在進行人工全髖關節置換術前,你需要了解:這4種材料可以選擇

2020-12-19 南方健康

人工全髖關節置換術是目前公認的治療中晚期髖關節疾病的終極手段。自從20世紀60年代一線醫生等對人工全髖關節假體的設計做出了巨大改進,隨著手術技術、假體材料和製造工藝的完善,得到了廣泛的應用。

迄今為止,全髖關節置換術是最成熟和有效的骨科手術之一它有效地延長了患者的壽命,提高了生活質量。

隨著全髖關節置換手術的廣泛開展,人們逐步了解到關節假體置換手術的各項併發症:包括切口癒合不良、血管神經損傷、假體周圍骨折術中、術後均可發生、脂肪栓塞、下肢靜脈血栓形成和肺栓塞。

術後內科併發症如:貧血、電解質紊亂、肺部感染、心、肝和腎功能不全、術後關節脫位、雙下肢不等長、陶瓷假體破裂、異位骨化、災難性的關節感染、晚期並發假體無菌性鬆動等。

經過大量的隨訪研究,人們發現除了致命性的肺栓塞,關節感染、關節脫位、假體周圍骨折等必須要進行關節翻修手術外,。

後一個十分嚴重的併發症是假體無菌性鬆動,它的發生機制主要是聚乙締磨損顆粒導致的骨溶解,而骨溶解導致的假體無菌性鬆動恰恰是假體遠期翻修的主要原因。

目前,主流的髖關節假體材料構成主要有:金屬髖臼杯、金屬股骨柄和不同材質的摩擦界面。

按摩擦界面構成不同分為:金屬聚乙烯;金屬-金屬、陶瓷陶瓷;陶瓷聚乙烯、陶瓷金屬等,其中前三者是主流。

金屬聚乙烯界面應用最廣泛,一度成為衡量其他關節置換手術的金標準;陶瓷陶瓷界面假體,因為其耐磨性好、親水性好和極低的生物反應性,目前在年輕、富於運動的群體中應用越來越廣泛。

金屬-金屬界面也一度盛行,但是因為金屬過敏導致的遲發性變態反應,特別在過敏體質、腎功能不全、孕婦等人群不宜應用,國內外對其摩擦界面的應用有所保留;在我國,髖關節假體界面選擇仍舊以金屬聚乙烯、陶瓷陶瓷多見。

那麼他們三者之間有什麼區別,各自又該如何選擇?今天醫生就來為大家詳細科普一下。

金屬對聚乙烯關節界面

金屬頭對聚乙烯內襯界面的假體組合,自從20世紀60年代外國骨科專家提出低摩擦學髖關節假體以來就逐漸盛行,一度成為衡量其他關節手術置換的標準。

目前臨床多採用的鑽銘合金和聚乙烯配對,具有較低的摩擦係數和較好的組織相容性優點。長期隨訪結果顯示該種界面組合的年以上假體生存率可達85%。

聚乙烯內襯較金屬、陶瓷內襯優勢之一是聚乙烯內襯可以製成防後脫位的高邊;此外,金屬聚乙烯因為撞擊而導致的磨損及後果較陶瓷陶瓷和金屬-金屬組合輕的多。

隨著金屬聚乙烯界面的廣泛應用,聚乙烯磨損導致的骨溶解引起人們廣泛關注。理論上,聚乙烯內襯具有0.1mm/年磨損率,但是由於骨水泥屑、骨碎屑等第三方顆粒存在導致三體磨損,會加速聚乙烯材料的磨損。

研究顯示金屬聚乙烯界面總的磨損率為0.04mm—0.1mm/年,而醫生認為聚乙烯的磨損閾值

是0.1mm/年,超過該值,骨溶解的發生率極大。經過對應用金屬聚乙烯界面患者進行術後10年的追蹤研究發現,約患者出現20%骨溶解。

高交聯聚乙烯界面

高交聯聚乙烯材料自20世紀末年開始廣泛應用於臨床,系由惰性環境射線y照射,打斷碳碳分子和碳氫分子的共價連接,在相鄰碳分子間形成交聯,同時或隨後熱處理可以促進交聯並清除自由基。

高交聯材料和普通聚乙烯相比,具有更高的強度和耐磨損性能。

經研究證實前者的磨損率約為後者的八分之一或十分之一。由於熱處理溫度和放射處理方法的不同,所產生的高交聯材料性能也有所差異。

聚乙煉內襯的磨穿是蠕變和磨損2個因素共同作用的結果。線性磨損和蠕變在最初1—2年較嚴重,蠕變隨著時間延長呈指數下降趨勢。

高交聯聚乙烯比普通超高分子聚乙烯更耐磨,在體內,高交聯聚乙烯磨損率為10mm/30年,非交聯聚乙烯為48mm/50年。

磨合期後,磨損率穩定在每年10um以下,與金屬-金屬和陶瓷陶瓷磨損率接近。由於高交聯材料耐磨,可以適當減少內襯厚度而使用較大直徑股骨頭來增加關節穩定性。

同樣的,高交聯聚乙烯可以有防脫位的後高邊設計,其撞擊後果也較陶瓷陶瓷和金屬-金屬組合輕的多。

新一代高交聯聚乙烯可以配伍金屬頭或陶瓷頭,相對於金屬聚乙烯界面,陶瓷聚乙婦界面可以減少磨損率。

雖然大量國內外研究證實:高交聯材料較普通聚乙烯假體的磨損率有顯著的下降,但是其骨溶解程度是否有顯著下降,尚需要長期的證據支持。

金屬-金屬界面

20世紀80年代末,金屬-金屬摩擦界面開始得到重視。

目前,第三代金屬金屬界面假體採用大頭、高拋光、小間隙組合設計,具有十分理想的摩擦性能。而且金屬內襯通常包被聚乙締緩衝層以減少金屬骨路間的彈性模量,使得金屬-金屬假體在全世界範圍內的應用有了越來越廣泛的趨勢。

金屬-金屬界面主要優點:具有極低的磨損率。在快速磨損期,金屬-金屬線性磨損率為,到第三年穩態磨損後,線性磨損率降低到,容積磨損率為,比傳統聚乙雕低倍。

可以使用大直徑的股骨頭假體。金屬大頭增加了關節活動度,同時也提高關節穩定性,降低了關節脫位概率。

儘管金屬-金屬界面組合減少了磨損率,但是與金屬離子全身性擴散相關的遲髮型超敏反應及長期潛在危險等問題仍未得到解決等報導。

全髖關節置換術後,其血清及尿中鑽、鉻離子濃度要顯著高於使用聚乙席界面者,如血清鈷高倍,血清絡高倍。

血中顯著升高的金屬離子濃度引起了人們對是否導致腎臟損害、致畸性、致癌或其他結締組織疾病的擔憂。故目前對腎功能不全患者、育齡婦女的患者不推薦使用組合假體。

氧化錫陶瓷對陶瓷關節界面

氧化銘陶瓷陶瓷是第三代陶瓷界面,目前廣泛運用於臨床。陶瓷材料有較高耐磨、耐壓特性,高親水性和周圍組織對其磨損顆粒低反應性,且陶瓷在體內不會解析出金屬離子,避免了金屬離子的過敏反應。

隨著現代陶瓷工藝改進,在第三代陶瓷材料中應用熱等靜壓技術製造零氣孔率、晶粒細小均句的陶瓷,雷射燭刻技術降低陶瓷表面應力點等,使得陶瓷材料的密度、尺寸和強度有了長足進步。

研究表明,第三代陶瓷陶瓷摩擦界面線性磨損率約為0.004mm/年,遠低於高分子聚乙烯的磨損率0.085mm/年。

總結

全髖關節置換技術的廣泛應用,使得中晚期髖關節疾病患者的生活質量得到了極大地改善。隨著社會發展,人們對髖關節假體的預期使用年限提出了更高的要求。

人工關節無菌性鬆動是術後最常見的併發症之一,總結原因主要為聚乙烯的磨損微粒,可能激發局部組織產生過多的溶骨性介質,誘發假體周圍骨溶解,導致假體鬆動。

故假體摩擦界面不同,其無菌性鬆動的後果也不一樣;此外,釆用骨水泥或非骨水泥型假體,其無菌性鬆動後果也有一定區別。

總的來說,金屬聚乙煉和陶瓷陶瓷界面全髖關節假體用於初次全髖關節置換中期療效滿意,但是陶瓷陶瓷界面假體在骨溶解和假體鬆動方面較金屬聚乙煉界面假體有一定優越性。

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