陶瓷关节假体异响的重要机制——内衬边缘脊磨损

2011-11-13 15:31 来源:丁香园 作者:kelong4
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      近年来,不断有关于全髋关节置换术后关节异响(Squeaking)的报道,其主要出现在使用陶瓷对陶瓷假体的患者中。在国外,患者对关节异响很敏感,这在一定程度上阻碍了陶瓷关节的广泛应用。如何有效预防和控制关节异响的发生,逐渐成为关节外科医生需要迫切解决的问题。

       最近一期的JOA杂志发表了美国学者Sanders的一篇关于陶对陶假体异响发生机制的实验研究。在文章中作者指出,陶瓷髋臼内衬在设计上有一个共同的特点——脊,即内衬边缘与其内壁球面过渡处的环形突起。研究者通过力学实验考查了负重状态下髋臼脊对磨损的影响。作者采用3种不同的陶瓷髋臼内衬(其各自边缘脊结构测量见图1)对相同股骨头进行边缘负重下的磨损实验。实验通过疲劳磨损仪,使髋臼边缘(对照组)与脊(试验组)分别对股骨头中位线行垂直往返运动(±0.5mm间距,1Hz,2000转,负重200N)。保持接触点始终一致,对照组的接触点应在边缘光滑处,而试验组接触点处于脊上1mm。测量记录各组磨损微粒大小、体积,并观察股骨头形态改变。

图1 三种不同内衬的表面形状测定。Spherical ID=内衬内壁球面,EDGE=内衬边缘。
 
        研究结果显示(见表1):边缘负重下,试验组脊的存在将大幅增加磨损微粒的产生(2-15倍),且微粒大小也有明显增加。同直径下第四代氧化铝基复合物材料更具耐磨性,总磨损微粒量减少,但是脆性增大,其单个微粒大小增加。每组股骨头均观察到可见的磨损痕,试验组更为明显,见图2。

表1 各组股骨头磨损微粒测量情况

图2 直径28mm的AL2O3股骨头磨损镜下扫描。2-A为对照组股骨头磨损表现,最大磨损深度约1.5μm。2-B为试验组股骨头磨损(展开)表现,最大磨损深度约3μm。

有研究证实陶瓷关节在术后数月即可以发生异响,该现象通常与关节磨损相关。陶瓷-陶瓷全髋置换假体在关节活动过程的微分离现象已被多数学者接受,髋摆动时,关节负重面之间会出现轻微分离,转至足跟着地时,假体头与髋臼的上缘就出现了边缘负重,随之关节复位,在边缘负重与关节复位的过程中可加重假体磨损,其磨损结果类似于试验组边缘脊的边缘负重磨损。而且早期术后陶瓷内衬边缘脊磨损产生的微粒可能会导致第三体磨损,这也可能是产生关节异响的一个原因。工艺上陶瓷髋臼内衬内壁球面到边缘更加光滑,无坡度的过渡和手术技术上有意识规避可以降低其发生。

【编者按】陶瓷关节更容易发生异响,作者根据这一临床事实,联系髋关节微分离理论,创意性的提出了陶瓷内衬边缘脊这个磨损始动因素,最终实验也证实作者的猜想。跳跃的思维令人折服。当然,该研究也存在一定的局限性,人工关节的异响是一个多因素的结果,和假体磨损、假体材料、设计缺陷、自身震动等因素都是相关的,其相互关系尚待深入研究。

Thin Hard Crest on the Edge of Ceramic Acetabular Liners Accelerates Wear in Edge Loading

编辑: kelong4

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