骨科"偷梁换柱"创新理论及其临床应用

偷梁换柱”属于《三十六计》中第二十五计，本意为撤掉大梁，换上新柱，喻义为使用手段更换事物的关键部分，从而改变事物原有的内部结构或性质，达到一定的目的。随着材料学、 工程力学、 计算机技术、3D打印技术和外科技术的不断进步，“偷梁换柱”概念在外科尤其是骨科已经成为现实并日益得到广泛应用，例如，同种异体骨移植重建骨缺损，3D打印人工椎体置换术等。本文提出并阐述“偷梁换柱”理论的含义和核心内容， 并归纳总结该理论在骨科实践中的应用， 旨在更好指导病损骨组织修复和骨结构重建，为个体化、 微创化和精准化骨科治疗提供参考。

一、 “偷梁换柱”核心理论与内容

“偷梁换柱”是指利用各种金属或非金属植入物，或新型可降解内植物替换以修复病损骨组织或重建骨结构，为躯体提供足够强度的机械支撑和良好的力学传导，实现内植物外形和功能与人体骨骼的双重适配。此外，部分骨病损的发生有清晰的组织层次界限或发生次序， 因此“ 偷梁换柱”可以是整块、整段或整体的骨置换，也可以是部分的骨置换或骨搬移， 例如，脊柱肿瘤的单节段或多节段人工椎体置换术、股骨头坏死的人工股骨头置换术或髓芯减压联合带血管蒂腓骨段、髂骨条移植术等。

二、“偷梁换柱”的临床应用

随着3D打印技术、 材料学以及生物工程学的快速发展及学科交叉融合的持续深入，“偷梁换柱”理论已经潜移默化地应用于骨科10余个亚专业，我们按照上肢、躯干、下肢等部位进行分述。

（一）上肢骨疾病中的应用

上肢是人体运动最为灵活的部位，包括肩、臂、肘、腕、手和上肢带骨（肩胛骨、锁骨），骨病损或结构破坏会严重影响上肢运动的灵活性，甚或致残致畸。“偷梁换柱”理论在上肢骨病中应用颇为广泛，例如，锁骨骨肿瘤行切除手术后，3D打印钛合金假体可以精准填充骨缺损部位，保证锁骨的结构完整性及对称性，恢复肢体功能（图1）；

部分或全部肱骨切除术治疗骨肿瘤或粉碎性骨折时，3D打印的肱骨头、部分肱骨干或整体肱骨可以完整替补缺失骨骼，重建其结构与功能（图２）。

此外，Luenam等在治疗不可复位的桡骨头粉碎性骨折时， 将3D打印桡骨头完美契合地安装到桡骨近端， 与尺骨近端及肱骨远端共同组成了肘关节，术后24个月随访显示患者肘关节功能良好。Xie等采用3D打印技术制造聚乙烯人工月骨假体治疗Ⅲc期月骨坏死，患者术后12个月几乎恢复了手腕的全部运动及握力。这些研究证实采用3D打印技术进行“偷梁换柱”，量身定制假体，“完美”替代病损骨， 显著提升个体化治疗水平（Mark：骨科青年）。

（二）躯干骨疾病中的应用

人体躯干骨包括椎骨、胸骨、肋骨、骶骨、尾骨，其中椎骨是支撑身体的大梁， 也被称为“ 脊梁”， 人工椎体置换术属于骨科临床中典型的“偷梁换柱”（图３）。

1969年，Hamdi首次报道此技术，并对L2椎体浆细胞瘤和腺癌转移的2位患者分别行椎体肿瘤切除术，并用人工椎体替代切除椎体。同年12月，Buck和Bailey对一颈椎动脉瘤样骨囊肿患者行颈椎椎体置换术，该病例报道刊登在Journal of Bone & Joint Surgery。此后，椎体置换术的临床应用愈发广泛，逐渐发展为脊柱肿瘤、结核、外伤和脊柱畸形治疗的有效方法。椎体边角变化大、解剖形态不规则，3D打印的人工椎体不仅满足了椎体形态的复杂性， 还具有更好的刚度及抗压能力。此外，钛合金椎体还可以设计成像海绵一样的微孔结构，利于骨长入，增强了稳定性。周华等采用3D打印人工椎体重建颈椎前方椎体治疗9例脊索瘤患者， 结果显示颈椎脊索瘤行全脊柱切除术后，3D打印可以重建颈椎结构，具有可靠的即刻和中期稳定性。随着3D打印技术的发展，打印模型的复杂程度逐渐提升、制作时限逐渐缩短，3D打印辅助“偷梁换柱”技术将成为脊柱手术的重要组成部分。

骨盆解剖结构同样不规则，传统骨盆假体的匹配度差，术后机械轴线重建不充分，功能恢复相对滞后，长期预后不佳；基于3D打印技术的“偷梁换柱”个体化替代病损，精准度高， 在骨盆重建方面显示出了高度优越性（Mark：骨科青年）。Wang等使用3D打印定制假体对13例骨盆恶性肿瘤进行了切除后再重建，随访显示假体均进行了很好的骨整合，患者早期功能良好。Li等对3D打印的半骨盆假体进行生物力学研究，结果显示3D打印假体具有足够的机械性能和结构稳定性，可实现与周围骨组织完美匹配。

（三）下肢骨疾病中的应用

“偷梁换柱”的临床应用在下肢也较为常见。1965年，世界首例人工全股骨置换术用于治疗因佩吉特骨病导致的反复骨折患者。经过半个世纪的发展，人工全股骨置换术作为挽救性手术， 逐渐应用于因肿瘤、骨髓炎或创伤引起的巨大骨缺损的治疗，在保肢重建领域取得了突破进展（图４）。

但是，全股骨置换术手术创伤大，手术适应证及术后康复标准仍不统一，而且研究多为个案报道，仍需大样本数据进一步研究。

此外，3D打印的跟骨假体精准替代病变跟骨，可以非常契合地填充骨缺损，重建足部的结构完整性，恢复足部正常活动功能，显示了3D打印技术在治疗复杂骨损伤方面的独特优势，高匹配度的个体化假体与周围结构紧密契合，实现了外观和功能的双重建。

三、“偷梁换柱”的创新应用

Wolff定律和骨动态形变定律为骨微观形态的“梁”——骨小梁，赋予了解剖、生理、力学意义，而“偷梁换柱”理论则更多赋予其临床价值。例如，中老年国际骨循环研究协会Ⅲ期股骨头缺血坏死大多局限于负重顶区及其下的压力骨小梁，因此在不干扰周围存活骨组织的前提下精准置换坏死的压力骨小梁和负重顶区是具备临床可行性的， 我们团队正是在该创新理论指导下采用自主研发的部分置换假体治疗中老年ARCOⅢ期股骨头缺血坏死，效果良好（图５）。

偷梁换柱”理念可延伸用于内置物的设计或改进设计（Mark：骨科青年）。我们团队分析了100余例既往内固定物治疗转子间骨折失败案例，总结其根本原因在于：股骨近端Ward三角中横向的张力骨小梁断裂后并未得到重建，研究者试图通过增加主压力骨小梁重建强度（如单钉变双钉平行固定、辅钉加固主压力钉等）来替代张力骨小梁的重建，不符合股骨近端解剖结构与力学传导特点，内植物并发症问题始终未得到根本解决。

鉴于此， 我们团队研发了股骨近端仿生髓内钉（图６），增加了1枚横钉重建断裂的张力骨小梁，与股骨近端Ward三角完全仿生适配，临床证实并发症发生率降低至0.5%，解决了股骨转子间骨折治疗长期存在的瓶颈问题，是一个重要突破！

综上所述，本文首次提出并阐述“偷梁换柱”理论，通过简单综述“偷梁换柱”在骨科的临床应用，期望能够为进一步发掘和优化骨科治疗潜能，为骨科真正走向个体化、精准化、微创化之路提供新思路。这是临床经验中总结的一项新理论，仍需在广泛的临床实践中继续探索， 后续我们将进一步修正和完善。