人工關節(jié)的使用年限,一直是病人關心、家屬揪心、醫(yī)生操心的問題。
隨著人工材料設計和加工工藝的不斷提高和完善、手術技術的不斷革新,人工全髖關節(jié)的使用壽命越來越長。
能夠影響全髖關節(jié)假體使用壽命的因素非常多,如病人的健康狀況、體重、活動量、骨骼質量、臼杯和股骨柄的表面處理工藝、摩擦界面的耐磨特性、手術技術等。盡管體外實驗可以預判某種假體的耐磨性能,但植入人體內的材料所處的復雜生理化學環(huán)境、復雜的力學環(huán)境都會影響假體的磨損速度。
因此,
很難
準確判斷
人工關節(jié)在具體某位病人體內的使用年限!
假體材質是確保使用年限的基礎
臼杯表面涂層脫落
歷史上曾經出現的不同界面搭配
摩擦界面是影響人工關節(jié)壽命最主要的因素之一。
一杯三襯搭配
不同生產廠家的髖臼杯可以分別和聚乙烯、金屬、陶瓷等材料的內襯進行搭配組合,以下分別進行闡述。
金屬對聚乙烯界面是全髖關節(jié)假體中最經典的一種。
聚乙烯材料的分子構成
優(yōu)點:低摩擦系數、耐化學腐蝕性、抗應力破裂以及重復應力作用下可較好地吸收能量等優(yōu)點,在臨床已應用多年。
缺點:聚乙烯磨損碎屑微粒在體內可產生不同程度巨噬細胞反應,導致骨質破壞,出現骨溶解,進而造成假體無菌性松動、失敗。
聚乙烯磨損機制
假體松動下沉病例:
男,56歲,術后2年假體下沉
假體磨損松動病例:
男,73歲,術后10年明顯磨損
年 齡
73歲
使用年限
10年
翻修原因
疼痛
假體磨損,涂層脫落(點擊看大圖)
聚乙烯磨損導致骨溶解病例:
43歲,術后8年,假體磨損、骨溶解(磨損?。?/span>
歷史上曾經出現的金-金人工關節(jié)
存留體內25年的金-金人工關節(jié)
現代金-金人工關節(jié)
優(yōu)點:金屬材料強度高、韌性高、抗腐蝕性強等,符合髖關節(jié)置換假體特性需求。
缺點:金屬摩擦釋放金屬離子,隨體液循環(huán)分布于全身各個組織器官,其中腦、肺、肝和脾被認為是金屬離子聚集較多的部位,其對人體的潛在危害不容忽視。
金對金人工關節(jié)置換術后5年
陶瓷對聚乙烯界面組合相對于金屬對聚乙烯界面組合,陶瓷頭明顯具有質地堅硬、摩擦系數低的優(yōu)點,減少了刮傷及表面損壞的幾率,理論上可以減少聚乙烯磨損。但陶瓷頭是否確實能降低聚乙烯磨損率,尚有待進行實驗室及臨床進一步研究和觀察。
52歲,陶瓷對聚乙烯雙側置換
陶-聚乙烯關節(jié)術后8年,未見明顯磨損
陶瓷優(yōu)秀的機械性能、生物學穩(wěn)定性和液膜潤滑機制使它成為改善髖關節(jié)假體使用壽命的極佳材料。
第三代陶瓷關節(jié)——“黃陶”
以Biolox forte為代表的第三代氧化鋁陶瓷人工關節(jié),硬度、機械強度都較前兩代產品顯著提高,假體斷裂的發(fā)生率也降低到0.004%。
第四代陶瓷關節(jié)——“粉陶”
第四代陶瓷為新型氧化鋁基復合材料,氧化鋁、氧化鋯、氧化鉻等結合在一起,其生物相容性及耐磨損性等性能更優(yōu)異,材料強度、韌性均較其他材料有了大幅提升。
44歲,雙側全陶瓷關節(jié)置換
優(yōu)點:
陶瓷材料的離子結構可以吸引帶極性的液體,使之均勻地覆蓋在陶瓷的表面,有利于形成流體薄膜潤滑效果,減少假體之間的摩擦。
陶瓷材料非常堅硬, 其硬度僅次于金剛石, 遠高于鈷鉻合金和鈦合金等金屬材料, 因此陶瓷制成的部件不易被劃傷。
陶瓷為生物惰性材料,化學鍵穩(wěn)定,組織學反應低,無腐蝕性,陶瓷顆粒對組織的刺激也較金屬顆粒??;磨損時產生顆粒小,組織反應小,所以陶瓷關節(jié)可有效的減輕骨溶解。
陶瓷對陶瓷界面摩擦機制
一項多中心前瞻性隨機研究顯示,17年時的假體存留率,CoC為96.8%,而MoP 為91.3%(P=0.0046),CoC關節(jié)沒有發(fā)現骨溶解,而MoP 關節(jié)骨溶解的發(fā)生率為17.6%。
全陶瓷關節(jié)存在的相關問題:
a 假體碎裂 與陶瓷高強度優(yōu)勢伴隨出現的一個固有特點是脆性,脆性使得裂紋在陶瓷材料中較易擴展,這也是陶瓷材料在人工關節(jié)應用中最受關注的問題。近年來隨著生產工藝的改進,假體設計日趨合理以及操作技術的提高,當代陶瓷假體的破碎率已明顯降低。
b 關節(jié)異響 隨著CoC全髖關節(jié)置換應用的增多,術后的異響(squeaking)越來越多的受到關注。異響的出現通常不伴有疼痛及功能異常,對大多數患者的滿意度及 Harris評分影響不大。
現在,陶瓷材料已發(fā)展到第四代,除了具有更高的生物相容性之外,在硬度、潤滑、韌性和抗磨損性能上帶來了革命性的突破。其不但具有極強的抗碎裂性能,而且有極高的抗斷裂韌性。在第三代及其之前的陶瓷內襯,因為陶瓷本身強度的限制,必須保證有足夠的厚度,這樣就限定的陶瓷球頭的大小。而過小的球頭不僅增大了磨損,并且有脫位及破碎的風險。
在第四代陶瓷關節(jié)面條狀磨損(stripe wear)發(fā)生率比第三代陶瓷關節(jié)假體明顯減少。并且因為其強度大,內襯可以做得更薄,這樣就可以使用32mm或 36mm大直徑球頭, 從而減少撞擊及關節(jié)面的磨損,降低了置換后關節(jié)脫位的發(fā)生率,提高了置換后髖關節(jié)的穩(wěn)定性和關節(jié)的活動范圍。
結語
經過40多年的發(fā)展,不論是陶瓷的特性,還是部件的固定方式都得到了顯著改善,陶瓷對陶瓷已成為全髖關節(jié)置換領域主要的關節(jié)界面選擇之一。
陶瓷對陶瓷界面具有磨損率低、長期應用后不易骨溶解、更適于年輕和活動量大患者的優(yōu)勢已得到全球骨科界認同。
第四代陶瓷對陶瓷組合是目前最有前途的關節(jié)界面,基本消除了假體磨損、破碎、松動、免疫反應等長期困擾的人工關節(jié)問題,成為髖關節(jié)置換的首選。
有使用,就有磨損
無奈的選擇——畏懼磨損、不敢活動病例:
女,62歲,DDH行關節(jié)置換術后10年
病人因畏懼磨損,日常活動量極小
如何讓關節(jié)更持久 ??? ﹀ ﹀ ﹀
早診斷、早保頭、早預防
——努力不換關節(jié)!
自己的股骨頭才可能更長久!
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