3D打印支具治療腱性錘狀指的體會(huì)

聶廣辰，石 健，劉 勇，房玉利，陳一凡，薛 巖，劉 麗，叢曉丹，郝旭光，李佳銘，李鵬偉

錘狀指由骨間肌腱、蚓狀肌鍵和伸肌鍵終腱融合而成，肌腱菲薄，輕微暴力即容易造成其損傷，發(fā)生錘狀指畸形。對(duì)于錘狀指肌鍵損傷，可以分為腱性錘狀指及骨性錘狀指，骨性錘狀指優(yōu)先考慮手術(shù)治療[1-2]。腱性錘狀指臨床可采取手術(shù)治療或非手術(shù)治療，兩種治療方法各有利弊，手術(shù)治療雖可直視下修復(fù)伸肌鍵，但操作復(fù)雜，且由手術(shù)所致的風(fēng)險(xiǎn)亦非常明顯，雖然有一定療效，但利弊尚待商榷。因此臨床醫(yī)師對(duì)于急性期閉合性腱性錘狀指畸形多采取非手術(shù)治療[3-6]。非手術(shù)治療的效果也得到國(guó)內(nèi)外醫(yī)師多數(shù)共識(shí)[7-11]。

非手術(shù)治療包括支具治療、石膏治療，其目的都是通過(guò)控制遠(yuǎn)近指間關(guān)節(jié)的位置來(lái)間接對(duì)合肌腱斷端，但石膏和支具塑形制作費(fèi)時(shí)費(fèi)力，與指體貼合度差；繃帶固定容易松動(dòng)致使復(fù)位丟失；膠帶固定容易形成壓瘡，也容易脫落。并且通過(guò)對(duì)于筆者醫(yī)院門(mén)診錘狀指患者的隨訪，大多數(shù)患者均反映傳統(tǒng)塑形支具舒適度較差，且有的女性患者指體纖細(xì)，肥胖患者指體肥大，很難找到貼合度良好的支具，這些因素間接影響患者的依從性，直接影響到患者的預(yù)后。

近年3D打印技術(shù)在各行業(yè)蓬勃發(fā)展，3D打印技術(shù)是一種基于三維數(shù)字模型，采用粉末狀、絲材或液體的金屬或塑料等可黏合材料，通過(guò)逐層疊加打印方式來(lái)構(gòu)造實(shí)物的技術(shù)。在醫(yī)療領(lǐng)域逐步廣泛應(yīng)用于整形修復(fù)重建外科、骨科、頜面外科手術(shù)中并得到發(fā)展，主要用于手術(shù)方案的制定、假體的個(gè)性化制作及骨的組織工程[12-14]。筆者醫(yī)院2015年通過(guò)3D打印技術(shù)設(shè)計(jì)并制作非手術(shù)治療錘狀指肌鍵損傷的外固定托模版，采用質(zhì)量輕便、強(qiáng)度良好、價(jià)格低廉的材料，最主要依據(jù)患者傷指的外形及固定角度個(gè)性化打印外固定托，并依據(jù)指體傷情轉(zhuǎn)歸快速調(diào)整更換外固定托，取得滿意效果。

臨床資料

1 一般資料

哈爾濱市第五醫(yī)院2015年6月—2016年12月收治44例閉合腱性錘狀指患者，根據(jù)治療方法分為3D組和普通支具組，各22例。本研究獲得醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)明確創(chuàng)傷史造成的閉合性錘狀指畸形；(2)無(wú)骨折；(3)患者依從性良好，正確理解治療指導(dǎo)；(4)新鮮損傷(1周之內(nèi))。3D組應(yīng)用自行研制錘狀指復(fù)位體位支具，3D掃描后打印，其中男性12例，女性10例；年齡18～56歲，平均32.5歲。示指3例，中指10例，環(huán)指7例，小指2例。挫傷16例，擠壓傷3例，砸傷3例。普通支具組應(yīng)用傳統(tǒng)支具非手術(shù)治療，其中男性9例，女性13例；年齡17～60歲，平均31.3歲。示指4例，中指11例，環(huán)指4例，小指3例。挫傷15例，擠壓傷4例，砸傷3例。

2 治療方法

3D組：受傷后門(mén)診復(fù)位掃描支架下打印指體數(shù)據(jù)，受傷當(dāng)天完成支具的制作并佩戴。固定期間最初每2d來(lái)院檢查復(fù)位固定情況，1周后每周來(lái)院復(fù)查，依據(jù)指體腫脹消褪情況隨時(shí)更換支具以免因松動(dòng)所致復(fù)位失效。8周后摘除外固定指導(dǎo)患指功能練習(xí)。

普通支具組：傷后選擇大小合適支具予以固定。固定期間最初每2d來(lái)院檢查復(fù)位固定情況，1周后每周來(lái)院復(fù)查，依據(jù)指體腫脹消褪情況隨時(shí)更換支具以免因松動(dòng)所致復(fù)位失效。8周后摘除外固定指導(dǎo)患指功能練習(xí)。

2.1 3D打印需行指體全方位掃面數(shù)據(jù)，在近指間關(guān)節(jié)(proximal interphjalangeal joint,PIP)略屈曲，遠(yuǎn)指間關(guān)節(jié)(distal interphjalangeal joint,DIP)略背伸時(shí)，錘狀指肌腱斷端應(yīng)處于最接近位置，筆者團(tuán)隊(duì)個(gè)性化設(shè)計(jì)并制作了復(fù)位掃描支架(圖1),并進(jìn)行指體數(shù)據(jù)采集(圖2)。

圖1 指體復(fù)位掃描支架

圖2 指體數(shù)據(jù)采集

2.2 應(yīng)用VXelements軟件采集和分析指體數(shù)據(jù)(圖3、4)。

圖3、4 應(yīng)用VXelements軟件采集指體數(shù)據(jù)

2.3 通過(guò)USP Plastic Class VI Testing的透明且具有生物相容性材料(MED610)打印復(fù)位固定支具，該材料質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、透氣性好、對(duì)皮膚無(wú)刺激、價(jià)格低廉。打印機(jī)型號(hào)為Stratasys公司生產(chǎn)的Objet260型號(hào)樹(shù)脂3D打印機(jī)(圖5、6)。

圖5、6 復(fù)位固定支具打印

2.4 復(fù)位支具以自黏膠帶固定PIP近端及DIP背側(cè)。膠帶下方與皮膚接觸處內(nèi)襯超薄硅膠墊以避免壓瘡(圖7)。

圖7 將患指固定在PIP略屈曲DIP略背伸位置

3 康復(fù)練習(xí)

所有患者固定期間限制掌指關(guān)節(jié)活動(dòng)，可活動(dòng)肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)及腕關(guān)節(jié)。待外固定去除之后，肌腱已臨床愈合，但大部分患者均會(huì)出現(xiàn)周?chē)M織粘連。這期間的康復(fù)應(yīng)以加強(qiáng)主動(dòng)練習(xí)為主，囑患者應(yīng)用對(duì)側(cè)手固定患指近之間關(guān)節(jié)，主動(dòng)屈伸遠(yuǎn)指間關(guān)節(jié)，以循序漸進(jìn)為原則，每日活動(dòng)次數(shù)約為50次?？祻?fù)的過(guò)程中同時(shí)輔助熱敷療法，促進(jìn)局部血運(yùn)循環(huán)。

4 功能評(píng)估

3名醫(yī)師對(duì)所有患者預(yù)后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)分析并取平均值。應(yīng)用手指關(guān)節(jié)量角器對(duì)患者欠伸度數(shù)及主動(dòng)關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍進(jìn)行測(cè)量。采用Patel手部功能評(píng)定法綜合評(píng)估錘狀指治療效果，其中優(yōu)：伸指0°，屈指狀態(tài)下指端超過(guò)掌橫紋；良：伸指欠伸≤15°，屈指狀態(tài)下指端達(dá)掌橫紋；中:伸指欠伸度數(shù)為16°～45°，屈指狀態(tài)下指端距離掌橫紋2cm范圍內(nèi)；差：伸指欠伸度數(shù)>45°，屈指狀態(tài)下指端距離掌橫紋>2cm[15-16]。

結(jié) 果

44例患者均8周拆除外固定，經(jīng)7～14d功能練習(xí)，DIP背伸功能恢復(fù)良好,PIP無(wú)攣縮，屈伸活動(dòng)度良好。隨訪3～12個(gè)月，平均6.6個(gè)月，無(wú)失訪。依據(jù)手功能Patel評(píng)定法，其中3D組優(yōu)15例，良7例。所有患者固定期間均未發(fā)生支具折斷、碎裂、損壞情況，2例患者1周內(nèi)因指體腫脹消褪、支具松動(dòng)，二次打印支具固定。無(wú)固定失效情況發(fā)生，無(wú)一例發(fā)生壓瘡(表1)。而普通支具組優(yōu)6例，良16例。2例患者發(fā)生壓瘡，5例患者因支具固定失效，二次更換支具(表2)。

表1 3D組結(jié)果及Patel評(píng)分(n)

表2 普通支具組結(jié)果及Patel評(píng)分(n)

討 論

1 末節(jié)伸肌腱解剖學(xué)特點(diǎn)

腱性錘狀指臨床常見(jiàn)，該處肌腱菲薄、周?chē)鸂I(yíng)養(yǎng)血管少，在瞬間外力作用于指端，使DIP發(fā)生突然屈曲時(shí)可導(dǎo)致該處肌腱損傷。常因局部畸形、疼痛、DIP背伸障礙等給患者學(xué)習(xí)、工作、生活帶來(lái)不便。

非手術(shù)治療肌腱斷裂的目的為恢復(fù)肌腱連續(xù)性并盡可能恢復(fù)原有長(zhǎng)度。骨間肌及蚓狀肌腱性延續(xù)部分構(gòu)成伸肌腱兩側(cè)腱束，參與屈曲掌指關(guān)節(jié)和背伸DIP的運(yùn)動(dòng)。有研究表明屈DIP可使側(cè)腱束前移3mm左右，過(guò)伸DIP可使遠(yuǎn)側(cè)斷端向近側(cè)靠近。兩側(cè)腱束在PIP背側(cè)腱帽的兩側(cè)，故PIP屈曲50°～60°，兩側(cè)腱束較松弛。故理論上被動(dòng)屈近PIP并過(guò)伸DIP可使斷裂的伸肌腱充分松弛，肌腱斷端盡可能靠攏，為該處肌腱愈合創(chuàng)造條件。劉志剛等[17]的研究也證實(shí)屈曲近指間關(guān)節(jié)對(duì)于伸肌腱的張力減低有明顯作用。劉璠和侍德[18]通過(guò)研究指出非手術(shù)治療腱性需抓住兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，即縮短負(fù)荷力臂和在伸肌腱愈合之前施以強(qiáng)大、持續(xù)、有效的過(guò)伸力量。

2 急性腱性錘狀指的非手術(shù)治療

對(duì)于腱性錘狀指醫(yī)師傾向于采用手術(shù)治療，但是由于該處皮膚菲薄，抗感染能力差，手術(shù)后切口皮膚有壞死、感染、縫線外露可能。且該區(qū)肌腱菲薄并靠近甲根，手術(shù)時(shí)操作困難，肌腱無(wú)法牢固縫合，僅能確保直視下將斷端對(duì)合，但無(wú)法像其他部位肌腱修復(fù)后由縫線提供一定張力以利于功能練習(xí)。并且Patel等[16]報(bào)道的諸如肌腱再斷裂、關(guān)節(jié)損傷、肌腱粘連、指甲畸形、指腹瘢痕化、術(shù)后疼痛及血管神經(jīng)損傷等問(wèn)題不容忽視。

3 3D個(gè)性化打印支具優(yōu)勢(shì)

在國(guó)內(nèi)外大量研究及文獻(xiàn)的支持下，目前非手術(shù)治療腱性錘狀指已廣泛開(kāi)展。非手術(shù)治療可采用石膏或支具治療。因石膏笨重，應(yīng)用較少。支具因其相對(duì)輕便，應(yīng)用較多，目前常用的支具有Micks夾板及Stack夾板，兩種夾板僅將DIP固定于過(guò)伸位或伸直位。不僅在解剖學(xué)上無(wú)法使肌腱斷端處于理論上最松弛、最靠近易于對(duì)合位置，制作上制作費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且有外固定不合適指體形態(tài)產(chǎn)生壓瘡、指體腫脹消褪外固定松弛、繃帶無(wú)法有效固定、膠帶固定過(guò)敏、外固定滑動(dòng)等諸多不足，導(dǎo)致非手術(shù)治療效果不佳?；颊咧委熯^(guò)程中筆者發(fā)現(xiàn)，石膏或傳統(tǒng)的塑形支具掌側(cè)受壓的情況并不少見(jiàn)，動(dòng)脈受壓血供減少，肌腱愈合速度減慢，神經(jīng)受壓患者產(chǎn)生麻木感，放松固定掌握不好又會(huì)使固定失效。因此個(gè)性化制作支具優(yōu)勢(shì)彰顯而出，掌側(cè)硅膠墊既保障固定強(qiáng)度，又不會(huì)產(chǎn)生掌側(cè)受壓等情況。

3D打印技術(shù)的出現(xiàn)使得制作外形貼合、強(qiáng)度可靠、可隨時(shí)依據(jù)需求更換的支具成為可能。支具的制備依據(jù)錘狀指肌腱解剖學(xué)最松弛體位，即PIP屈曲50°～60°，DIP過(guò)伸約10°體位，設(shè)計(jì)了肌腱復(fù)位支架，手指放置支架后，通過(guò)微調(diào)角度，即可呈DIP屈曲50°～60°，PIP過(guò)伸約10°體位。應(yīng)用人體3D掃描儀掃描獲取手指點(diǎn)云數(shù)據(jù)，掃描精度0.1mm，掃描時(shí)間1min。依托其快速建模成型的特性，得到患者手指病灶部位模型。以此為依據(jù)預(yù)設(shè)計(jì)固定托外形，依據(jù)患者傷指的外形個(gè)性化打印出手指外固定支撐托，可提供可靠支撐強(qiáng)度，并保證打印成品對(duì)皮膚安全無(wú)刺激性。該3D支具固定可靠，且掌側(cè)采用硅膠材質(zhì)不易形成壓瘡，背側(cè)開(kāi)放設(shè)計(jì)便于觀察甲板血運(yùn)，指體腫脹消褪后可再次依據(jù)傷指外形快速打印更換支具，費(fèi)用低廉，支具制作費(fèi)用不足百元，并且1h之內(nèi)即可完成支具制作，是一種理想、有效、快速的治療方式。