膝关节假体选择-眭述平

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潜在缺点
– 假体－骨界面所受剪切应力大，单纯骨水泥固定易 松动，因此需加用髓内固定，增加接触面积
目前进展
高屈曲度膝关节——155度
– 加厚并延长股骨后髁关节面 – 加深并延长髌骨滑漕 – 平台前方作修整适应高屈 – 特殊的凸轮机制设计
第三代－活动承重膝关节假体
设计目的
– 解决吻合性、限制性 和接触应力之间的矛 盾
优点
– 因切除了PCL，容易使伸屈膝间隙相等，比较适合
应用于严重屈曲畸形和外翻畸形的患者
– 可以通过轻微增加屈曲间隙来增加膝关节的屈曲度 – 由于假体前后向稳定性好，可以用于伸膝装置受损 的患者，如髌骨切除或髌韧带受损的患者
后交叉韧带替代型假体
潜在缺点
– 高吻合性使应力更多的通过假体传导，增加了假体 －骨界面间的剪切应力，增加机械松动 – 安装假体时去除骨量较多，翻修时困难增加
目前进展
旋转铰链型
– 股骨和胫骨假体间存
在旋转
– 降低假体－骨水泥－ 骨界面接触应力 – 防止假体过早松动
第二代－半限制型和非限制型假体

特点
– 以点、线、部分
面接触为主，能
产生足够的活动 度和低限制
– 固定关节面
– 磨损度较高
后交叉韧带保留型假体
设计目的
– 为了降低假体和骨之
间固定界面的剪切应
碟形对平坦的人工关
节表面 (curved on flat)
平坦对平坦设计有较大的接触面积，但在内外翻 时易产生边缘效应，加速磨损
材料
金属
– 钴铬钼合金 （光滑、耐磨，与聚 乙烯接触部件） – 钛 （便于骨长入，与骨 接触部件）
超高分子聚乙烯
(HMWPE)
假体固定
骨水泥固定
– “金标准”
力，降低假体松动
假体特点
– 低吻合性，低限制性
后交叉韧带保留型假体
优点
– 保留了后叉韧带，膝关节屈曲时可使股骨向后滚动， 可以增加膝关节屈曲程度 – 运动产生的应力可以被膝周围韧带吸收，使假体与 骨之间所受的剪切应力降低 – 韧带组织保留好，使膝关节具有好的本体感觉功能 – 有比较正常的步态和爬楼功能 – 术中容易保持关节线（一般允许在3mm以内） – 增加后稳定性，防止脱位
内外侧副韧 带能否平衡
常见 存在多平面畸形超过40度 侧副韧带功能不全
Y N
这类假体有柄支撑 很少使用，因为失败率高 伸直间隙和屈曲 间隙能否平衡 常见 膝关节僵硬 高度屈曲挛缩
Y Y
术前是否有 髌骨切除
N
铰链型假体? PS
Y
术者喜欢 PS、MBK
Y
MBK
N N
PCL是否完整 能否平衡
Y
CR
假体选择
Sigma
RP-F ）
设计意图
最大的屈曲需要旋转平台（固定平台不
能提供）
在整个活动范围内必须保持承重面的高
吻合性
设计特点

增大的股骨后髁具有较小的半径以减少聚乙烯接
触应力，可提供155度活动范围

增厚的后髁需要额外的后侧股骨截骨2 – 4 mm 第三接触面以减少接触应力
LCS
Sigma RPF
高接触应力
低接触应力
吻合性、限制性、接触应力、运动 之间关系
吻合性
假体限制 运动 界面应 力 松动危险性 假体限制 运动 界面应力 松动危险性
吻合性
胫股关节表面几何形态
碟形的人工关节表面
(curved on curved) 平坦的人工关节表面 (flat on flat)
各种接触类型关节面单位压强
活动承重膝关节假体
优点
– 具有高吻合性，低接触应力，低磨损，低固定的界 面应力 – 可旋转的内衬可以自动纠正不良的旋转力线，改善 髌股轨迹
潜在缺点
– 有脱位和半脱位的风险 – 手术难度高
• 需要严格伸屈膝间隙相等 • 韧带平衡要求高
目前进展
高屈曲活动平台型膝关节假体（Depuy
特点
– 面接触 – 三维活动
分类
– 活动承重半月板设计 – 旋转平台设计
在内衬和胫骨平台间需要一些活动来转移 由于高度吻合性等等原因产生的界面应力
软组织（应力分散）
A-通过弧形表面在伸屈膝和内外翻时产生活动 B- 允许存在水平旋转和前后方向的活动
增加吻合性
降低接触应力 活动设计
降低界面应力 & 自动纠正旋转 力线
生物型固定
– 带柄、翼状或 长柄设计 – 螺钉 – 表面微孔
人工膝关节发展三个阶段
第一代：单纯铰链型假体（全限制型） 第二代：髁型假体（非限制、半限制）
– 点接触、线接触或部分面接触型
第三代：带半月板功能的解剖型假体
– 面接触型
第一代－完全限制型假体
特点
– 铰链式、单一半径
– 固定铰链型
后交叉韧带保留型假体
潜在缺点
– 后叉韧带功能需比较正常，不适合运用于膝关节严 重畸形的病人 – 增加了胫股关节之间的接触应力，增加了内衬的磨
损，容易引起因磨损颗粒导致的骨溶解
后交叉韧带替代型假体
设计目的
– 增加稳定性，减 少假体间的接触 应力
特点
– 高吻合性 – 一般有凸轮设计
后交叉韧带替代型假体
限制性（Constraint)
– 通过假体形状限制关节活动的能力，通常是 限制关节的旋转和平移运动
运动力学（Kinematics）
– 研究关节运动的几何轨迹 – 股骨相对胫骨既有滚动又有前后滑动
概 念

接触应力 （Contact stress）
– 是一个植入物与另一 植入物接触时产生的 应力 – 增加接触面积可以减 少接触应力
全膝关节假体设计与选择
理想的假体设计
适当的功能
– 运动学 – 活动度 – 限制性
假体牢固的固定
假体长期的耐磨性
概 念

吻合性（Conformity）
– 指假体的匹配程度，
胫骨假体表面半径(R2)
与股骨假体表面弯曲 半径(R1)间的比率
(R2/R1)，适用于冠状
面和矢状面的几何形 态
概 念
– 有髌股撞击征和膝关节脱位的报道
半限制性假体
设计目的
– Hale Waihona Puke Baidu了解决膝关节侧副 韧带功能不全
特点
– 类似PS假体 – 假体中央由高而大的 突起 – 假体有带柄设计
半限制性假体
优点
– 可以用于膝关节固定外翻畸形、严重屈曲挛缩畸形， 术中无法获得软组织平衡 – 可以作为术中误损内侧副韧带时的补救方法
设计特点
深度屈曲时50mm2额外的接触面积 髁间盒浅且窄，改善髌股轨迹
特殊假体
定制型假体和组配式
假体
– 包括不同尺寸和长度 的髓内杆、金属块 – 提供更好的充填和压 配，假体－骨界面应 力小，理论上可减少 假体松动 – 适用于有骨缺损、骨 折截骨后引起的膝关 节畸形
N
半限制 型假体
缺点
– 高限制性，假体－骨水泥－骨界面接触应力高，易 导致松动，翻修困难 – 铰链式活动，不符合膝关节运动特点 – 假体失败率高
• Rand等人报道4年随访研究中，假体失败率为43％
• Young等人报道铰链式假体使用寿命一般不超过10年
适应征
– 用于严重骨缺损、严重膝关节不稳定、低活动量、 预期寿命在5年以内的患者 – 可以作为膝关节挽救性手术