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3D打印鉭金屬髖臼蓋治療發(fā)育性髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良
- 文:髖關(guān)節(jié)及顯微修復(fù)科
- 日期:2018-03-06
發(fā)育性髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良(DDH)是髖關(guān)節(jié)外科的常見病,由于發(fā)育異常,髖臼發(fā)育延遲或停滯,導(dǎo)致髖臼與股骨頭接觸面積減少,繼而受力面積減小,出現(xiàn)應(yīng)力集中,最終形成骨關(guān)節(jié)炎。(圖1)
傳統(tǒng)治療治療方法主要分為三大類。第一類為截骨術(shù),包括Chiari骨盆內(nèi)移截骨術(shù)、Staheli髖臼擴(kuò)大手術(shù)、Ganz髖臼周圍截骨術(shù)、髖臼旋轉(zhuǎn)截骨術(shù)等,原理為通過旋轉(zhuǎn)髖臼,增加髖臼對股骨頭的覆蓋。此類手術(shù)的共同特點(diǎn)是手術(shù)創(chuàng)傷大、風(fēng)險(xiǎn)高,髖臼旋轉(zhuǎn)角度不易控制,術(shù)后需長時(shí)間臥床,易出現(xiàn)臥床并發(fā)癥,臥床期間生活不能自理、生活質(zhì)量低,手術(shù)難度高,學(xué)習(xí)曲線長。(圖2)
第二類為取自體髂骨髖臼加蓋術(shù),原理為取自體髂骨置于髖臼頂,補(bǔ)充髖臼缺損部分,增加對股骨頭的覆蓋。此類手術(shù)的特點(diǎn)是取骨區(qū)術(shù)后易出現(xiàn)血腫、疼痛、感染等并發(fā)癥,同時(shí)髂骨形態(tài)無法與股骨頭較好的匹配,應(yīng)力分布不均時(shí)易出現(xiàn)螺釘松動(dòng)或髂骨被吸收,導(dǎo)致手術(shù)失敗,術(shù)后早期需扶拐部分負(fù)重。(圖3)
第三類手術(shù)為人工關(guān)節(jié)置換術(shù),將已損壞的關(guān)節(jié)更換為人工假體關(guān)節(jié)。此類手術(shù)適用于60歲以上伴有嚴(yán)重骨性關(guān)節(jié)炎的患者,年輕患者如行關(guān)節(jié)置換將面臨二次翻修的問題。(圖4)
那么,對于年輕的DDH患者,能否有一種簡單有效、對患者創(chuàng)傷小、恢復(fù)快、費(fèi)用低的治療方案呢?我院髖關(guān)節(jié)外科趙德偉院長帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了3D打印鉭金屬髖臼蓋,針對每個(gè)DDH患者進(jìn)行量身定做,無需截骨、無需取自體骨,手術(shù)方法簡單、安全有效。
3D打印鉭金屬髖臼蓋設(shè)計(jì)理念及方法
原理:利用計(jì)算機(jī)模擬與3D打印技術(shù)制作的多孔鉭金屬髖臼蓋模塊可以精準(zhǔn)的填補(bǔ)髖臼缺損部分,最大程度的增加髖臼對股骨頭的包容,有效地增加兩者之間的接觸面積。從而延緩或終止髖關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎的進(jìn)展。
具體步驟:
1、計(jì)算機(jī)軟件精準(zhǔn)處理得到需要填補(bǔ)的髖臼蓋模型;
2、對其進(jìn)行多孔化及優(yōu)化處理;
3、有限元分析,確保修復(fù)后髖關(guān)節(jié)的應(yīng)力分布均勻;
4、將設(shè)計(jì)的髖臼蓋三維模型以鈦金屬為原料快速成型打印出多孔鈦金屬模塊;
5、體外模擬手術(shù),確認(rèn)模型的匹配度及準(zhǔn)確性;
6、行噴砂、高溫處理、鉭金屬噴涂、超聲波清洗、環(huán)氧乙烷消毒;
7、應(yīng)用于臨床。
優(yōu)點(diǎn):
1、計(jì)算機(jī)精準(zhǔn)設(shè)計(jì),使填補(bǔ)的髖臼蓋與股骨頭的匹配度達(dá)到最佳,甚至優(yōu)于髖臼旋轉(zhuǎn)截骨的匹配度;
2、多孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及鉭金屬涂層有利于骨長入到填補(bǔ)的模塊中,使其遠(yuǎn)期也能夠具有較好的穩(wěn)定性;多孔結(jié)構(gòu)也有利于臀中肌長入,有利于臀中肌力量早期恢復(fù)。
3、手術(shù)操作簡單,無需截骨、取髂骨,減少對患者的損傷,術(shù)后可以早期下床活動(dòng),避免臥床并發(fā)癥。
典型病例一:
1、病例資料:33歲女性,主訴:右髖關(guān)節(jié)疼痛伴活動(dòng)受限半年。查體:右側(cè)腹股溝中點(diǎn)下2cm處壓痛陽性,右髖關(guān)節(jié)活動(dòng)度:屈曲90°;外旋20°;內(nèi)旋0°。4字試驗(yàn)陽性,內(nèi)旋擠壓試驗(yàn)陽性。診斷:右側(cè)發(fā)育性髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良
2、術(shù)前X線提示右側(cè)發(fā)育性髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良,如下圖。
3、術(shù)前CT可見左側(cè)髖臼對股骨頭覆蓋不足,以前外側(cè)為主,髖臼側(cè)可見囊性改變,關(guān)節(jié)間隙略變窄,如下圖。
4、應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)、個(gè)體化3D打印的鉭金屬髖臼蓋,如下圖。
5、術(shù)后CT可見髖臼缺損部被鉭金屬髖臼蓋填充,填充的髖臼蓋與自身骨質(zhì)非常匹配,無縫隙,同時(shí)股骨頭被充分覆蓋。患者術(shù)后2天便可下床活動(dòng),髖關(guān)節(jié)疼痛消失。
典型病例二:
1、病例資料:45歲女性,主訴:雙髖關(guān)節(jié)疼痛伴活動(dòng)受限4年,加重1個(gè)月。查體:雙側(cè)腹股溝中點(diǎn)下1.5cm處壓痛陽性,雙髖關(guān)節(jié)活動(dòng)度:屈曲70°;外旋10°;內(nèi)旋0°。4字試驗(yàn)陽性,內(nèi)旋擠壓試驗(yàn)陽性。診斷:雙側(cè)發(fā)育性髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良。
2、術(shù)前CT可見雙側(cè)髖臼對股骨頭的覆蓋不足,關(guān)節(jié)間隙變窄,出現(xiàn)骨性關(guān)節(jié)炎,如下圖。
3、術(shù)后CT見髖臼缺損部分被3D打印鉭金屬髖臼蓋覆蓋,髖臼蓋與髖臼、股骨頭匹配度極佳。術(shù)后早期便可下床活動(dòng),疼痛消失。
相關(guān)科室:髖關(guān)節(jié)及顯微修復(fù)科
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