人工膝关节假体的发展史(新)

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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
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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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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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
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;
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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人工膝关节假体的发展史
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。
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) 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。
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)
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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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现代发展阶段(1970以后) 2、非限制性假体
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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人工膝关节假体的发展史
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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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。
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。
人工膝关节假体的发展史
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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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
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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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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)
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:
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
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
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
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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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人工膝关节假体的发展史
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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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
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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
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)
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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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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。
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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。
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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