1、全膝关节假体设计与选择,上海市第六人民医院骨科 眭述平,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,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,概 念,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
2、力,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 松动危险性吻合性 假体限制 运动 界面应力 松动危险性,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)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”生物型固定带柄、翼状或长柄设计螺钉表面微孔,人工膝
3、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,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43Young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,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
4、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,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
5、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,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，翻修时困难增加有髌股撞击征和膝关节脱位的报道,半限制性假体
6、,设计目的为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
7、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,降低接触应力,活动设计,降低界面应力 & 自动纠正旋转力线,增加吻合性,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 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,
8、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,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,术前是否有髌骨切除,术者喜欢PS、MBK,PCL是否完整能否平衡,铰链型假体?,这类假体有柄支撑很少使用，因为失败率高,PS,存在多平面畸形超过40度侧副韧带功能不全,膝关节僵硬高度屈曲挛缩,MBK,CR,内外侧副韧带能否平衡,伸直间隙和屈曲间隙能否平衡,半限制型假体,假体选择,N,N,Y,Y,N,N,N,Y,Y,Y,Y,常见,常见,THANK YOU !,
