《Journal of Functional Biomaterials》：Long-Term Clinical and Radiographic Osseointegration Outcomes of a Highly Porous 3D-Printed Titanium Collar Compared with a Hydroxyapatite-Coated Collar in Megaprostheses
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这是一项回顾性、单中心队列研究，比较了3D打印EPORE?环与上一代羟基磷灰石（HA）涂层环在内置假体重建中的长期影像学骨整合和无菌性松动情况。在内置假体重建中实现稳定的骨整合仍具挑战性，过去只有羟基磷灰石（HA）涂层环可用。研究人员所在
这是一项回顾性、单中心队列研究，比较了3D打印EPORE?环与上一代羟基磷灰石（HA）涂层环在内置假体重建中的长期影像学骨整合和无菌性松动情况。在内置假体重建中实现稳定的骨整合仍具挑战性，过去只有羟基磷灰石（HA）涂层环可用。研究人员所在中心早期的研究表明，与以往使用的HA涂层环相比，使用新型高孔隙率3D打印EPORE?环系统可在骨-环界面实现更可靠、更快速的骨整合。方法：28例使用新型3D打印EPORE?环系统植入内置假体的患者与24例先前使用HA涂层环手术的患者进行病例匹配。手术时平均年龄为65.2岁（范围：17-95岁）。HA涂层环组患者平均年龄为63.8岁（范围：17-86岁），3D打印环组患者平均年龄为66.7岁（范围：32-95岁），两组间无统计学显著差异（p = 0.876）。所有纳入病例均至少完成2年最小放射学和临床随访。基于先前验证的半定量评分，通过术后两个平面的X线平片评估骨整合。结果：以无菌性松动为主要终点时，3D打印EPORE?组在研究期间未发生失败。3D打印组杆总松动率（包括无菌性和感染性原因）为7%（2/28），HA涂层组为16%（4/24）。3D打印组所有松动病例均与感染性失败相关。这转化为3D打印组2年无无菌性松动生存率为100%。以影像学骨整合为终点时，3D打印组成功骨整合率（92.9%，26/28；95% CI 76.5-99.1%）显著高于HA涂层组（70.8%，17/24；95% CI 48.9-87.4%；p = 0.04）。骨长入评分分布也存在显著组间差异。3D打印组中82.14%（23/28；95% CI 63.1-93.9%）达到最高骨长入评分（4级），而HA涂层组仅为37.5%（9/24；p = 0.0002）。3D打印组达到4级骨长入的中位时间显著更短，为470天（IQR 360-610），而HA涂层组为1482天（IQR 1020-1860）（p < 0.0001）。此外，3D打印植入物组患者的平均体重指数显著高于HA涂层组（32.51 vs. 28.36，p = 0.01）。结论：这些结果表明，新型高孔隙率3D打印EPORE?环可减少内置假体置换中的无菌性松动并加速皮质外桥接。与先前使用的HA涂层环相比，即使在较高BMI或翻修情况下，这一优势仍然持续。
## 论文解读文章
### 研究背景与问题
在内置假体重建（endoprosthetic reconstruction）中，实现骨-假体界面（bone–prosthesis interface）的稳定且持久的骨整合（osseointegration）仍然是重大挑战。成功的骨整合对于通过确保机械应力在骨-植入物界面有效传递以减少无菌性松动（aseptic loosening）至关重要。过去，羟基磷灰石（hydroxyapatite, HA）涂层环一直是促进整合的唯一选择，但临床结果不一，骨整合率相对较低且不可预测。HA涂层虽能模拟天然骨矿物质，通过释放钙和磷酸根离子在植入物表面形成生物磷灰石层，促进直接的骨结合，但传统工艺设计的环在复杂临床环境（如肿瘤切除和翻修关节成形术）中的表现仍不理想。近年来，增材制造（additive manufacturing）技术的进步为植入物设计开辟了新可能，尤其是3D打印技术可制造具有高度可控多孔结构的植入物，精确复制松质骨（cancellous bone）的形态。基于此，研究人员开发了EPORE
?环系统，它采用钛支架（titanium scaffold），具有100–500 μm的互连孔、磷酸钙涂层以及由350 μm钛棒形成的类骨小梁（trabecular-like）结构。既往研究表明这类微结构可增强生物固定，但尚缺乏与传统HA涂层环的长期对比数据。
### 研究目的
为了评估3D打印高孔隙率环相比HA涂层环在长期影像学骨整合和无菌性松动方面的表现，研究人员开展了一项回顾性、单中心队列研究。该研究创新之处在于：更长的随访时间、更高风险病例组合，以及系统分析骨整合所需时间，从而提供影像学和临床相关植入物性能的全面评估。论文发表在《Journal of Functional Biomaterials》。
### 主要技术方法
本研究为回顾性、单中心队列研究，样本来自英国皇家骨科医院（Royal Orthopedic Hospital）。研究人员将28例使用3D打印EPORE
?环系统植入内置假体的患者与24例使用HA涂层环的患者进行病例匹配。所有患者均至少有2年影像学和临床随访。骨整合评估采用先前验证的半定量评分系统，由两名对植入物类型、固定方法和临床结果设盲的 fellowship-trained 骨科医生独立分析术后两个平面（前后位和侧位）的X线平片。评分等级为：1级（无可视骨长入）、2级（骨过度生长但存在持续间隙）、3级（1或2个界面骨整合）、4级（至少3个界面可见骨长入）。评估者间信度通过组内相关系数（intraclass correlation coefficient, ICC）和加权Cohen’s kappa（κ）检验，一致性极佳（ICC=0.913，κ=0.857）。统计分析采用Kaplan-Meier法进行时间-事件分析，比较无无菌性松动生存率和达到4级骨长入的时间，并用log-rank检验进行组间比较。
### 研究结果
**人口统计学特征**：共纳入52例患者（HA涂层组24例，3D打印组28例）。两组性别、年龄、Charlson合并症指数（Charlson Comorbidity Index, CCI）无显著差异。但3D打印组体重指数（body mass index, BMI）显著高于HA涂层组（中位32.5 vs 28.4 kg/m2，p=0.01）。解剖位置分布存在显著差异（p=0.016）：HA涂层组更多用于股骨近端置换（66.7%），而3D打印组更多用于股骨远端植入（64.3%）。手术指征总体可比，但3D打印组翻修关节成形术比例更高（42.86% vs 25%），原发恶性肿瘤比例更低（10.71% vs 29.16%）。
**骨长入评分分布**：两组骨长入评分分布差异显著。HA涂层组中1级和3级比例较高，而3D打印组4级比例更高。达到4级骨长入的患者比例在3D打印组为82.14%（23/28），HA涂层组为37.5%（9/24）（p<0.001），表明3D打印环骨整合更优。Kaplan-Meier分析显示，3D打印组达到4级骨长入的中位时间显著更短（470天，IQR 360–610 vs 1482天，IQR 1020–1860，log-rank p<0.05）。
**无菌性松动生存率**：以无菌性松动为主要终点，3D打印组在整个随访期间无失败发生，无无菌性松动生存率为100%。HA涂层组中观察到4例无菌性松动。3D打印组杆总松动率（包括感染性）为7%（2/28），均与假体周围感染（periprosthetic joint infection）相关；HA涂层组总松动率为16%（4/24）。Kaplan-Meier估计显示3D打印组1年、2年、3年无无菌性松动生存率均为100%，而HA涂层组相应为95.8%、95.8%和83.3%（未提供具体p值，但log-rank检验有显著差异）。
**额外发现**：即使在较高BMI患者（3D打印组平均32.51 kg/m2）和翻修病例中，3D打印环仍表现出优越的骨整合性能。在翻修关节成形术亚组中，3D打印环骨整合率达92%，而历史数据显示HA环在此类患者中成功率仅约27%。
### 讨论与结论
讨论部分强调，这是首次对新型高孔隙率3D打印环（EPORE
?）进行长期随访评估，结果显示该设计在骨整合率和机械稳定性上均显著优于HA涂层环。尽管3D打印组包含更多股骨远端置换（承受更高弯曲力矩和杠杆臂）以及更多翻修病例（骨床条件差、生物学受损），但仍表现出更优的骨整合和零无菌性松动率，说明受益来源于植入物设计本身，而非病例选择。3D打印环在较高BMI患者中的良好表现挑战了肥胖与植入物固定不良的传统观念。研究局限性包括非随机历史对照设计导致的解剖位置分布差异，以及两组间固定方法（3D打印组全部采用骨水泥固定，HA涂层组包含骨水泥和非骨水泥）的潜在混杂。但研究人员指出，皮质外骨整合在环-骨界面是生物学驱动的，与杆固定方式不同，因此观察到的差异更可能归因于3D打印环的多孔结构。
**研究结论**：在内置假体重建中使用3D打印多孔环在研究人员系列中显示出令人鼓舞的中期结果。改良的植入物稳定性增强了生物固定，观察到较低的无菌性松动发生率，尤其是在复杂的翻修环境下。这些发现表明，该设计可能有助于实现更耐久的重建和更好的功能结果。需要进一步的长期研究来确认其持续获益和更广泛的适用性。
