为了解决由于磨损微粒导致的假体周围组织炎症、骨溶解及无菌性假体松动等问题,20世纪70年代新的磨损界面-陶瓷对陶瓷开始应用于临床[1],随着材料特性的不断改进及假体设计的不断完善,其在临床的应用越来越广泛.陶瓷关节经历了第一代(1974～1988)、第二代(1988～1994),及近年来第三代(1994至今)、第四代(2003至今)的发展[2].通过其在临床的应用,很多学者相继报道了其具有磨损率低[3]、致较低的骨溶解率[1]及令人满意的临床应用效果[4],同时也出现了值得人们关注的陶瓷部件的碎裂[5,6]、产生的异响[7]及翻修[5]等问题.本文对陶瓷材料的特性、临床应用结果及出现的问题作一综述.
背景 关节承载面是假体磨损过程中的重要假体相关因素.目前已知聚乙烯磨损是全髋关节置换术后髋臼和股骨假体组件无菌性松动的主要原因.方法 本项前瞻性研究中,共随机挑选了80例同时期患者共93个髋关节接受了非骨水泥髋关节置换术,使用钛涂层的RM臼杯和CLS股骨柄.80例髋关节使用陶瓷球头,13例使用钴铬钼合金球头,所有股骨头直径均为32 mm.所有患者平均年龄为52岁,研究平均随访时间为19.3年.所有患者均获得随访.结果 随访时使用EBRA系统对髋臼假体组件的磨损、倾斜和前倾角进行影像学评估.其中55例髋关节进行了磨损率的确认.翻修病例的平均磨损率为0.191 mm/年,而未翻修病例的平均磨损率为0.105 mm/年(P=0.041).钴铬钼合金组平均磨损率为0.190 mm/年,陶瓷组平均磨损率为0.107 mm/年(P=0.025).钴铬钼合金组的翻修率(13例中6例)明显高于陶瓷组(80例中11例).股骨球头磨损率与其材料(P=0.025)、股骨柄周围骨溶解(P=0.003)、臼杯骨溶解(P=0.011)、臼杯翻修(P=0.041)以及臼杯倾斜(P=0.012)呈正性相关.结论 本长期研究表明,在20年的时间里,陶瓷股骨头与钴铬钼合金股骨头相比造成的线性磨损更少,从而显著减少骨溶解的发生以及任一假体部件的翻修.
背景:全髋关节置换后远期出现的关节无菌性松动直接影响人工关节使用寿命和患者满意度.导致松动的原因在于人工关节磨损产生的颗粒诱导假体周围骨溶解所致,而髋臼内衬磨损产生的聚乙烯颗粒是主要因素.目的:系统评价全髋关节置换后交联聚乙烯和普通聚乙烯髋臼内衬磨损和骨溶解松动情况的差异.方法:按照Cochrane协作网制订的检索策略进行检索,计算机检索截止至2015年12月Medline、EMbase、中国生物医学文献数据库、中国期刊全文数据库、中文科技期刊全文数据库、万方数据库及Cochrane图书馆(2011年第3期).手工检索相关的中外骨科杂志和学术会议论文汇编.纳入交联聚乙烯和普通聚乙烯内衬全髋关节置换后聚乙烯磨损情况的随机对照试验11篇,对符合纳入标准的研究用RevMan 5.0软件进行Meta分析.结果与结论:①纳入随机对照试验11篇,共952例患者;②Meta分析结果显示,术后平均5年交联聚乙烯髋臼内衬线性磨损率显著低于传统聚乙烯髋臼[MD=-0.07,CI(-0.09,-0.05),I2=93%,P<0.00001],由于异质性很大(I2=93%),行敏感性分析,去掉3个研究后异质性下降[MD=-0.06,95%CI(-0.07,-0.04),I2=39%,P<0.00001];③术后平均5年骨溶解松动Meta分析显示,交联聚乙烯内衬组的骨溶解松动率显著低于普通聚乙烯内衬组[RR=0.39,95%CI(0.27,0.57),I2=0%,P<0.00001];④结果提示,全髋关节置换交联聚乙烯内衬髋臼较普通聚乙烯更耐磨,近期磨损率更低,磨损碎少,引起骨溶解松动的概率越低.但由于搜集的随机对照试验研究平均随访时间5年(1.8-8.0年),长期随访结果不得而知.鉴于纳入研究在方法学方面的局限性,尚需开展多中心、大样本、高质量的随机对照试验进一步论证交联聚乙烯的疗效和安全性.
作者在患者全髋置换术后3周和最后一次随访时利用站立位与仰卧位摄片评价全髋术后股骨头穿透聚乙烯的程度。83例为传统聚乙烯，随访14.5年；275例为高交联聚乙烯，随访8.6年。传统聚乙烯组磨损率：仰卧位测得值为0．17 mm/年，站立位测得值为0．18 mm/年；高交联聚乙烯组磨损率：仰卧位和站立位测得值分别为0．03 mm/年和0．04 mm/年。作者认为，两种体位摄片测得值虽然差异有统计学意义，但临床价值不大。
自20世纪70年代Boutin等[1]首次应用陶瓷人工关节至今陶瓷髋关节假体己得到广泛的应用.与传统金属对聚乙烯界面相比陶瓷界面具有更好的生物相容性、更高的强度及耐磨损性.Sedel等[2]报告陶瓷髋关节假体的平均磨损率为3μm/年,同时陶瓷假体磨损微粒存在明显的生物学惰性,较少引起细胞反应和骨溶解.目前为止,已有文献对几类特殊设计的假体破碎病例进行了报道分析[3],其中陶瓷球头破裂较陶瓷内衬常见.
今天,高技术陶瓷已经普遍应用于人们的生活、工作和科技领域,尽管它往往不被肉眼看到,但是其作用却是不可替代的.随着现代人工关节置换术在临床取得的成功,关节界面磨损以及其磨屑诱发的骨溶解随之成为制约人工关节假体长期生存的主要原因.由此,努力降低关节磨屑的产生并寻找低磨损率的界面材料已成为人工关节材料学研究领域里的重要课题.陶瓷球头和陶瓷衬的使用可以显著降低磨损进而有效地改善假体生存率,以三氧化二铝为代表的生物陶瓷在临床得以普遍应用并日益成为人工关节置换领域中不可缺少的主流界面材料.目前世界上几乎每个领先的关节制造厂家都提供氧化铝陶瓷界面用于髋关节置换.
1962年,Charnley首先采用了金属-超高分子量聚乙烯(Ultra High Molecular Weight Polyethylene,UHMWPE)人工髋关节.自那以后,这一配伍成为人工髋关节领域中的黄金标准,一直延用至今.然而,金属-UHMWPE关节的缺陷多年来为人关注,并已成为人工关节在体内长期存留的主要障碍.这一缺陷便是聚乙烯(Polyethylene,PE)的磨损.根据多方体内、外研究的报告,在金属-UHMWPE人工髋关节中,后者的线性磨损率平均约为0.1 mm/year;容积性磨损率平均约为55 71 mm3/year[1].尽管比起骨水泥固定全PE臼或生物固定臼PE内衬的整体来,这些数字并不算大,然而重要的是这样的磨损产生了上亿的PE碎屑.激发了由多种细胞介导、众多细胞因子参与的生物反应,最终导致了假体周围的骨溶解.而在许多早期成功的人工髋关节置换中,骨溶解成为假体松动的肇始因素,从而限制了人工关节在体内的长期存留[2].
