人工关节置换中的一些热点问题课件

人工关节置换中的一些热点问题 Hong Cai, MD Department of Orthopaedic Surgery Peking University Third Hospital Beijing, China n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 髋关节置换摩擦界面的选择 n金对金（Metal On Metal） n金对陶（Metal On Ceramic） n陶对陶 （Ceramic On Ceramic） n金属对聚乙烯（Metal On PE） n陶瓷对聚乙烯（Ceramic On PE ） 硬对硬（Hard On Hard）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 需要考虑的问题 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 磨损无菌性松动 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 硬度 不同界面间的线性磨损 高分子聚乙烯（PE） Sir John Charnley （19111982 ） n失败Teflon nEarly 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（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 高分子聚乙烯（PE） 灭菌及储存 n不能高温高压消毒（材料降解和永久变形） n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（PE） 更耐磨的高交联聚乙烯 nZimmer Longevity nDepuy Marathon nSmith&Nephew XLPE nStryker Crossfire n在髋关节中高交联聚乙烯表现出更优异的耐磨性 ，减小8090 n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，细胞毒性小于金属离子 n适合金属超敏的患者 陶瓷（ceramic） 陶瓷（ceramic） 陶瓷（ceramic） 碎裂 陶瓷（ceramic） 锥度 金属对金属 n稳定性 n低磨损（0.005mm/y） n活动范围更大（头直 径大） 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） n表面处理：更光滑 n润滑模式 边界润滑 全液膜润滑 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） n假体设计 n材料:高碳 Co-r :0.2%w/w （磨损率更低） 低碳: 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 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 Systems n 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:通过全髋置换和全膝置换达到良好关节活动度的 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(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? 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 119o n Knees w 115o (67%) vs. 125o (12%) n在 疼痛, 膝关节, 功能评分无差异 n如果 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 120o: SF-36的社会功能评分更好 n 135o: WOMAC 功能评分更好 n “在真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, Consultation n 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 11 q 无特殊原因 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 高屈曲 TKA Systems n 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 25 n 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 FU n 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 FU q 前瞻, 随机, 同时进行 n 屈曲 139o vs. 136o (p=0.41) n LPS-flex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 FU n 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 Results Bin (2007) KSSTA 90/901Y ROM (130o vs 124o), No difference in HSS, No complication Huang (2005) J Arthroplasty 28/282.6Y ROM (138o vs 126o), Squat (80% vs 32%), No differences in AKS KS Kim (2005) JBJS Am 50/502.1Y No difference in ROM (139o vs 136o), HSS, No complications Seon (2005) Orthopaedics 50/502Y No differences in ROM (131o vs 129o), HSS Akagi (2000) JBJS Am 1825.8YROM 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 高屈曲 TKA Systems n 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 success n 在体透视检查 q在行走 & 极度屈曲 n承重时的活动度125o 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 所有 20 膝都有后滚 q 平均 （外侧/内侧) 8 mm / 4 mm n平均胫骨内旋 5.4o ( 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-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 NexGen LPS-flex n 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能