人工髋关节发展ppt课件

.人工髋关节前开发、人工髋关节前发育的简要历史，人工关节前置换从早期探索阶段到现在，经历了100多年的成熟发展阶段。1822年，英国人安东尼怀特博士对股骨胫骨应用了5厘米截骨术，以改善髋关节的功能，缓解疼痛，12个月后形成假关节。1840年美国JM。卡诺chan首次进行下颌骨关节成形术，投入了橡木片(无生物材料)，可以说是人工假体置换的开始。1891年Gluck在德国首次用象牙股骨头和髋臼进行了全髋关节置换用镍螺钉固定假体，对骨水泥型全髋关节置换技术也起到了启示作用。1923年SmithPetersen设计了玻璃杯关节成形术，被认为是髋关节置换的创始人，此后使用多种材料制作的杯子效果不好。1938年SmithPetersen发现牙医使用的钴铬钼合金材料的生物惯性强，在人体内具有良好的生物相容性，使之成为纵形开放金属杯，整个股骨头的杯内活动1000例，长期疗效不好，金属杯与股骨头摩擦增加，股骨头缺血性坏死痛等。1941年，美国摩尔和摩尔汤姆森分别安装了长直柄人工股骨头和长弯曲股骨头假体。Muller，Harris后来成为臀部股骨头假体的原型。1950年摩尔在美国设计了自锁钴铬钼合金股骨头假体。1962年Charnley的低摩擦关节出现，各种人工关节相继出现，但临床效果不如Charnley全髋关节置换。Charnley假体具有摩擦稳定性低、松动的优点。1966年Charnley首先使用空气层流净化手术间、个人空气隔离系统、预防抗生素，大大降低了术后感染率。因为Charnley对人工关节做出了巨大贡献，被广泛认为是现代人工关节之父。90年代出现了混合固定型全髋关节置换，1994年美国开发理事会正式提出了臼，而不是骨水泥假体材料垒和骨水泥。近年来，骨水泥和生物型假体交替成为研究热点。2、人工髋关节置换概述，近30年来骨科发展最快的领域之一被认可为疗效。10年成功率超过90%的技术法、材料学的快速发展手术适应证正在增加。代替人员继续增加。进行性并发症导致翻修手术增加，手术适应证逐渐扩大。髋关节解剖学、病理学、生物力学研究持续进行人工髋关节的材料选择和假体设计，越来越合理的手术技术和术前、术后治疗也越来越完善的年龄60 75岁最合适的年龄范围扩大，年轻患者髋关节疾病、人工关节置换不被首选！骨关节炎、股骨头缺血性坏死、65、高龄股骨颈骨折80、类风湿性关节炎、髋关节肿瘤、第一髋、其他、肺结核等感染、手术适应证的逐步扩大、人工半髋关节、手术分类、股骨颈非骨水泥股柄假体(LINK)，髋关节表面置换，对局部骨完整性的要求高，变形后假体松动，骨吸收率高，容易修复。3，人工髋关节的材料，由于假体长期插入体内，材料必须具有良好的生物相容性、毒性副作用、体液内化学腐蚀及电化学腐蚀、弹性系数接近人的皮质骨。人工髋关节有多种类型的设计和多种材料，但一般由两部分组成，高平滑度的金属股骨头假体和耐磨材料组成的髋臼假体，人类髋关节假体的种类，1，生物医学金属材料2，生物陶瓷3，复合材料。1，生物医学金属材料，定义：具有高机械强度和抗疲劳特性，是临床使用的主要轴承植入物材料。，1.1生物医学金属材料、金属材料在髋关节置换中占有重要地位，目前髋关节置换的临床应用仍是金属关节头和超高分子量聚乙烯髋臼的组合，金属全髋材料的缺点，金属的弹性系数(100200GPa)与人体骨架(130GPa)相差很远，产生应力屏蔽效果，导致假体的疏松；金属是生物惰性物质，因此移植到人体后总是作为宿主存在，容易变形和释放。也就是说，金属在人体内富氧环境下，在表面形成25nm厚的氧化层，在摩擦作用下容易剥落，在剥落的部分，金属假体释放金属离子和粒子，提高磨损率，金属离子潜在毒性，这些缺点严重影响了金属人工髋关节的长期应用效果。 2，生物陶瓷，定义：医用生物陶瓷材料的化学性质稳定，生物相容性好。生物陶瓷主要包括氧化铝、医用碳材料等惰性生物陶瓷和生物活性陶瓷(例如羟基磷灰石、生物活性玻璃)两类。生物陶瓷根据生物活性分为：生物惰性陶瓷(氧化铝，氧化锆):稳定性，机械强度优秀。生物活性陶瓷(羟基磷灰石，磷酸三钙):骨传导特性，活骨整合性能，2.1生物陶瓷的优点，陶瓷材料的离子结构能吸引具有极性的液体，均匀复盖在陶瓷表面，有利于形成流体膜润滑效果；和陶瓷材料高硬度、低磨损率、小磨损颗粒；并且在潮湿的条件下正常工作，克服了金属假体在体内潮湿的环境下容易释放金属离子的问题。2.1氧化铝陶瓷，目前常用的纯度高的氧化铝是在1600 1800高温下烧结的氧化铝粉末。20世纪90年代以后采用的新制造工艺减少了杂质，提高了材料的密度。具有化学惯性和良好的防腐能力。但是氧化铝陶瓷的韧性必须低于金属，氧化铝陶瓷制成的股骨头直径必须大于或等于28mm。近10年来，用氧化铝陶瓷制作的人工髋关节得到了临床上不满意的结果。2.2氧化锆陶瓷，氧化锆陶瓷：氧化锆陶瓷的密度、韧性和强度高于氧化铝陶瓷，降低了陶瓷假体破裂的危险，可以制成22mm的股骨头。氧化锆陶瓷1985年首次制作股骨头假体，并在临床上使用。但是纯氧化锆不稳定，有单晶、正方形和立方体三种结晶状态。状态发生变化，稳定性下降，容易破裂，因此要保持稳定性，获得最佳机械特性，必须将稳定剂(常用的氧化钇)保持为方形状态。2.3羟基磷灰石在20世纪70年代首次临床成功。羟基磷灰石是构成骨骼和牙齿的主要无机物，具有出色的生物相容性，喷射假体和骨床，可以轻松获得更强的结合强度；有效地阻止了假体近端可拆卸彩色托特的聚乙烯粒子的移动。喷射钛解剖柄股骨假体，提供均匀的应力分布，有效减少应力遮挡，有助于假体的准确仪表插入。假体材料继续发展的：生物相容性好，生物力学相容性好，生物结合性好，固定性好，寿命长是未来的发展方向。第四，生物型或骨水泥型，骨水泥型假体的特点，1。临床应用时间长，临床效果准确，有很多成功案例。操作技术非常成熟。手术要求相对较低。患者的恢复时间相对较短。不是骨水泥，而是假体的特征，1。应用生物固定术，避免使用骨水泥引起的副作用。2.对于可能面临的翻修手术，可能会有更多的选择。外科医生的操作要求相对高。常见的并发症有大腿疼痛。，选择因素，年龄骨骼增长潜力对生活质量的要求恢复合作程度对其他类型假体的理解和手术技术。骨水泥的副作用，心血管反应：单体吸收和周围血管扩张导致反射性心动过速。单体会引起过敏反应。在骨水泥包装过程中，由于压力，脂肪和空气等进入血液循环，产生栓塞。骨水泥对周围神经、血管等造成机械压迫或热损失。骨水泥固定，手术时骨水泥把手慎重移植是临床取得长期成功的关键。目前股骨假体周围的骨水泥厚度最好控制在2mm以上，而股骨近端内部可能比2mm稍厚。水泥厚度小于2mm容易发生破裂。固定骨水泥提高骨水泥固定成功率的技术细节包括防止股骨假体上骨髓腔内移植，防止骨水泥环的间隙等。内翻移植假体柄可以使近端股骨内侧及远端股骨内侧骨水泥厚度变薄，这两个地区骨水泥承受高应力，早期易发生骨水泥破裂和固定失败。非水泥固定，非水泥假体由表面微孔和喷砂处理组成。微孔涂层一词是指在金属表面生成不同深度的精细气孔，以便通过加工处理容易接触到骨头。撒沙的意思是，利用小粒子撞击假体表面，制造出无数的压痕，骨组织可以生长在上面。这种压痕(压痕)类似于假体表面凹凸不平的山峰或山谷，可以使骨组织生长到其表面的峰谷。形成假体和骨组织之间的坚硬、无运动的界面，也是帮助骨组织发育成缝隙的重要条件。只有将微动范围调整到150um以下，才能制作出坚固耐用的球界面。如果超过，纤维软组织在气孔生长。假体表面和皮质骨之间的物理距离超过50um，使成骨细胞和成骨因子无法越过更宽的距离形成坚实的骨界面。金属和骨组织的界面不同于骨水泥和骨组织界面，具有重塑形状的潜力。当骨组织嵌入金属表面时，如果发生裂纹和损伤，组织可以重塑形状，重塑坚硬的界面。因此，理论上不是骨水泥的假体比骨水泥假体更坚硬，可以长期固定。不是骨水泥的假体固定技术有两种。编号固定技术中有固定技术，编号固定技术中有髋臼或股骨的磨削扩张模型，与假体模型完全一致。使用此技术固定髋臼时，经常需要额外的固定装置，例如螺钉固定，以获得骨骼和假体之间的牢固接合接口。文献报道，使用髋臼螺钉固定有很多缺点。拉撒路形成的钉路减少了髋臼表面的长进骨的区域，同时，骨道成为容纳磨损屑的场所，扩大了骨溶解范围。如果发生钉子，则直接接触聚乙烯的非关节面，导致磨损。挤压技术意味着股骨或髋臼研磨的大小比最终移植的假体小1 2mm。此技术根据环应力强烈固定，通常不需要进一步固定。非骨水泥髋臼假体，各种非骨水泥髋臼假体中背面微孔涂层的臼杯的临床效果最好，背面光滑的臼杯效果不好。但是涂层的假体手柄确实能得到更大范围的强力固定物。近端涂层的手柄仅固定在近端股骨上。此时，应力传导主要通过近端传导，防止应力遮挡和骨缺损。不是骨水泥，而是刀柄圆周的涂层范围也影响临床效果，该手柄分为全州涂层设计和半周涂层设计，这些设计的差异与有效关节间隙和骨溶解密切相关。设计为反覆涂层的假体手柄在近端股骨上不能一周都是骨骼长度，这里还留有一条通道，聚乙烯碎屑可以通过这个通道进入股骨，从而增加有效关节间距。聚乙烯刨花使用非周涂层假体柄时，会在股骨部位发生临床上明显的骨溶解。近端全州涂层手柄可以在近端股骨的整个圆周部分实现骨骼的长进，从而有效封闭股骨的髓腔和有效关节的间隙。全州涂层的假体手柄在术后松紧、大腿疼痛、骨质溶解等方面的性能要比半州涂层的手柄好得多。假体柄的硬度也对应力遮挡有很大影响。假体柄的机械硬度越高，传递载荷时阻止的应力越多。长柄假体用于远端假体周围骨折患者的短柄假体改造，中股骨畸形重或远端髓腔狭窄患者的直柄假体适用于各种患者，可以利用股骨解剖异常提高解剖正常股骨的扭转稳定性，但对股骨解剖异常的患者，有骨质疏松症或风湿性关节炎的老年患者，有助于股骨颈的短柄、假体移植，维持骨组织。5，影响髋关节稳定性和活动、关节活动和稳定性的其他假体设计因素还包括使用增加的防脱位垫。手术者可以选择性地使用防止后脱位的衬垫，提高后稳定性。此垫板可以有效地增加后稳定性，但当高关节向外延伸时，会产生假体冲击，并减少关节的默认弧形范围。因此，利用这种垫提高后方稳定性的方法也不容易。髋关节假体的力线，患者股骨和髋臼内髋关节假体的位置和角度是影响稳定性的关键因素。髋臼假体的前倾角太小，导致后脱位的危险增加，而角度太大，导致前脱位的危险增加。外科方法还影响理想假体安装角度。如果使用后方法，可以稍微增加髋臼前倾角，减少后脱位的可能性。以后方法为例，实现最佳稳定性的前向角度约为1520度。影响髋臼假体垂直方向角关节的稳定性。髋臼安装垂直方向的角度太大或角度太大，关节上脱位的危险会增加。总之，研究结果表明，尽管髋臼移植的最佳定位角度存在争议，外展时间必须在3050之间，前转角度可以根据外科方法选择015之间的角度。股骨假体的前倾角必须在015之间。6，人工髋关节的发展趋势，材料学的发展：钛合金、钽金属等生物形体的骨骼长成假体。骨水泥技术的发展：真空搅拌、远程塞和中央集中装置、骨水泥枪应用及脉冲冲洗技术，使现代骨水泥假体更加牢固。骨水泥假体早期稳定性和长期稳定性好，仍然是很多医生的首选状态。骨水泥股骨柄：抛光表面的骨水泥股骨可以通过二次下沉效果在假体-骨水泥-骨之间牢固固定。生物股骨柄：可以与骨床紧密结合，因此表面处理技术从原来简单的粗糙表面羟基磷灰石到现在的三维多孔表面/珍珠棉设计，原骨到现代的骨骼长度会延长，提高长期稳定性。生物学上的股骨假体的图形设计：最初用直线手柄设计，近10年来设计的锥形手柄在压缩机制上更加牢固。股骨近端固定概念：股骨假体设计的最新进展，有助于减少假体应力遮挡带来的负面影响。髋臼与股骨头之间的匹配方法：陶瓷及陶瓷-聚乙烯假体的临床应用报道增多，理论优势是减少材料的磨损，但长期疗效尚未研究。由于大口径股骨头的应用，出现了很多对临床疗效满意的报告。微创理念的引入使全髋关节置换更容易接受，但小切口并不意味着微创手术。计算机导航技术使手术更准确、更有效。，人工髋关节的未来发展，材料科学研究是对减少支撑磨损面的磨损的未来重要工作的研究，传统金属对因聚乙烯等支撑面而熔化的过去金属毒性高，磨损严重的陶瓷对陶瓷和现代陶瓷具有同样严重的磨损陶瓷的破碎陶瓷，对聚乙烯较低的金属磨损也不满意，对支撑面磨损的新一代金属对金属陶瓷、陶瓷、陶瓷对聚乙烯、高度交联聚乙烯的支撑面的磨损减少。新一代金属不仅减少了支撑面的磨损，还自行修补，打磨光滑。含有氧化铝和氧