3D 打印技术用于锁骨骨折内固定手术中的效果分析

0.引言

锁骨骨折是临床上较为常见的骨折类型，占全身骨折的 2.6%～4% ，多由间接暴力引起，如跌倒时肩部着地等[1]。锁骨骨折的治疗方式主要包括保守治疗和手术治疗。手术治疗能够更好地恢复锁骨的解剖结构，促进患者早期功能锻炼，已成为锁骨骨折治疗的主要手段之一。然而，锁骨的解剖形态存在个体差异，传统手术过程中，医生主要依靠术前的 X 线片和 CT 扫描图像来判断骨折块的形状、位置和周围组织的情况，在手术操作时，对于复杂骨折的复位和内固定放置可能存在一定的盲目性[2-3]。3D 打印技术作为一种新兴的数字化制造技术，可以为锁骨骨折内固定手术提供三维可视化的术前规划和个性化的手术辅助，对提高手术效果有着积极的意义。

1.资料与方法

1.1 一般资料

选取在本院接受锁骨骨折内固定手术的 70 例患者作为研究对象。将 70 例患者随机分为 3D 打印组（35 例）和传统组（35 例），传统组：男和女的比例为 21：14，年龄在 23-68 岁间，平均（ 46.92±5.27 ）岁；3D 打印组：男和女的比例为 20：15，年龄在 22-69 岁间，平均（ 46.81±5.39 ）岁。两组基本资料相比（ P>0.05 ），可比较。

1.2 方法

传统组：患者采用臂丛神经阻滞麻醉，取仰卧位，患者肩部稍垫高。常规消毒、铺巾后，以骨折端为中心，沿锁骨走行做一弧形切口，切开皮肤、皮下组织及深筋膜，分离骨折端周围的软组织，显露骨折块。直视下复位骨折块，选择合适的内固定物（如克氏针、重建钢板等）进行内固定，然后用生理盐水冲洗切口，逐层缝合切口。

3D 打印组：（1）术前准备：患者平卧位，行锁骨骨折部位的 CT 扫描，扫描参数为层厚 1mm ，螺距 1，获取高质量的 DICOM 格式图像数据。利用专业的 3D 打印软件（如 Mimics 软件）对 CT 数据进行三维重建，得到锁骨骨折的三维模型。在三维模型上精确分析骨折块的形态、位置、移位方向以及周围解剖结构的特点。根据患者的骨折情况，在三维模型上进行虚拟的手术规划，选择合适的内固定物规格，并确定最佳的复位位置和内固定放置路径。然后利用 3D 打印机（如光固化成型 3D 打印机）按照 1:1 的比例打印出该锁骨骨折的三维实体模型。同时，根据模型制作手术导航模板或个性化的内固定辅助装置。（2）手术过程：患者在臂丛神经阻滞麻醉下，取仰卧位，肩部稍垫高。将 3D 打印的三维实体模型置于手术台上，以便手术医生在手术过程中参照。按照术前规划的手术入路切开皮肤、皮下组织及深筋膜，分离骨折端周围软组织时，在 3D 打印模型的引导下，能够更准确地避开重要的血管神经结构。利用内固定辅助装置或导航模板辅助骨折复位，使得骨折块的复位更加精准，然后选择按照三维模型上规划的内固定物规格进行内固定，最后用生理盐水冲洗切口，逐层缝合切口。

1.3 观察指标

记录并比较两组患者的手术时间、术中出血量、切口长度。

采用 Constant-Murley 肩关节评分法在术后 1、3、6 个月对两组患者进行肩关节功能评估，得分越高表明肩关节功能恢复越好。

1.4 统计学方法

采用 SPSS22.0 统计学软件进行数据分析，以 P<0.05 为差异有统计学意义。

2.结果

2.1 手术相关指标比较

和传统组的病人进行比较，3D 打印组具有更短的手术时间、切口长度以及更少的术中出血量（ P<0.05 ）。见表 1。

在术后的各个时间节点，对两组病人的肩关节功能进行评估，数据显示，和传统组的病人进行比较，3D 打印组具有更好的肩关节功能恢复情况（ P<0.05 ）。见表 2。

3.讨论

3D 打印技术通过术前在三维模型上精确规划手术路径和内固定放置位置，在手术中医生可以更直观地进行操作。尤其是对于复杂骨折，如锁骨的多段骨折或粉碎性骨折，能够迅速定位骨折块并准确复位，避免了传统手术中反复探查和调整骨折块位置的时间浪费，从而显著缩短了手术时间[4]。

借助 3D 打印模型，医生可以对锁骨周围的血管分布和走向有更清晰的认识。在手术过程中，能够更加精准地分离软组织，避免损伤周围的血管，同时更高效的骨折复位和内固定放置也减少了术中对局部组织的过度剥离，从而降低了术中出血量。

基于 3D 模型进行的虚拟手术规划可以确定最小的切口范围，既能满足手术操作的需要，又能减少切口对患者的创伤。较小的切口长度有利于患者术后切口愈合，减少感染风险，并且对局部外观的影响也更小[5]。

由于个性化的内固定方案与锁骨局部的生物力学特性相匹配，这种匹配使得肩关节在各个方向上的受力都能得到合理的分布，有利于肩关节周围软组织和骨骼的功能恢复，从而在术后不同时间点的肩关节功能评分中都表现出明显的优势。

综上所述，3D 打印技术应用于锁骨骨折内固定手术可显著优化手术操作，提高手术效率，并改善患者术后的肩关节功能恢复。

参考文献

[1]杨家营,方军.3D 打印技术及其对锁骨骨折手术治疗效果的临床研究[J].临床医学进展,2024,14(10):300-306.

[2]张爱国,李甲岳,马洪,等.3D 打印辅助锁骨骨折微创内固定治疗[J].外科研究与新技术,2021,10(2):84-87.

[3]张开宝,徐敏.肥胖患者锁骨骨折内固定术后骨折不愈合的原因分析与预防策略[J].中国骨与关节损伤杂志,2024,39(7):749-751.

[4]陈健,张庆,左才红,等.数字规划、3D 打印、个体化锁骨钩钢板治疗锁骨远端骨折一例[J].中华肩肘外科电子杂志,2022,10(3):271-274

[5]王梦晗,齐涵,张元,等.3 种 3D 打印模型辅助治疗 RobinsonⅡB2 型锁骨骨折[J].中国组织工程研究,2024,28(9):1403-1408.

基金项目: 2023 年大学生创新创业训练计划立项项目：(3D 打印技术在锁骨骨折微创手术中的应用莫舒慈 S202310594014)