人工膝關(guān)節(jié)聚乙烯襯墊的研究進(jìn)展.pdf

1、骨關(guān)節(jié)炎(osteoarthritis,OA)是一種以關(guān)節(jié)軟骨退行性改變?yōu)楹诵?累及骨質(zhì)并包括滑膜、關(guān)節(jié)囊及關(guān)節(jié)其它結(jié)構(gòu)的慢性炎癥;是一種無菌性、慢性、進(jìn)行性侵犯關(guān)節(jié),特別是負(fù)重關(guān)節(jié)的疾病。表現(xiàn)為關(guān)節(jié)軟骨破壞,關(guān)節(jié)表面形成骨贅,滑膜細(xì)胞增生,滑膜炎和關(guān)節(jié)間隙變窄。隨著人口平均壽命的增加和老齡化的加劇,各種骨與關(guān)節(jié)疾病,特別是退行性疾病的發(fā)病率不斷升高,而目前治療終末期或嚴(yán)重的膝關(guān)節(jié)病變最有效、最成功的方法是人工膝關(guān)節(jié)置換術(shù),目前TKA假

2、體的10～15年存活率(survival rate)85％～90％[1-2],它將明顯改善患者的運(yùn)動(dòng)功能和生存質(zhì)量。超高分子聚乙烯(UHMWPE)因其低的摩擦因數(shù)和磨損率、良好的機(jī)械性能及生物相容性而被選擇作為人工膝、髖等關(guān)節(jié)置換材料已有40多年的歷史。但聚乙烯內(nèi)襯磨損顆粒與巨噬細(xì)胞相互作用引起的人工假體界面周圍骨溶解,是導(dǎo)致人工膝關(guān)節(jié)置換遠(yuǎn)期假體松動(dòng)的主要原因。目前全球每年約有100萬關(guān)節(jié)假體植入,而人工關(guān)節(jié)假體的10年失效率卻將近1

3、0％[3]。由于射線照射滅菌導(dǎo)致人工假體機(jī)械性能和磨損阻力的改變是人工假體氧化降解面臨的主要問題,因而許多應(yīng)對(duì)措施和新型聚乙烯材料應(yīng)運(yùn)而生。本文綜合闡述了超高分子聚乙烯材料磨損方面的一些問題及相應(yīng)的延長人工關(guān)節(jié)假體使用壽命的措施,一方面對(duì)聚乙烯進(jìn)行表面改性,主要利用輻射交聯(lián)和離子注入等表面處理技術(shù),改變聚乙烯的表面分子結(jié)構(gòu)、物理和化學(xué)特性,達(dá)到提高抗磨損性能和生物力學(xué)相容性的目的;其次增加聚乙烯襯墊的厚度(10mm左右),延緩聚乙烯的磨

4、損;再次,為了更好的模擬人體膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),自20世紀(jì)80年代旋轉(zhuǎn)平臺(tái)假體設(shè)計(jì)理念被研發(fā)者所提出,它的聚乙烯襯墊和脛骨假體間是可旋轉(zhuǎn)的,隨著膝關(guān)節(jié)的屈伸,聚乙烯襯墊在脛骨金屬假體的軌道內(nèi)自由旋轉(zhuǎn),分解了股骨和脛骨之間的剪切力,理論上解決膝關(guān)節(jié)假體設(shè)計(jì)上低應(yīng)力和自由旋轉(zhuǎn)之間的矛盾,減少了脛骨假體的松動(dòng),并且聚乙烯襯墊和股骨假體高度匹配,在運(yùn)動(dòng)中始終保持著最大接觸面,減少了聚乙烯墊的磨損。探索新的膝關(guān)節(jié)假體材料表面改進(jìn)的方法及人工假體的設(shè)