人工髖關(guān)節(jié)置換假體知識(shí)

1、人工髖關(guān)節(jié)置換假體知識(shí)人工髖關(guān)節(jié)置換假體知識(shí)Linda Li 人工髖關(guān)節(jié)置換假體知識(shí)人工髖關(guān)節(jié)置換假體知識(shí)通常來(lái)說(shuō)，完整的人工髖關(guān)節(jié)由3-4部分組成：髖臼杯杯-髖臼杯內(nèi)襯襯-股骨頭頭-股骨柄柄半髖關(guān)節(jié)由3-4部分組成（根據(jù)產(chǎn)品的不同）：雙動(dòng)頭外杯-聚乙烯內(nèi)襯-股骨頭-股骨柄人工髖關(guān)節(jié)置換假體知識(shí)人工髖關(guān)節(jié)置換假體知識(shí)根據(jù)固定方式的不同可分為：生物全髖，生物半髖生物全髖，生物半髖水泥全髖，水泥半髖水泥全髖，水泥半髖混合髖混合髖人工髖關(guān)節(jié)置換假體知識(shí)人工髖關(guān)節(jié)置換假體知識(shí)根據(jù)關(guān)節(jié)界面的不同可分為：金金- -金金(MOM)(MOM)： 金屬頭對(duì)金屬襯。金金- -聚乙烯（聚乙烯（MPE)MPE)：鈷鉻

2、鉬頭對(duì)高分子聚乙烯（高交聯(lián)）襯陶陶- -陶陶(COC)(COC)： 陶瓷頭對(duì)陶瓷襯陶陶- -聚乙烯聚乙烯(CPE)(CPE)（半陶）（半陶）： 陶瓷頭對(duì)高分子聚乙烯襯最早使用的材料：木材，象牙，金箔，豬膀胱，玻璃等人工髖關(guān)節(jié)界面及材料學(xué)人工髖關(guān)節(jié)界面及材料學(xué)人工髖關(guān)節(jié)置換假體知識(shí)人工髖關(guān)節(jié)置換假體知識(shí) 人工髖關(guān)節(jié)界面及材料學(xué)人工髖關(guān)節(jié)界面及材料學(xué)THA 開(kāi)始時(shí)采用金屬-金屬（MOM):最早使用不銹鋼，后被更好的鈷-鉻（Co-Cr)合金（1955-1965）和鈦合金所替代。鈷-鉻合金是目前抗磨損能力最強(qiáng)的金屬，是股骨頭假體和膝關(guān)節(jié)股骨部件的首選?，F(xiàn)使用鈷鈷- -鉻鉻- -鉬鉬合金。人工髖關(guān)節(jié)置換

3、假體知識(shí)人工髖關(guān)節(jié)置換假體知識(shí)1791年，Gregor發(fā)現(xiàn)金屬鈦，但直到1910年，才制備出高純鈦。商用純鈦分為4級(jí)，常用于制作金屬絲和附著于關(guān)節(jié)假體表面利于骨長(zhǎng)入的纖維網(wǎng)鈦鈦-6-6鋁鋁-4-4釩釩合金良好的生物相容性及機(jī)械性能使之成為植入物材料的新選擇。人工髖關(guān)節(jié)界面及材料學(xué)人工髖關(guān)節(jié)界面及材料學(xué)人工髖關(guān)節(jié)置換假體知識(shí)人工髖關(guān)節(jié)置換假體知識(shí)1962年，Charnley爵士將聚乙烯用于人工髖關(guān)節(jié)手術(shù)，但是聚乙烯磨損引發(fā)的骨溶解，最終造成假體松動(dòng)是主要的問(wèn)題。如何解決這個(gè)問(wèn)題也成為各制造商努力地方向。在聚乙烯的磨損中，髖關(guān)節(jié)的磨損機(jī)制主要是顆粒磨損顆粒磨損，而膝關(guān)節(jié)的磨損機(jī)制主要是撞擊、擠壓和

4、疲勞分層磨損基于此，首先對(duì)樹(shù)脂材料進(jìn)行選擇：目前多使用 GUR 1020和1050 ， 它們的區(qū)別在于分子量的大小，1020的分子量更小。使得分子鏈結(jié)構(gòu)較緊密，更易抵抗沖擊和抗疲勞，所以GUR 1020只用于膝關(guān)節(jié)，而髖關(guān)節(jié)采用GUR 1050為原料。人工髖關(guān)節(jié)界面及材料學(xué)人工髖關(guān)節(jié)界面及材料學(xué)人工髖關(guān)節(jié)置換假體知識(shí)人工髖關(guān)節(jié)置換假體知識(shí)此外，各制造商也對(duì)聚乙烯的制造方法和加工工藝進(jìn)行了改進(jìn)，例如，采用射線照射以獲取高交聯(lián)聚乙烯增加抗磨損性能，無(wú)氧或低氧包裝以延緩氧化，以及Biomet專利的維生素維生素E E 處理解決高交聯(lián)的氧化問(wèn)題。人工髖關(guān)節(jié)界面及材料學(xué)人工髖關(guān)節(jié)界面及材料學(xué)人工髖關(guān)節(jié)置換

5、假體知識(shí)人工髖關(guān)節(jié)置換假體知識(shí)生物陶瓷：1970年，Boutin植入第一例氧化鋁髖關(guān)節(jié)，主要問(wèn)題：碎裂和移位松動(dòng)。氧化鋯具有很好的抗碎裂強(qiáng)度和剛度，克服了氧化鋁的易碎問(wèn)題。1995年高純氧化鋁陶瓷Biolox Forte（第三代）2003年納米復(fù)合陶瓷（含二氧化鋯）Biolox Delta Biolox Delta （第四代）人工髖關(guān)節(jié)界面及材料學(xué)人工髖關(guān)節(jié)界面及材料學(xué)人工髖關(guān)節(jié)置換假體知識(shí)人工髖關(guān)節(jié)置換假體知識(shí)人工髖關(guān)節(jié)界面及材料學(xué)人工髖關(guān)節(jié)界面及材料學(xué)關(guān)節(jié)面關(guān)節(jié)面潛在優(yōu)點(diǎn)潛在優(yōu)點(diǎn)潛在缺點(diǎn)潛在缺點(diǎn)COC高生物相容性，一般磨損率極低假體碎裂，彈響，造價(jià)高，手術(shù)技術(shù)要求高M(jìn)OM可自我修復(fù)表面劃痕

6、，一般磨損率極低金屬碎屑和、或離子造成局部和、或全身長(zhǎng)期反應(yīng)CPE磨損低于MPE假體碎裂，翻修困難MPE普遍接受磨損人工髖關(guān)節(jié)置換假體知識(shí)人工髖關(guān)節(jié)置換假體知識(shí)Primary 初次手術(shù)臼杯: Cemented （骨水泥杯） Bio-Clad Cementless （生物杯） Universal 2 孔，單涂髖臼杯 Regenerex Rinloc+ 骨小梁杯 Exceed ABT 陶瓷髖臼杯Revision 翻修手術(shù)臼杯: Cemented （骨水泥杯） 無(wú) Recovery Cage Cementless （生物杯） Universal 多孔，單涂髖臼杯 Regenerex Construc

7、t 骨小梁杯人工髖關(guān)節(jié)置換假體知識(shí)人工髖關(guān)節(jié)置換假體知識(shí)-髖臼杯髖臼杯Biomet Hip ProductsBiomet 臼杯設(shè)計(jì)原理臼杯設(shè)計(jì)原理Acetabular AnatomyAnterior / Posterior Column FixationAnterior / Posterior Column FixationShell Design 外杯設(shè)計(jì)外杯設(shè)計(jì)Shell Design 外杯設(shè)計(jì)外杯設(shè)計(jì)Universal Shell VS Full Hemisphere Shell （正半球型）（正半球型）Universal Rim FlareFull HemisphereUniversa

8、l Ream = Line to Line （雙半徑或多半徑）Full Hemisphere Ream = Under ream 2mm （正半球形）鎖定機(jī)制鎖定機(jī)制 - RingLoc Ringloc Acetabular Series 1992上市 超過(guò)19年的優(yōu)異臨床結(jié)果 可靠的卡環(huán)鎖定裝置. 抗拔出強(qiáng)度660 lbs. 抗撬出強(qiáng)度650 lbs. 完美的內(nèi)襯與外杯的匹配 內(nèi)襯支撐面積達(dá)84.9% 6 to 8 tabs on the Shell Rim create an interference fit with the liner. 杯緣6-8個(gè)限位突起可與內(nèi)襯緊密配合 12 to

9、 16 Notches on Liner provide flexibility in placement of liner and added rotational stability. 襯緣12-16個(gè)凹槽將內(nèi)襯與臼杯額外加強(qiáng)抗旋 采用ArCom 或 ArCom XL 聚乙烯內(nèi)襯內(nèi)襯厚度3.8mm -15.8mm ，配28頭 (ArCom XL 可以用到36mm頭） Lowest amount of Micromotion on the market. 微動(dòng)發(fā)生率最低鎖定機(jī)制鎖定機(jī)制 - RingLoc Ringloc Acetabular SeriesData derived from

10、Fehring TK et al.; Clinical Orthopedics and Related Research, October 1999鎖定機(jī)制鎖定機(jī)制 - RingLoc Ringloc Acetabular SeriesData derived from Tradonsky S., Postak P.D., Froimson A.I. and Greenwald A.S,Orthopaedic Research Laboratories of the Mt. Sinai Medical Center.鎖定機(jī)制鎖定機(jī)制 - RingLoc Ringloc Acetabular S

11、eriesA線B線后上后上后下前上前下A線：起自髂前上棘，經(jīng)過(guò)髖臼中心平分髖臼B線：與第一條線垂直Screw Placement 螺釘位置螺釘位置Posterior-Superior Location，Between 11:00 & 2:00Into Posterior ColumnIn line with Resultant Force螺釘位于后上象限，11:0-2:00點(diǎn)之間應(yīng)用合力打入后柱Screw Placement 螺釘位置螺釘位置 Size of Screws：螺釘大小 Rim Screws = 5.0mm 邊緣螺釘： 5.0mm （目前多不用） Dome Screws =

12、 6.5mm 頂部螺釘： 6.5mmWhat about screws? 螺釘選擇螺釘選擇 Dome Screws： 頂部螺釘 6.5mm Titanium Low-Profile，鈦合金，低切跡 3.2mm Drill Bit 鉆頭 3.5mm Hex Screwdriver 螺絲起子 Rim Screws： 邊緣螺釘 （目前不用，58mm以上） 5.0mm Screws 2.8mm Drill Bit 鉆頭 2.5mm Hex Screwdriver 螺絲起子What about screws? 螺釘選擇螺釘選擇Biomet Hip ProductsLiner & Head（ 襯襯

13、 & 頭頭 ）Ringloc Arcom ： 10防脫位，高邊Arcom XL: 第二代超高交聯(lián)聚乙烯（標(biāo)準(zhǔn)，高邊）Exceed ABT ：第四代DELTA陶瓷襯金屬頭： I 型 22mm， 28mm，32mm，36mm陶瓷頭：I 型 Delta 粉陶，(Exceed ABT)雙動(dòng)頭（金屬）：Ringloc Bi-Polar ，I型，22mm 28mm Biomet Hip ProductsHead（股骨頭（股骨頭）金屬頭： I 型 22mm， 28mm，32mm，36mm陶瓷頭：I 型 Delta 粉陶，(Exceed ABT)雙動(dòng)頭（金屬）：Ringloc Bi-Polar ，I型

14、，22mm 28mm Biomet Hip ProductsLiner （ 襯襯 ）Arcom： 22,28 頭Arcom XL: 22,28,32,36 頭ABT 陶瓷襯：28,32,36 陶瓷頭 Ringloc Arcom ： 10防脫位，高邊Arcom XL: 第二代超高交聯(lián)聚乙烯（標(biāo)準(zhǔn)，高邊）Exceed ABT ：第四代DELTA陶瓷襯Biomet Hip ProductsLiner （ 襯襯 ）1955-1965年間：MOM關(guān)節(jié)滑面，70年代衰落；2000年后再次興起，目前 逐漸衰落 1963年：John Charnley：MPE，金屬球頭與骨水泥固定的聚乙烯髖臼，聚 乙烯材料引入

15、人工關(guān)節(jié)，當(dāng)時(shí)采用非交聯(lián)聚乙烯。 在美國(guó)，現(xiàn)有60%的髖關(guān)節(jié)手術(shù)，100%的膝關(guān)節(jié)手術(shù)使用聚乙烯 產(chǎn)品1970年代起：COC關(guān)節(jié)滑面，也使CPE（陶 瓷- 聚乙烯）成為可能Biomet Hip ProductsPoly Liner （聚乙烯內(nèi)（聚乙烯內(nèi) 襯襯 ）聚乙烯內(nèi)聚乙烯內(nèi) 襯襯 材料特性帶來(lái)的臨床問(wèn)題：材料特性帶來(lái)的臨床問(wèn)題：1、磨損率：硬度2、氧化度：自由基引起磨損-內(nèi)襯變薄-內(nèi)襯損壞-手術(shù)失敗磨損-磨屑產(chǎn)生-骨溶解-手術(shù)失敗氧化-內(nèi)襯脆性增大，分層、碎裂等-手術(shù)失敗Biomet Hip ProductsPoly Liner （聚乙烯內(nèi)（聚乙烯內(nèi) 襯襯 ）為了解決聚乙烯材料特性帶來(lái)的臨

16、床問(wèn)題，對(duì)非交聯(lián)的聚乙烯材料進(jìn)行交聯(lián)處理（射線消毒），以增加其抗磨損特性，同時(shí)要平衡其抗氧化能力。因而出現(xiàn)了高交聯(lián)聚乙烯，抗氧化的高交聯(lián)聚乙烯E-poly等。Primary 初次手術(shù)股骨柄: Cemented （骨水泥柄）Bi-Metric （UK）I 型（3） Cementless （生物柄） Bi-Metric X（US） Echo Bi-Metric （US） I 型Revision 翻修手術(shù)股骨柄: Cemented （骨水泥柄）Bi-Metric HD/NK Cementless （生物柄） Mallory-Head 系列股骨矩替代型 Arcos Module 系列人工髖關(guān)節(jié)置換假體

17、知識(shí)人工髖關(guān)節(jié)置換假體知識(shí)-股骨柄股骨柄人工髖關(guān)節(jié)置換假體知識(shí)人工髖關(guān)節(jié)置換假體知識(shí)-股骨柄股骨柄水平偏心距水平偏心距頸長(zhǎng)頸長(zhǎng)垂直偏心距垂直偏心距柄長(zhǎng)柄長(zhǎng)10 cm柄的直徑柄的直徑1892年，德國(guó)醫(yī)學(xué)博士Wolff發(fā)表了著名的Wolff定律(骨轉(zhuǎn)化定律)，這一法則得到了臨床和實(shí)驗(yàn)的支持。骨的功能是承受活 動(dòng) 期間骨組織的機(jī)械應(yīng)變 ,骨骼具有適應(yīng)這些功能需要的能力 ,稱為 Wolff定律。Wolff定律強(qiáng)調(diào)由于功能活 動(dòng) 產(chǎn)生確定的骨骼形態(tài)。Wolff定律即骨的愈合總是沿著骨斷端承受的生理壓應(yīng)力方向生長(zhǎng)，簡(jiǎn)而言之，骨組織受到的應(yīng)力或活 動(dòng) 越多（合理范圍），則骨的密度及強(qiáng)度越高。股骨柄設(shè)計(jì)理念關(guān)

18、于應(yīng)力遮擋Wolff 定律人工髖關(guān)節(jié)置換假體知識(shí)人工髖關(guān)節(jié)置換假體知識(shí)-股骨柄股骨柄Designed for Uniform Loading從遠(yuǎn)端負(fù)荷轉(zhuǎn)為均衡負(fù)荷，錐形設(shè)計(jì)避免了遠(yuǎn)端應(yīng)力的集中應(yīng)力均勻分布在近端Distal LoadingUniform Loading人工髖關(guān)節(jié)置換假體知識(shí)人工髖關(guān)節(jié)置換假體知識(shí)-股骨柄股骨柄近端應(yīng)力卸載設(shè)計(jì)： 減少大腿痛 減少應(yīng)力遮擋股骨柄設(shè)計(jì)理念關(guān)于應(yīng)力遮擋 為什么采用3雙面幾何錐度設(shè)計(jì)？ 人工髖關(guān)節(jié)置換假體知識(shí)人工髖關(guān)節(jié)置換假體知識(shí)-股骨柄股骨柄股骨柄設(shè)計(jì)理念關(guān)于應(yīng)力遮擋人工髖關(guān)節(jié)置換假體知識(shí)人工髖關(guān)節(jié)置換假體知識(shí)-股骨柄股骨柄股骨柄設(shè)計(jì)理念關(guān)于微孔涂層

19、為什么采用 C-PPS 涂層？ 金屬植入物與宿主骨之間不存在化學(xué)結(jié)合固定僅通過(guò)機(jī)械結(jié)合來(lái)達(dá)到微孔涂層的作用：是假體底層結(jié)構(gòu)與松質(zhì)骨接觸的界面使假體達(dá)到充分的初始穩(wěn)定性及長(zhǎng)期固定鈦珠燒結(jié)（Depuy）鈦絲燒結(jié) （Zimmer）閉合微孔等離子勻漿噴涂金屬蒸汽沉積法Regenerex 2 相加工技術(shù)人工髖關(guān)節(jié)置換假體知識(shí)人工髖關(guān)節(jié)置換假體知識(shí)-股骨柄股骨柄鈦閉合微孔鈦閉合微孔等離子噴涂等離子噴涂（C-PPS）源于美國(guó)Biomet，在鈷鉻鉬材料上采用鈦微孔等離子噴涂無(wú)需對(duì)底層結(jié)構(gòu)進(jìn)行加熱，鑄件保持精確的尺寸和強(qiáng)度骨在鈦金屬內(nèi)的長(zhǎng)入能力是鈷鉻鉬合金的兩倍 Hoffman1人工髖關(guān)節(jié)置換假體知識(shí)人工髖關(guān)節(jié)

20、置換假體知識(shí)-股骨柄股骨柄Random pore size and distribution between 100 and 1,000 microns in size1.Substrate2.2. Most pores are small: Initial fixation3.Mixture of large and small pores: Continuous fixation4.Most pores are large, but a few are small for initial fixation鈦等離子噴涂通過(guò)機(jī)械結(jié)合的方式黏附在底層結(jié)構(gòu)上只有用于形成微孔結(jié)構(gòu)的鈦粉部分經(jīng)過(guò)加熱底層結(jié)構(gòu)無(wú)需在熔融過(guò)程