王順利，史迎賓，喻 斌，張林鋒，趙曉博，楊延良，辛?xí)粤?，婁高杰，王?ài)國(guó)

保肢手術(shù)目前被視為治療大部分股骨遠(yuǎn)端惡性腫瘤的最佳選擇。然而假體的使用壽命是一個(gè)主要問(wèn)題，特別是年輕患者，活動(dòng)量大，對(duì)假肢要求較高，人工關(guān)節(jié)可能因過(guò)度磨損而影響使用年限[1]；中遠(yuǎn)期隨訪研究亦顯示，腫瘤假體無(wú)菌性松動(dòng)發(fā)生率較高，10年發(fā)生率約為67.4%[2]。為降低無(wú)菌性松動(dòng)的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，2013年英國(guó)學(xué)者通過(guò)長(zhǎng)期隨訪研究證實(shí)，假體肩部羥基磷灰石（hydroxyapatite，HA）的應(yīng)用可促進(jìn)假體與宿主骨整合，通過(guò)生物學(xué)固定減少假體柄在水泥套內(nèi)的應(yīng)力[3]。本研究在保肢手術(shù)術(shù)前應(yīng)用3D打印技術(shù)個(gè)體化制作仿松質(zhì)骨多孔表面結(jié)構(gòu)袖套，通過(guò)自體骨移植將袖套與股骨殘端連接，改善植入物固定方式，實(shí)現(xiàn)生物學(xué)固定和骨水泥固定，以期降低腫瘤假體無(wú)菌性松動(dòng)的發(fā)生率。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2016年5月至2019年4月鄭州市骨科醫(yī)院共收治20例股骨遠(yuǎn)端原發(fā)惡性骨腫瘤患者。年齡14～79歲，平均年齡（34.5±2.6）歲。術(shù)前CT引導(dǎo)下活檢示骨肉瘤8例、尤文肉瘤4例、惡性纖維組織細(xì)胞瘤4例、軟骨肉瘤3例，余1例為股骨遠(yuǎn)端骨肉瘤術(shù)后假體無(wú)菌性松動(dòng)。發(fā)生部位：右下肢11例、左下肢9例；Enneking腫瘤分級(jí)[4]：Ⅰa 1例、Ⅰb 2例、Ⅱa 6例、Ⅱb 10例；除2例軟骨肉瘤、1例骨肉瘤術(shù)后假體無(wú)菌性松動(dòng)外，其余患者均在術(shù)前進(jìn)行新輔助化療。

所有假體均由北京力達(dá)康公司提供（圖1），根據(jù)患者具體情況定制個(gè)性化3D打印袖套（圖2），其軸桿和髓內(nèi)桿由鈦合金（Ti 318[Ti-6Al-4V]）制成。本研究已獲本院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，并告知患者及家屬，簽署知情同意書(shū)。

圖1 組配式膝關(guān)節(jié)腫瘤假體圖23D打印袖套

1.2 手術(shù)方法

根據(jù)術(shù)前穿刺活檢點(diǎn)設(shè)計(jì)手術(shù)切口，以便剝離腫瘤周?chē)＼浗M織并將活檢切口連同瘤段一起切除。患者多取膝關(guān)節(jié)前內(nèi)側(cè)切口，同時(shí)向近端或遠(yuǎn)端延長(zhǎng)，按照化療后影像學(xué)圖片制定腫瘤外科邊界，術(shù)中仔細(xì)分離神經(jīng)血管后行腫瘤廣泛切除。

根據(jù)術(shù)前測(cè)量長(zhǎng)度確定原始截骨平面，在其上2～3 cm處截骨并取其斷端髓腔組織做病理檢査。由于3D打印袖套（長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為3 cm）的加入，殘留股骨段需再截取3 cm，以便行自體骨橋接，截骨時(shí)應(yīng)保留一部分骨膜袖套，以利于骨愈合。常規(guī)情況下股骨柄長(zhǎng)度最短為12 cm，加上截取的3 cm，故術(shù)前計(jì)劃殘留骨長(zhǎng)度至少超過(guò)15 cm。截骨完成后準(zhǔn)備髓腔。插入假體后觀察假體與骨組織吻合程度、肢體力線和長(zhǎng)短、關(guān)節(jié)活動(dòng)和穩(wěn)定性等；滿意后取出假體，采用第三代骨水泥技術(shù)植入假體。將多截取的3 cm骨段制作成寬約0.5 cm的骨板，分散置于3D打印袖套及股骨殘端結(jié)合處，以2根鈦纜捆扎固定。反復(fù)沖洗后留置負(fù)壓引流，逐層縫合，關(guān)閉切口。

1.3 術(shù)后處理

圍手術(shù)期預(yù)防性使用抗生素。術(shù)后2周拆線，指導(dǎo)患者非負(fù)重狀態(tài)下進(jìn)行膝關(guān)節(jié)功能鍛煉，必要時(shí)給予鎮(zhèn)痛藥物，以減輕疼痛不適癥狀。術(shù)后3周按骨肉瘤推薦化療方案[5]進(jìn)行化療，扶雙拐部分負(fù)重，術(shù)后2個(gè)月可完全負(fù)重。

1.4 療效觀察

術(shù)后1、3個(gè)月，之后每隔半年復(fù)查肺部CT及患肢正側(cè)位X線片。記錄隨訪期間并發(fā)癥發(fā)生情況，末期隨訪時(shí)按照Enneking骨腫瘤術(shù)后肢體功能客觀標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行療效評(píng)估[6]。

2 結(jié)果

1例股骨遠(yuǎn)端骨肉瘤患者術(shù)后半年因腫瘤局部復(fù)發(fā)失訪，余19例均獲隨訪，其中遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、帶瘤生存者3例。隨訪期間無(wú)1例出現(xiàn)假體周?chē)腥尽?例切口內(nèi)脂肪液化，經(jīng)換藥處理后順利愈合；其余患者傷口愈合良好。

平均隨訪時(shí)間1.6年（0.6～2年）。根據(jù)Enneking骨腫瘤術(shù)后肢體功能客觀標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)11例、良3例、中4例、差1例，優(yōu)良率14/19。影像學(xué)復(fù)查結(jié)果提示，所有患者自體骨板與3D打印袖套及股骨殘端固定良好，均可見(jiàn)皮質(zhì)外骨橋形成，骨水泥-假體界面、假體-骨界面均無(wú)進(jìn)行性透亮影。典型病例見(jiàn)圖3。

3 討論

隨著新輔助化療方法的出現(xiàn)以及骨腫瘤手術(shù)技術(shù)的進(jìn)步，保肢治療成為膝關(guān)節(jié)周?chē)鷲盒阅[瘤患者的首選治療[7]。盡管局部復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)有所增加，但現(xiàn)有研究表明，與截肢患者相比，保肢患者總體生存率更高，同時(shí)可避免身體殘疾對(duì)患者造成的不良影響[8-9]。然而，如何提高腫瘤假體生存率，對(duì)于骨腫瘤醫(yī)生而言，仍是一項(xiàng)艱巨的挑戰(zhàn)。

Henderson等[10]將假體失效分為5個(gè)類(lèi)型，其中Ⅱ型即為假體無(wú)菌性松動(dòng)。有研究者對(duì)335個(gè)股骨遠(yuǎn)端骨腫瘤保肢術(shù)后假體的中長(zhǎng)期存留情況進(jìn)行回顧性分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)假體無(wú)菌性松動(dòng)發(fā)生率為3%～13.6%[11]。Myers等[12]報(bào)道335例股骨遠(yuǎn)端假體置換患者，隨訪發(fā)現(xiàn)無(wú)菌松動(dòng)是固定鉸鏈?zhǔn)侥[瘤假體失效的主要原因，而當(dāng)使用旋轉(zhuǎn)鉸鏈植入物時(shí)，翻修總風(fēng)險(xiǎn)降低了52%。可見(jiàn)假體類(lèi)型是影響骨腫瘤保肢手術(shù)成功率的一個(gè)重要因素。

圖3 3D打印膝關(guān)節(jié)組配式假體應(yīng)用于左側(cè)股骨遠(yuǎn)端惡性腫瘤保肢手術(shù)前后圖片（男，16歲）3A術(shù)前正側(cè)位X線片3B術(shù)中假體安裝3C可吸收縫線編排自體骨3D自體骨安裝于截骨殘端與3D袖套表面3E術(shù)后4個(gè)月隨訪X線片顯示截骨殘端處自體骨與3D打印袖套產(chǎn)生皮質(zhì)外骨橋

為降低水泥型假體無(wú)菌性松動(dòng)的發(fā)生率，國(guó)內(nèi)外學(xué)者致力于對(duì)腫瘤假體進(jìn)行改良，目前研究方向多集中在膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)及其在假體設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用[13-15]。需要強(qiáng)調(diào)的是，正常膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)與假體設(shè)計(jì)參數(shù)的吻合更多的是通過(guò)優(yōu)化假體在人體靜息狀態(tài)或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的力學(xué)傳導(dǎo)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，具體體現(xiàn)在假體受力時(shí)應(yīng)力分布的均一性。但由于股骨偏心受力的解剖結(jié)構(gòu)，較長(zhǎng)的假體固定柄可導(dǎo)致假體與水泥界面、水泥與骨界面在某一處應(yīng)力集中，進(jìn)而引起膝關(guān)節(jié)腫瘤假體固定失敗或出現(xiàn)斷裂[16]。此外，體質(zhì)量指數(shù)、截骨平面及術(shù)后患者行走步態(tài)也是影響膝關(guān)節(jié)假體力學(xué)傳導(dǎo)的重要參數(shù)[17]。隨著相關(guān)研究的不斷深入，假體的設(shè)計(jì)及固定方式不斷優(yōu)化，近年來(lái)水泥型假體的無(wú)菌性松動(dòng)發(fā)生率有所下降。比如，旋轉(zhuǎn)鉸鏈?zhǔn)郊袤w在水泥-假體界面的應(yīng)力明顯低于單純鉸鏈?zhǔn)皆O(shè)計(jì)[18]；而將假體與骨連接處的假體領(lǐng)部設(shè)計(jì)為HA噴涂，亦能有效降低無(wú)菌性松動(dòng)的發(fā)生率[19]。

目前假體固定方式仍以骨水泥固定方式為主，Ahlmann等[20]發(fā)現(xiàn)，骨水泥固定膝關(guān)節(jié)周?chē)袤w5年生存率為78%，10年生存率達(dá)60%。3D打印袖套具有仿松質(zhì)骨多孔表面結(jié)構(gòu)，在人工髖關(guān)節(jié)置換中，具備這種金屬骨小梁結(jié)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)有效的生物學(xué)固定[21]。從理論上講，應(yīng)用3D打印袖套，可在膝關(guān)節(jié)腫瘤假體骨水泥牢固固定的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)自體骨在多孔結(jié)構(gòu)表面的骨長(zhǎng)入，從而形成皮質(zhì)外骨橋，而皮質(zhì)外骨橋與長(zhǎng)節(jié)段骨腫瘤假體的整合，提供了長(zhǎng)期穩(wěn)定的生物力學(xué)環(huán)境，也進(jìn)一步增強(qiáng)了骨水泥固定界面的穩(wěn)定性[19,22]。2013年英國(guó)學(xué)者應(yīng)用裝配有HA袖套的骨水泥假體對(duì)膝關(guān)節(jié)周?chē)鷲盒阅[瘤患者進(jìn)行保肢治療，結(jié)果發(fā)現(xiàn)由無(wú)菌性假體松動(dòng)而導(dǎo)致的翻修率為8%，在2～18年的隨訪期內(nèi)，70%患者的影像學(xué)資料有骨整合的證據(jù)，組織學(xué)分析亦提示帶HA涂層結(jié)構(gòu)的假體表面與骨骼發(fā)生了直接接觸[3]。本研究術(shù)后影像學(xué)復(fù)查結(jié)果提示，自體骨板與3D打印袖套及股骨殘端有愈合跡象，皮質(zhì)外骨橋已形成，骨水泥-假體界面、假體-骨界面均無(wú)進(jìn)行性透亮影。

在實(shí)際手術(shù)操作時(shí)，建議先選用最小號(hào)試模插入髓腔透視，查看假體肩部與股骨截骨平面的間隙，以及股骨柄在髓腔內(nèi)是否中置；可通過(guò)處理保證假體肩部與截骨平面相契合，以及股骨柄在髓腔內(nèi)的中置，以盡可能實(shí)現(xiàn)股骨與假體解剖軸線的相互吻合，利于下肢力學(xué)傳導(dǎo)的重現(xiàn)。年齡段不同的患者其股骨髓腔寬度也不同，應(yīng)盡量選擇直徑大的股骨柄，以避免術(shù)后假體斷裂。研究還發(fā)現(xiàn)，將髓腔擴(kuò)髓至與假體柄粗細(xì)相同的尺寸，在水泥固定前插入假體即可獲得穩(wěn)定固定，隨后用水泥填充假體與骨骼之間的微小間隙，可進(jìn)一步提高固定的可靠性[23]。

本研究存在以下局限性：①僅對(duì)患者短期療效作回顧性分析；②未設(shè)立對(duì)照組，無(wú)法觀察比較骨整合對(duì)無(wú)菌性松動(dòng)的影響，但所有患者都有骨整合的影像學(xué)證據(jù)；③不同患者切除骨和軟組織的量有所不同，即使是類(lèi)型、級(jí)別相同的患者，也存在差異，這會(huì)對(duì)植入物的穩(wěn)定性和功能造成影響；患者身高、體重、年齡、化療劑量等因素均有可能影響假體的存活，這也是今后研究工作的重點(diǎn)方向之一。