人工髖關節(jié)發(fā)展.ppt

1、人工髖關節(jié)發(fā)展、人工髖關節(jié)發(fā)展的簡單歷史，人工髖關節(jié)置換術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年英國醫(yī)生Anthony.White在股骨大粗隆下行5cm截骨術，改善髖關節(jié)功能，緩解疼痛，12個月后形成假關節(jié)。 1840年美國的JM.Carnochan首先進行下頜關節(jié)成形術，留置橡木片(非生物材料)，這個手術應該說是人工假肢置換術的開始。 1891年Gluck在德國首次用象牙股骨頭和髖臼進行全髖關節(jié)置換術，用鍍鎳螺釘固定假體，并用骨膠原作為粘合劑固定假體，對骨水泥型全髖關節(jié)置換應用技術也發(fā)揮了啟蒙作用。 1923年Smith Petersen修訂了玻璃關節(jié)成形術，

2、被認為是髖關節(jié)置換術的祖先，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，在人體內(nèi)的生物相容性好，將其作為鐘狀開口的金屬杯，全股骨頭在杯內(nèi)活動的有1000例，長期療效不好，金屬杯和股骨頭的1941年美國Moore和F.R.Thompson分別設置了長直柄人工股骨頭和長曲柄股骨頭假體。 之后成為Muller、Harris全髖股骨頭假體的原形。 1950年Moore在美國修訂了自鎖式鈷鉻鉬合金股骨頭假體。 1962年Charnley的低摩擦關節(jié)誕生后，各類人工關節(jié)相繼出現(xiàn)，但臨床效果未及Charnley髖關節(jié)置換術。 Cha

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

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

5、瓷3、復合材料、1、生物醫(yī)學金屬材料，被定義為具有高機械強度和耐疲勞特性1.1生物醫(yī)學金屬材料、金屬材料在髖關節(jié)置換中占有重要地位，目前髖關節(jié)置換臨床應用最多的仍是金屬關節(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，金屬彈性模量(100200GPa )與人體骨架(130GPa )差異較大， 由于引起應力屏蔽效應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，這些缺點嚴重影響金屬型人工髖

6、關節(jié)長期應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、生物主動玻璃等生物主動陶瓷生物陶瓷根據(jù)生物活性，具有生物惰性陶瓷(氧化鋁、氧化鋯):穩(wěn)定性高、機械強度好的生物活性陶瓷(羥基磷灰石、磷酸三鈣):骨傳導的特征、生骨整合的性能、2.1生物陶瓷的優(yōu)點， 陶瓷材料的離子結(jié)構吸收極性液體，均勻復蓋陶瓷，同時陶瓷材料硬度高，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，氧化鋁陶瓷人工髖關節(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、韌性和強度高于氧化鋁陶瓷，可降低陶瓷假體破裂的風險，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，不能得到最佳的機械特性。 2.3羥基磷灰石在20世紀70年代首次臨床成功。 羥

8、基磷灰石是構成骨骼和牙齒的主要無機物質(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的結(jié)合強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。 噴涂鈦質(zhì)解剖柄股骨假體可提供均勻的應力分布，有效降低應力阻斷，有利于假體獲得可靠的系長插入固定。 假材料在發(fā)展中仍然是：生物相容性高、生物力學適應性好、生物結(jié)合性能好、壽命長是未來的發(fā)展方向，四是生物型OR骨水泥型、骨水泥型假的特點，一是臨床應用時間長、臨床效果確切，有許多成功實例。 2、操作技術已經(jīng)非常成熟。 3 .對手術操作的要求相對較低。 4 .患者恢復時間相對較短。 非骨水泥型假體的特點，1 .采用生物固定，避免了骨水泥使用帶來

9、的副作用。 2 .對可能面臨的翻修手術有更多的選擇。 3 .對手術醫(yī)生的操作要求相對較高。 4 .常見的并發(fā)癥有大腿痛。、選擇的因素、年齡骨質(zhì)生長潛力對生活質(zhì)量的要求康復合作度術者對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：引起單體吸收和周圍血管擴張、反射性緩慢。 單體引起過敏反應。 在骨水泥填充中，由于壓力，脂肪、空氣等進入血液循環(huán)并堵塞。 骨水泥會給周圍神經(jīng)、血管等組織帶來機械壓迫和熱損失。 骨水泥固定、手術時精心準備骨水泥柄慎重移植，是臨床長期取得成功的關鍵。 現(xiàn)在，一般認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，容易斷裂。 提高骨水泥固定、骨水泥固定成功率的技術細節(jié)包括避開股骨柄假體內(nèi)的錯位移植到髓腔，使骨水泥環(huán)不產(chǎn)生間隙。 內(nèi)移植假花紋會減薄股骨近端內(nèi)側(cè)和遠端外側(cè)骨水泥的厚度，這兩個區(qū)域的骨水泥受到較高的應力，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孔和噴砂處理兩種。 微孔涂層一詞是指加工處理會在金屬表面產(chǎn)生許多不同深度的微小細孔，骨頭容易生長。 噴砂這個詞，意味著使用微小粒子與假表面碰撞，產(chǎn)生無數(shù)的壓痕，骨組織進入其上面。 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。 假體與骨組織之間形成堅硬、微動的

11、界面，也是骨組織進入空隙的重要條件。 只要盡量將微動范圍控制在150um以下，就可以形成牢固的骨界面。 如果超過，纖維軟組織進入細孔。 假體表面與皮質(zhì)骨之間的物理距離超過50um，成骨細胞和成骨因子無法跨越更寬的距離形成堅固的骨界面。 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，可得到長時間的固定。 非骨水泥型假體的固定技術有兩種：信號對信號固定技術壓入固定技術，信號對信號固定技術與安裝有髖臼或者股骨柄打磨擴大的模型的假體的模型完全一致。 使用該技術固定髖

12、臼時，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。 文獻報道髖臼螺釘固定存在許多缺點：螺釘釘?shù)啦粌H減少了髖臼表面骨長入的面積，而且骨道成為容納磨屑的場所，增大了骨溶解的范圍。 拔釘時，與聚乙烯的非關節(jié)面直接接觸，產(chǎn)生磨損。 沖壓技術是指大腿骨和髖臼的研磨尺寸比最終植入的模型小12mm。 該技術通過環(huán)形應力牢固地固定，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，此時應力傳導更符合生理方式，主要通過

13、近端傳導，避免在此發(fā)生應力阻斷和骨缺損。 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置修訂和半周涂層設置修訂，該設置修訂上的差異與有效關節(jié)間隙和骨溶解密切相關。 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入，這里有一處通道，聚乙烯屑可以通過該通道進入股骨干，增加了有效的關節(jié)間隙。使用非全周涂層的假花紋，聚乙烯屑會在股骨干區(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入，有效封閉股骨干髓腔和有效關節(jié)間隙通路。 全周包衣的假花紋在術后松弛、大腿疼痛和骨溶解等方面遠優(yōu)于半周包衣花紋。 假花紋的硬度對應力遮斷也有很大影響。 通常，假花紋的機械

14、硬度越高，負荷時應力被遮擋的應力也越多。 長柄假體適用于翻修術遠端假體周圍骨折患者的短柄假體對股骨彎曲畸形較重或遠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骨水泥型假肢對老年骨質(zhì)疏松癥或類風濕性關節(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、修復髖關節(jié)的穩(wěn)定性和活動度，影響關節(jié)活動和穩(wěn)定性的其他假肢設置修正因素包括提高防脫位墊的術者可有選擇地使用后脫位防止墊來提高后方穩(wěn)定性。 該墊圈可以有效地增加后方穩(wěn)定性，但在髖關節(jié)外展時會發(fā)生假碰撞，減少關節(jié)的基本弧范圍。 因此，通過采用這種焊盤來提高

15、后方穩(wěn)定性的方法也不容易。 髖關節(jié)假體在力線、髖關節(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小則后脫位的風險增大，角度過大則前脫位的風險增加。 手術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節(jié)的穩(wěn)定性。 髖臼安裝垂直方向的角度過大或者角過大的話，關節(jié)上脫臼的風險會增大。 也就是說，盡管對髖臼移植的最佳位置角度仍存在爭議，但研究表明，外展角度應在3050之間，前傾角度可通過外科方法選擇015之間的角度。 股骨假體的前傾角度也必須

16、在015之間。 六、人工髖關節(jié)發(fā)展趨勢、材料學進步：出現(xiàn)鈦合金、鉭金屬等生物型骨長入假體。 骨水泥技術的進步：真空攪拌、遠端插頭和中置器、骨水泥槍的應用和脈沖清洗技術，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，實現(xiàn)了從原始骨長入到現(xiàn)代骨長入的效果，具有較好的長期穩(wěn)定性。 生物型股骨柄假體的形狀設定修訂：最初為直線，最近10年修訂的錐柄比壓

17、入機制上更牢固。 股骨柄近端固定概念：股骨假體設置修訂的最新進展，該設置修訂有助于減少假體應力阻斷所帶來的負面效應。 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用報道較多，理論優(yōu)勢是減少材料磨損，但長期療效尚未研究。 大直徑股骨頭的應用取得了許多滿意的臨床治療效果的報告。 微創(chuàng)理念的引入使患者更容易接受全髖關節(jié)置換術，而小切口則不等于微創(chuàng)。 計算機導航技術使手術更準確、更有效。人工髖關節(jié)未來發(fā)展、材料學研究是未來的重要任務中減少支撐磨損面磨損的研究，傳統(tǒng)金屬對聚乙烯等支撐面被微粒子骨溶解的過去金屬對金屬有沉重毒性， 其磨損嚴重的陶瓷仍面臨著嚴重的磨損陶瓷，雖然破碎陶瓷對聚乙烯低，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，而且可以自己修復磨光滑度。 含有不同比例氧