脛骨骨折個(gè)體化有限接觸動態(tài)加壓鋼板定制與臨床應(yīng)用

脛骨骨折個(gè)體化有限接觸動態(tài)加壓鋼板定制與臨床應(yīng)用

脛骨腓骨骨折是一種常見的傷口骨科疾病。隨著治療理念從ao到boco的變化，固定在內(nèi)部的工具也會發(fā)生變化。例如，脛骨內(nèi)釘?shù)牟迦?、解剖鋼板、有限接觸壓板、鎖定壓板等，但并不完全個(gè)性化。由于個(gè)體差異和骨折情況千變?nèi)f化,植入物不能完全匹配患肢的骨骼解剖結(jié)構(gòu),導(dǎo)致部分病人出現(xiàn)骨折愈合延遲、不愈合、畸形愈合、內(nèi)植入物斷裂、取出困難等問題。本研究利用CT三維圖像重建結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造(computer-aideddesign/manufacture,CAD/CAM)、數(shù)控仿真加工(computernumericalcontrol,CNC)技術(shù),成功定制出高度匹配的完全個(gè)體化的脛骨有限接觸動力加壓內(nèi)固定鋼板(limitedcontactdynamiccompressionplate,LC-DCP)及其配合微創(chuàng)經(jīng)皮鋼板內(nèi)固定手術(shù)(minimallyinvasivepercutaneousplateosteosynthesis,MIPPO)用模板,臨床應(yīng)用于治療脛骨多段骨折,療效滿意。選取2010年1月~2013年12月收治的6例脛骨骨折患者,其中男5例,女1例,年齡35~47歲,按照AO骨折分型,均為C型?，F(xiàn)以某一左側(cè)脛骨多段骨折患者為例,定制流程如下所述。1材料和方法1.1處理數(shù)據(jù)1.1.1螺旋掃描16排螺旋CT(GElightspeed16,美國),1.25mm間距,螺距10mm螺旋掃描,患側(cè)和健側(cè)小腿并列,同時(shí)掃描325層,以DICOM格式保存。1.1.2左、外側(cè)異形骨折與應(yīng)急側(cè)異形骨折治療利用Mimics10.01三維重建該患者左側(cè)(患側(cè))脛腓骨粉碎性骨折和右側(cè)健康側(cè)脛腓骨,測量健康骨骼長度和骨折片位置和長度,并把三維圖像轉(zhuǎn)換成STL格式文件。1.1.3內(nèi)固定鋼板的長度和螺釘孔位置測量利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件UnigraphicsNX7.0把STL文件打開,可以精確測量出患者骨折片大小、骨折線長短以及所在脛骨相對位置等具體數(shù)據(jù),由此得到個(gè)體化內(nèi)固定鋼板所需長度和螺釘孔位置;并基于人體骨骼對稱性原理,根據(jù)左側(cè)脛骨骨折端所測量的數(shù)據(jù),對應(yīng)測繪出右側(cè)脛骨(健康側(cè))內(nèi)固定鋼板長度、螺釘孔位置,再測量出右側(cè)脛骨內(nèi)踝上方的弧度,得到放置在右側(cè)脛骨的內(nèi)固定鋼板示意圖;再進(jìn)行內(nèi)固定鋼板圖像鏡像處理,得到左側(cè)脛骨(骨折側(cè))定制的完全個(gè)體化的LC-DCP圖像(見圖1),繪制并保存為PRT格式文件。1.2銑板、孔加工法把PRT文件導(dǎo)入數(shù)控加工中心Pro/EWildfire4.0,線切割下內(nèi)固定鋼板的毛坯之后,打預(yù)孔,銑板四周余量和倒圓,加熱成型;再加工孔,加工尾部錐度曲面,縮型;粗拋光,精拋光;清洗,表面處理,打標(biāo)記;精洗,包裝,最終得到定制完成的個(gè)體化LC-DCP(見圖2),上面薄的是用于術(shù)中螺釘孔定位以及拆除內(nèi)固定時(shí)的模板,下面厚的是用于植入并固定骨折端時(shí)的鋼板。1.3固定組合的安裝個(gè)體化鋼板制成后由醫(yī)生微創(chuàng)操作骨折復(fù)位,盡量閉合復(fù)位,少剝離骨折端周圍的骨膜,保護(hù)血運(yùn),用點(diǎn)式復(fù)位鉗或克氏針臨時(shí)固定,原小切口直接經(jīng)皮下插入放置到鋼板設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)定的位置,每個(gè)螺釘孔定位就以定制的模板為依據(jù),切開小切口,逐孔鉆孔、絲攻、測深、擰入合適的螺釘,植入個(gè)體化鋼板,完成牢固的內(nèi)固定。最后沖洗切口、消毒,逐個(gè)縫合切口,完成手術(shù)。2并發(fā)癥和隨訪將定制出的脛骨骨折個(gè)體化鋼板應(yīng)用于臨床,手術(shù)時(shí)間50~80min,平均65min,出血量80~150mL,平均100mL,無皮膚感染、壞死,部分患者獲得全程隨訪,平均隨訪20月(12~30月),術(shù)后9~14周骨折均達(dá)到臨床愈合,平均愈合時(shí)間11.5周,無深部感染、畸形愈合及內(nèi)固定失敗等并發(fā)癥?；贾熜Ц鶕?jù)Johner-Wruhs脛骨干骨折評分標(biāo)準(zhǔn),優(yōu)5例,良1例。3治療股骨粗隆間骨折的鋼板設(shè)計(jì)脛骨解剖比較特殊,內(nèi)側(cè)沒有肌肉覆蓋,軟組織菲薄,下1/3骨折血供易受影響,引起皮膚壞死、骨折延遲愈合、骨不連、感染等。MIPPO技術(shù)的使用較傳統(tǒng)鋼板固定取得了較好的療效,例如:羅從風(fēng)等經(jīng)皮微創(chuàng)普通鋼板固定法治療脛骨干骺端骨折取得較好的療效,32例涉及脛骨干骺端的骨折,淺表感染2例,皮膚水皰3例;無深部感染及皮膚壞死。戚浩天等對比微創(chuàng)接骨板固定(MIPPO)與傳統(tǒng)切開復(fù)位內(nèi)固定(ORIF)治療脛骨遠(yuǎn)端關(guān)節(jié)外骨折的臨床療效,結(jié)果發(fā)現(xiàn)MIPPO組切口感染率(6.5%)較ORIF組(11.5%)低。但是MIPPO技術(shù)由于直接插入,鋼板不需塑性,鋼板與骨質(zhì)沒有較好匹配,易并發(fā)內(nèi)固定物對皮膚的刺激以及遺留死腔。李瑩等對比MIPPO技術(shù)與傳統(tǒng)切開復(fù)位治療脛骨遠(yuǎn)1/3骨折,認(rèn)為MIPPO技術(shù)并發(fā)內(nèi)固定物的刺激癥狀比較明顯,但均不影響患者的日常生活,這與鋼板不需精確貼附且局部皮下組織較少有關(guān)。另外,MIPPO技術(shù)由于閉合復(fù)位,不能達(dá)到精確復(fù)位,對于存在骨折端有分離的情況,易引起骨折延遲愈合或者骨不連。而個(gè)體化鋼板的特點(diǎn)之一就是服貼,它依據(jù)人體四肢骨折的對稱性原理,利用健側(cè)骨骼的曲度來確定個(gè)體化鋼板的曲率;而螺釘孔的確定根據(jù)患肢骨折骨塊的大小和相對位置來個(gè)體化制定,可以保證鋼板曲度的絕對服貼;螺釘固定術(shù)前就可以規(guī)劃好,保證了固定的牢固度。趙文志等認(rèn)為,加壓鋼板術(shù)后內(nèi)植物固定失敗原因是鋼板長度不夠、對側(cè)骨皮質(zhì)有缺失等;曾浪清等通過生物力學(xué)測試證實(shí),骨皮質(zhì)支撐具有最佳的生物力學(xué)性能。標(biāo)準(zhǔn)固定鋼板長短寬度及釘孔位置均恒定,不以個(gè)體骨骼粗細(xì)及曲度變化而變化,也不以骨折塊位置而上下前后變動釘孔或者選擇稍長或者稍短鋼板,非常被動;而個(gè)體化鋼板可以較好控制鋼板長度及螺釘?shù)奈恢?復(fù)位骨折及保證骨折固定的牢固度,提高生物力學(xué)性能。研究發(fā)現(xiàn),解剖型鋼板結(jié)合MIPPO技術(shù)能提高骨折愈合率。例如,張海波等使用螺旋形鎖定加壓鋼板和MIPPO技術(shù)治療脛骨遠(yuǎn)端骨折,骨折愈合率高,固定可靠;姜朝來等對自行研制的新型前置肱骨中下段解剖鎖定鋼板進(jìn)行生物力學(xué)測試,并與LC-DCP在壓縮、彎曲(正向、側(cè)向)和扭轉(zhuǎn)載荷下進(jìn)行對比,結(jié)果顯示該新型前置肱骨中下段解剖鎖定鋼板在4種不同載荷下剛度、強(qiáng)度和應(yīng)力遮擋的結(jié)果均優(yōu)于4.5mmLC-DCP,具有顯著性差異。而解剖型鋼板是根據(jù)骨骼的解剖形態(tài)制作而成,在鋼板放置的位置上注重與人體骨骼外型的匹配,這與個(gè)體化鋼板的設(shè)計(jì)理念一致。理論上,個(gè)體化鋼板可以解決鋼板不服貼、對軟組織的刺激,由于不需要塑性和比較服貼,在一定程度上減少了感染的發(fā)生。鋼板長度術(shù)前可以自行設(shè)計(jì),降低了內(nèi)植物固定失敗率。本研究通過螺旋CT掃描、Mimics軟件三維圖像重建并轉(zhuǎn)化為STL格式,導(dǎo)入U(xiǎn)nigraphicsNX進(jìn)行設(shè)計(jì)制圖,最后通過Pro/E數(shù)控加工技術(shù)以及后期處理,定制出完全個(gè)體化的脛骨LC-DCP。定制的個(gè)體化鋼板設(shè)計(jì)比目前常用的普通鋼板更匹配于其個(gè)體骨骼特征以及骨折實(shí)際情況;而臨床實(shí)踐證明,完全可以把該個(gè)體化鋼板通過MIPPO技術(shù)直接植入固定于患側(cè)肢體,匹配度優(yōu)?；颊咝g(shù)后7周就可見脛骨遠(yuǎn)段骨折處骨性骨痂形成。由于定制鋼板可以根據(jù)三維CT圖像較好選擇鋼板長度及鋼板外形、釘孔設(shè)計(jì),鋼板與骨質(zhì)的服貼程度可以不留死腔,減少感染的機(jī)會,局部皮膚刺激癥狀也得到很大的改善。原先微創(chuàng)手術(shù)以及常規(guī)手術(shù)都是需要由醫(yī)生根據(jù)目測對鋼板手動塑形,經(jīng)常需要反復(fù)多次在患肢上插入對合,既消耗時(shí)間又增加對病人的損傷,同時(shí)減弱了鋼板的強(qiáng)度。本治療流程使植入的鋼板完全個(gè)體化,能夠保證骨骼匹配度,在術(shù)中只要通過閉合手法復(fù)位或小切口復(fù)位骨折端,最大限度保護(hù)骨折端周圍的骨膜,就可以直接經(jīng)皮插入定制的個(gè)體化鋼板,無需鋼板塑形,直接放置到預(yù)先設(shè)計(jì)的最佳位置,然后通過對照個(gè)體化的模板,取螺釘孔定位、鉆孔