人工髋关节发展培训课件.ppt
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1、人工髋关节发展,人工髋关节发展,1822年 英国人Anthony.White医生施股骨大粗隆下5cm截骨术,以改善髋关节功能,缓解疼痛,12个月后形成假关节。 1840年 美国JM.Carnochan首先进行了下颌关节成形术,橡木片(非生物材料)置入,这一手术应该说是人工假体置换术的开端 。,2,人工髋关节发展,1822年 英国人Anthony.White医,1891年 Gluck在德国用象牙股骨头与髋臼首次进行了全髋关节置换术用镀镍螺钉固定假体,他还使用了骨胶作为粘合剂来固定假体,这也为骨水泥型全髋关节置换应用技术起到了启蒙作用。,1923年 Smith Petersen设计了玻璃杯关节成形
2、术,被认为是髋关节置换术的鼻祖 ,以后用了许多不同材料做的杯效果均不佳。,3,人工髋关节发展,1891年 Gluck在德国用象牙股骨头与髋,1938年 Smith Petersen 发现牙科医生使用的钴铬钼合金材料生物惰性较强,在人体内生物相容性较好,将其做成钟状开口的金属杯,全股骨头在杯内活动做了1000例,长期疗效不佳,金属杯与股骨头摩擦增加,股骨头坏死疼痛。,4,人工髋关节发展,1938年 Smith Petersen,1941年 美国Moore和F.R.Thompson分别设置了长直柄人工股骨头和长弯柄股骨头假体。后来成了Muller,Harris全髋股骨头假体的原形 。,5,人工髋关
3、节发展,1941年 美国Moore和F.R.Tho,1950年 Moore在美国设计了自锁式钴铬钼合金的股骨头假体。 1962年 Charnley的低摩擦关节问世后,各类型人工关节相继出现,但临床效果都不如Charnley髋关节置换术。Charnley假体具有低摩擦稳定较少发生松动等优点。,6,人工髋关节发展,1950年 Moore在美国设计了自锁式钴铬钼,1966年Charnley首先使用了空气层流净化手术间,个人空气隔离系统,预防性抗生素,使术后感染率大大降低。由于Charnley对人工关节作出的重大贡献,被公认为现代人工关节之父,7,人工髋关节发展,1966年Charnley首先使用了空
4、气层流净,90年代 出现了混合型固定的全髋关节置换术,1994年美国发展与共识会议正式提出,骨水泥型假体柄和非骨水泥臼。 最近几年,骨水泥型和生物型假体交替成为研究热点,8,人工髋关节发展,90年代 出现了混合型固定的全髋关节置换术,1994年,二、人工髋关节置换(THR)概述,9,人工髋关节发展,二、人工髋关节置换(THR)概述9人工髋关节发展, 近30年骨科发展最快的领域之一 疗效肯定,10年成功率超过90% 技术方法、材料学快速发展 手术适应证日益扩大,置换人数不断增多 晚期并发症导致翻修手术增加,10,人工髋关节发展, 近30年骨科发展最快的领域之一 疗效肯定,10年成功,手术适应证逐
5、步扩大, 髋关节解剖、病理和生物力学研究不断深入 人工髋关节的材料选用和假体设计日趋合理 手术技术和术前、术后的处理也逐步完善 年龄6075岁的最合适年龄范围已经放宽,年轻患者髋关节病变,人工关节置换并非首选!,11,人工髋关节发展,手术适应证逐步扩大 髋关节解剖、病理和生物力学研究不断,骨关节炎,股骨头坏死,老年股骨颈骨折65,高龄粗隆间骨折80,类风湿性关节炎,髋部肿瘤,先髋,其它,结核等感染,手术适应证逐步扩大,12,人工髋关节发展,骨关节炎股骨头坏死老年股骨颈骨折高龄粗隆间骨折类风湿性关节炎,人工半髋关节,手术分类,13,人工髋关节发展,人工髋关节表面髋人工全髋人工半髋关节 手术分类1
6、3人工髋关,保留股骨颈的非骨水泥型股骨柄假体(LINK),14,人工髋关节发展,保留股骨颈的非骨水泥型股骨柄假体(LINK)14人工髋关节发,髋关节表面置换术, 对局部骨质完整性要求较高,不能矫正畸形 术后假体松动、骨质吸收发生率高,易翻修,15,人工髋关节发展,髋关节表面置换术 对局部骨质完整性要求较高,不能矫正畸形,三、人工髋关节的材料,16,人工髋关节发展,三、人工髋关节的材料16人工髋关节发展,由于假体长期置入体内,材料应具有:良好的生物相容性,无毒副作用,耐体液的化学腐蚀和电化学腐蚀,弹性模量接近于人的皮质骨。,17,人工髋关节发展,由于假体长期置入体内,材料应具有:17人工髋关节发
7、展,人工髋关节有多种类型的设计及多种材料,但一般来说都有两部分组成,高光滑度的金属股骨头假体和由耐磨材料组成髋臼假体,18,人工髋关节发展,人工髋关节有多种类型的设计及多种材料,但一般来说都有,人体髋关节假体材料的种类,1、生物医学金属材料2、生物陶瓷3、复合材料,19,人工髋关节发展,人体髋关节假体材料的种类1、生物医学金属材料19人工髋关节发,1、生物医学金属材料,定义:具有很高的机械强度和抗疲劳特性,是临床使用主要的承力植入材料。,20,人工髋关节发展,1、生物医学金属材料定义:具有很高的机械强度和抗疲劳特性,是,1.1生物医学金属材料,金属材料在髋关节置换中占有重要的地位,目前髋关节置
8、换临床应用最多的仍然是金属关节头和超高分子量聚乙烯髋臼的组合,21,人工髋关节发展,1.1生物医学金属材料 金属材料在髋关节置换中占有重要的地,金属全髋材料缺点,金属的弹性模量(100200GPa)与人体骨骼(130GPa)相差甚远,导致应力遮挡效应,从而引起假肢的疏松;由于金属是生物惰性材料,植入人体后始终作为宿主的一体存在,容易变形和松动:金属在人体内的富氧环境中能在其表面形成25nm厚的氧化层,其在摩擦作用下容易脱落,在脱落部位金属假体释放金属离子和颗粒,一方面增大了磨损率,另一方面释放的金属离子具有潜在的毒性,这些缺点严重影响了金属型人工髋关节的长期应用效果,22,人工髋关节发展,金属
9、全髋材料缺点金属的弹性模量(100200GPa)与人体,2、生物陶瓷,定义:医用生物陶瓷材料化学性质稳定,生物相容性良好。生物陶瓷主要包括两类:分别为惰性生物陶瓷(如氧化铝、医用碳素材料等)和生物活性陶瓷(如羟基磷灰石和生物活性玻璃等)。,23,人工髋关节发展,2、生物陶瓷 定义:医用生物陶瓷材料化学性质稳定,生物,生物陶瓷根据生物活性分为:生物惰性陶瓷(氧化铝、氧化锆):稳定性高、机械强度好生物活性陶瓷(羟基磷灰石、磷酸三钙):骨传导特点、活骨整合的性能,24,人工髋关节发展,生物陶瓷根据生物活性分为:24人工髋关节发展,2.1生物陶瓷的优点,陶瓷材料的离子结构可以吸引带极性的液体,使之均匀
10、地覆盖在陶瓷的表面,有利于形成流体薄膜润滑效果;并且陶瓷材料硬度高、磨损率低、磨损颗粒小;它还可以在潮湿的条件下正常工作,克服了金属假体在体内潮湿环境下容易释放金属离子的问题。,25,人工髋关节发展,2.1生物陶瓷的优点陶瓷材料的离子结构可以吸引带极性的液体,,2.1氧化铝陶瓷,目前常用的高纯度氧化铝是氧化铝粉末在1 6001800 的高温下烧结而成。20世纪90 年代后采用的新制造工艺减少了杂质,提高了材料的致密性。其具有化学惰性及良好的抗腐蚀能力。但氧化铝陶瓷韧性较金属低,氧化铝陶瓷制成的股骨头直径必须大于或等于28 mm。近10 年来氧化铝陶瓷制成的人工髋关节在临床上取得了令人并非满意的
11、结果。,26,人工髋关节发展,2.1氧化铝陶瓷目前常用的高纯度氧化铝是氧化铝粉末在1 60,2.2氧化锆陶瓷,氧化锆陶瓷:氧化锆陶瓷的密度、韧性和强度都高于氧化铝陶瓷,降低了陶瓷假体破裂的风险,而且可以制成22 mm 的股骨头。氧化锆陶瓷在1985 年首次制成股骨头假体在临床使用。然而,纯氧化锆是不稳定的,它有3种晶体状态:单晶体、四角形、立方体。状态的变化导致其稳定性差并容易破裂,必须添加稳定剂(常用氧化钇)使之保持在四角形状态才能使其稳定性得到维持,并获得最佳的机械特性。,27,人工髋关节发展,2.2氧化锆陶瓷氧化锆陶瓷:氧化锆陶瓷的密度、韧性和强度都高,2.3羟基磷灰石,于20世纪70年
12、代首次成功用于临床。羟基磷灰石是构成骨和牙的主要无机质,具有优越的生物相容性,喷涂假体和骨床容易获得更坚强的结合强度;假体近端的可拆卸领托有效阻止了可能存在的聚乙烯颗粒迁移。喷涂钛质解剖柄股骨假体能提供均匀的应力分布,有效减低应力遮挡,有利于假体获得确切的股长入固定。,28,人工髋关节发展,2.3羟基磷灰石于20世纪70年代首次成功用于临床。羟基磷灰,假体材料依然在不断发展中:生物相溶性高、生物力学相容性好、生物结合性能好固定度好、寿命长是未来的发展方向,29,人工髋关节发展,假体材料依然在不断发展中:生物相溶性高、生物力学相容性好、生,四、生物型 OR 骨水泥型,30,人工髋关节发展,四、生
13、物型 OR 骨水泥型 30人工髋关节发展,骨水泥型假体的特点,1.临床应用时间较长,临床效果确切,有大量成功的病例。2.操作技术已经非常成熟。3.对手术操作要求相对较低。4.病人康复时间相对短。,31,人工髋关节发展,骨水泥型假体的特点1.临床应用时间较长,临床效果确切,有大量,非骨水泥型假体特点,1.采用生物固定,避免了骨水泥使用带来的副作用。2.对可能面临的翻修手术可以有更多的选择。3.对手术医生的操作要求相对较高。4.常见的并发症有大腿疼痛。,32,人工髋关节发展,非骨水泥型假体特点1.采用生物固定,避免了骨水泥使用带来的副,选择的因素,年龄骨质生长潜能对生活质量的要求对康复的配合程度术
14、者对不同类型假体的理解和操作技能,33,人工髋关节发展,选择的因素年龄33人工髋关节发展,骨水泥的副作用,心血管系统反应:单体吸收和周围血管扩张,引起反射性心动过缓。单体引起过敏反应。骨水泥填塞过程中由于压力的原因造成脂肪、空气等进入血循环造成栓塞。骨水泥对周围神经、血管等组织造成机械压迫或热损失。,34,人工髋关节发展,骨水泥的副作用心血管系统反应:单体吸收和周围血管扩张,引起反,骨水泥固定,手术时仔细准备骨水泥柄小心植入,是取得临床长期成功的关键。目前认为,股骨柄假体周围骨水泥的厚度最好控制在2mm以上,而在股骨近端的内侧区域可以比2mm稍厚些。骨水泥厚度小于2mm容易出现断裂。,35,人
15、工髋关节发展,骨水泥固定手术时仔细准备骨水泥柄小心植入,是取得临床长期成功,骨水泥固定,提高骨水泥固定成功率的技术细节还包括避免股骨柄假体内翻位植入髓腔,防止骨水泥环出现间隙。内翻位植入假体柄会导致股骨近端内侧和远端外侧的骨水泥厚度变薄,这两个区域的骨水泥承受很高的应力,早期易于在此处发生骨水泥破裂和固定失败。,36,人工髋关节发展,骨水泥固定提高骨水泥固定成功率的技术细节还包括避免股骨柄假体,非骨水泥固定,非骨水泥型假体包括:表面微孔和喷砂处理两种。微孔涂层一词指的是通过加工处理在金属表面产生很多不同深度的微小孔隙,以便于骨长入其中。喷砂一词指的是使用微小粒子轰撞假体表面,产生无数压痕,骨组
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