孫越，王海瑞，劉艷成，張凈宇，李爽，胡永成△

脊柱腫瘤是指生長(zhǎng)于脊髓或脊髓鄰近組織（包括脊髓實(shí)質(zhì)、脊髓外鞘囊內(nèi)或鞘囊外等）的原發(fā)或繼發(fā)性腫瘤［1］。原發(fā)性脊柱腫瘤是中樞神經(jīng)系統(tǒng)的罕見(jiàn)腫瘤，占中樞神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤的2%～4%［2］。臨床中常見(jiàn)的脊柱腫瘤多由乳腺癌、腎癌、前列腺癌等轉(zhuǎn)移而來(lái)，為繼發(fā)性腫瘤。目前，治療脊柱腫瘤或緩解其癥狀的首選方法是脊柱腫瘤全椎切除術(shù)［3］。然而，該手術(shù)易對(duì)患者脊柱、椎體造成損傷，影響脊柱的穩(wěn)定性［4］。因此，脊柱腫瘤全椎切除術(shù)后需進(jìn)行脊柱重建，以保證脊柱恢復(fù)效果良好，降低術(shù)后復(fù)發(fā)率，改善預(yù)后。3D打印技術(shù)是一種新興的以數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，應(yīng)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，以逐層累積的方式構(gòu)造物體的技術(shù)［5］。3D打印的人工椎體與術(shù)中切除病灶的契合度較高，且可重建脊柱的生理曲度以及穩(wěn)定性，對(duì)于脊柱腫瘤術(shù)后重建具有十分重要的意義［6］。目前，關(guān)于3D打印人工椎體在脊柱腫瘤全椎切除術(shù)中的應(yīng)用研究較少且不深入。本研究探討3D打印人工椎體用于脊柱腫瘤全椎切除術(shù)后脊柱重建的可行性及臨床效果。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 選取2020年1月—2021年3月于內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)附屬人民醫(yī)院就診的脊柱腫瘤并行全椎切除術(shù)患者11例，其中男5例，女6例，年齡17～70歲，平均（43.50±8.45）歲，病程3～14個(gè)月，平均（8.50±2.11）個(gè)月。脊柱腫瘤診斷符合《脊柱腫瘤的診斷和外科治療》中的診斷標(biāo)準(zhǔn)［7］。納入標(biāo)準(zhǔn)：確診為椎體原發(fā)惡性腫瘤或惡性轉(zhuǎn)移性腫瘤患者；臨床表現(xiàn)為持續(xù)性、無(wú)法緩解的疼痛，且隨著病程的延長(zhǎng)疼痛癥狀加重。排除標(biāo)準(zhǔn)：合并嚴(yán)重骨質(zhì)疏松癥；具有凝血障礙和免疫系統(tǒng)疾??；無(wú)法耐受手術(shù)者；具有精神類疾??；生命體征不穩(wěn)定；依從性不佳。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，患者知情同意并簽署知情同意書(shū)。

1.2 3D打印人工椎體 3D打印人工椎體由北京愛(ài)康宜誠(chéng)醫(yī)療器械有限公司設(shè)計(jì)并制造。根據(jù)患者擬切除椎體的部位分為3D打印人工胸椎椎體和3D打印人工腰椎椎體。椎體采用圓柱體設(shè)計(jì)，腰椎人工椎體面積24 mm×18 mm，胸椎人工椎體面積21 mm×15 mm。3D打印人工椎體胸椎單節(jié)段高度為25～35 mm，雙節(jié)段高度為40～55 mm；腰椎單節(jié)段高度為40～50 mm；根據(jù)術(shù)前CT測(cè)量病椎高度進(jìn)行設(shè)計(jì)，并以此高度及±2 mm制作3個(gè)人工椎體以備術(shù)中使用。

1.3 手術(shù)方法 患者取俯臥位，常規(guī)消毒、鋪巾。按標(biāo)記切開(kāi)皮膚、皮下組織及深筋膜，顯露病變節(jié)段椎板和上、下需要固定的關(guān)節(jié)突。分別于病椎的上、下椎體植入椎弓根螺釘。切斷肋骨并沿病椎雙側(cè)橫突向外剝離，將雙側(cè)肋骨頭切除3～4 cm，切斷雙側(cè)肋間神經(jīng)根。對(duì)椎板切除減壓，切除病椎椎弓根及上、下關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)。用雙手沿病椎側(cè)方鈍性向椎體前方游離大血管，直至雙手在椎體前交匯，將紗布從椎體前方繞過(guò)，對(duì)病椎上、下椎間盤進(jìn)行鈍性分離。安裝一側(cè)臨時(shí)棒，使用“S”型拉鉤放置于椎體前方與血管之間進(jìn)行保護(hù)，使用骨鑿由后向前將病椎上、下椎間盤進(jìn)行截?cái)啵Ｗo(hù)好脊髓后，將椎體從一側(cè)轉(zhuǎn)出。選擇合適大小的3D打印人工椎體植入重建。

1.4 結(jié)果觀察（1）手術(shù)一般情況，記錄患者手術(shù)時(shí)間、術(shù)中出血量、住院時(shí)間；觀察內(nèi)固定穩(wěn)定程度，患者術(shù)后均行X線檢查，術(shù)后6個(gè)月和末次隨訪時(shí)行X線檢查評(píng)價(jià)內(nèi)固定穩(wěn)定程度；若椎弓根釘周圍無(wú)吸收帶、無(wú)位置移動(dòng)和斷裂，假體無(wú)脫位，均視為內(nèi)固定穩(wěn)定。（2）疼痛評(píng)分。分別于術(shù)前、術(shù)后24 h、術(shù)后6個(gè)月及末次隨訪采用視覺(jué)模擬評(píng)分（VAS）對(duì)疼痛程度進(jìn)行評(píng)估，評(píng)分0～10分，分?jǐn)?shù)越高，疼痛程度越重［8］。（3）脊柱功能評(píng)估。分別于術(shù)前、術(shù)后24 h、術(shù)后6個(gè)月及末次隨訪時(shí)采用日本骨科協(xié)會(huì)評(píng)估治療分?jǐn)?shù)（JOA）評(píng)估脊柱功能，分值0～29分，分值越高，脊柱功能越強(qiáng)。（4）神經(jīng)功能評(píng)估。采用Frankel分級(jí)法評(píng)估術(shù)前及末次隨訪脊髓損傷情況。A級(jí)：損傷平面下方所有感覺(jué)均消失；B級(jí)：損傷平面下方感覺(jué)消失，但部分骶區(qū)仍有感覺(jué)；C級(jí)：損傷平面以下部分肌肉功能存在，但對(duì)患者活動(dòng)無(wú)作用；D級(jí)：損傷平面以下肌肉功能不完整，可扶拐行走；E級(jí)：感覺(jué)及肌肉功能完好，有病理刺激反應(yīng)。（5）并發(fā)癥。觀察術(shù)中和術(shù)后隨訪期間并發(fā)癥的發(fā)生情況。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料采用±s表示，多組間比較采用重復(fù)測(cè)量資料的方差分析，組間多重比較采用LSD-t法，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 手術(shù)一般情況 患者手術(shù)時(shí)間277.02～363.40 min，平 均（320.21±43.21）min；出 血 量1252.70～1455.86 mL，平均（1354.28±101.54）mL；住院時(shí)間11.97～32.45 d，平均（22.21±10.24）d。內(nèi)固定穩(wěn)定程度：11例患者中3例僅發(fā)生椎體破壞，各使用12枚椎弓根螺釘固定；余8例為全椎體受累，各用8枚椎弓根螺釘固定。前方病椎切除術(shù)后，患者均使用3D打印多孔人工椎體進(jìn)行重建。術(shù)后X線片和CT顯示，3D打印人工椎體和椎弓根螺釘位置滿意。隨訪時(shí)間8～15個(gè)月，平均11個(gè)月，隨訪期間患者均未出現(xiàn)椎弓根螺釘位置移動(dòng)和斷裂，假體無(wú)脫位。典型患者，見(jiàn)圖1。

2.2 VAS、JOA評(píng)分 術(shù)前、術(shù)后24 h及術(shù)后6個(gè)月的VAS評(píng)分呈依次降低趨勢(shì)（P＜0.01），但末次隨訪VAS評(píng)分與術(shù)后6個(gè)月比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；除術(shù)前與術(shù)后24 h JOA評(píng)分差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義外，其余各時(shí)點(diǎn)JOA評(píng)分呈依次升高趨勢(shì)（P＜0.01），見(jiàn)表1。

2.3 神經(jīng)功能恢復(fù)情況 術(shù)前Frankel分級(jí)A級(jí)、B級(jí)、C級(jí)、D級(jí)、E級(jí)的患者數(shù)分別為1、3、3、3、1；末次隨訪時(shí)A級(jí)、B級(jí)、C級(jí)、D級(jí)、E級(jí)的患者數(shù)分別為0、0、1、5、5例；6例有1個(gè)等級(jí)改善，3例有2個(gè)等級(jí)改善，1例有3個(gè)等級(jí)改善，1例患者術(shù)前為E級(jí)，末次隨訪時(shí)無(wú)變化。

Fig.1 X-ray,CT and MRI images of the vertebral body in a patient with typical giant cell tumor of bone圖1 典型骨巨細(xì)胞瘤患者椎體X線、CT及MRI影像

Tab.1 VAS scores and JOA scores of patients before and after operation表1 患者術(shù)前及術(shù)后VAS評(píng)分、JOA評(píng)分情況（n=11，分，±s）

Tab.1 VAS scores and JOA scores of patients before and after operation表1 患者術(shù)前及術(shù)后VAS評(píng)分、JOA評(píng)分情況（n=11，分，±s）

**P＜0.01；a與術(shù)前比較，b與術(shù)后24 h比較，c與術(shù)后6個(gè)月比較

時(shí)間術(shù)前術(shù)后24 h術(shù)后6個(gè)月末次隨訪F VAS 6.18±1.335.00±1.10a 3.36±0.92ab 2.63±1.03ab 23.103**JOA 9.18±2.4010.90±2.6617.81±3.22ab 21.55±2.87abc 47.179**

2.4 并發(fā)癥 11例患者術(shù)中有2例出現(xiàn)胸膜破裂，均進(jìn)行術(shù)中縫合修補(bǔ)，未行胸腔閉式引流。1例腎癌L4椎體轉(zhuǎn)移患者術(shù)后右側(cè)下肢脛前肌肌力由術(shù)前4級(jí)下降至3級(jí)，考慮為術(shù)中神經(jīng)過(guò)度牽拉所致，及時(shí)給予靜脈神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)及脫水藥物治療，術(shù)后1.5個(gè)月恢復(fù)至4級(jí)；余10例患者術(shù)后無(wú)神經(jīng)損傷等嚴(yán)重并發(fā)癥的發(fā)生。1例骨巨細(xì)胞瘤患者術(shù)后3個(gè)月復(fù)發(fā)，轉(zhuǎn)他院治療；1例脊柱繼發(fā)甲狀腺癌患者術(shù)后9個(gè)月死亡。

3 討論

目前，脊柱腫瘤切除術(shù)逐漸成為治療脊柱腫瘤的首選方法之一，此手術(shù)要求快速、精確地切除腫瘤，且確保不傷及血管、脊髓等，否則將直接影響患者的長(zhǎng)期預(yù)后［9］。另外，脊柱腫瘤成功切除后，患者往往存在骨質(zhì)流失和脊柱結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的問(wèn)題［10］。因此，術(shù)后需對(duì)患者進(jìn)行有效的脊柱重建，以維持其正常的穩(wěn)定性，改善預(yù)后。脊柱重建在脊柱外科中是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的課題。術(shù)后重建的目標(biāo)是恢復(fù)前柱的承載能力，填補(bǔ)流失的骨質(zhì)，矯正由疾病引起的畸形。

人工椎體與宿主骨整合的能力是長(zhǎng)期保持重建成功的關(guān)鍵因素。目前可應(yīng)用于脊髓重建的材料有骨移植物、網(wǎng)狀籠、碳纖維可堆疊籠或可擴(kuò)展籠等，但這些材料各有其局限性［11-12］?，F(xiàn)代科技的發(fā)展使3D打印技術(shù)逐漸完善，且不斷被應(yīng)用于骨骼支撐或缺損組織替代物［13］。張亞等［14］研究顯示，3D打印技術(shù)輔助脊柱腫瘤手術(shù)治療可縮短手術(shù)時(shí)間和住院時(shí)間，減少術(shù)中出血量。本研究中11例患者手術(shù)時(shí)間、住院時(shí)間及術(shù)中出血量均在臨床可接受范圍，且較張亞等［14］研究中的效果更理想，患者均未出現(xiàn)椎弓根螺釘位置移動(dòng)和斷裂，假體無(wú)脫位；術(shù)后隨訪期間僅1例骨巨細(xì)胞瘤患者術(shù)后復(fù)發(fā)，1例脊柱繼發(fā)甲狀腺癌患者死亡。有研究表明，3D打印人工椎體重建技術(shù)有助于醫(yī)師根據(jù)患者腫瘤與附近神經(jīng)、血管的實(shí)際情況制定針對(duì)性的手術(shù)方案，在保證完整、精準(zhǔn)地切除腫瘤的同時(shí)，能更好地減少神經(jīng)及血管損傷［15］。本研究結(jié)果也提示，3D打印人工椎體用于脊柱腫瘤全椎切除術(shù)后重建，短期效果顯著，安全性較高。

目前，VAS評(píng)分廣泛用于評(píng)估患者疼痛改善情況［16-17］。JOA評(píng)分是用于評(píng)價(jià)人體功能性障礙的量表，是評(píng)估患者脊髓功能的標(biāo)準(zhǔn)工具［18］。本研究中，患者術(shù)前、術(shù)后24 h及術(shù)后6個(gè)月的VAS評(píng)分呈依次降低趨勢(shì)，末次隨訪VAS評(píng)分與術(shù)后6個(gè)月比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明應(yīng)用3D打印人工椎體進(jìn)行脊髓重建后患者疼痛情況逐漸好轉(zhuǎn)，6個(gè)月內(nèi)基本可以改善患者癥狀，有利于患者早期康復(fù)。另外，JOA評(píng)分呈依次升高趨勢(shì)，但術(shù)前與術(shù)后24 h的JOA評(píng)分差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示患者在術(shù)后24 h開(kāi)始脊髓功能逐漸恢復(fù)，考慮可能與患者術(shù)后麻醉恢復(fù)期或術(shù)后疼痛造成的一過(guò)性的功能障礙有關(guān)。

Frankel脊髓損傷分級(jí)是神經(jīng)外科常用評(píng)分系統(tǒng)。本研究11例患者中有9例術(shù)前Frankel分級(jí)集中在B～D級(jí)，表明多數(shù)患者在神經(jīng)功能損壞早期即接受了手術(shù)治療。術(shù)后Frankel分級(jí)的變化再次證實(shí)3D打印人工椎體可顯著改善脊髓損傷，促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù)。

綜上所述，脊柱腫瘤全椎切除術(shù)后應(yīng)用3D打印人工椎體重建，穩(wěn)定性高，并發(fā)癥少，安全性較高，預(yù)后良好，有望于臨床普及應(yīng)用。