3D 打印钛合金骨小梁臼杯假体联合加味补肾活血汤应用于老年髋关节置换的安全性

doi:10.12307/2025.872

中国组织工程研究 ›› 2026, Vol. 30 ›› Issue (3): 612-619.doi: 10.12307/2025.872

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3D 打印钛合金骨小梁臼杯假体联合加味补肾活血汤应用于老年髋关节置换的安全性

王江静，赵娜，胡晓娜，赵娜

河北省沧州中西医结合医院，河北省中西医结合骨关节病研究重点实验室，河北省中西医结合医学3D打印技术创新中心，河北省沧州市 061001

收稿日期:2024-08-27 接受日期:2024-11-22 出版日期:2026-01-28 发布日期:2025-07-03
通讯作者: Wang Jiangjing, MS, Associate chief physician, Cangzhou Hospital of Integrated Traditional Chinese and Western Medicine, Hebei Key Laboratory of Integrated Traditional Chinese and Western Medicine Osteoarthritis Research, Hebei 3D Printing Technology Innovation Center for Integrated Traditional Chinese and Western Medicine, Cangzhou 061001, Hebei Province, China
作者简介:王江静，硕士，副主任医师，河北省沧州中西医结合医院，河北省中西医结合骨关节病研究重点实验室，河北省中西医结合医学3D打印技术创新中心，河北省沧州市 061001
基金资助:
河北省中医药管理局科研计划项目(2023444)，项目负责人：王江静

Safety of 3D printed titanium alloy bone trabecular cup prosthesis combined with modified Kidney Tonifying and Blood Activating Decoction for elderly hip arthroplasty

Wang Jiangjing, Zhao Na, Hu Xiaona, Zhao Na

Cangzhou Hospital of Integrated Traditional Chinese and Western Medicine, Hebei Key Laboratory of Integrated Traditional Chinese and Western Medicine Osteoarthritis Research, Hebei 3D Printing Technology Innovation Center for Integrated Traditional Chinese and Western Medicine, Cangzhou 061001, Hebei Province, China

Received:2024-08-27 Accepted:2024-11-22 Online:2026-01-28 Published:2025-07-03
Contact: Wang Jiangjing, MS, Associate chief physician, Cangzhou Hospital of Integrated Traditional Chinese and Western Medicine, Hebei Key Laboratory of Integrated Traditional Chinese and Western Medicine Osteoarthritis Research, Hebei 3D Printing Technology Innovation Center for Integrated Traditional Chinese and Western Medicine, Cangzhou 061001, Hebei Province, China
About author:王江静，女，1981年生，2005年河北医科大学毕业，硕士，副主任医师，主要从事骨科相关研究。
Supported by:
Hebei Provincial Administration of Traditional Chinese Medicine Scientific Research Project, No. 2023444 (to WJJ)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：

3D 打印技术：是一种利用计算机辅助设计、数控技术、三维 CT 技术等快速成型技术，将数据立体化建模，并运用粉末状的金属或塑料等可黏合材料逐层融合叠加，最终打印出三维实物模型的技术。
髋关节置换：又称作人工髋关节置换，是将人工假体(包含股骨部分和髋臼部分)选择性使用骨水泥和螺钉固定在正常的骨质上，以取代病变的关节，重建患者髋关节正常功能的手术。

摘要
背景：由3D打印的钛合金骨小梁臼杯假体具有优越的生物学特性，有助于干细胞成骨分化；补肾活血汤有补肾壮筋、活血止痛之功，而目前两者联合在老年髋关节置换术中的应用罕见报道。
目的：评价3D打印钛合金骨小梁臼杯假体联合加味补肾活血汤在老年髋关节置换过程中的应用价值及安全性。
方法：选择河北省沧州中西医结合医院2022年1月至2024年1月收治且行髋关节置换治疗的200例老年患者，随机分为对照组和试验组，每组100例。对照组行Pinnaele臼杯假体髋关节置换联合加味补肾活血汤治疗，试验组行3D打印钛合金骨小梁臼杯假体髋关节置换联合加味补肾活血汤治疗，髋关节置换术前连续用药1周，术后连续用药4周。比较两组患者疼痛、肿胀情况、血液流变学、炎症因子、骨代谢、关节内应力、髋关节外展肌力差异，评价两种治疗方案的临床疗效及安全性。
结果与结论：①术后4周，试验组患者疼痛目测类比评分、患肢肿胀度、全血黏度、血浆黏度均低于对照组(P < 0.05)；试验组患者白细胞介素6水平低于对照组，白细胞介素10水平高于对照组(P < 0.05)；试验组Ⅰ型胶原羧基端肽β特殊序列、抗酒石酸酸性磷酸酶5b水平低于对照组，骨钙素、骨特异性磷酸酶、Ⅰ型前胶原氨基端前肽水平高于对照组(P < 0.05)；试验组关节内应力、髋关节外展肌力高于对照组(P < 0.05)；②术后3个月，试验组治疗优良率高于对照组，术后切口血肿、感染等安全性评价事件发生率低于对照组(P < 0.05)；③提示3D打印钛合金骨小梁臼杯假体联合加味补肾活血汤可改善老年髋关节置换患者血液流变学，抑制炎症反应，减轻术后疼痛、肿胀，改善骨代谢状态，从而促进术后髋关节功能恢复，且不良事件发生率降低，安全性较高。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

关键词: 老年, 髋关节置换, 3D打印, 钛合金骨小梁臼杯假体；加味补肾活血汤；骨科植入物

Abstract: BACKGROUND: The titanium alloy bone trabecular bone socket cup prosthesis printed by 3D technology has superior biological characteristics, which helps to promote osteogenic differentiation of stem cells. The Kidney Tonifying and Blood Activating Decoction has the functions of tonifying the kidneys, strengthening tendons, promoting blood circulation, and relieving pain. However, the application of the combination of the two in elderly hip arthroplasty is rarely reported.
OBJECTIVE: To evaluate the application value and safety of 3D printed titanium alloy bone trabecular cup prosthesis combined with modified Kidney Tonifying and Blood Activating Decoction in elderly hip arthroplasty.
METHODS: A total of 200 elderly patients who received hip arthroplasty in Cangzhou Hospital of Integrated Traditional Chinese and Western Medicine from January 2022 to January 2024 were selected and randomly divided into control group (n=100) and trial group (n=100). The control group underwent Pinnaele cup prosthesis hip arthroplasty combined with modified Kidney Tonifying and Blood Activating Decoction, while the trial group underwent 3D printed titanium alloy bone trabecular cup prosthesis hip arthroplasty combined with modified Kidney Tonifying and Blood Activating Decoction. The medication was taken continuously for 1 week before hip arthroplasty and for 4 weeks after arthroplasty. The differences in pain, swelling, hemorheology, inflammatory factors, bone metabolism, intra-articular stress, and hip abduction muscle strength were compared between the two groups to evaluate the clinical efficacy and safety of the two treatment options.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) Four weeks after surgery, the pain visual analog scale score, limb swelling, whole blood viscosity, and plasma viscosity of the trial group were lower than those of the control group (P < 0.05). The interleukin-6 level of the trial group was lower than that of the control group, and the interleukin-10 level was higher than that of the control group (P < 0.05). The levels of type I collagen carboxyl terminal peptide β specific sequence and tartrate-resistant acid phosphatase 5b in the trial group were lower than those in the control group, while the levels of osteocalcin, bone-specific phosphatase and type I procollagen amino-terminal propeptide were higher than those in the control group (P < 0.05). The intra-articular stress and hip abduction muscle strength in the trial group were higher than that of the control group (P < 0.05). (2) Three months after surgery, the excellent and good treatment rate in the trial group was higher than that in the control group, and the incidence of safety evaluation events such as postoperative incision hematoma and infection was lower than that in the control group (P < 0.05). (3) It suggests that 3D printed titanium alloy trabecular acetabular cup prosthesis combined with modified Kidney Tonifying and Blood Activating Decoction can improve the blood rheology of elderly patients with hip arthroplasty, inhibit inflammatory response, reduce postoperative pain and swelling, and enhance bone metabolism, thereby promoting postoperative hip joint function recovery, and reducing the incidence of adverse events, with high safety.

Key words: elderly, hip arthroplasty, 3D printing, titanium alloy trabecular acetabular prosthesis, modified Kidney Tonifying and Blood Activating Decoction, orthopedic implants

中图分类号:

王江静, 赵娜, 胡晓娜, 赵娜. 3D 打印钛合金骨小梁臼杯假体联合加味补肾活血汤应用于老年髋关节置换的安全性[J]. 中国组织工程研究, 2026, 30(3): 612-619.

Wang Jiangjing, Zhao Na, Hu Xiaona, Zhao Na . Safety of 3D printed titanium alloy bone trabecular cup prosthesis combined with modified Kidney Tonifying and Blood Activating Decoction for elderly hip arthroplasty[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2026, 30(3): 612-619.

图/表（结果） 10

2.1 参与者数量分析 纳入需行髋关节置换治疗的老年股骨头坏死、髋关节骨关节炎、股骨颈骨折、先天髋关节发育不良患者200例，随机分为对照组、试验组各100例，全部进入结果分析，无脱落数据。
2.2 试验流程图 两组分组流程图见图2。
2.3 基线资料比较 两组患者的性别、年龄、体质量指数、髋关节置换原因等基线资料比较，差异无显著性意义(P > 0.05)，具有可比性。见表2。

2.4 两组疼痛、肿胀情况比较 术前两组患者疼痛目测类比评分、患肢肿胀度比较差异无显著性意义(P > 0.05)；术后4周两组疼痛目测类比评分、患肢肿胀度均低于术前，且试验组低于对照组(P < 0.05)，见表3。

2.5 两组血液流变学指标比较 术前两组患者血液流变学指标比较差异无显著性意义(P > 0.05)；术后4周两组患者血液流变学指标均低于术前，且试验组全血黏度、血浆黏度低于对照组(P < 0.05)，红细胞比容高于对照组(P < 0.05)，见表4。

2.6 两组血清炎症因子表达比较 术前两组患者白细胞介素6、白细胞介素10水平比较差异无显著性意义(P > 0.05)；术后4周两组患者的白细胞介素6水平低于术前，白细胞介素10水平高于术前，且试验组白细胞介素6水平低于对照组，白细胞介素10水平高于对照组(P < 0.05)，见表5。

2.7 两组骨代谢指标比较 术前两组患者骨代谢指标比较差异无显著性意义(P > 0.05)；术后4周，两组患者骨钙素、骨特异性磷酸酶、PINP水平均高于术前，β-CTX、TRAP-5b水平均低于术前，且试验组骨钙素、骨特异性磷酸酶、PINP水平均高于对照组，β-CTX、TRAP-5b水平均低于对照组(P < 0.05)，见表6。

2.8 两组关节内应力、髋关节外展肌力比较 术前两组患者关节内应力、髋关节外展肌力比较差异无显著性意义(P > 0.05)；术后4周两组患者关节内应力、髋关节外展肌力均高于术前，且试验组高于对照组(P < 0.05)，见表7。
2.9 两组临床疗效比较 试验组治疗优良率高于对照组(P < 0.05)，见表8。

2.10 两组安全性比较 试验组术后切口血肿、感染等安全性评价事件发生率均低于对照组(P < 0.05)，两组下肢深静脉血栓形成比较，差异无显著性意义(P > 0.05)。见表9。

2.11 植入物与宿主的生物相容性 3D打印钛合金骨小梁金属臼杯假体、Pinnaele臼杯假体均采用钛合金材质，植入物生物相容性较好，患者均未出现植入物周围感染、过敏反应、免疫反应及排斥反应等情况。
2.12 典型病例分析 试验组患者，女性，65岁，因髋关节持续疼痛就诊，入院后诊断为髋骨关节炎，在评估患者病情并征得患者同意后，使用3D打印钛合金骨小梁金属臼杯假体联合加味补肾活血汤治疗。术前X射线片可见髋关节关节间隙缩小，关节面不规则；术后射线片显示假体在位，恢复良好；术后12个月复查时髋关节功能恢复良好，持续疼痛消失。见图3。

试验组患者，男性，64岁，因髋关节不适就诊，入院后诊断为先天髋关节发育不良，在评估患者病情并征得患者同意后，使用3D打印钛合金骨小梁金属臼杯假体联合加味补肾活血汤治疗。术前X射线片可见髋关节病变，术后12个月X射线片显示假体在位，髋关节功能显著恢复。见图4。

对照组患者，女性，60岁，因髋关节不适就诊，入院后诊断为髋关节骨关节炎，在评估患者病情并征得患者同意后，使用Pinnaele臼杯假体联合加味补肾活血汤治疗。术前X射线片可见髋关节病变，术后12个月X射线片显示假体在位，髋关节功能显著恢复。见图5。

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引言

髋关节疾病是一类以髋关节功能改变为主要特征的临床常见疾病，近年来包括股骨颈骨折、髋骨关节炎等在内的多种髋关节疾病的发病率逐年升高，严重限制了患者日常生活，临床为改善患者日常生活能力，多主张行以髋关节置换为主的手术治疗[1-3]。髋关节置换术是治疗各种髋关节疾病的有效手段，可减缓疼痛、快速恢复髋关节功能，相关数据表明，世界范围内年行髋关节置换术的患者在百万以上，每年中国行髋关节置换术的患者逐年递增，尤其是老年人群[4-5]。现阶段发现，由于老年人身体功能的退化和自身抵抗力的改变，手术风险相对较大，因此选择合适的髋关节置换臼杯假体对提高手术安全性尤为重要[6]。传统Pinnacle臼杯假体是近十年来应用较多的髋关节置换臼杯假体，臼杯表面为多孔涂层，虽然具有一定的稳定性和骨长入能力，但无法根据不同解剖结构来设计最优的臼杯假体，且长期稳定性较差极易产生组织损伤，不利于术后功能康复[7]。与传统减材铸造工艺比较，3D打印技术更易实现产品的个体化设计，3D打印钛合金骨小梁臼杯假体是利用三维精准构建技术在金属假体表面制造仿生多孔骨小梁结构，在保证粗糙接触面的基础上保持了优良的孔隙率，且由3D打印的钛合金骨小梁臼杯假体具有优越的生物学特性，有助于干细胞成骨分化，有更高的获益[8]。
基于临床髋关节置换术的研究发现，在患者进行髋关节置换治疗期间接受药物辅助治疗，可以在短时间内促进术后功能恢复。补肾活血汤出自《伤科大成》，有补肾壮筋、活血止痛之功，目前已经广泛用于骨科疾病的辅助治疗中[9-10]。在上述背景下，为加速促进老年髋关节置换患者疾病转归，在患者接受3D打印钛合金骨小梁臼杯假体行髋关节置换术的基础上内服加味补肾活血汤，评价3D打印钛合金骨小梁臼杯假体联合加味补肾活血汤在老年髋关节置换术中的应用价值及安全性，以期为临床相关研究提供参考。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

材料方法

1.1 设计 前瞻性随机对照试验，符合正态分布的计量资料组间进行独立样本t检验，组内比较采用配对t检验；计数资料组间对比采用χ2检验。
1.2 时间及地点 试验于2022年1月至2024年1月于河北省沧州中西医结合医院完成。
1.3 材料 植入物介绍见表1。
1.4 对象 此次研究以临床疗效为首要结局评价指标，根据两样本率比较试验样本计算公式N=[P1(1-P1)+P2(1-P2)]/(P2-P1)2×F(α·β)计算样本量，检验水准α为0.05，检验效能1-β=90%，根据公式每组应纳入89例，但考虑到病例脱失等原因，故扩大样本量为每组100例。
纳入标准：①术前均明确诊断，符合髋关节置换术指征；②年龄≥60岁；③患者及家属均知情，并签署了知情同意书。
排除标准：①既往髋关节感染或全身其他部位活动性感染者；②对金属植入物过敏、麻醉药物过敏者；③凝血功能异常或经全身评估不耐受手术者；④伴有精神、神经系统或颅脑损伤无法正常交流者；⑤合并高血压、糖尿病、严重心肝肾等重要脏器功能不全者；⑥合并神经源性疾病、任何快速骨质破坏病变者；⑦近半年有使用过激素等影响骨代谢的药物者。
选择河北省沧州中西医结合医院于2022年1月至2024年1月就诊且行髋关节置换的患者200例，使用Excel生成随机数字，按照随机数字表法将对应代码装信封，密封保存，进行分组隐藏，平均分为2组，对照组及试验组各100例。对照组男60例，女40例；年龄60-75岁，平均(68.66±6.78)岁；体质量指数19.00-25.90 kg/m2，平均(22.89±3.21) kg/m2；髋关节置换原因：股骨头坏死22例、髋关节骨关节炎27例、股骨颈骨折29例、先天髋关节发育不良22例。试验组男63例，女37例；年龄60-76岁，平均(68.69±5.17)岁；体质量指数19.53-25.82 kg/m2，平均(23.11±3.18) kg/m2；髋关节置换原因：股骨头坏死30例、髋关节骨关节炎24例、股骨颈骨折24例、先天髋关节发育不良22例。两组患者一般资料比较差异无显著性意义(P > 0.05)，具有可比性。
此次研究得到河北省沧州中西医结合医院医学伦理委员会批准[审批号：CZX2022065(申)，审批时间：2022年]，所有患者均知情同意并自愿参与此次研究。
1.5 方法
1.5.1 髋关节置换术两组患者手术均由同一团队医师完成，均行腰硬联合麻醉或全身麻醉。选择髋关节外侧入路，逐层切开皮肤、皮下、阔筋膜张肌和部分臀中肌，暴露并打开髋关节关节囊，清理髋臼周围软组织及骨赘，使用髋臼挫准备髋臼。试验组选用3D打印钛合金骨小梁臼杯假体、钛合金骨小梁垫块和钛金属螺钉组成的组件，3D打印钛合金骨小梁臼杯假体根据患者具体情况进行个体化定制，术中根据髋臼挫准备后的髋臼大小选择合适直径的3D打印钛合金骨小梁臼杯假体，根据缺损大小选择合适的垫块，并使用2枚髋臼加强固定假体。对照组使用Pinnaele臼杯进行髋关节置换，选用较髋臼锉大1 mm压配技术并固定。术后常规放置引流管，24 h后拔除。麻醉清醒后指导患者主动进行踝关节屈伸运动，术后第1天开始屈髋、髋外展，术后1周辅助负重行走，术后2周完全负重行走。
1.5.2 加味补肾活血汤治疗两组患者在髋关节置换围术期均内服加味补肾活血汤治疗。加味补肾活血汤出自《伤科大成》，由河北省沧州中西医结合医院骨科提供，方剂组成：红花6 g，独活、没药、肉苁蓉、山萸肉、补骨脂各9 g，当归尾、枸杞、杜仲各12 g，菟丝子、熟地各15 g，疼痛较强者加怀牛膝12 g、五加皮10 g。冷水浸泡30 min后，使用2 000 mL清水煎制，留汁300 mL，早晚分服。髋关节置换术前连续用药1周，术后连续用药4周。
1.6 主要观察指标
1.6.1 疼痛、肿胀情况评价于术前、术后4周使用疼痛目测类比法评价疼痛情况，指导患者根据自身具体疼痛感觉评价，总分0-10分，分数越高表明疼痛越严重。并测量患者术前、术后4周患肢下肢周径，测量髌骨上缘15 cm处周径，计算患肢肿胀度，患肢肿胀度=(患肢周径-健肢周径)/健肢周径×100%。
1.6.2 血液流变学测定于术前、术后4周抽取空腹静脉血3 mL，使用全自动血液流变测试仪(赛科希德SA-660)检测全血黏度、血浆黏度、红细胞比容。
1.6.3 炎症因子、骨代谢指标测定于术前、术后4周抽取空腹静脉血5 mL，在离心半径10 cm、转速3 500 r/min下离心10 min获得血清，使用赛默飞世尔Varioskan Flash 3001型酶标仪利用酶联免疫吸附试验法检测血清炎症因子(白细胞介素6、白细胞介素10)、骨代谢指标[骨钙素、骨特异性磷酸酶、Ⅰ型前胶原氨基端前肽(type I procollagen N-terminal propeptide，PINP)、Ⅰ型胶原羧基端肽β特殊序列(type I collagen carboxy terminal peptide beta special sequence，β-CTX)、抗酒石酸酸性磷酸酶5b(Tartrate resistant acid phosphatase 5b，TRAP-5b)]水平，试剂盒均购自上海江莱生物科技有限公司。
1.6.4 关节内应力、髋关节外展肌力测定于术前、术后4周使用HP-DJ8325动态信号侧支分析系统在屈曲90°时测定关节内应力，使用德国MIKROMETRY数显测力计测定髋关节外展肌力，见图1。

1.6.5 临床疗效评价使用髋关节功能Harris评分于术后3个月评价临床疗效，内容包括疼痛、功能、畸形和关节活动度4个方面，总分0-100分，分为4个等级，即优秀≥90分，良好80-89分，尚可70-79分，差< 70分。治疗优良率=(优秀+良好)/总例数×100%。
1.6.6 安全性评价统计患者术后切口血肿、感染、下肢深静脉血栓形成等不良事件发生情况。
1.7 统计学分析 采用SPSS 25.0统计软件分析数据。计量资料采用x±s描述，组间比较采用独立样本t检验，组内比较采用配对t检验；计数资料采用频数和百分比表示，组间比较采用χ2检验。P < 0.05为差异有显著性意义。文章统计学方法已经河北省沧州中西医结合医院生物统计学专家审核。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

讨论

随着全球人口逐步步入老龄化阶段，老年髋部疾病逐年升高的发病率已经成为流行病学关注的重点社会问题，此类患者不仅需遭受疾病所带来的痛苦，还增加了医疗负担，文献显示，全世界每年因髋部疾病致残者高达450万，且首次住院患者永久致残率递增至80%，患病1年后仍无法独立行走的患者达到了40%，严重影响患者的生活质量[11-13]。
髋关节置换术可帮助老年髋部疾病患者恢复关节功能，减轻疼痛，已经成为治疗多种髋关节疾病的有效术式，现阶段随着材料学和生物力学设计的不断改善，非骨水泥型人工髋关节假体逐渐应用于临床。研究表明，髋关节置换术后生物性杯臼的稳定性与臼杯表面与骨界面的骨长入能力有
关[14-15]，包括Pinnaele臼杯在内的传统髋臼假体常伴有孔径不均、孔隙率不足，影响骨长入，然而其骨长入性和稳定性仍无法达到临床要求。3D打印是一种基于数字模型的技术，可逐层打印构造物体，直接通过计算机虚拟图形数据成型，所构造的物体贴合性、精度更高[16-18]。临床研究发现，3D打印钛合金骨小梁金属臼杯具有多孔表面结构，目前认为多孔表面可促使金属臼杯与髋关节宿主骨两者形成生物性结合，当髋关节受到强烈刺激时可减少机械应力反射，从而促进了髋骨关节面与臼杯表面的骨性愈合，一方面提高了髋臼杯稳定性，另一方面显著延长了金属臼杯使用寿命[19-21]。另外有研究表明，臼杯假体的稳定性主要取决于臼杯-骨组织是纤维组织填充还是骨长入，早期骨长入可避免纤维组织填充，而通过3D打印方式所获得的金属臼杯假体表面结构为多孔骨小梁结构，并可利用计算机控制多孔骨小梁表面结构孔径大小和孔隙率，由3D打印技术所获得的钛合金骨小梁金属臼杯假体更加符合临床要求[22-24]。关于3D打印钛合金骨小梁金属臼杯稳定性的研究显示，在全髋关节置换术中3D打印钛合金骨小梁金属臼杯假体与骨界面的骨长入较好，具有较强的稳定性，短期效果满意[25-27]。基于现有研究可知，3D打印方式所获得的金属臼杯适用于需行全髋关节置换治疗的人群[28-30]。
此次研究发现，无论是使用Pinnaele臼杯行髋关节置换术的患者，还是使用3D打印金属臼杯行髋关节置换术的患者术后骨代谢均有一定改善，但使用3D打印钛合金骨小梁金属臼杯的患者骨代谢改善更显著，由此可见3D打印钛合金骨小梁金属臼杯假体有助于术后骨长入，推测这与该假体良好的生物性能有关。
中医认为人体是由皮肉、脏腑、气血津液、筋骨所构成的统一整体，《内经》曰：“肝主筋，肾主骨”，肾气盛则肢体发育健壮，肝血肾精是骨生长发育的基础，故认为肝肾充盈则筋骨强，关节滑利，运动灵活，老年人群肝血肾精渐亏，气血不足，导致筋骨失养、形体疲极，致骨关节退变发病，治疗关键在于消肿止痛、活血化瘀、接骨续筋和强筋壮骨[31]。补肾活血汤由红花、独活、没药、肉苁蓉、山萸肉、补骨脂、当归尾、枸杞、杜仲、菟丝子、熟地等各药组成，以熟地、菟丝子、补骨脂为君药，具有补血滋阴、益精填髓、补益肝肾之功，以枸杞、杜仲、山萸肉、肉苁蓉为臣药，辅以君药加强强筋骨、益精血、补肝肾之功，以红花、独活、没药、当归尾为佐药，可通络止痛、活血化瘀，不仅兼治血瘀，还可防治君药和臣药滋腻过度，诸药合用标本同治，共奏活血止痛、强筋壮骨、补益肝肾之功[32-33]。为有效促进老年髋关节置换患者术后快速恢复，此次研究基于老年髋关节置换术中表现，在患者进行髋关节置换术治疗的基础上联合使用加味补肾活血汤治疗，在基础组方上对于疼痛较强者加怀牛膝、五加皮，结果显示，与使用Pinnaele臼杯联合加味补肾活血汤治疗的患者比较，使用3D打印钛合金骨小梁金属臼杯假体联合加味补肾活血汤治疗的患者髋关节功能恢复更理想，术后疼痛和肿胀程度明显减轻，这可能因为加味补肾活血汤诸药合用有活血止痛、强筋壮骨、补益肝肾之功，而3D打印钛合金骨小梁金属臼杯具有良好的性能，两者联合更有助于提高临床疗效。
既往研究显示，髋部疾病的发生伴有一定的骨代谢水平改变，术后成骨细胞活性加强可加速骨矿化，破骨细胞活性加强则可致愈合不良；骨钙素、骨特异性磷酸酶、PINP是由成骨细胞分泌的骨代谢因子，其中骨钙素可维持骨矿化，骨特异性磷酸酶可维持成骨细胞活性，PINP可反映Ⅰ型胶原合成速度[34-35]。β-CTX、TRAP-5b是由破骨细胞分泌的衡量骨代谢水平的指标，两者大量分泌可促进骨吸收[36-37]。在此次研究中分析患者骨代谢指标变化，结果发现，术前两组患者骨钙素、骨特异性磷酸酶、PINP、β-CTX、TRAP-5b无明显差异，而术后骨钙素、骨特异性磷酸酶、PINP均高于术前，β-CTX、TRAP-5b均低于术前，由此可见老年髋关节置换术前存在一定的骨代谢紊乱。现代药理研究显示，补骨脂中的黄酮类化合物、生物碱、多糖类化合物有促进成骨细胞增殖分化的作用；菟丝子中的黄酮类化合物、生物碱、芳香醇等可促进成骨因子合成，抑制破骨细胞形成；杜仲中的黄酮类化合物、有机酸类化合物等可增强成骨因子表达，促进骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化以改善骨代谢；枸杞水提物、山萸肉提取物、独活中的补骨脂素、没药当归烯酮及肉苁蓉中的多糖物质等均可诱导破骨细胞分化，同样被证实可通过抑制核因子κB受体激活因子配体诱导的破骨细胞分化激活成骨细胞促进骨形成；红花中木犀草素、山柰酚可通过诱导雌激素受体α膦酸化来促进成骨细胞分化[38-39]。研究表明，髋关节置换术是替换与人体结构相似的人工关节结构恢复髋关节功能，避免髋臼假体与髋臼的磨损刺激，但无论是任何材料的髋臼假体均可导致机体出现轻微炎症，且术前关节部位均存在不同程度的炎症浸润[40]。药理研究表明，熟地中的多糖类化合物具有抗炎作用，当归中的当归多糖和有机酸、黄酮类化合物除具有增强成骨因子表达和间充质干细胞成骨分化的作用外，还有较强的抗炎作用；肉苁蓉中的β-谷甾醇具有抑制炎症反应的作用[41]。此次研究进一步分析显示，在3D打印钛合金骨小梁金属臼杯假体治疗的基础上联合使用加味补肾活血汤对骨代谢的改善程度更显著，白细胞介素6水平明显降低，白细胞介素10水平明显升高，究其原因可能为在保证良好的骨长入和生物性能的基础上，加用加味补肾活血汤中补骨脂、菟丝、杜仲、枸杞、山萸肉、独活、红花等重要具有改善骨代谢的功效和熟地、当归、肉苁蓉等具有抗炎作用的药物更有助于恢复有关。
此次研究发现，患者术后疼痛和肿胀程度均显著减轻，尤其是使用3D打印钛合金骨小梁臼杯假体联合加味补肾活血汤方治疗的患者，究其原因可能为：补肾活血汤等具有活血化瘀、消肿止痛之功，可降低周围毛细血管通透性，减少炎性物质渗出，从而实现止痛消肿。另外此次研究从关节内应力、髋关节外展肌力间接证实了3D打印钛合金骨小梁臼杯假体联合加味补肾活血汤中的可行性；且通过安全性评价发现，使用3D打印钛合金骨小梁臼杯假体联合加味补肾活血汤治疗的患者术后切口血肿、感染、下肢深静脉血栓形成等事件发生率均处于较低水平，由此可见在保证治疗有效性的基础上还可保证其安全性，可作为未来改善老年髋关节置换患者生活质量的有效治疗手段。
但此次研究仍存在一定局限，如所纳入的样本仅在单中心获得，且样本量较少，同时鉴于研究周期的限制，并未进行更长时间的随访观察，关于3D打印钛合金骨小梁臼杯假体联合加味补肾活血汤治疗的长期疗效尚不可知，因此后续将进一步进行多中心、大样本量、长研究周期来证实3D打印钛合金骨小梁臼杯假体联合加味补肾活血汤的临床可行性，以期望造福于更多的患者。
综上所述，3D打印钛合金骨小梁臼杯假体联合加味补肾活血汤可改善老年髋关节置换患者的血液流变学，抑制炎症反应，减轻术后疼痛、肿胀，改善骨代谢状态，从而促进术后髋关节功能恢复，且不良事件发生率降低，安全性较高。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

3D 打印钛合金骨小梁臼杯假体联合加味补肾活血汤应用于老年髋关节置换的安全性

Safety of 3D printed titanium alloy bone trabecular cup prosthesis combined with modified Kidney Tonifying and Blood Activating Decoction for elderly hip arthroplasty

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