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3D打印导板辅助跖骨截骨矫正轻中度⻊母外翻

2025-08-07 33 上传者：管理员

摘要：[目的]评价3D打印导板辅助经皮微创跖骨横行截骨（percutaneous minimally invasive metatarsal transverse osteotomy,PMIMTO）治疗轻中度⻊母外翻的疗效。[方法]回顾性分析2022年6月—2023年4月采用3D打印导板辅助PMIMTO治疗的21例轻中度⻊母外翻患者的临床资料。采用美国矫形足踝外科学会（American Orthopedic Foot and Ankle Society, AOFAS）前足评分、视觉模拟评分（visual analogue scale, VAS）对患者的疗效和功能进行评价。行影像检查，测量⻊母外翻角（hallux valgus angle, HVA）、第1、2跖骨间角（intermetatarsal angle, IMA），记录手术时长和第1跖骨短缩程度。[结果]所有患者手术顺利，伤口均Ⅰ期愈合，未出现并发症。平均随访时间（15.1±2.2）个月。随术前、术后3个月和末次随访的时间推移，AOFAS前足评分[(59.7±3.6),(86.7±1.6),(89.8±4.3), P<0.001]和疼痛VAS评分[(6.1±1.3),(2.1±0.7),(0.7±0.6), P<0.001]显著改善。至末次随访时，所有患者均未出现跖骨头坏死、骨不连、畸形复发等并发症。影像方面，与术前相比，术后3个月和末次随访时HVA[(32.2±5.0)°,(11.9±1.1)°,(11.2±2.6)°, P<0.001]和IMA[(12.6±1.6)°,(9.0±0.6)°,(8.1±1.4)°, P<0.001]均显著改善。[结论] 3D打印置钉导板可以有效提高PMIMTO的安全性与有效性，缩短手术时间，是一种安全、有效的方法。

关键词：
3D打印导板
⻊母囊炎
⻊母外翻
微创手术
经皮微创跖骨横行截骨
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三维打印(3D-printing,3DP),通过逐层打印的方式构造物体｡随着3DP在足踝外科领域应用的逐渐深入,其可用于制造定制植入物或手术导轨和器械[1],例如患者定制3DP截骨导板､置钉导向器等｡母外翻(halluxvalgus,HV)是临床常见的前足疾病,指第1跖趾关节畸形,母趾相对于第1跖骨向外侧偏斜致使二者之间形成夹角,即母外翻角(halluxvalgusangle,HVA)超过15°,一般合并第1跖骨头内侧母囊炎或疼痛[2]｡母外翻的手术治疗是主流的治疗方式,常见的微创手术(minimallyinva⁃sivesurgery,MIS)包括:经皮Chevron-Akin､微创Chevron-Akin和经皮微创跖骨横行截骨术(percuta⁃neousminimallyinvasivemetatarsaltransverseosteoto⁃my,PMIMTO)等[3]｡MIS因切口小､皮肤美观､创伤小､恢复快等优势被更多患者所接受[4],而手术时间长､透视次数多､术后切口并发症等问题亟待解决｡本文通过对21例(22足)轻中度后天性母外翻患者进行3D打印置钉导板辅助PMIMTO治疗案例进行疗效分析,探讨该技术在手术中的应用价值｡

1、临床资料

1.1一般资料

回顾性分析2022年6月—2023年4月作者采用3D打印导板辅助PMIMTO治疗的21例轻中度母外翻患者的临床资料(图1a~1d)｡其中,男性6例(6足),女性15例(16足);年龄17~64岁,平均(43.2±13.7)岁｡患者症状主要表现为患足第1跖趾关节内侧疼痛､前足畸形,伴转移性跖痛症时可出现前足底胼胝体形成和疼痛｡根据术前查体和影像学检查,以及HVA和第1､2跖骨间角(intermetatarsalangle,IMA)分级[5],所有患者分为轻度8例(8足,36.4%),中度13例(14足,63.6%)｡本研究获上海市第六人民医院医学伦理委员会批准[2023-KY-008(K)],所有患者均签署知情同意书｡

1.2手术方法

术前对患者足部进行CT扫描,提取DICM数据并导入Arigin3DPro软件,重建前足骨骼和周围软组织的三维数据｡将重建后的骨骼与软组织数据导入手术规划软件,用于设计经皮置钉导板｡

导板根据模拟复位后的三维模型进行设计｡模拟复位前先切除骨骼三维模型上可能影响复位的骨赘,避免复位时的干扰｡通过模拟跖骨截骨､母外翻畸形复位和螺钉置入,确定螺钉导针孔的角度和方向｡充分考虑到手术过程中其他可能因素的干扰,将导针孔设置为7孔蜂窝状,以便术中微调｡将最终导板数据保存为STL格式,并导入三维打印机(上海昕健)打印,经低温等离子灭菌消毒后密封备用｡

患者取仰卧位,于母趾第1跖骨头近端皮肤横行放置1根克氏针定位｡透视见位置满意后,于体表沿克氏针做标记｡用2根克氏针经定位孔将3D打印置钉导板贴合固定于足内侧(图1e),再用1根克氏针通过合适的置钉孔预先埋入第1跖骨内,透视见深度达第1跖骨头近端外侧皮质｡在第1跖骨头近端内侧作一2mm小切口,选用低转速高扭矩的手足微创动力(斯威斯3500型,上海博进)､2mm×8mm铣钻沿体表标记截断第1跖骨｡手法松解第1跖趾关节囊,并将跖骨头向外侧推移,再次钻入预埋的克氏针固定跖骨头｡透视见母趾力线好,克氏针位置良好,置入1枚直径4.5mm可吸收螺钉(Inion,芬兰)作内固定｡如果跖骨截骨术未能完全纠正第1跖趾关节匹配,需在母趾近节趾骨基底用微型动力作微创Akin截骨,克氏针引导下打入1枚直径2.7mm可吸收螺钉(Inion,芬兰)｡最后透视确认螺钉位置､母外翻矫形效果｡对于外侧紧张､第1跖趾关节难以复位者,用50mL注射器针头松解跖趾关节囊和母内收肌｡合并转移性跖痛症的患者用微创动力行跖骨远端微创截骨(distalmetatarsalminimalosteotomy,DMMO),无需内固定;部分腓肠肌腱膜紧张的患者行微创腓肠肌滑移术｡

1.3评价指标

采用美国矫形足踝外科学会(AmericanOrthope⁃dicFootandAnkleSociety,AOFAS)前足评分[6]､视觉模拟疼痛评分(visualanaloguescale,VAS)[7]对患者的疗效和功能进行评价｡行影像检查,测量母外翻角､第1､2跖骨间角,记录手术时长和第1跖骨短缩程度｡

1.4统计学方法

采用SPSS26.0软件对数据进行统计学分析｡计量数据以xˉ±s表示,资料呈正态分布时,采用单因素方差分析,两两比较采用LSD法;资料呈非正态分布时,采用秩和检验｡P<0.05为差异具有统计学意义｡

2、结果

2.1临床结果

21例(22足)均顺利施行3D打印经皮置钉导板辅助的PMIMTO术,其中,19例(19足)行外侧软组织松解;14例(14足)术中行微创Akin截骨术;2例(2足)行第2跖骨DMMO,1例(1足)同时行第2､3跖骨DMMO;1例(1足)行微创腓肠肌滑移术;平均手术时长(41.0±2.3)min｡

随访时间12~20个月｡随访资料见表1,随时间推移,AOFAS前足评分和疼痛VAS评分均显著改善(P<0.05)｡随访过程中,1例(1足)出现第1跖趾关节僵硬,于康复科门诊就诊后活动度改善;另外1例(1足)出现伤口周围轻微麻木｡其他患者未诉术后不适｡至末次随访时,所有患者均未出现跖骨头坏死､骨不连､畸形复发等并发症｡

2.2影像评估

影像资料见表1,与术前相比,术后3个月和末次随访时患者HVA和IMA均显著改善(P<0.05);而术后3个月和末次随访相比较,患者的HVA和IMA均无显著变化(P>0.05)｡术后第1跖骨短缩1.2~4.9mm,平均短缩(3.2±1.0)mm｡

表1.21例(22足)临床评分与影像测量结果(xˉ±s)

3、讨论

3DP技术可以提高医生的临床技能,也可以制作个性化矫形器或定制鞋垫[8,9],更可以针对患者个性化定制植入器械和手术工具,并优化手术过程[1,10]｡母外翻矫形术式繁多,但在国内外广泛应用的术式较为固定,3DP技术不仅可以优化手术过程,更可提高手术精确性｡国外一团队使用3DP技术制作了2个微创母外翻截骨和置钉导向器,截骨导向器用于贴合患者皮肤表面确定截骨部位,并打入定位克氏针;置钉导向器通过定位克氏针确定螺钉置入的角度和方向,导向器可以容许空心螺钉的导针通过[11]

在3D打印经皮置钉导板设计之初,笔者已将足部分皮肤及软组织数据纳入测量,导板边缘弧度与足部皮肤隆起或凹陷匹配,因此在固定3D打印经皮置钉导板时,应确保导板各部分和解剖定位标志一一对应,保持导板尽可能完全贴合足内侧皮肤;且固定后不应再改变导板与足的相对位置,直至置钉过程结束｡置钉时,笔者团队优先使用中心导针孔,该孔位是模拟截骨复位时的最优导针位｡如需调整,再使用其他孔位｡该技术对主刀医师的手术经验有要求,包括能应对例如截骨线偏差､复位丢失和导板定位不准等问题,低年资医师使用此技术存在难度,有一定的学习曲线｡

第3代微创母外翻矫形技术相比于前2代微创技术,疗效更稳定,适应证更广[3,12]｡PMIMTO的第1跖骨截骨线大约在跖骨颈部位置,不同的截骨角度会造成第1跖骨长度发生改变[13]｡置入第1枚金属螺钉时在矢状面上应与第1跖骨干长轴平行[14],在其远端平行置入第2枚金属螺钉以防旋,有助于加强整体结构的稳定性｡笔者仅使用1枚可吸收螺钉固定,有文献指出,通过合理设计截骨角度,1枚4.5mm可吸收螺钉的机械强度亦可达到要求[15]｡

本研究仍存在局限性:样本量少,随访时间不长,中､长期疗效尚不明确;缺少对重度母外翻畸形患者的矫形效果评价;采用的患者结局评价指标较少｡考虑到导板制作的时间和经济成本,在设计过程中纳入的体表解剖定位标志较少,术中导板与皮肤不能完全贴合,存在一定活动间隙,给置钉过程带来一定误差｡

4、结论

本研究表明,3D打印经皮置钉导板辅助PMIM⁃TO技术的手术时间短,短期预后好,并且能有效纠正母外翻畸形,临床满意度高,是治疗轻中度后天性母外翻的安全可靠手术方法｡

参考文献:

[2]杨杰,梁家宝,梁晓军.母外翻畸形的评估与手术治疗进展[J].中国骨伤,2022,35(12):1109-1115.

[3]李学谦,施忠民.第三代母外翻微创手术技术临床应用与研究进展[J].国际骨科学杂志,2022,43(1):27-30.

[4]张晖,王旭,杨云峰,等.第3代微创母外翻技术规范专家共识[J].中国骨伤,2022,35(9):812-817.

[8]阮贝特,颜威,马泓泓,等.3D打印个性化矫形器制作技术进展[J].中国矫形外科杂志,2024,32(2):162-166.

[9]黄昭,曲军杰,孙德麟,等.3D打印定制鞋垫治疗儿童扁平足的初步结果[J].中国矫形外科杂志,2023,31(5):471-475.

[10]米发桗,杨如意,赵天宝,等.3D打印技术在骨科临床与基础研究应用的现状[J].中国矫形外科杂志,2022,30(9):810-814.

基金资助:上海市科学技术委员会科技计划项目(编号:23015820500);上海市创新医疗器械应用示范项目(编号:23SHS03600);

文章来源:王嘉正,张解元,杨建义,等.3D打印导板辅助跖骨截骨矫正轻中度⻊母外翻[J].中国矫形外科杂志,2025,33(15):1431-1434+1437.