股骨柄的設(shè)計(jì)原則(編輯修改稿)
2024-09-01 15:49 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 可以達(dá)到微觀鎖住機(jī)制 柄與髓腔的配合與填充：可以設(shè)想，如果柄的形狀與股骨髓腔的近端和遠(yuǎn)端達(dá)到緊密配合，則可以得到柄的穩(wěn)定性，因此，接近正常股骨的應(yīng)力應(yīng)變模式。不幸的是，股骨正常的應(yīng)變模式是在股骨頭和股骨頸都比較完好的情況下得到的，任何髓內(nèi)負(fù)重的方式都會(huì)明顯改變股骨的受力模式。 有效的壓配合設(shè)計(jì)與骨的幾何結(jié)構(gòu)、髓內(nèi)的負(fù)重方式和界面之間的情況有關(guān)。影響非骨水泥假體植入的重要因素是股骨形態(tài)的差異。由于股骨近端形態(tài)的變異性很大，有人得出如下結(jié)論：與其要在不規(guī)則的股骨近端達(dá)到穩(wěn)定固定，還不如在股骨干髓腔皮質(zhì)骨處得到穩(wěn)定的固定。在不使用骨水泥的情況下，為了得到穩(wěn)定的固定，非骨水泥柄一般要比骨水泥柄大一點(diǎn)，這就使股骨柄的硬度明顯增加，因此容易發(fā)生股骨近端的應(yīng)力遮擋。為了避免這一點(diǎn)，在柄的設(shè)計(jì)中常常加上凹槽、凹坑等，以在柄體增大的情況下柄的硬度仍然不增加。 眾所周知，柄與髓腔內(nèi)壁達(dá)到緊密配合可以得到穩(wěn)固的初始穩(wěn)定性。但是，柄固定的牢固程度會(huì)在幾個(gè)月后隨著骨重塑而減弱。通過對(duì)狗的研究表明，柄遠(yuǎn)端配合緊密的確會(huì)增大遠(yuǎn)端接觸處的應(yīng)力（因此近端應(yīng)力就小了）。然而，這一現(xiàn)象與長期的骨密度的改變并沒有相關(guān)性。在直徑上，%的改變，這可以通過環(huán)形應(yīng)力的改變和骨的衰竭來發(fā)現(xiàn)，這是壓配合柄固有的情形。文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，在狗身上做實(shí)驗(yàn)時(shí)，在直徑上柄比髓腔大1mm時(shí)，在插入柄的過程中就會(huì)引起骨折。 不管是近端還是遠(yuǎn)端，提到配合適當(dāng)，仍然存在著很多爭議。設(shè)計(jì)、負(fù)荷和穩(wěn)定性之間的關(guān)系：仔細(xì)分析某種設(shè)計(jì)的股骨柄對(duì)髓腔的填充情況可以預(yù)測它負(fù)重后的下沉情況。然而，正如RashmirRaven等人發(fā)現(xiàn)的那樣，沖擊力和植入過程對(duì)下沉的影響要比所謂的“配合與填充”更大。柄在術(shù)后早期就下沉23mm與術(shù)后疼痛的相關(guān)性不大，而股骨柄旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)定卻有臨床癥狀，尤其是在站起來或爬樓梯時(shí)有明顯的疼痛。對(duì)股骨柄幾何外形的研究發(fā)現(xiàn)，彎柄抵抗不同面上的扭矩的能力優(yōu)于直柄，但這兩種柄在軸向上的穩(wěn)定性差別并不明顯。但是在臨床上，還沒有發(fā)現(xiàn)有效證據(jù)來證明近端彎曲的效用。 總之，通過對(duì)柄在髓腔內(nèi)的位置的研究發(fā)現(xiàn)柄在股骨長軸上的下沉影響不大，而且仍然有基本的骨整合；但是旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)定卻與臨床效果差相關(guān)性極大。正如上面所說，通過對(duì)柄在髓腔內(nèi)的位置的研究發(fā)現(xiàn)，假體的負(fù)重方式是不同假體和不同表面處理之間的重要區(qū)別。 柄的設(shè)計(jì)與骨重塑：這是一個(gè)比較復(fù)雜但相當(dāng)重要的問題，當(dāng)前股骨柄設(shè)計(jì)都在嘗試把一部分負(fù)荷傳遞到股骨近端的干骺區(qū)。應(yīng)力傳遞的有效性與假體的彈性模量、形狀、大小，以及有無頸領(lǐng)、多孔涂層的分布和手術(shù)技術(shù)有關(guān)。由于鈦合金和鈷鉻鉬之間彈性模量的差異，導(dǎo)致鈦合金在股骨近端造成的應(yīng)力遮擋比鈷鉻鉬小30%、在遠(yuǎn)端造成的剪切應(yīng)力也比鈷鉻鉬小30%。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，骨重塑和X射線發(fā)現(xiàn)的良好匹配之間沒有明顯的相關(guān)性[69]。骨水泥假體造成的骨吸收明顯比非骨水泥假體的要小。 頸領(lǐng)：大部分近端多孔覆層、干骺區(qū)占滿型的股骨假體都沒有頸領(lǐng)，因?yàn)轭i領(lǐng)會(huì)限制柄在髓腔內(nèi)插入的深度。而且，如果錐度設(shè)計(jì)的柄帶有頸領(lǐng)，則頸領(lǐng)會(huì)限制柄的下沉，而這種錐度柄的設(shè)計(jì)初衷是允許柄在植入初期有輕微下沉，以使柄在髓腔內(nèi)處于一個(gè)穩(wěn)定的位置。但是還沒有任何科學(xué)研究或臨床數(shù)據(jù)來說明非骨水泥柄帶有頸領(lǐng)的缺點(diǎn)及具體數(shù)值。研究表明，帶有頸領(lǐng)的確提高了柄的穩(wěn)定性，在單腿站立和爬樓梯時(shí)可以看到這一點(diǎn)。壓配合型無領(lǐng)加長柄會(huì)使股骨近端的壓應(yīng)變比正常股骨大15%，而有領(lǐng)柄使股骨近端的壓應(yīng)變比正常股骨大50%。有些生產(chǎn)廠家為了照顧醫(yī)生的選擇，提供組合型頸領(lǐng)，使同一個(gè)股骨假體可以帶頸領(lǐng)使用也可以不帶頸領(lǐng)使用。這樣做通常會(huì)使人想到他們?nèi)狈α钊诵欧幕A(chǔ)研究和臨床資料。頸領(lǐng)好象既沒有改善股骨近端的骨重塑，也沒有阻止柄的下沉。 全噴涂假體由于它與股骨干處的“刮擦配合”而具有良好的旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。這種假體在干骺區(qū)往往并沒有占滿髓腔，因此帶有頸領(lǐng)會(huì)有助于防止這種假體的早期下沉。 表面處理正如前面所說，非骨水泥固定的股骨假體有兩種設(shè)計(jì)思想：光面外形具有宏觀鎖住機(jī)制，而表面處理具有微觀鎖住機(jī)制。從理論上說，光面股骨柄引起的股骨近端應(yīng)力遮擋比較小。然而在臨床上和實(shí)驗(yàn)中都沒有觀察到這種現(xiàn)象。如今，大家基本都能接受所謂的宏鎖住機(jī)制很難達(dá)到長期的無痛使用，而生物固定則不然，因?yàn)楸c股骨髓腔之間具有生物骨整合。因此，非骨水泥型的光面柄如今已經(jīng)不常用了。 關(guān)于最佳的表面處理方法，當(dāng)前骨長入效果較好的是孔直徑在150400微米充許骨附著或骨長入的表面紋理包括：燒結(jié)珠粒、金屬絲網(wǎng)、等離子噴涂。不同的表面處理過程所得到的表面紋理具有不同的密度、不同的附著強(qiáng)度、不同的孔隙度。但通過對(duì)文獻(xiàn)的復(fù)習(xí)可以清楚地發(fā)現(xiàn)，表面處理對(duì)骨長入和骨重塑的影響要比整體設(shè)計(jì)的影響小。當(dāng)我們選擇一個(gè)假體時(shí)，關(guān)于表面處理要考慮三點(diǎn)：多孔表面在圓周的分布情況部分、僅覆蓋近端還是覆蓋整個(gè)柄體；表面處理是否還加上HA或磷酸三鈣或其它生物因子。四周表面處理： 雖然并不要求有骨整合，但是仍然推薦使用四周處理，這樣可以減少碎屑沿兩個(gè)小凸起之間向遠(yuǎn)端滑動(dòng)。雖然基礎(chǔ)研究對(duì)這種看法的支持有限，但是今天大部分外科醫(yī)生都接受四周表面處理的概念。近端多孔覆層假體：由于這種假體有很多種設(shè)計(jì)參數(shù)，而且臨床應(yīng)用時(shí)間短，這樣對(duì)近端多孔覆層的非骨水泥假體就很難得出一個(gè)肯定的結(jié)論。比如材料可以是鈷鉻鉬或鈦合金；覆層可以是珠粒、絲網(wǎng)、等離子噴涂。從匯總到的數(shù)據(jù)可以看出，很多種近端多孔涂層的假體，在初次置換手術(shù)后都可以得到穩(wěn)定的生物固定。在29年的隨訪中，力學(xué)松動(dòng)率（因?yàn)楣晒潜臒o菌性松動(dòng)或X線松動(dòng)而需要翻修的癥例）為2％10％。甚至有報(bào)導(dǎo)，在隨訪差不多相同的時(shí)間里，這種結(jié)果上的差異是有多方面原因的，例如宿主骨的因素、后術(shù)技術(shù)、假體的設(shè)計(jì)等因素。雖然這些因素都起一定的作用，但是假體的設(shè)計(jì)對(duì)最終的結(jié)果起著最重要的作用。Pilliar等人的研究表明，假體的初始穩(wěn)定性影響著骨長入的發(fā)生。那么，從邏輯上說，手術(shù)經(jīng)驗(yàn)越豐富、手術(shù)技術(shù)越進(jìn)步，所達(dá)到的假體與髓腔的“匹配與填充”就可能越好，因此也就越有可能改善骨長入情況。臨床研究也證實(shí)了這一推理。因此，改進(jìn)假體設(shè)計(jì)和手術(shù)技術(shù)，可以改善假體柄的固定，從而提高臨床結(jié)果。一般認(rèn)為，假體不穩(wěn)定是造成大腿明顯疼痛的最常見原因。也有個(gè)別固定良好的股骨假體也有大腿痛現(xiàn)象。情況好的患者，術(shù)后大腿痛的頻率與骨水泥柄相似；而大多數(shù)情況下，這種近端多孔覆層的股骨假體術(shù)后大腿痛的幾率大于骨水泥柄。為了降低固定良好的非骨水泥假體引起大腿痛的發(fā)生率，生產(chǎn)廠家通過在假體上開狹槽、長槽、使假體的中遠(yuǎn)段變細(xì)來降低股骨假體遠(yuǎn)端的硬度（帶或不帶組合式的柄遠(yuǎn)端）。為了驗(yàn)證這些措施的臨床效果，Bourne等人對(duì)105個(gè)MalloryHead假體（這是一種由鈦合金制成的假體，近端有等離子涂層，沒有占滿股骨干處的髓腔）進(jìn)行了臨床隨訪，發(fā)現(xiàn)術(shù)后兩年，只有2%的髖有輕微的大腿痛，中度大腿痛只占1%。雖然這是股骨柄革新后的早期結(jié)果，但不知道這一結(jié)果是設(shè)計(jì)上改變造成的，還是因?yàn)橛辛烁涌煽康墓切怨潭?。有人還嘗試過增加對(duì)骨髓腔的擴(kuò)大，從而在股骨近端得到緊密的固定。這樣可以降低大腿痛并降低應(yīng)力遮擋。臨床結(jié)果表明，使用這種技術(shù)使術(shù)后大腿痛的患者降到了2%，而且固定良好，臨床效果佳。 全柄體多孔覆層的股骨假體： Engh和他的同事是美國使用全覆層假體時(shí)間最長，經(jīng)驗(yàn)最豐富的人。在對(duì)AML假體的初步研究中，他們使用的假體只有有限的型號(hào)，總共做了307例髖關(guān)節(jié)手術(shù)，隨訪2至5年。其中195例股骨柄假體能夠占滿髓腔，100%獲得了穩(wěn)固的固定（93%有骨長入，7%有穩(wěn)定的纖維長入）。另外112個(gè)股骨假體沒有占滿髓腔，只有93%的柄是穩(wěn)定的，只有69%有骨性固定。有14%
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