【摘 要】
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目的:内侧副韧带（Medial collateral ligament,MCL）损伤是最常见的膝关节韧带损伤之一。大部分MCL损伤可以通过保守治疗,患者需要通过佩戴石膏或者铰链式支具来制动膝关节。为实现患者的快速康复,我们通过计算机建立膝关节三维有限元模型,利用计算机力学分析,有限元模型上模拟支具穿戴最后通过3D打印技术制作个性化膝关节支具,以支具替代膝关节损伤MCL作用。我们选取了2021年1月
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目的:内侧副韧带（Medial collateral ligament,MCL）损伤是最常见的膝关节韧带损伤之一。大部分MCL损伤可以通过保守治疗,患者需要通过佩戴石膏或者铰链式支具来制动膝关节。为实现患者的快速康复,我们通过计算机建立膝关节三维有限元模型,利用计算机力学分析,有限元模型上模拟支具穿戴最后通过3D打印技术制作个性化膝关节支具,以支具替代膝关节损伤MCL作用。我们选取了2021年1月到2021年11月间于我院就诊的MCL损伤选择保守治疗的70例患者,将其随机分为两组。通过比较分析治疗前后两组患者步态分析数据、韧带松弛度、国际膝关节文献委员会（International knee documentation committee,IKDC）评分、患者满意度,来验证这款支具优良的临床疗效,实现患者的快速康复,为膝关节韧带损伤保守治疗提供新思路,也为支具的推广提供有效的科学依据。方法:前瞻性分析了2021年1月至2021年11月于河北医科大学第一医院就诊的运动性MCL损伤70例患者。70例患者采用随机数字表法分为2组,3D打印支具组（n=35）、对照组（铰链式支具组）（n=35）。3D打印支具组:35例患者佩戴3D打印个性化支具,其中男性20人,女性15人,年龄13-50岁,体重52-85KG,MCL损伤时间8小时-14天,核磁共振结果显示:10例患者为I度损伤,25例患者II度损伤。对照组（铰链式支具组）:35例患者佩戴铰链式支具,其中男性22人,女性13人,年龄15-52岁,体重55-80KG,MCL损伤时间18小时-14天,核磁共振结果显示:13例患者为I度损伤,22例患者II度损伤。两组患者基线资料比较无明显统计学差异（P＞0.05）。在保守治疗前、治疗2周、6周时对两组患者进行步态分析及IKDC评分测量;治疗初期（支具制作完成并进行佩戴）,通过韧带测试仪测量3D打印支具组患者在不同外翻应力下患膝佩戴支具与健侧膝关节产生的相对形变量;在治疗第2周及治疗第6周,两组患者患膝去除支具佩戴,测量患膝在120N外翻应力下产生的膝关节相对形变量。在治疗6周后,统计两组患者对支具使用满意度的评价。应用SPSS19.0统计学软件分析步态分析数据、外翻应力下膝关节相对形变量、IKDC评分以及患者支具使用满意度,来比较3D打印个性化内侧副韧带损伤支具是否有更好的临床疗效。结果:1.步态分析:测量时选取了患膝行走时步态分析中膝关节最大外翻角度、最大屈曲角度、步态周期、患肢单足支撑期等4组数据。在相同治疗阶段（保守治疗前、保守治疗2周及6周）,两组患侧膝关节行走时最大外翻角度、步态周期、患肢单足支撑期和最大屈曲角度比较统计学差异均不显著（均为P＞0.05）。保守治疗6周后,3D打印支具组、对照组患膝行走时最大屈曲角度、最大外翻角度与治疗前进行组内比较均存在显著统计学差异（均为P＜0.05）。2.Ligs关节韧带数字检查仪（膝关节相对形变量）:治疗初期（3D打印支具制作完成并佩戴支具）,在80N、120N、150N外翻应力下,测量3D打印组患者患膝佩戴3D打印支具后膝关节产生的相对形变量,同时,测量该组患者健侧膝关节在相同外翻应力下膝关节产生的相对形变量,两者比较存在显著统计学差异（均为P＜0.05）。保守治疗2周及6周,患膝去除支具佩戴,3D打印组与铰链式支具组患者患膝在120N外翻应力下,产生的膝关节相对形变量比较均无显著统计学差异（均为P＞0.05）;同时,两组患者患膝相对形变量分别进行第2周与第6周组内比较均存在显著统计学差异（均为P＜0.05）。3.IKDC评分:3D打印支具组与对照组患者IKDC评分于治疗前、佩戴支具治疗2周、6周后比较均无显著统计学差异（均为P＞0.05）。两组患者IKDC评分在治疗6周后与治疗前各自组内比较均存在显著统计学差异（均为P＜0.05）。4.患者满意度:在治疗6周后,对患者满意度访问,3D打印支具组33例患者治疗后对于支具表示满意,对照组23例患者治疗后对于支具表示满意。两组结果比较存在显著统计学差异（P＜0.05）。结论:1.3D打印个性化支具可以起到很好的防止膝关节外翻的功能,在膝关节受伤患者佩戴后可以替代MCL,发挥其生物力学作用,而且佩戴后膝关节屈伸活动不受限制,可以避免长期佩戴其他支具关节制动导致的关节僵硬。2.实验数据表明3D打印个性化MCL损伤支具与普通铰链式支具临床疗效相近,从用户体验来讲,3D打印个性化MCL损伤支具佩戴更加舒适,有极高的患者满意度。
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