3D打印人工椎体在胸腰椎肿瘤整块切除后重建中的应用

目的探讨3D打印人工椎体在胸腰椎肿瘤全脊椎整块切除术中应用的可行性。方法2016年12月至2019年9月对33例胸腰椎体恶性肿瘤患者采用后路全脊椎切除术治疗,男25例,女8例;年龄15~76岁,平均58.0岁。病变部位:胸椎29例,腰椎4例。累及节段:单节段30例,双节段2例,三节段1例。肿瘤类型:原发恶性肿瘤6例,转移性肿瘤27例。27例转移性肿瘤患者术前Tomita评分2~5分,平均3.9分;修正的Tokuhashi评分9~15分,平均11.1分。依据全脊椎切除术中重建方式不同,将33例胸腰椎体恶性肿瘤患者分为3D打印人工椎体重建组(21例,采用3D打印人工椎体进行前柱重建)和钛网重建组(12例,采用钛网植入同种异体骨进行重建)。主要观察指标为脊髓神经损害和疼痛恢复程度,肿瘤局部控制率及假体下沉发生率等。术后24 h、术后3个月疼痛视觉模拟评分(visual analogue scale,VAS)与术前比较采用配对设计t检验。结果全部病例随访3~31个月,平均10.9个月。3D打印人工椎体重建组术中出血量(3255.6±1981.9)ml(t=2.042,P>0.05)、手术时间(5.6±1.4)h(t=0.591,P>0.05)、术后引流量(655.6±223.6)ml(t=0.118,P>0.05)与钛网重建组的差异均无统计学意义。两组患者术前、术后24 h和3个月VAS评分的组间差异均无统计学意义(P>0.05);两组患者术后24 h和3个月均较术前明显改善,差异均有统计学意义(P<0.05)。33例患者中31例(97.0%)末次随访时Frankel分级有至少1个等级的改善。随访期间钛网重建组12例患者中5例(41.7%)影像学显示不同程度的下沉,而3D打印人工椎体重建组21例患者未出现假体下沉表现,两组下沉发生率的差异有统计学意义(χ^2=10.313,P=0.013)。结论3D打印技术制造的多孔钛人工椎体具有良好的生物相容性和机械稳定性,可以用于椎体切除后的重建。     

骨盆转移瘤临床研究进展

骨盆转移瘤发病率近年逐渐增加,然而其外科治疗尚无统一的临床指南或评分系统,临床医师需要综合考虑与患者相关的多种因素来制定诊疗方案。该文回顾骨盆转移瘤的临床研究进展,讨论骨盆转移瘤外科手术的时机和适应证,以及如何为患者制定个性化的治疗方案使患者利益最大化。     

钉棒假体半骨盆Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ区重建的生物力学分析及疗效评价

目的 在构建包含肌肉韧带的骨盆三维有限元模型基础上,分析钉棒假体生物力学性能,并结合临床应用评价钉棒假体半骨盆Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ区重建的疗效。方法 以2015年1月—2020年12月21例行半骨盆恶性肿瘤（Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ区）切除、钉棒假体重建患者作为研究对象。其中,男11例,女10例;年龄16～64岁,平均39.2岁。肿瘤类型：软骨肉瘤9例,骨肉瘤7例,尤文肉瘤3例,未分化多形性肉瘤2例;根据国际肌肉骨骼肿瘤学会（MSTS）分期：ⅡB期19例,Ⅲ期2例。术前髋关节Harris评分（HHS）和MSTS评分分别为（54.4±3.1）、（14.1±2.0）分。术中15例病灶行广泛性切除,5例边缘性切除,1例病灶内切除。取1例患者术后CT图像,采用Mimics23Suite和3-matic软件建立患者骨盆三维实体模型,同时采用镜像操作获取正常骨盆三维实体模型。继而将两实体模型导入有限元分析软件Workbench2020R1建立三维有限元模型,分别于肌肉构建前后分析双脚站立位的生物力学性能。记录手术时间、术中出血量、手术相关并发症发生情况,以HHS评分和MSTS评分行术后功能评估,同时影像学复查局部复发及转...     

骨盆Ⅱ区原发骨肿瘤切除与重建的疗效分析

目的 探讨骨盆Ⅱ区肿瘤完整切除及采用同种异体骨盆、组配式假体、3D打印假体重建的疗效。方法 回顾分析2011年3月—2022年3月收治的13例原发恶性骨肿瘤累及骨盆Ⅱ区,行肿瘤完整切除及髋臼重建术患者临床资料。男4例,女9例;年龄16～59岁,平均39.0岁。骨巨细胞瘤4例、软骨肉瘤5例、骨肉瘤2例、尤文肉瘤2例。骨盆肿瘤Enneking分区：肿瘤累及Ⅱ区4例,累及Ⅰ区和Ⅱ区4例,累及Ⅱ区和Ⅲ区5例。病程1～24个月,平均9.5个月。随访观察肿瘤有无复发、转移;影像学检查观察内植物在位、断裂,骨吸收、骨不愈合等情况。术前及术后1周采用疼痛视觉模拟评分（VAS）评价患者髋关节疼痛改善情况;术后根据国际肌肉骨骼肿瘤学会（MSTS）评分标准评价髋关节功能恢复情况。结果 手术时间4～7 h,平均4.6 h;术中出血量800～1 600 mL,平均1 200.0 mL。术后无再次手术或死亡患者。13例均获随访,随访时间9～60个月,平均33.5个月。4例接受化疗患者随访期间未发现肿瘤转移。术后1例出现创面感染;1例假体置换术后1个月发生假体脱位。1例骨巨细胞瘤术后12个月复发,穿刺活检提示骨巨细...     

计算机辅助恶性骨肿瘤个性化切除与精确重建

目的探讨计算机辅助恶性骨肿瘤个性化切除与精确重建的新方法,评价计算机辅助技术在恶性骨肿瘤手术治疗中的价值。方法 2007年1月～2010年7月共收治13例恶性骨肿瘤患者。其中男7例,女6例,年龄19～46岁。Enneking分期ⅡA期8例,ⅡB期5例。所有患者均采用薄层CT扫描获取病变部位的二维数据,重建三维解剖模型,运用计算机辅助设计（computer aided design,CAD）技术精确设计肿瘤切除范围、个性化辅助手术模板以及个性化骨修复体,模拟骨缺损修复重建过程。术中按照CAD方案精确切除肿瘤组织,采用外形匹配的异体骨或异体骨＋个性化人工关节置换重建骨肿瘤切除后遗留骨缺损。随访期间采用骨与软组织肿瘤学会（Musculoskeletal Tumor Society,MSTS）保肢评分系统对随访患者进行功能评价。结果 13例患者均获得随访,随访时间10～52个月,平均24.8个月。术后早期X线片显示骨缺损区域结构重建效果好,骨缺损区域解剖结构获得恢复。所有患者均存活,末次随访MSTS评分为17～27分,平均23.5分,其中优7例,良4例,可2例。2例发生异体骨感染,1例异体骨不愈合,1例钢板断裂,2例异体骨吸收。1例髋臼肿瘤术后18个月局部复发,行肿瘤再切除治疗。结论将计算机辅助技术用于骨恶性肿瘤的手术治疗,可以正确设计肿瘤切除边界、准确切除肿瘤并对病变区域的骨关节结构进行精确重建,从而将骨肿瘤手术治疗提升到个性化外科手术的高度。     

组配式人工半骨盆假体重建的生物力学分析

目的 探讨组配式人工半骨盆假体重建后骨盆生物力学改变及假体力学结构特点.方法 (1)建立正常骨盆的三维有限元模型和离体试验骨盆模型.于骨盆表面选取8个特征测点,在相同的载荷及边界条件下,利用有限元模型计算测点表面应力(σFEM),通过离体试验测量测点应变值,并计算标本表面应力(σEXP).对σFEM和σEXP进行线性回归分析验证.(2)利用验证的正常骨盆有限元模型进行左侧骨盆缺损(Ⅱ+Ⅲ区)及人工假体重建模型的建模.计算重建骨盆健侧特征测点的表面应力(σRS)及患侧髂骨截骨处内、外侧皮质表面应力(σRR),分别与正常骨盆相同位置测点应力值(σNS,σNR)进行比较.(3)分析假体应力传导结构表面应力分布特点及应力集中部位.结果 (1)骨盆有限元计算结果 与离体试验结果 有良好的一致性(R~2=0.87),模型仿真度较高.(2)重建后健侧特征测点σRS与正常骨盆σNS近似(t=1.81,P=0.08).患侧髂骨截骨处内侧皮质σRR与σNR差异无统计学意义(t=0.47,P=0.65),外侧皮质σRR明显高于σNR(t=2.78,P=0.02).(3)假体应力传导结构主要由后侧传导.应力集中部位位于下排钉孔周围、髂骨固定座与侧面固定翼片连接处、人工髋臼与髂骨固定连接处,系统应力峰值(183 MPa)位于人工髋臼与髂骨固定座连接部位.结论 组配式人工半骨盆假体重建符合骨盆生物力学特点,较好地恢复了应力传导.     

组配式人工半骨盆假体重建的生物力学分析

Objective To analysis the biomechanical characteristics of the reconstructed pelvis with modular hemi-pelvie prosthesis by finite element (FE) method. Methods A subject-specific finite element model of pelvis was established. Th experiment was performed on the same cadaveric pelvis. Eight points on the surface of cortical bone was determined. Both the same load and boundary conditions were applied on the FE model and experiment. The stress by experiment (σ EXP) was calculated based on the data collected from the strain discs. Linear regression was performed with the stress predicted by FE model (σFEM) and experi-ment data to validate the FE model. A defect pelvic (with zone Ⅱ +Ⅲ in left hemi-pelvis) FE model was con-structed and assembled with the prosthesis. The stress distribution on the eontra lateral hemi-pelvis was cal-culated by the reconstructed pelvic FE model (σRS), and the results were compared with that of the normal pelvis (σNS). Also the comparison was clone at the resection level of the affected hemi-pelvis between normal pelvic FE model (σNR) and reconstructed model (σRR) both on medial and lateral cortical bone of the pelvis. Structural analysis was performed on the whole set of implant. Results FE predictions were strongly correlated with experimental results (R2=0.87). No significant difference was found between the σRS and σNS (t=1.81, P=0.08). Regarding to the stress distribution at lilac resection level, no difference was found between σNR and σRR on the medial side (t=0.47, P=0.65). However, on the lateral side, σRR were signifi-cantly higher than the σNR (t=2.78, P=0.02). The peak stress of the prosthesis was about 183 MPa located at the conjunction of the acetabulum and the iliac fixation part. The main load conduction path on the prosthe-sis was at the posterior side of column portion part of the iliac fixation. Conclusion Reconstruction with modular hemi-pelvic prosthesis could recover the pelvic biomechanics with rational mechanical design.     

骨干人工假体在股骨近端恶性肿瘤切除后骨缺损重建中的初步应用

 目的 探讨采用骨干人工假体对股骨近端骨干恶性肿瘤切除后结构性骨缺损进行重建的可行性。方法 2011年6月至2014年7月对7例股骨近端恶性骨肿瘤患者采用骨干人工假体置换,男3例,女4例;年龄28~76岁,平均61.8岁。原发恶性骨肿瘤4例,转移癌3例。术前常规行X线、CT及MR检查,通过MRI测量瘤段骨长度及软组织侵犯范围,再根据截骨长度选择骨干人工假体配件。取股骨近端外侧直切口,逐层切开皮肤、皮下组织,按肿瘤切除原则充分显露术前MRI测量的瘤段骨及软组织肿瘤并截骨,扩髓后安装骨干人工假体,依次缝合各层组织。术后切除组织送病理学检查。结果 手术时间45~120 min,平均90 min;术中出血量200~800 ml,平均400 ml。随访6~24个月,平均14个月。1例骨肉瘤患者术后1年因出现肺转移而死亡,3例原发恶性骨肿瘤患者术后未出现术区复发及远处转移。1例乳腺转移癌患者术前多发转移,术后行综合治疗,带瘤生存;2例乳腺转移癌患者随访期间未出现原位复发或转移。7例患者术后患肢髋关节功能均无受限。结论 使用骨干人工假体对股骨近端骨干恶性肿瘤切除后结构性骨缺损进行重建,保留了邻近的髋关节及肌腱附着点,操作简单,住院时间较短,可早期负重,是一种理想的治疗股骨近端骨肿瘤的保肢手术方法。     

骶骨整块切除骨盆环重建治疗骶骨骨巨细胞瘤的疗效观察

目的:探讨骶骨整块切除及骨盆环重建治疗骶骨骨巨细胞瘤的方法与疗效.方法:2003年1月～2006年1月加州大学洛杉矶分校Santa Monica骨科医院脊柱外科中心收治骶骨骨巨细胞瘤患者8例,男5例,女3例,手术时年龄30～72岁,平均46岁.术前腰骶部CT扫描和MRI检查证实肿瘤均累及S1,采用一期前后路联合手术,术中结扎髂内动脉、髂腰动脉和骶正中动脉,显微镜下将肿瘤组织连同整块骶骨完整切除,用骨盆环假体重建腰骶髂关节稳定性.术后采用Toronto Extremity Salvage Score (TESS)评分系统对患者的功能恢复情况进行评价.结果:术中失血量800～2500ml,平均1200ml,手术时间490～720min,平均600min.病理学诊断:骨巨细胞瘤ⅡB期5例,Ⅲ期3例.术后卧床6～14d,平均10d,无1例患者术后并发切口感染.出院时患者均能不借助拐杖行走,恢复了日常生活自理能力.所有患者随访28～64个月,平均43个月,TESS评分由术前平均56.38分提高到73.25分.1例患者(Ⅲ期)术后18个月发生肺转移,接受肺叶切除,同时行放疗,随访至40个月时仍然存活;其余7例患者至末次随访时均存活,没有发现局部复发.结论:骶骨肿瘤累及S1时可行骶骨全切以提高肿瘤切除的彻底性,改善预后;采用骨盆环假体重建稳定性术后可早期活动.     

计算机导航辅助髋臼肿瘤精确切除与重建

目的 探索髋臼恶性肿瘤精确切除与重建的有效方法,评价其临床治疗效果.方法 利用图像融合、逆向工程、计算机辅助设计与制造等技术,建立髋臼恶性肿瘤精确切除与重建的治疗流程,完成术前规划并制备个体化定制髋臼假体,利用计算机导航系统辅助手术实施,实现肿瘤的精确切除及假体安装.自2010年12月至2012年5月,采用该流程治疗3例髋臼恶性肿瘤患者,软骨肉瘤2例、原始神经外胚层肿瘤1例,均累及骨盆Ⅱ+Ⅲ区.采用国际骨肿瘤协会(Musculoskeletal Tumor Society,MSTS)功能评分评价患肢功能,统计并发症发生情况.结果 3例患者均成功获得精确的肿瘤切除与髋臼重建.1例患者术后因搬动失误发生髋关节脱位,予以闭合复位;该例患者术后出现下肢深静脉血栓形成,对症治疗后治愈.术后3例患者均获得随访,随访时间10～21个月.至末次随访时3例患者均无瘤生存,未见感染、假体松动、螺钉断裂等并发症.MSTS评分为18～26分.结论 计算机导航辅助肿瘤切除和个体化定制髋臼假体重建能够满足髋臼肿瘤精确切除和重建的要求,肿瘤切除彻底、髋臼重建满意、并发症发生率低、近期效果良好,是外科治疗恶性髋臼肿瘤的一种有效方法,其远期疗效有待于进一步观察.     

累及骨盆Ⅱ区肿瘤切除重建术后脱位的临床特征及预防

目的:探索累及骨盆Ⅱ区肿瘤切除重建术后脱位方向、脱位时间等临床特征,并尝试提出术中及术后预防措施。方法:回顾并分析2011年3月至2021年3月122例累及骨盆Ⅱ区切除重建术患者,骨盆Ⅱ区32例,骨盆Ⅰ+Ⅱ区31例,骨盆Ⅱ+Ⅲ区40例,骨盆Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ区19例;122例中发生术后脱位17例。男73例,女49例;年龄平均为...     

3D打印节段型肿瘤假体重建下肢负重长骨骨肿瘤切除后骨缺损的疗效

目的探讨3D打印节段型肿瘤假体重建下肢负重长骨骨肿瘤切除后骨缺损的疗效。方法回顾性分析2015年8月至2021年8月于北京大学人民医院骨与软组织肿瘤治疗中心接受3D打印节段型金属肿瘤假体重建骨缺损的患者71例, 男40例、女31例, 年龄(23.08±18.52)岁(范围10～63岁)。肿瘤类型:骨肉瘤49例、Ewing肉瘤9例、软骨肉瘤3例、滑膜肉瘤3例、多形性未分化肉瘤2例、横纹肌肉瘤2例、骨转移瘤2例、间叶源性低度恶性肿瘤1例。骨肿瘤Ennecking分期:Ⅲ期19例、Ⅱb期52例。肿瘤位置:股骨43例、胫骨28例。记录手术时间、术中出血量、患者生存率和术后并发症。绘制假体生存率的Kaplan-Meier曲线。假体-自体骨界面骨长入和假体负重能力通过临床表现和影像学检查综合判断。肢体功能评分采用美国肌肉骨骼肿瘤协会(Musculoskeletal Tumor Society, MSTS)93功能评分进行评价。结果 71例患者均顺利完成手术并获得随访, 随访时间(24.4±13.2)个月(范围6.6～65.4个月)。末次随访时无瘤生存50例、带瘤生存12例、9例因肿瘤进展而死亡。共...     

钉-棒系统治疗骨盆前环骨折研究进展

近年钉-棒系统内固定治疗骨盆前环骨折取得一定进展。解剖学研究表明,钉-棒系统与骨盆前环股动脉、股静脉、股神经、股外侧皮神经、男性精索及下腹部脏器等重要解剖结构均存在安全距离。生物力学实验证实,钉-棒系统生物力学稳定性优于外固定支架,可有效、安全地固定损伤骨盆前环。临床研究显示,采用钉-棒系统治疗骨盆前环骨折,均取得良好的疗效。该文就钉-棒系统治疗骨盆前环骨折研究进展作一综述。     

3D打印微孔钛(钽)假体重建下肢骨髓炎致大段骨缺损的疗效分析

目的探讨3D打印微孔钛(钽)假体重建下肢骨髓炎致大段骨缺损的疗效。方法回顾性分析2020年1月至2022年5月期间解放军联勤保障部队第九二〇医院骨科收治的18例下肢骨髓炎致大段骨缺损患者资料。男10例, 女8例;年龄(45.3±14.1)岁;骨缺损侧别:左侧13例, 右侧5例;骨缺损部位:股骨11例, 胫骨7例。骨髓炎病程为1.0(1.0, 3.5)年。骨缺损长度为8.35(6.50, 9.84)cm。采用个性化3D打印微孔钛(钽)假体修复骨髓炎病灶清除术后大段骨缺损。术后观察患者的伤口愈合情况, 采用Paley感染性骨缺损骨愈合评价标准、疼痛视觉模拟评分(VAS)、下肢功能量表(LEFS)及影像学检查综合评定患者的疗效。结果 18例患者术后获(12.2±0.3)个月随访。1例患者术后2个月发生伤口感染, 微孔钛假体取出后行Ilizarov骨搬运术治疗;其余17例患者术后伤口均愈合良好。末次随访时18例患者的疼痛VAS评分为2.0(1.0, 4.0)分, 显著低于术前[(6.1±2.3)分];LEFS评分为54.00(34.50, 69.25)分, 显著高于术前[(18.50(9.00...     

髂骨钉棒固定治疗单侧不稳定性DenisⅠ、Ⅱ区骶骨骨折

目的探讨后路髂骨钉棒固定治疗单侧不稳定性DenisⅠ、Ⅱ区骶骨骨折的临床疗效。方法回顾性分析2016年3月至2018年10月治疗50例单侧不稳定性DenisⅠ、Ⅱ区骶骨骨折患者资料。根据置钉及固定方式分为髂骨钉棒固定组(简称髂骨钉棒组)和机器人辅助骶髂螺钉置入组(简称骶髂螺钉组),其中髂骨钉棒组20例,男13例,女7例,年龄(41.10±14.07)岁(范围,22~76岁);骶骨骨折Denis分型,Ⅰ型5例,Ⅱ型15例;均合并骨盆前环损伤,骨盆Tile分型,B1型2例,B2型12例,C1型6例;3例合并骶神经损伤,Gibbons分级Ⅱ级。骶髂螺钉组30例,男18例,女12例;年龄(44.70±13.35)岁(范围,16~78岁);骶骨骨折Denis分型,Ⅰ型6例,Ⅱ型24例;均合并骨盆前环损伤,骨盆Tile分型,B1型2例,B2型20例,C1型8例;4例合并骶神经损伤,Gibbons分级,3例Ⅱ级,1例Ⅲ级。两组患者年龄、手术时间、术中出血量、透视次数、Majeed评分比较采用独立样本t检验;骨折复位质量比较采用卡方检验;骶神经损伤恢复Gibbons分级比较采用秩和检验。结果两组患者均获得随访,随访时间22.8个月(范围,12~40个月)。髂骨钉棒组手术时间(41.40±7.30)min;术中出血(105.00±61.94)ml;术中透视(19.10±7.33)次;根据Mears和Velyvis影像学评价标准,9例解剖复位,10例复位满意,1例复位不满意;Majeed评分(84.25±8.29)分;术前3例GibbonsⅡ级骶神经损伤,术后2例恢复为Ⅰ级。骶髂螺钉组手术时间(18.27±5.89)min;术中出血(33.00±17.54)ml;术中透视(14.93±4.49)次;术后15例解剖复位,13例复位满意,2例复位不满意;Majeed评分(86.43±7.43)分;术前3例GibbonsⅡ级骶神经损伤,其中2例术后恢复为Ⅰ级,术前1例Ⅲ级损伤,术后恢复为Ⅱ级。与骶髂螺钉组比较,髂骨钉棒组手术时间长(t=-12.36,P<0.001)、出血量多(t=-6.04,P<0.001)、透视次数多(t=-2.50,P=0.016),以上各指标比较差异均有统计学意义。术后髂骨钉棒组与骶髂螺钉组在骨折复位质量(χ^2=0.23,P=0.89)、Majeed评分(t=0.97,P=0.34)、Gibbons分级(Z=-0.224,P=0.82)比较,差异均无统计学意义。术后髂骨钉棒组1例发生单侧伤口表浅感染,1例诉钉尾部不适;骶髂螺钉组1例发生S1神经损伤。结论对于单侧不稳定性DenisⅠ、Ⅱ区骶骨骨折且不适合使用骶髂螺钉固定者,采用后路髂骨钉棒固定操作简单,术后疗效满意,与使用机器人辅助骶髂螺钉固定相似。     

钉-棒系统与外固定支架固定骨盆不稳定损伤模型的生物力学比较

目的 通过对钉-棒系统和骨盆髂骨翼外固定支架固定骨盆水平旋转不稳定损伤模型的生物力学进行测试,对比两者固定骨盆的力学稳定性,为临床治疗提供理论依据. 方法 取经福尔马林处理的正常成人骨盆标本7具,保留从L5至股骨近端中上20 cm的骨盆标本,保留完整的耻骨联合、双侧髋关节、双侧骶髂关节、双侧骶结节韧带、双侧骶棘韧带、双侧骶髂前韧带、双侧骶髂后韧带.将骨盆置于AGX生物力学试验机上,模拟人体正常双足站立中立位,由L5垂直向下加压至500 N,依次测量下述4种情况下的耻骨联合位移:①完整骨盆;②骨盆水平旋转不稳定Tile B1型损伤模型;③钉-棒系统固定骨盆Tile B1型损伤模型;④骨盆髂骨翼外固定支架固定骨盆Tile B1型损伤模型.结果 在500 N的压力下,4组耻骨联合位移由小到大依次为完整骨盆[(0.121 ±0.025) mm]、钉-棒系统固定模型[(0.656±0.103) mm]、髂骨翼外固定支架固定模型[(1.512±0.101) mm]、Tile B1型损伤模型[(4.512±0.391) mm],4组间两两比较差异均有统计学意义(P＜0.05).结论钉-棒系统固定骨盆水平旋转不稳定损伤模型的生物力学稳定性明显优于骨盆髂骨翼外固定支架,能有效恢复骨盆环的力学稳定性.