著重針對該技術(shù)在骨盆骨折診療現(xiàn)階段應(yīng)用進(jìn)展及相關(guān)爭議問題進(jìn)行闡述。

1 公認(rèn)優(yōu)勢

目前骨盆骨折診療中，3D打印技術(shù)應(yīng)用得到廣泛認(rèn)可,優(yōu)勢主要為以下三點。

1.1術(shù)前計劃模擬手術(shù) 臨床醫(yī)生術(shù)前應(yīng)用3D打印技術(shù)復(fù)制骨折模型并進(jìn)行模擬手術(shù)可縮短手術(shù)時間、提高手術(shù)精確度，被視為一種操作相對簡單、實用性強(qiáng)的臨床工具。 法國學(xué)者Upex等[18]在髖臼骨折病例中術(shù)前進(jìn)行3D打印骨折模型并進(jìn)行術(shù)前鋼板預(yù)彎，術(shù)中無需再次折彎鋼板直接復(fù)位固定骨折并獲得解剖復(fù)位堅強(qiáng)固定。而且3D打印技術(shù)可輔助進(jìn)行骨盆骨折的微創(chuàng)手術(shù)治療，具有損傷小、并發(fā)癥少、復(fù)位良好等優(yōu)勢[19-20]；尤其適用于需要術(shù)中截骨矯正陳舊性骨盆骨折畸形的術(shù)前設(shè)計[21]。同時3D打印骨盆骨折模型有助于外科醫(yī)生對髖臼骨折準(zhǔn)確分型，利于術(shù)中精確復(fù)位，而遠(yuǎn)期髖關(guān)節(jié)良好功能主要依靠于術(shù)中的復(fù)位情況，其較常規(guī)放射學(xué)檢查具備明顯優(yōu)勢。3D打印模型有助于醫(yī)生更好地理解復(fù)雜解剖結(jié)構(gòu)、骨折病理情況，從而獲得良好術(shù)后效果、改善患者生活質(zhì)量[22]。

1.2結(jié)合術(shù)中導(dǎo)航技術(shù)制作個體化植入物或接骨板 3D打印技術(shù)導(dǎo)航模板有助于在接骨板及螺釘固定成人骨盆定位點的準(zhǔn)確位置,結(jié)合導(dǎo)航模板及術(shù)前預(yù)彎固定物可以準(zhǔn)確有效固定髖臼骨折[23-24]。

1.3利于臨床教學(xué)與外科培訓(xùn) 外科醫(yī)生通過直接觀察3D打印模型不僅可明確診斷進(jìn)行規(guī)范分型，而且提高了對復(fù)雜骨折認(rèn)識， 有利于年輕醫(yī)生成長[15，25]。利用3D打印技術(shù)制作的骨折模型有助于醫(yī)學(xué)生更好地理解骨盆復(fù)雜的解剖關(guān)系，將復(fù)雜的結(jié)構(gòu)更為直觀、全面的呈現(xiàn)給醫(yī)學(xué)生，可以提高培訓(xùn)質(zhì)量、改善學(xué)習(xí)曲線，3D打印模型成為一種對外科教學(xué)、臨床培訓(xùn)很有意義的工具[26]，另外可以提高骨折患者術(shù)后滿意程度，還是一種幫助醫(yī)患溝通的有效工具[27]。

2 最新進(jìn)展

最近學(xué)者們在骨盆骨折診療研究領(lǐng)域結(jié)合3D打印技術(shù)做了許多深入研究，為3D打印技術(shù)更好地服務(wù)臨床工作拓展了視野，大致總結(jié)為以下兩方面。

2.1術(shù)前制定手術(shù)計劃相關(guān)的研究 3D打印技術(shù)應(yīng)用于術(shù)前計劃、模擬手術(shù)已具備明顯優(yōu)勢，Bagaria和Chaudhary[28]通過多中心、大樣本研究證明3D打印技術(shù)用于術(shù)前可提供比傳統(tǒng)影像學(xué)更真實的信息、細(xì)節(jié)，縮短了手術(shù)時間、提高手術(shù)精確度，建議作為常規(guī)流程用于術(shù)前。學(xué)者也通過觀察骨盆骨折術(shù)后療效評估了3D打印技術(shù)的可行性，驗證3D打印技術(shù)可以較好地評估骨盆骨折修復(fù)前情況并制定出合理的術(shù)前計劃，認(rèn)為3D打印技術(shù)可作為骨盆骨折術(shù)前常規(guī)項目[29]。多位學(xué)者們報道了常規(guī)利用3D打印技術(shù)針對骨盆髖臼骨折進(jìn)行術(shù)前設(shè)計、模擬手術(shù)、預(yù)彎鋼板等操作，可使手術(shù)更為精確、縮短手術(shù)時間并提高了復(fù)雜高難手術(shù)的成功率[30-31]。

2.2改進(jìn)個性化內(nèi)固定物相關(guān)研究 由于骨盆及髖臼解剖結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性及骨盆骨折手術(shù)入路選擇的個體化，對于個性化、精確的內(nèi)固定物制作難度較其他類型骨折明顯增加，學(xué)者們結(jié)合3D打印、計算機(jī)導(dǎo)航等技術(shù)逐步解決了細(xì)節(jié)問題。麥奇光等[32]通過3D打印技術(shù)制作個性化髖臼翼形接骨板治療復(fù)雜髖臼骨折，對復(fù)雜骨折進(jìn)行解剖復(fù)位并得到堅強(qiáng)固定，真正實現(xiàn)復(fù)雜髖臼骨折精準(zhǔn)化、個性化。楊光等[33]使用3D打印技術(shù)設(shè)計個性化骨科導(dǎo)向模板可將手術(shù)方案轉(zhuǎn)移至實際手術(shù)中，可正確引導(dǎo)螺釘，實現(xiàn)微創(chuàng)準(zhǔn)確固定骶髂關(guān)節(jié)，降低骨盆手術(shù)難度，并且避免了反復(fù)透視的輻射危害。

3 存在問題

盡管3D打印技術(shù)應(yīng)用于骨盆骨折具備上述諸多優(yōu)勢，為臨床醫(yī)師提供了更為直觀的模型，利于疾病的診斷，便于分型、歸類，術(shù)前模擬手術(shù)使得操作過程更為簡便，術(shù)中結(jié)合導(dǎo)航模板、利用個體化內(nèi)固定物使得手術(shù)操作更為精細(xì)、復(fù)位固定等更為準(zhǔn)確 、有效，尤其是在陳舊骨盆骨折手術(shù)治療中[34]。但該技術(shù)仍存在許多爭議與問題需要學(xué)者與臨床工作者們繼續(xù)探究。具體存在5個問題。

3.13D打印技術(shù)可信度、有效性、實用性有待進(jìn)一步驗證。盡管已有學(xué)者報道3D打印技術(shù)成功應(yīng)用于骨科領(lǐng)域，無論國內(nèi)與國外研究報道仍以個案居多，其臨床實用性、優(yōu)勢需進(jìn)一步驗證[35-36]。骨盆骨折采用的臨床經(jīng)典手術(shù)入路例如髂腹股溝入路、Kocher-Langenbeck入路等，可能由于新技術(shù)的應(yīng)用興起從而影響臨床手術(shù)入路的選擇、傳統(tǒng)觀點可能受到質(zhì)疑[20]?，F(xiàn)階段相關(guān)文獻(xiàn)報道以小樣本、短期隨訪為主，尚缺乏多中心、大樣本、長期隨訪的臨床研究，有待進(jìn)一步研究驗證其有效性、可信度。

3.2針對打印材料的探索有待深入。骨盆骨折術(shù)中常需要無菌接觸3D打印模型模板進(jìn)行參考，存在感染風(fēng)險；而感染問題是骨科醫(yī)生一直關(guān)注的首要并發(fā)癥之一，骨科術(shù)后的感染往往是災(zāi)難性的，預(yù)示著治療時間延長以及更高的治療費用[37]。3D打印制作的高分子材料模型在高溫消毒下存在形變可能影響手術(shù)效果。低溫等離子消毒技術(shù)可能降低感染風(fēng)險，但需進(jìn)一步驗證[38]。

3.33D導(dǎo)航模板的制作需更加細(xì)化。需要綜合考慮到諸多因素(解剖變異、軟組織形態(tài)、微創(chuàng)理念、手術(shù)入路選擇等)引起模型與實際差異性問題，還需考慮到選擇更合理的材料降低感染概率、降低誤差。生物3D打印技術(shù)悄然而至，給傳統(tǒng)復(fù)位、固定、康復(fù)鍛煉等理念帶來挑戰(zhàn)[39]。

3.4普及性工作進(jìn)行困難。結(jié)合上述原因而且3D打印技術(shù)相關(guān)產(chǎn)品價格昂貴、設(shè)備材料的特殊性、制作周期、資金、理念等因素制約，核心軟件材料大多依靠進(jìn)口，其在臨床基層單位尚未得以廣泛開展，個體化內(nèi)固定物的應(yīng)用成本更高，應(yīng)用起來更加困難；由于制作術(shù)前模型、導(dǎo)航模板制作周期的影響，患者住院時間延長、增加住院費用，急診手術(shù)無法采用，也未得到患者廣泛接受，臨床普及工作任重而道遠(yuǎn)。

3.5缺少相應(yīng)規(guī)范的臨床診療指南。3D打印技術(shù)應(yīng)用于骨盆骨折領(lǐng)域方興未艾，處于探索階段，目前雖取得初期成果，但術(shù)前導(dǎo)航模板制作標(biāo)準(zhǔn)尚未統(tǒng)一，個體化內(nèi)固定物制作流程及標(biāo)準(zhǔn)也不盡相同，尚未形成相應(yīng)規(guī)范的臨床指南。

4 展望

在骨盆骨折修復(fù)中因為其可以針對不同病例進(jìn)行個性化術(shù)前設(shè)計、模擬手術(shù)，明顯縮短手術(shù)時間，使骨盆骨折手術(shù)已經(jīng)做到了個性化、微創(chuàng)化、低輻射危害，3D打印技術(shù)已被建議作為常規(guī)檢查項目[40]。其遠(yuǎn)期效果需進(jìn)一步得到驗證；大樣本、多中心、隨機(jī)對照試驗有待進(jìn)一步深入進(jìn)行。針對骨盆骨折治療結(jié)合導(dǎo)航技術(shù)制作術(shù)前的導(dǎo)航模板明顯縮短了手術(shù)時間，更進(jìn)一步降低了輻射危害，為患者康復(fù)提供了必要條件[33]。但為使得內(nèi)固定解剖植入位置更為理想化、個體化并提高手術(shù)的精準(zhǔn)程度，3D打印技術(shù)將與導(dǎo)航定位技術(shù)應(yīng)用緊密結(jié)合，相關(guān)研究將更為深入。

目前機(jī)器人手術(shù)應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入骨科領(lǐng)域，在外科手術(shù)機(jī)器人輔助下醫(yī)生可完成經(jīng)皮螺釘固定骨盆骨折、髖臼骨折，具有置入準(zhǔn)確性高、輻射小、安全有效等優(yōu)點[41]。在TiRobot機(jī)器人輔助下國內(nèi)醫(yī)生可經(jīng)皮固定骨盆后環(huán)，為微創(chuàng)固定不穩(wěn)定骨盆骨折提供了新思路，達(dá)到國際領(lǐng)先水平，這一優(yōu)勢需要繼續(xù)保持；如控制成本、逐漸普及等問題值得思考，為實現(xiàn)骨盆外科治療更為人性化、智能化、個體化，相關(guān)研究需繼續(xù)進(jìn)行；為進(jìn)一步提高骨盆骨折手術(shù)精確性、縮短手術(shù)時間、微創(chuàng)化，3D打印技術(shù)輔助下的機(jī)器人手術(shù)治療骨盆骨折可能成為一種趨勢[42-43]。隨著生物3D打印技術(shù)研究的不斷深入，諸多難題會逐一解決，骨盆骨折等復(fù)雜創(chuàng)傷的診療會更為快捷、有效。

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