3D打印个性化膝关节矫形器有效治疗早期膝骨关节炎

来源:九院3D打印中心王金武团队

膝关节骨性关节炎是一种以膝关节软骨的变性、破坏及骨质增生为特性的慢性退行性骨关节疾病，主要表现为关节疼痛、肿胀、变形及功能障碍。一些患者在形成骨性关节炎的同时，由于半月板受到长时间的摩擦和挤压，会逐渐产生退行性变及损伤，这种骨性关节炎伴有半月板损伤的病人在中老年患者中最为常见，俗话说，人老腿先老，主要是随着年龄增长，膝关节受到积累性的损伤造成，且随着我国人口老龄化发展，其发病率呈上升趋势。

原发性膝骨关节炎的危险因素主要是年龄、肥胖、关节过度使用和关节畸形，并不是年轻就不会得关节炎，相反，现在膝关节炎有逐渐年轻化的趋势。肥胖和关节过度使用等生物力学因素是常见的影响因素。

膝关节骨性关节炎的矫形器治疗
骨关节炎患者通常需要药物治疗和康复理疗结合，在必要时进行手术干预。在非药物治疗方式中，应用膝关节矫形器治疗早中期膝骨关节炎是手术之前很长一段时间最重要的治疗手段。

上海交通大学医学院附属第九人民医院骨科戴尅戎院士、王金武教授团队在整体减荷式矫形原理的基础上提出了改进的单（双）侧减荷式矫形原理，设计了单（双）侧减荷式膝关节矫形器。通过对膝关节两侧分别施加大小不等的轴向拉伸力，根据作用力与反作用力原理、杠杆平衡原理及力的分解原理，产生一个向力较小侧方向的矫正力矩，在矫正力线、减轻患者患侧负荷的同时，对单侧（双侧）进行局部减荷，从而避免加剧软骨的磨损。

在此基础上，团队还将3D打印技术运用在了膝关节矫形器的设计制造中，研发了新型个性化3D打印单（双）侧减荷式膝关节矫形器，在个性化治疗的同时还减轻了矫形矫形器的重量，大幅度提升了患者佩戴矫形器时的舒适度。

膝关节矫形器的治疗效果及案例
团队对膝关节矫形器的治疗效果展开分析，力学分析结果证明单（双）侧减荷原理可有效减少膝关节内外侧负荷和膝关节内外收力矩；步态生物力学实验结果证明所设计的膝关节矫形器可有效减小患侧关节负荷，且对佩戴者正常步行运动无显著影响。患者佩戴矫形器后减缓了膝关节疼痛，走路轻松，甚至能进行爬山运动。分析结果及患者佩戴效果证明单（双）侧减荷式矫形原理和所设计的3D打印个性化膝关节矫形器对治疗单（双）髁性膝骨关节炎有效！

△患者佩戴膝关节矫形器后膝关节间隙被撑开