人工关节的基础医学课件.ppt

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1、人工髋关节股骨柄假体设计的若干基础,孙 俊 英苏州大学附属第一医院骨科,全髋置换术(THA)能有效恢复终极病变髋关节的功能 选择不同设计的股骨柄假体对THA术后的疗效常产生重要影响,引 言,股骨柄假体置入的髓腔处理,各类股骨柄假体的几何形态设计,重点阐述,各类股骨柄假体的表面设计,第一部分,骨水泥型股骨柄（cemented femoral stem, CFS）假体的设计,骨水泥型全髋关节置换术的疗效,几何形态设计,金属材料,假体 设计,理想的股骨柄假体设计,形态匹配型（shape-closed design， SCD）或称组合梁（composite beam design）,力学匹配型（for

2、ce-closed design， FCD）或称锥形载荷(loaded tapers design ),为满足这一要求,可获得假体的再稳定,有效避免股骨近段的应力遮挡,代表性的假体,Exeter(Stryker),CPT(Zimmer),CPCS(Smith&Nephew),Logica(Lima),C-Stem(Depuy),Nelissen用立体X线（RSA）测得1年内的假体平均下沉为0.9-1.4mm, 回位0.4-0.5mm，同期骨水泥无下沉，或仅轻微下沉，此后假体趋于稳定而不再下沉。临床报道:Exeter假体18年的生存率高达93 .3%Yates(2019)191髋,10年生存率1

3、00%.,形态匹配型假体,设计特点,注重股骨柄的几何形态与髓腔的压配和充填,假体近端带颈领设计 ,远端中置装置内含骨水泥.,解剖型,直干型,形态匹配型骨水泥股骨 柄假体,直干式形态匹配型股骨柄假体,VerSys(Zimmer),Perfecta(Wright),Spectron(Smith&Nephew),解剖式形态匹配型股骨柄假体,Conquest(Smith&Nephew),Lubinus SP2(LINK),Answer(Biomet),假体表面应采用光面处理,避免产生金属和骨水泥磨屑,借助假体在骨水泥层内的适度下沉,借助假体在骨水泥层内的适度微动,FCD假体的永久固定,避免引发三体磨损

4、和骨溶解,表面设计,借助假体的髓内填充,与骨水泥的一次性牢稳结合,SCD假体的永久固定,采用光面OR粗面?,Crowninshield等 Vail等Rasquinha等,认为糙面有利于假体与骨水泥的界面结合，但并未证实两者间疗效存在任何差别,光面和粗面两组翻修率和松动率均无差别,证实表面采用何种设计均对疗效无影响,然而更多临床证实光面显著优于糙面Valle比较研究了糙面和光面两组的中期疗效,结果糙面组翻修7髋，而光面组无1髋翻修，表明光面设计显著优于糙面设计。 Collis 等比较研究了Iowa光面和糙面假体的疗效,结果光面组5年后无1髋翻修或骨溶解，而糙面组有4髋因松动，2髋因骨溶解而翻修。

5、表明糙面假体耐受假体-骨水泥界面间的微动能力较差，一旦发生微动,易加速骨水泥固定层的毁损和金属碎屑的产生，导致骨溶解和假体松动。因此,普遍主张SCD假体也应以光面处理最理想,第二部分,生物固定型股骨柄（cementless stem, CS）假体的设计,弯柄式或称解剖柄,直柄式或圆柱柄,锥 形 柄,几何形态设计,直柄式股骨柄假体,近段呈锥形,1.强调远段压配固定,直柄式股骨柄假体的固定原理,2. 矢状位三点固定,最早由Engh提出:股骨近侧干骺段的形态和大小变异常较远侧股骨大，因此如设计以近侧压配固定为主的假体，很难获得理想的压配固定，必将影响疗效；而股骨远侧皮质骨段为圆柱形，变异相对较小，经

6、髓腔扩髓后，很容易获得假体与皮质骨的广泛接触和初始固定；,直柄式股骨柄假体的固定原理,代表性假体,设计特点,弯柄式股骨柄假体,矢状面呈近段后弯，远段前弯,Fit-stem(Lima),弯柄式股骨柄假体固定原理图解,锥形柄假体,整个纵向呈3锥,设计特点,锥形圆柄:压配必须充填（fit and fill）,锥形扁柄:压配无需充填（fit without fill）,锥形扁柄的代表性假体,Zweymuller(Plus),Profemur-Z(Wright),C2Stem(Lima),BetaCon(LINK),锥形圆柄的代表性假体,表面设计,涂层范 围,半干式即涂层仅限于股骨柄假体的近段,全干式即

7、涂层遍布整个股骨柄假体,涂层材 料,钛（纯钛或钛合金）,钴 合 金,羟基磷灰石,涂层制备技 术,钛或钴烧结涂层,扩 散 结 合,等 离 子 喷 涂,烧结涂层技术(Sintering technique)系将钴合金、钛金属材质的珍珠样微粒（beads）通过加热，与股骨柄金属基表面相结合，孔隙大小由金属微粒的大小控制。钛金属材质与钴合金材质的烧结涂层方法相同，但加热时间不同。如：联髋1101系列（台湾），PCA（Stryker）和Trilock(DePuy)的涂层。,扩散结合技术(Diffusion bonding）系将钛金属丝用低于烧结法的温度加压填嵌于钛合金股骨柄金属基的表层，孔隙大小由金属钛

8、丝的构形、加热和加压等因素控制。如：HG和VerSys假体（Zimmer）涂层。,等离子喷涂（Plasma spray ）:借助电弧等离子气体（如氩、氮和氢等）形成的高温高速等离子体射流，将熔化后的金属粉体或丝材,高速喷射到股骨柄金属基的表面形成涂层。涂层孔隙大小受喷涂粉体颗粒大小、喷涂功率和喷涂气体压力控制。优点是金属假体不经受高温，因此疲劳强度不受影响。,Precept(Biomet),Metasul(Zimmer),Perfecta(Wright),股骨髓腔的扩髓处理,为确保CS与骨床的理想压配,Paul等比较研究了干骺段磨扩和锉扩对假体压配合的影响，结果显示磨扩组假体与骨床的接触面高达

9、96%，而锉扩组仅为21%。Mason等证实经锉扩置入的Summit假体（DePuy ）下沉1-2mm者高达2%，而经磨扩置入的S-ROM假体，4年后无1例下沉。,假 体 随访时间 优良率 股区疼痛率 骨性固定率 远段骨溶解 假体生存率第一代：HG（Zimmer）中期 34% 10%PCA(Stryker) 15年 28%-57% 93%APR-I 中期 11%AML(Depuyy) 20年 93% 97.8% Zweymuller 10-13年 100% 100%第二代：Mallory-Head 中期 2%-5% 95%-100% 1% 100%Alloclassic 中期 同上 同上 同上 100%,生物学固定假体的临床疗效,谢谢！,END,