3D打印技术辅助下定制型假体修复重建股骨远端骨缺损

目的探讨3D打印技术辅助下保留股骨髁的定制型假体重建股骨远端恶性肿瘤切除后骨缺损的早期临床效果。方法2019年6月~2021年9月我科对12例股骨远端恶性肿瘤术前通过CT、MRI确定病变范围,利用计算机辅助制作截骨导板及保留股骨髁的定制型假体,待假体定制完毕后行肿瘤瘤段切除、保留股骨髁的定制假体重建术。术后采用美国骨骼肌肉肿瘤协会(Musculoskeletal Tumor Society,MSTS)评分评估膝关节功能。结果手术时间180~270 min,平均200 min。术中出血量300~800 ml,平均450 ml。12例随访12~50个月,平均21.9月。2例术后12、16个月因肿瘤肺部转移死亡,1例术后3个月肿瘤肺转移带瘤生存,1例(8.3%)术后1年出现关节假体周围感染。10例影像学示假体及钢板位置良好,无松动及骨吸收征象,股骨近端3D打印项圈固定在位,4例有连续骨痂形成;末次随访患肢功能状态良好,膝关节屈曲105°~135°,平均115°,伸直无受限,MSTS评分22~28分,(24.3±1.8)分。结论3D打印辅助保留股骨髁的定制型假体置换技术在不增加手术创伤及风险的前提下,可以精确切除股骨远端恶性骨肿瘤并进行有效的解剖重建,术后肢体功能改善,并可潜在减少远期并发症的发生。

国产定制型全颞下颌关节假体的研发与应用

颞下颌关节(temporomandibular joint,TMJ)假体置换是关节重建的有效方法之一。与自体骨移植置换关节相比,人工关节置换具有无需开辟第二术区、手术时间短、即刻功能恢复等优势,目前已成为国际上关节重建的首选方案。其中定制型假体具有量身定制、去骨少等优势,然而中国尚无此类产品,因此研发一款国产化、定制型且符合中国人颌骨解剖特征的全TMJ假体十分重要。自2009年开始,笔者团队开始自主研发适合于中国人的全TMJ假体,历经3代假体的研发,已逐步实现了多孔钛合金与超高分子量聚乙烯(ultra-high molecular weight polyethylene,UHMWPE)的稳定连接,金属-非金属连接关节窝假体制造工艺日益成熟。2017年团队实现关键技术突破,采用搅拌摩擦焊接技术成功研发出第3代定制型全TMJ假体。国产定制型假体的相关力学性能已超过国际同类产品,其临床初步应用也取得了令人满意的短期随访结果。同时为了确保假体从设计加工到临床应用的高效性和精确性,笔者团队制定了一条较为成熟的标准化流程,并改进了假体植入手术。该文对国产定制型全TMJ假体系统近10余年的研发与应用进行了系统性的梳理和总结,并对未来国产假体的发展进行了展望。

定制型全膝关节假体置换治疗膝关节周围恶性骨肿瘤

目的探讨定制型组配式全膝关节置换治疗股骨远端和胫骨近端恶性骨肿瘤的疗效及其并发症。方法股骨远端12例,胫骨近端2例。骨肉瘤11例、软骨肉瘤1例、复发性骨巨细胞瘤2例。14例中除2例复发性骨巨细胞瘤和1例高龄皮质旁骨肉瘤外,其余11例术前均行1～2个循环、术后4～6个循环的新辅助化疗。进口(Link)和国产定制型旋转铰链式假体各1例,其余12例假体为国产定制型组配式动力旋转绞链式假体。结果 14例患者均存活,无假体松动和折断。结论定制型组配式全膝关节置换,保留满意的膝关节功能。局部复发率低。术前、术后规范的辅助治疗和确立安全合适的外科边界至关重要。

定制型股骨近段假体的骨水泥三维有限元模型研究

目的建立股骨近段大段骨缺损及定制型股骨近段假体的三维有限元模型,分析不同柄长的股骨近段假体柄植入髓内后对股骨-骨水泥的应力分布的影响。方法通过CT扫描数据建立股骨近段130mm骨缺损不同髓内柄长度(140mm、120mm、100mm、80mm、60mm)的定制型假体的三维有限元模型。模拟下肢单足行走进行负荷加载,分析股骨-骨水泥的应力分布。结果骨水泥应力由近端向远端逐渐增加,在假体柄末端附近达到最大值。当髓内柄长度为140mm时,骨水泥层内、外侧最大应力值分别为2.5MPa和5.5MPa,均小于骨水泥自身强度,可以有效避免因高应力而导致骨水泥的碎裂。结论股骨近段假体髓内柄要有足够长度,以减少骨水泥所受应力,防止因骨水泥碎裂而出现假体松动。对于股骨近段130mm的骨质缺损,采用髓内柄长为140mm骨水泥型股骨近段人工假体重建能够有效减少骨水泥层压力,从而避免因骨水泥发生疲劳碎裂而导致假体松动的危险。

标准截面形状定制型股骨柄假体设计

目的介绍一种标准截面形状定制型股骨柄假体结构以及自行开发的设计方法。方法首先利用DICOM格式的患者股骨CT图像,重建患者股骨近端模型;根据重建出的患者股骨近端模型构建股骨柄假体匹配段矩形的截面边界,并在矩形截面边界内用简单的线条初步构建出假体的截面轮廓曲线;利用股骨近端模型对初步设计出的股骨柄假体进行验证,并通过调整设计参数使最终设计出的个性化股骨柄假体与患者股骨髓腔相匹配。结果定制型人工髋关节股骨柄假体采用标准截面形状,便于快速设计出个性化假体,而且设计操作简单。参数化程序设计大大降低了个性化股骨柄假体的设计工作量。结论标准截面形状定制型股骨柄假体的设计将有助于提高定制型人工髋关节置换手术的成功率,促进定制型股骨柄假体在临床上的应用,进一步提高患者的生活质量。

定制肿瘤型膝关节假体置换术后的整体康复治疗

目的探讨整体康复治疗对定制肿瘤型膝关节假体置换术患者的效果。方法选择贵州医科大学附属医院骨科接受定制肿瘤型膝关节假体置换术的患者72例,按简单随机法分为康复组和对照组各36例,康复组患者术后进行整体康复治疗,对照组患者术后进行常规骨科术后CPM训练。比较两组术前、术后2周、术后1个月及术后6个月膝关节评分标准(HSS)评分、SF-36生存质量评分。结果术后1个月及术后6个月康复组HSS评分高于对照组(P<0.01),SF-36生存质量评分中生理功能(PF)、躯体疼痛(BP)、一般健康状况(GH)、精力(VT)、精神健康(MH)及情感职能(RE)评分均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.01),而生理职能(RP)和社会功能(SF)两项评分差异无统计学意义(P>0.05)。结论对定制肿瘤型膝关节假体置换术后患者进行整体康复治疗能明显提高术后膝关节的运动功能,是达到预期治疗效果的重要措施。整个围手术期及术后的积极心理干预可以使患者的生存质量得到极大改善。

基于X光片的定制型人工髋关节股骨侧假体设计

介绍一种利用 X光片设计定制型人工髋关节股骨侧假体的方法。采用圆弧和直线形成髋关节股骨侧假体外形轮廓。通常髋关节股骨侧假体匹配段尺寸公差要求并不严格 ,加工这种髋关节股骨侧假体可不采用数控加工中心。利用自编的程序成功地设计了三根股骨的假体。根据一个股骨标准数据库重建了这几根股骨的大致髓腔模型 ,这些模型被用来检验设计出的假体。设计出的假体被加工了出来 ,并分别植入股骨。

胫骨近端骨肉瘤定制型假体全膝关节置换术后感染导致截肢1例并文献回顾

骨肉瘤是目前儿童和青少年中病死率很高的恶性肿瘤[1]。对于儿童和青少年股骨下端、胫骨上段的骨肉瘤,在新辅助化疗基础上行定制肿瘤型假体全膝关节置换术使保肢成为可能,但是长期化疗导致患儿免疫力持续降低,加上手术时间长、创伤大、软组织切除较多等因素,大大增加了术后发生感染的概率,患儿需面对假体取出旷置、再次翻修甚至截肢等严重后果[1-3]。因此,在术前化疗和定制肿瘤型假体全膝关节置换的条件下进行保肢治疗仍是儿童胫骨近端骨肉瘤治疗的难题[3-4]。笔者回顾性分析于2019-06采用化疗联合定制肿瘤型假体全膝关节置换术治疗的1例青少年胫骨近端骨肉瘤,术后发生感染并截肢,然后对相关文献进行复习总结,报道如下。

基于X线片定制股骨柄假体的设计原理及方法

目的介绍自编的基于X线片设计定制型股骨柄假体程序系统的设计原理及功能模块。方法利用图像处理方法提取X线片上一些患者股骨解剖特征点(如小粗隆最高点、股骨头中心及转子间窝等)、2个规划的手术截骨位置点(大粗隆侧截骨边界位置点及截骨线最低点位置点)以及一些设计用关键位置点(如假体远端位置、假体颈干连接段最高点位置等),以此预测患者股骨近端髓腔,并通过输入设计参数值(如颈干角、前倾角、预留的松质骨厚度、假体匹配段截面圆弧半径及假体过渡段高度等)设计出定制型股骨柄假体。并对设计出的定制股骨柄假体进行匹配区域多个截面的二维截面验证和三维的总体验证。结果根据验证情况,调整设计参数重新生成股骨柄假体模型点云数据,使设计出的股骨柄假体与患者股骨腔相匹配,达到定制型假体设计要求。结论介绍的程序系统可用于为患者设计定制型股骨柄假体,设计周期较短,成本较低,有利于促进定制型股骨柄假体在临床上的应用,进一步提高患者的生活质量。

定制型膝关节假体修复股骨远端骨缺损假体柄长的有限元分析

以男性健康自愿者右股骨的CT图像为原始数据,分别建立柄长150,160,170,180,190mm的定制型膝关节假体修复重建股骨远端40%骨缺损的三维有限元模型,对应的股骨干截骨长度分别为160,170,180,190,200mm,加载平地慢速(3km/h)行走步态周期中下肢4倍体质量负荷。皮质骨最大应力出现在股骨近端内侧,随假体柄长由150mm增加至190mm,应力最大值由106.8MPa减少至91.78MPa。骨水泥最大应力出现在骨水泥上1/4段内侧,应力最大值由27.2MPa减少至19.06MPa。假体柄承载最大负荷,应力值变化不明显。5个模型出现骨折、骨水泥碎裂及假体柄断裂概率均较小。提示定制型膝关节假体重建保肢符合人体生物力学规律;短柄假体可引起骨、骨水泥应力集中,重建后发生骨折、骨水泥碎裂风险较高,而增加柄长对骨的应力遮挡水平也相应增大。

定制型肿瘤膝关节假体在膝关节周围肿瘤中的应用体会

目的探讨采用国产定制型肿瘤膝关节假体治疗膝关节周围肿瘤的临床疗效。方法对2004年6月~2011年10月应用定制肿瘤型铰链膝关节假体置换膝关节周围肿瘤的15例病人进行回顾性分析,男6例,女9例;年龄27~76岁,平均51.4岁。骨肉瘤4例,骨巨细胞瘤6例,非典型性纤维组织细胞瘤2例,软骨肉瘤3例,均为股骨远端肿瘤。均行瘤段广泛切除国产骨水泥定制肿瘤型铰链膝关节假体重建。结果全部15例随访14~96个月,平均32个月。术后切口均一期愈合,未出现感染、免疫排斥、皮肤会死等近期并发症。1骨肉瘤患者术后10个月出现局部复发,拒绝手术,术后16个月死亡,1例骨肉瘤患者18个月肺转移死亡,1例骨肉瘤患者术后3年局部复发截肢。所有患者无关节脱位、假体松动、断裂、肢体短缩。术后膝关节主动屈曲活动度70~120°,平均89.4°,末次随访ISLOS影像评分24~31分,平均28.6分;骨肿瘤术后MSTS功能评分21~25分,平均22.8分。结论对膝关节周围恶性与侵袭性骨肿瘤切除后骨缺损采用国产定制肿瘤型人工假体重建是有效的保肢方法。

膝周骨肉瘤患者行定制型全膝关节假体置换术的围术期护理

目的探讨膝周骨肉瘤患者行定制型全膝关节假体置换术的围术期护理效果。方法回顾性分析2015年4月—2016年8月46例行定制型全膝关节假体置换术治疗的膝周骨肉瘤患者,均予以围术期护理,观察临床效果及护理前后心理情绪改善情况。结果患者治疗后总有效率为80.43%;护理后焦虑自评量表(SAS)评分、抑郁自评量表(SDS)评分均低于护理前(P<0.05)。结论膝周骨肉瘤患者行定制型全膝关节假体置换术的围术期护理可促进临床恢复,改善患者不良情绪,预防并发症的发生,临床应用价值高。

膝关节周围肿瘤中定制型肿瘤膝关节假体的应用观察

目的对定制型肿瘤膝关节假体应用于膝关节周围肿瘤治疗中的临床疗效进行探讨和分析。方法选择20例于2012年2月至2013年9月间在我院进行膝关节周围肿瘤治疗的患者资料进行研究和分析,对全部患者进行定制型肿瘤膝关节假体治疗,观察和分析应用效果。结果全部患者均为一期愈合,没有患者出现严重并发症,随访结果显示患者手术完成后11个月1例骨肉瘤患者病情复发,经对症治疗后病情获得改善,术后25个月1例骨肉瘤患者病情复发行截肢治疗。没有患者出现肢体短缩,假体断裂、松动以及关节脱位等不良反应。结论对膝关节周围肿瘤患者应用定制型肿瘤膝关节假体能够取得更加理想的临床治疗效果,减轻和缓解患者的痛苦,改善和优化患者的身体素质和生活质量。

定制节段人工假体复合结构骨移植重建骨干肿瘤术后大段骨缺损的临床研究

目的评价应用定制节段型人工假体复合大段结构骨移植重建骨干恶性肿瘤切除术后骨缺损的临床疗效。方法回顾性分析我院骨肿瘤科2014年1月至2019年3月期间,采用定制节段型人工假体复合大段结构骨移植重建骨干恶性肿瘤切除术后骨缺损的病人共6例(股骨3例,胫骨2例,肱骨1例),其中2例采用大段冻干异体骨,4例采用自体游离腓骨结构植骨。采用美国骨肿瘤学会评分系统(Musculoskeletal Tumor Society 93, MSTS 93)评价术后功能。结果所有病人均未发生围手术期并发症,且均获得随访,平均随访时间为23.8个月(1~61个月)。术后根据肿瘤性质继续辅助化疗等治疗,随访期内无复发,5例无瘤生存,1例死于原发乳腺癌肺转移(术后25个月),假体生存率为100%,4例术后6个月植骨愈合,术后MSTS 93评分平均为27分。结论规范治疗和切除骨干恶性肿瘤后,采用定制节段型人工假体复合大段骨移植重建骨干骨缺损,实现即刻稳定重建,保留关节功能,中期植骨愈合后实现远期生物重建,并发症少,临床疗效满意。

定制型人工关节置换治疗股骨远端肿瘤的护理

目的探讨定制型人工膝关节假体置换对股骨远端肿瘤患者进行保肢治疗的临床疗效及围手术期护理。方法对12例股骨远端肿瘤进行广泛切除或根治性切除后,采用定制型旋转铰链式人工膝关节假体置换重建,术前施行常规术前准备、心理护理,术后做好生命体征监测、观察切口渗血情况及引流液的量、性质、颜色、并发症的预防、患肢护理及功能锻炼、并对患者的饮食、休息和出院给予指导。结果 1例骨肉瘤患者术后8个月因局部复发行截肢术,18个月时因肿瘤肺转移死亡;另有1例骨肉瘤患者术后36个月出现肿瘤肺转移死亡;1例软骨肉瘤患者术后患肢肿胀明显,行多普勒血管超声检查提示深静脉血栓形成。随访期间患者膝关节功能按Enneking制定的标准进行评定,优6例,良3例,差3例,优良率达75%。结论定制型人工膝关节假体置换对股骨远端肿瘤患者进行保肢治疗,具有肿瘤切除彻底、术后关节功能良好等优点,正确有效的围手术期护理对提高手术疗效和膝关节功能的恢复,减少术后并发症的发生起着重要的作用。

定制型颞下颌关节-颅底联合假体的研发和临床应用

目的优化设计并通过三维打印制作定制型颞下颌关节(temporomandibular joint,TMJ)-颅底联合假体,验证其临床应用的安全性、有效性和精确性。方法前瞻性收集2016年10月至2020年11月于上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔外科就诊的TMJ-颅底联合病损患者,将术前颌面部CT数据导入Mimics 18.0软件,根据颅颌面骨应力分布、TMJ和颅底解剖结构与关节运动特征,个性化设计TMJ-颅底联合假体,主要包括颅底、关节窝、关节头和下颌柄4个部件。通过五轴精加工和三维打印等技术制作假体。手术选择改良耳颞前切口[必要时附加下颌后和(或)下颌下切口],显露TMJ-颅底联合病变后,在导板辅助下精准切除病变,固定假体。术中和术后分别对常规评价、颅颌关节结构及功能评价等指标进行记录和评估。结果10例患者[男性4例,女性6例,年龄(43.2±13.6)岁]术中假体均顺利就位且与骨面贴合紧密。随访(29.4±17.3)个月(6~54个月)后,术后患者咬合关系稳定,切口愈合良好,面形得到较好维持,均未发生头晕、头痛、脑脊液漏及永久性面神经损伤等不良症状;术后疼痛、饮食、下颌运动功能、开口度和患侧侧方运动均有明显改善,但前伸和健侧侧方运动恢复欠佳;术后曲面体层X线片和CT检查均显示假体未见明显松动、移位、断裂等;术后假体位置与设计位置相比,功能区最大误差为(0.52±0.17)mm,非功能区最大误差为(1.62±0.26)mm。结论本项研究自主研发的定制型TMJ-颅底联合假体在临床应用中具有较好的安全性、有效性和精确性。

尺骨鹰嘴骨巨细胞瘤患者的定制型肘关节假体置换术治疗并文献复习

目的探讨尺骨近端骨肿瘤的手术方式及疗效。方法回顾1例行定制型肘关节假体置换术治疗尺骨鹰嘴骨巨细胞瘤病例并进行肘关节功能评价;计算机检索1990～2014年,Pubmed、Cochrane图书馆、荷兰医学文摘（Embase）、万方数据库、中国期刊网全文数据库（CNKI）和中国生物医学文献数据库（CBM）发表的文献,手工检索已发表的骨科论文及查阅相关参考文献,对纳入文献进行研究并讨论。结果本例患者随访5个月,术后患者肘关节功能恢复满意,Mayo肘关节功能评分从术前50分升至术后5个月80分,肘关节屈伸范围从60°（30～90）°改善至120°（0～120）°。6篇文献详细报道了尺骨近端肿瘤的手术方式、疗效及并发症,其中4篇报道7例尺骨近端骨巨细胞瘤病例。结论尺骨近端骨巨细胞瘤患者行定制型肘关节假体置换治疗,术后随访效果满意;对尺骨近端恶性肿瘤、复发肿瘤及浸润范围过大肿瘤,定制型肘关节假体置换术近期效果满意。

膝关节定制型肿瘤假体的翻修

目的通过对膝关节定制型肿瘤假体的翻修进行回顾性分析,总结手术技术和翻修原因,明确翻修术后并发症的发生,以及假体生存和功能情况。方法回顾性分析2002年6月-2007年6月收治的33例膝关节定制型肿瘤假体置换术后再次翻修患者的临床资料。其中男17例,女16例;年龄16～67岁,平均33.1岁。骨肉瘤17例,骨巨细胞瘤11例,骨恶性纤维组织细胞瘤2例,软骨肉瘤、滑膜肉瘤、脂肪肉瘤各1例。肿瘤部位:股骨远端22例,胫骨近端11例。翻修术与置换术间隔时间为6～180个月,平均45.3个月。翻修原因:肿瘤局部复发2例,假体周围感染8例,假体无菌性松动7例,创伤后假体周围骨折伴松动1例,假体柄折断6例,假体铰链机构失败9例。6例假体周围感染者,将原假体取出后行二期假体翻修;其余患者均行一期翻修。翻修假体均采用骨水泥固定假体,其中2例残留髓腔长度短于翻修假体柄,用异体骨段移植复合假体植入。结果17例两次手术均于同一医院进行的患者,首次置换手术时间为(149.8±40.5)min,翻修术为(189.9±43.8)min;置换术出血量为(605.2±308.0)mL,翻修术为(834.1±429.9)mL;以上指标比较差异均有统计学意义(P<0.05)。患者术后均获随访,随访时间12～76个月,平均45.1个月。2例行异体骨移植者分别于术后1年半和2年达骨性愈合。3例于翻修术后12～24个月死于肺转移;3例发生肺转移,随访期间带瘤生存。术后30例存活患者9例出现并发症,发生率为30%;其中浅表感染2例,深部感染5例,机械性并发症2例。7例发生假体失败,失败率为23.3%。Kaplan-Meier生存曲线分析翻修假体5年生存率为68.6%。翻修术前患者肢体功能根据1993年美国骨肿瘤学会评分系统(MSTS93)评分为57.1%±10.6%,术后6个月为73.6%±14.4%,差异有统计学意义(P<0.01)。结论膝关节定制型肿瘤假体的翻修主要原因是机械性问题和感染,翻修手术虽较复杂,具有一定并发症,但可保留大部分患者的肢体并恢复其功能。

35例膝周骨肉瘤患者行定制型全膝关节假体置换术的围术期护理

骨肉瘤是常见的恶性骨肿瘤之一，约占恶性骨肿瘤的34.2％。多发生于男性，常见于11~30岁的人群，肿瘤发生部位主要为四肢长骨的两端，最多见的是股骨下端和胫骨上端，约占总数的70％。应用定制型全膝关节假体置换因具有肢体功能恢复满意等优点，目前已成为肿瘤切除重建的主流和发展方向。辽宁省肿瘤医院医学影像介入病区于2014年1月—2015年3月应用定制型全膝关节假体置换治疗膝关节周围骨肉瘤35例，经过全程系统化围术期护理、个性化心理护理及康复训练，肢体功能及生活自理能力恢复良好，现将护理体会报道如下。