人工髖關(guān)節(jié)發(fā)展.ppt

1、人工髖關(guān)節(jié)發(fā)展、人工髖關(guān)節(jié)發(fā)展的簡(jiǎn)單歷史，人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)從初始探索階段到目前較為成熟的發(fā)展階段有100多年的歷史。 1822年英國(guó)醫(yī)生Anthony.White在股骨大粗隆下行5cm截骨術(shù)，改善髖關(guān)節(jié)功能，緩解疼痛，12個(gè)月后形成假關(guān)節(jié)。 1840年美國(guó)的JM.Carnochan首先進(jìn)行下頜關(guān)節(jié)成形術(shù)，留置橡木片(非生物材料)，這個(gè)手術(shù)應(yīng)該說(shuō)是人工假肢置換術(shù)的開(kāi)始。 1891年Gluck在德國(guó)首次用象牙股骨頭和髖臼進(jìn)行全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)，用鍍鎳螺釘固定假體，并用骨膠原作為粘合劑固定假體，對(duì)骨水泥型全髖關(guān)節(jié)置換應(yīng)用技術(shù)也發(fā)揮了啟蒙作用。 1923年Smith Petersen修訂了玻璃關(guān)節(jié)成形術(shù)，

2、被認(rèn)為是髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的祖先，之后使用許多不同材料的杯子效果不佳。 1938年Smith Petersen發(fā)現(xiàn)牙科醫(yī)生使用的鈷鉻鉬合金材料生物惰性強(qiáng)，在人體內(nèi)的生物相容性好，將其作為鐘狀開(kāi)口的金屬杯，全股骨頭在杯內(nèi)活動(dòng)的有1000例，長(zhǎng)期療效不好，金屬杯和股骨頭的1941年美國(guó)Moore和F.R.Thompson分別設(shè)置了長(zhǎng)直柄人工股骨頭和長(zhǎng)曲柄股骨頭假體。 之后成為Muller、Harris全髖股骨頭假體的原形。 1950年Moore在美國(guó)修訂了自鎖式鈷鉻鉬合金股骨頭假體。 1962年Charnley的低摩擦關(guān)節(jié)誕生后，各類人工關(guān)節(jié)相繼出現(xiàn)，但臨床效果未及Charnley髖關(guān)節(jié)置換術(shù)。 Cha

3、rnley假體具有低摩擦穩(wěn)定、松弛少等優(yōu)點(diǎn)。 1966年Charnley首先在空氣層流凈化術(shù)期間應(yīng)用個(gè)人空氣隔離系統(tǒng)、預(yù)防性抗生素，大大降低了術(shù)后的感染率。 由于Charnley對(duì)人工關(guān)節(jié)作出了重大貢獻(xiàn)，被公認(rèn)為現(xiàn)代人工關(guān)節(jié)的父親，90年代出現(xiàn)混合型固定的全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)，1994年美國(guó)發(fā)展和一致會(huì)議正式提出，骨水泥型假花紋和非骨水泥臼。 近年來(lái)骨水泥型與生物型假體交替成為研究熱點(diǎn)，二、人工髖關(guān)節(jié)置換(THR )概述、近30年骨科發(fā)展最快領(lǐng)域之一療效確切，10年成功率90%技術(shù)方法，材料學(xué)快速發(fā)展手術(shù)適應(yīng)證日益擴(kuò)大，置換人數(shù)增加，晚期并發(fā)癥增加髖關(guān)節(jié)解剖、病理和生物力學(xué)研究使人工髖關(guān)節(jié)材料選擇和

4、假體植入越來(lái)越合理的手術(shù)技術(shù)和術(shù)前、術(shù)后處理也逐漸放寬了6075歲的最佳年齡范圍，年輕患者髖關(guān)節(jié)病變、人工關(guān)節(jié)置換不優(yōu)先。 骨關(guān)節(jié)炎、股骨頭壞死、老年股骨頸骨折65、老年粗隆間骨折80、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、髖部腫瘤、先髖、其他結(jié)核等感染、手術(shù)適應(yīng)癥擴(kuò)大、人工半髖關(guān)節(jié)、手術(shù)分類、手術(shù)分類異形不能矯正術(shù)后假體松弛、骨質(zhì)吸收發(fā)生率高、改善人工髖關(guān)節(jié)材料由于假體長(zhǎng)期進(jìn)入體內(nèi)，材料具有良好的生物相容性，無(wú)毒副作用，耐體液化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕，彈性模量接近人皮質(zhì)骨。 人工髖關(guān)節(jié)有多種設(shè)計(jì)和多種材料，一般有高平滑度的金屬股骨頭假體和耐磨材料構(gòu)成的髖臼假體、人體髖關(guān)節(jié)假體材料的種類、1、生物醫(yī)學(xué)金屬材料2、生物陶

5、瓷3、復(fù)合材料、1、生物醫(yī)學(xué)金屬材料，被定義為具有高機(jī)械強(qiáng)度和耐疲勞特性1.1生物醫(yī)學(xué)金屬材料、金屬材料在髖關(guān)節(jié)置換中占有重要地位，目前髖關(guān)節(jié)置換臨床應(yīng)用最多的仍是金屬關(guān)節(jié)頭與超高分子量聚乙烯髖臼的組合，金屬全髖材料的缺點(diǎn)，金屬?gòu)椥阅Ａ?100200GPa )與人體骨架(130GPa )差異較大， 由于引起應(yīng)力屏蔽效應(yīng)的金屬是生物惰性材料，植入人體后總是作為宿主的一體存在，容易變形和松弛：金屬在人體內(nèi)的富氧環(huán)境下在其表面形成25nm厚的氧化層，由于摩擦作用容易脫落，脫落部位的金屬假釋放出金屬離子和顆粒，另一方面增大了磨損率， 另一方面，釋放出的金屬離子具有潛在毒性，這些缺點(diǎn)嚴(yán)重影響金屬型人工髖

6、關(guān)節(jié)長(zhǎng)期應(yīng)用的生物陶瓷主要有氧化鋁、醫(yī)用碳材料等惰性生物陶瓷，以及羥基磷灰石、生物主動(dòng)玻璃等生物主動(dòng)陶瓷生物陶瓷根據(jù)生物活性，具有生物惰性陶瓷(氧化鋁、氧化鋯):穩(wěn)定性高、機(jī)械強(qiáng)度好的生物活性陶瓷(羥基磷灰石、磷酸三鈣):骨傳導(dǎo)的特征、生骨整合的性能、2.1生物陶瓷的優(yōu)點(diǎn)， 陶瓷材料的離子結(jié)構(gòu)吸收極性液體，均勻復(fù)蓋陶瓷，同時(shí)陶瓷材料硬度高，磨損率低，磨損粒子小，可以在潮濕條件下正常工作，克服了金屬假體在體內(nèi)潮濕環(huán)境下容易釋放金屬離子的問(wèn)題。 2.1氧化鋁陶瓷，目前常用的高純氧化鋁是氧化鋁粉末在1 6001800的高溫下燒結(jié)而成的。 20世紀(jì)90年代以后采用的新制造工藝減少了雜質(zhì)，提高了材料的致

7、密性。 化學(xué)惰性，具有良好的耐腐蝕性。 但是，氧化鋁陶瓷的韌性比金屬低，氧化鋁陶瓷制的股骨頭直徑必須在28 mm以上。 近10年來(lái)，氧化鋁陶瓷人工髖關(guān)節(jié)在臨床上取得了不滿意的結(jié)果。 2.2氧化鋯陶瓷、氧化鋯陶瓷：氧化鋯陶瓷的密度、韌性和強(qiáng)度高于氧化鋁陶瓷，可降低陶瓷假體破裂的風(fēng)險(xiǎn)，并且可制成22 mm的股骨頭。 氧化鋯陶瓷于1985年首次制作股骨頭假體用于臨床。 但是，純氧化鋯不穩(wěn)定，有單晶、四邊形、立方體三種結(jié)晶狀態(tài)。 狀態(tài)的變化穩(wěn)定性差，容易破裂，如果不添加穩(wěn)定劑(常用氧化釔)保持四邊形的狀態(tài)，就不能維持穩(wěn)定性，不能得到最佳的機(jī)械特性。 2.3羥基磷灰石在20世紀(jì)70年代首次臨床成功。 羥

8、基磷灰石是構(gòu)成骨骼和牙齒的主要無(wú)機(jī)物質(zhì)，具有優(yōu)良的生物相容性，噴涂假體和骨床容易獲得更強(qiáng)的結(jié)合強(qiáng)度假體近端的可拆卸頸部，有效阻止了可能存在的聚乙烯粒子的移動(dòng)。 噴涂鈦質(zhì)解剖柄股骨假體可提供均勻的應(yīng)力分布，有效降低應(yīng)力阻斷，有利于假體獲得可靠的系長(zhǎng)插入固定。 假材料在發(fā)展中仍然是：生物相容性高、生物力學(xué)適應(yīng)性好、生物結(jié)合性能好、壽命長(zhǎng)是未來(lái)的發(fā)展方向，四是生物型OR骨水泥型、骨水泥型假的特點(diǎn)，一是臨床應(yīng)用時(shí)間長(zhǎng)、臨床效果確切，有許多成功實(shí)例。 2、操作技術(shù)已經(jīng)非常成熟。 3 .對(duì)手術(shù)操作的要求相對(duì)較低。 4 .患者恢復(fù)時(shí)間相對(duì)較短。 非骨水泥型假體的特點(diǎn)，1 .采用生物固定，避免了骨水泥使用帶來(lái)

9、的副作用。 2 .對(duì)可能面臨的翻修手術(shù)有更多的選擇。 3 .對(duì)手術(shù)醫(yī)生的操作要求相對(duì)較高。 4 .常見(jiàn)的并發(fā)癥有大腿痛。、選擇的因素、年齡骨質(zhì)生長(zhǎng)潛力對(duì)生活質(zhì)量的要求康復(fù)合作度術(shù)者對(duì)不同類型假肢的理解和操作技能、骨水泥的副作用、心血管系統(tǒng)反應(yīng)：引起單體吸收和周圍血管擴(kuò)張、反射性緩慢。 單體引起過(guò)敏反應(yīng)。 在骨水泥填充中，由于壓力，脂肪、空氣等進(jìn)入血液循環(huán)并堵塞。 骨水泥會(huì)給周圍神經(jīng)、血管等組織帶來(lái)機(jī)械壓迫和熱損失。 骨水泥固定、手術(shù)時(shí)精心準(zhǔn)備骨水泥柄慎重移植，是臨床長(zhǎng)期取得成功的關(guān)鍵。 現(xiàn)在，一般認(rèn)為大腿骨柄假體周圍的骨水泥的厚度最好控制在2mm以上，但在大腿骨近位部的內(nèi)側(cè)區(qū)域也可以比2mm稍

10、厚。 骨水泥厚度不足2mm時(shí)，容易斷裂。 提高骨水泥固定、骨水泥固定成功率的技術(shù)細(xì)節(jié)包括避開(kāi)股骨柄假體內(nèi)的錯(cuò)位移植到髓腔，使骨水泥環(huán)不產(chǎn)生間隙。 內(nèi)移植假花紋會(huì)減薄股骨近端內(nèi)側(cè)和遠(yuǎn)端外側(cè)骨水泥的厚度，這兩個(gè)區(qū)域的骨水泥受到較高的應(yīng)力，容易早期在這里發(fā)生骨水泥的破裂和固定失敗。 非骨水泥固定、非骨水泥型假體有表面細(xì)孔和噴砂處理兩種。 微孔涂層一詞是指加工處理會(huì)在金屬表面產(chǎn)生許多不同深度的微小細(xì)孔，骨頭容易生長(zhǎng)。 噴砂這個(gè)詞，意味著使用微小粒子與假表面碰撞，產(chǎn)生無(wú)數(shù)的壓痕，骨組織進(jìn)入其上面。 這些壓痕與假表面的凹凸的山和谷類似，可以使骨組織在該表面的山的谷上生長(zhǎng)。 假體與骨組織之間形成堅(jiān)硬、微動(dòng)的

11、界面，也是骨組織進(jìn)入空隙的重要條件。 只要盡量將微動(dòng)范圍控制在150um以下，就可以形成牢固的骨界面。 如果超過(guò)，纖維軟組織進(jìn)入細(xì)孔。 假體表面與皮質(zhì)骨之間的物理距離超過(guò)50um，成骨細(xì)胞和成骨因子無(wú)法跨越更寬的距離形成堅(jiān)固的骨界面。 金屬與骨組織的界面可能再整形，這與骨水泥與骨組織的界面不同。 如果骨組織嵌入金屬表面時(shí)發(fā)生裂紋或破壞，骨組織可以重新整形重建硬界面。 因此，理論上，非骨水泥型假體比骨水泥型假體更牢固，可得到長(zhǎng)時(shí)間的固定。 非骨水泥型假體的固定技術(shù)有兩種：信號(hào)對(duì)信號(hào)固定技術(shù)壓入固定技術(shù)，信號(hào)對(duì)信號(hào)固定技術(shù)與安裝有髖臼或者股骨柄打磨擴(kuò)大的模型的假體的模型完全一致。 使用該技術(shù)固定髖

12、臼時(shí)，為了得到骨與假體的牢固結(jié)合界面，經(jīng)常需要采取用螺釘固定等追加固定措施。 文獻(xiàn)報(bào)道髖臼螺釘固定存在許多缺點(diǎn)：螺釘釘?shù)啦粌H減少了髖臼表面骨長(zhǎng)入的面積，而且骨道成為容納磨屑的場(chǎng)所，增大了骨溶解的范圍。 拔釘時(shí)，與聚乙烯的非關(guān)節(jié)面直接接觸，產(chǎn)生磨損。 沖壓技術(shù)是指大腿骨和髖臼的研磨尺寸比最終植入的模型小12mm。 該技術(shù)通過(guò)環(huán)形應(yīng)力牢固地固定，經(jīng)常不需要多馀的固定。 非骨水泥髖臼假體，在各種非骨水泥型髖臼假體中，背面細(xì)孔涂層的臼杯的臨床效果最高，背面光滑的臼杯的效果不好。 但是，全涂層的假花紋確實(shí)能得到更廣范圍的牢固的固定。 近端涂層柄只能固定在股骨近端區(qū)域，此時(shí)應(yīng)力傳導(dǎo)更符合生理方式，主要通過(guò)

13、近端傳導(dǎo)，避免在此發(fā)生應(yīng)力阻斷和骨缺損。 非骨水泥型花紋周圍的涂層范圍也影響臨床效果，該花紋可分為全周涂層設(shè)置修訂和半周涂層設(shè)置修訂，該設(shè)置修訂上的差異與有效關(guān)節(jié)間隙和骨溶解密切相關(guān)。 半周涂層修訂的假花紋不能在近端股骨柄的全周形成骨長(zhǎng)入，這里有一處通道，聚乙烯屑可以通過(guò)該通道進(jìn)入股骨干，增加了有效的關(guān)節(jié)間隙。使用非全周涂層的假花紋，聚乙烯屑會(huì)在股骨干區(qū)域引起臨床上明顯的骨溶解。 近端全周涂層柄可在近端股骨柄全周部分形成骨長(zhǎng)入，有效封閉股骨干髓腔和有效關(guān)節(jié)間隙通路。 全周包衣的假花紋在術(shù)后松弛、大腿疼痛和骨溶解等方面遠(yuǎn)優(yōu)于半周包衣花紋。 假花紋的硬度對(duì)應(yīng)力遮斷也有很大影響。 通常，假花紋的機(jī)械

14、硬度越高，負(fù)荷時(shí)應(yīng)力被遮擋的應(yīng)力也越多。 長(zhǎng)柄假體適用于翻修術(shù)遠(yuǎn)端假體周圍骨折患者的短柄假體對(duì)股骨彎曲畸形較重或遠(yuǎn)端髓腔狹窄患者的直線假體有多種類型，股骨解剖異常也可采用彎曲柄型和解剖曲柄型假體增強(qiáng)正常股骨抗扭轉(zhuǎn)穩(wěn)定性， 股骨解剖異?；颊呒僦糁美щy骨水泥型假肢對(duì)老年骨質(zhì)疏松癥或類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎患者保留股骨頸短節(jié)，假肢移植要求高，有利于骨組織、五、修復(fù)髖關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性和活動(dòng)度，影響關(guān)節(jié)活動(dòng)和穩(wěn)定性的其他假肢設(shè)置修正因素包括提高防脫位墊的術(shù)者可有選擇地使用后脫位防止墊來(lái)提高后方穩(wěn)定性。 該墊圈可以有效地增加后方穩(wěn)定性，但在髖關(guān)節(jié)外展時(shí)會(huì)發(fā)生假碰撞，減少關(guān)節(jié)的基本弧范圍。 因此，通過(guò)采用這種焊盤(pán)來(lái)提高

15、后方穩(wěn)定性的方法也不容易。 髖關(guān)節(jié)假體在力線、髖關(guān)節(jié)假體患者股骨和髖臼內(nèi)的方位和角度是影響穩(wěn)定性的重要因素。 假裝髖臼的前傾角度過(guò)小則后脫位的風(fēng)險(xiǎn)增大，角度過(guò)大則前脫位的風(fēng)險(xiǎn)增加。 手術(shù)入路方式也影響理想的假安裝角度。 采用后入路可使髖臼前傾角度輕度增大，減少后脫位的可能性。 后入路的病例中，得到最佳穩(wěn)定性的前傾角度約為1520。 髖臼假體的垂直角度也影響關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性。 髖臼安裝垂直方向的角度過(guò)大或者角過(guò)大的話，關(guān)節(jié)上脫臼的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)增大。 也就是說(shuō)，盡管對(duì)髖臼移植的最佳位置角度仍存在爭(zhēng)議，但研究表明，外展角度應(yīng)在3050之間，前傾角度可通過(guò)外科方法選擇015之間的角度。 股骨假體的前傾角度也必須

16、在015之間。 六、人工髖關(guān)節(jié)發(fā)展趨勢(shì)、材料學(xué)進(jìn)步：出現(xiàn)鈦合金、鉭金屬等生物型骨長(zhǎng)入假體。 骨水泥技術(shù)的進(jìn)步：真空攪拌、遠(yuǎn)端插頭和中置器、骨水泥槍的應(yīng)用和脈沖清洗技術(shù)，使現(xiàn)代骨水泥假體更加可靠。 骨水泥假體具有良好的早期穩(wěn)定性和長(zhǎng)期穩(wěn)定性，至今仍適合許多醫(yī)生使用。 骨水泥型股骨柄：研磨表面的骨水泥型股骨柄具有二次下沉的效果，可實(shí)現(xiàn)假體骨水泥骨之間的牢固固定。 生物型股骨柄：由于能與骨床牢固結(jié)合，其表面處理技術(shù)從最初的單純粗面羥基磷灰石到現(xiàn)在的三維多孔表面珍珠面修訂，實(shí)現(xiàn)了從原始骨長(zhǎng)入到現(xiàn)代骨長(zhǎng)入的效果，具有較好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。 生物型股骨柄假體的形狀設(shè)定修訂：最初為直線，最近10年修訂的錐柄比壓

17、入機(jī)制上更牢固。 股骨柄近端固定概念：股骨假體設(shè)置修訂的最新進(jìn)展，該設(shè)置修訂有助于減少假體應(yīng)力阻斷所帶來(lái)的負(fù)面效應(yīng)。 髖臼與股骨頭之間的匹配方式：陶瓷與陶瓷聚乙烯假體臨床應(yīng)用報(bào)道較多，理論優(yōu)勢(shì)是減少材料磨損，但長(zhǎng)期療效尚未研究。 大直徑股骨頭的應(yīng)用取得了許多滿意的臨床治療效果的報(bào)告。 微創(chuàng)理念的引入使患者更容易接受全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)，而小切口則不等于微創(chuàng)。 計(jì)算機(jī)導(dǎo)航技術(shù)使手術(shù)更準(zhǔn)確、更有效。人工髖關(guān)節(jié)未來(lái)發(fā)展、材料學(xué)研究是未來(lái)的重要任務(wù)中減少支撐磨損面磨損的研究，傳統(tǒng)金屬對(duì)聚乙烯等支撐面被微粒子骨溶解的過(guò)去金屬對(duì)金屬有沉重毒性， 其磨損嚴(yán)重的陶瓷仍面臨著嚴(yán)重的磨損陶瓷，雖然破碎陶瓷對(duì)聚乙烯低，但仍不滿意，支撐面磨損的研究是下一代金屬，新一代金屬不僅可以減少支撐面的磨損，而且可以自己修復(fù)磨光滑度。 含有不同比例氧