（武汉科技大学附属普仁医院 骨科，湖北 武汉 430081）

胫骨远端骨折是临床常见的高能量伤骨折，其发生率占下肢骨折的5%，发生机制主要是由轴向暴力和极度背屈所致。这一类型骨折损伤干骺端及关节面，影响下肢负重轴线及稳定性。胫腓骨远端骨折治疗主要包括：切开复位内固定、闭合复位内固定、跟骨牵引及闭合复位石膏托固定等。治疗胫腓骨远端时难点包括骨折的复位固定、修复关节面的平整及恢复踝关节功能等[1]。随着3D打印技术的快速发展，这一技术在骨科领域解决了许多难题。3D打印在骨科应用中可以为术者提供更立体、直观的帮助，有利于术前规划[2]。本研究利用3D打印结合微创钢板内固定技术进行术前规划和术中实施，取得了较好的临床疗效。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2017年1月—2017年10月于武汉科技大学附属普仁医院骨科确诊的闭合性胫骨远端骨折患者24例，患者均为外伤所致的胫骨远端闭合性骨折。入院后依随机数字表法将患者分为3D微创组和常规微创组，各12例。3D微创组利用3D打印技术打印出骨折实物模型进行术前设计及手术指导；常规微创组按传统微创手术方法进行治疗。3D微创组中男性9例，女性3例；年龄17～62岁，平均（38.5±8.9）岁；受伤至手术时间7～13 d，平均（9.75±2.0）d。常规微创组中男性10例，女性2例；年龄19～65岁，平均（39.7±9.1）岁；受伤至手术时间7～12 d，平均（9.67±1.6）d。患者术后均成功随访，随访时间6～12个月，平均9.6个月。纳入标准：①患者有明确外伤史；②胫腓骨下段正侧位X射线片明确诊断为胫骨远端骨折；③患者伤前双下肢活动正常；④能够获得完整随访资料；⑤患者及家属签署知情同意书。排除标准：①存在手术相对或绝对禁忌证不能耐受手术；②患者伤前双下肢活动异常；③无法获得完整随访资料；④陈旧性骨折或病理性骨折；⑤有影响疗效判定的合并症，如精神异常等；⑥踝关节骨折；⑦开放性骨折。患者均合并有腓骨下端骨折。

1.2 治疗方法

1.2.1 术前准备所有患者入院后急诊行CT检查、跟骨结节牵引制动，辅以消肿及镇痛药物。完善术前各项检查，＞50岁患者加做心脏彩超评定心脏功能。将3D微创组患者的胫骨远端骨折CT数据导入Mimics 17.0软件建立骨折3D数据模型，转换为立体光刻格式后输入3D打印机打印出1∶1骨折模型。术前规划、模拟术中复位，选择合适钢板，明确钢板位置及螺钉位置、长短，必要时依据骨折情况对钢板进行预塑形。术前模拟复位完成后取下钢板及螺钉，送消毒供应中心消毒备用。

1.2.2 手术方法患者手术均由同一手术医师完成。所有手术均在椎管内麻醉下进行，术中常规使用止血带。所有患者根据术前规划及模拟选择手术入路，结合患者具体情况选择切口，注意两切口位置间需间隔≥6 cm，以保护皮肤血供避免坏死。在术中避免过度牵拉皮肤。患者均先处理腓骨骨折，通过腓骨外侧切口，直视下进行骨折复位后，选用合适的接骨板进行骨折固定。3D微创组根据术前设计切口依次显露，依据术前规划的手术方案对骨折进行复位、固定，置入已塑形好的接骨板并按术前规划方案置入内固定螺钉固定骨折。常规微创组根据传统微创手术方案，依据骨折断端情况选择合适的接骨板及螺钉固定骨折。

1.2.3 术后处理术前0.5～1.0 h和术后24 h内应用头孢唑林（五水头孢唑林1 g，0.9%氯化钠溶液100 ml）预防感染，头孢唑林皮试阳性或有明确过敏史患者使用克林霉素。术后第1天查房指导患者行膝关节、足趾及踝关节的主动活动锻炼。术后第2天复查胫腓骨远端X射线片。所有患者骨折达到临床愈合标准后逐渐双拐保护下部分负重活动。

1.2.4 观察指标记录所有患者手术时间、术中出血量、骨折复位情况、术中透视次数及术后功能评价。通过术后复查X射线片或CT判定骨折愈合情况。采用Burwell-Charnley标准评价骨折复位情况；所有患者术后随访6～12个月，并采用美国足与踝关节协会（ankle-hindfoot scale, AOFAS）踝与后足功能评分评价踝关节功能恢复程度[3]。

1.3 仪器与材料

JX-6000型数字X射线摄影系统购自美国GE公司，Sensation-16排螺旋CT购自德国西门子公司，FDM 400mc快速成型机购自美国Stratasys公司，术中所用内固定材料由天津正天医疗器械有限公司生产。数据以医学数字成像及通信格式输出，经Mimics 17.0软件将数据转换为立体光刻格式，导入3D快速成型机，打印骨折1∶1模型。

1.4 统计学方法

数据分析采用SPSS 18.0统计软件。计量资料以均数±标准差（±s）表示，比较用t检验；计数资料以率（%）表示，比较用Fisher确切概率法，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组骨折复位比较

3D微创组骨折复位情况：优11例，一般1例；常规微创组骨折复位情况：优9例，一般2例，差1例。3D微创组优良率为100%，常规微创组优良率为91.7%，经Fisher确切概率法，差异无统计学意义（P=0.312）。

2.2 两组胫骨远端骨折的临床指标比较

两组手术时间、术中出血量和术中透视次数比较，差异有统计学意义（P＜0.05），3D微创组均少于常规微创组。两组术后踝关节AOFAS评分比较，经t检验，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

表1 两组胫骨远端骨折临床指标比较 （n =12，±s）

表1 两组胫骨远端骨折临床指标比较 （n =12，±s）

术后踝关节AOFAS评分3D 微创组 79.0±6.0 88.0±13.4 2.9±0.9 94.8±3.7常规微创组 93.0±9.2 123.3±21.0 4.8±0.9 95.5±3.5 t值 19.442 26.979 21.618 0.323 P值 0.000 0.000 0.000 0.576组别 手术时间/min术中出血量/ml术中透视/次

2.3 影像学联合3D重建

患者因车祸伤致右小腿疼痛、活动受限2 h入院，门诊X射线片提示右胫腓骨下端粉碎性骨折，入院后暂行石膏固定，CT扫描后行跟骨牵引制动。应用Mimics软件建立骨折3D模型，根据骨折的具体情况对骨折进行模拟复位，并选用恰当的内固定钢板模拟手术。见图1、2。

2.4 术中手术切口

在手术过程中发现，在胫骨远端骨折伴有骨折缩短移位时，在复位时应先行腓骨骨折复位固定，恢复小腿力线及长度后再行胫骨骨折复位固定。见图3。

图1 影像学联合3D重建图

图2 3D模型打印图

图3 术后右小腿手术切口

2.5 术后复查的X射线片

视软组织肿胀条件，在术前规划及模拟手术后择期行骨折内固定手术治疗。在术中选取术前确定好的钢板螺钉进行骨折复位固定，术后行胫腓骨远端正侧位X射线检查。见图4。

图4 术后复查的X射线片

3 讨论

胫骨远端粉碎性骨折多发生于高能量损伤，胫骨远端骨折不仅骨质发生明显的破坏，周围软组织亦容易产生严重的损伤，再加上此部位软组织薄弱，本身血供不佳，皮肤坏死、感染及关节功能受限等并发症发生率高[4]。

胫骨远端骨折，目前主流观点主张待局部软组织条件允许后择期手术治疗，术中避免过度牵拉皮肤而导致术后发生皮肤坏死，伤口感染等不良事件的发生。手术治疗的目的是恢复胫腓骨力线及长度，并加以坚强的内固定，为后期功能锻炼提供解剖基础，尽可能减少或者避免创伤性骨关节炎、关节僵硬的发生[5]。

目前对胫骨远端骨折的治疗趋向于经皮微创钢板接骨术[6-7]，这一手术方式因为术中不需要暴露骨折端从而最大限度地保护骨折端的血运，同时减少了对骨折处周围软组织的损伤，缩短了骨折愈合时间，减少了并发症的发生[8]。

胫骨远端骨折的复杂性及局部软组织条件的重要性，决定了其手术治疗的难度及复杂程度，这就使得更多的骨科医师越来越重视术前规划。这样的需求，促进了3D打印技术在医学方面，尤其是在骨科的应用[9]。随着3D打印技术及材料学的不断发展，现有的3D打印机可以通过计算机模拟后的数据打印出任何想要的实体模型，3D打印为解决胫腓骨远端骨折治疗中的难题提供了新思路[10-11]。

本研究打印出1∶1骨折模型，将骨折部位完整、立体地呈现在术者眼前，加深了对骨折的直观认识，便于术者在术前合理规划及模拟复位，确定术中所使用钢板，从而制定个性化的手术方案，实现精准医疗。使用3D打印骨折模型，术前模拟复位及规划手术步骤，缩短了手术时间，减少了术中出血量及术中透视次数，更好地保护骨折局部软组织，降低了术后并发症等不良事件的发生率[12]。

3D打印模型与经皮微创钢板接骨术的联合运用，为胫腓骨远端骨折提供更好的解决思路。3D打印模型可在术前将骨折复位顺序、内固定选择、螺钉位置及长度等确定好，缩短术中操作时间，利于骨折愈合[13]。手术中应用经皮微创钢板接骨术，进一步保护了骨折端血供，同时经皮微创钢板接骨术的弹性固定，使得骨折块间存在一定程度的微动，更加刺激了骨痂的生成和骨折端愈合[14]。

利用3D打印模型术前模拟复位，确定术中复位顺序、骨折内固定钢板型号、螺钉固定位置及长度等，减少术中多余动作，且复位过程中更容易使骨折达到解剖复位的要求[15]；术中运用经皮微创钢板接骨术，保护了骨折端血供和局部软组织，最大可能地保护了骨折愈合条件。通过3D微创组与常规微创组结果对比可以发现，两组手术时间、术中出血量、术中透视次数比较有差异。术后踝关节AOFAS评分显示两种手术方式均有较好的疗效。这些结果表明，3D打印模型与经皮微创钢板接骨术的联合运用可以缩短手术时间，保护局部软组织，降低不良事件的发生率。

本研究将3D打印与微创钢板内固定技术充分结合，术前利用3D打印模型向患者及家属详细讲解损伤情况及术中细节，使其充分了解治疗方案的风险所在，也利于医患沟通和医患之间信任的建立。术中最大可能保护软组织及骨折端血供，缩短了手术时间，减少术中出血量及术中透视次数，在不影响术后功能康复的前提下缩短了骨折愈合时间。同时，术中透视次数的减少，不仅避免了患者过多接触射线的伤害，也保护了手术相关医务工作者。

综上所述，利用3D打印模型做好术前规划，进而提供个性化手术方案；同时术中利用经皮微创钢板接骨术保护了局部软组织，降低了手术时间和术中出血量，同时减少术中透视次数，患者术后随访骨折愈合良好。这一治疗方案为治疗胫骨远端骨折提供了新的思路。