《人工节的基础》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人工节的基础（48页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、人工髋关节股骨柄假体设计人工髋关节股骨柄假体设计的若干基础的若干基础 孙孙 俊俊 英英苏州大学附属第一医院骨科苏州大学附属第一医院骨科 v全髋置换术全髋置换术(THA)(THA)能有效恢复终极病变髋关节的功能能有效恢复终极病变髋关节的功能 v选择不同设计的股骨柄假体对选择不同设计的股骨柄假体对THATHA术后的疗效常产生术后的疗效常产生重要影响重要影响引引 言言股骨柄假体股骨柄假体股骨柄假体股骨柄假体置入的髓腔置入的髓腔置入的髓腔置入的髓腔处理处理处理处理 各类股骨柄各类股骨柄各类股骨柄各类股骨柄假体的几何假体的几何假体的几何假体的几何形态设计形态设计形态设计形态设计各类股骨柄各类股骨柄假体的
2、表面假体的表面设计设计第一部分第一部分骨水泥型股骨柄（骨水泥型股骨柄（cemented cemented femoral stem, CFSfemoral stem, CFS）假体的设计）假体的设计骨水泥型全髋关节置换术的疗效骨水泥型全髋关节置换术的疗效 几何形态设计几何形态设计骨水泥技术骨水泥技术 备备 受受关关 注注假体载荷时必须假体载荷时必须保持力学稳定保持力学稳定 假体不产生假体不产生假体不产生假体不产生应力集中区应力集中区应力集中区应力集中区和过度微动和过度微动和过度微动和过度微动 假体能将承假体能将承假体能将承假体能将承受的扭转和轴向载荷受的扭转和轴向载荷受的扭转和轴向载荷受的扭转
3、和轴向载荷向骨组织均匀传递向骨组织均匀传递向骨组织均匀传递向骨组织均匀传递 必须符合必须符合理想的股骨柄假体设计理想的股骨柄假体设计形态匹配型形态匹配型（shape-closed shape-closed designdesign， SCDSCD）或称组合梁或称组合梁（compositecomposite beam design beam design） 力学匹配型力学匹配型力学匹配型力学匹配型（force-closed force-closed force-closed force-closed designdesigndesigndesign， FCDFCDFCDFCD）或称或称或称或称锥
4、形载荷锥形载荷锥形载荷锥形载荷(loaded tapers (loaded tapers (loaded tapers (loaded tapers design )design )design )design ) 骨水泥股骨水泥股骨柄假体骨柄假体为满足这一要求为满足这一要求力学匹配型假体力学匹配型假体设设计计特特点点代表性的假体代表性的假体Exeter(Stryker)CPT(Zimmer)CPCS(Smith&Nephew)Logica(Lima)C-Stem(Depuy)vNelissenNelissen用立体用立体X X线（线（RSARSA）测得）测得1 1年内的假体平均下沉为年内的假
5、体平均下沉为0.9-1.4mm, 0.9-1.4mm, 回位回位0.4-0.5mm0.4-0.5mm，同期骨水泥无下沉，或仅轻，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。微下沉，此后假体趋于稳定而不再下沉。v临床报道临床报道:Exeter:Exeter假体假体1818年的生存率高达年的生存率高达93 .3%93 .3%vYates(2008)191Yates(2008)191髋髋,10,10年生存率年生存率100%.100%.形态匹配型假体形态匹配型假体设计特点设计特点假体近端假体近端带颈领设计带颈领设计 , ,远端中置装置远端中置装置内含骨水泥内含骨水泥. .解解剖剖型型直
6、直干干型型形态匹配型形态匹配型形态匹配型形态匹配型骨水泥股骨骨水泥股骨骨水泥股骨骨水泥股骨 柄假体柄假体柄假体柄假体直干式形态匹配型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解剖式形态匹配型股骨柄假体Conquest(Smith&Nephew)Lubinus SP2(LINK)Answer(Biomet)固固 定定 原原 理理强调假体骨水泥界面强调假体骨水泥界面强调假体骨水泥界面强调假体骨水泥界面一次性固定一次性固定一次性固定一次性固定 避免假体下沉而直接损害避免假体下沉
7、而直接损害骨水泥骨水泥- -假体的界面假体的界面 避免骨水泥和金属碎屑引发避免骨水泥和金属碎屑引发避免骨水泥和金属碎屑引发避免骨水泥和金属碎屑引发三体磨损三体磨损三体磨损三体磨损, , , ,骨溶解而危及假体骨溶解而危及假体骨溶解而危及假体骨溶解而危及假体 假体表面假体表面应采用光应采用光面处理面处理避免产生金避免产生金属和骨水泥属和骨水泥磨屑磨屑借助假体在借助假体在骨水泥层内骨水泥层内的适度下沉的适度下沉借助假体在借助假体在骨水泥层内骨水泥层内的适度微动的适度微动FCDFCD假体的假体的永久固定永久固定避免引发三避免引发三体磨损和骨体磨损和骨溶解溶解表面设计表面设计借助假体的借助假体的髓内填
8、充髓内填充 与骨水泥的一与骨水泥的一次性牢稳结合次性牢稳结合 SCDSCD假体的假体的永久固定永久固定 采用光面采用光面OROR粗面粗面?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 z然而更多临床证实光面显著优于糙面然而更多临床证实光面显著优于糙面vValleValle比较研究了糙面和光面两组的中期疗效比较研究了糙面和光面两组的中期疗效, ,结果糙结果糙面组翻修面组翻修7 7髋，而光面组无髋，而光面组无1 1髋翻修，表明光面设计显髋
9、翻修，表明光面设计显著优于糙面设计。著优于糙面设计。 vCollis Collis 等比较研究了等比较研究了IowaIowa光面和糙面假体的疗效光面和糙面假体的疗效, ,结结果光面组果光面组5 5年后无年后无1 1髋翻修或骨溶解，而糙面组有髋翻修或骨溶解，而糙面组有4 4髋髋因松动，因松动，2 2髋因骨溶解而翻修髋因骨溶解而翻修。v表明糙面假体耐受假体表明糙面假体耐受假体- -骨水泥界面间的微动能力较骨水泥界面间的微动能力较差，一旦发生微动差，一旦发生微动, ,易加速骨水泥固定层的毁损和金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。属碎屑的产生，导致骨溶解和假体松动。u因此
10、因此, ,普遍主张普遍主张SCDSCD假体也应以光面处理最理想假体也应以光面处理最理想 第二部分第二部分生物固定型股骨柄（生物固定型股骨柄（cementlesscementless stem, CSstem, CS）假体的设计）假体的设计弯柄式弯柄式或称或称解剖柄解剖柄直柄式直柄式或或圆柱柄圆柱柄 分类分类锥锥 形形 柄柄几何形态设计几何形态设计矢状面呈直线矢状面呈直线 直柄式股骨柄假体直柄式股骨柄假体近段呈锥形近段呈锥形设设计计特特点点远段呈圆柱形远段呈圆柱形 1.强调远段压配固定强调远段压配固定直柄式股骨柄假体的固定原理直柄式股骨柄假体的固定原理 6cm2. 矢状位三点固定矢状位三点固定z
11、最早由最早由EnghEngh提出提出: :v股骨近侧干骺段的形态和大小变异常较远侧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，必将影响假体，很难获得理想的压配固定，必将影响疗效；疗效；v而股骨远侧皮质骨段为圆柱形，变异相对较而股骨远侧皮质骨段为圆柱形，变异相对较小，经髓腔扩髓后，很容易获得假体与皮质小，经髓腔扩髓后，很容易获得假体与皮质骨的广泛接触和初始固定；骨的广泛接触和初始固定；直柄式股骨柄假体的固定原理直柄式股骨柄假体的固定原理代表性假体代表性假体AML(DePuy)Echelon(Smi
12、th&Nephew)HG(Zimmer)S-ROM(Depuy)弯柄式股骨柄假体弯柄式股骨柄假体矢状面呈近段后矢状面呈近段后矢状面呈近段后矢状面呈近段后弯，远段前弯弯，远段前弯弯，远段前弯弯，远段前弯Fit-stem(Lima)亚洲髋亚洲髋(Biomet)Fit-stem(Lima)IPS(Depuy)ABG(Stryker)弯柄式股骨柄假体固定原理图解弯柄式股骨柄假体固定原理图解锥形柄假体锥形柄假体整个纵向呈整个纵向呈3 3锥锥 锥形柄锥形柄 假体假体锥形扁柄锥形扁柄(特特点点:横断面呈横断面呈矩形矩形)锥形圆柄(特点:横截面呈椭圆形) 设计设计 理念理念锥形圆柄锥形圆柄锥形圆柄锥形圆柄:
13、:压配必须充填压配必须充填压配必须充填压配必须充填（fit and fillfit and fill） 锥形扁柄锥形扁柄锥形扁柄锥形扁柄: :压配无需充填压配无需充填压配无需充填压配无需充填（fit without fillfit without fill）锥形扁柄的代表性假体锥形扁柄的代表性假体Zweymuller(Plus)Profemur-Z(Wright)C2Stem(Lima)BetaCon(LINK)Metasul(Zimmer)SL-plus(Smith-Nephew Taperloc(Biomet)锥形圆柄的代表性假体锥形圆柄的代表性假体 Synergy(Smith&Nephe
14、w)Summit(Depuy)表面设计表面设计涂涂层层范范 围围 半干式即涂层仅限于半干式即涂层仅限于股骨柄假体的近段股骨柄假体的近段 全干式即涂层遍布全干式即涂层遍布整个股骨柄假体整个股骨柄假体 涂涂层层材材 料料 钛（纯钛或钛合金）钛（纯钛或钛合金） 钴钴 合合 金金 羟基磷灰石羟基磷灰石 涂涂层层制制备备技技 术术 钛或钴烧结涂层钛或钴烧结涂层 扩扩 散散 结结 合合 等等 离离 子子 喷喷 涂涂 v烧结涂层技术烧结涂层技术( (Sintering technique)系将钴合金、钛金属系将钴合金、钛金属材质的珍珠样微粒（材质的珍珠样微粒（beadsbeads）通）通过加热，与股骨柄金属
15、基表面相过加热，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，但加热质的烧结涂层方法相同，但加热时间不同。如：联髋时间不同。如：联髋11011101系列系列（台湾），（台湾），PCAPCA（StrykerStryker）和）和Trilock(DePuyTrilock(DePuy) )的涂层。的涂层。v扩散结合技术扩散结合技术(Diffusion bonding）系）系将钛金属丝用低于烧结将钛金属丝用低于烧结法的温度加压填嵌于钛法的温度加压填嵌于钛合金股骨柄金属基的表合金股骨柄金属基的表层
16、，孔隙大小由金属钛层，孔隙大小由金属钛丝的构形、加热和加压丝的构形、加热和加压等因素控制等因素控制。如：如：HGHG和和VerSysVerSys假体（假体（ZimmerZimmer）涂层。涂层。 等离子喷涂等离子喷涂（Plasma spray ）:借助借助电弧等离电弧等离子气体（如氩、氮和氢等）子气体（如氩、氮和氢等）形成的高温高速等离子体形成的高温高速等离子体射流，将熔化后的金属粉射流，将熔化后的金属粉体或丝材体或丝材, ,高速喷射到股高速喷射到股骨柄金属基的表面形成涂骨柄金属基的表面形成涂层。涂层孔隙大小受喷涂层。涂层孔隙大小受喷涂粉体颗粒大小、喷涂功率粉体颗粒大小、喷涂功率和喷涂气体压力
17、控制。和喷涂气体压力控制。优优点是金属假体不经受高温，点是金属假体不经受高温，因此疲劳强度不受影响。因此疲劳强度不受影响。 Precept(Biomet)Metasul(Zimmer)Perfecta(Wright)股骨近段的扩髓股骨近段的扩髓处理十分重要处理十分重要 锉扩即采用锉扩即采用锉扩即采用锉扩即采用齿状锉进行齿状锉进行齿状锉进行齿状锉进行扩髓扩髓扩髓扩髓磨扩即采用锥磨扩即采用锥磨扩即采用锥磨扩即采用锥形磨锉进行扩形磨锉进行扩形磨锉进行扩形磨锉进行扩髓髓髓髓 ，常用的有，常用的有，常用的有，常用的有RoboticRoboticRoboticRobotic磨锉磨锉磨锉磨锉 和和和和S-R
18、OMS-ROMS-ROMS-ROM磨锉磨锉磨锉磨锉（DePuyDePuyDePuyDePuy）两种）两种）两种）两种股骨髓腔的扩髓处理股骨髓腔的扩髓处理为确保为确保CSCS与骨床与骨床的理想压配的理想压配PaulPaul等比较研究了干骺段磨扩和锉扩对假体压配合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的影响，结果显示磨扩组假体与骨床的接触面高达96%96%，而锉扩组仅为，而锉扩组仅为21%21%。MasonMason等证实经锉扩置入的等证实经锉扩置入的SummitSummit假体（假体（DePuyDePuy ）下）下沉沉1-2mm1-2mm者高达者高达
19、2%2%，而经磨扩置入的，而经磨扩置入的S-ROMS-ROM假体，假体，4 4年年后无后无1 1例下沉。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：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：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生物学固定假体的临床疗效
