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全陶瓷关节在股骨头坏死全髋关节置换中的应用

来源: 信息中心  时间: 2010-12-05     [ ] [ 打印 ] [ 关闭 ] [ 收藏 ]

    全陶瓷关节在股骨头坏死全髋关节置换中的应用
 贾玉华 孙鹏飞 13791033238

20 世纪 60 年代,Charnley 将金属股骨头与
高分子聚乙烯髋臼配伍,创立了低摩擦人工关
节置换的模式,自此,人工髋关节置换进入了
高速发展阶段。几十年来,人们逐渐认识到假
体之间的磨损产生的颗粒,诱导假体周围骨溶
解是影响人工关节使用寿命的重要原因,如何
减少或防止磨损颗粒的产生,防止假体松动的
产生,延长人工关节的使用寿命成为一个被广
泛研究的课题。其中陶瓷-陶瓷假体因具有良好
的滑动性和极低的摩擦系数,越来越得到关注。
  出色的耐磨损性:陶瓷表面为离子型结构,高负电荷,
因而有亲水性,可自润滑。同时,具有良好的浸润性,
体液可在表面形成一层薄膜使关节面得到良好的润滑,
降低了摩擦系数.陶瓷可抵抗研磨性磨损和第三物体
的磨损,如骨组织、骨水泥、金属碎屑等,这样就减少
了假体间负重面的磨损。陶瓷-陶瓷是目前髋关节置换
中磨损率最小的配伍方式。Lancaster 等[7]报道陶瓷(氧
化铝)-聚乙烯配伍假体髋臼产生的磨损明显低于金属-
聚乙烯的配伍。Sedel[8]报告陶瓷-陶瓷(氧化铝)假体
的平均磨损率是 0.003 mm/年。有研究显示,经过两百
万次的循环负荷,陶瓷(氧化铝)-聚乙烯配伍中陶瓷
股骨头的磨损率仅为金属-聚乙烯中金属股骨头磨损率
的一半。氧化锆陶瓷-聚乙烯组合的报道差异较大,但
普遍认为氧化锆陶瓷-聚乙烯与氧化铝陶瓷-聚乙烯的磨
损率基本接近。
  极高的硬度:陶瓷材料非常坚硬,其硬度仅次于金刚
石,远高于钴铬合金和钛合金等金属材料,因此陶瓷制
成的部件不易被划伤。但陶瓷是一种脆性物质,其抗张
强度和碎裂韧度仍明显低于金属材料。Garino[9]报道假
体碎裂的发生率为 0.015%,并且大多数报道都提示陶瓷
内衬的发生率远高于陶瓷股骨头的碎裂。氧化锆陶瓷硬
度更大,而且其韧性较氧化铝好,可减少陶瓷部件碎裂
的发生率。
  良好的生物相容性:使用金属-金属假体患者置换后血
清中金属离子浓度升高,金属-金属假体产生的金属颗粒
不仅对于巨噬细胞具有毒性,也可影响成骨细胞的生
长,金属假体也可导致人体组织对金属离子的超敏反
应。氧化铝陶瓷为生物惰性材料,化学键稳定,组织学
反应低,无腐蚀,陶瓷颗粒对组织的刺激也较金属颗粒
小。磨损时产生颗粒小,组织反应小,所以陶瓷关节可
有效的减轻骨溶解。Friedman 等[10]指出解决假体周围骨
溶解的原则是减少假体周围的磨损颗粒。氧化铝陶瓷正
是减轻了磨损产生的生物学反应,延长了假体的使用寿
命。D’Antonio 等[11]对 316 名患者进行了 5 年的随访,
发现使用陶瓷-陶瓷假体患者的骨溶解率仅为金属-聚乙
烯假体患者骨溶解率的 1/10。Hasegawa 等[12]在 35 髋使
用全陶瓷假体,无一例出现骨溶解。Christel[13]比较了金
属颗粒、聚乙烯颗粒及陶瓷颗粒对组织的反应,结果表
明陶瓷颗粒的组织反应最低,钛金属次之,聚乙烯最大,
与其他材料不同的是,陶瓷颗粒不引起机体的成纤维反
应。
4.3常用的陶瓷髋关节组合 陶瓷在全髋关节置换中可
组成陶瓷-聚乙烯界面和陶瓷-陶瓷界面。
  陶瓷-聚乙烯界面:氧化铝陶瓷头-超高分子聚乙烯
的人工关节组合在 1977 年由 Semlitsch 等首次报告。
自此氧化铝陶瓷-超高分子聚乙烯组合的人工髋关节
在全世界广泛应用。Urban 等[14]在研究中发现,陶瓷-
聚乙烯组合的髋关节置换后,聚乙烯内衬的线性磨损
率为 0.034 mm/年。Semlitsch 等[15]和 Dowson[16]均通过
大量研究证实:氧化铝-聚乙烯组合的磨损率为金属-聚
乙烯组合磨损率的 50%左右。


  当前陶瓷质量的提高和制造工艺的进步使得陶瓷
得到大量应用,陶瓷材料的耐磨损性、可靠性及稳定性
较其他材料有很大的优势,陶瓷-陶瓷的组合已被证实是
目前磨损率最低的假体组合,近年来出现的新型氧化铝
基复合陶瓷,进一步提高了陶瓷的质量。越来越多的研
究认为陶瓷-陶瓷髋关节是年轻患者的最佳选择[31-32]。虽
然陶瓷头和内衬的选择范围非常有限,陶瓷部件的碎裂
等问题都制约了陶瓷假体的使用,相信随着材料质量的
提升和生产工艺的发展,陶瓷假体的应用前景是非常广
阔的。

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