3D打印（Three-Dimensional Printing）技术已经发展了30多年，最近的技术发展以及它们在普通大众中的流行正在引领世界进入个性化三维打印时代。随着三维打印的普及，它在骨科手术中的应用变得具有可行性。相对于屏幕上的3D虚拟CT成像，骨骼解剖结构可以变成一个真实大小的3D打印模型（使外科医生在手术前可以查看结构更为贴切）。一个真实大小的3D模型有利于精确的术前计划，甚至可以使用将要使用的植入物进行模拟手术。对于初学者经常遇到的复杂骨折手术更加有益。3D模型可以用于教育医学生并增强与患者的交流。
胫腓骨远端骨折可以使用各种大小解剖锁定板固定。然而，这些钢板是基于患者平均的胫骨形状设计的，因此在具有更小或更大胫骨的患者（图1），或者患有胫骨畸形的患者可能会遇到钢板和骨骼的不匹配情况。此外，复杂的骨折在钢板内可能需要不同的螺钉轨迹来固定骨折片。因此，3D打印可以用于理解复杂的骨折构型，术前模板制作，选择最适合的解剖钢板，以及计划复杂胫腓骨远端骨折的各种螺钉轨迹。
图1 身高178 cm（左）的男性和身高146 cm（右）的女性的2个胫骨之间的形状和大小差异是明显的。
踝关节撕脱骨折通常使用张力带或拉力螺钉进行固定。然而，老年患者或糖尿病患者的骨质疏松可能无法使用克氏针或螺钉进行稳定固定，可能导致内固定失效。钩钢板以抓住撕脱骨折片以进行牢靠的固定。然而，由于覆盖在这个区域上的软组织相对较薄，如果钩形钢板与踝关节表面不匹配的话，可能会使钩形板突出造成软组织激惹。患者踝关节真实大小的3D打印模型可以用作定制钩形板的模板。手术前准备的塑形钩形板使得无需完全暴露骨折端就可以进行微创固定。
在本报告中，我们描述了将3D打印技术应用于复杂胫腓骨远端骨折和踝关节撕脱骨折的处理。
3D打印技术可用于复杂胫腓骨远端骨折手术（图2），其中一例患者身高不足150厘米。因此，普通的解剖钢板可能存在钢板与骨之间的不匹配。对两侧胫骨进行CT扫描（图3），生成患侧和健侧正常胫骨的三维模型（图4），然后使用这些模型获取骨折结构，并选择最合适的解剖钢板（图5）。在考虑螺钉插入轨迹的同时进行板的放置模拟。所有病例成功应用了钢板，没有进一步弯曲或更改板的必要（图6），也没钢板突起造成皮肤激惹。此外，三维模型对于培训住院医师和医学生以及与患者沟通也非常有用。
图3 对双胫骨进行计算机断层扫描。左：骨折侧；右：健侧。
图4 一个3D打印的真实大小的胫骨骨折模型（左）。使用镜像成像技术，未受损的右侧胫骨模型也被打印出来，可以作为复位模版（右）。
图5 以实际尺寸3D打印的正常胫骨模型为模板，不同厂家提供接骨板中选择与骨贴合最佳的解剖型接骨板。然后模拟了板的放置，同时考虑了螺钉在板上的运动轨迹。
图6 如术前计划，选择应用最佳解剖钢板。不需要进一步折弯或更换钢板。同时没有造成皮肤激惹。
对于单侧移位踝关节撕脱骨折的患者进行双侧踝骨的CT扫描（图7）。利用镜像成像技术，将对侧未受伤的踝关节3D打印成实际大小的骨折模型。一种锁定加压钩钢板在3D打印的模型上塑形（图8）。针对内踝骨折，将在内踝的远端向骨折处做一个小切口。复位后，暂时固定一枚克氏针，并通过切口将钩板插入皮下，进行软组织分离，将钩子插入三角韧带以稳定地抓住撕脱的骨块。通过钩钢板的滑动孔上的皮质螺钉将钢板贴附于骨面（图9）。通过钢板近端的皮质螺钉及锁定套筒加压力将钩钢板更贴附内踝减少皮肤激惹（图10）。复位钳的一端固定皮质螺钉，另一端固定在锁定套筒上（图11）。加压结束后拧入锁定螺钉，然后释放复位钳，安置其他螺钉（图12）。
图7 单侧撕脱型内踝骨折患者双胫骨的计算机断层扫描。左：骨折侧；右：健侧。
图8 使用镜像技术，在3D打印的模型上预先塑形钩钢板。
图9 轴向加压模型演示。（A）钩钢板安置在内踝上，在滑动孔近端拧入皮质螺钉，但不要完全拧紧。锁定套筒安装在第二锁定孔处。（B）使用复位钳逐渐加压皮质螺钉和套筒。
图10 术中演示钩钢板插入皮下层。皮质螺钉和锁定套筒通过一个小切口插入并固定于钩钢板上。复位钳用于逐渐施加轴向加压。
图11 （A）术中透视图像显示放置预先塑形的钩钢板、皮质螺钉和锁定套筒。（B）通过复位钳进行加压。
图12 术后X光片显示了预塑形钩钢板十分贴附内踝，并且于最远端钩子内拧入了一个额外的螺钉增加稳定性。
本文描述的使用 3D 打印技术处理复杂的胫腓骨远端骨折和踝关节撕脱骨折的新技术可以成为有用的工具和技术。然而，这种新技术的采用需要进一步评估其成本效益。
参考文献：DOI: 10.1177/1071100715595695
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