既控制感染又能保证关节活动度 3D打印精准解决关节假体感染问题

来自广州从化的卢阿姨两年前接受了左侧膝关节置换术，术后一个月出现左膝关节肿痛、全身高热，手术部位的皮肤破溃还伴有脓液渗出。为进一步治疗，卢阿姨来到中山大学孙逸仙纪念医院找到关节外科副主任许杰教授，经过相关检查后被诊断为“左膝关节假体周围感染”。

许杰教授团队集体商讨病情后，决定采用二期翻修手术，并通过3D打印技术制定了个体化的骨水泥填充物制作方案，最大限度地保持膝关节功能。在整个团队的努力下，手术顺利完成，卢阿姨很快康复出院，目前行走已如同常人。

3D打印定制填充物，保留膝关节活动度

许杰教授教授回忆，针对卢阿姨的情况，团队商讨决定采用二期翻修手术。而目前二期翻修手术的难点主要有两个：一是如何通过一次手术完全地清除关节腔内的病菌；二是如何通过个体化的翻修装置来最大限度的保持膝关节功能。

中山大学孙逸仙纪念医院骨关节疾病诊疗中心在人工关节置换及人工关节翻修方面积累丰富的经验。为获得最佳治疗效果，许杰教授团队通过3D打印技术制定了个体化的骨水泥填充物制作方案。许杰教授介绍，以往通过手工制作骨水泥填充物关节面形状欠佳，难以兼顾关节的稳定与活动。现有国外使用的商品化抗生素骨水泥填充物预制件，型号选择单一，抗生素种类及浓度无法根据病人实际情况进行调整，限制了抗感染疗效的同时限制了关节活动，甚至导致关节挛缩、僵硬，影响二期手术的进行。

运用3D打印制作出与卢阿姨膝关节解剖结构一致的骨水泥填充物

许杰教授团队查阅了近几年的国内外文献报道，使用3D打印这一方案是综合了目前国内外关节感染翻修的最新研究前沿，且3D打印技术具有众多的优势。例如，采用个体化3D打印技术能精准制作出适合卢阿姨的抗生素骨水泥填充物，在维持了关节腔内有效抗生素浓度的情况下还保留了膝关节的一定活动度，也为二期翻修手术的开展创造了必要的条件。

二期手术顺利完成，患者可以正常行走

在许杰教授团队术前充分讨论制定好方案后，根据卢阿姨的膝关节解剖形态，打印制作具有关节活动功能的骨水泥填充物并加入敏感抗生素。2019年7月，在充分的准备下，卢阿姨的手术顺利完成。

手术后，卢阿姨膝关节肿痛症状明显改善，术后第一天就能在助行器的辅助下缓慢行走，伤口也没有流脓而顺利愈合，手术后膝关节仍能够适当的屈伸，日常活动不受影响。紧接着在数月前，卢阿姨按计划返院进行二期手术治疗。在全面的术前检查下，排除了关节感染的情况，2020年6月，许杰教授团队为卢阿姨完成了二期翻修手术。

一期手术置入3D制作的骨水泥填充物

二期手术置入人工关节假体

在整个团队的努力下，卢阿姨顺利康复出院，她和家属都感到无比感激。2021年1月，卢阿姨返院复查，经过细致的检查均未发现异常，并在许杰教授团队悉心指导下进行功能锻炼，目前行走已如同常人。

关节置换后需防感染，3D打印解决难题

全膝关节置换术是治疗终末期膝关节骨关节炎的有效方式，可以快速重建患者膝关节功能。但有一种膝关节置换的术后并发症会严重影响手术的效果，给患者带来巨大的痛苦，这个并发症就是术后关节感染。

“关节置换极大改善了严重膝关节骨关节炎病人的生活质量，但关节置换围手术期的并发症值得关注，例如关节感染，卢阿姨就是一个例子。”许杰教授介绍，目前报道显示膝关节置换围手术期感染的发生率约为0.5-1%，一旦发生关节感染，通常需要取出假体并行多次手术清除感染病灶，最后在感染控制的基础上再次行关节翻修手术。

对于这一问题，国外有使用预制件假体进行一二期翻修间临时填充，但难以完美恢复正常解剖结构，使在此期间关节活动受限、瘢痕挛缩，增加二期手术的困难。“这会给病人造成巨大的痛苦，同时带来了沉重的医疗负担。而个体化3D打印的骨水泥填充物可以有效解决这一问题。”许杰教授说道。

近年来随着精准医疗理念的提出，个体化3D打印技术在医学上的运用助力精准医疗的发展。中山大学孙逸仙纪念医院骨关节疾病诊疗中心紧跟时代潮流，作为国内首批使用该技术的医疗中心之一，已在关节感染、骨肿瘤切除术后严重骨缺损、骨盆矫形等中运用这一技术。

卢阿姨近日返院复查时与许杰教授（左一）合影

“精准医疗这一理念已贯穿在我们中心的日常临床工作中，我们围绕精准医疗的理念，根据每一位病人的具体病情，使用各种临床新技术为每一位患者制定个体化的治疗方案，为病人的治疗及远期的康复锻炼打下坚实的基础。”中山大学孙逸仙纪念医院关节外科主任、骨关节疾病诊疗中心主任马若凡教授介绍。

专家简介：

马若凡，中山大学孙逸仙纪念医院骨外科主任医师，教授，现任关节外科主任、骨关节疾病诊疗中心主任。社会/学术任职：广东省医学会关节外科学分会副主任委员，广东省医师协会骨关节外科医师分会副主任委员，广东省医师协会骨关节外科医师分会膝关节专业组组长，《中华关节外科杂志》（电子版）编委，首届“羊城好医生”。

擅长股骨头坏死、骨性关节炎、类风湿性关节炎、强直性脊柱炎、四肢关节畸形、四肢骨肿瘤、小儿及成人髋臼发育不良、人工关节置换术后并发症的治疗。擅长应用保守、关节镜、截骨、关节置换等不同手段治疗各种四肢关节疾病。在四肢关节畸形矫形、四肢骨肿瘤保肢治疗方面积累了丰富经验。在复杂人工关节初次置换及翻修领域有较深造诣。

科研工作：长期从事人工关节并发症、骨关节退变性疾病相关基础和临床研究。主持省部级以上课题7项。发表SCI论著10余篇。获得国家专利6项。作为第一完成人获广州市科技进步二等奖、广东省科技进步三等奖。拥有多项发明专利。

许杰，中山大学孙逸仙纪念医院关节外科副主任，中山大学中山医学院解剖教研室临床副主任。先后赴香港大学玛丽医院、德国Essen大学医学院、美国特种外科医院、新加坡国立大学医学院学习、进修。社会/学术任职：中国医师协会骨科医师分会关节外科工作委员会青年工作组委员，中国医师协会显微外科医师分会委员，中国研究型医院学会骨科创新与转化专业委员会委员，广东省医学会关节外科学分会青年委员会委员，广东省医师协会骨关节外科医师分会髋关节专业组副组长，广东省健康管理学会骨科学专业委员会常务委员，广东省预防医学会骨科疾病防控专业委员会常务委员，《中华关节外科杂志（电子版）》编委。

擅长治疗：髋、膝关节骨性关节炎及创伤性关节炎，关节退行性病变；激素及酒精所致股骨头坏死；风湿及类风湿所致关节破坏及毁损；邻近关节的骨折破坏，如股骨颈骨折；人工关节置换术后感染或松动磨损；小儿发育性髋关节脱位。擅长肢体肿瘤保肢手术。

科研工作：长期从事人工关节并发症、骨关节退变性疾病、三维数字骨科相关基础和临床研究。主持/参与国家级及省部级课题10余项。已在国内外学术杂志上发表论文90余篇，其中SCI论文16篇。获广东省科技进步三等奖、广州市科技进步二等奖，获得专利6项。

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