2.1  胫骨平台后柱骨折解剖、诊断及分型

2.1.1  胫骨平台后柱骨折的生物力学解剖结构  膝关节由股骨远端、胫骨近端和髌骨共同组成，胫骨的内侧、外侧、后侧柱构成胫骨平台关节面，中间为胫骨棘，为交叉韧带和半月板的附着点。胫骨平台作为膝关节重要负荷结构平面，在一定程度上呈由前向后逐渐下降的趋势，内外侧柱胫骨关节面为一逐渐上升的凹面，而后柱平面则呈逐渐下降的凹面。李勇、方丁等^[14-16]学者根据力线和关节运动原理，认为内外侧柱的骨折类型主要取决于高能量对下肢力线的损伤程度、暴力性质以及受伤时患者体位；胫骨平台后柱骨折多数因膝关节位于屈位或半屈位或后倒屈曲时受到垂直或内外翻应力，从而使得骨块向后下方的移位、压缩、劈裂等骨折类型，改变胫骨平台后侧柱后倾角度，常伴有前交叉韧带撕裂和半月板损伤。因此为了防止影响日后膝关节屈曲功能，恢复胫骨平台后柱骨折位置及后柱倾角至关重要。

2.1.2  胫骨平台后柱骨折诊断  目前胫骨平台后柱骨折主要依靠拍摄膝关节X射线、CT扫描及三维重建来诊断，疑伴有韧带、半月板损伤者，可选用MRI检查。而在实际临床判断骨折情况、确诊，主要依靠三维CT成像。而基于CT三维数字影像的3D打印技术打印出的实物模型，能直观反映出骨折情况，对隐匿性骨折、后柱骨折块大小、移位、以及后倾角变化等信息进行准确的测量及诊断。

2.1.3  胫骨平台后柱骨折分型  在胫骨平台骨折分型中，目前多数学者多以Schatzker分型和三柱分型为主，SCHATZKER等改良AO/OTA分型^[17-18]，从形态学特征、病理生理及治疗方法等因素上，将胫骨平台骨折分型(6型)。然而根据Schatzker分型，在涉及后柱骨折时未能归类，并且对有些隐匿性骨折的诊断尚不完善。三柱理论根据CT影像结果进一步把胫骨平台骨折进行三柱分型，把胫骨平台定义为外侧柱、内侧柱及后侧柱，将累及皮质破裂定义为柱骨折。而在具体涉及后柱骨折程度分型上，包括移位、劈裂、塌陷等具体因素分型尚不完全。目前程学进、郝玉升等^[19-20]学者的研究表明，3D打印技术打印出的实物模型能直观的呈现胫骨平台骨折的移位、压缩、劈裂等情况，对涉及关节内隐匿性骨折和关节面下骨折诊断有明显优势，对涉及后柱的骨折也能清楚地诊断。

2.2  胫骨平台后柱的手术治疗方案  传统的手术入路选择很多，有后侧入路(后内侧入路^[21-22]、后外侧入路^[23-25])、外侧入路^[26]、前外侧加后内侧入路^[27-28]、后内侧/后外侧入路^[29-30]、后内侧倒“L”入路^[31-32]、联合入路^[33-35]、关节镜微创治疗等^[36]，但在治疗复杂的胫骨平台后柱骨折中，目前尚未规范统一。

2.2.1  后内侧入路、改良型后内侧倒“L”入路  该入路主要应用于后内侧骨折的患者，陈红卫、张磊等^[21-22]学者认为后内侧入路对显露组织、置入钢板等更安全、直观。该术式起于膝关节平面或以上，切开深筋膜，分离腓肠肌内侧头的内侧缘，沿骨膜下分离比目鱼肌，切开内侧关节囊。改良型后内侧倒“L”形切口入路，标记膝关节后方间隙，在腘窝区做倒“L”形切口，切开腘筋膜，从平台后方分离腘肌及比目鱼肌，纵向切开关节囊，向外侧骨膜下行。内侧于股二头肌与腓肠肌外侧头之间进入，至比目鱼肌起点，纵向切开关节囊至内侧骨膜下。

2.2.2  前外侧入路与后外侧入路  两种入路主要应用于涉及后外柱侧骨折的患者，前外侧入路切口起自近端腓骨小头前缘与关节间隙上，经Gerdy’s结节至胫骨结节前外侧，经髂胫束，至前方皮质。而后外侧入路主要是采用Carlson切口手术^[37]。于股二头肌后缘作纵行切口，从腓肠肌外侧头与比目鱼肌间隙进入，经腓肠肌，切开其下腘肌。切开关节囊与半月板连接处。

2.2.3  前外侧后内侧倒“L”入路  主要应用于复杂前后柱骨折的患者，该入路从前外侧根据骨折部位行小切口解剖，较为复杂的外侧柱骨折可适当延长切口。而联合后内侧倒“L”形或直形切口，自腘横纹中部沿腘窝内侧角转向远处，分离腓肠肌内侧头及半腱半膜肌间隙，切开腘肌胫骨内侧止点，必要时可切开后关节囊。

结合目前胫骨平台后柱骨折分型，以上传统手术入路虽然选择很多，但临床医师在术前制定的手术方案中，无法结合实物对骨折部位进行数字化测量和模拟个性化术前手术，仅仅依靠临床经验来制定手术方案，使得手术方案精准化不够。其中单侧手术入路(内侧、外侧、前内侧、前外侧等)不仅手术暴露范围大、对血管、神经等损伤多，而且不能全面观察两侧骨折结构；联合手术入路虽然能充分暴露骨折部位，但手术范围大、组织损伤更多，不利于患者术后早期康复。在选取内固定钢板时，无法在实物模型上，术前对钢板进行个性化塑形，无法对塌陷部位的植骨量做出预估。以上传统手术入路在治疗中的多种不确定因素，直接导致患者手术效果欠佳，术后康复不理想。

2.2.4  关节镜微创治疗  主要应用于小范围后柱骨折以及关节软骨损伤的患者，手术方式为常规髌骨下及前外侧、前内侧入路。在膝关节镜直视下，明确胫骨平台后柱关节面骨折塌陷、移位情况，关节软骨、半月板及交叉韧带损伤以及具体位置、类型、程度。在镜下行后内侧或后外侧入路刮匙撬拨复位后柱骨折块。但在诊治复杂的胫骨平台后柱骨折中往往需要切开，并且无法测量后倾角变化程度。

2.3  3D打印技术在胫骨平台后柱骨折中的个性化治疗  3D打印技术在辅助治疗胫骨平台后柱骨折的手术方法中，主要优势在于术前制定精细化的手术方案，在打印的实物模型上模拟手术。首先通过打印出的实物模型，对胫骨平台后柱骨折范围进行数字化测量，明确骨折块大小、移位距离，以及后倾角变化，并排除存在的隐匿性骨折。

根据测量结果对骨折进行精确诊断和分类，进一步评估胫骨平台涉及后柱骨折内部的压缩范围、劈裂程度，对手术风险进行评估，充分做好术前准备；其次根据诊断结果制定个性化精细化手术方案，模拟手术。包括在实物模型上进行精确解剖复位，明确复位步骤，选取个性化微创手术入路，如闭合后柱骨折：根据后柱力线及后倾角对骨折进行解剖结构的回复，根据术前对压缩骨折部位的评估，合理进行植骨，恢复后柱关节结构，选择合理的微创手术入路，放置钢板，对骨折部位进行坚强固定；开放骨折：根据骨折范围和伤口形状，根据术前手术规划，恢复骨折部位关节结构，植骨，在合理化个性化手术入路位置放置个性化钢板；放置的个性化钢板、螺钉：根据对骨折部位的复位高度、植骨量的预估以及后柱后倾角变化的测量，以及术前对植入钢板及螺钉钉道的测量，明确钢板放置位置，放置个性化钢板，按规划的螺钉方向置入螺钉。这些术前准备都较传统手术有明显优势，为术中手术操作提供了精确的准备。

根据术前模拟手术方案，术中可以直接根据术前计划，进行微创手术操作。左睿，LOU，周武，SILVIO GIANNETTI等^[38-41]学者证实利用3D打印实物进行术前手术模拟与实际手术操作基本相同，并且在手术过程中，手术时间、术中出血量、术中组织损伤程度、术后愈合时间都比传统手术有明显的优势，证明了3D打印技术在手术中的临床效果。

2.4  术后康复 

2.4.1  传统术后康复  对涉及胫骨平台后柱骨折的患者，恢复膝关节屈伸活动、负重是康复关键，这取决于术中解剖复位内固定的稳定性、术后伤口愈合情况，而术后早期关节活动是关键。传统胫骨平台后柱骨折患者，无法根据骨折类型和解剖生物力学来指导患者康复锻炼，仅仅对患者进行经验性康复治疗，如术后长腿石膏固定、理疗、踝泵、CPM^[42]、股四头肌(大腿前侧肌群)等长收缩练习等，缺乏个性化康复锻炼指导，一定程度上造成术后骨折部位的再损伤，影响患者术后康复。 2.4.2  3D打印技术指导下的术后康复  临床医师可结合3D打印的实物模型，进行术后评估分类，与患者及家属进行沟通，制定个性化康复方案。对复杂多柱胫骨平台后柱骨折患者，可行3D打印外固定支具固定^[43]，个性化定制膝关节肢具。吴玲玲，杨薇，潘卫宇等^[44-46]学者对整个康复过程总结为以下3个方面(见表1)。根据测量结果指导患者康复锻炼。对健侧股四头肌(大腿前侧肌群)进行等长等张功能锻炼，患侧适当行被动功能锻炼，包括踝泵功能锻炼，CPM锻炼(注意根据切口部位和骨折分型，对膝关节进行被动屈伸，规划膝关节屈伸活动角度范围)，增加局部血液循环，促进肿胀消退，排除对患侧进行过度锻炼。术后三四周双拐下地负重，可利用打印的个性化肢具进行负重锻炼，同时根据模拟测量承受重力进行量化负重锻炼。

胫骨平台骨折是一种比较常见的关节骨折，约占全身骨折的1%，占老年人骨折的8%^[1]，其中14.8%-44.2%的胫骨平台骨折多伴有后柱骨折^[2-5]。胫骨平台骨折的损伤机制多为高能量对屈曲位膝关节冲击致伤，导致后柱压缩、劈裂性骨折^[3-5]。罗从风等^[6]学者根据胫骨平台CT影像结果提出了三柱分型骨折理论，并结合临床进行可信度分析，较科学的定义了胫骨平台骨折的分型，为手术治疗提供了清晰的术前指导思路。虽然临床上在胫骨平台骨折分型中有Schatzker^[7]、AO^[8]、HOHL AND MOORE分型^[9]，但大多数学者在临床上多认同Schatzker分型，而在涉及后柱骨折分型中，罗从风等^[10]的三柱骨折分型更加精准，在辅助胫骨平台骨折手术治疗中的应用更加合理。

目前在胫骨平台后柱骨折诊断中，多数学者根据X射线、三维CT扫描结果进行Schatzker分型或者三柱分型，都能较准确判断累及后柱骨折的位置和结构、后柱关节面变化、塌陷等情况，从而指导胫骨平台后柱骨折的诊断。但在术中对后柱骨折的诊断来看，往往与术前诊断结果存在一定差异^[11]。而随着3D打印技术的在胫骨平台骨折的应用，对这类骨折有了更准确的诊断治疗^[12-13]。

三维CT影像技术在诊断胫骨平台后柱骨折块的大小、位置、后倾角变化以及骨折内部骨结构塌陷、移位等信息上，存在一定的差异^[13]。主要因为二维影像技术的局限性，未考虑三维空间立体信息、生物力学解剖和膝关节力线改变等因素，从而影响临床医师对骨折手术策略的预设计以及手术评估。3D打印技术的应用则直观的弥补了这一不足，在诊断上，通过三维重建打印出 1∶1实物模型，根据实物模型在可视下进行二次诊断，较传统诊断更准确，更易发现隐匿性骨折、以及评估骨折走行，结合生物力学进行分析，明确骨折发生原因，有助于术中骨折复位，对骨折部位进行精确分型。术前在实体模型上对骨折部位进行数字化测量，然后根据测量结果对钢板进行术前塑形、记录螺钉置入的位置、方向、长度等，在打印实物模型上模拟手术，制定个性化手术方案。相比传统诊治方法，主要优势在于手术时间少、个性化手术切口、术中失血量减少，骨折复位更稳定，指导术后康复治疗等。3D打印技术作为一项新兴技术，目前已广泛应用于骨关节骨折领域。因此结合查阅相关文献，总结出3D打印技术在胫骨平台后柱骨折诊治现状，同时对未来诊疗的发展趋势进行展望。

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

1.1  资料来源  2009年1月至2018年12月相关文献，相关外文文献追溯时间较早。通过计算机检索CNKI，万方，PubMed数据库，以检索词为“胫骨平台骨折、后柱、3D打印技术、tibial plateau fracture、posterior column、3D printing technology”。

1.2  资料筛选及评价

1.2.1  纳入标准  ①胫骨平台后柱骨折的分型、手术治疗；②3D打印技术应用现状和术后康复；③关于3D打印生物材料的相关文献。

1.2.2  排除标准  ①较早的重复性研究；②文献论据论点相对缺乏的文章。

1.2.3  文献质量评价  共检索到相关文献210篇，排除与研究目的重复与文献论点缺乏或无关的文献，最终符合纳入标准有中英文文献56篇，对其进行分析、归纳和总结。文献检索流程图见图1。

3.1  结论  通过以上对传统胫骨平台涉及后柱骨折的分析，虽然传统的胫骨平台后柱骨折在依据相关影像技术可以明确诊断、手术治疗以及术后康复，但仍然存在一定的不足，包括术前诊断遗漏及术前术中手术方案准备不足，经常在术中调整手术方案，往往造成手术组织损伤多，手术效果不理想，最终影响患者关节功能活动。

而3D打印技术在复杂胫骨平台后柱骨折诊疗中的应用，首先在可视化角度上更加清晰，在直视下对涉及后柱的骨折进行分析，包括对骨折部位的诊断分型更加精准，精确测量骨折范围，排除隐匿性骨折，评估手术安全、风险及范围，精确模拟手术方案，为制定个性化手术方案提供依据，此外还可以对置入的钢板进行个性化塑形，使骨折解剖复位更加精准。相比传统诊疗方法，3D打印技术的应用在术前评估、术前准备、手术时间，术中失血量、术中对软组织损伤、骨折复位效果上有明显优势，对术后康复有明确的指导意义^[41]。理论上，3D打印技术的应用从传统的经验化手术，上升为个性化、数字化、精确化手术治疗。

3.2  展望  作为一个新兴领域，3D打印技术在胫骨平台骨折诊疗上的应用存在明显优势，而对累及后柱的胫骨平台骨折在诊治方面亦存在广阔的应用前景。随着医疗技术的不断发展，3D打印技术在临床上的应用，为胫骨平台后柱骨折手术微创化、个性化治疗，提供了有效的辅助手段。

但3D打印技术也存在一定不足，如打印模型在指导胫骨平台后柱骨折进行术前模拟时精细化不够、制备功能梯度材料有待改进、植入物与人体组织的相容性不够、在骨组织工程领域制备新型材料有待提升。目前备受关注的有3D打印多孔生物陶瓷支架^[47]：打印出具有降解性能的骨组织支架，是否能完全整合入宿主骨折部位；骨组织生物支架^[48]：可直接作为人工骨支架，能否稳定的植入骨缺损部位；生物软骨组织^[49]：具有适合人体的组织软骨，能否直接替代人体缺损软骨组织。

此外，3D打印技术可应用于临床教学和科研。在教学中，该技术有助于临床医学生临床思维的培养，调动医学生专业学习的积极性、主动性和创新性，为住院医师规范化培训提供了崭新的临床教学模式。在科研方面，3D打印技术的不断发展为4D打印技术的诞生奠定了良好的基础^[50-52]。目前3D技术打印的植入物在临床上的应用，无法在时间维度和空间维度上，使植入物的形状和功能随人体结构的改变而发生动态变化，而4D技术的应用则可以实现这一目标。同时利用4D技术制备的新材料会解决胫骨平后柱以及膝关节骨折中的诸多问题(见表2)。从而在不断改进和完善3D打印技术中，逐步实现对复杂胫骨平台后柱骨折的精准化、个性化诊疗。

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文题释义：
3D打印技术：3D打印技术作为一项新兴技术，目前已经广泛应用于骨科临床。主要以三维CT数据建模，利用计算机辅助设计，以离散•堆积/黏合成型技术为原理，打印出1∶1的解剖结构实物模型。
个性化治疗：以目前医疗技术发展状况为背景，运用3D打印技术打印实物模型进行诊断和术前规划，为患者量身设计个性化治疗方案，以达到临床治疗效果的一门新型定制医疗技术。

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随着影像技术的发展，临床医师结合X射线、CT以及MR影像技术对胫骨平台后柱骨折的诊断，有了明确认识。但是受制于二维影像技术的局限性，临床医师在术前计划和术中治疗上仍然存在一定难度。近年来3D打印技术在膝关节骨折上的应用，尤其在复杂胫骨平台后柱骨折上，引起了广大学者的关注。

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