人工关节置换中的一些热点问题

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1、人工关节置换中的一些热点问题人工关节置换中的一些热点问题Hong Cai, MDDepartment of Orthopaedic SurgeryPeking University Third HospitalBeijing, Chinan髋关节置换摩擦界面的选择?n膝关节置换如何获得高屈曲?人工关节置换中的一些热点问题人工关节置换中的一些热点问题髋关节置换摩擦界面的选择髋关节置换摩擦界面的选择n金对金（金对金（Metal On Metal）n金对陶（金对陶（Metal On Ceramic）n陶对陶陶对陶 （Ceramic On Ceramic）n金属对聚乙烯（Metal On PE）n陶瓷

2、对聚乙烯（Ceramic On PE ）硬对硬（硬对硬（Hard On Hard）硬对软（硬对软（ Hard On Soft ）n磨损n稳定n活动度髋关节置换摩擦界面的选择髋关节置换摩擦界面的选择需要考虑的问题需要考虑的问题摩擦面的要求摩擦面的要求n产生最少的磨损颗粒n产生的磨损颗粒的生物学反应良好n具有最低的骨溶解可能n具有最低的摩擦系数磨损磨损无菌性松动无菌性松动影响磨损颗粒产生的因素影响磨损颗粒产生的因素n病人的特点 （活动量、年龄、体重）n关节摩擦面材料的特性n关节摩擦面的直径n表面粗糙度n第三体磨损的存在关节摩擦面材料的特性关节摩擦面材料的特性硬度硬度不同界面间的线性磨损不同界面间的

3、线性磨损高分子聚乙烯（高分子聚乙烯（PE）Sir John Charnley（19111982）n失败TeflonnEarly 60s HDPE（高密度聚乙烯）对22mm的不锈钢股骨头nLater 60s 钴铬合金股骨头，增大直径，使用超高分子聚乙烯n低磨损理论nBone cement (PMMA)n高分子聚乙烯高分子聚乙烯（高分子聚乙烯（PE）n内衬的加工（一次加工成型、从棒材切割）n更好的锁定机制（微动、背面磨损）n灭菌及储存n更耐磨的高交联聚乙烯n相对应摩擦界面的改进（陶瓷头）现代改进现代改进高分子聚乙烯（高分子聚乙烯（PE）灭菌及储存灭菌及储存n不能高温高压消毒（材料降解和永久变形）n

4、环氧乙烷（ethylene oxide，ETO）消毒 （穿透力差，消毒可能不完全）n消毒 （降解、交联、形成自由基、氧化）n在惰性气体中使用特定放射剂量的线消毒，缩短“货架上时间”高分子聚乙烯（高分子聚乙烯（PE）更耐磨的高交联聚乙烯更耐磨的高交联聚乙烯nZimmer LongevitynDepuy MarathonnSmith&Nephew XLPEnStryker Crossfiren在髋关节中高交联聚乙烯表现出更优异的耐磨性，减小8090n膝关节更适用中等交联度的聚乙烯n国产？n更坚硬，磨损颗粒最小n减少骨溶解和假体松动n陶瓷颗粒的化学组成、大小和形状使其生物学活性很低，细胞毒性小于金属

5、离子n适合金属超敏的患者陶瓷（陶瓷（ceramic）陶瓷（陶瓷（ceramic）陶瓷（陶瓷（ceramic） 碎裂碎裂陶瓷（陶瓷（ceramic） 锥度锥度金属对金属金属对金属n稳定性n低磨损（）n活动范围更大（头直径大）金属对金属（第一代）金属对金属（第一代）n1960年第一代金对金假体n早期失败率高 * 表面处理 * 假体设计 * 赤道磨损 * 边界润滑n70年代被金属对聚乙烯取代 金属对金属（第二代）金属对金属（第二代）n表面处理：更光滑表面处理：更光滑n润滑模式润滑模式 边界润滑边界润滑 全液膜润滑全液膜润滑 混合性润滑混合性润滑n随着头直径，边界润滑，液膜润滑，当头直径36mm时，主

6、要是液膜润滑或全液膜润滑，磨损率大大n公差，表面粗糙度，增加头直径金属对金属（第二代）金属对金属（第二代）n假体设计假体设计n材料材料: :高碳高碳 Co-r :0.2%w/w Co-r :0.2%w/w （磨损率更低）（磨损率更低） 低碳低碳: 0.05%w/w: 135o)n 寿命 q越来越多的年轻患者的TKAs q 磨损，松动高屈曲TKA 两个目标n 高度屈曲q 从事更高要求的活动n 高屈曲时的安全性q 磨损 (边缘承载)q 松动 (屈曲位的剪切力)q 稳定性 (脱位)高屈曲 TKA 设计特征n 重建膝关节正常的运动学q 股骨后滚, 胫骨内旋n 避免限制性的因素q 后方撞击q 前方撞击q

7、 髌股关节过度紧张n 减少危害因素q 边缘承载 (接触应力 ) 一般设计特点 后稳定假体 (固定平台& 旋转平台)n 确保股骨后滚n Post-Cam 几何学 q第三关节q post & cam减少接触q 旋转导向 一般设计特点 避免后缘撞击 & 边缘承载n 股骨后髁半径 n 后髁的延伸 n PE 后唇的斜切一般设计特点 n 高屈曲PE的形状 q PE 前唇的斜切q post更短&前方有斜面 n 髌股关节的改进q 髌股沟加深&延长 q 前翼更薄 存在争论n 并无显见的临床优势n 患者无迫切的预期q 能否增加患者满意度q 是否都需要高屈曲n 寿命 q 磨损 q 松动 高屈曲 TKA System

8、sn 是否需要高屈曲TKA?n 是否能够提供满意的屈曲? n 是否能够提供足够的安全?Pros：Mulholland (01, Int J Rehabil Res)非西方文化的日常活动非西方文化的日常活动:通过全髋置换和全膝置换达到良好关节活动度的通过全髋置换和全膝置换达到良好关节活动度的需求需求n 在亚洲和中东国家生活中许多活动需要高屈曲 (下蹲, 跪地, 坐地) . n 下蹲 & 坐地需要关节屈曲 111o 165o.n 367例西方患者TKA n 多数人的习惯: 肢体伸展 (73%), 腿部用力 (70%), 跪 (58%), 庭院维护 (57%)n 主要的困难: 下蹲 (75%), 跪

9、(72%), 庭院维护(54%)n 最为重要: 肢体伸展 (56%), 跪 (52%), 庭院维护 (50%)Pros : Weiss et al (02, CORR)对于膝关节置换的患者什么样的功能活动最为重要对于膝关节置换的患者什么样的功能活动最为重要? ?Pros: Meneghini et al (07, J Arthroplasty)膝关节置换以后获得高屈曲是否对功能有益?n 511 TKAs with NexGen (标准) n FU 3.7Y, 平均活动度 119on Knees w 115o (67%) vs. 125o (12%)n在 疼痛, 膝关节, 功能评分无差异n如果

10、125o ，可获得更好的上楼功能n 总体功能无优势, 但在攀登楼梯上有好的表现Cons: Miner et al (03, J Arthroplasty)TKA置换后的活动度是否是一个重要的评判标准？n 684 TKA 患者 1Y FU n 活动度, WOMAC, 满意度, 生活质量的提高程度之间的关系n 活动度 & WOMAC function (r = 0.34)只有中度的相关q 患者活动度 95o， WOMAC的功能评分较差n 与满意度以及生活质量提高程度相关的是WOMAC评分，而并非活动度Cons: Park et al (07, CORR)亚洲的女性患者进行TKA之前的功能障碍和关心

11、的问题n 97 例进行TKA术前的韩国女性n 功能障碍: 下蹲, 畸形, 跪n 自我认知的重要性: 行走, 疼痛, 跛行n 关心的问题: 术后疼痛, 出院后的疼痛, 术后的持续疼痛n “高屈曲活动是最复杂的功能活动，但和其它项目相比，并非是韩国患者最关心的问题 ”Pros & Cons: Park et al (07, JBJS b)亚洲膝关节置换患者最大屈曲角度和临床结果之间的关系n 333 例韩国TKAs患者一年随访 n AKS, WOMAC, SF-36的关系n 和临床结果只有很弱的相关性(cc 120o: SF-36的社会功能评分更好 n 135o: WOMAC 功能评分更好n “在真

12、正的解决了和高屈曲活动相关的问题之前，需要特别谨慎的对待，对于亚洲患者努力的提高最大的屈曲角度并不能带来足够的好处”Pros & Cons: Kim et al (in press, J Arthroplasty)并不复杂的TKA术后患者不满意的原因和预测n 438 例韩国患者TKAs 一年随访 n 有原因的不满意患者33例 (7.5%) q Interview, PE, X-ray, Lab, Consultationn 和置换膝相关 48.5% (16)q 残留疼痛 7, 膝关节不适 6, q 无法高屈曲 3 (9.1%)n 和置换膝无关 51.5% (17)q 脊柱问题 11q 无特殊原

13、因 6部分东方国家（如韩国等）和西方患者比起来对高屈曲并无特殊的需求。然而，确实存在部份患者对于高屈曲有实际的需求。 总结总结高屈曲 TKA Systemsn 是否需要高屈曲TKA?n 是否能够提供满意的屈曲? n 是否能够提供足够的安全?Pros: Huang et al (05, J Arthroplasty)高屈曲TKA的早期结果. 最短 2Y 随访n NexGen-LPS-Flex 25 vs. Matched LPS 25n 屈曲: 138o vs. 126o (p 0.05)n 能够下蹲: 80% vs. 32%n 无显著性差异 q AKS 膝和功能评分q 患者满意度n “对于高屈

14、曲有要求的患者是一个好的选择。然而，对于无特殊要求的患者，并无显著的差异。” Pros: Bin & Nam (07, KSSTA)高屈曲TKA的早期结果. 比较研究 术后随访一年n LPS-Flex 90 vs. LPS 90 1Y FUn 屈曲: 130o vs. 124o (p 0.05)n HSS无差异n 无并发症 (骨溶解, 松动，其它) Cons: Kim et al (05, JBJS a)标准和高屈曲 TKA的活动度n LPS 50 vs. LPS-Flex 50 2.1Y FUq 前瞻, 随机, 同时进行n 屈曲 139o vs. 136o (p=0.41)n LPS-fle

15、x的表现q 后髁 offset q 高屈曲时的接触面 n AKS & HSS无差异Cons: Seon et al (05, Orthopaedics)高屈曲假体和活动平台假体 TKA的活动度比较n LPS-flex 50 vs. e.motion-FP 50 2Y FUn 屈曲131o vs. 129o (p=0.527)n 高屈曲假体在能力方面无差异 q 跪 40% vs. 36% (p=0.418)q 坐地板 80% vs. 74% (p=0.318)n HSS无差异 文献结果StudyCase FU ResultsBin (2007) KSSTA90/901YROM (130o vs

16、124o), No difference in HSS, No complicationHuang (2005) J Arthroplasty28/282.6YROM (138o vs 126o), Squat (80% vs 32%), No differences in AKS KSKim (2005) JBJS Am50/502.1Y No difference in ROM (139o vs 136o), HSS, No complicationsSeon (2005) Orthopaedics50/502YNo differences in ROM (131o vs 129o), H

17、SSAkagi (2000) JBJS Am1825.8YROM 124o, instability 20% 现在的高屈曲TKA和标准的TKA可以提供更大的屈曲角度 (2o 12o ), 但是并不能为患者提供大于145o的角度. 总结总结高屈曲 TKA Systemsn 是否需要高屈曲TKA?n 是否能够提供满意的屈曲? n 是否能够提供足够的安全?n 20 LPS-Flex Mobile w clinical successn 在体透视检查 q在行走 & 极度屈曲n承重时的活动度125oPros: Argenson et al (05, J Biomech)高屈曲 TKA 在体的运动学评估和

18、相关设计问题n 所有 20 膝都有后滚q 平均 （外侧/内侧) 8 mm / 4 mmn平均胫骨内旋 o ( 85%正常)n 极少存在股骨髁抬起q 伸直位10% , 高屈曲位时30%Pros: Argenson et al (05, J Biomech)高屈曲 TKA 在体的运动学评估和相关设计问题n 5 尸体膝关节n NexGen CR vs. NexGen CR-flex n最大接触点& 接触面积n 在高屈曲中前侧接触更多n 在极度屈曲过程中接触面积更广 Pros: Most et al (06, CORR)在高屈曲CR TKA中改变胫股接触面n LPS-flex (10) vs. CR-

19、flex (10) n 体内膝关节高屈曲时的荧光透视 n 接触面受力，面积&应力的数学模型 n 屈曲 受力，面积，应力 n CR-flex: 内侧接触应力增加n 接触应力 PE 的强度 (20MPa) n 没有实现真正意义的高屈曲活动范围 q 最大 100o Pros: Sharma et al (07, CORR)高屈曲TKA设计接触机制是怎样的 ?Cons: 理念问题n是否有必要用现有的材料来试图恢复原有的高屈曲动力学? Akagi (2005)Li (2004)Cons: Han et al (07, JBJS b)在Legacy高屈曲PS TKA中，股骨假体松动率较高n 72 NexG

20、en LPS-flexn FU 32M (30-48)n 无菌性松动 38%q 翻修 21% 23M n 松动 (27) vs. 固定很好 (45)q 最大屈曲: 136o vs. 125o (p = 0.022)q 高屈曲活动 (跪, 蹲, 坐地板): 85% vs. 49% (p = 0.001)q XR: 假体位置呈屈曲位状态 vs. 假体位置正常 “这些假体能增大屈曲的角度，但股骨假体的早期松动率较高。主要是由于在最大屈曲度时，存在一定的负荷。” Cons: Han et al (07, JBJS b)在Legacy高屈曲PS TKA中，股骨假体松动率较高目前的高屈曲假体确实比普通假体

21、能提高使用寿命周期，但是并不能完全解决与接触面，固定失败和不稳定等因素相关的一些问题。总结总结高屈曲 TKA Systemsn 是否需要高屈曲是否需要高屈曲TKA?n 是否能够提供满意的屈曲是否能够提供满意的屈曲? n 是否能够提供足够的安全是否能够提供足够的安全?n 不管是西方人还是亚洲人都能从高屈曲活动中受益，并不断努力去实现这个目标.n 但是，目前的高屈曲系统（设计，材料）不能保证安全性，并且增加的活动度似乎并没有明显的临床优势. n 严格的手术原则以及术后的功能锻炼的深入指导是必要的. There is nothing that cant be done if we raise our voice as one!