踝关节由胫骨、腓骨和距骨及其周围软组织构成，是一个稳定的环状结构^［1］，而距骨是连接足和下肢的关键结构，由5个关节面覆盖，涉及多个可动关节，运动要求较高^［2］。许多因素如自身免疫性疾病、外伤、或其他特发原因均可造成距骨的损害最终导致距骨坏死，严重影响站立及行走^{［3, 4］}，对于距骨坏死的治疗主要以手术为主，传统的方式包括距骨减压术、踝关节融合术、全踝关节置换手术等，近年来随着技术的发展，距骨假体置换也成为一种新兴的手术方式，并出现了3D打印的个性化距骨假体^［5］，现就相关研究进展进行综述。

踝关节是一个“轴承关节”，其稳定性来自骨和韧带及肌腱结构。踝关节的静态稳定性由内侧三角韧带复合体、骨间膜、胫腓骨、外侧副韧带复合体和肌腱结构维持，距骨也是静态稳定的一个重要部分，距骨上有强劲的韧带与距骨直接相连，但同时没有任何肌腱或肌肉附着^［6］。正是由于距骨的独特解剖特点，导致踝关节与髋膝关节不同，它具有更小的承重面积以及承受着更大的压力^［2，7］，且距骨表面的软骨薄而均匀，厚度仅为1~1.7 mm，具有更高的压缩模量，导致其更容易在关节不协调的情况下发生软骨下变化，导致一系列的病理变化而导致距骨损伤^{［8, 9, 10］}。

距骨的头部、颈部和体部的血运主要由胫骨后动脉、胫骨前动脉和腓骨动脉的末梢分支（足背动脉、跗骨窦动脉和跗管动脉）提供^［11］。研究表明：胫骨后动脉、胫骨前动脉和腓骨动脉对距骨的总供血分别为47.0%、36.2%和16.9%。距骨头部和颈部发生损伤后的血供代偿较好，而供养距骨体部的跗管动脉沿距骨下侧从跗管开口至跗骨窦和跟骨走行时容易受各种因素影响，代偿较差，因此距骨的坏死通常好发于距骨体部^［12］。

综上，距骨独特的解剖及生理特点导致了一系列的距骨的创伤（距骨颈、体骨折，距骨周围脱位等）^{［2, 3, 4, 5］}、骨病（大骨节病、药物、激素等导致）、退变（骨关节炎、类风湿等）^{［13, 14, 15］}很多原因可导致距骨坏死，发生机制并不完全相同，但临床上最常见的情况为距骨的创伤性坏死，个别特殊病例可行的特殊治疗手段（抗类风湿药物治疗等^{［13, 14, 15］}）不在本文中进行特殊讨论。

距骨坏死的临床症状主要表现为疼痛，严重时可造成功能障碍，但该类疼痛及症状并无特异性^{［3, 4, 5］}，因此，病史及影像学检查显得尤为重要。以往的研究将针对股骨头坏死的Ficat分期进行了修改并应用于距骨，分期标准如下：1期，只有在核素骨扫描或MRI检查才能发现阳性改变；2期，出现软骨下硬化，但无距骨塌陷，X线片上可见这种改变；3期，距骨体塌陷，但不合并距胫关节和距下关节的退变；4期，距骨体塌陷同时伴有距胫关节和（或）距下关节的退变^［16］。病变早期（1、2期），X线上无特异表现或表现为坏死距骨体的骨密度增加，坏死骨周围骨质疏松；随着病情进展，可出现距骨的萎缩塌陷和周围关节的退变。

目前对于未移位的早期距骨坏死的保守治疗措施主要是禁止负重，但对于如何更好地限制距骨承重，以及具体限制多长时间，目前尚无一致意见^{［17, 18］}。以往的研究建议持续应用石膏或支架，使距骨处于不负重状态直至骨折处明显愈合。但在愈合后的进一步处理也存在争议，Herningou等^［19］认为患肢应在膝关节铰链支架保护的状态下适当负重，直至出现血管重建；Canale和Kelly^［20］则认为患肢应持续不负重平均8周。近期也有研究报道，在距骨损伤早期于关节腔内注射骨髓间充质干细胞，可延缓骨坏死的进程^［18］。

对于临床上比较常见的无症状的距骨弥散样坏死并未出现塌陷的患者，笔者推荐不使用任何外科干预手段，使患者完全避免负重，仅保守观察处理，通常可恢复。同时也建议患者避免饮酒、吸烟等影响距骨血运的生活习惯。

手术治疗往往是距骨坏死的最佳方式，对于大部分保守治疗失败的患者或处于距骨坏死终末期的患者，笔者推荐及早进行手术干预，距骨坏死早期（Ficat分期Ⅰ期、Ⅱ期）可选择距骨减压术和带血管蒂骨移植术，但其中长期疗效较差及手术时机较难把握^{［21, 22, 23, 24, 25］}，目前治疗距骨坏死的金标准手术仍为踝关节融合术，对于距骨坏死的关节融合术主要包括胫距融合术以及胫距跟融合^［26］，胫距融合术自Blair于1943年首次报道以来，一直是治疗距骨坏死终末期的金标准，其优点在于减轻了疼痛的同时，只牺牲掉了胫距关节而保留了患肢的长度以及距下关节的活动性^［27］，而对于距骨坏死晚期引起踝关节关节炎累及距下关节的情况，常需行胫距跟三关节融合，融合的方式可选择逆行髓内钉^［28］、钢板内固定^［29］以及Ilizarov外固定架^［30］，推荐使用逆行髓内钉的融合方式，因为其具有较小的手术切口，更少的软组织损伤，更高的融合率^［31］，但融合手术所带来的的患肢短缩和踝关节僵硬等并发症，同样是不可避免的问题。踝关节置换手术同样也是可行的选择，近期也有研究表明，行全踝关节置换术治疗距骨坏死对于距骨血供的要求较高，若术前距骨血运较差，则置换术后易出现假体距骨部件的塌陷，同时也缺乏相应的中长期临床疗效随访^{［32, 33, 34］}。传统手术的各种限制及其较高的并发症发生率，目前仍无突破性进展，对于终末期距骨坏死的患者，亟需找到更有效的治疗手段。

1.非定制化假体：距骨假体治疗距骨坏死由Harnroongroj和Vanadurongwan^［35］首次报告，并取得了良好的效果，于1997年对距骨坏死的14例患者采用踝正中入路植入了由不锈钢制成的初代距骨体假体，共进行了11年的随访，14例患者中有8例取得了满意效果，仅1例因距骨假体的下沉出现并发症而接受了假体翻修术。1999至2006年间，Taniguchi等^［36］分别采用氧化铝陶瓷所制的假体经治疗了距骨坏死，其第一代和第二代假体的差异主要在于有无连接假体头部与颈部的螺钉部件。使用第一代假体的8例患者中有6例在随访期内获得了较好的临床疗效，但所有患者均存在假体头颈连接部松动的情况；而在第二代的假体随访过程中，由于使用了全距骨假体，14例患者中8例取得了良好的临床疗效。因此，Taniguchi推荐使用全距骨假体治疗距骨坏死。Taniguchi等^［6］在其后续的2005至2012年55例使用第二代氧化铝陶瓷距骨假体的病例随访中，取得了良好的临床疗效，并通过对患者足踝关节内翻及外翻稳定性的评估，初步提出了全距骨假体置换手术无需进一步踝部截骨及相应韧带重建以保持稳定性这一观点（传统认为，若切断距骨周围韧带组织，距骨将会失去稳定性，容易脱出），同样的结论也在Ando等^［37］的后续研究中被报道，但缺乏生物力学研究证据。Angthong^［38］则在其研究中，比较了3例使用全踝关节假体以及1例全距骨假体（钛合金）的效果，发现在活动范围及临床评价指标上两者并无差异，都在短期内取得了良好疗效。

对于邻近关节骨量缺损严重或严重骨性关节炎晚期患者，距骨假体置换依然适用，但常需在邻近关节配合使用踝关节假体部件。Lampert^［39］使用距骨假体（钛合金）联合Hintegra踝关节假体部件成功治疗3例距骨体坏死，取得了良好疗效。而第1例使用纤维带内支架重建距骨周围韧带的距骨假体（钛合金）案例由Regauer等^［40］报告，但其临床随访疗效与不重建韧带类似。临床上目前尚无有效方法促进软组织长入假体，在距骨周围韧带完整的情况下，距骨假体稳定性主要取决于骨性结构稳定，是否重建韧带尚无定论^{［41, 42, 43］}。

2.3D打印定制化假体：3D打印技术出现使个性化全距骨假体成为可能，传统距骨假体主要问题在于不能实现患者距骨解剖结构精准匹配；二是假体仅起结构支撑作用，不得不牺牲踝关节活动功能。3D打印技术在骨科植入物领域广泛应用^{［44, 45］}。

大量文献报道将3D打印技术运用于治疗距骨坏死：王碧波等^［46］及Fang等^［47］使用这一技术定制了模块化的距骨部件以及组配式的距骨假体，假体上部模块组件由超高分子量聚乙烯（UHMWPE）制成，用于与胫骨和腓骨连接，下部组件由钛合金制成，用于与跟骨和舟骨连接，并对距骨下部组件进行了微孔处理，以便于距下关节融合后的骨长入，取得了生物力学研究上的初步进展和良好的临床疗效。Fang等^［47］考虑到距骨的稳定性，使用了两枚螺钉将假体固定于跟骨之上。对于3D打印距骨假体重建解剖的讨论首次由Tracey等^［48］报告，通过对14例患者重建术后影像学指标的测量，其短期临床随访报道验证了3D打印的距骨能有效恢复塌陷坏死距骨的高度，达到完全匹配的解剖重建的目的。随后，Scott等^［5］及Kadakia等^［49］报道的3D打印距骨假体的短期临床随访队列研究均取得了良好的效果，Kadakia等使用患侧或健侧三维CT数据扫描定制的3D打印全距骨假体（钛合金）手术治疗了27例患者，仅有3例因其他并发症需要再次手术，其余患者临床疗效良好，与Scott和Tracey的研究一致，并未使用螺钉固定假体。而Huang等^［50］及其团队也在近期报道的一例使用3D打印距骨假体治疗距骨肿瘤的病例中使用了人工韧带重建模拟距骨周围的韧带，但就其早期临床疗效而言，仍与不重建韧带疗效和以往类似重建研究类似，长期的随访还需进行。

在3D打印技术的基础上，西南医院唐康来团队设计了具有生物功能的3D打印距骨假体用于治疗塌陷性距骨坏死和巨大距骨肿瘤^{［51, 52］}，与传统的距骨假体及其他研究所报道的3D打印距骨假体不同，具有生物功能的创新性假体的优点在于：（1）利用假体三维重建和计算机摸拟技术，根据距骨功能解剖和Wolf定律进行3D打印构架各部件（包括距骨镂空结构、距骨相邻的关节）差异性设计，解决假体解剖和生物力学适配性问题；（2）假体主体仍与既往研究类似采用钛合金（Ti6-Al4-V），而胫骨侧采用钴铬钼合金材料制作，与胫骨穹隆具有相似的弹性模量，可增强胫距关节假体摩擦界面低摩擦、高耐磨、抗降解等性能，最大限度地恢复关节活动功能、延长假体使用寿命。（3）通过距下中关节，距下后关节面的微孔处理，采用羟基磷灰石涂层等技术构建表面材料^［48］，同时应用骨形态发生蛋白复合凝胶促使骨与假体界面快速融合生长，达到快速骨愈合的效果。3D打印的具有生物功能的个性化距骨假体置换手术，手术方式同以往全距骨置换手术方式相似，主要使用踝正中入路，依次切开皮肤及软组织，暴露出距骨，并以骨刀将距骨分离，完整切除坏死距骨后，植入距骨假体，但与以往的研究不同的是考虑到该技术缺乏长期的临床随访，存在远期失效的可能，具有生物功能的距骨假体仍在邻近关节使用了螺钉固定住假体，但同样取得了一致的短期临床疗效（使用固定邻近关节后术后踝关节活动度并无差异）。

距骨坏死是临床上的一大挑战，保守治疗通常无效，除无症状的早期弥散性坏死患者推荐使用保守治疗外，对于其他患者推荐使用手术治疗，传统手术治疗方法中的金标准仍然为踝关节融合术。距骨假体置换作为近期的新型技术，适用于终末期距骨坏死和距骨巨大肿瘤的患者，但目前尚无统一的手术适应症标准，传统假体虽存在着解剖匹配度不高的缺点，但仍给患者提供了一个可保留关节功能的选择。而3D打印个性化全距骨假体能完全恢复距骨的正常解剖，适用范围较广，对于缺损坏死较局限的患者，可使用部分假体置换，而对于塌陷性坏死或距骨肿瘤的患者需使用全距骨假体置换，且根据现有的研究可知，距骨假体置换术的早期临床随访疗效较好，具有生物功能的3D打印个性化距骨假体功能更佳，但是否固定假体及其固定方式缺乏生物力学证据支持和长期的临床疗效研究，较长的中长期临床随访、相应的生物力学研究和能达到骨与软组织长入的材料学研究是现阶段制定统一手术标准所需要的。