人工膝关节假体的发展史(新)

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；
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现代发展阶段（1970以后） 2、非限制性假体
并且非限制性假体的结构逐步趋于一致：1、出现股骨髁前翼， 其表面设有浅槽，防止髌骨脱位，减少疼痛；2、平台中央隆起，增加关节侧 方稳定性；3、增加胫骨平台与骨组织接触，减少平台下沉；4、胫骨平台适当 后倾，增加关节活动范围；5、聚乙烯平台下方附加金属底托，使应力分布均 匀，并减少聚乙烯蠕变、磨损；6、平台设有髓内固定柄，减少松动发生；7、 置换髌股关节。
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人工膝关节假体的发展史
早期探索阶段（1860～1950）
通过修整病变膝关节面，达到改善关节功能的设想最 早是在19世纪中叶提出的。当时的治疗方法是，切除病损 的关节面，用生物或人造材料置入关节间隙，进行所谓 “隔膜型”的膝关节切除成形术。
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人工膝关节假体的发展史
3、降低聚乙烯磨损模拟半月板功能的膝关节 假体
低接触应力膝假体（LCS）：
聚乙烯衬垫可以前后活动；
与金属底托靠鸠尾榫结构相连；
交叉韧带平台附着部可限制 聚乙烯半月板的后脱位， 膝侧方支持带、髌韧带防止其前脱位。
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2、非限制性假体
多心型膝假体： 1969年英国Gunston设计； 是第一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膝关节，用骨水泥固定， 具有划时代的意义； Gunston本人被公认为现代人工膝假体之创始人。
高达42%。
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2、非限制性假体
几何型膝假体：
以Mark（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）系列为主；
美国明尼苏达州Mayo医院
Coventry等1971年设计；
保留前后交叉韧带；股骨髁、胫骨平台假体结构上整体化。
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现代发展阶段（1970以后）
这段时期膝关节假体的发展主要表现在两方面， 一是完全限制型（铰链式）膝假体，另一是非限制型或半 限制型（非铰链式）假体。限于当时材料、膝关节生物力 学知识等各方面的条件不很成熟，非限制型假体研制工作 受到了极大的限制，其发展速度明显滞后于限制型假体。
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长入平台假体多孔层中。
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现代发展阶段（1970以后） 3、降低聚乙烯磨损模拟半月板功能的膝关节 假体
为了使假体设计尽可能的符合膝关节的生物力 学要求，避免术后常见的假体松动、磨损、断裂等情况，
出现了带半月板型人工全膝假体这一设计思想。
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2、非限制性假体
全髁型膝关节假体： （Total condylar knee prosthesis TCP）： 由1973年Insall等人设计， 临床疗效十分显著，10年以上随访优良率在90%左右。
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3、降低聚乙烯磨损的模拟半月板功能的膝关 节假体
旋转滑动型膝假体：
钴铬合金制成； 胫骨金属托正中前后2个向上柱状突起， 限制半月板载体的前后移动；
聚乙烯垫底面平整光滑，与胫骨假体金属托接触；上方关节面形态
结构与股骨髁一致；可前后移动9mm，屈膝90°，37°旋转活动。
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早期探索阶段（1860～1950）
1938～1940年，受Smish-Petersen金属杯髋关节 成形术的启发，金属股骨髁假体开展应用在膝关节成形术。 由于疗效较差，这种手术未能推广。
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形成阶段（1950～1970）
现代发展阶段（1970以后）
进入70年代，人工膝关节置换术迎来了发展的黄金时 期，假体研究重心从单纯铰链式更多的转移到了半限制型 或非限制型假体。
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现代发展阶段（1970以后） 1、半限制型假体
70年代在大力研制非铰链式假体同时，对铰链式 假体也做了一些设计上的改进。抛弃了单轴铰链结构，改 用连接式结构，使得假体具有一定范围内的多平面活动能 力，这样临床效果有所改善，但总体效果仍远不及限制型 假体。
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1、半限制型假体
球心型膝关节假体：
由美国密执安大学 Matthews和Kaufer等设计； 1973年首次用于临床； 属半限制型假体
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1、半限制型假体
球心型膝关节假体特点：
平台正中突起一柱，顶端为球状， 允许关节在各个方向活动； 股骨髁“凸轮”结构，增大稳定性； 类似解剖型，球心位于股骨轴后方； 屈膝位可有轻度的内外翻和单轴旋转活动
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1、半限制型假体
Sheehan型膝假体：
铰链结构，爱尔兰Sheehan设计，1971 年进入临床，股骨髁假体左右侧之分；
内外髁由前向后逐渐增大，
屈曲90°时，可有约20°旋转； 伸膝位有2-3°侧方活动，屈膝45°时，侧方活动达到6-7°。
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现代发展阶段（1970以后）
70年代各种膝关节假体的研究和应用，为膝关节疾病的治疗提 供了十分有效而可靠的方法，但这些假体面临的最大问题是术后假体 松动；同时年轻患者迫切需要长期耐用的新型假体。 因此，从70年代末起，如何预防松动，成为设计假体的 研究焦点。由此相继出现了多种不需要骨水泥固定的骨长入生物固定 型假体以及带人工半月板的假体。
平台后脱位；
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2、非限制性假体
TCPⅡ型假体：
1976年设计，增强交叉替代功能； 朝向后上方的斜柱，获得关节前后稳定； 有一定范围的侧方和旋转活动； 缺点是假体容易松动；
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2、非限制性假体
TCPⅢ型假体：
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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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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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
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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
2、非限制性假体
TCP设计特点： 不保留交叉韧带； 股骨钴铬合金； 胫骨平台面呈杯形，稳定性好； 髓内固定柄，防止平台倾斜； 髌骨假体圆弧形
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2、非限制性假体
TCPⅠ型假体： 前后稳定性靠周围韧带维持； 部分来自关节面的匹配程度；
效果欠佳，屈曲时有时会出现胫骨
早期探索阶段（1860～1950）
继1860年法国Verneuil首次利用自体筋膜 组织施行“隔膜型”膝关节成形术后，人们还相继尝试了 许多其他内置材料，诸如猪膀胱、自体皮肤、肌肉、髌前 囊等生物材料以及尼龙、玻璃等合成材料。
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早期探索阶段（1860～1950）
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假体的发展史
简述：
由于新材料的出现，假体设计的改进、外科技术和麻醉方法的发展， 人工关节在更多疾病及更大年龄范围中得到推广应用，而并发症相对
减少。现在人工膝关节置换术作为一项成熟的治疗方法，已被许许多
多的医生所接受。 人工膝关节经历了一个较长时期的发展过程。事实上，70年代起
手术操作简单易行
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2、非限制型或半限制型（非铰链式）假体
1958年，Maclntosh提出：
只置换病变胫骨平台，获得较大成功；
材料最初选用丙烯酸，后改为金属；
紧压配合方式固定；
缓解疼痛，减少了术中骨质切除
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现代发展阶段（1970以后） 1、半限制型假体
Guepar型膝假体： 法国Guepar小组1970年设计， 属铰链式结构
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1、半限制型假体
特点： 术中骨组织切除少，便于返修术； 类似解剖型，铰链旋转轴线偏关节线后方； 关节屈曲不受限； 股骨髁假体前方设有与髌骨相关节的浅槽； 左右侧之分，股骨假体柄带有外翻角
形成阶段（1950～1970）
1、完全限制型（铰链式）假体
最早用于临床的限制型假体； 由Walldius于1951年设计； 材料为丙烯酸酯，只能做单轴运动；
活动度为过屈5°，屈曲115°；
上下髓内固定柄，假体高度达3cm
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形成阶段（1950～1970）
2、非限制性假体
解剖型假体： 由几何型MarkⅢ发展而来 有时也称MarkⅣ
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2、非限制性假体
解剖型假体设计特点： 股骨髁假体分左右侧，
对关节活动限制程度较小；
金属底托得到应用；
中央髓内固定柄防止平台前后松动；
股骨内外髁于前方合二为一，形成浅槽，与髌骨相关节
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。
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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
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2、非限制性假体
假体由4部分构成，
2个EN58J不锈钢股骨髁假体 2个RCH1000超高分子聚乙烯 内外侧胫骨平台假体； 假体骨组织界面用骨水泥固定； 含有20°轴向旋转； 保留前后交叉韧带
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人工膝关节假体的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ展史
现代发展阶段（1970以后） 2、非限制性假体
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现代发展阶段（1970以后）
80年代初期，Hungerford等设计了多孔表面 解剖型假体（PCA），最大特点是假体骨接触面覆 盖多层金属微球或金属丝，其孔隙在50-400μm之 间，生物柄能长入到孔隙内起到长久的生物固定效
果，但主要问题是平台假体固定欠佳、松质骨很少
缺点：独立部件较多，术中不易获得理想的关节对线； 假体设计本身不能纠正中、重度膝内外翻畸形，远期失败 率高达34%。
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2、非限制性假体
Freeman系列膝假体： 采用凹槽滚轮式结构；
不保留交叉韧带；关节前后稳定性好;
但假体松动、下沉现象多见，术后5年髌股关节疼痛率
这些早期探索主要针对由于结核、感染等疾病 引起的膝关节强直、畸形的患者，术后初期效果还可以， 但后期常因排斥反应、继发感染或关节再强直而失败。
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早期探索阶段（1860～1950）
二次世界大战后，内置隔膜型膝关节成形术得到重新 开展。部分患者也获得了较好的疗效。但该术式只是隔开 了被破坏的关节软骨面，并没有纠正关节的畸形和重建关 节稳定性，因而不能获得满意的结果。