車禍骨折恐致關節退化 長庚推「3D列印」技術重建膝蓋

長庚醫院團隊,左起爲基隆長庚醫院醫研部部長陳品元、基隆長庚醫院副院長詹益聖、基隆長庚醫院院長賴旗俊。(林周義攝)

臺灣機車多,車禍導致骨折的比例也高。根據統計,國外脛骨骨折的比例約爲1%,專家推估臺灣因機車緣故,可能高達2-3%,將導致關節炎,甚至關節退化,影響行動。長庚醫院與臺科大合作,開發脛骨平臺術後癒合不良翻修導引技術,可透過殘留於體內的骨板骨釘影像輪廓,建構3D列印的手術導引板,解決常見的脛骨平臺骨折不癒合翻修手術高困難度問題。

30歲的陳先生,騎機車途中發生嚴重車禍,導致左膝膝關節粉碎性脛骨平臺骨折,接受了傳統開放式骨折復位鋼板固定術。術後1年左膝仍然變形、彎曲不良、跛行及疼痛不已。經長庚團隊使用微創膝關節鏡合併3D列印精準切骨導引矯正手術,陳先生也重回工作與喜愛的長跑運動。

基隆長庚醫院副院長、骨科教授詹益聖指出,膝關節是由上方的大腿骨(股骨)和下方的小腿骨(脛骨)所構成,脛骨平臺就是脛骨承接股骨端的關節平面。而脛骨平臺骨折是國內嚴重交通摩托車事故中,最棘手的膝關節骨折創傷,這是因爲患肢承受劇烈撞擊,導致其膝關節脛骨平臺麪粉碎性骨折、移位併合並軟組織受損。在基隆長庚和林口長庚,每年共約收治120例脛骨平臺骨折的病人。

脛骨平臺骨折傳統的手術方式,無法精準將陷落的關節面完整復位,也無法處理常常合併嚴重的軟組織損傷,因此往往需要更大的手術切口或是骨折復位治療不完全,進而產生感染、變形、關節炎等嚴重併發症,文獻報告機率可高達50%。

詹益聖教授團隊多年前發展出「膝關節鏡輔助脛骨平臺骨折精準微創復位手術」,藉由膝關節鏡將關節內的骨折復位,也可同時治療合併發生的軟組織損傷,病人的愈後及滿意度9成以上,術後感染率3.3%,優於傳統開放式骨折復位感染率。

詹益聖強調,此類脛骨平臺骨折術後產生併發症的病人,大多是由於當初手術的骨折復位不完全、固定方式不恰當而導致畸形癒合,常合併巨大的骨缺損、膝關節內或外翻變形及膝關節不穩定,需要再次進行手術,且手術難度高。醫師需在已經癒合的骨折中找出畸形癒合的位置,移除原本的內固定後將癒合處鑿開,重新將骨折復位到原本的關節面再加以內固定。

爲克服這項難題,詹益聖與臺灣科技大學高速3D列印研究中心林上智教授所帶領的研究團隊合作,致力發展骨科精準智慧醫療應用,近年也有傑出成果。研究團隊針對膝關節複雜的置換、截骨與固定手術,發展出可提供手術前、中與後期的精準定位與導引技術,其中脛骨平臺術後癒合不良翻修導引技術,可透過殘留於體內的骨板骨釘影像輪廓,建構3D列印的手術導引板,以解決常見的脛骨平臺骨折不癒合翻修手術高困難度問題。

目前這項技術已取得臺灣專利,且有廠商技轉成功。研發成果更得到2021年國家新創獎與2022年國家新創精進獎、2022年SNQ國家品質標章認證之殊榮。目前臨牀使用在7位病人,病人術後即可下牀行走與膝關節彎曲,柺杖保護2至3個月,追蹤至少2年以上,病人滿意度佳,皆能重返工作。

詹益聖強調,外傷後若膝關節出現疼痛、腫脹、變形,甚至走路困難,經過2週休息仍未改善時,就應提高警覺,到醫院接受進一步的檢查與治療,即使是粉碎性膝關節脛骨平臺骨折這類棘手病人,也能重回愉快亮麗人生。