陶瓷头对陶瓷髋臼和陶瓷头对聚乙烯髋臼髋关节置换术临床应用观察

目的 :比较陶瓷头对陶瓷髋臼和陶瓷头对聚乙烯髋臼的临床效果。方法 :对 3 2例患者采用陶瓷头对陶瓷髋臼和陶瓷头对聚乙烯髋臼的全髋人工关节置换。术后对所有患者拍摄了X线片和髋臼顶部的比较性CT。结果 :对2 5例进行了随访 ,时间为 12～ 42个月 (平均 40个月 ) ,发现陶瓷头对陶瓷髋臼的全部病例骨结构正常 ,无骨质溶解和无骨外囊肿。陶瓷—聚乙烯组影像学表现、骨盆和关节置换的X线片 ,头部位于中心者 7例 ,偏离中心者 1例 ( 1mm) ,在新一代陶瓷—聚乙烯压配式技术固定证实 ,关节置换术后磨损 1mm(直线磨损率 0 .2mm/年 )。CT表现 :8例骨结构正常 ,无骨外囊肿或骨化表现。髋臼顶部假体周围的X线和CT表现都正常。结论 :陶瓷—陶瓷假体植入后未发现颗粒存在 ,而在陶瓷—聚乙烯假体中则存在。陶瓷—陶瓷的关节置换在植入后的 4年里无任何骨质溶解的表现 ,也无磨损和骨质融合的证据。陶瓷—陶瓷人工关节摩擦系数最小及寿命最长。

全人工髋关节超高分子量聚乙烯髋臼杯组件取出物之磨耗分析

目的针对全人工髋关节超高分子量聚乙烯髋臼杯组件取出物(以下简称PE内衬组件)之磨耗进行相关性的评估,以磨耗计分的方式量化PE内衬组件表面的磨耗情形。方法研究材料取自1993年至2003年间在马偕纪念医院接受全人工髋关节再置换手术病患之人工髋关节组件取出物,以DePuy公司AMLPlus系列、Mecron公司Mecring系列与Osteonics公司OmnifIt系列等三种人工髋关节为主,故本研究针对此三种人工髋关节的取出物进行磨耗分析。研究中定义磨耗评分=程度因子×表现数值,其中程度因子以磨耗型态来决定,而表现数值以磨耗面积决定。磨耗型态分成八种,依程度共分七级,包括磨、擦痕、变形、刮痕、坑洞、层状剥落、磨穿和破裂。磨耗面积依磨耗面积百分比表示共分三级。利用立体光学显微镜得知其磨耗型态及面积,求出磨耗评分。最后,分析磨耗分数与人工髋关节组件设计之间的差异。结果本研究PE内衬组件的主要磨耗型态为磨:33%、擦痕:100%、刮痕:36%、磨穿及破裂:40%。统计分析显示磨耗评分与病患之性别、患侧、体重、再置换年龄、植入时间之间的相关性不显著,但是,磨耗评分与倾斜角有显著相关性。结论临床变异因子对磨耗评分影响较小而不同人工髋关节的设计才是影响磨耗评分的主要因素之一。

陶瓷-聚乙烯全髋关节置换术临床应用回顾

无菌性松动仍是影响全髋关节置换术后假体存留的重要原因,完全避免使用聚乙烯作为假体材料或减少假体部件中聚乙烯磨损成为延长全髋关节使用寿命的关键途径。在众多人工髋关节界面选择中,陶瓷-聚乙烯组合有其独特优势。文献报道陶瓷-聚乙烯人工关节与金属-聚乙烯人工关节相比,能明显降低聚乙烯的线性磨损率和容积性磨损率。笔者过去10余年近3000例临床应用,也证实陶瓷-聚乙烯全髋关节置换的有效性和可靠性。陶瓷-聚乙烯全髋关节还有临床植入简便、无需改变手术习惯、无需特殊手术器械等优点,有着较广泛的临床适用范围。

人工全髋关节聚乙烯内衬的特点及搭配

上世纪60年代,Charnley提出低磨擦设计理论并设计出用金属股骨头和超高分子量聚乙烯髋臼组合的假体,开创了低摩擦人工关节假体的新时代。金属与超高分子量聚乙烯目前仍是最常用的摩擦界面组合,并成为衡量其他组合的金标准。

超高分子量聚乙烯/Al_2O_3人工关节副磨合期磨损颗粒的形态特征(英文)

背景:人工关节磨粒作为一种载体不但包含了关节磨损的大量信息,而且也有研究表明磨粒的存在是引起Charnley型全髋关节置换术失败的主要原因。目的:考察蒸馏水润滑条件下超高分子量聚乙烯/Al2O3关节副在关节模拟试验机上运行时产生的磨粒形态特征及超高分子量聚乙烯髋臼的磨损机制。设计:在关节模拟试验机上进行模拟试验。单位:徐州工程学院机电工程学院。材料:髋臼材料为超高分子量聚乙烯(UHMWPE),相对分子质量3000000,密度0.935g/cm3,硬度30HB,断裂强度35MPa,吸水率<0.01%。关节球材料为Al2O3陶瓷,密度4g/cm3,硬度90HRA,抗拉强度>450MPa,韧性7MPaM1/2。方法:实验于2003-12/2005-07在中国矿业大学摩擦学试验室完成。采用髋关节模拟试验机评价Al2O3-UHMWPE关节副的摩擦学性能。试验条件:室温,相对转速100r/min,接触载荷784N,蒸馏水润滑,试验周期为1.5×106转。超高分子量聚乙烯髋臼的磨损量每隔3×105转测量一次。测量时髋臼取出后置于超声波清洗器中用蒸馏水清洗3min,在80℃烘箱中烘干40min后在干燥器中冷却至室温。采用感量为0.01mg的BT211D型电子天平,并按"参考试样法"测量髋臼试件的磨损质量损失,计算磨损率。称重停机时同时提取一次润滑液样品(20mL)。用扫描电镜观察样品中的磨粒形貌以及超高分子量聚乙烯髋臼的磨损表面。用X射线能量色散谱确定磨粒成分。用LS100R型激光粒度分析仪(含LSSVMPlus分析平台)测量磨粒粒度分布情况。主要观察指标:磨粒的形态特征及粒度分布;超高分子量聚乙烯髋臼的磨损率及磨损情况。结果:超高分子量聚乙烯/Al2O3关节副产生的磨粒尺寸在0.3～180μm间变化,绝大部分磨粒尺寸为5～20μm。磨粒群体中99%以上是超高分子量聚乙烯磨粒,根据形态特征可分为5类:球形磨粒、撕裂磨粒、片状磨粒、疲劳剥块及杆状磨粒。Al2O3磨粒主要表现为边界平直的片状或立方体状。在关节副磨合阶段,随着超高分子量聚乙烯髋臼磨损率的降低,磨粒分布曲线呈现出由凸、陡向平缓发展的趋势,且磨粒群体中积聚数量最多的磨粒的尺寸在逐渐减小。电镜观察结果显示,超高分子量聚乙烯髋臼的磨损面上存在由磨粒磨损形成的多方向性犁沟、粘着磨损及微观接触疲劳磨损和大范围塑性变形的痕迹。结论:①超高分子量聚乙烯髋臼的主要磨损机制是磨料磨损、粘着磨损、微观疲劳磨损和由塑性变形引起的剥块。②磨粒群体中积聚数量最多的磨粒的尺寸较小。

人工全髋关节置换治疗强直性脊柱炎髋关节强直畸形

背景:目前,人工全髋关节置换是治疗髋关节强直畸形髋关节晚期病变的最佳方案,但置换假体松动一直是置换后棘手的问题,主要与假体的界面应力和假体界面结合强度两方面有关。目的:总结对强直性脊柱炎髋关节强直畸形患者行人工全髋关节置换的方法及疗效和并发症发生的机制。方法:电子检索CNKI数据库、万方医学数据库等中文数据库和Pub Med,Springer Link等英文数据库1980/2011-12收录的人工全髋关节置换治疗髋关节强直畸形的临床病例研究和相关综述,关键词设定为:髋关节、强直畸形、人工全髋关节置换、假体松动、并发症等,分析人工全髋关节置换治疗髋关节强直畸形的研究进展及髋关节植入后相关并发症的研究进展。结果与结论:根据患者自身状况进行置换前后评估,选择合适型号、准备不同规格的假体对髋关节强直畸形疗效有促进作用。强直性脊柱炎晚期髋关节骨性强直年轻患者骨增生活跃,新骨可较多地长入假体表面微孔中,因此非骨水泥型假体显示了独特的优势。随着生物型假体设计的进步,尤其具有各种涂层和金属微孔表面人工全髋关节具有多部位负重和紧密匹配的特点,也使其初期的固定较以往的假体更加可靠。近年来该方法取得了很大的进展,但置换后假体的松动以及假体周围关节感染仍困扰着骨科医生和患者。

人工髋关节假体摩擦界面的进展

20世纪60年代Jone Charnley根据髋关节低摩擦生物学原理,提出金属股骨头和聚乙烯髋臼组合获得巨大成功,一度成为衡量其他关节关节置换手术的金标准。随着全髋关节置换术的广泛开展,人们逐渐认识到影响人工关节寿命最主要的原因是假体无菌性松动[1],其最常见的发生机制是关节假体磨损产生的颗粒导致的骨溶解,文献报道最主要的磨损颗粒是聚乙烯颗粒[2]。

人工全髋关节置换术后脱位的预防和护理进展

人工全髋关节置换术（THA）是指置换全金属股骨头和金属或者超高分子聚乙烯髋臼，该手术主要是切除病患组织，恢复一定程度髋关节功能的活动，解除髋关节疼痛。我国于20世纪70年代开始实施人工全髋关节置换术。近年来，关节置换技术有了显著的提高，与脊柱外科和关节镜一起，

编者按

20世纪60年代，英国著名骨科专家Sir.John Charnley最先报道由他设计的低摩擦系数髋关节假体取得成功经验后，小直径金属股骨头与高分子聚乙烯髋臼组合的髋关节假体设计理念已深得人心。Charnley假体成功地为开创关节外科新纪元奠定了重要基础，它的成功是鉴于以下几方面的突破：假体设计理念创新—低摩擦系数；金属与聚乙烯生物材料组合；骨水泥合理应用。而在这些突破背面所支撑的正是髋关节生物力学的研究成果、先进的冶金制造业技术以及生物材料的飞速发展，它的核心是尽最大可能减少关节摩擦与磨损。Charnley关节假体问世以来，经历半个多世纪，在关节假体生物材料方面又有了很大发展，生物陶瓷材料就是其中最重要的一员。从最初40年代金属-金属关节摩擦面组合的失败到金属-聚乙烯组合获得临床成功，显示出关节摩擦与磨损起到关键作用。金属-聚乙烯组合假体的成功事实不可否认，但也不得不看到聚乙烯磨损颗粒是造成骨吸收、骨溶解、骨缺损，最终导致假体松动这一严峻现实。尤其是年轻患者全髋置换术后假体松动的高发生率，成为推动寻求更耐磨、强度更高的生物材料的原动力。正是在这一背景下，生物陶瓷材料应运而生，它独具优异的摩擦学和生物学特性，使得陶瓷生物材料组合假体在临床上获得了30余年成功经验，并随着设计的改良和可靠性的提高，在全球及中国日益获得更为广泛的应用。目前，全球每年有超过120万名患者接受髋关节置换手术，其中不乏相对年轻的患者，他们活动量大，期望寿命更长，也为关节负重面的选择提出了更大的挑战。针对这一患者群体，如何减少假体磨损、降低骨溶解风险、延长假体寿命、改善术后功能越来越受到关注，而对于低磨损率、低生物活性的关节负重面材料的研究和应用也就成为永恒的主题，生物陶瓷材料在此占有举足轻重的地位。中国是瓷器的故乡，在人工关节置换术中使用生物陶瓷材料的历史可以追溯到20世纪70-80年代。但是由于当时制造技术落后，陶瓷-陶瓷组合假体没有被广大医务人员和患者接受和认可。今天，陶瓷材料无论是从制造工艺还是质量监控、优化设计等方面都已得到显著改进和提高，其可靠性已达到临床可接受的程度。临床医师担心的陶瓷高强度而伴随的脆性增加材料碎裂的发生率也有显著减少。陶瓷-陶瓷关节负重面组合已成为年轻患者中替代传统的金属-聚乙烯关节面组合的另一重要选择。本专栏旨在从生物陶瓷的材料学进展、摩擦学、生物学、临床应用以及手术技术等不同的角度系统阐述有关陶瓷材料的各个侧面，其中包括有关第三代氧化铝陶瓷的可靠性研究和第四代纳米复合陶瓷的可行性验证等两篇译著，以及北京大学人民医院和上海第六人民医院对陶瓷关节中长期临床应用的体会，而上海瑞金医院骨科同道则从另一个角度，综合报道了旨在改善假体柄与自身骨结构结合，延长假体材料寿命的金属表面纳米级羟基磷灰石生物陶瓷喷涂研究而做的前期基础工作。请允许我对本专栏的诸位作者表示衷心的感谢，是他们付出的热忱劳动使我们能较为客观、全面地了解生物陶瓷人工关节材料的应用进展。同时也相信，我们的读者会有所收获。