钽金属垫块翻修术联合3D打印技术在Paprosky 3型髋臼骨缺损中的疗效分析

张春 付小雨 徐凤强*通信作者 韩潇涵 于浩

北京市春立正达医疗器械股份有限公司 (101100)

摘要: 目的:研究钽金属垫块翻修术联合3D打印技术在Paprosky 3型髋臼骨缺损中的疗效。方法:选取2022年1月至2023年12月到本院接受诊治的70例Paprosky 3型髋臼骨缺损患者并分为两组,参考组采用钽金属垫块翻修术,实验组在此基础上联合3D
  • DOI:

    10.13738/j.cnki.acc.qklw60536

  • 专辑:

    科学Ⅰ辑;信息科技

  • 专题:

    信息、科学;综合科技

  • 分类号:

    G90;N92

【摘要】目的:研究钽金属垫块翻修术联合3D打印技术在Paprosky 3型髋臼骨缺损中的疗效。方法:选取2022年1月至2023年12月到本院接受诊治的70例Paprosky 3型髋臼骨缺损患者并分为两组,参考组采用钽金属垫块翻修术,实验组在此基础上联合3D打印技术,比较两组患者的髋关节恢复情况与疼痛程度、外转角与髋臼假体覆盖率及生活质量。结果:干预后,实验组患者的Harris评分明显高于参考组,VAS评分明显低于参考组;实验组患者的外转角与髋臼假体覆盖率明显高于参考组;实验组患者的生活质量评分明显高于参考组(p<0.05)。结论:对Paprosky 3型髋臼骨缺损患者采用钽金属垫块翻修术联合3D打印技术能够有效改善髋关节恢复情况,降低疼痛程度,提高外转角与髋臼假体覆盖率,提升生活质量。

【关键词】钽金属垫块翻修术;3D打印技术;髋臼骨缺损

全髋关节置换术是治疗终末期髋关节疾病的主要手段,能有效恢复关节功能,改善患者生活质量[1]。然而,随着植入体使用时间延长,假体生物力学性能可能会受到假体磨损、骨质疏松、慢性感染等因素影响,导致假体松动,需要采取全髋关节翻修手术进行修复[2]。在手术过程中,髋臼侧骨缺损会严重影响翻修手术难度与假体稳定性。其中,Paprosky 3型髋臼骨缺损表现为严重骨质缺失,不利于假体正确定位和固定。而3D打印技术属于精确的快速成型技术,通过层层叠加的方式能够精确地构建复杂个性化植入物[3]。3D打印技术不仅能够根据患者具体的骨缺损情况设计个性化植入物,还能够通过精确匹配骨缺损区域,提高植入物的稳定性和生物力学性能,从而增加翻修手术成功率和假体使用寿命。综合运用钽金属垫块翻修术与3D打印技术,可针对性地解决Paprosky 3型髋臼骨缺损患者病理特点,提升全髋关节翻修手术疗效[4]。基于此,本文将研究钽金属垫块翻修术联合3D打印技术在Paprosky 3型髋臼骨缺损中的疗效,报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2022年1月至2023年12月到本院接受诊治的70例Paprosky 3型髋臼骨缺损患者为调研目标,依据奇偶法均分两组。实验组:男20例,女15例,年龄平均值在(64.25±4.64)岁;参考组:男21例,女14例,年龄平均值在(64.26±4.42)岁。两组患者的一般资料无明显差异(p>0.05)。纳入标准:(1)知情同意;(2)既往接受过至少一次全髋关节置换手术。排除标准:(1)存在活动性感染;(2)合并严重骨质疏松症。

1.2 方法

钽金属垫块翻修术:清除髋臼区域内病变组织与松动旧假体,根据骨缺损具体形状和大小,裁剪相应形状的钽金属垫块。采用螺钉将钽金属垫块固定于髋臼骨壁,确保其与周围骨结构紧密结合,为植入新假体提供稳固基底。

3D打印技术: 根据患者CT扫描数据,通过计算机辅助设计(CAD)软件生成患者髋臼三维模型,使用3D打印机打印出钛合金髋臼假体。

1.3 观察指标

(1)髋关节恢复情况与疼痛程度:采用髋关节功能恢复评分(Harris)评估,总分为100分,分数越低恢复情况越差;采用VAS量表评估疼痛程度,分数越低疼痛程度越低。

(2)外转角与髋臼假体覆盖率:外转角是指髋关节最大外旋运动角度,使用量角器测量大腿外旋时髋关节最大可行角度;髋臼假体覆盖率是假体在髋臼中覆盖原有骨面比例,是衡量假体植入精准度的参数。通过术后X光影像分析计算得出,覆盖率越高,表示假体与髋臼原骨质契合度越好。

(3)生活质量:通过SF-36量表在干预前与干预后分别对患者的生活质量进行评估,每个指标的最高分值为5分,分值越高生活质量越好。

1.4 统计学分析

通过SPSS 24.0统计学软件分析数据,计量资料采用(`x±s)表示,行t检验,计数资料采用(%)表示,行x2检验,当P<0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 髋关节恢复情况与疼痛程度

干预后,实验组患者的Harris评分明显高于参考组,VAS评分明显低于参考组(p<0.05)。见表1。

表1 髋关节恢复情况与疼痛程度(`x±s;分 )

组别

Harris评分

VAS评分

干预前

干预后

干预前

干预后

实验组(n=35)

30.85±4.26

90.34±8.64

5.84±1.15

3.05±1.07

参考组(n=35)

30.91±4.48

85.32±7.18

5.76±1.19

3.84±1.05

t

0.057

2.644

0.286

3.118

P

0.954

0.010

0.776

0.003

2.2 外转角与髋臼假体覆盖率

干预后,实验组患者的外转角与髋臼假体覆盖率明显高于参考组(p<0.05)。见表2。

表2 外转角与髋臼假体覆盖率(`x±s)

组别

外转角(°)

髋臼假体覆盖率(%)

干预前

干预后

干预前

干预后

实验组(n=35)

27.51±2.18

41.05±2.34

45.21±11.35

88.27±6.38

参考组(n=35)

27.46±2.49

36.18±2.19

44.95±11.65

83.54±6.29

t

0.089

8.990

0.095

3.123

P

0.929

0.000

0.925

0.003

2.3 生活质量

干预后,实验组患者的生活质量评分明显高于参考组(p<0.05)。见表3。

表3 生活质量 [(`x±s );分]

组别

生理功能

生理角色

躯体疼痛

一般健康状态

干预前

干预后

干预前

干预后

干预前

干预后

干预前

干预后

实验组(n=35)

60.59±2.69

82.51±5.49

62.46±2.95

83.75±4.36

61.96±2.53

85.59±4.46

64.41±2.58

86.47±5.58

参考组(n=35)

60.54±2.73

71.58±3.67

62.52±2.18

73.49±3.52

61.57±2.62

72.75±3.29

64.96±2.15

72.67±4.29

t

0.077

9.792

0.097

10.832

0.633

13.706

0.969

11.599

P

0.939

0.000

0.923

0.000

0.529

0.000

0.336

0.000

组别

精力

社会功能

情感角色

精神健康

干预前

干预后

干预前

干预后

干预前

干预后

干预前

干预后

实验组(n=35)

63.54±3.95

84.69±5.56

61.59±2.74

86.51±4.43

62.46±2.49

86.89±3.52

61.69±2.68

87.18±4.54

参考组(n=35)

63.23±3.45

72.78±4.45

61.36±2.59

72.84±4.34

62.51±2.76

74.54±3.63

61.75±2.42

72.59±4.54

t

0.350

9.894

0.361

13.041

0.080

14.450

0.098

13.444

P

0.728

0.000

0.719

0.000

0.937

0.000

0.922

0.000

3 讨论

全髋关节置换术后由于假体磨损、假体松动、骨质疏松引起骨质结构改变、及感染等因素,需要采取髋关节翻修手术修复[5]。其中,假体磨损会增加假体组件之间磨擦,引发局部组织炎症反应及疼痛,严重者甚至造成假体结构破坏;假体松动则是由于假体与骨界面间生物固定失效,导致假体接口处应力分布异常,影响整体稳定性;骨质疏松会降低髋关节周围骨质支撑能力,影响假体固定,易发生骨裂或假体下沉;此外,感染会导致假体周围组织反应,形成瘘管,破坏假体周围骨质,严重影响假体的功能性及患者生活质量[6-8]。因此,需采取髋关节翻修手术,改善患者预后。

而髋臼缺损处理情况会影响髋关节翻修手术效果,因此,应恢复髋关节解剖结构和生物力学稳定性,重建髋臼骨质环境,提供足够的支撑和固定假体。选择合适假体也是手术成功的关键,假体设计必须能够适应原有骨质条件,并且具备足够的调整灵活性以适应各种骨缺损情况[9]。钽金属具有较好的生物相容性和骨诱导性能,能够提供良好的骨整合平台,促进骨组织生长和恢复,其表面结构能够增强假体与骨之间的机械锁定,提高假体的稳定性,减少长期松动风险[10]。3D打印技术可根据患者解剖结构定制假体,不仅在形状和尺寸上能够完美适配患者的髋臼,还能够优化假体与骨缺损区域接触,增强生物力学性能,减少手术后并发症。因此,在进行髋关节翻修手术时,外科医生需综合考虑髋臼部位具体缺损情况和假体的物理及生物特性,选择最适合的手术策略和材料。

本次研究表明:干预后,实验组患者的Harris评分明显高于参考组,VAS评分明显低于参考组;实验组患者的外转角与髋臼假体覆盖率明显高于参考组;实验组患者的生活质量评分明显高于参考组(p<0.05)。分析原因为钽金属垫块具有极高的生物相容性和优异的骨诱导性能,能够促进骨缺损区域的骨再生。钽金属表面的微孔结构能够提供良好的骨细胞附着环境,促进骨细胞迁移和增殖,加速骨整合过程。在修复髋臼骨缺损过程中,钽垫块作为骨缺损填充材料,不仅能够填补缺损,还通过整合周围骨组织生物力学,提高修复区域的结构稳定性,影响假体的固定效果,减少假体松动的风险,减轻患者的疼痛程度,改善髋关节功能。3D打印技术通过精确测量和计算机模拟,能够精确适配患者髋臼缺损形态,确保假体与髋臼最大接触面积,提高假体的覆盖率,使假体与髋臼之间的力分布更加均匀,减少单点压力,从而提高假体的稳定性和耐用性。个性化假体设计还考虑髋关的动力学特性,使植入后假体能够更好地恢复关节自然运动,改善外转角,提升患者日常活动灵活性和舒适度。钽金属垫块联合3D打印技术应用,为Paprosky 3型髋臼骨缺损提供一种更为全面的解决方案。钽金属的生物力学属性与3D打印技术个性化设计相结合,不仅能够解决髋臼缺损物理修复问题,也能优化生物力学环境,减少术后复发的可能性,从而在根本上提高治疗效果的持久性与患者整体满意度。

综上所述,对Paprosky 3型髋臼骨缺损患者采用钽金属垫块翻修术联合3D打印技术能够有效改善髋关节恢复情况,降低疼痛程度,提高外转角与髋臼假体覆盖率,提升生活质量。

参考文献

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[4]Keyu K ,Chen Z ,Yongyun C , et al.Use of Customized 3D-Printed Titanium Augment With Tantalum Trabecular Cup for Large Acetabular Bone Defects in Revision Total Hip Arthroplasty: A Midterm Follow-Up Study[J].Frontiers in Bioengineering and Biotechnology,2022,10:900905-900905.

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[9]何忠,梁周,杨兵.3D打印辅助髋臼金属支架在老年髋臼骨缺损翻修中的应用[J].临床骨科杂志,2021,24(3):409-412.

[10]雷鹏飞,花龙,钱湖,等.应用3D打印多孔金属髋臼双动头重建系统重建严重髋臼结构性骨缺损的早期疗效[J].中华骨科杂志,2021,41(14):911-919.



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