3D打印技术在整复眼眶爆裂骨折和修复下颌骨缺损中的应用研究

摘要

本研究拟将3D打印技术应用于钛网整复眼眶爆裂骨折，以精确恢复眼眶的正常解剖结构和容积，解决复视和眼球内陷等问题;拟将3D打印技术应用于重建钛板与髂骨移植修复下颌骨体部缺损，以精确恢复颌面部外形和正常咬合关系。
　　实验一:3D打印技术在眼眶爆裂骨折整复中的应用研究
　　目的:
　　面部外伤导致的眼眶爆裂骨折常发生于眶下壁和/或眶内侧壁，导致眼眶容积增大，眶内容物通过骨折间隙疝入上颌窦和筛窦，出现眼球内陷和复视，需要给予整复。眼眶爆裂骨折常用的整复方法是将疝入上颌窦和筛窦的眶内容物复位后，在骨折表面衬垫钛网等植入物，以阻止眶内容物的再次疝入，恢复眼眶的正常形态和容积，解决眼球内陷和复视等问题。但是，眶下壁和眶内侧壁的形态不规则，而衬垫的钛网通常是在术中由术者根据自己的经验来手工弯制和塑形，难以精确恢复眶壁的原有形态，整复效果难以得到保障。本研究拟利用计算机辅助快速成型技术在术前先对钛网进行精确塑形，再将其植入眶壁骨折区域，以精确恢复眶壁的原有形态和容积。
　　方法:
　　1.一般资料我院口腔科于2014年5月-2015年9月共收治眼眶爆裂骨折12例。其中男9例，女3例，年龄19-51岁，平均33.6岁。致伤原因:交通事故伤6例，暴力伤5例，坠落伤1例。骨折部位:眶下壁8例、眶内侧壁2例、眶下壁和眶内侧壁复合骨折2例。临床表现为眼球内陷、复视和眼球运动受限。入选条件:(1)CT检查显示眶壁骨折，(2)眼球完整、无破裂，(3)未伴发其他颌面部骨折。手术指征:(1)眼球运动受限，(2)复视，(3)CT检查明确眶下壁和/或眶内侧壁骨折。手术时间:伤后1周内手术者9例，1周-3周手术者3例。
　　2.眼眶容积测定所有患者均在术前及术后3个月行眼眶CT扫描。CT图像的轴向位与冠状位层厚均为0.75mm。对CT数据应用SIEMENS Syngo.via VB30图像处理软件进行眼眶容积测定。以眶外侧壁前缘至眶内侧壁前缘的连线为前界，沿眼眶骨性边界向后至视神经孔，描绘所有层面边界，每个扫描层厚度乘以每层面积的总和即为眼眶容积。通过这种方式测算出术前和术后的患侧及健侧的眼眶容积。正常人左右两侧眼眶容积完全相等，因此，患侧眼眶容积减健侧眼眶容积即为眼眶容积差。
　　3.眼球突度测量在CT轴位图像上显示眼球最大径。如果患侧眼球有内陷时，在左右两侧眼球最大径层面中间选择一层面，使双侧眼球断面对称。测量角膜最突点到双侧眶外缘最前点连线间的垂直距离，作为眼球突度值。测量术前1天及术后3个月的患侧及健侧的眼球突度。健侧眼球突度减患侧眼球突度即为眼球突度差。
　　4.3D打印模型制备和钛网塑形根据术前眼眶CT扫描数据，利用Geomagic Studio12.0软件及镜像和反求技术，在计算机上以健侧眼眶为模板重塑患侧眼眶正常形态。将重塑后的患侧眼眶模型数据转换为STL格式后传送至3D打印机（Makerbot Replicator2X，美国），打印出眼眶树脂模型。在此模型上，对拟植入的钛网进行塑形，修剪钛网使其大小超出骨折区域1-2mm，超声震荡清洗后高温高压消毒备用。
　　5.手术方法在全身麻醉下，采用睑缘下切口，切开皮肤、皮下组织以及眼轮匝肌，显露眶下缘骨膜，切开骨膜，在骨膜下剥离，显露眶下壁和眶内侧骨折区域，使嵌入上颌窦和筛窦的软组织复位，注意保护鼻泪管、眶下神经和视神经，将塑形好的钛网植入骨折区域，用2～4个钛钉将钛网固定于眶下缘处。进行眼转向试验证实眼球被动活动自如后，分层缝合伤口。
　　6.统计分析采用IBM SPSS Statistics20软件包对数据进行统计学处理，计量资料以均数±标准差（(X)±s）表示，采用配对t检验比较术前术后患侧眼眶容积及眼球突度改变量，检测手术治疗后眼眶容积和眼球突度恢复情况。P＜0.05认为两组数据之间存在统计学差异。
　　7.评价指标通过临床和CT检查，患者主观感受，评价其复视、眼球运动、眼球内陷和眼眶容积的恢复情况及钛网的在位情况。
　　结果:
　　1.所有病例手术顺利，术前预弯的钛网不需要在术中再次塑形和修剪，CT检查结果显示植入的钛网与眶壁贴合紧密。随访3-12月，所有患者复视症状消失，患侧眼眶容积得到理想恢复，患侧眼球突度得到理想恢复，眼球内陷得到理想矫正，眼球运动无受限。所有患者均未发生下睑退缩、眶下神经损伤、鼻泪管损伤、植入材料术后感染、排出或移位等并发症。
　　2.术前患侧眼眶容积差为(2.57±0.43mL)，术后为(-0.09±0.60mL)，两者有显著差异(P＜0.001)。术前患侧眼球突度差为(2.21±0.90mm)，术后为(0.16±0.50mm)，两者有显著差异(P＜0.001)。表明通过手术治疗，患侧眼眶容积和眼球突度恢复至正常水平，与健侧相近。
　　结论:
　　1.应用3D打印技术辅助制作个性化的钛网用于眼眶爆裂骨折的整复，能精确恢复眼眶的解剖形态和容积，消除眼球内陷。
　　2.应用3D打印技术辅助制作个性化的钛网用于眼眶爆裂骨折的整复，治疗程序便捷、安全、有效。
　　实验二:3D打印技术在髂骨修复下颌骨体部缺损中的应用研究
　　目的:
　　探讨基于3D打印技术制备的个性化重建钛板在髂骨移植修复下颌骨体部缺损中的应用效果。
　　方法:
　　1.一般资料我院口腔科于2013年10月-2015年10月共收治下颌骨肿瘤患者6例。其中男4例，女2例，年龄24-56岁，平均45.1岁。其中下颌骨成釉细胞4例，下颌骨中心鳞癌2例，均经病理证实。临床表现:下颌部隆起、下唇麻木和牙齿松动等。全景片和CT检查:下颌骨体部松质骨内有虫蚀状骨质破坏或多房性囊性阴影。
　　2.3D打印模型制备和钛网塑形根据术前颌面部CT扫描数据，利用Geomagic Studio12.0软件及镜像和反求技术，在计算机上以健侧下颌骨为模板重塑患侧下颌骨正常形态。将重塑后的患侧下颌骨模型数据转换为STL格式后传送至3D打印机，打印出下颌骨树脂模型。根据CT扫描显示的肿瘤边界，模拟截骨范围，在树脂模型标记截骨线，然后在此模型上对拟植入的重建钛板进行塑形，高温高压消毒备用。
　　3.手术方法在全身麻醉下，根据术前CT扫描确定的肿瘤边界和截骨线进行肿瘤扩大切除和下颌骨节段截除后，用塑形好的重建钛板桥接骨缺损两端，再切取同侧髂骨植入骨缺损区，钛钉内固定。
　　4.评价指标术后通过临床检查及X线和CT检查，观察患者的面部外形和咬合关系恢复情况，语言、咀嚼和吞咽等功能恢复情况，以及伤口愈合和移植骨成活情况。
　　结果:
　　在6例病例中，有5例手术顺利，预弯的重建钛板不需要术中再次塑形，植入的钛板与缺损两端的下颌骨外侧面贴合紧密;术后随访3-12个月，经临床和CT检查未见肿瘤复发。颌面部外形恢复良好，两侧基本对称，余留牙咬合关系恢复良好，咀嚼功能恢复良好;说话语音清淅，无张口受限。1例术后3周出现颌下区伤口感染肿胀，经切开引流和静脉输注抗菌素后，仍然出长期的伤口流脓，清除植骨块和重建钛板后伤口痊愈，植骨失败。
　　结论:
　　应用3D打印技术预成型的重建钛板适用于髂骨移植修复下颌骨体部缺损的内固定。

目录

摘要

前言

第一章 3D打印技术在眼眶爆裂骨折整复中的应用研究

1．研究目的

2．材料与方法

3．结果

4．典型病例

5．讨论

6．结论

参考文献

第二章 3D打印技术在髂骨修复下颌骨体部缺损中的应用研究

1．研究目的

2．材料与方法

3．结果

4．典型病例

5．讨论

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致谢

声明