人工关节的基础
人工关节详解
人工关节目录第一章认识人工关节第一节人工关节置换的概念第二节人工关节置换的目的第三节人工关节置换的历史第四节人工关节的材料第五节人工关节手术时机和使用期限第二章人工关节置换术的适应症第三章术前准备第一节病人术前准备第二节术前家属准备第一节术前健康教育第二节术前准备程序第四章术前康复及护理第一节术前康复第一节人工关节置换手术前护理第三节人工关节置换术护理计划第五章手术经过第一节麻醉问题第二节人工关节的输血问题第三节人工关节手术过程第四节术中护理配合第六章术后康复锻炼第一节术后康复的重要性第二节人工髋关节置换术后康复训练第三节人工膝关节置换术后康复训练第七章术后护理第一节术后初期护理第二节术后疼痛护理第三节饮食和睡眠第四节饮食第五节关于大小便第八章术后常见并发症及处理第一节人工髋关节置换术后并发症第二节人工膝关节置换术后并发症第三节假体的翻修及使用寿命第九章出院指导第一节回家准备第二节术后随访第三节娱乐活动及旅行第四节性生活第五节重返工作第十章人工关节置换实践第一节手术前病人的体验和随访结果第二节手术后病人的体验和随访结果第十一章结论和建议,第一章认识人工关节第一节人工关节置换的概念人工关节置换术是20世纪外科领域最为成功的手术之一，它不仅能有效解除病人关节的疼痛，还能最大限度地恢复关节的活动能力，提高病人生活质量，让多种晚期骨关节疾病病人过上没有疼痛、具有较高生活质量的生活。
经过几十年的发展，人工关节外科技术日臻成熟、完善，已成为治疗多种晚期骨关节疾病的最有效的方法之一。
通常人们对人工关节置换手术会产生恐惧心理，错误地认为人工关节置换就是将关节全部切除，装上不锈钢关节，术后肢体如同机器人一般，生硬而不自然。
实际上这种想法是不正确的，因为他们对人工关节并不了解。
究竟什么是人工关节置换手术呢？所谓人工关节置换，从专业的角度讲，就是应用生物相容性好、机械强度高、耐磨性强的高分子聚乙烯、钴铬钼合金、陶瓷等人工材料制成关节头和关节面，替代原来的病变关节。
人工膝关节置换手术步骤全解
人工膝关节置换手术步骤全解人工膝关节置换简介人工关节是人们为挽救已失去功能的关节而设计的一种人工器官，因而达到缓解症状，改善功能的目的。
人们根据全身各关节的特点，为许多关节设计了各种不同的人工关节。
人工关节是人工器官中疗效最好的。
现代人工膝关节置换手术始于上世纪60年代，经过半个世纪的不断发展，业已成为治疗晚期关节病变的有效方法，被誉为二十世纪骨科发展史上重要的里程碑。
人工膝关节置换手术目前已是一项十分成熟的技术，对于那些保守治疗无效或效果不显著的晚期膝关节疾病，特别是对于老年人的膝关节骨关节炎，通过手术可以有效缓解疼痛，改善膝关节的功能，完全满足购物、散步、做家务等日常生活需要。
据不完全统计，目前国内每年有两万多名患者接受人工膝关节置换，且在逐渐增加中，已成为骨科常见的手术之一。
什么样的人可以做人工膝关节置换术1.年龄在50岁以上的原发性骨关节炎，风湿性关节炎患者。
2.继发性骨关节炎，关节已破坏，功能严重受损，病情已稳定者。
3.化脓性关节炎，结核性关节炎治愈2年以上，膝关节强直于非功能位者。
人工膝关节置换手术前需要做哪些准备1.心肺情况良好，能够耐受手术。
2.肢体无足癣及其他感染性病灶。
3.术前指导病人行股四头肌功能锻炼。
4.术前拍双膝站立位X线片，以便根据下肢力线测量截骨厚度选配人工膝关节(图1)。
5.术前2天静脉应用抗生素。
人工膝关节置换材料人工膝关节置换手术的麻醉连续硬膜外麻醉或全麻。
人工膝关节置换手术时候的体位病人取仰卧位，上止血带。
人工膝关节置换手术步骤1.手术常采用膝前正中纵行暗语，自髌骨上方6～10cm开始，向下至胫骨结节下1～2cm (图2)。
2.切开皮肤、皮下构造及深筋膜，在筋膜下方向两侧游离皮瓣并牵开，显露股四头肌腱、髌骨及髌韧带止点(图3)。
6.股骨髁截骨采用髓内或髓外定位，首先在股骨髁间窝之后交叉韧带火线0.5～1.0cm处钻孔(图8)，扩孔后插入足够长度的T形导向杆(图9)，应通过股骨干峡部，避免杆的偏斜，再装上远端截骨导向器(图10)，安装的立位对线杆应对准股骨头中心(髂前上棘内二指) (图11)。
人工膝关节置换术的发展概况与进展
人工膝关节置换术的发展概况与进展发布时间：2023-01-05T11:50:08.814Z 来源：《健康世界》2022年20期作者：章琦[导读] 随着医学的发展、科技的进步，章琦捷迈（上海）医疗国际贸易有限公司，上海 200001摘要：随着医学的发展、科技的进步，人工膝关节置换术在膝关节骨关节炎治疗中得到越来越广泛的应用。
本文研究了单髁关节置换术和全膝关节置换术的差异和各自的作用和不足，并拓展介绍了目前在人工膝关节置换中广泛应用的计算机导航技术和3D打印技术，为人工膝关节置换术提供理论依据和实践探索案例，促进人工膝关节置换术治疗效果的提升。
关键词；人工膝关节置换术；单髁关节置换；全膝关节置换1.引言膝关节属于滑车关节, 由股骨内、外侧髁和胫骨内、外侧髁以及髌骨构成, 作为人体最大的关节, 膝关节的结构和功能尤为复杂, 是下肢重要的负重关节, 也是人体最容易受损伤的关节。
对于膝关节损伤的治疗, 1800年, Verneuil和Murphy等的研究发现将肌肉和脂肪组织等插入膝关节内取得了一定的疗效, 这成为了膝关节置换术的基础。
经过1个多世纪的发展演变, Charnley在1960年提出将骨水泥应用于人工关节的固定, 但由于材料和技术水平的限制, 骨水泥固定术10年内的并发症发生率高达20%, 经过临床反复研究实践, 不使用骨水泥的压配式固定方法 (即生物型固定法) 被开发应用。
1973年Insall开发出Total-condylar型人工关节, 成为现在膝关节置换术的原型。
之后, 经过反复的改良的人工关节被广泛应用于临床, 这种人工关节具有更好的屈曲性, 能够更好地吻合左右膝关节。
膝关节退行性骨关节病是中老年人的常见疾病, 据报道50岁以上存在症状的膝关节骨关节病男性发病率35%, 女性高达74%。
严重膝关节损伤病变发生率越来越高, 膝关节置换术的需求量也越来越高。
国内外学者的研究发现, 膝关节置换术对于缓解膝关节疼痛, 改善膝关节功能具有非常明显的作用, 能够有效纠正膝关节畸形并保持长期稳定, 是目前临床常用的严重膝关节损伤及病变治疗手段。
026-人工膝关节发展简史
在国际上为了纪念Insall的功劳，
成立了Insall
Club ，在中国也成立
了中国Insall Club，定期召开学术会 议，专门研讨。人工膝关节表面置换 术的发展、提高。在美国目前每年有 20--30万人进行膝关节表面置换，大 有超过髋关节置换的趋势。
在我们中国13亿人口中，每年进行髋 关节置换者大约仅4万名，膝关节置换 仅4000名，说明中国在人工关节置换术 这一专业方面存在巨大的商机，我们骨 科医生大有用武之地。而必须提到的一 点是，近年来人工膝关节置换术获得的 成功还有一个很重要的因素，那就是根 据生物力学的原理设计的先进安装工具， 每个类型都有自己的专用工具，保证假 体术后能获得最佳的效果（解剖、功能、 纠正畸形、消除疼痛）。
膝关节置换术迎来了黄金时期，人
工膝关节的研究重心从单纯铰链式 更多的转移到了半限制型和非限制
型假体。
1、半限制型膝关节假体
1973年Kaufer设计应用了”球心型” 膝关节假体，它大大降低了完全限制 型假体(铰链型)的应力集中程度，减 少了失败率.它允许假体有多方面活
动。还有很大稳定性,此型特别适宜
4、减少髓内长柄和骨水泥的应 用,避免死腔,严防和降低感染。 5、标准的假体置入技术。 6、假体设计要求有5º 超伸和 90º 的活动范围。 7、提供一定范围的旋转。 8、限制膝关节各个方向的过度 活动，应依靠周围的软组织，特别 是内外侧副韧带。
以上这8个 观点，成为现 代膝关节假体 设计的理论基 础。
内外侧副韧带破坏失掉稳定装置的膝
关节病变。
2.非限制型膝关节假体
1969年英国Gunston成功的研制了 多中心膝假体,首次将膝关节功能解 剖和生物力学原理应用于假体设计, 也是第一个采用金属--高分子聚乙烯 材料组合的人工膝关节,用骨水泥固 定具有划时代的意义,所以Gunston被 公认为现代人工膝关节假体的创始 人 。
人工髋关节的种类
人工髋关节的种类人工髋关节是指使用人工材料替代自然髋关节进行手术治疗的一种方法。
在人工髋关节手术中，最关键的就是选择适合患者病情和手术目的的人工髋关节。
目前，主要的人工髋关节分为以下四类：1. 金属-塑料人工髋关节：金属-塑料人工髋关节也称为传统型人工髋关节，由一组金属球头和塑料摩擦面组成。
其中，金属球头插入到股骨内侧，而塑料摩擦面则位于髋臼内侧。
这种人工髋关节是最常见的一种，已经使用了几十年。
2. 金属-金属人工髋关节：金属-金属人工髋关节由两个金属球头和金属摩擦面组成。
金属材料的摩擦系数更低，因此可以减小磨损，同时也可以减少放出的颗粒物质。
这种人工髋关节相对于传统型人工髋关节的优点是使用寿命更长，但由于使用时会放出金属离子，可能会引起免疫反应。
3. 陶瓷-塑料人工髋关节：陶瓷-塑料人工髋关节由一个陶瓷球头和塑料摩擦面组成。
陶瓷材料的硬度更高，因此可以减小磨损，同时也可以减少颗粒物质的放出。
不过，陶瓷材料的易脆性，使得这种人工髋关节的使用寿命相对于其他人工髋关节更加短暂。
4. 陶瓷-陶瓷人工髋关节：陶瓷-陶瓷人工髋关节由一个陶瓷球头和陶瓷摩擦面组成。
这种人工髋关节的磨损最小，因此使用寿命长；而且不放出颗粒物质，也不引起免疫反应。
不过，由于这种人工髋关节需要高度匹配的生产工艺、技术，因此价格较高，应用范围相对较窄。
总体而言，不同的人工髋关节类型都有各自的优点和缺点。
选择最适合的人工髋关节需要考虑患者的身体状态、年龄、髋关节病变程度等多个因素，还需要医生的意见和经验。
成功的人工髋关节手术需要医生和患者共同努力，选择适合的人工髋关节也是手术成功的关键之一。
人工关节的几个问题
目录•人工关节概述•人工关节的设计与制造•人工关节的临床应用•人工关节的常见问题及解决方案•人工关节的发展趋势与挑战•人工关节的未来展望与建议人工关节概述人工关节可以用于替换髋关节、膝关节、肩关节、肘关节等自然关节。
人工关节是一种医疗植入物，由生物相容性材料制成，用于替换病变或损伤的自然关节，以缓解疼痛、恢复关节功能和改善生活质量。
什么是人工关节人工关节根据所用材料和制造工艺的不同，可以分为金属对聚乙烯、陶瓷对聚乙烯和陶瓷对陶瓷等不同类型。
不同类型的人工关节具有不同的优缺点，适用于不同的患者群体。
人工关节的种类人工关节的发展历程人工关节的发展经历了漫长的历程。
最早的人工关节是由不锈钢和聚乙烯制造的，随着材料和制造工艺的不断进步，人工关节的性能和寿命也不断提高。
现代人工关节的设计和制造已经高度专业化，许多国家和地区都有专门的人工关节制造公司。
人工关节的设计与制造01生物相容性设计时需要考虑材料对人体的生物相容性，以降低免疫排斥反应。
02耐磨性人工关节需要长时间在体内运转，因此耐磨性是设计的重要考虑因素。
03自由度设计时需要考虑人工关节在人体内的自由度，以便更好地适应人体活动。
人工关节的设计生物相容性01应选择对人体生物相容性好的材料，如钛合金、高分子材料等。
02耐磨性应选择耐磨性能好的材料，以减少磨损和摩擦力。
03机械强度应选择机械强度高的材料，以保证人工关节的稳定性和耐久性。
人工关节的材料选择无损探伤技术采用无损探伤技术，以确保人工关节的完整性和质量。
精密铸造技术采用精密铸造技术，以制造出精度更高、质量更好的人工关节。
质量管理体系建立完善的质量管理体系，以确保每个环节的质量控制。
制造工艺及质量控制人工关节的临床应用禁忌症对于一些患有严重心肺疾病、血液系统疾病、骨质疏松症等患者，以及处于感染期或患有恶性肿瘤的患者，不适合进行人工关节置换。
适应症主要用于治疗严重的关节疼痛、畸形和功能障碍，如髋关节、膝关节、肩关节、踝关节等。
人造关节概述及我国发展现状
《生物材料与人体仿生》——结业论文论文题目：人工关节置换概述及我国人工关节技术的现状学院：理学院班级：物理10-1班学号： 1010 4558姓名：何栋指导老师：王庆良人工关节置换概述及我国人工关节技术的现状仿生学是指模仿生物制造技术装置的科学，它是在本世纪中期才出现的一门新的边缘科学。
仿生学研究生物体的结构、功能和工作原理，并将这些原理移植于工程技术之中，发明性能优越的仪器、装置和机器，创造新技术。
从仿生学的诞生、发展，到现在短短几十年的时间内，它的研究成果已经非常可观。
仿生学的问世开辟了独特的技术发展道路，这就是向生物界索取蓝图的道路，它大大开阔了人们的眼界，显示了极强的生命力。
多年来人们就采用各种关节成形术治疗关节强直、关节畸形和各种破坏性骨关节疾病，力图将这些有病的关节矫正和恢复功能，使之成为稳定的、不疼的并有一定功能的关节，为此许多学者做出了巨大的努力。
迄今已研制出膝、髋、肘、肩、指、趾关节假体用于临床。
1980年Gluck首先应用象牙制造下颌关节；1938年，Wiles用不锈钢做髋臼与股骨头；而后Moor开展了人工股关节置换术；1940年Woler兄弟用合成树脂制造人工关节；1951年开始全髋人工关节置换术。
1952年Habowsh用固定牙的丙烯酸酯固定人工髓关节，由此合成树脂开始用于人工关节与骨的结合。
1958年Charnhey根据重体环境润滑理论，用聚四氟乙烯髋臼和金属股骨头制成低摩擦的人工关节，接着在1962年，Charnley把高密度聚乙烯髋臼和直径为22毫米的金属股骨头组成全髋人工关节，并用骨水泥固定，获得较满意的效果。
自此，人工关节置换术进入实际应用的新阶段。
应用人工关节置换手术来重建关节功能已经有100多年的历史。
随着材料科学和医学的迅速发展以及人们生活水平、医疗保健、康复水平的提高，人们对人体器官及骨折缺损的修复和置换等方面的要求日益提高。
据统计资料表明，今年来关节炎等疾病患者逐年增加，美国每年大约有50万人动手术将髋部、肩膀、手肘和膝盖等部位置换成人工关节。
髋关节基本知识
正常的人体髋关节
髋关节是人体最大的负重关节。它包括两个主要的 部分：股骨近端的球形部分---股骨头被包容在骨 盆上的髋臼内。有一条韧带---圆韧带连接着髋臼 和股骨头提供了关节的稳定。 股骨头和髋臼的骨质表面均覆盖着光滑的关节软骨 作为"衬垫，使它们之间的运动更加灵活。关节的 表面有一层薄的、光滑的滑膜组织覆盖。在正常的 髋关节中滑膜组织可以分泌出少量的液体，这些液 体对髋关节起到润滑作用以减少股骨头和髋臼之间 的磨损。
显露股外侧皮神经
显露股骨头、颈
9
髋关节外侧入路（Watson-Jones入路）
皮肤切口线
切断臀中小肌向外上方翻起
显露ห้องสมุดไป่ตู้节囊前外侧
10
髋关节后侧入路
根据入路与臀大肌的关系有改良Gibson入路和Moor入路 改良Gibson入路经臀大肌前缘，即臀大肌（臀下神经支配） 与臀中肌（臀上神经支配）间分离，较符合解剖要求 Moor入路则经臀大肌纤维间进入，显露较为充分
患肢维持外展中立位，膝下垫一软枕，
穿防旋鞋，双腿间夹三角枕或梯形枕。 待下肢感觉恢复，既可进行患肢踝关节 的背曲和曲趾活动
25
术后8—14天
术后第8--14天，患者正常饮食，体力逐渐恢 复，可在床边练习站立，一定要有人在身旁 协助。患肢不负重，站立5-10分钟。（离床 时，协助患者把臀部移到患侧床边，需双手 托住患肢，健肢先着力，患肢再着力；上床 时，先向患侧转身，协助患者抬患肢至床上， 再抬健肢肢体。）
26
屈髋练习
站立位,双手扶双 拐,健侧单腿站立, 身体纵轴保持与 地面垂直,患侧屈 髋屈膝,屈髋以 90°为限,加强 髋腰肌肌力
人工髋关节置换基础知识点
•30° •90°
外翻角30°： 有可能引起碰撞
外翻角90°： 容易脱位
外翻角45°：
推荐的侧向开角
•45°
仅有外翻角，无前倾角
外翻角60°，前倾角20°
外翻角45°，前倾角20°
CORRECT
髋关节置换基础知识点
正确的臼杯角度：
臼杯外展角在40-55°之间 前倾角在10-20°之间 尽可能将假体放置于髋臼的解剖位置上 重建或适当增加股骨偏心距
是一种常用的临床评分系统 疼痛：0-44分 功能：0-47分 畸形：0-4分 活动度：0-5分
分数越高，髋关节功能越好
髋关节置换基础知识点
全髋置换适应症： 1、股骨头缺血性坏死（AVN) 2、髋关节发育不良（DDH） 3、先天性髋关节脱位（CDH) 4、骨性关节炎（OA) 5、类风湿性关节炎（RA) 6、畸形性骨炎（Paget 病） 7、强直性脊柱炎（AS） 8、髋臼内陷（Otto骨盆） 9、某些骨肿瘤 10、髋臼骨折等创伤
跛行
磨损
双侧坐骨结节连线: 可用于判断下肢长度差异
髋关节置换基础知识点
正确的股骨假体位置：
前倾角在15° 大粗隆尖端与股骨假体头中心在同一水平 股骨距保留约1-1.5cm 尽量将股骨柄假体置于中立位或轻度外翻 假体的领部与大小粗隆的连线平行 假体的轴线与股骨干的轴线平行
髋关节置换基础知识点
髋关节置换基础知识点
股骨头旋转中心：
用软件通过股骨头画一个圆再确定其圆心，此即为股骨头旋转中心
●
股骨偏心距
髋关节置换基础知识点
偏心距：
合适的偏心距可维持髋关节周围软组织的张力，一定的软组织张力有 利于保持髋关节的稳定。
重建或适当增加偏心距可使髋关节获得最大的外展功能，减少髋关节 所受合力，降低磨损和无菌性松动几率。
人工全膝关节置换术ppt课件
1
避免牵引过紧，以免腓骨小头受压造成腓总神经损伤。
2
患肢下方置入软垫，抬高，可防止下肢外旋，腓骨头受压。
3
进行持续被动关节活动器锻炼时，肢体放于机器上应注意不可外旋。
4
对于持续硬膜外镇痛的患者应注意观察，以免延误诊断。
5
腓总神经损伤
术后感染
A
F
B
D
E
C
预防措施：
临床表现： 大部分DVT发生在小腿腓肠肌静脉丛，部分通过繁衍扩展而向上侵犯股静脉。 病人会有疼痛、腓肠肌或大腿肌肉的压痛、单侧小腿水肿。Homans征阳性。 如何预防：术前、术后常规血管彩超检查 抬高患肢，腿下垫软枕或体位垫。 鼓励患者做踝关节及膝关节屈伸活动。 应用足底静脉泵促进血液回流，消肿治疗。 应用弹力绷带或有压力阶差的弹力袜。 术后在病情允许的情况下及早开始活动，如按摩下肢等。 观察患者有无腓肠肌压痛。 遵医嘱预防性的应用抗血栓药物等。
脚踝的运动 目的：手术后第一天即可开始做，可减轻水肿、促进血液循环、保持小腿肌肉力量。 方法：1.足跖屈运动— 2.足背伸运动--- 将脚趾向上朝腿部弯曲 将脚趾向下朝足底屈曲
股四头肌及腘绳肌等长运动 目的：保持大腿前方肌肉的力量，避免肌肉萎縮以作为离床前的 准备。 方法：1.平躺，患侧肢体伸直 大腿肌肉绷劲及放松 20-30次/组，1组/小时 患肢膝垫毛巾，用力收缩大腿肌肉使膝窝紧贴毛巾，膝盖向下压，数1-5秒后放松，20-30次/组，1组/小时
02
遵医嘱按时、合理使用抗生素，注意配伍禁忌，确保疗效。预防口腔、呼吸道，肺部继发感染，积极改善组织缺氧，保护皮肤完整性，安排和理膳食，加强营养。
03
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
可利用看书、听音乐等转移疼痛注意力 当疼痛剧烈时，遵医嘱合理使用镇静、止痛剂 鼓励患者深呼吸
人工髋关节股骨柄假体设计的若干基础
引言
❖ 全髋置换术(THA)能有效恢复终极病变髋关节的功 能
❖ 选择不同设计的股骨柄假体对THA术后的疗效常产 生重要影响
各类股骨柄
假体的几何 形态设计
重
点
阐
各类股骨柄
述
假体的表面
设计
股骨柄假体 置入的髓腔
处理
第一部分
骨水泥型股骨柄（cemented femoral stem, CFS）假体的设计
❖ 临床报道:Exeter假体18年的生存率高达93 .3% ❖ Yates(2008)191髋,10年生存率100%.
形态匹配型假体
设计特点
假体近端 带颈领设计 , 远端中置装置 内含骨水泥.
形态匹配型 骨水泥股骨
柄假体
直
解
干
剖
型
型
直干式形态匹配型股骨柄假体
VerSys (Zimmer)
Perfecta (Wright)
或称 锥形载荷 (loaded tapers design )
形态匹配型 （shape-closed design， SCD）
或称组合梁 （composite beam design）
力学匹配型假体
假体近端无颈领设计 ,
表面光滑,远端采用
设
充气型中置装置
计
特
点
假体冠状面，矢状面
和横断面均呈锥形
可获得假体的再稳定,有效 避免股骨近段的应力遮挡
第一代：
HG（Zimmer）中期
34%
PCA(Stryker) 15年
28%-57%
APR-I
中期
AML(Depuyy) 20年 Zweymuller 10-13年 100%
人工膝关节历史简介
人工膝关节历史简介沈松坡｜文翁习生｜审肖刻｜编我们如今常说的“换膝关节手术”其实并不十分准确，严格来说应该叫做“膝关节表面置换”。
老百姓往往觉得人工膝关节是个神奇的东西，看不见摸不着，在手术床上睡一觉，假体就装进膝盖里了。
之后依然看不见实物，只能通过照X光片看到一团白白的轮廓。
膝关节表面置换术后X光（左：正位，右：侧位）为了揭开她神秘的面纱，今天我们带您来简单回顾一下人工膝关节的发展历史，让您看看如今这种相当成熟靠谱的手术技术的“童年”。
1.追本溯源早在距今150多年前，医生们就想通过置换关节面来改善关节的功能。
1860年，Verneuil建议使用软组织充当间隔物来重建关节面。
后来，猪膀胱、尼龙、阔筋膜、髌前滑囊、甚至是玻璃纸都被尝试用来充当关节面。
然而结果是令人失望的。
法国医生Verneuil1891年，Gluck报道了用象牙制成的铰链人工膝关节。
Gluck的铰链人工膝关节的设计图2.长足进步1940年，Campbell报道了使用股骨金属铸模作为膝关节间隔物的病例。
Campbell报道的股骨金属铸模1941年，Smith Peterson报道了一种可使膝关节灵活活动的股骨髁铸模。
Smith Peterson报道的铸模1958年，Mc Intosh报道了一种使用丙烯酸材料制成的胫骨平台假体。
Mc Intosh报道的用丙烯酸制成的胫骨平台假体随后，Townley报道了合金制成的胫骨平台假体。
合金制成的胫骨平台假体● 1960年，异丁烯酸甲酯“骨水泥”问世，这是一种高效的人工假体粘合剂。
● 1963年，制造出聚乙烯塑料的衬垫。
● 1970年，Gunston报道了一种试图模拟人体膝关节解剖结构的人工膝。
Gunston（1970年）1971年，Freeman改进了Gunston的设计，使用骨水泥材料进行表面置换，并提出了膝关节假体的设计目标。
他提出的这些目标至今仍然有指导意义。
Freeman-Swanson假体（1971年）1974年，真正意义上的全膝关节表面置换假体——全髁型假体诞生了。
人工关节的基础-文档资料
力学匹配型假体
假体近端无颈领设计 ,
表面光滑,远端采用
设
充气型中置装置
计
特
点
假体冠状面，矢状面
和横断面均呈锥形
固定原理
基于骨水泥的粘弹特性
使锥形股骨柄假体在 骨水泥套内能适度下沉产生自锁稳定
下沉能使产生于假体-骨水泥界面 的剪式应力转化为压应力
可获得假体的再稳定,有效 避免股骨近段的应力遮挡
代表性的假体
Zweymuller( Plus)
C2Stem (Lima)
BetaCon (LINK)
Profemur-Z (Wright)
SL-plus (Smith-Nephew
Taperloc (Biomet)
Metasul (Zimmer)
锥形圆柄的代表性假体
Synergy (Smith& Nephew)
Summit (Depuy)
表面设计
半干式即涂层仅限于
涂
股骨柄假体的近段
层
范
围
全干式即涂层遍布
整个股骨柄假体
钛（纯钛或钛合金）
涂
层
材
钴合金
料
羟基磷灰石
涂
钛或钴烧结涂层
层
制
备
扩散结合
技
术
等离子喷涂
各类股骨柄
假体的几何 形态设计
重
点
阐
各类股骨柄
述
假体的表面
设计
股骨柄假体 置入的髓腔
处理
第一部分
骨水泥型股骨柄（cemented femoral stem, CFS）假体的设计
几何形态设计
骨水泥型全髋关节置换术的疗效
金属材料
人工关节
人工关节多年来人们就采用各种关节成形术治疗关节强直、关节畸形和各种破坏性骨关节疾病，力图将这些有病的关节矫正和恢复功能，使之成为稳定的、不疼的并有一定的功能的，为此许多学者做出了巨大的努力。
迄今已研制出膝、髋、肘、肩、指、趾关节假体用于临床。
1890年，Gluck首先应用象牙制造下颌关节；1938年，Wiles用不锈钢作髋臼与股骨头；而后Moor开展了人工股骨头置换术； 1940年 Wder兄弟用合成树脂制造人工关节；1951年开始全髋人工关节置换术。
1952年Habowsh用固定牙的丙烯酸脂固定人工髋关节，由此合成树脂开始用于人工关节的结合。
1958年Charnhey根据重体环境滑润TDRTEFDHFYUHH理论，用聚四氟乙烯髋臼和金属股骨头制成低摩擦的人工关节，接着在1962年，Charnley把高密度聚乙烯髋臼和直径为22毫米的股骨头组成全髋人工关节，并用骨水泥（甲基丙烯酸脂）固定，获得较满意的效果。
自此，人工关节置换术进入实际应用的新阶段。
人工关节是人们为挽救已失去功能的关节而设计的一种人工器官，它在人工器官中属于疗效最好的一种。
一般来说，其使用年限可达20年以上。
随着科技进步，人工关节手术已经是一种十分成功和有把握的手术：它可以即刻消除关节疼痛、恢复关节的正常活动功能，使长期受关节病痛折磨的人们再次获得新生，手术后可以象正常人那样，行走、爬楼、外出旅行、外出工作、购物和体育锻炼等。
第一节人工关节材料生物材料是用以和生命系统结合,以诊断、治疗或替换机体中的组织、器官或增进其功能的材料。
它涉及材料、医学、物理、生物化学及现代高技术等诸多学科领域。
不仅关系到保护人类的健康,而且成了各国经济发展新的增长点。
人工关节材料作为重要的生物材料组成部份,近百年来,特别是近20年来得到了长足的发展。
人工关节是模拟人体关节制成的植入性假体,以代替病变或损伤的关节并恢复其功能。
作为一种植入器官, 人工关节材料在生物相容性、生物摩擦学性能、抗腐蚀及耐疲劳性能、制备工艺和服役寿命等方面有着非常严格的要求，此外, 还要求人工关节所使用的材料易于合成和制造、加工, 便于大量生产和质量检测, 价格低廉, 易于推广应用等。
人工膝关节假体的发展史(新)
人工膝关节外科技术之所以得到迅猛发展，也正是60年代以
Charnley为代表的许多医学工作者在人工髋关节假体研究的基础上 发展起来的。
LINK ® 全膝关节系统
人工膝关节假体的发展史
为了便于分析，人为的将膝关节的历史分为 以下几个方面：
一、早期探索阶段 二、形成阶段
三、现代发展阶段
四、人工膝关节置换术现状
1、完全限制型（铰链式）假体
随后Shiers也设计了类似假体；
机械结构更为简单；
材料改为不锈钢；
1960年进一步发展为钴铬钼合金
LINK ® 全膝关节系统
人工膝关节假体的发展史
形成阶段（1950～1970） 1、完全限制型（铰链式）假体
优点：良好的内在稳定性； 对关节软组织功能完整性要 求低； 较长的髓内固定柄使得铰链 关节对线十分方便 ； 缺点： 假体松动率高； 临床效果差，术后感染率高； 假体易松动下沉、断裂骨折等
1977年设计，主要用于翻修术； 股骨髁有5°外翻角； 股骨髁和胫骨平台假体均附加了髓内固定长柄。
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人工膝关节假体的发展史
2、非限制性假体
后方稳定型假体：
TCPⅡ基础上发展起来的；
凸轮机制设计；
活动方位大，120°；
假体松动率低。
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人工膝关节假体的发展史
人工膝关节假体的发展史
2、非限制性假体
1973年，英国Freeman提出假体设计原则；1、便于今后返修；
2、减少松动，增加承力部分的假体与骨组织的接触面积；3、采 用金属-聚乙烯低摩擦界面，降低假体磨损；4、减少髓内长柄和 骨水泥的使用，避免死腔，预防和降低感染；5、标准的假体植 入技术；6、假体设计要有5°超伸和至少90°的屈膝活动范围； 7、能提供一定范围的旋转；
人工全膝关节置换术手术操作要点
人工全膝关节置换术手术操作要点1.3手术操作要点①上充气止血带。
②膝正中切口,取内侧髌旁入路打开关节囊。
③彻底切除增生的骨赘,髌下脂肪垫、半月板及交叉韧带。
④股骨采用髓内定位方法,胫骨采用髓外定位方法。
⑤股骨远端截骨时,矫正FTA角为外翻5°~7°,误差不超过2°;切除胫骨平台8~10mm,保持后倾5°。
⑥选择适当试模测试,原则是以膝能充分伸直,关节要稳定,切忌过紧。
⑦应用普通或抗生素骨水泥,以相应的假体置入。
⑧充分止血。
1.4术后处理①膝关节内外侧放置引流管1~2根,创口加压包扎,于术后24~48h拔除引流管。
②术后第二天作膝关节活动度锻炼(ROM),利用下肢持续被动活动(CPM)练习,从屈曲30°开始,以后每天增加10°。
③踝泵运动。
④主动帮助下负重行走3.1手术适应证TKR主要用于严重的关节疼痛、不稳、畸形,日常生活活动严重障碍,经过保守治疗无效或效果不显著的病例,包括:①严重的类风湿性关节炎。
②严重的骨性关节炎。
③少数创伤性关节炎。
④胫骨高位截骨术失败后的骨性关节炎。
⑤少数老年人的髌股关节炎。
⑥静息的感染性关节炎(包括结核)。
尤其对高龄老年患者的膝关节骨性关节炎, TKR几乎能立即减轻疼痛,恢复运动。
本组患者多数年龄较高,膝关节疼痛严重,影响日常生活,TKR后疼痛明显减轻或消失,随着膝关节功能的恢复,生活质量逐步提高。
3.2手术常见并发症3.2.1感染由于膝关节周围大多为腱性或韧带样组织, TKR术后一旦感染,很难控制,常引起关节的疼痛和病废,以致手术完全失败。
虽然国内外学者[2]作了不懈的努力,目前TKR术后感染仍为1%~2%。
本组感染3例,1例为深部感染,2例为低毒感染。
深部感染患者细菌培养为表皮葡萄球菌,在行对流冲洗无效后行切开关节内清理术,术后继续抗感染治疗6周,停用抗生素后观察2周,无异常后痊愈出院。
经过1.5年的随访未有异常。
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认为糙面有利于假体与骨水泥 的界面结合，但并未证实 两者间疗效存在任何差别
光面和粗面两组翻修率 和松动率均无差别
证实表面采用何种设计 均对疗效无影响
然而更多临床证实光面显著优于糙面
❖ Valle比较研究了糙面和光面两组的中期疗效,结果 糙面组翻修7髋，而光面组无1髋翻修，表明光面设 计显著优于糙面设计。
Spectron(Smit h&Nephew)
解剖式形态匹配型股骨柄假体
Conquest(Smit h&Nephew)
Lubinus SP2(LINK)
Answer (Biomet)
固定原理
强调假体骨水泥界面 一次性固定
避免假体下沉而直接损害 骨水泥-假体的界面
避免骨水泥和金属碎屑引发 三体磨损,骨溶解而危及假体
人工髋关节股骨柄假体设计 的若干基础
孙俊英 苏州大学附属第一医院骨科
引言
❖ 全髋置换术(THA)能有效恢复终极病变髋关节的功 能
❖ 选择不同设计的股骨柄假体对THA术后的疗效常产 生重要影响
各类股骨柄
假体的几何 形态设计
重
点
阐
各类股骨柄
述
假体的表面
设计
股骨柄假体 置入的髓腔
处理
第一部分
骨水泥型股骨柄（cemented femoral stem, CFS）假体的设计
锥形柄假体
整个纵向呈 3°锥
设
计
冠状面3 °自
特
锁稳定
点
矢状面上整个 假体呈3点固定
锥形柄 假体
锥形扁柄(特 点:横断面呈
矩形)
锥形圆柄( 特点:横截 面呈椭圆形)
设计 理念
锥形圆柄: 压配必须充填
（fit and fill）
锥形扁柄: 压配无需充填 （fit without fill）
锥形扁柄的代表性假体
Zweymuller( Plus)
C2Stem (Lima)
BetaCon (LINK)
Profemur-Z (Wright)
SL-plus (Smith-Nephew
Taperloc (Biomet)
Metasul (Zimmer)
锥形圆柄的代表性假体
Synergy (Smith& Nephew)
代表性的假体
Exeter (Stryker)
CPT
CPCS(Smit
(Zimmer) h&Nephew)
Logica (Lima)
C-Stem (Depuy)
❖ Nelissen用立体X线（RSA）测得1年内的假体平均下沉为 0.9-1.4mm, 回位0.4-0.5mm，同期骨水泥无下沉，或仅轻 微下沉，此后假体趋于稳定而不再下沉。
S-ROM (Depuy)
Echelon(Smith &Nephew)
Байду номын сангаас
弯柄式股骨柄假体
矢状面呈近段后 弯，远段前弯
设
计
无颈领,有左
特
右之分
点
以近段压配固 定为主
Fit-stem (Lima)
IPS (Depuy)
ABG (Stryker)
亚洲髋 (Biomet)
Fit-stem (Lima)
弯柄式股骨柄假体固定原理图解
第二部分
生物固定型股骨柄（cementless stem, CS）假体的设计
几何形态设计
分类
直柄式 或
圆柱柄
锥形柄
弯柄式 或称
解剖柄
直柄式股骨柄假体
近段呈锥形
设
计 特
远段呈圆柱形
点
矢状面呈直线
直柄式股骨柄假体的固定原理
1.强调远段压配固定
> 6cm
2. 矢状位三点固定
直柄式股骨柄假体的固定原理
Summit (Depuy)
表面设计
半干式即涂层仅限于
涂
股骨柄假体的近段
层
范
围
全干式即涂层遍布
整个股骨柄假体
钛（纯钛或钛合金）
涂
层
材
钴合金
料
羟基磷灰石
涂
钛或钴烧结涂层
层
制
备
扩散结合
技
术
等离子喷涂
❖ 烧结涂层技术(Sintering technique)系将钴合金、钛金属 材质的珍珠样微粒（beads）通 过加热，与股骨柄金属基表面相 结合，孔隙大小由金属微粒的大 小控制。钛金属材质与钴合金材 质的烧结涂层方法相同，但加热 时间不同。如：联髋1101系列（ 台湾），PCA（Stryker）和 Trilock(DePuy)的涂层。
表面设计
避免产生金 属和骨水泥
磨屑
假体表面 应采用光
面处理
避免引发三 体磨损和骨
溶解
借助假体在 骨水泥层内 的适度下沉
FCD假体的 永久固定
借助假体在 骨水泥层内 的适度微动
借助假体的 髓内填充
与骨水泥的一 次性牢稳结合
SCD假体的 永久固定
采用光面OR粗面
???
Crowninshield等 Vail等
最早由Engh提出:
❖ 股骨近侧干骺段的形态和大小变异常较远侧 股骨大，因此如设计以近侧压配固定为主的 假体，很难获得理想的压配固定，必将影响 疗效；
❖ 而股骨远侧皮质骨段为圆柱形，变异相对较 小，经髓腔扩髓后，很容易获得假体与皮质 骨的广泛接触和初始固定；
代表性假体
AML (DePuy)
HG (Zimmer)
❖ 临床报道:Exeter假体18年的生存率高达93 .3% ❖ Yates(2008)191髋,10年生存率100%.
形态匹配型假体
设计特点
假体近端 带颈领设计 , 远端中置装置 内含骨水泥.
形态匹配型 骨水泥股骨
柄假体
直
解
干
剖
型
型
直干式形态匹配型股骨柄假体
VerSys (Zimmer)
Perfecta (Wright)
或称 锥形载荷 (loaded tapers design )
形态匹配型 （shape-closed design， SCD）
或称组合梁 （composite beam design）
力学匹配型假体
假体近端无颈领设计 ,
表面光滑,远端采用
设
充气型中置装置
计
特
点
假体冠状面，矢状面
和横断面均呈锥形
可获得假体的再稳定,有效 避免股骨近段的应力遮挡
几何形态设计
骨水泥型全髋关节置换术的疗效
金属材料
假体 设计
备 受
骨水泥技术
理想的股骨柄假体设计
假体能将承 受的扭转和轴向载荷 向骨组织均匀传递
必须符合
假体不产生 应力集中区 和过度微动
假体载荷时必须 保持力学稳定
骨水泥股 骨柄假体
为满足这一要求
力学匹配型 （force-closed design， FCD）
❖ Collis 等比较研究了Iowa光面和糙面假体的疗效, 结果光面组5年后无1髋翻修或骨溶解，而糙面组有4 髋因松动，2髋因骨溶解而翻修。
❖ 表明糙面假体耐受假体-骨水泥界面间的微动能力较 差，一旦发生微动,易加速骨水泥固定层的毁损和金 属碎屑的产生，导致骨溶解和假体松动。
因此,普遍主张SCD假体也应以光面处理最理 想