人工關(guān)節(jié)的基礎(chǔ)

1、人工髖關(guān)節(jié)股骨柄假體設(shè)計(jì)的若干基礎(chǔ),孫 俊 英蘇州大學(xué)附屬第一醫(yī)院骨科,全髖置換術(shù)(THA)能有效恢復(fù)終極病變髖關(guān)節(jié)的功能 選擇不同設(shè)計(jì)的股骨柄假體對(duì)THA術(shù)后的療效常產(chǎn)生重要影響,引 言,股骨柄假體置入的髓腔處理,各類股骨柄假體的幾何形態(tài)設(shè)計(jì),重點(diǎn)闡述,各類股骨柄假體的表面設(shè)計(jì),第一部分,骨水泥型股骨柄（cemented femoral stem, CFS）假體的設(shè)計(jì),,骨水泥型全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的療效,,,,幾何形態(tài)設(shè)計(jì),金屬材

2、料,假體 設(shè)計(jì),,必須符合,理想的股骨柄假體設(shè)計(jì),形態(tài)匹配型（shape-closed design， SCD）或稱組合梁（composite beam design）,力學(xué)匹配型（force-closed design， FCD）或稱錐形載荷(loaded tapers design ),,,,為滿足這一要求,,可獲得假體的再穩(wěn)定,有效避免股骨近段的應(yīng)力遮擋,代表性的假體,Exeter(Stryker),C

3、PT(Zimmer),CPCS(Smith&Nephew),Logica(Lima),C-Stem(Depuy),Nelissen用立體X線（RSA）測(cè)得1年內(nèi)的假體平均下沉為0.9-1.4mm, 回位0.4-0.5mm，同期骨水泥無(wú)下沉，或僅輕微下沉，此后假體趨于穩(wěn)定而不再下沉。臨床報(bào)道:Exeter假體18年的生存率高達(dá)93 .3%Yates(2008)191髖,10年生存率100%.,形態(tài)匹配型假體,設(shè)計(jì)特點(diǎn),,

4、注重股骨柄的幾何形態(tài)與髓腔的壓配和充填,,假體近端帶頸領(lǐng)設(shè)計(jì) ,遠(yuǎn)端中置裝置內(nèi)含骨水泥.,解剖型,直干型,,,形態(tài)匹配型骨水泥股骨 柄假體,直干式形態(tài)匹配型股骨柄假體,VerSys(Zimmer),Perfecta(Wright),Spectron(Smith&Nephew),解剖式形態(tài)匹配型股骨柄假體,Conquest(Smith&Nephew),Lubinus SP2(LINK),A

5、nswer(Biomet),假體表面應(yīng)采用光面處理,避免產(chǎn)生金屬和骨水泥磨屑,,借助假體在骨水泥層內(nèi)的適度下沉,借助假體在骨水泥層內(nèi)的適度微動(dòng),FCD假體的永久固定,,,,,避免引發(fā)三體磨損和骨溶解,表面設(shè)計(jì),借助假體的髓內(nèi)填充,與骨水泥的一次性牢穩(wěn)結(jié)合,,,,,,SCD假體的永久固定,,,采用光面OR粗面???,Crowninshield等 Vail等Rasquinha等,認(rèn)為糙面有利于假體與骨水泥的界面結(jié)合，但并未證

6、實(shí)兩者間療效存在任何差別,光面和粗面兩組翻修率和松動(dòng)率均無(wú)差別,證實(shí)表面采用何種設(shè)計(jì)均對(duì)療效無(wú)影響,,,,然而更多臨床證實(shí)光面顯著優(yōu)于糙面Valle比較研究了糙面和光面兩組的中期療效,結(jié)果糙面組翻修7髖，而光面組無(wú)1髖翻修，表明光面設(shè)計(jì)顯著優(yōu)于糙面設(shè)計(jì)。 Collis 等比較研究了Iowa光面和糙面假體的療效,結(jié)果光面組5年后無(wú)1髖翻修或骨溶解，而糙面組有4髖因松動(dòng)，2髖因骨溶解而翻修。表明糙面假體耐受假體-骨水泥界面間

7、的微動(dòng)能力較差，一旦發(fā)生微動(dòng),易加速骨水泥固定層的毀損和金屬碎屑的產(chǎn)生，導(dǎo)致骨溶解和假體松動(dòng)。因此,普遍主張SCD假體也應(yīng)以光面處理最理想,第二部分,生物固定型股骨柄（cementless stem, CS）假體的設(shè)計(jì),,彎柄式或稱解剖柄,直柄式或圓柱柄,,,,錐 形 柄,幾何形態(tài)設(shè)計(jì),直柄式股骨柄假體,,近段呈錐形,1.強(qiáng)調(diào)遠(yuǎn)段壓配固定,直柄式股骨柄假體的固定原理,,,2. 矢狀位三點(diǎn)固定,最早由Engh提出:股骨近

8、側(cè)干骺段的形態(tài)和大小變異常較遠(yuǎn)側(cè)股骨大，因此如設(shè)計(jì)以近側(cè)壓配固定為主的假體，很難獲得理想的壓配固定，必將影響療效；而股骨遠(yuǎn)側(cè)皮質(zhì)骨段為圓柱形，變異相對(duì)較小，經(jīng)髓腔擴(kuò)髓后，很容易獲得假體與皮質(zhì)骨的廣泛接觸和初始固定；,直柄式股骨柄假體的固定原理,代表性假體,設(shè)計(jì)特點(diǎn),彎柄式股骨柄假體,,矢狀面呈近段后彎，遠(yuǎn)段前彎,Fit-stem(Lima),彎柄式股骨柄假體固定原理圖解,錐形柄假體,,整個(gè)縱向呈3°錐,,,設(shè)

9、計(jì)特點(diǎn),錐形圓柄:壓配必須充填（fit and fill）,,錐形扁柄:壓配無(wú)需充填（fit without fill）,,錐形扁柄的代表性假體,Zweymuller(Plus),Profemur-Z(Wright),C2Stem(Lima),BetaCon(LINK),錐形圓柄的代表性假體,表面設(shè)計(jì),涂層范 圍,,,半干式即涂層僅限于股骨柄假體的近段,全干式即涂層遍布整個(gè)股骨柄假體,涂層材 料,,,鈦

10、（純鈦或鈦合金）,鈷 合 金,,羥基磷灰石,涂層制備技 術(shù),,,鈦或鈷燒結(jié)涂層,擴(kuò) 散 結(jié) 合,,等 離 子 噴 涂,燒結(jié)涂層技術(shù)(Sintering technique)系將鈷合金、鈦金屬材質(zhì)的珍珠樣微粒（beads）通過(guò)加熱，與股骨柄金屬基表面相結(jié)合，孔隙大小由金屬微粒的大小控制。鈦金屬材質(zhì)與鈷合金材質(zhì)的燒結(jié)涂層方法相同，但加熱時(shí)間不同。如：聯(lián)髖1101系列（臺(tái)灣），PCA（Stryker）和Trilock(DePuy)的

11、涂層。,擴(kuò)散結(jié)合技術(shù)(Diffusion bonding）系將鈦金屬絲用低于燒結(jié)法的溫度加壓填嵌于鈦合金股骨柄金屬基的表層，孔隙大小由金屬鈦絲的構(gòu)形、加熱和加壓等因素控制。如：HG和VerSys假體（Zimmer）涂層。,等離子噴涂（Plasma spray ）:借助電弧等離子氣體（如氬、氮和氫等）形成的高溫高速等離子體射流，將熔化后的金屬粉體或絲材,高速噴射到股骨柄金屬基的表面形成涂層。涂層孔隙大小受?chē)娡糠垠w顆粒大小、噴涂功率和噴涂

12、氣體壓力控制。優(yōu)點(diǎn)是金屬假體不經(jīng)受高溫，因此疲勞強(qiáng)度不受影響。,Precept(Biomet),Metasul(Zimmer),Perfecta(Wright),,,股骨髓腔的擴(kuò)髓處理,,為確保CS與骨床的理想壓配,Paul等比較研究了干骺段磨擴(kuò)和銼擴(kuò)對(duì)假體壓配合的影響，結(jié)果顯示磨擴(kuò)組假體與骨床的接觸面高達(dá)96%，而銼擴(kuò)組僅為21%。Mason等證實(shí)經(jīng)銼擴(kuò)置入的Summit假體（DePuy ）下沉1-2mm者高達(dá)2%，而經(jīng)磨

13、擴(kuò)置入的S-ROM假體，4年后無(wú)1例下沉。,假 體 　隨訪時(shí)間 優(yōu)良率 股區(qū)疼痛率 骨性固定率 遠(yuǎn)段骨溶解 假體生存率第一代：　HG（Zimmer）中期 34% 　　　　10%　PCA(Stryker) 15年 28%-57% 93%　　APR-I

14、 中期 　　　　 　11%　AML(Depuyy) 20年 　　　93% 97.8% 　Zweymuller 10-13年 100% 　　　　　 100%