固定衬垫式和活动衬垫式全膝人工关节置换术后随访4．5年以上的对比性研究

背景：低接触应力旋转平台（活动衬垫式）和Insall Burstein-Ⅱ型（固定衬垫式）全膝人工关节假体各自独立的长期稳定性已有报道，但我们尚未见有关这两种假体的中长期随访及对比性研究。 方法：对32例双侧膝关节畸形和术前活动范围均相似的膝关节炎患者进行了前瞻性评估，患者同意一侧膝关节行活动衬垫全膝关节置换，另一侧膝关节行固定衬垫全膝关节置换。术后平均随访6年，使患者、医生和观测者的相关干扰降至最小，对两种假体进行对比分析，项目包括临床和X线片结果、生存率和并发症发生率。 结果：术后骨关节炎患者的功能评分和活动范围好于类风湿性关节炎患者。然而，对患者在膝关节协会评分、屈曲范围、主观表现或髌股并发症发生率等方面进行评估，没有发现活动衬垫式假体比固定衬垫式假体更好。X线片显示两者在假体排列上没有差异。两例使用活动衬垫式假体的膝关节需要再次手术，其中1例因衬垫脱位而需要早期翻修，另1例因深部感染而进行关节融合。 结论：我们发现中期随访患者的临床表现显示，活动衬垫式全膝关节置换术并不比固定衬垫式全膝人工关节置换术具有更多的优点。活动衬垫式假体发生假体脱位和半脱位的危险性应给予重视，在发生脱位后要早期进行翻修。 可信水平：治疗性研究，Ⅱ级，进一步可信度参见作者介绍。     

关节假体的设计与材料

关节假体目前面临最大的问题之一在于术后假体的松动，而导致松动最主要的原因是关节面磨损所产生的骨溶解效应。对于膝关节假体而言，一般的超高分子量聚乙烯（ultra-high molecuar weight polyethylene，UHMWPE）是目前胫骨衬垫的主要材料。众所周知，聚乙烯磨损颗粒是导致骨吸收的最重要因子，这就提出所谓交联聚乙烯，以用于减少磨损。与此同时，有研究指出，传统聚乙烯与交联聚乙烯所产生的磨损颗粒在尺寸及体积上呈现不同的结果。     

人工全髋聚乙烯假体磨损及其生物学效应

目的 探讨人工关节聚乙烯磨损与假体松动的关系。方法 采用光镜与电镜对15例人工髋关节翻修病例的聚乙烯假体臼杯内表面及假体周围软组织作形态学观察。进而在动物实验中观察微小聚乙烯磨损颗粒促使骨吸收性细胞因子增加，植入物周围骨溶解以及植入物-骨整合强度下降的生物效应。结果 聚乙烯假体在人工关节松动形成时均明显磨损，聚乙烯磨损颗粒诱发机体单核-巨噬细胞增殖并分泌骨吸收性细胞因子。结论 聚乙烯磨损与假体松动密度相关。其中生物因素是引起假体松动的主要途径。     

胫股关节吻合性对人工膝关节聚乙烯磨损的影响

人工关节置换术是矫正关节畸形、解除关节疼痛、重建关节功能的主要手段。多年来 ,人工全髋、全膝皆以聚乙烯为关节形成表面 ,随着人工关节置换的广泛开展 ,聚乙烯磨损问题越来越引起人们的关注。聚乙烯磨损及其产生的碎屑和磨损颗粒所引发的生物学反应及导致的骨吸收、骨溶解 ,是造成假体松动、人工关节翻修的主要原因[1,2 ] 。与人工髋关节的球洞几何形态相比 ,人工膝关节的几何形态要不吻合的多 ,胫骨假体表面常承受较大的接触应力 ,较易产生磨损[2 ,3 ] ,理论上关节形成表面越吻合 ,聚乙烯磨损越少 ,不同的胫股关节吻合性 ,对假体磨损产…     

膝关节假体设计的有限元分析

[目的]建立膝关节胫骨基座力学测试的有限元模型,并预测平台假体胫骨基座的疲劳特性和不同屈曲角度下聚乙烯衬垫的磨损。[方法]选用一款后稳定型(posterior stabilized,PS)固定平台膝关节假体,将模型设为连续、均匀和各项同性的材料,根据ISO 14879-1的要求,建立胫骨基座力学测试的有限元模型,试验测试基座在500万次载荷循环下的存活率。建立股骨假体和聚乙烯衬垫的三维有限元模型,测试不同屈曲角度下聚乙烯衬垫的磨损。[结果]胫骨基座的Von Mises应力峰值出现在基座固定柱和防旋翼的相接处,约为254.6 MPa。聚乙烯衬垫的接触面积在屈曲0°~60°时逐渐增加,屈曲60°~135°的过程中接触面积则开始迅速减少;而聚乙烯衬垫的平均接触应力则随着屈曲角度的增加而增加。[结论]有限元方法提供了一个可用于评估膝关节假体力学性能的虚拟平台,具有经济、可信度高的特点。本文建立的有限元模型能够快速、有效的预测膝关节假体的力学性能,为膝关节假体的设计改进奠定了基础。     

人工关节松动病因的研究

目的：探讨人工关节松动的病因。方法：选择７例松动人工髋关节，翻修手术时取松动关节周围的界膜组织；同时选择１０例骨折内固定患者，拆除内固定物时取内固定物周围瘢痕组织。标本做组织学检查和肿瘤坏死因子（ＴＮＦ）测定。选择１０只成年兔，将２０只模拟假体分别置入双侧股骨远端。分别于术后第６、８、１０、１２、１４周向右侧膝关节腔注射聚乙烯微粒悬液，作为实验侧；左侧膝关节腔注射生理盐水，作为对照侧。第１６周取股骨远端标本，做组织学检查。结果：松动人工髋关节周围的界膜组织主要含大量的组织细胞和聚乙烯微粒，而骨折内固定物周围的瘢痕组织主要为纤维成分，无聚乙烯微粒。松动关节周围界膜组织中的ＴＮＦ浓度明显高于骨折内固定物周围的瘢痕组织（Ｐ＜０．０１）。动物实验发现，实验侧模拟假体周围有一层充满组织细胞的纤维结缔组织界膜，并有明显骨吸收和骨溶解现象，而对照侧无明显纤维结缔组织界膜，也无骨破坏现象。结论：人工关节磨损后，产生大量的磨损微粒，微粒刺激组织细胞分泌ＴＮＦ等溶骨性因子，这些溶骨性因子直接或间接地激活破骨细胞，从而引起假体周围骨吸收、骨溶解，最终导致假体松动。假体松动后又可加重磨损，产生更多的微粒，形成恶性循环     

使用可活动衬垫TACK表面膝关节假体置换的初步临床报告

目的基础与临床研究已证实,聚乙烯磨损导致的骨溶解仍然是膝关节置换术后晚期失败的主要原因;TACK为第三代可活动衬垫的膝关节假体,其聚乙烯关节面为非限制性解剖形旋转面,它存在于一个金属的胫骨平台假体的轨道内,可在轨道内进行内外旋转并与股骨内外髁面高度匹配,运动中能始终保持最大的面接触,理论上可大大地减少磨损和假体松动。报告使用可活动衬垫TACK假体进行膝关节置换的初步临床结果。方法自1997年11月～2001年3月,采用可活动衬垫TACK(totalar ticu latingcement lessknee) 膝关节假体对61例88侧病变膝关节进行了表面膝关节置换术,31例患者(45膝)获得了1年以上的随访,平均随访25.4个月。采用HSS评分及X线检查对临床效果进行评价。结果经手术治疗,优良率为96.4%,HSS评分平均为86.4分;膝关节可以完全伸直,下肢力线明显好转,外翻角为0°～10°,平均5.7°;膝关节活动范围从术前0°-6.5°-68.3°,改善到术后0°-2°-88.4°。经X线检查证实未发现有骨溶解、假体松动或活动衬垫脱位等并发症。结论作为第三代可活动衬垫的表面膝关节置换的短期临床效果令人满意,假体的设计增加了股骨与聚乙烯衬垫之间的匹配,减少了接触应力和聚乙烯的磨损。其长期效果还需要进一步观察。     

陶瓷髋关节假体现状

自 196 2年ＪｏｈｎＣｈａｒｎｌｅｙ首先使用金属头对聚乙烯臼髋关节假体以来 ,这种组合一直广泛应用至今 ,并取得了很好的近中期疗效 ;但假体的远期松动、磨损 ,最终导致手术失败 ,制约了人工关节的发展。由于无菌预防技术的进步、假体抗疲劳性和强度的改善以及假体固定技术的提高 ,假体负重界面之间的磨损所引起的后果已成为影响人工关节长期使用寿命的主要制约因素 ,越来越多的研究认为聚乙烯磨损颗粒是产生假体周围骨溶解和无菌性松动、最终导致植入假体固定失败的主要原因〔1,2〕。为解决骨溶解 ,寻找终身使用的全髋假体 ,减少或消除…     

全膝关节置换术后假体周围骨量丢失的研究进展

初次全膝关节置换术（total knee arthroplasty,TKA）术后都存在骨量的丢失,且流行病学显示这种骨量丢失不依赖于假体类型和固定方法。术后假体松动与假体表面骨吸收、磨损引起的骨溶解和术中骨丢失有关,但假体周围骨密度（bonemineral density,BMD）降低也是远期假体松动的一个重要原因。理论上,     

负重可活动膝关节表面置换的研究现状

根据膝关节表面置换后关节活动时股骨在胫骨上是否旋转，可将膝关节假体分为两大类：一类是负重固定平台膝关节(fixed-bearing knee，FBK)，聚乙烯衬垫和胫骨假体是固定的，如I—BⅡ、PFC、Foudation、PCA和AGC；另一类是负重可活动膝关节(mobile—bearing knee，MBK)，又称为负重活动半月板膝关节(meniscal—bearing knee)，其聚乙烯     

旋转平台型假体全膝关节置换术的研究进展

自20世纪80年代活动平台的设计理念被提出以来，旋转平台型膝关节假体应用于临床已将近20年。与固定平台型假体相比，旋转平台型假体的聚乙烯衬垫下方与胫骨平台假体之间能自由旋转，上方的球面设计增加了与股骨髁之间的形合度和接触面积，在膝关节屈伸时能分解股骨髁与聚乙烯衬垫间的剪切应力。这些设计一方面可以降低聚乙烯的磨损、减少磨损产生的碎屑，     

人工全膝关节置换术后胫骨侧有限元模型的建立

目的建立膝关节置换术后胫骨侧假体的数字几何模型,为进行相关力学分析奠定基础。方法将正常成人胫骨上段CT扫描数据导入图像工作站、以Mimics10.0与ANSYS11.0软件处理建立数字化模型,以ProE软件建立6种不同柄体形状的胫骨假体以及高分子聚乙烯垫、骨水泥的数字模型,将上述模型进行组装。结果通过该技术可以成功建立膝关节置换术后胫骨及6种不同形状胫骨假体数字模拟。结论本研究模型更加真实地模拟了膝关节置换术后的胫骨侧实际情况,为进一步力学分析奠定良好基础。     

人工踝关节的发展和展望

从Richard Smith(1963)设计应用球窝性人工全踝关节假体以来，世界上已有不下20余种全踝假体相继问世和应用。嗣后，Oregon(1976)模仿踝穴形态的假体，由于增加了关节的限制性和剪切应力，伴同下胫腓关节活动时，尤易引起假体松动，故失败率高而放弃(1989)。Waugh假体，Mayo假体，伦敦帝国医学院的ICLH假体、TPR假体等，普遍采用金属弧弯胫骨板覆盖在距骨顶的下盖，高密度聚乙烯的凹面衬垫胫骨，用骨水泥固定(1979)。     

后方稳定——放之四海而皆准

多数病例回顾认为后方稳定型膝关节假体的活动度稍大于后交叉韧带(PCL)保留型,但从临床角度,两者之间并无一者胜于另一者的显著差异。全膝置换术后的膝关节活动度与其说是由膝关节设计的动力学特点决定的,还不如说是由病人术前活动度、术后膝关节间隙高度或手术操作决定的。术后膝关节失稳已成为术者选择假体必须考虑的重要因素。目前,后方稳定型膝关节假体的脱位率已降至千分之一,远低于全髁型假体。早期衬垫较平坦的PCL保留型假体,满足了保持股骨髁后滚水平的要求,但同时也打开了名为骨溶解的潘多拉之盒,这是导致全膝置换术失败的主要因素。骨溶解在后方稳定型假体则十分少见。PCL保留型假体很少脱位,但常处于持续半脱位状态,股骨髁在胫骨平台上前后方的运动会不可避免地造成聚乙烯衬垫的磨损。故以往PCL保留型假体的坚定支持者也逐渐放弃了平坦衬垫设计。即使是PFC等最     

不同固定表面生物型人工膝关节假体的骨长入实验研究

目的比较人工膝关节不同孔径的固定表面生物型假体植入兔体内的骨长人情况,为人工膝关节生物学固定方法的改进提供理论依据。方法自行设计制作兔部分限制型人工全膝关节表面置换假体,股骨髁和胫骨平台假体固定表面用激光焊接两层不锈钢网,一组设计为两层不锈钢网孔大小相同,网孔均为（2×2）mm,称大孔假体（实验组假体）。另一组设计为两层不锈钢网孔大小不同,大网孔大小为（2×2）mm,小网孔大小为（1．5×1．5）mm,大网孔钢网焊接在紧贴假体固定表面,小网孔叠放在其外面,称小孔假体（对照组假体）。两组假体两层钢网均错开焊接。30只成年新西兰大白兔随机分成两组,每组15只,分别行左侧人工膝关节置换术,髌骨不置换。术后1、3、6个月处死动物取材,每个时间点各5只,进行硬组织切片染色,计算假体骨界面新生骨形成率,假体与骨界面的骨结合率。结果假体骨界面新生骨形成率,假体与骨界面的骨结合率,实验组大于对照组（P〈0．05）。结论生物型人工膝关节假体的固定表面孔径不同影响假体与骨界面的骨长人,大孔假体骨界面新生骨形成率及假体与骨界面的骨结合率要优于小孔假体。     

全膝置换术后应力遮挡致骨量丢失的研究进展

人工全膝关节置换术后并发症较多，其中假体无菌性松动和假体旁骨折与假体周围骨量丢失紧密相关。骨量丢失的机制分为两类：一类为机械性，发生于术后早期，包括假体周围应力遮挡致骨质重塑、术中操作及骨水泥致骨损伤坏死、术后关节负重减少致废用性萎缩，其中以应力遮挡最主要；另一类为生物性，发生于术后晚期，指假体材料产生各种磨损颗粒作用于炎症细胞而释放大量炎性因子，激活破骨细胞致假体周围骨溶解。本文仅就使用影像学手段对全膝关节置换后应力遮挡致假体周围骨量丢失的研究进展及趋势作一综述。     

关于假体的设计与材料

关节假体目前面临最大的问题之一在于术后假体的松动,而导致松动最主要的原因是关节面磨损所产生的骨溶解效应.对于膝关节假体而言,一般的超高分子量聚乙烯(ultra-high molecuar weight polyethylene,UHMWPE)是目前胫骨衬垫的主要材料.众所周知,聚乙烯磨损颗粒是导致骨吸收的最重要因子,这就提出所谓交联聚乙烯,以用于减少磨损.与此同时,有研究指出,传统聚乙烯与交联聚乙烯所产生的磨损颗粒在尺寸及体积上呈现不同的结果[1,2].     

微小假体磨损颗粒诱导置入物旁骨溶解的扫描电镜观察

为比较不同人工关节微小磨损颗粒对假体－骨界面处骨整合及骨整合及骨溶解的影响,探讨假体松动的机制。方法本实验采用扫描电镜技术对钛事金、钴－铬－钼与聚乙烯（ｕｌｔｒａｈｉｇｈｍｏｌｅｃｕｌａｒｗｅｉｇｈｔｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ,ＵＨＭＷＰＥ）三种微小颗粒诱导的假体周围骨组织改变进行超微结构观察。结果研究发现,直径２．５μｍ的Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ颗粒诱导置入物旁骨吸收或骨溶解的程度明显低于相同直径的Ｃｏ     

Charnley型人工全髋置换术后10年以上随访的X线分析

目的：通过对骨水泥固定的Charnley型人工全髋置换术患者10年以X线随访，探讨骨水泥型人工全髋的固定效果、松动及影响寿命的因素等。方法：获得10年上随访的38例45髋作研究对象，平均随访14.6年。X线包括术后及最后随访时髋关节正侧位片。结果：髋臼假体松动有24髋（53％），其中明显松动（definite loosening）14髋（13％），可能松动（possible loosening）10髋（22％）。臼杯磨损共35髋（78％），平均磨损率为0.133mm/年；股骨假体柄松动有12髋（27％），其中明显松动8髋（18％），可能松动4髋（9％）。假体柄周围骨溶解18髋（40％）。本组45髋中8髋（18％）行翻修术，其中4髋因髋臼假体松动单纯髋臼假体翻修，其余4例行髋臼和股骨假体全部翻修。结论：骨水泥固定的Charnley型人工全髋置换术后10年以上长期随访结果，股骨假体的固定效果较好，但髋臼假体的固定效果并不满意。聚乙烯臼杯磨损不可避免，作为人工关节材料，聚乙烯对金属的关节组合应重新考虑。采用改良的骨水泥固定方法对人工全髋假体的早期稳定性和长期寿命非常重要。从髋臼假体的固定效果来看，金属臼（metal shell）假体的非骨水泥固定效果优于聚乙烯臼的骨水泥固定效果。     

多孔钽衬垫关节盂假体初始固定的生物力学分析

在全肩关节置换术中,影响关节假体长期存活的关键因素是关节盂假体的固定方式和松动可能性。近年来,生物材料科学的发展使新型的、可降低假体松动率的关节盂假体的开发成为可能。多孔钽（porous tantalum,PT）衬垫骨小梁金属肩关节盂假体（美国Zimmer公司）可促进假体-关节盂界面间的骨质形成,提高假体的稳定性,降低松动发生率。聚甲基丙烯酸酯（polymethyl-methacrylate,PMMA）水泥本身无成骨作用,且会造成钽金属多孔表面机械闭塞,因此在用于初始固定时可起到预防骨整合的作用。而磷酸钙骨水泥具有骨传导特性,与PMMA应用方式相同,具有与松质骨相似的抗压强度和弹性模量,且磷酸钙可被骨吸收和替代,这些特性使其可能成为提供关节盂假体初始稳定固定及PT衬垫内骨内生性的良好替代品。本研究通过生物力学仿真模型,检测3种PT衬垫假体不同固定方法（单纯压配、磷酸钙水泥固定以及PMMA水泥固定）的稳定性,并与标准全聚乙烯关节盂假体对照组进行比较。