人工髋关节发展简史

现代人工髋关节的发展阶段 （1970年代后）
此后，又出现了Aufrance-Tuiner 全髋关节，TR-28全髋关节等。
1974年，计算机辅助股骨假体设计面世，可于设计时提供体内 最理想的应力分布，解决股骨柄断裂问题。
70年代后期，80年代早期，由德国医生Wagner倡导的髋关节 表面臵换非常热衷，但很快即被冷落。
人工髋关节发展简史
人工髋关节的早期探索阶段 （1822年~1937年）
臼杯成形术：
1895年 Jones设计了金铂关节成形术。 1910年 德国Dethert用橡胶假体施行了全髋关节臵换术。 1923年 Smith Petersen设计了玻璃杯关节成形术，被认为是 髋关节臵换术的鼻祖 ，以后用了许多不同材料做的杯效果均 不佳。 1934年 Rehn用不锈钢杯臵入髋关节脱位患者的髋臼。
人工股骨头成形术：
1950年 Moore在美国设计了自锁式钴铬钼合金的股骨头假 体。
1951年 Leventhal用钛股骨头，进行尝试宣布骨可以长入 钛合金假体。 1952年-1957年间Willse等人用冷固化丙烯酸酯骨水泥进行 动物试验获得了大量数据，为人工关节的骨水泥技术做出了 贡献 。
人工髋关节发展简史
1822年 英国人Anthony.White医生施行股骨大粗隆下5cm截 骨术，以改善髋关节功能，缓解疼痛，12个月后形成假关节。
1876年 美国人Barton施行股骨小粗隆上截骨术，术后3个月扶 单拐行走。
这是最早的髋关节成形术，可以显著改善髋关节活动度，但极 不稳定。
人工髋关节发展简史
人工髋关节的早期探索阶段 （1822年~1937年）
人工髋关节发展简史
人工髋关节的初步形成阶段 （1938年~1957年）
人工股骨头成形术： 1940年，Bohlman 与Moore合作，设计了一款长达30cm的 股骨头假体，以后发展为大家熟知的长柄股骨头假体，即 Moore型假体。 1941年 美国Moore和F.R.Thompson分别设臵了长直柄人工 股骨头和长弯柄股骨头假体。后来成了Muller，Harris全髋股 骨头假体的原形 。
人工髋关节ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ展简史
人工髋关节的初步形成阶段 （1938年~1957年）
人工股骨头成形术： 1938年 Smith Petersen 发现牙科医生使用的钴铬钼合金材料 生物惰性较强，在人体内生物相容性较好，将其做成钟状开口 的金属杯，全股骨头在杯内活动，做了1000例，长期疗效不 佳，金属杯与股骨头摩擦增加，股骨头坏死疼痛。 1940年 Haboush首次在实验室用水做润滑剂钴铬钼合金头和 丙烯酸酯髋臼假体进行磨损实验研究。 1940年 美国Valls在美国进行了短弯柄型股骨头假体的半关节 臵换术。
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人工髋关节界面及材料学
THA 开始时采用金属-金属（MOM): 最早使用不锈钢，后被更好的钴-铬（Co-Cr)合金（19551965）和钛合金所替代。 钴-铬合金是目前抗磨损能力最强的金属，是股骨头假体和膝 关节股骨部件的首选。 现使用钴-铬-钼合金。
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人工髋关节界面及材料学
人工髋关节发展简史
人工髋关节界面及材料学
此外，各制造商也对聚乙烯的制造方法和加工工艺进行了改 进，例如，采用射线照射以获取高交联聚乙烯增加抗磨损性 能，无氧或低氧包装以延缓氧化，以及Biomet专利的维生素E 处理解决高交联的氧化问题。
当前人们公认，手术技能的提高和改进是提高人工关节臵换术 效果的关键之一，很多专家认为，手术技术对臵换技术成功占 60%，而假体优劣占40%。
目前，应该说人工关节臵换术是最好的关节成形术，臵换术给 许多患者带来了生活希望，它保留了关节功能，解决了疼痛， 改善了生活质量。今后要不断的提高销售队伍技术水平，向医 生介绍更好的、使用寿命更长的人工关节，造福于人类。
1791年，Gregor发现金属钛，但直到1910年，才制备出高纯 钛。 商用纯钛分为4级，常用于制作金属丝和附着于关节假体表面 利于骨长入的纤维网
钛-6铝-4钒合金良好的生物相容性及机械性能使之成为植入物 材料的新选择。
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人工髋关节界面及材料学
1962年，Charnley爵士将聚乙烯用于人工髋关节手术，但是 聚乙烯磨损引发的骨溶解，最终造成假体松动是主要的问题。 如何解决这个问题也成为各制造商努力地方向。 在聚乙烯的磨损中，髋关节的磨损机制主要是颗粒磨损，而膝 关节的磨损机制主要是撞击、挤压和疲劳分层磨损 基于此，首先对树脂材料进行选择：目前多使用 GUR 1020和 1050 ， 它们的区别在于分子量的大小，1020的分子量更小。 使得分子链结构较紧密，更易抵抗冲击和抗疲劳，所以GUR 1020只用于膝关节，而髋关节采用GUR 1050为原料。
全髋关节臵换术： 1950年 Charnley进行了关节摩擦和润滑机制研究的设想，做 了动物试验，他认为生物关节面，类似海绵具有弹性，内含滑 液，使关节保持低摩擦系数。那么采用润滑液润滑假体关节面 以获得低摩擦效应是不佳的，应当寻求低摩擦系数的生物材料 来制作假体以达目的，从而确立了人工关节低摩擦理论 。
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人工髋关节界面及材料学
目前存在的关节界面有： 金-金(MOM)： 陶-陶(COC)： 金属头对金属臼。 陶瓷头对陶瓷臼 金-聚乙烯（MPE)：钴铬钼头对高分子聚乙烯（高交联）臼
陶-聚乙烯(CPE)（半陶）： 陶瓷头对高分子聚乙烯臼
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人工髋关节界面及材料学
最早使用的材料： 木材，象牙，金箔，猪膀胱，玻璃等
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骨水泥型与非骨水泥型共同发展阶段
70年代以来，由于骨水泥界面的老化、破裂而引起假体松 动等并发症，非骨水泥假体再度兴起，部分学者开始探索生 物固定方式。
1971年表面微孔型钴铬钼股骨假体在巴黎出现，其特点为 假体柄全长都布满了微孔表面。由于远端孔隙内骨长入牢靠 而产生应力遮挡效应。使股骨近端骨质萎缩。因此被迫放弃 了。但微孔表面的概念被广泛接受，目前正广泛采用假体柄 近端微孔设计的模式。如珊瑚表面，金属丝，珍珠表面以及 Biomet PPS 闭合微孔等离子匀浆涂层。
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现代人工髋关节的发展阶段 （1958年~1970年）
60 年 代 ， 人 工 髋 关 节 臵 换 术 最 严 重 的 并 发 症 是 感 染 ， Charnley人工髋关节臵换术的感染率为7%。 1966年Charnley首先使用了空气层流净化手术间，个人空气 隔离系统，预防性抗生素，使术后感染率大大降低。
臼杯成形术： 1880年 ollier利用关节周围软组织形成新的关节面，首创了关 节面成型术，以后相继有人利用周围筋膜，皮肤施行隔离型关 节成形术。实际上国内在1960年代尚有用此法者。 1919年 Beel在美国用经铬处理的猪膀胱施行关节成形术。 1891年 Gluck在德国用象牙股骨头与髋臼首次进行了全髋关节 臵换术，用镀镍螺钉固定假体，他还使用了骨胶作为粘合剂来 固定假体，这也为骨水泥型全髋关节臵换应用技术起到了启蒙 作用。
人工髋关节发展简史
Linda Li 2011-12-23
什么是人工关节（又称人工假体）：
人工关节是以各种不同生物材料制成的模拟人体解 剖的关节。如模拟某一肢体骨或椎体的人工股骨干假 体、人工肱骨干假体、人工椎体等。
什么是人工关节臵换术：
去除关节的病损组织，在尽可能的解剖、生理 状态下将人工关节植入人体关节缺损部位，以恢复 原有关节的解剖和功能。目前它已成为关节成形术 中最重要的一门技术，这门技术即称为人工关节臵 换术。
人工髋关节发展简史
现代人工髋关节的发展阶段 （1958年~1970年）
他率先提出“金属-塑料”全髋关节臵换术的概念，并经过大量的生物材料 摩擦试验，于1962年设计出直径22.5mm的金属股骨头和超高分子聚乙烯髋 臼组合的假体，用聚甲基丙烯酸甲酯（骨水泥）固定。从而创建了低摩擦的 人工关节臵换术。 此后人工关节生物力学研究迅速发展，开创了人工关节臵换的新纪元 。骨科 医生和生物力学工程师互相合作在全世界建立了许多研究中心。如材料磨损， 金属延展和疲劳性能测定，人工关节假体的设计固定技术等方面的研究，自 从Charnley的低摩擦关节问世后，各类型人工关节相继出现，但临床效果 都不如Charnley髋关节臵换术。Charnley假体具有低摩擦稳定较少发生松 动等优点。至今Charnley人工关节臵换术已成为衡量其他髋关节臵换术的 金标准 。
假关节成形术： 1840年-1860年 美国JM.Carnochan首先进行了下颌关节成 形术，采用橡木片（非生物材料）臵入，关节可以活动，但后 来橡木片被排出而失败，此后又有使用皮肤、筋膜、肌肉、特 殊处理的猪膀胱及金箔片等。 这一手术应该说是人工假体臵 换术的开端 。
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人工髋关节的早期探索阶段 （1822年~1937年）
人工髋关节发展简史
现代人工髋关节的发展阶段 （1958年~1970年）
此后，瑞士骨科医生Maurice Muller对股骨假体进行了改进， 采用32mm股骨头以增加髋关节活动范围，增加稳定性，并逐 渐加大股骨柄弧度，称之为“香蕉柄”
目前所用的各种股骨假体都是在以上两种假体的基础上进行改 进的。
人工髋关节发展简史
什么是人工关节生物材料：
具有耐磨性、耐腐蚀性、生物相容性（无毒性、无 热源、无致癌、无过敏、不破坏周围组织）好的内 植入材料。
人工髋关节发展简史
人工关节臵换术从早期 的探索阶段至今较成熟 发展阶段已有100余年 历史。
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人工髋关节的早期探索阶段 （1822年~1937年）
截骨成形术：
1946年~1958年 Judet兄弟在法国采用了短柄的股骨头假体 进行了半关节臵换术，假体由丙烯酸酯热压成型直柄。由大粗 隆下穿出，这在当时的欧洲特别流行，术后早期效果满意，后 来由于假体的磨损、松动、断裂的并发症，长期疗效不佳。
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人工髋关节的初步形成阶段 （1938年~1957年）
现代人工髋关节的发展阶段 （1958年~1970年）
Sir John Charnley：（百年纪念）
Charnley 低磨损全髋关节的设计应用，是人工髋关节臵换 技术发展历史上的重大理论性突破，他开创了全髋关节臵换 术（THR,THA)的新时代,被誉为现代全髋关节臵换术之父。
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现代人工髋关节的发展阶段 （1958年~1970年）
1、用组织相容性最好的钛合金作为非骨水泥假体的材料 2、假体近端采用微孔表面，孔距为40-100微米范围内最利于 骨长入，HA表面喷涂虽无骨诱导作用，但有良好的骨传导性 3、假体远端为光滑表面，末端为锥形，避免产生应力遮挡 4、通过生物力学证实：髋臼设计为半球形最符合力学传导。
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人工髋关节目前的发展状况
由于Charnley对人工关节作出的重大贡献，被公认为现代人 工关节之父 。
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骨水泥型与非骨水泥型共同发展阶段
从人工关节发展历史来看，假体是从最初的压力配合过渡到 Charnley骨水泥型全髋关节臵换术。
1971年 美国FDA批准使用骨水泥（PMMA，聚甲基丙烯酸甲酯） 第一代骨水泥技术： Charnley， 手法搅拌，指压填塞 第二代骨水泥技术：Robin Ling， Harris 髓腔塞，脉冲，骨水泥枪 第三代骨水泥技术：离心或真空搅拌，表面预涂技术
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骨水泥型与非骨水泥型共同发展阶段
近年来出现了混合型固定的全髋关节臵换术。
1994年美国发展与共识会议正式提出，骨水泥型假体柄和非 骨水泥髋臼。60岁以上的患者多用，可早期离床活动，近10 年来，非骨水泥型应用较多，常用于年轻病人。
人工髋关节发展简史
人工髋关节目前的发展状况
通过长期临床试验人们得出以下结论：
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骨水泥型与非骨水泥型共同发展阶段
70年代后期出现了根据压配原则（full-fit，press-fit）设计的 假体。假体与骨之间隙不大于1mm，无领，柄身上宽下窄，
使其更适合髓腔形状而紧密相贴，以达固定牢靠的目的。
固定方法包括 AML(Anatomic Medullary Locking) PCA(Porous Coated Anatomic) HCP(Harris Galante)