人工关节的现状及进展

2007-05-08 文章来源:admin 点击量:2009   我要说

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      人工关节是在关节成形术的基础和理念上发展起来的一门新技术。虽然最早在人体应用人工关节文献报告是1891年的Theophilus Gluck,但是直到20世纪60年代John Charnley通过大量临床实践和基础研究,确立了人工关节假体设计中的低摩擦原理,选择了金属-高密度聚乙烯组合来替代金属-金属组合和现代骨水泥技术,才使人工关节置换术的临床效果出现较大的进步【1】。20世纪70年代以来,人工关节在基础研究、设计生产和临床应用三方面都呈现了十分迅速的发展,关节置换手术大幅度上升。估计全世界每年约有50余万人因创伤、骨关节炎、肿瘤等而接受人工关节置换术,我国每年有3~5万人接受人工关节手术。随着新世纪的到来和我国加入WTO,我国的人工关节也较快地和世界接轨,某些方面已经接近或达到了国际先进水平,个别也有创新,但是必须清醒地看到我们在其中的很多领域存在的不足和差距。为此,提高21世纪我国人工关节的治疗水平,是当代外科医师应承担的历史使命。现就相关问题发表我们的观点,以供参考。
一、手术适应证与禁忌症
     骨性关节炎、创伤性关节炎、类风湿性关节炎、股骨头缺血性坏死、某些关节骨折、良恶性肿瘤、Peget病性关节炎、强直性脊柱炎、牛皮癣性关节炎以及系统性红斑狼疮长期大量服用激素引起的股骨头坏死等造成的严重的关节功能丧失是初次人工关节置换术首选的适应证【2】
     过去认为60~75岁为人工关节置换术的最佳年龄,现在这个年龄限制已经放宽。高龄患者或更年轻的患者也被认为可以做人工关节置换术,尤其是高龄骨颈骨折患者选择人工双极股骨头置换被认为是一种较好的治疗方法【3】。对于年龄小于50岁的患者,可以选择其他手术方法,如关节融合或截骨术,但结果表明如果手术适应证相同,这些方法的效果差。
人工关节置换术的禁忌证是局部或全身性的感染,局部皮肤、软组织和血供条件很差并可能导致术后切口闭合困难或切口部软组织和皮肤坏死者,神经源性关节病,全身情况或伴发疾病使病人难以耐受置换手术者。过度肥胖只被认为是手术相对的禁忌证。
二、假体的材料
      正常关节是骨与骨之间的功能性联接 受力复杂,同时承受拉、压、扭转和界面剪切力及反复疲劳、磨损的综合作用。关节软骨的主要功能是:(1)承受力学负荷,减缓接触应力。关节软骨尽管很簿,但对减缓力的作用不可否认,如果没有软骨 就会引起骨的损伤。(2)润滑作用,使关节面相对运动时的摩擦系数减低到最低限度,正常关节的摩擦系数是0.002,比钢轴承的活动容易100倍。(3)具有新陈代谢功能。因此要求假体的材料必须具有足够的强度和塑形以及抗疲劳、抗磨损、抗腐蚀的能力。此外,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,密度低,弹性模量接近于人的皮质骨。鉴于这种情况,目前的生物材料还未达到尽善尽美,不能满足生理环境和关节生物力学的要求【4】
      人工关节常用的材料有不锈钢、钴合金与钛合金三种。不锈钢耐腐蚀性和强度不及后两者,故已基本不用。钴合金耐磨性、耐腐蚀性和综合机械性能都较好,国外有铸造型(HAYNES21)和锻造型(HAYNES25)两种,是较优良的置入材料。钛合金表面易氧化生成致密的二氧化钛膜,耐腐蚀性好,优于钴合金;而且密度低,约为钴合金的一半;弹性模量与人皮质骨的弹性模量接近,生物相容性好,生物界面结合牢固,是较理想的置入材料。但其耐磨性差,不宜用于球头的制造,只适用于股骨柄假体的制造。
      近年来,随着生物学材料的不断发展,国内外正在研究及发展利用喷涂技术或烧结技术,在金属外表面结合一层羟基磷灰石或聚醋酸、碳素等材料制成复合材料,藉此形成骨性结合,提高固定效果,防止松动【5】。另外,国内外正在研究将骨形成蛋白按一定比例与羟基磷灰石结合制成新型的人工关节涂层。但以上材料尚处于动物实验阶段,仍需长时间的观察和研究。我国国产钴合金与钛合金的质量、规格和加工技术还比较落后,理、工、医科技人员合作研究出国产高质量的假体材料势在必行。
三、假体的组合
     较早期的人工关节是金属对金属的组合。上世纪60年代以来,由于Charnley的发现,现在大部分采用钴合金股骨头与高强度的超高分子聚乙烯髋臼相结合,有与假体连为一体的和可拆卸的两种,常用的直径为28、26mm【1】。90年代以来发现超高分子聚乙烯的磨屑与骨溶解、吸收有密切关系,从而导致潜在的假体松动。其直径一般在0.5μm左右,90%小于1.0μm。一般
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