人工髋关节股骨柄假体设计的若干基础

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
Rasquinha等
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。
❖ 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。
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
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）
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
Exeter (Stryker)
CPT
CPCS(Smit
(Zimmer) h&Nephew)
Logica (Lima)
❖ 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)
S-ROM (Depuy)
Echelon(Smith &Nephew)
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
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
固定原理
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
Leabharlann Baidu
型
型
直干式形态匹配型股骨柄假体
VerSys (Zimmer)
Perfecta (Wright)
Spectron(Smit h&Nephew)
解剖式形态匹配型股骨柄假体
Conquest(Smit h&Nephew)
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）
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。
❖ 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%.
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
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
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
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
❖ 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
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
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)
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
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；
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
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。