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?，復雜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 國內外3D 打印技術的應用

1.1 國內3D 打印技術的應用

國內對3D 打印技術的研究最早出現在關節(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構，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]。

經最新全自動系統(tǒng)可以創(chuàng)造出3D 結構，隨之經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構[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 三維數據相結合就能構造出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?；颊哳A后。經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3D 打印技術將患者骨折具體狀況打印出來，根據打印模型制定針對性手術方案，為保證手術質量，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3D 打印出來的模型可以確定插入髓腔材質尺寸，更好的植入假體，在提高手術質量同時，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 打印內置物材料

通過3D 技術將骨科內置物打印出來，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，通過根據患者實際情況實施針對性處理，骨折處進行正側位X 線片、CT 檢查，并將收集骨折數據傳輸到3D 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，數據實時指令轉換之后，設計出數控加工的質量，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C 形臂X 線機透視查骨折狀況，復位與內固定效果較好時進行徹底止血，并根據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)突背側軟組織進行清理，將背側骨性結構徹底暴露出來，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，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構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，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的，長度、螺釘孔所在位置、數量是比較固定的，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、應力過于集中現象。數字化定植鋼板主要是根據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)生按照經驗來判定的，這就要求醫(yī)生有著豐富的經驗，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，與鄰近結構很復雜，很容易傷害到周圍血管、脊髓神經，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 結束語

3D 打印技術作為快速成型技術，空間展現能力、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，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。