3D打印技術輔助PaproskyⅢA型重度骨缺損全髖假體翻修1例

張志廣，夏天衛(wèi)，沈計榮

(南京中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院骨傷科，江蘇 南京 210029)

不同程度的骨缺損是髖關節(jié)翻修手術中經(jīng)常遇見的難題，3D打印技術輔助模型可以還原髖關節(jié)解剖結構，讓術者更直觀地了解髖關節(jié)三維立體形態(tài)，從而協(xié)助術者制定治療方案，同時可以利用模型進行手術預演與評估，提高了翻修假體的匹配效率和穩(wěn)定性，降低手術難度。本文介紹了1 例 3D 打印技術輔助治療髖臼側巨大骨缺損全髖關節(jié)假體翻修病例，現(xiàn)總結報道如下。

1 臨床資料

1.1病例介紹 患者，男，42歲，因強直性脊柱炎基礎疾病長期使用激素治療，23年前因長期使用激素致雙髖疼痛伴活動不力，1998年于外院診斷為雙側股骨頭壞死，并行左側全髖關節(jié)置換術，1999年于外院行右側全髖關節(jié)置換術，術后恢復可。2016年于外院行左側全髖關節(jié)假體翻修術，術后恢復可。后患者于2017年出現(xiàn)右髖疼痛不適伴活動不利，行走困難，未予治療，2021年8月患者右髖關節(jié)疼痛加重，于2021年8月13日來本院就診。體格檢查：雙側髖關節(jié)后外側見長約20 cm手術瘢痕，雙髖無明顯腫脹、畸形，膚色膚溫正常；右側大轉子處觸及壓痛，腹股溝中點壓痛陽性，右髖關節(jié)活動范圍：屈曲70°，后伸5°，外展10°，內(nèi)收10°。右下肢短縮畸形約2 cm。實驗室檢查：白細胞計數(shù)、血細胞沉降率及C反應蛋白稍高，肝腎功能正常，D-二聚體(D-D)1.03 mg/L；X線提示：雙側全髖關節(jié)置換術后改變，雙側骶髂關節(jié)融合，骨盆多發(fā)骨質(zhì)破壞，右側髖關節(jié)假體向后上移位(圖1)。 術前視覺模擬評分法(VAS)評分8分，Harris評分45分。

1.2術前分析 (1)髖臼側：由X線可見屬于 Paprosky ⅢA型髖臼側骨缺損，臼杯未完全突入盆腔，術前需評估臼杯及骨溶解區(qū)域與髂內(nèi)、外動脈及其分支的毗鄰關系，以防臼杯取出或重建髖臼側時損傷重要血管。(2)將患者影像資料上傳AIHIP系統(tǒng)進行3D打印1∶1還原髖臼側模型假體(圖2)，發(fā)現(xiàn)髖臼周圍大量骨溶解，初始穩(wěn)定性缺乏可靠支撐。術前擬規(guī)劃3種手術方案。A方案：3D打印定制髖臼假體+顆粒植骨；B方案：現(xiàn)成金屬骨小梁髖臼+顆粒植骨/金屬墊塊；C方案：顆粒植骨+骨水泥固定型聚乙烯臼杯，必要時加用髖臼金屬加強環(huán)(即cup-cage技術)，術前規(guī)劃時患者因家庭經(jīng)濟困難，拒絕使用上述骨小梁杯或定制3D打印假體加金屬墊塊的2種方案。遂決定術中采用松質(zhì)骨植骨加骨水泥型臼杯固定處理髖臼側，必要時加用cup-cage技術以期獲得初始穩(wěn)定性。但術中發(fā)現(xiàn)無論如何預彎、修剪，加強環(huán)(即cage)與患者術側髖臼均不能很好貼合，遂決定采用骨水泥型臼杯加松質(zhì)骨植骨的方案處理髖臼側缺損。(3)股骨側：骨水泥股骨柄見明顯松動，髖關節(jié)活動度差，術中可能脫位困難。(4)術前準備好組織細菌培養(yǎng)所需材料，術中多處取樣(≥3處)。

1.3術中操作 麻醉成功后，患者取左側臥位，常規(guī)消毒右髖術野及下肢皮膚，鋪無菌巾單，貼皮膚保護膜。采取右髖后外側切口長約20 cm，依次切開皮膚，皮下組織，闊筋膜張肌，找到并保護坐骨神經(jīng)，沿大粗隆后緣切開部分外旋肌群肌群，剝離、推開后暴露關節(jié)囊。切開后關節(jié)囊，顯露右髖關節(jié)，無法脫位右髖關節(jié)，股骨近端開槽，劈開股骨近端，清理股骨近端骨水泥，取出股骨柄連同股骨頭，清理髖臼周圍肉芽組織，生理鹽水沖洗，進行髖臼底植骨，用髖臼銼磨銼到52 mm直徑時，取52 mm直徑骨水泥髖臼連同骨水泥植入髖臼內(nèi)，臼杯固定牢固。然后再擴大股骨髓腔，14號股骨髓腔銼打入結實，取14號非骨水泥股骨柄(愛康)打入股骨髓腔，檢查股骨假體柄無明顯松動，5道鋼絲捆扎固定股骨近端，將直徑32 mm陶瓷球頭植入，復位。最后檢查關節(jié)活動度良好，無脫位趨向，生理鹽水反復沖洗后，依次縫合外旋肌群、闊筋膜張肌、皮下、皮膚。術中更換假體植入后術中透視圖見圖3。手術全程時間為435 min，術中出血約800 mL，自體血回輸500 mL，未放置引流管。

1.4術后情況 術后予以抗感染、抗凝、輸血、護胃、化痰、消炎、鎮(zhèn)痛、抗骨質(zhì)疏松等治療，同時結合中醫(yī)輔助治療，采用中藥方劑八珍湯加減，培補氣血，促進骨組織修復。具體用藥：熟地黃10 g，麩炒白術10 g，當歸10 g，川芎6 g，黨參15 g，炒白芍10 g，茯苓10 g，茯神10 g，陳皮6 g，醋延胡索3 g，炙甘草6 g，方中以八珍湯為基礎，氣血雙補，加用延胡索，活血化瘀止痛，陳皮理氣健脾以和胃。臥床避免負重3個月后部分負重。術后3個月拍X線片復查(圖4)，同時進行 VAS 評分和 Harris 評分。末次隨訪時 Harris 評分 78分，VAS 評分0分。

2 討 論

本案例中的患者患有強直性脊柱炎，且基礎疾病較多，病情復雜，而強直性脊柱炎是一種主要侵犯骶髂關節(jié)、脊柱骨突、脊柱旁軟組織及外周關節(jié)的慢性全身性炎癥性疾病，骨質(zhì)疏松是強直性脊柱炎的一個常見并發(fā)癥，甚至在疾病的早期即可能出現(xiàn)[1]，髖關節(jié)受累的強直性脊柱炎患者炎性反應更強烈，炎癥介質(zhì)水平更高，因此更易出現(xiàn)骨質(zhì)疏松或骨量減少[2]，加上患者長期應用激素治療造成了激素性股骨頭壞死，并且隨著骨質(zhì)疏松日益嚴重及骨溶解的進展，在外力作用下，置換后的假體在多種因素作用下與髖臼骨相互碰撞摩擦，導致患者出現(xiàn)疼痛癥狀，但患者長期疼痛并未獲得及時隨訪復查，結構性異常程度進一步加深造成巨大的骨缺損，假體失去穩(wěn)定支撐進而發(fā)生松動、內(nèi)陷，這一系列因素無疑加大了翻修手術的難度。據(jù)研究顯示，因激素性股骨頭壞死等原因進行初次人工全髖關節(jié)置換術往往會取得相當不錯的療效，但翻修手術術后療效通常不如初次全髖關節(jié)成形術[3]。由于患者使用假體材料類型的不同，不良的生活習慣，不合理的早期康復訓練，以及強直性脊柱炎等基礎慢性疾病等非感染性因素綜合作用下引起髖關節(jié)疼痛、活動受限，從而面臨行翻修手術的局面。而疼痛是行全髖關節(jié)置換翻修手術的主要指征，相比較初次置換，全髖關節(jié)翻修更難、更復雜，手術的時間更長，出血更多，感染、血栓栓塞、神經(jīng)麻痹、脫位、股骨骨折等發(fā)生率都會上升，良好的手術步驟規(guī)范可以獲得更長久的手術成功[4]。

對于髖臼側的翻修重建，作者認為最重要的就是如何獲得最大限度的穩(wěn)定性，可靠的穩(wěn)定性是降低髖關節(jié)翻修術后并發(fā)癥產(chǎn)生概率十分關鍵的因素，也是對復雜髖關節(jié)翻修術效果評價的重要指標。如何獲得最大限度的穩(wěn)定性，這與髖臼側的翻修重建直接相關的，髖臼杯的初始穩(wěn)定性主要是依靠髖臼周圍皮質(zhì)骨的支撐性，以及髖臼內(nèi)的松質(zhì)骨形成的穩(wěn)定骨質(zhì)結構。術前，作者對患者右側的髖臼骨結合3D打印技術進行了術前造模，發(fā)現(xiàn)髖臼環(huán)皮質(zhì)骨多發(fā)破壞不完整，髖臼內(nèi)松質(zhì)骨缺損，形成無效腔，這就意味著髖臼杯固定缺乏可靠支撐，因此無法獲得最大限度的初始穩(wěn)定性，并且在術中探查發(fā)現(xiàn)，該例患者骨盆形態(tài)不規(guī)則，髖臼環(huán)多發(fā)骨質(zhì)破壞，骨溶解，屬于 Paprosky ⅢA型髖臼骨缺損，基于術前規(guī)劃分析，遂采取松質(zhì)骨髖臼底植骨加骨水泥型臼杯固定聯(lián)合的方案，在暴露髖臼后，清理髖臼周圍肉芽組織，生理鹽水沖洗，進行髖臼底植骨，用髖臼銼磨銼到52 mm直徑時，取52 mm直徑骨水泥髖臼連同骨水泥植入髖臼內(nèi)，將臼杯固定牢固。在復雜的髖關節(jié)翻修手術中，骨缺損常常是復雜的，尤其是髖臼側，采用定制假體難以精確匹配[5]，對于一些重度骨缺損病例，普通假體無論怎么調(diào)整都不可能達到一個可靠的匹配度和穩(wěn)定性。因此，少數(shù)情況下，骨缺損非常大時，采取3D打印定制假體是唯一的辦法[6]。

股骨柄假體的選擇往往與股骨側骨缺損的程度有關，而假體的長度取決于股骨側骨缺損的范圍和部位[7]，骨水泥型假體柄是最早應用于股骨側翻修的假體，但是有文獻報道因為初次全髖關節(jié)置換術導致股骨髓腔擴大、骨質(zhì)缺損等因素，翻修時可導致骨水泥型假體柄不能與股骨髓腔實現(xiàn)有效填充，其遠期假體松動率較高，而且一旦再次翻修會造成更多骨量的丟失，加大了手術難度[8]。牢固固定的骨水泥假體柄取出較困難，目前主要通過股骨開窗或大轉子延長截骨的方式去除骨水泥[9]，術中作者在切開后關節(jié)囊，將股骨近端開槽，清理股骨近端骨水泥，取出股骨柄連同股骨頭，置入非骨水泥型長柄股骨假體，并用5道鋼絲捆扎固定股骨近端，增加穩(wěn)定性。有學者認為，在髖關節(jié)翻修術中采用非骨水泥型假體優(yōu)于骨水泥型假體，并可使將來的再翻修手術容易些，然而非骨水泥柄在復雜髖關節(jié)翻修術中應用的遠期療效仍缺乏有效的證明。

局限性：(1)術前。第一，前2種方案存在高額的手術費用，這對患者來說是一種巨大的經(jīng)濟負擔；第二，采取松質(zhì)骨髖臼底植骨加骨水泥型臼杯固定聯(lián)合的方案，如若植骨區(qū)域由于各種原因導致骨生長緩慢或不生長，以及骨溶解的進展，翻修后骨水泥塑形固定的髖關節(jié)的穩(wěn)定性將面臨挑戰(zhàn)。(2)圍手術期方面。在行C方案的條件下，患者在完成手術后，由于髖臼底的植骨修復重建需要較長的時間來提供可靠的穩(wěn)定性，一方面患者需長期臥床避免負重，同時應用促進骨組織修復與抗骨質(zhì)疏松的藥物；另一方面術后可能會產(chǎn)生一系列的并發(fā)癥，從而影響患者的術后康復。(3)術后康復鍛煉管理方面。無論是中醫(yī)治療還是西醫(yī)治療，一方面既要進行術后的常規(guī)護理，例如抗凝、預防感染等；另一方面還要首先考慮患者自身的強直性脊柱炎造成的骨侵蝕破壞。另外，無論是初次置換還是翻修手術，都不可避免地會造成骨質(zhì)的丟失與破壞，因此需要積極采用抗骨質(zhì)疏松藥物，目的就是加強髖臼底部與周圍骨質(zhì)生長，防止因撞擊、股骨假體與骨水泥臼長期摩擦等因素再次造成髖關節(jié)不穩(wěn)定，從而引發(fā)疼痛。與此同時，骨水泥臼存在一定的使用年限，仍有較大可能面臨再次翻修的情況，如果再次進行翻修情況會更加復雜，屆時手術難度無疑會再次加大。

綜上所述，該病例的手術指征為全髖假體無菌性松動，伴巨大骨缺損、骨溶解，以及髖臼假體、連同股骨柄假體內(nèi)陷，對于此類復雜的全髖關節(jié)假體翻修，術中探查和并發(fā)癥都可能會影響手術，所以，進行術前預測與合理規(guī)劃是十分必要的，應用3D打印技術進行合理的術前分析規(guī)劃，利用模型進行手術預演，縮短術中操作時間。此外，人工關節(jié)置換術后翻修患者的實際情況各異，這種個體化的差異也是不容忽視的，而3D打印輔助技術能具有很強的針對性，能夠對患者進行個體化的精準評估，從而能夠幫助實現(xiàn)高效的個體化治療?，F(xiàn)今國內(nèi)髖關節(jié)翻修的患者逐年增加，對假體數(shù)量的需求及安全需求也相應增加[10]，打印材料必將面臨從簡單的基礎材料時代逐步過渡到具有特定生物活性和功能的生物打印材料時代[11]。與此同時，翻修術后并發(fā)癥管理也十分重要，假體松動是全髖關節(jié)成形術后最常見的并發(fā)癥之一，行翻修手術的患者也存在假體松動脫位的問題，這一直是臨床醫(yī)生所面臨的巨大挑戰(zhàn)，同時又給患者身心帶來極大的痛苦[12]，而更重要的一點就是骨質(zhì)疏松的預防與治療，這些都將會影響全髖假體翻修術后的遠期治療效果、術后康復等。

本院骨傷科開展全髖關節(jié)置換術后翻修術取得了一定臨床療效，但中遠期效果尚在進一步隨訪、研究中。