3D打印技术在腓骨移植修复下颌骨缺损手术中的应用

3D打印技术在腓骨移植修复下颌骨缺损手术中的应用

王晓敏李明兰

（四川大学华西口腔医院四川成都610041）

【摘要】目的：探讨数字化3D打印技术在腓骨移植修复下颌骨缺损手术中的应用。方法：选取2016年3月—6月于四川大学华西口腔医院口腔颌面外科就诊的下颌骨肿瘤患者10例，通过螺旋CT扫描仪将患者的下颌骨及双侧腓骨进行扫描，并将CT扫描数据导入软件，通过图像分割、模拟切割肿瘤、镜像、塑形移植骨段、设计截骨及取骨塑形数字化3D导板等一系列程序，再将数据导入快速成型机，通过激光快速成型熔融沉积技术（FDM）制造出模拟重建的下颌骨模型及数字化3D导板。分别于术后1、3、6个月进行随访观察。结果：10例下颌骨肿瘤患者均顺利完成手术，无1例感染，腓骨瓣成活率100%，下颌骨形状和功能恢复良好，面部外形恢复均达到满意或较为满意，无并发症。结论：3D打印技术应用于腓骨移植修复下颌骨缺损的手术，缩短了手术时间，优化了术后修复效果，减少了并发症的发生，获得了满意的临床效果。

【关键词】3D打印技术；下颌骨缺损；重建钛板；血管化腓骨移植

【中图分类号】R782.2【文献标识码】A【文章编号】2095-1752（2017）35-0203-03

肿瘤、创伤、炎症或先天畸形等多种因素可破坏下颌骨的连续性及完整性，从而导致下颌骨节段性缺损。腓骨具有骨膜和骨内双重供血的特点，因此可作多处截骨后行各种形态的三维立体塑形，满足几乎各种类型下颌骨缺损的需要，是下颌骨缺损理想的修复材料。本研究术前利用3D打印技术对重建钛板进行精确塑形，用其内固定移植腓骨以修复下颌骨缺损，现报道如下。

1.资料与方法

1.1临床资料

选取2016年3月—6月于四川大学华西口腔医院就诊的下颌骨肿瘤患者10例，年龄35～65岁，平均年龄52岁，男性7例，女性3例。

1.2术前准备及手术过程

1.2.1计算机辅助设计及3D打印通过螺旋CT扫描仪将患者的下颌骨及双侧腓骨部位进行扫描。应用超声多普勒血流仪检测供区动、静脉直径和血流情况，并在体表标记出血管穿支。将患者的CT扫描数据导入软件，通过图像分割、模拟切割肿瘤（切割平面的厚度设计与手术截骨的来复锯锯片厚度一致）、镜像、塑形移植骨段、设计截骨、取骨塑形数字化3D导板等一系列程序，再将数据导入快速成型机，通过激光快速成型熔融沉积技术（FDM）制造出模拟重建的下颌骨模型及数字化3D导板。术前根据实体模型完成重建板的预弯制，明确重建板预留在下颌骨残端上孔钉的数量及位置，最后将重建板和数字化3D导板消毒待用。

1.2.2手术过程

（1）下颌骨肿瘤切除：一组医生暴露截骨术区，按照术前设计固定截骨导板，进行下颌骨病变的切除。常规准备1根动脉和2根静脉供吻合。

（2）腓骨瓣制取：另一组医生同时行腓骨瓣的制备。根据术前设计切开皮肤及皮下组织，寻找合适的穿支血管，沿穿支血管寻找腓动脉及伴行静脉。根据移植骨段长短用线锯进行截骨，塑形后备用。

（3）下颌骨重建：将已完成塑形的腓骨瓣断蒂并转移至受区进行显微血管吻合术，重建血循环。根据术前预弯制重建板预留的孔钉数量初步定位重建板于下颌残端上，然后根据重建板弯的形状精细调整重建板与下颌骨残端的关系，与下颌骨紧密贴合后，钛钉固定，完成下颌骨缺损重建。

1.3疗效评价

患者术后7d、1、3、6个月及1年复查全景片及锥形束CT（CBCT）。记录并发症发生情况。

2.结果

手术均按计划成功完成。手术时间5.0～8.0h，平均6.3h，10例病人无1例感染，腓骨瓣成活率100%，下颌骨形状和功能恢复良好，面部外形恢复均达到满意或较为满意，左右对称，预留牙齿咬合关系良好，张口度及张口型正常，无颞下颌关节疾病，病变无局部复发，无重建板松动及断裂，无移植骨瓣坏死等并发症。在3个月和6个月的X线随访中显示腓骨与下颌骨间骨愈合良好。供区切口恢复良好，未出现踝关节不稳定、跛足等并发症。

典型病例患者，男，63岁，因“发现口底包块2年余”入院。

患者2年前无明显诱因发现左侧口底有一约“黄豆”样大小包块，呈渐进性增长，无明显疼痛不适，未予重视。3月前发现右颌下有一约”蚕豆”样大小包块，生长迅速，2月前于四川省肿瘤医院行“右颌下腺及肿块切除术”，病理回示：涎腺组织伴胶原组织增生及浆细胞、淋巴细胞浸润，间质粘液变，腺体萎缩。术后口底包块生长迅速，疼痛明显，抗炎治疗效果不佳。遂于成都军区总医院行切取活检，病理回示：（牙龈）鳞状细胞癌。现患者为求进一步治疗，就诊于我院外科门诊，门诊以“口底癌”收入肿瘤科。

专科查体：患者面型对称，右口角向下歪斜，开口度约2横指，伸舌右偏。口底及下颌颊舌侧牙龈可见一大小约6x2cm包块，形态不规则，表面溃烂呈菜花状。触之质硬，边界不清，基底浸润，触痛明显。范围累及D4-C8舌侧牙龈及D1-C6颊侧牙龈，向内邻近舌腹粘膜。C5牙II度松动。右颌下可见一大小约10cm术后瘢痕，双侧颌下及颈部未扪及明显肿大淋巴结。

我院CBCT及全景（21535446）示：右下颌颏部至右下颌C6根尖区骨质溶骨性似虫蚀状吸收破坏，边界不清，边缘不光滑，C3-5悬浮于破坏区中，C5已开髓。C2-D2缺失，C4-D4烤瓷桥修复。

华西第四医院CT（70053359）示：颏下、左颌下间隙、双侧颈动脉鞘周围、颈后间隙淋巴结增多增大；入院诊断：口底癌。术前应用3D打印技术对重建钛板进行塑形，全麻下行口底癌扩大切除术加下颌骨节段切除术加左舌骨上淋巴清扫术加右颈淋巴清扫术加左血管化腓骨肌皮瓣游离移植术加重建板植入固定术加血管吻合术加任意瓣成形术。随访6个月，未见肿瘤复发，颌面部形态恢复良好，移植骨成活良好。（图1）

图1A：术前正面照；B：术前咬合情况；C：分割重建结果正面视图；D：与术前下颌对比结果；E：下颌骨截骨导板设计；F：移植骨截取；G：3D打印模型、重建板及腓骨截骨导板；H：下颌骨截骨导板固定；I：肿瘤切除后的缺损；J：术前设计切口线，根据腓骨截骨导板进行截骨；K：腓骨瓣塑形；L：重建板和腓骨植入。（图片由四川大学华西口腔医院李春洁、乔翔鹤提供）

3.讨论

3D打印是20世纪80年代末产生和发展起来的一种新型制造技术，被称为“具有工业革命意义的制造技术”。随着3D打印技术的不断发展，研究人员不再满足这种先进技术只局限在原型制造和模具生产等方面，开始向更广阔的领域拓展，特别是在医学领域的实践应用和发展前景引起了全球的广泛关注。经过20年的发展，现已广泛应用于口腔种植、骨科、口腔颌面外科、神经外科、肿瘤外科，对疾病的诊断、术前评估及术式确定提供了新的辅助方法。

3D打印技术应用于下颌骨的缺损修复手术，优化了术后修复效果，而且减少了并发症，获得了满意的临床效果。下颌骨对于人类咀嚼、吞咽和呼吸等功能起着重要作用，下颌骨的缺损，往往需要进行缺损的重建以恢复颌面部的功能和美观。传统的治疗方法主要是重建板和自体骨块的移植。采用3D打印技术，可以术前根据CT图像打印好颌骨缺损的模型，模拟术中肿瘤切除的范围，预先在体外弯制好钛板，应用3D打印技术制做出的数字化3D导板是将设计方案准确转移到实际手术中的有力辅助工具。截骨导板可以准确引导术中精确切除肿瘤，与传统术式相比，省去了术中观察设计截骨线的时间，增加了手术的精确度，取骨塑形导板可准确切取移植骨，避免了反复磨改移植骨，减少了移植骨的离体时间，降低了移植骨坏死的发生率。

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