人工关节置换材料哪种最好(担心材料会磨损)(1)

人工全髋关节置换术是目前公认的治疗中晚期髋关节疾病的终极手段。自从20世纪60年代一线医生等对人工全髋关节假体的设计做出了巨大改进,随着手术技术、假体材料和制造工艺的完善,得到了广泛的应用。

迄今为止,全髋关节置换术是最成熟和有效的骨科手术之一它有效地延长了患者的寿命,提高了生活质量。

随着全髋关节置换手术的广泛开展,人们逐步了解到关节假体置换手术的各项并发症:包括切口愈合不良、血管神经损伤、假体周围骨折术中、术后均可发生、脂肪栓塞、下肢静脉血栓形成和肺栓塞。

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术后内科并发症如:贫血、电解质紊乱、肺部感染、心、肝和肾功能不全、术后关节脱位、双下肢不等长、陶瓷假体破裂、异位骨化、灾难性的关节感染、晚期并发假体无菌性松动等。

经过大量的随访研究,人们发现除了致命性的肺栓塞,关节感染、关节脱位、假体周围骨折等必须要进行关节翻修手术外,。

后一个十分严重的并发症是假体无菌性松动,它的发生机制主要是聚乙缔磨损颗粒导致的骨溶解,而骨溶解导致的假体无菌性松动恰恰是假体远期翻修的主要原因。

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骨科 陶瓷 金属 骨关节炎 手术

目前,主流的髋关节假体材料构成主要有:金属髋臼杯、金属股骨柄和不同材质的摩擦界面。

按摩擦界面构成不同分为:金属聚乙烯;金属-金属、陶瓷陶瓷;陶瓷聚乙烯、陶瓷金属等,其中前三者是主流。

金属聚乙烯界面应用最广泛,一度成为衡量其他关节置换手术的金标准;陶瓷陶瓷界面假体,因为其耐磨性好、亲水性好和极低的生物反应性,目前在年轻、富于运动的群体中应用越来越广泛。

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金属-金属界面也一度盛行,但是因为金属过敏导致的迟发性变态反应,特别在过敏体质、肾功能不全、孕妇等人群不宜应用,国内外对其摩擦界面的应用有所保留;在我国,髋关节假体界面选择仍旧以金属聚乙烯、陶瓷陶瓷多见。

那么他们三者之间有什么区别,各自又该如何选择?今天医生就来为大家详细科普一下。

金属对聚乙烯关节界面

金属头对聚乙烯内衬界面的假体组合,自从20世纪60年代外国骨科专家提出低摩擦学髋关节假体以来就逐渐盛行,一度成为衡量其他关节手术置换的标准。

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目前临床多采用的钻铭合金和聚乙烯配对,具有较低的摩擦系数和较好的组织相容性优点。长期随访结果显示该种界面组合的年以上假体生存率可达85%。

聚乙烯内衬较金属、陶瓷内衬优势之一是聚乙烯内衬可以制成防后脱位的高边;此外,金属聚乙烯因为撞击而导致的磨损及后果较陶瓷陶瓷和金属-金属组合轻的多。

随着金属聚乙烯界面的广泛应用,聚乙烯磨损导致的骨溶解引起人们广泛关注。理论上,聚乙烯内衬具有0.1mm/年磨损率,但是由于骨水泥屑、骨碎屑等第三方颗粒存在导致三体磨损,会加速聚乙烯材料的磨损。

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研究显示金属聚乙烯界面总的磨损率为0.04mm—0.1mm/年,而医生认为聚乙烯的磨损阈值

是0.1mm/年,超过该值,骨溶解的发生率极大。经过对应用金属聚乙烯界面患者进行术后10年的追踪研究发现,约患者出现20%骨溶解。

高交联聚乙烯界面

高交联聚乙烯材料自20世纪末年开始广泛应用于临床,系由惰性环境射线y照射,打断碳碳分子和碳氢分子的共价连接,在相邻碳分子间形成交联,同时或随后热处理可以促进交联并清除自由基。

高交联材料和普通聚乙烯相比,具有更高的强度和耐磨损性能。

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经研究证实前者的磨损率约为后者的八分之一或十分之一。由于热处理温度和放射处理方法的不同,所产生的高交联材料性能也有所差异。

聚乙炼内衬的磨穿是蠕变和磨损2个因素共同作用的结果。线性磨损和蠕变在最初1—2年较严重,蠕变随着时间延长呈指数下降趋势。

高交联聚乙烯比普通超高分子聚乙烯更耐磨,在体内,高交联聚乙烯磨损率为10mm/30年,非交联聚乙烯为48mm/50年。

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磨合期后,磨损率稳定在每年10um以下,与金属-金属和陶瓷陶瓷磨损率接近。由于高交联材料耐磨,可以适当减少内衬厚度而使用较大直径股骨头来增加关节稳定性。

同样的,高交联聚乙烯可以有防脱位的后高边设计,其撞击后果也较陶瓷陶瓷和金属-金属组合轻的多。

新一代高交联聚乙烯可以配伍金属头或陶瓷头,相对于金属聚乙烯界面,陶瓷聚乙婦界面可以减少磨损率。

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虽然大量国内外研究证实:高交联材料较普通聚乙烯假体的磨损率有显著的下降,但是其骨溶解程度是否有显著下降,尚需要长期的证据支持。

金属-金属界面

20世纪80年代末,金属-金属摩擦界面开始得到重视。

目前,第三代金属金属界面假体采用大头、高抛光、小间隙组合设计,具有十分理想的摩擦性能。而且金属内衬通常包被聚乙缔缓冲层以减少金属骨路间的弹性模量,使得金属-金属假体在全世界范围内的应用有了越来越广泛的趋势。

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金属-金属界面主要优点:具有极低的磨损率。在快速磨损期,金属-金属线性磨损率为,到第三年稳态磨损后,线性磨损率降低到,容积磨损率为,比传统聚乙雕低倍。

可以使用大直径的股骨头假体。金属大头增加了关节活动度,同时也提高关节稳定性,降低了关节脱位概率。

尽管金属-金属界面组合减少了磨损率,但是与金属离子全身性扩散相关的迟发型超敏反应及长期潜在危险等问题仍未得到解决等报道。

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全髋关节置换术后,其血清及尿中钻、铬离子浓度要显著高于使用聚乙席界面者,如血清钴高倍,血清络高倍。

血中显著升高的金属离子浓度引起了人们对是否导致肾脏损害、致畸性、致癌或其他结缔组织疾病的担忧。故目前对肾功能不全患者、育龄妇女的患者不推荐使用组合假体。

氧化锡陶瓷对陶瓷关节界面

氧化铭陶瓷陶瓷是第三代陶瓷界面,目前广泛运用于临床。陶瓷材料有较高耐磨、耐压特性,高亲水性和周围组织对其磨损颗粒低反应性,且陶瓷在体内不会解析出金属离子,避免了金属离子的过敏反应。

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随着现代陶瓷工艺改进,在第三代陶瓷材料中应用热等静压技术制造零气孔率、晶粒细小均句的陶瓷,激光烛刻技术降低陶瓷表面应力点等,使得陶瓷材料的密度、尺寸和强度有了长足进步。

研究表明,第三代陶瓷陶瓷摩擦界面线性磨损率约为0.004mm/年,远低于高分子聚乙烯的磨损率0.085mm/年。

总结

全髋关节置换技术的广泛应用,使得中晚期髋关节疾病患者的生活质量得到了极大地改善。随着社会发展,人们对髋关节假体的预期使用年限提出了更高的要求。

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人工关节无菌性松动是术后最常见的并发症之一,总结原因主要为聚乙烯的磨损微粒,可能激发局部组织产生过多的溶骨性介质,诱发假体周围骨溶解,导致假体松动。

故假体摩擦界面不同,其无菌性松动的后果也不一样;此外,釆用骨水泥或非骨水泥型假体,其无菌性松动后果也有一定区别。

总的来说,金属聚乙炼和陶瓷陶瓷界面全髋关节假体用于初次全髋关节置换中期疗效满意,但是陶瓷陶瓷界面假体在骨溶解和假体松动方面较金属聚乙炼界面假体有一定优越性。

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