3D打印技術可有效對髖臼雙柱骨折進行手術治療

來源：中國3D打印網(wǎng)

來自中國和美國的一組研究人員已經(jīng)使用3D打印創(chuàng)建了1：1比例的髖部骨折患者的骨盆模型，以輔助外科治療雙柱髖臼骨折。在這項研究中，研究人員根據(jù)物理3D打印骨盆模型，比較了傳統(tǒng)的手術中輪廓板的方法和使用預輪廓板的方法。本文介紹了三維打印和虛擬仿真在髖臼雙柱骨折術前規(guī)劃中的應用。

最后，研究人員假設3D打印可以幫助骨科醫(yī)生縮短手術時間，提高手術的臨床效果。

骨折碎片的3D模型

3D打印在外科手術中的好處
髖臼骨折是指“球窩”髖關節(jié)內(nèi)窩部分的骨折。髖臼雙柱骨折是指整個負重關節(jié)面與骶髂關節(jié)分離。研究人員解釋說，這是最嚴重的髖臼骨折，也是第二常見的髖臼骨折。根據(jù)該論文，“大約21%的髖臼骨折涉及髖臼兩柱，需要良好的復位和穩(wěn)定的內(nèi)固定，以防止創(chuàng)傷后關節(jié)炎，并獲得良好的臨床結(jié)果。”

然而，由于復雜的髖臼骨折類型和髖臼彎曲表面，對兩列髖臼骨折的手術治療已證明具有挑戰(zhàn)性。髖臼骨折的傳統(tǒng)手術僅限于少量的前路入路，并且在手術中需要對鋼板進行仿形，這增加了手術時間以及失血量。

研究人員認為3D打印技術是幫助外科醫(yī)生了解骨折碎片形狀并模擬骨折復位的潛在途徑，特別是在復雜的髖臼骨折中。作者補充說：“三維（3D）打印技術正在迅速發(fā)展，并且由于在設備和成本方面很容易獲得，因此在臨床應用中得到了廣泛使用�！�

3D打印可以幫助手術程序的雙柱髖臼骨折術前虛擬仿真與3D打印，1:1比例盆腔模型的預輪廓板。在解釋這一過程的好處和局限性時，研究人員表示，“之前的研究已經(jīng)揭示，3D打印技術在髖臼骨折手術治療中的應用可以顯著減少手術時間和失血，但不能獲得明顯更好的骨折復位質(zhì)量�！�

研究人員認為，借助3D打印技術，骨科醫(yī)生將能夠在縮短手術時間的同時提高臨床療效，如術后骨折復位質(zhì)量、髖關節(jié)功能、并發(fā)癥發(fā)生率等。

實際上，以前3D打印已在各種類型的髖關節(jié)手術中獲得成功的應用。在2019年末，LOGEEKs Medical Systems（MS）透露，其3D打印植入物已與髖關節(jié)植骨結(jié)合用于髖關節(jié)的重建修復手術中。在此之前的一年，佛羅里達的外科醫(yī)生還使用ConforMIS（一家位于馬薩諸塞州的醫(yī)療技術公司）的3D打印植入物進行了髖關節(jié)置換手術。

手術結(jié)果，顯示了3D打印的植入物

3D打印更有效地治療髖部骨折
為了開展研究，研究小組在2013年9月至2017年9月之間對40例被診斷為雙柱髖臼骨折的患者進行了一項隨機前瞻性病例對照研究。20位患者被分配到3D打印組，其他20位患者被分配使用塊隨機化的常規(guī)方法組。

用于骨折碎片的虛擬仿真和3D打印模型的方法涉及將每個患者骨盆的圖像保存為醫(yī)學數(shù)字成像和通信（DICOM）文件。然后將它們導入由Materialise開發(fā)的醫(yī)學3D圖像處理軟件MIMICS。使用重新定位功能在解剖學上減少了骨折碎片，然后將其作為STL文件導出，并導入Materialize Magics軟件中以進行固定和支撐生成。

3D打印組1例圖像

最后的STL被3D打印出來，用于為外科手術預先輪廓鋼板，用3D打印的縮小半骨盆模型測量螺釘?shù)拈L度。手術模擬后，對預成形的解剖鋼板和螺釘進行消毒，以輔助髖臼手術。

通過評估結(jié)果，研究人員觀察到虛擬仿真和3D打印是比常規(guī)技術更有效的方法來治療髖臼雙柱骨折：“我們發(fā)現(xiàn)3D打印組的術后骨折復位質(zhì)量和髖關節(jié)功能降低明顯優(yōu)于傳統(tǒng)方法組中的。3D打印的縮小型半骨盆模型可能有助于解剖學上對鋼板進行輪廓修復，從而獲得良好的骨折復位質(zhì)量和髖關節(jié)功能，并降低創(chuàng)傷性關節(jié)炎的風險。與傳統(tǒng)方法組相比，3D打印組的手術時間，儀器安裝時間和術中透視檢查時間顯著縮短，并且失血和輸血顯著減少。”

論文“使用術前虛擬模擬和三維打印技術對髖臼雙柱骨折進行手術治療”發(fā)表在《中華醫(yī)學雜志》上。它是由黃建輝，廖輝，譚興雄，邢WR，周青，鄭永生，曹慧云和曾正杰撰寫的。