1、人工髋关节股骨柄假体设计人工髋关节股骨柄假体设计的若干基础的若干基础 孙孙 俊俊 英英苏州大学附属第一医院骨科苏州大学附属第一医院骨科 v全髋置换术全髋置换术(THA)(THA)能有效恢复终极病变髋关节的功能有效恢复终极病变髋关节的功能能 v选择不同设计的股骨柄假体对选择不同设计的股骨柄假体对THATHA术后的疗效常产术后的疗效常产生重要影响生重要影响 第一部分第一部分骨水泥型股骨柄（骨水泥型股骨柄（cemented cemented femoral stem,CFSfemoral stem,CFS）假体的设计）假体的设计骨水泥型全髋关节置换术的疗效骨水泥型全髋关节置换术的疗效 注注假体载荷时
2、必须假体载荷时必须保持力学稳定保持力学稳定 理想的股骨柄假体设计理想的股骨柄假体设计）为满足这一要求为满足这一要求力学匹配型假体力学匹配型假体设设计计特特点点假体近端无颈领设计假体近端无颈领设计 ,表面光滑表面光滑,远端采用远端采用充气型中置装置充气型中置装置 假体冠状面，矢状面假体冠状面，矢状面和横断面均呈锥形和横断面均呈锥形固固 定定 原原 理理基于骨水泥的粘弹特性基于骨水泥的粘弹特性 使锥形股骨柄假体在使锥形股骨柄假体在骨水泥套内能适度下沉产生自锁稳定骨水泥套内能适度下沉产生自锁稳定 下沉能使产生于假体下沉能使产生于假体-骨水泥界面骨水泥界面的剪式应力转化为压应力的剪式应力转化为压应力
3、可获得假体的再稳定可获得假体的再稳定,有效有效避免股骨近段的应力遮挡避免股骨近段的应力遮挡 代表性的假体代表性的假体Exeter(Stryker)CPT(Zimmer)CPCS(Smith&Nephew)Logica(Lima)C-Stem(Depuy)vNelissenNelissen用立体用立体X X线（线（RSARSA）测得）测得1 1年内的假体平均下沉为年内的假体平均下沉为0.9-1.4mm,0.9-1.4mm,回位回位0.4-0.5mm0.4-0.5mm，同期骨水泥无下沉，或仅轻，同期骨水泥无下沉，或仅轻微下沉，此后假体趋于稳定而不再下沉。微下沉，此后假体趋于稳定而不再下沉。v临床报
4、道临床报道:Exeter:Exeter假体假体1818年的生存率高达年的生存率高达93.3%93.3%vYates(2019)191Yates(2019)191髋髋,10,10年生存率年生存率100%.100%.形态匹配型假体形态匹配型假体设计特点设计特点注重股骨柄的几何注重股骨柄的几何形态与髓腔的形态与髓腔的压配和充填压配和充填 假体近端假体近端带颈领设计带颈领设计 ,远端中置装置远端中置装置内含骨水泥内含骨水泥.直干式形态匹配型股骨柄假体直干式形态匹配型股骨柄假体VerSys(Zimmer)Perfecta(Wright)Spectron(Smith&Nephew)解剖式形态匹配型股骨柄假
5、体解剖式形态匹配型股骨柄假体Conquest(Smith&Nephew)Lubinus SP2(LINK)Answer(Biomet)假体表面假体表面应采用光应采用光面处理面处理避免产生金避免产生金属和骨水泥属和骨水泥磨屑磨屑借助假体在借助假体在骨水泥层内骨水泥层内的适度下沉的适度下沉借助假体在借助假体在骨水泥层内骨水泥层内的适度微动的适度微动FCDFCD假体的假体的永久固定永久固定避免引发三避免引发三体磨损和骨体磨损和骨溶解溶解借助假体的借助假体的髓内填充髓内填充 与骨水泥的一与骨水泥的一次性牢稳结合次性牢稳结合 SCDSCD假体的假体的永久固定永久固定 采用光面采用光面OROR粗面粗面?C
6、rowninshield等 Vail等Rasquinha等 认为糙面有利于假体与骨水泥的界面结合，但并未证实两者间疗效存在任何差别 光面和粗面两组翻修率和松动率均无差别 证实表面采用何种设计均对疗效无影响 z然而更多临床证实光面显著优于糙面然而更多临床证实光面显著优于糙面vValleValle比较研究了糙面和光面两组的中期疗效比较研究了糙面和光面两组的中期疗效,结果结果糙面组翻修糙面组翻修7 7髋，而光面组无髋，而光面组无1 1髋翻修，表明光面设髋翻修，表明光面设计显著优于糙面设计。计显著优于糙面设计。vCollis Collis 等比较研究了等比较研究了IowaIowa光面和糙面假体的疗效光
7、面和糙面假体的疗效,结果光面组结果光面组5 5年后无年后无1 1髋翻修或骨溶解，而糙面组有髋翻修或骨溶解，而糙面组有4 4髋因松动，髋因松动，2 2髋因骨溶解而翻修髋因骨溶解而翻修。v表明糙面假体耐受假体表明糙面假体耐受假体-骨水泥界面间的微动能力较骨水泥界面间的微动能力较差，一旦发生微动差，一旦发生微动,易加速骨水泥固定层的毁损和金易加速骨水泥固定层的毁损和金属碎屑的产生，导致骨溶解和假体松动。属碎屑的产生，导致骨溶解和假体松动。u因此因此,普遍主张普遍主张SCDSCD假体也应以光面处理最理假体也应以光面处理最理想想 第二部分第二部分生物固定型股骨柄（生物固定型股骨柄（cementless
8、cementless stem,CSstem,CS）假体的设计）假体的设计 直柄式股骨柄假体直柄式股骨柄假体设设计计特特点点 直柄式股骨柄假体的固定原理直柄式股骨柄假体的固定原理 6cmz最早由最早由EnghEngh提出提出:v股骨近侧干骺段的形态和大小变异常较远侧股骨近侧干骺段的形态和大小变异常较远侧股骨大，因此如设计以近侧压配固定为主的股骨大，因此如设计以近侧压配固定为主的假体，很难获得理想的压配固定，必将影响假体，很难获得理想的压配固定，必将影响疗效；疗效；v而股骨远侧皮质骨段为圆柱形，变异相对较而股骨远侧皮质骨段为圆柱形，变异相对较小，经髓腔扩髓后，很容易获得假体与皮质小，经髓腔扩髓后
9、，很容易获得假体与皮质骨的广泛接触和初始固定；骨的广泛接触和初始固定；直柄式股骨柄假体的固定原理直柄式股骨柄假体的固定原理代表性假体代表性假体AML(DePuy)Echelon(Smith&Nephew)HG(Zimmer)S-ROM(Depuy)设计特点弯柄式股骨柄假体弯柄式股骨柄假体Fit-stem(Lima)亚洲髋亚洲髋(Biomet)Fit-stem(Lima)IPS(Depuy)ABG(Stryker)弯柄式股骨柄假体固定原理图解弯柄式股骨柄假体固定原理图解锥形柄假体锥形柄假体设计特点锥形扁柄锥形扁柄(特特点点:横断面呈横断面呈矩形矩形)锥形圆柄(特点:横截面呈椭圆形)锥形扁柄的代表
10、性假体锥形扁柄的代表性假体Zweymuller(Plus)Profemur-Z(Wright)C2Stem(Lima)BetaCon(LINK)Metasul(Zimmer)SL-plus(Smith-Nephew Taperloc(Biomet)锥形圆柄的代表性假体锥形圆柄的代表性假体 Synergy(Smith&Nephew)Summit(Depuy)涂涂层层范范 围围 半干式即涂层仅限于半干式即涂层仅限于股骨柄假体的近段股骨柄假体的近段 全干式即涂层遍布全干式即涂层遍布整个股骨柄假体整个股骨柄假体 涂涂层层材材 料料 钛（纯钛或钛合金）钛（纯钛或钛合金）钴钴 合合 金金 羟基磷灰石羟基磷
11、灰石 涂涂层层制制备备技技 术术 钛或钴烧结涂层钛或钴烧结涂层 扩扩 散散 结结 合合 等等 离离 子子 喷喷 涂涂 v烧结涂层技术烧结涂层技术(Sintering technique)系将钴合金、钛金属系将钴合金、钛金属材质的珍珠样微粒（材质的珍珠样微粒（beadsbeads）通）通过加热，与股骨柄金属基表面相过加热，与股骨柄金属基表面相结合，孔隙大小由金属微粒的大结合，孔隙大小由金属微粒的大小控制。钛金属材质与钴合金材小控制。钛金属材质与钴合金材质的烧结涂层方法相同，但加热质的烧结涂层方法相同，但加热时间不同。如：联髋时间不同。如：联髋11011101系列系列（台湾），（台湾），PCAPC
12、A（StrykerStryker）和）和Trilock(DePuy)Trilock(DePuy)的涂层。的涂层。v扩散结合技术扩散结合技术(Diffusion bonding）系）系将钛金属丝用低于烧结将钛金属丝用低于烧结法的温度加压填嵌于钛法的温度加压填嵌于钛合金股骨柄金属基的表合金股骨柄金属基的表层，孔隙大小由金属钛层，孔隙大小由金属钛丝的构形、加热和加压丝的构形、加热和加压等因素控制等因素控制。如：如：HGHG和和VerSysVerSys假体（假体（ZimmerZimmer）涂层。涂层。等离子喷涂等离子喷涂（Plasma spray）:借助借助电弧等离电弧等离子气体（如氩、氮和氢子气体（
13、如氩、氮和氢等）形成的高温高速等等）形成的高温高速等离子体射流，将熔化后离子体射流，将熔化后的金属粉体或丝材的金属粉体或丝材,高速高速喷射到股骨柄金属基的喷射到股骨柄金属基的表面形成涂层。涂层孔表面形成涂层。涂层孔隙大小受喷涂粉体颗粒隙大小受喷涂粉体颗粒大小、喷涂功率和喷涂大小、喷涂功率和喷涂气体压力控制。气体压力控制。优点是优点是金属假体不经受高温，金属假体不经受高温，因此疲劳强度不受影响。因此疲劳强度不受影响。Precept(Biomet)Metasul(Zimmer)Perfecta(Wright)股骨近段的扩髓股骨近段的扩髓处理十分重要处理十分重要 为确保为确保CSCS与骨床与骨床的理
14、想压配的理想压配PaulPaul等比较研究了干骺段磨扩和锉扩对假体压配合等比较研究了干骺段磨扩和锉扩对假体压配合的影响，结果显示磨扩组假体与骨床的接触面高达的影响，结果显示磨扩组假体与骨床的接触面高达96%96%，而锉扩组仅为，而锉扩组仅为21%21%。MasonMason等证实经锉扩置入的等证实经锉扩置入的SummitSummit假体（假体（DePuy DePuy）下沉下沉1-2mm1-2mm者高达者高达2%2%，而经磨扩置入的，而经磨扩置入的S-ROMS-ROM假体，假体，4 4年后无年后无1 1例下沉。例下沉。假 体 随访时间 优良率 股区疼痛率 骨性固定率 远段骨溶解 假体生存率第一代：第一代：HG（Zimmer）中期 34%10%PCA(Stryker)15年 28%-57%93%APR-I 中期 11%AML(Depuyy)20年 93%97.8%Zweymuller 10-13年 100%100%第二代：第二代：Mallory-Head 中期 2%-5%95%-100%1%100%Alloclassic 中期 同上 同上 同上 100%生物学固定假体的临床疗效生物学固定假体的临床疗效
