(推荐医学)膝关节假体设计及Gemini系列产品)
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19
Insall Burstein 后稳定型假体
（1980，HSS New York）
20
后稳定型假体的原理
21
Robert Brigham全膝关节假体 （1980，Boston）
22
70年代晚期
• 开始理解假体对线的重要性
• 手术器械变得越发重要
• 胫骨平台的失败率仍高
• 平台假体需要更多的型号 • 金属托已成为常规
1860年Ferguson做膝关节软骨切除，形成新关节
3
1895年
• 关节间隙成形 使用非生物材料如金属箔和金属板等作为间隔物 材料包括金、银、玻璃、铝、镁和白金等
• 柏林 1891 • 植入了第一例膝关节假体 • 象牙制造的铰链式膝关节 • 骨水泥固定
Themistosicles GlÜck, MD.
•60年代开始，膝关节假体开始具有一定解剖形态， 并且将材料范围缩小，但以上几种假体只是分别置 换股骨侧或者胫骨侧。松动的发生率较高
70年代以后
1971 HSS （Hospital for Special Surgery, New York）
Peter Walker, Ph.D 在HSS 创建了工程学系 开始研发系列化膝关节系统涵盖从简单的单髁置换到软组织 结构替代的一系列针对膝关节疾病的植入物
• 较差的手术器械 • 较差的临床效果
• 带金属托髌骨假体的高失败率 • 假体不稳定 • 胫骨平台假体固定效果差 • 钛合金的负重差
25
假体设计理念的进展 95% at 10 years
• 对膝关节解剖学的进一步了解 • 对膝关节几何学的进一步了解 • 对膝关节运动学的了解 • 材料学的进展 • 摩擦学的进展 • 制作工艺的进展
膝关节假体设计及Gemini系列产品
1
膝关节假体设计历史
19世纪早期：机械性模仿及间隔作用
1800-1840 关节切除成形 切除关节内病变的软骨
2
19世纪
1840s-1890s 关节间隙成形 关节间隙内放置生物膜或非生物膜：包括木质结构、自体 组织或动物组织
Verneuil用软组织充当间隔物重建关节面，所用材料包括 猪膀胱，尼龙，阔筋膜及髌前滑囊等
4
遗憾的是，他选择了膝关节结核进 行置换，最终因感染而失败！
5
GlÜck的其它创新
• 第一次使用骨水泥固定假体 • 提倡假体的生物固定 • 发明了第一个骨折固定针
1940年，Campell提出股骨金属铸模，发展为膝关节金属间 隔物
这时的理念只是作为替代填充，没有考虑到形态特征,更 谈不上功能
6
1950～1970年代
23
1981 Homedica公司引入了PCA假体 （Porous Coated Anatomic）
• 骨水泥髋关节10年临床随访较 差的结果
• “Cement Disease”的提出 • 生物固定型假体的摆动及不稳
• 以压配式假体（Press Fit）开 始了变革
24
Microlock
• 微锁定理念受下列因素制约：
17
第一个非链接型后稳定假体
最早的后稳定型假体之一 IB Ⅰ、IB Ⅱ
TC－II 1977 HSS
18
1977-1979：带金属托的胫骨平台假 体出现
• 为改变高失败率的全聚乙烯平台假体 设计
• 大多数金属托为CoCr合金 • Cintor在TC假体和Duo Patella假体中
使用了钛合金金属托
26
膝关节置换现状
• 疗效好-止痛，恢复行走，生活能够自 理，
• 使用寿命长-10年假体生存率95%以上 • 操作规范 • 分型细化-出现适应不同病情的假体
（单髁，表面假体，翻修假体）
27
按限制程度： 非限制性-单髁 PS CR 等 半限制性 -LCCK 全限制性 -旋转铰链
按是否模拟膝关节旋转功能：旋转平台垫 固定平台型
7
The Leeds Knee 1967 - 1974
B B Seedhom, PhD Anatomic Approach
8
1972 Geomedic双髁假体
• 带有 髌骨 翼但 无髌 骨假 体
• 双髁（Bi-Condylar）假体首次 出现
1972 FreemanSwanson双髁假体
9
单室或两室置换 保留所有韧带结构
双髁置换 保留所有韧 带结构 无髌骨
髁假体 1973
Duo Condylar 1973
10
三室置换 保留后交 叉韧带 提供髌骨假 体
简单的铰链式翻修假体
三室置换切除PCL提供髌骨 假体第一个后稳定膝关节
世界首个非铰链式三室置换的膝关节
Stabilo髁式假体1974
11
三室置换 切除交叉韧带 提供髌骨假体 但稳定性较DuoPatella假体差
按置换范围：假体可分单髁、双髁、 全髁型（表面置换）
按固定方式：骨水泥型、非骨水泥型
按是否保留后交叉韧带：后交叉韧带保留型（CR) 后交叉韧带替代型（PS)
28
膝关节的几个概念
• 保留后交叉的假体 CR • 后稳定型假体 PS • 旋转平台的优点 • CR---PS 假体区别
• Boston（哈佛） 采纳了Duo Patella假体的设计理念， 致力于保留PCL假体的研发
• 从此，围绕PCL保留与否的设计开始出现争论并一直延 续到现在
14
1976
• 两个明确的膝关节设计理念和手术技术开始出现
• New York：PCL切除型假体
• Boston：PCL保留型假体
双髌型假体
双髁型假体
（保留PCL）
15
几何型膝假体 （美国 Coventry）
解剖型膝假体
16
后稳定型假体的出现
• 之前膝关节全髁置换假体为后交叉韧带保留型， 后交叉韧牺牲型，由于切除型会带来后向不源自文库 定，所以催生了后稳定型假体（posterior stablization）的出现 • 1977年HSS推出了TC－II •1978年，Insall与工程师Albert Burstein博士 合作，推出了Insall-Burstein后稳定膝假体， 确立了凸轮-立柱机制，从此确立了现代后稳 定型假体的形态
全髁式假体（Total Condylar） 1975 12
早期假体：限制型假体为主
• 主要根据股骨髁及胫骨平台的形状
特征进行设计
• 对膝关节几何学的把握限于平面二
维概念
• 较少考虑运动状态下的膝关节生物
力学模式
13
1976两个研究机构
• HSS 摒弃了后交叉韧带保留式假体而转向不保留PCL假 体的研发
Insall Burstein 后稳定型假体
（1980，HSS New York）
20
后稳定型假体的原理
21
Robert Brigham全膝关节假体 （1980，Boston）
22
70年代晚期
• 开始理解假体对线的重要性
• 手术器械变得越发重要
• 胫骨平台的失败率仍高
• 平台假体需要更多的型号 • 金属托已成为常规
1860年Ferguson做膝关节软骨切除，形成新关节
3
1895年
• 关节间隙成形 使用非生物材料如金属箔和金属板等作为间隔物 材料包括金、银、玻璃、铝、镁和白金等
• 柏林 1891 • 植入了第一例膝关节假体 • 象牙制造的铰链式膝关节 • 骨水泥固定
Themistosicles GlÜck, MD.
•60年代开始，膝关节假体开始具有一定解剖形态， 并且将材料范围缩小，但以上几种假体只是分别置 换股骨侧或者胫骨侧。松动的发生率较高
70年代以后
1971 HSS （Hospital for Special Surgery, New York）
Peter Walker, Ph.D 在HSS 创建了工程学系 开始研发系列化膝关节系统涵盖从简单的单髁置换到软组织 结构替代的一系列针对膝关节疾病的植入物
• 较差的手术器械 • 较差的临床效果
• 带金属托髌骨假体的高失败率 • 假体不稳定 • 胫骨平台假体固定效果差 • 钛合金的负重差
25
假体设计理念的进展 95% at 10 years
• 对膝关节解剖学的进一步了解 • 对膝关节几何学的进一步了解 • 对膝关节运动学的了解 • 材料学的进展 • 摩擦学的进展 • 制作工艺的进展
膝关节假体设计及Gemini系列产品
1
膝关节假体设计历史
19世纪早期：机械性模仿及间隔作用
1800-1840 关节切除成形 切除关节内病变的软骨
2
19世纪
1840s-1890s 关节间隙成形 关节间隙内放置生物膜或非生物膜：包括木质结构、自体 组织或动物组织
Verneuil用软组织充当间隔物重建关节面，所用材料包括 猪膀胱，尼龙，阔筋膜及髌前滑囊等
4
遗憾的是，他选择了膝关节结核进 行置换，最终因感染而失败！
5
GlÜck的其它创新
• 第一次使用骨水泥固定假体 • 提倡假体的生物固定 • 发明了第一个骨折固定针
1940年，Campell提出股骨金属铸模，发展为膝关节金属间 隔物
这时的理念只是作为替代填充，没有考虑到形态特征,更 谈不上功能
6
1950～1970年代
23
1981 Homedica公司引入了PCA假体 （Porous Coated Anatomic）
• 骨水泥髋关节10年临床随访较 差的结果
• “Cement Disease”的提出 • 生物固定型假体的摆动及不稳
• 以压配式假体（Press Fit）开 始了变革
24
Microlock
• 微锁定理念受下列因素制约：
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第一个非链接型后稳定假体
最早的后稳定型假体之一 IB Ⅰ、IB Ⅱ
TC－II 1977 HSS
18
1977-1979：带金属托的胫骨平台假 体出现
• 为改变高失败率的全聚乙烯平台假体 设计
• 大多数金属托为CoCr合金 • Cintor在TC假体和Duo Patella假体中
使用了钛合金金属托
26
膝关节置换现状
• 疗效好-止痛，恢复行走，生活能够自 理，
• 使用寿命长-10年假体生存率95%以上 • 操作规范 • 分型细化-出现适应不同病情的假体
（单髁，表面假体，翻修假体）
27
按限制程度： 非限制性-单髁 PS CR 等 半限制性 -LCCK 全限制性 -旋转铰链
按是否模拟膝关节旋转功能：旋转平台垫 固定平台型
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The Leeds Knee 1967 - 1974
B B Seedhom, PhD Anatomic Approach
8
1972 Geomedic双髁假体
• 带有 髌骨 翼但 无髌 骨假 体
• 双髁（Bi-Condylar）假体首次 出现
1972 FreemanSwanson双髁假体
9
单室或两室置换 保留所有韧带结构
双髁置换 保留所有韧 带结构 无髌骨
髁假体 1973
Duo Condylar 1973
10
三室置换 保留后交 叉韧带 提供髌骨假 体
简单的铰链式翻修假体
三室置换切除PCL提供髌骨 假体第一个后稳定膝关节
世界首个非铰链式三室置换的膝关节
Stabilo髁式假体1974
11
三室置换 切除交叉韧带 提供髌骨假体 但稳定性较DuoPatella假体差
按置换范围：假体可分单髁、双髁、 全髁型（表面置换）
按固定方式：骨水泥型、非骨水泥型
按是否保留后交叉韧带：后交叉韧带保留型（CR) 后交叉韧带替代型（PS)
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膝关节的几个概念
• 保留后交叉的假体 CR • 后稳定型假体 PS • 旋转平台的优点 • CR---PS 假体区别
• Boston（哈佛） 采纳了Duo Patella假体的设计理念， 致力于保留PCL假体的研发
• 从此，围绕PCL保留与否的设计开始出现争论并一直延 续到现在
14
1976
• 两个明确的膝关节设计理念和手术技术开始出现
• New York：PCL切除型假体
• Boston：PCL保留型假体
双髌型假体
双髁型假体
（保留PCL）
15
几何型膝假体 （美国 Coventry）
解剖型膝假体
16
后稳定型假体的出现
• 之前膝关节全髁置换假体为后交叉韧带保留型， 后交叉韧牺牲型，由于切除型会带来后向不源自文库 定，所以催生了后稳定型假体（posterior stablization）的出现 • 1977年HSS推出了TC－II •1978年，Insall与工程师Albert Burstein博士 合作，推出了Insall-Burstein后稳定膝假体， 确立了凸轮-立柱机制，从此确立了现代后稳 定型假体的形态
全髁式假体（Total Condylar） 1975 12
早期假体：限制型假体为主
• 主要根据股骨髁及胫骨平台的形状
特征进行设计
• 对膝关节几何学的把握限于平面二
维概念
• 较少考虑运动状态下的膝关节生物
力学模式
13
1976两个研究机构
• HSS 摒弃了后交叉韧带保留式假体而转向不保留PCL假 体的研发