骨肉瘤切除患者 3D 打印假體置換保留自體關(guān)節(jié)重建患肢功能八例報告

陳國景 李明輝 肖鑫 魯亞杰 王鳳偉 王臻 姬傳磊 李靖

肢體關(guān)節(jié)周圍骨肉瘤切除后，保留自體關(guān)節(jié)可以使患者保留正常的關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，從而使患者獲得具有更好地本體感覺的關(guān)節(jié)功能并可持久使用[1]。臨床上對于腫瘤未侵犯骨骺的患者有保留自體關(guān)節(jié)的適應(yīng)證，但保留自體關(guān)節(jié)面的保肢重建是目前臨床面臨的難點，尤其是 <1 cm 超薄厚度的關(guān)節(jié)面保留更具有難度。

以往保留關(guān)節(jié)的腫瘤切除后骨缺損重建以異體骨、腫瘤滅活骨及機械加工假體為主，但以上方法均存在一定缺陷[2-3]。異體骨來源有限，且存在異體骨不愈合并發(fā)癥[4]。腫瘤滅活骨存在腫瘤復(fù)發(fā)的風(fēng)險[5]。機械加工假體生物性能較差，常伴有感染、假體松動等并發(fā)癥[6]。3D 打印個體化設(shè)計假體已在臨床上得到廣泛應(yīng)用，與傳統(tǒng)機加工相比，3D 打印可以做到個體化設(shè)計，與骨缺損達成更好地匹配[7]。但保留的超薄厚度關(guān)節(jié)面與 3D 打印假體界面無法實施牢固的固定，所以假體與骨界面的整合能否為保留關(guān)節(jié)提供足夠的穩(wěn)定性有待臨床進一步觀察評估。

本研究通過對 8 例 3D 打印假體修復(fù)重建保留自體關(guān)節(jié)病例的臨床資料做回顧性分析，目的在于探討：(1) 保留自體關(guān)節(jié)的有效手術(shù)方案；(2) 評估 3D 打印假體修復(fù)重建保留自體關(guān)節(jié)的臨床療效；(3) 隨訪評估超薄厚度關(guān)節(jié)面保留的功能優(yōu)勢。

資料與方法

一、納入標準與排除標準

1.納入標準：(1) 病理學(xué)診斷為骨肉瘤者；(2)具備保肢條件，無手術(shù)禁忌者；(3) 干骺端腫瘤未突破骺板者；(4) 自愿接受 3D 打印假體植入并簽署知情同意書者。

2.排除標準：遠處轉(zhuǎn)移或腫瘤不可切除者；(2)心肺功能不全或其它系統(tǒng)重大疾病者；(3) 干骺端腫瘤突破骺板無保留自體關(guān)節(jié)面適應(yīng)證者；(4) 患精神或神經(jīng)系統(tǒng)疾病，無法配合治療者。

本研究經(jīng)西京醫(yī)院倫理學(xué)委員會批準，于術(shù)前簽署知情同意書。

本研究共納入 8 例，男 2 例，女 6 例，年齡6～30 歲，平均 11.8 歲。病理學(xué)結(jié)果均為骨肉瘤，外科分期均為 Enneking ⅡB 期。腫瘤部位脛骨近端4 例，股骨遠端 2 例，脛骨遠端 2 例。其中 1 例脛骨遠端患者，外院按良性腫瘤給予行刮除植骨內(nèi)固定術(shù)，術(shù)后病理診斷為骨肉瘤。所有患者術(shù)前均行新輔助化療，均無遠隔轉(zhuǎn)移 (表 1)。

二、3D 打印假體的設(shè)計制備

術(shù)前對患肢行 0.625 mm 的薄層 CT 掃描，獲得DICOM 格式圖像數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入 minics17.0 軟件(Materialise 公司，比利時) 中進行三維重建，距腫瘤安全邊界：近關(guān)節(jié)端至少 >1 cm、遠離關(guān)節(jié)端至少 >2 cm 設(shè)計截骨平面，并結(jié)合患者個體的骨性解剖特征，設(shè)計手術(shù)截骨導(dǎo)板以便于術(shù)中進行精確截骨。假體打印材料為鈦合金 (Ti6Al4V)，采用多孔結(jié)構(gòu)，孔隙率 55%～65%，孔經(jīng)為 600～800 μm。保留關(guān)節(jié)厚度若 >1 cm，假體兩端可設(shè)計一體化的接骨板以固定。保留的關(guān)節(jié)厚度若 <1 cm，假體和關(guān)節(jié)接觸面固定設(shè)計 2 枚埋頭螺釘固定，釘頭朝向關(guān)節(jié)非負重區(qū)域，假體周邊設(shè)計小孔用于和保留關(guān)節(jié)周圍軟組織縫合固定 (圖 1a、b)，假體與骨接觸面均為多孔設(shè)計以利于骨長入。同時假體的設(shè)計融入拓撲結(jié)構(gòu)優(yōu)化的理念，對假體力學(xué)需求較高的部分進行拓撲力學(xué)增強 (圖 1b、c)，其它部分則設(shè)計為多孔網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)以促進假體與周圍組織的整合 (圖 1d)。對于體重大、骨缺損長度 >20 cm 者，假體主體部分采用機加工制作，僅骨接觸面采用 3D 打印多孔設(shè)計。脛骨遠端假體接觸端按照保留關(guān)節(jié)面的解剖特點設(shè)計數(shù)個小錐狀結(jié)構(gòu)，用以插入保留的骨質(zhì)內(nèi)形成即刻的穩(wěn)定。假體加工制作使用激光熔融技術(shù)(selective laser melting technology，SLM) 在西安鉑力特激光成形技術(shù)有限公司完成。在臨床應(yīng)用之前，需對假體進行熱處理，除粉，清洗及消毒滅菌。

表1 8 例采用 3D 打印假體修復(fù)重建保留自體關(guān)節(jié)面的骨肉瘤患者的臨床資料及隨訪Tab.1 Clinical data and follow-up results of 8 patients with osteosarcoma who were repaired with 3D printed prosthesis with preserved autogenous articular surface

圖1 3D 打印假體的設(shè)計 a：minics 軟件系統(tǒng)內(nèi)設(shè)計假體過程；b：對假體力學(xué)需求較高的部分進行拓撲力學(xué)增強 (紅色區(qū)域)，假體關(guān)節(jié)端周邊設(shè)計和關(guān)節(jié)周圍軟組織的縫合的小孔；c：設(shè)計假體和自體關(guān)節(jié)面固定的埋頭螺釘孔 (黑色箭頭標記)；d：設(shè)計完成的模型Fig.1 Design of 3D-printed prosthesis a: The process of design by minics software system;b:Topologically enhanced parts of the prosthesis with high mechanical demands (red area).Peripheral design of the prosthetic joint end and suture holes in the soft tissue around the joint;c: Design the countersunk screw holes for prosthesis and autogenous articular surface fixation (marked by black arrows);d: The finished model

三、手術(shù)方法

手術(shù)在全身麻醉下完成，主要分為腫瘤切除和假體安裝兩個關(guān)鍵步驟。

按照腫瘤切除原則充分顯露腫瘤后，利用術(shù)前設(shè)計的 3D 打印截骨導(dǎo)板進行定位并截骨，完整切除腫瘤。

假體安裝于骨缺損部位，對于脛骨近端關(guān)節(jié)面保留 <1 cm 者，假體與關(guān)節(jié)面通過 2 枚螺釘固定。脛骨遠端關(guān)節(jié)面保留 <1 cm 者，假體與關(guān)節(jié)面通過假體的錐狀結(jié)構(gòu)或特殊設(shè)計的螺釘方向固定維持接觸面穩(wěn)定。關(guān)節(jié)面保留 >1 cm 者利用假體兩端一體化設(shè)計的接骨板進行固定。如有需要可適當增加接骨板進行增強固定。1 例脛骨遠端體部為機加工的假體近端和脛骨采用髓內(nèi)骨水泥固定。關(guān)節(jié)囊周圍的軟組織和假體設(shè)計的孔縫合在一起，以利于軟組織和假體粘連，增強關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性。

四、術(shù)后處理

術(shù)后應(yīng)用抗生素 1 周，給予石膏或支具固定6 周，術(shù)后 2 個月逐漸康復(fù)鍛煉關(guān)節(jié)功能，并根據(jù)關(guān)節(jié)穩(wěn)定性逐漸負重訓(xùn)練，關(guān)節(jié)穩(wěn)定性不佳者暫借助支具保護訓(xùn)練。

五、隨訪及療效評價

術(shù)后 3 年內(nèi)每 3 個月隨訪 1 次，3 年后每半年隨訪 1 次。隨訪時通過觀察和測量 X 線片上假體與宿主骨間隙骨組織長入的情況以及假體周圍新生骨痂遷移的情況來定性和定量評估假體骨整合程度。利用國際骨骼肌肉腫瘤保肢 (MSTS) 功能評分系統(tǒng)對肢體的功能狀態(tài)進行評估[8]。包括疼痛、整體功能、情感上的接受程度、支持能力、行走能力、步態(tài) 6 個方面，結(jié)果以百分比表示。同時行胸部 CT 檢查，觀察腫瘤有無轉(zhuǎn)移等情況。

結(jié)果

一、手術(shù)情況

所有患者均按術(shù)前計劃完成手術(shù)，手術(shù)時間：80～140 min，平均 110 min，失血量：100～300 ml，平均 220 ml，腫瘤切除后骨缺損長度：7.2～22.0 cm，平均 16.5 cm，保留關(guān)節(jié)面厚度：0.75～2.50 cm，平均 1.37 cm，手術(shù)順利，未出現(xiàn)嚴重圍術(shù)期并發(fā)癥。

二、腫瘤學(xué)結(jié)果及重建效果

術(shù)后隨訪 36～60 個月，平均 43.5 個月。所有患者均按骨肉瘤標準治療方案完成新輔助及輔助化療。至末次隨訪，7 例存活且無腫瘤局部復(fù)發(fā)及遠隔轉(zhuǎn)移；1 例隨訪 36 個月出現(xiàn)肺轉(zhuǎn)移。末次隨訪影像學(xué)檢查顯示 7 例的假體均未出現(xiàn)松動及斷裂，尤其重要的是假體與保留關(guān)節(jié)接觸面形成緊密的界面骨整合。隨著隨訪時間的延長，術(shù)后假體與骨界面存在的間隙逐漸有新骨組織長入，并向假體邊緣延伸包裹假體，形成“焊接式”整合。1 例 9 歲患兒，體重 65 kg，在隨訪 49 個月時發(fā)生假體應(yīng)力集中部位斷裂 (圖 2～4)。

典型病例

例 1 男性，9 歲，因右小腿疼痛 5 個月就診當?shù)蒯t(yī)院，影像學(xué)檢查提示右脛骨上段骨質(zhì)破壞，行活檢后病理確診為骨肉瘤，予術(shù)前新輔助化療4 次，影像學(xué)評估化療效果顯示腫瘤較化療前縮小，邊界變清晰，更重要的信息是腫瘤未突破脛骨近端的骨骺板，可施行保留脛骨平臺自體關(guān)節(jié)面手術(shù)，制訂手術(shù)計劃為：瘤段切除、保留自體關(guān)節(jié)、3D 打印假體重建修復(fù)骨缺損。掃描 CT 采集數(shù)據(jù)行3D 打印假體設(shè)計，假體定制完成后施行手術(shù)。術(shù)中瘤段近端在骺板上安全界限截骨，保留脛骨平臺關(guān)節(jié)面 0.8 cm 的厚度，完整切除瘤段后安裝定制的3D 打印假體，按假體設(shè)計的固定通道將假體與自體骨固定，將關(guān)節(jié)囊周圍軟組織和假體近端縫合。術(shù)后膝關(guān)節(jié)伸直位支具固定 6 周，開始被動非負重狀態(tài)下鍛煉膝關(guān)節(jié)屈伸功能，術(shù)后 2 個月開始扶拐部分負重鍛煉，初始負重鍛煉時膝關(guān)節(jié)乏力，行走不穩(wěn)，通過鍛煉恢復(fù)肌力后關(guān)節(jié)功能逐漸改善，術(shù)后12 個月 MSTS 評分 94.79%。隨訪 49 個月時發(fā)生假體應(yīng)力集中部位斷裂 (圖 2)。

例 2 女性，30 歲，因右小腿下段疼痛 1 個月就診當?shù)蒯t(yī)院，X 線檢查提示右脛骨下段骨質(zhì)密度不均勻增高，病灶邊緣模糊，當?shù)蒯t(yī)院以良性腫瘤給予行病灶刮除植骨內(nèi)固定術(shù)，術(shù)后病理證實為骨肉瘤，按骨肉瘤治療方案予新輔助化療 4 次，影像學(xué)評估顯示腫瘤范圍未進一步擴大，局限在骨內(nèi)原手術(shù)區(qū)域內(nèi)，原內(nèi)固定鋼板以遠未受到腫瘤侵犯，擬施行瘤段切除、保留脛骨遠端關(guān)節(jié)面、假體重建修復(fù)骨缺損。假體主體部分機加工制作以增加強度，遠端設(shè)計為多錐狀 3D 打印多孔結(jié)構(gòu)，近端髓內(nèi)固定。瘤段完整切除后保留脛骨遠端關(guān)節(jié)面 1.0 cm，按設(shè)計要求安裝假體，術(shù)后踝關(guān)節(jié)功能位支具固定6 周，開始被動非負重狀態(tài)下鍛煉踝關(guān)節(jié)功能，術(shù)后 2 個月開始扶拐部分負重鍛煉，關(guān)節(jié)功能逐漸改善，術(shù)后 6 個月 MSTS 評分 92.75%。隨訪 37 個月假體遠端 3D 打印界面與自體骨界面形成緊密骨整合，假體狀態(tài)完好，未見腫瘤復(fù)發(fā)轉(zhuǎn)移 (圖 3)。

例 3 女性，9 歲，因左小腿遠端疼痛 3 個月就診我院，影像學(xué)檢查提示左脛骨下段骨質(zhì)破壞，行活檢后病理確診為骨肉瘤，予術(shù)前新輔助化療4 次，影像學(xué)評估化療效果顯示腫瘤邊界較化療前變清晰，腫瘤侵犯范圍未突破脛骨遠端的骨骺板，可施行保留脛骨遠端自體關(guān)節(jié)面手術(shù)，制訂手術(shù)計劃為：瘤段切除、保留自體關(guān)節(jié)、3D 打印假體重建修復(fù)骨缺損。掃描 CT 采集數(shù)據(jù)行 3D 打印假體設(shè)計，假體定制完成后施行手術(shù)。術(shù)中瘤段遠端在骺板上安全界限截骨，保留脛骨遠端關(guān)節(jié)面 1.0 cm 的厚度，完整切除瘤段后安裝定制的 3D 打印假體，按假體設(shè)計的固定通道將假體與自體骨固定。術(shù)后踝關(guān)節(jié)功能位支具固定 6 周，開始被動非負重狀態(tài)下鍛煉踝關(guān)節(jié)功能，術(shù)后 2 個月開始扶拐部分負重鍛煉，關(guān)節(jié)功能逐漸改善，術(shù)后 6 個月 MSTS 評分92.45%。隨訪 36 個月假體遠端 3D 打印界面與自體骨界面形成緊密骨整合，假體狀態(tài)完好，未見腫瘤復(fù)發(fā)，但胸部 CT 提示肺部遠隔轉(zhuǎn)移 (圖 4)。

三、臨床功能評價

圖2 a：術(shù)前 X 線示脛骨中上段骨質(zhì)破壞，腫瘤未突破骺板；b、c：腫瘤切除后 3D 打印術(shù)后 3 個月正側(cè)位 X 線片，保留關(guān)節(jié)面厚度0.80 cm (白色箭頭所示)；d：術(shù)后 49 個月，保留的關(guān)節(jié)面生長發(fā)育，較術(shù)后 3 個月所示關(guān)節(jié)面增厚增大，但假體遠端應(yīng)力集中部位發(fā)生斷裂 (黑色箭頭所示)；e：側(cè)位顯示保留關(guān)節(jié)面向假體邊緣延伸生長并包裹假體；f：術(shù)后功能隨訪，可完成騎行運動Fig.2 a: Preoperative X-ray showed bone destruction in the middle and upper part of the tibia,and the tumor did not break through the epiphyseal plate;b -c: Anteroposterior and lateral X-ray films 3 months after tumor resection and reconstruction with 3D printed prosthesis,0.80 cm thickness of the preserved articular surface (indicated by the white arrow);d: At 49 months after operation,the retained articular surface grew and developed,and the thickness of the articular surface was larger than that shown at 3 months after operation;but the stress concentration part of the distal end of the prosthesis was broken (shown by the black arrow);e: Lateral view showed that the retained joint grew toward the edge of the prosthesis and wrapped around the prosthesis;f: Postoperative functional follow-up showed complete cycling exercise

圖3 a：術(shù)前 X 線顯示右脛骨遠端骨質(zhì)破壞；b：初次手術(shù)給予刮除植骨內(nèi)固定術(shù)，術(shù)后病理證實提示為骨肉瘤；c：以遠端保留關(guān)節(jié)面的解剖特征設(shè)計 3D 打印假體；d：術(shù)中腫瘤切除，假體體部為機加工，關(guān)節(jié)端為錐狀的多孔 3D 打印結(jié)構(gòu)；e：術(shù)中假體安裝完成；f、g：術(shù)后 37 個月，假體遠端的 3D 打印結(jié)構(gòu)與自體關(guān)節(jié)面形成緊密的結(jié)合；h：病理 (HE × 10)；i：術(shù)后功能隨訪，負重爬樓梯無障礙圖4 a：術(shù)前 X 線顯示左脛骨遠端骨質(zhì)破壞伴周圍骨膜反應(yīng)；b：術(shù)中瘤段切除，保留遠端自體關(guān)節(jié)面；c：術(shù)中 3D 打印假體安裝完成；d：術(shù)后隨訪 36 個月，假體遠近端骨接觸面與自體骨均形成緊密骨結(jié)合Fig.3 a: Preoperative X-ray showed bone destruction of distal right tibia;b: Curettage and internal fixation with bone grafting for benign tumors in other hospitals.The post-pathology suggested osteosarcoma;c: The 3D printed prosthesis was designed with the anatomical features of the distal articular surface preserved;d: The tumor was resected during the operation,the prosthesis body was machined,and the joint end was a porous 3D printed structure;e: The prosthesis installation was completed during the operation;f -g: 37 months after the operation,the 3D printed structure of the distal end of the prosthesis formed a tight integration with the autogenous articular surface;h: Microscopic pathology,HE staining,× 10;i: Postoperative functional follow-up showed weight-bearing stair climbing without obstaclesFig.4 a: Preoperative X-ray showed bone destruction in the left distal tibia with periosteal reaction;b: Resection of the tumor segment during the operation,and the distal autogenous articular surface was preserved;c: The installation of the 3D printed prosthesis in middle was completed;d: After 36 months of follow-up,the bone contact surface of the distal and proximal ends of the prosthesis and the autogenous bone had formed tight osseointegration

術(shù)后 2 個月扶拐部分負重，保留關(guān)節(jié)面厚度 <1 cm 者，初始負重時出現(xiàn)關(guān)節(jié)不穩(wěn)，無法支撐行走，需支具保護，通過鍛煉患肢肌力及關(guān)節(jié)功能，隨著術(shù)后時間的延長，關(guān)節(jié)穩(wěn)定性逐漸增強。至末次隨訪時間，除 1 例成年患者手術(shù)肢體未出現(xiàn)短縮外，其余 7 例均出現(xiàn)不同程度肢體短縮 0～3 cm，平均1.56 cm?；颊呤中g(shù)肢體 MSTS 功能評分為 91.81%～96.87%，平均 93.81%，所有患者評分均 >90.00%，能正?；顒?。在 MSTS 評分因素中，步態(tài)是扣分的主要因素，所有患者均有不同程度的跛行 (表 1)。

討論

Takeuchi 等[9]報道肢體惡性腫瘤切除后保留自體關(guān)節(jié)能夠給患者帶來諸多獲益，例如兒童患者保留的關(guān)節(jié)仍具備一定的生長能力，且關(guān)節(jié)功能優(yōu)于人工關(guān)節(jié)等，但需要確保腫瘤切除邊界安全。但保留自體關(guān)節(jié)的手術(shù)適應(yīng)證及有效的手術(shù)方案選擇仍然是目前臨床的難點，尤其是保留超薄厚度 (<1 cm)關(guān)節(jié)面厚度的重建方法及長期隨訪功能鮮有報道。

一、肢體惡性腫瘤切除保留自體關(guān)節(jié)手術(shù)方案選擇

在 3D 打印假體應(yīng)用于臨床之前，惡性腫瘤保肢大多采用傳統(tǒng)假體或模塊化的組配假體，這些假體設(shè)計之初是以成年患者的骨骼設(shè)計的，所以用在兒童保肢存在諸多臨床固有問題，具體表現(xiàn)有假體尺寸不匹配，形成應(yīng)力遮擋、假體周圍骨折及無菌性松動等并發(fā)癥[10-11]，甚至對年齡更小的兒童無法使用。若采取異體骨重建，由于異體骨捐獻者來自成人，也存在不匹配問題，需要修整以匹配兒童骨骼，這使得骨質(zhì)強度減弱，容易導(dǎo)致骨折，而且異體骨來源受限，存在排異反應(yīng)、骨不愈合等并發(fā)癥。3D 打印假體的開發(fā)應(yīng)用開辟了惡性骨腫瘤切除后保肢手術(shù)的創(chuàng)新領(lǐng)域[12-13]，其主要優(yōu)勢為：(1)基于患者影像學(xué)數(shù)據(jù)進行術(shù)前個性化設(shè)計，在解剖學(xué)上達到精準匹配；(2) 假體的表面設(shè)計多孔結(jié)構(gòu)，有利于組織長入，尤其是界面骨整合更具有優(yōu)勢；(3) 可以實現(xiàn)復(fù)雜解剖學(xué)結(jié)構(gòu)的重建[14]。這些優(yōu)勢有效地解決了兒童保肢修復(fù)重建的難題，克服了上述傳統(tǒng)保肢手術(shù)方法的缺陷，尤其在保留自體關(guān)節(jié)面的重建方面更具有優(yōu)勢，在 <1 cm 的超薄厚度關(guān)節(jié)面保留方面，由于 3D 打印假體優(yōu)越的界面骨整合能力，使得假體和保留關(guān)節(jié)面在短期內(nèi)即形成牢固的結(jié)合，提供初始穩(wěn)定性，代表了 3D 打印假體界面的生物學(xué)優(yōu)勢。本組有 5 例保留關(guān)節(jié)面 ≤1 cm，由于關(guān)節(jié)面無足夠厚度，無法和假體完成一體式牢固固定。本研究利用剩余關(guān)節(jié)面的解剖學(xué)特征，個體化設(shè)計出假體界面的特殊結(jié)構(gòu)，以有效和保留關(guān)節(jié)面完成臨時固定，后期通過骨整合形成牢固結(jié)合，這也體現(xiàn)了 3D 打印個體化定制的優(yōu)勢。

二、3D 打印假體修復(fù)重建保留自體關(guān)節(jié)的臨床效果

保留自體關(guān)節(jié)面的修復(fù)重建早期使用大段異體骨重建的方式較多，但前提是需要保留關(guān)節(jié)面有足夠厚度，以便于采用內(nèi)固定將保留關(guān)節(jié)面和異體骨段牢固固定，即使如此，由于異體骨和自體骨不愈合，導(dǎo)致遠期內(nèi)固定斷裂的發(fā)生率較高。近年來本研究中心采用腓骨瓣復(fù)合異體骨的方式修復(fù)重建保留自體關(guān)節(jié)面，取得了良好的臨床效果[15-16]，但對于兒童的超薄關(guān)節(jié)面保留，此種方式仍然受到限制。首先，關(guān)節(jié)面保留 <1 cm，無法和異體骨行有效固定，腓骨瓣也沒有空間插入保留的關(guān)節(jié)面內(nèi)，使得腓骨瓣無法和保留關(guān)節(jié)面快速建立血運，而固定不穩(wěn)定會導(dǎo)致異體骨和自體骨難以形成有效愈合；其次，兒童腓骨較細，利用腓骨進行重建其骨量有限，而且血管顯微吻合難度大，術(shù)后腓骨血供難以保障，另一方面，腓骨缺如對兒童下肢骨骼發(fā)育具有不良的影響，易導(dǎo)致下肢部分功能受限。3D打印金屬假體具有良好的解剖學(xué)匹配度，可精確重建并恢復(fù)肢體功能，早中期隨訪患者滿意度較高，在骨關(guān)節(jié)重建領(lǐng)域取得了良好的應(yīng)用[17]。牛曉穎等[18]報道了 3D 打印定制化假體應(yīng)用于 10 例青少年股骨原發(fā)惡性骨腫瘤的修復(fù)重建，通過假體的優(yōu)化設(shè)計及精確截骨保留了股骨遠端骨骺及關(guān)節(jié)面。然而對于僅殘留超薄關(guān)節(jié)面的骨缺損重建，仍然存在巨大挑戰(zhàn)[19]。

本組 8 例均采用個體化設(shè)計的 3D 打印假體修復(fù)重建保留自體關(guān)節(jié)面，由于假體界面優(yōu)越的骨整合能力以及特殊的個體化結(jié)構(gòu)設(shè)計，使得關(guān)節(jié)面短期內(nèi)和假體形成緊密牢固的結(jié)合，術(shù)后 2 個月即可負重鍛煉，而且隨著時間延長，保留關(guān)節(jié)面向假體界面周圍生長延伸，將原本有縫隙的空間覆蓋包裹，形成更加牢固的結(jié)合，再因其多孔結(jié)構(gòu)提供良好的關(guān)節(jié)周圍軟組織黏附的能力，從而提供優(yōu)越的關(guān)節(jié)穩(wěn)定性。所有病例術(shù)后平均隨訪 43.5 個月，MSTS 評分平均達到 93.81%，提示 3D 打印假體修復(fù)重建保留自體關(guān)節(jié)的臨床效果滿意。

三、本研究 3D 打印假體的不足及經(jīng)驗總結(jié)

盡管本研究的 3D 打印假體經(jīng)過拓撲優(yōu)化設(shè)計，對假體力學(xué)需求較高的部分進行拓撲力學(xué)增強，但依然有 1 例骨缺損超過 20 cm 的患者，術(shù)后49 個月隨訪后發(fā)現(xiàn)假體應(yīng)力集中部位斷裂，提示本研究的假體在設(shè)計和制備上還需要進一步改進。而目前臨床 3D 打印假體的制造和質(zhì)量規(guī)范尚沒有統(tǒng)一標準，制造裝備的創(chuàng)新和突破仍需要臨床驗證，尤其是超長節(jié)段假體長期服役后的疲勞強度應(yīng)重點考慮在設(shè)計和制造過程中，而這些問題需要大量臨床試驗提供數(shù)據(jù)支持。盡管本研究的初步結(jié)果顯示 3D打印假體修復(fù)重建保留自體關(guān)節(jié)面效果滿意，尤其是超薄厚度關(guān)節(jié)面的保留上顯示了其優(yōu)越性，但仍需要更多患者和更長隨訪時間的進一步研究來證實其有效性。