金属3D打印个性化髋臼翼状接骨板的研发及实验研究

来源 :南方医科大学 | 被引量 : 9次 | 上传用户:resiaton
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研究背景骨盆、髋臼解剖结构复杂,对于累及四边体的复杂髋臼骨折,传统手术入路及内固定难以满足复位、固定要求,采用个性化接骨板治疗复杂髋臼骨折尚处于空白。研究目的针对复杂髋臼骨折患者设计个性化髋臼翼状接骨板,使用金属3D打印技术(SLM)制造,对该设计方法和制造方式进行可行性及安全性验证,经验证成功后将其应用于临床,对患者进行随访研究,评价其优势及早期临床治疗疗效。研究方法对某一复杂髋臼骨折患者骨盆数字化三维重建,对骨折进行模拟复位、置钉,利用镜像原理及逆向工程技术,设计完全解剖型的个性化翼状接骨板,并进行个性化精准置钉设计,采用金属3D打印技术制造,对其进行后加工处理,得到产品。对5具尸体标本采用上述方法设计并制造10块个性化接骨板,采用单一腹直肌外侧入路将其植入到标本中,验证使用该入路植入接骨板的可行性,测量接骨板与贴合骨面的距离,验证其贴合性;对12名复杂髋臼骨折患者采用上述方法设计并制造12块个性化接骨板,将其植入到3D打印骨盆模型中,验证螺钉孔设计的安全性。回顾性分析2016年3月~2016年7月,采用经腹直肌外侧入路显露、复位,使用3D打印技术辅助模拟复位,结合个性化设计、金属3D打印髋臼翼形接骨板固定治疗8例复杂髋臼骨折的临床资料:其中男性4例,女性4例;年龄31-76岁,平均57岁:髋臼骨折按Letournel-Judet分型:前方伴后半横2例,双柱骨折6例,均无涉及髋臼后壁骨折及对侧半骨盆骨折。手术在插管全麻下平卧位进行,经前方腹直肌外侧切口入路,直视下对髋臼前、后柱骨折进行复位,将个性化设计定制的钢板放置于髋臼的内侧面,检查钢板与骨面的贴合程度,再按术前设定的螺钉位置、方向、长度置入螺钉,C形臂X光机透视后,检查骨折复位、固定情况。结果采用上述方法成功设计并制造出个性化髋臼翼状接骨板,接骨板与尸体标本骨面平均距离在1mm左右,与3D打印骨盆模型表面平均距离在0.7mm左右,接骨板上所有螺钉均未穿入髋臼窝。本组8例均顺利完成手术。术后X线及CT显示髋臼前后柱骨折复位固定良好,个性化翼状接骨板与骨面完全贴合,无围手术期并发症发生,按照Matta影像学复位评估标准:优3例,良4例,一般1例,总体优良率87.5%;随访9~12个月,骨折均愈合;根据改良的Merled’ Aubigne和Postel评分系统,髋关节功能:优5例,良2例,可1例,总优良率87.5%。结论应用镜像原理和逆向工程原理设计的个性化接骨板贴合度高,螺孔设计安全有效;经腹直肌外侧切口入路结合个性化设计、私人定制、金属3D打印髋臼翼形钢板治疗复杂髋臼骨折,能对复杂髋臼柱骨折解剖复位,并达到坚强的固定,真正实现复杂髋臼骨折的精准化、个性化、微创化。
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