姜大为，陈江涛，艾克拜尔·尤努斯，田征
大段骨缺损是骨科临床治疗中的一个巨大难题。造成骨缺损的原因很多，如创伤、骨髓炎、先天性假关节和四肢恶性骨肿瘤切除。随着新辅助化疗的应用，骨肿瘤保肢手术成为主流，保肢方式如异体骨、灭活肿瘤骨及机械加工假体被广泛应用于临床[1]。
传统的保肢方式存在诸多缺点，如异体骨来源有限，灭活肿瘤骨局部复发风险高，机械加工假体远期易松动等[2]。3D 打印假体在临床的应用已取得初步成功。3D 打印具备个体化设计，与骨缺损达到完美的契合，也可以在加工过程中对假体的体积、重量、强度和表面特征等参数进行精确掌控[3]。本研究回顾性分析新疆医科大学第一附属医院骨科中心骨肿瘤外科近期收治的应用3D打印假体治疗下肢长骨恶性骨肿瘤的短期疗效。
1.1 纳入与排除标准
纳入标准：①经临床+影像+病理三结合诊断为下肢长骨恶性骨肿瘤；
②具备保肢手术条件；
③运用3D 打印个体化假体行保肢手术；
④术后随访骨骼愈合情况，包括假体重建稳定性评估及患者肢体功能评分。排除标准：①肿瘤远处转移或多发转移患者；
②接受传统假体或截肢患者；
③失访及资料不完整的患者。
1.2 一般资料
按照上述纳入及排除标准，收集2019 年3 月至2022 年8 月新疆医科大学第一附属医院骨科中心骨肿瘤外科收治的11 例下肢长骨恶性骨肿瘤切除后大段骨缺损患者的病例资料。男6 例，女5 例；
发病时的年龄8～63 岁，平均（24.6±19.2）岁，其中15 岁以下患者6 例。肿瘤病理类型：普通型骨肉瘤8 例，皮质旁骨肉瘤2 例，恶性骨巨细胞瘤1 例。其中股骨侧病变7 例，胫骨侧病变4 例。原发肿瘤按照Enneking 分期，ⅠB 期2 例，ⅡA 期4 例，ⅡB 期5 例。所有患者术前均行患侧及健侧X 线检查、CT、MRI，肺部高分辨CT及全身骨扫描。
本研究已通过新疆医科大学第一附属医院伦理委员会批准（批号：20200624-01），并豁免患者知情同意。
1.3 假体设计
将患者的CT、MRI 数据拷贝至计算机中，使用Mimics 加载Dicom 格式的数据，以CT 扫描为主要数据来源，将MRI 数据与其融合，判断骨肿瘤实际边界包含反应带，并在计算机中标示。按切缘≥2 cm 的骨肿瘤边缘设计截骨面，并且在软件中完成模拟手术。最后再根据截骨面以逆向工程方法设计截骨导板，以便手术中精确操作，减少术中误差[4]。
3D 打印个性化假体为组配式假体，假体设计主要由三部分组成。①髓针部：根据截骨后残余髓腔设计髓针，髓针主要为钛涂层髓针或3D 打印多孔骨小梁柄（必要时辅助接骨板）；
②中间段：机械加工组配部件，根据骨缺损长度设计，必要时可延长；
③关节面接触部：采用3D打印骨小梁金属界面，利用接骨板或松质骨螺钉固定维持稳定性。假体采用钛合金粉末制作，制作周期约2周。
1.4 手术方法及术后处理
普通型骨肉瘤患者术前行新辅助化疗，化疗后再次完善相关检查评估化疗效果。判断病变范围，如果无明显变化或缩小，可根据术前计划进行手术。
股骨侧肿瘤选择大腿外侧入路或外侧联合前内侧入路，切除活检通道，切除范围包括病变周围肌肉组织，显露截骨平面，透视下定位明确后安放截骨导板并截骨，需将肿瘤骨及周围包裹肌肉一并切除。术中留取截骨面髓腔内组织送病理检验。截骨平面距离肿瘤组织小于3 cm 处无水酒精局部灭活，最后将3D 打印假体安装骨缺损处，术中需透视下确定内植物位置良好，术中活动关节明确关节活动度良好。最后大量盐水冲洗术区，充分止血，放置引流管2根，逐层缝合手术切口。
胫骨侧肿瘤选择小腿前方入路，切除活检通道，切除部分胫骨前肌，切除方式同股骨，远端下胫腓联合处需切除部分腓骨，将肿瘤骨及周围包裹组织一并切除。术中留取截骨面髓腔内组织送病理检验。截骨平面距离肿瘤组织小于3 cm 处无水酒精局部灭活，最后将3D打印假体安装骨缺损处，术中需透视下确定内植物位置良好。最后大量盐水冲洗术区，充分止血，术区放置引流管1根，若切口张力较大，手术切口外侧7 cm 处做一减张切口，放置负压封闭引流（vacuum sealing drainage,VSD）装置。
术后连续3 日引流液清亮，引流量＜20 ml 可拔除引流管，抗生素应用至引流管拔除后[5]。术后2 周视切口情况间断拆线。切口完全愈合后行术后辅助化疗，术后6 周佩戴支具负重行走，可不负重进行关节屈伸锻炼，术后12周开始正常活动。
1.5 随访计划及观察指标
治疗结束2 年内，每3 个月随访复查局部X 线和CT/MRI、肺部高分辨CT、全身骨扫描及双下肢全长X线检查。观察指标主要包括肿瘤学情况、肢体功能和术后并发症。应用国际肌肉骨骼肿瘤学会（Musculoskeletal Tumor Society,MSTS）评分量表[6]评估肢体功能。
1.6 统计学方法
采用SPSS 24.0软件对数据进行统计学分析。符合正态分布的计量资料以均数±标准差表示，非正态分布的计量资料以中位数表示。
11 例患者均按术前计划实施手术。术后病理检验均提示截骨处髓内组织未见明确恶性肿瘤累及。股骨侧肿瘤7 例，包括保髋保膝6 例，其中4 例采用3D打印复合假体+定制接骨板重建，2例采用远端3D打印复合假体+定制接骨板+近端钛涂层髓针重建；
1 例保髋假体即近端3D 打印骨小梁复合接骨板辅助外侧接骨板+远端组配肿瘤膝关节假体重建。胫骨侧肿瘤4例，包括1例保膝保踝近端3D打印复合假体辅助内外侧接骨板+远端钛涂层髓针重建和3例保膝踝关节融合假体（1 例采用距骨接触面3D 打印复合假体+近端钛涂层髓针重建，1 例采用距骨接触面3D打印复合假体+近端骨水泥髓针重建，1 例采用距骨接触面3D 打印复合假体+远端3D 打印髓针辅助内外侧接骨板重建）。截骨长度80～360 mm，平均（225.7±94.9）mm，骨缺损范围24.4%～88.9%。
术后根据复查计划进行随访，随访3～34个月，平均（20.0±9.8）个月，至末次随访时，11 例均存活而且局部无肿瘤复发，术区无伤口渗液、感染等情况，均已下地行走。1 例股骨骨肉瘤患者术后10 个月出现全身多发骨转移；
1例股骨骨旁骨肉瘤术后10个月因体重迅速增长致接骨板断裂，行股骨远端双侧接骨板固定，术中发现假体远端已有骨长入；
1 例股骨骨肉瘤在术后16个月发生肺转移；
1例胫骨骨肉瘤术后6 个月出现假体松动，拒绝再次手术，佩戴支具负重；
1 例胫骨骨肉瘤插入髓针过程中出现假体周围骨折，术中行钢丝固定。
末次随访时，MSTS评分为20～28分，平均（25.0±3.0）分；
双下肢全长X 线片上测量双下肢绝对长度，患侧肢体较健侧短缩0～19 mm，中位数5 mm，6 例15岁以下患者在末次随访时，重建下肢功能良好（表1）。
表1 11例患者临床资料
典型病例的影像学资料见图1、2。
图1 病例1，女，11岁，左侧股骨骨肉瘤
图2 病例2，男，20岁，右侧胫骨骨肉瘤
Schmitz 和Hollinger[7]在1986 年提出了当骨缺损长度达到长骨直径的1.5 倍时无法完成骨缺损的自然愈合，称为临界骨缺损。缺损长度大于长骨周径的1/2或2 cm以上的骨缺损称为大段骨缺损[8]。恶性骨肿瘤切除后造成的骨缺损非常巨大，导致术中重建困难，术后并发症增高。传统重建方法无法早期获得稳定性，患者术后无法进行早期康复，还存在着术后复发、病理性骨折、骨不愈合等风险[9]。机械加工假体早期可获得稳定，但远期效果差，容易发生松动，存在一定局限性。目前Masquelet 技术和Ilizarov骨搬移技术也在不同程度中运用到骨肿瘤中，有文献报道用Masquelet 技术重建25 cm 的大段骨缺损，平均用时8.5 个月[10]，Ilizarov 骨搬移技术同样治疗时间较长、并发症较多。
近年来数字化骨科快速发展，使3D 打印技术逐步应用至临床工作中，目前已能够实现具有快速、高密度的复杂结构的高性能金属零件的无模具的净成形[11]，医师可根据需求设计方案更佳合理、结构更加优化的假体，以符合生物力学及运动功能。3D 打印设计假体为个体化假体，术中需精准截骨，才可使骨界面和假体界面达到完美契合，截骨导板的设计可以在术中达到精准截骨，减少误差，成人患者末次随访术后肢体长度几乎相同，而且术中导板应用可以缩短手术时间，减少术中出血[12]。
3D 打印假体存在适合的体积、匹配的骨缺损长度及金属假体的稳定性。长骨超极限骨缺损通过传统的重建方式难以完成，但是目前3D 打印假体生物及非生物联合重建已取得良好效果[13]。并且3D打印技术的优势在于适形匹配，在不影响下肢强度的情况下减少假体体积，制作形状匹配的假体[14]。足够的软组织覆盖可以避免伤口并发症的发生[15]。本研究治疗的4 例胫骨侧肿瘤假体患者术后无假体周围感染，胫骨假体的体积减少，有利于术中软组织覆盖，降低假体外漏风险。
3D 打印假体具有更强的骨整合作用，骨水泥假体远期假体松动率为29%～40%[16]，非骨水泥固定的原理主要是通过宿主骨与假体紧密嵌入来获得即刻稳定，假体表面的微孔层与宿主骨相融合，最终可获得假体的长期稳定[17]。采用钛涂层髓针的1 例患者在术后6 个月出现假体松动，考虑原因是术中未能达到骨床机械性的紧密压配，而在后期继发固定阶段时宿主骨的骨小梁未能长入到假体孔隙内，从而出现假体松动；
另1 例患者为了达到术中的紧密压配出现了假体周围骨折，但经过钢丝捆绑后获得稳定固定。然而3D 打印骨小梁髓针具有更好的骨整合作用，假体与骨接触界面骨小梁结构可迅速实现骨长入，不愈合率显著降低。1 例接骨板断裂患者翻修中发现股骨远端界面与假体完美融合。有文献表明，3D 打印金属骨小梁和松质骨结合部通过影像学评估可见骨界面和金属界面具有良好的整合作用[18]。
目前骨界面与假体界面的愈合尚无标准，本研究判断骨与假体界面愈合首选体格检查，局部疼痛症状消失，其次是影像学观察3D 打印骨小梁与骨之间透光带模糊，可判定为两者实现骨整合[15]。
下肢长骨恶性骨肿瘤切除首先要遵守保肢治疗的原则[5]，其次是为患者的重建，3D 打印技术解决临床医师在重建中面临的较多问题，在理论上对于患者的优势在于将即刻稳定的金属重建技术和永久可靠的生物重建技术相结合，保证患者短期和长远的生活质量，但是本文为回顾性研究，样本具有局限性，有待大样本量的长期随访研究，以获得更加可靠的数据。
【利益冲突】所有作者均声明不存在利益冲突
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