人工关节发展简史_1课件

人工关节发展简史哈尔滨医科大学附属第四医院骨科 -张育成 人工关节发展简史哈尔滨医科大学附属第四医院骨科 1什么是人工关节（又称人工假体）：人人工工关关节节是是以以各各种种不不同同生生物物材材料料制制成成的的模模拟拟人人体体解解剖剖关关节节。如如模模拟拟肢肢体体骨骨干干某某一一部部分分或或椎椎体体、人人工工股股骨骨干干假体、人工肱骨干假体、人工椎体等。假体、人工肱骨干假体、人工椎体等。什么是人工关节（又称人工假体）：人工关节是2什么是人工关节置换术：去去除除关关节节的的病病损损组组织织，在在尽尽可可能能的的解解剖剖、生生理理状状态态下下将将人人工工关关节节植植入入人人体体关关节节缺缺损损部部位位，以以恢恢复复原原有有关关节节的的解解剖剖和和功功能能。目目前前它它已已成成为为关关节节成成形形术术中中最最重重要要的的一一门门技技术术，这这门门技技术术即称为人工关节置换术。即称为人工关节置换术。什么是人工关节置换术：去除关节的病损组3什么是人工关节生物材料：具具有有耐耐磨磨性性、耐耐腐腐蚀蚀性性、生生物物相相容容性性（无无毒毒性性、无无热热源源、无无致致癌癌、无无过过敏敏、不不破破坏坏周周围围组组织织）好的内植入材料。好的内植入材料。什么是人工关节生物材料：具有耐磨性、耐腐蚀性、生物相4人工髋关节发展简史 人人工工关关节节置置换换术术从从早早期期的的探探索索阶阶段段至至今今较较成成熟熟发发展展阶阶段段已已有有100100余年历史。余年历史。人工髋关节发展简史5 一、人工髋关节的早期探索阶段 （1822年1937年）一、人工髋关节的早期探索阶段6 18221822年年 英国人英国人Anthony.WhiteAnthony.White医生施股骨医生施股骨大粗隆下大粗隆下5cm5cm截骨术，以改善髋关节功能，缓解截骨术，以改善髋关节功能，缓解疼痛，疼痛，1212个月后形成假关节。个月后形成假关节。18761876年年 美国人美国人BartonBarton施股骨小粗隆上截骨施股骨小粗隆上截骨术，术后术，术后3 3个月扶单拐行走。个月扶单拐行走。18401840年年-1860-1860年年 美美国国JM.CarnochanJM.Carnochan首首先先进进行行了了下下颌颌关关节节成成形形术术，橡橡木木片片（非非生生物物材材料料）置置入入，关关节节可可以以活活动动，但但后后来来橡橡木木片片被被排排出出而而失失败败，这这一一手手术术应应该该说说是是人人工工假假体体置置换换术术的的开开端端 。1822年 英国人Anthony.White医7 18801880年年 ollier ollier利用关节周围软组织形成新利用关节周围软组织形成新的关节面，首创了关节面成型术，以后相继有人的关节面，首创了关节面成型术，以后相继有人利用周围筋膜，皮肤施行隔离型关节成形术。实利用周围筋膜，皮肤施行隔离型关节成形术。实际上国内在际上国内在19601960年代尚有用此法者。年代尚有用此法者。19191919年年 Beel Beel在美国用经铬处理的猪膀胱施在美国用经铬处理的猪膀胱施行关节成形术。行关节成形术。18911891年年 GluckGluck在在德德国国用用象象牙牙股股骨骨头头与与髋髋臼臼首首次次进进行行了了全全髋髋关关节节置置换换术术用用镀镀镍镍螺螺钉钉固固定定假假体体，他他还还使使用用了了骨骨胶胶作作为为粘粘合合剂剂来来固固定定假假体体，这这也也为为骨水泥型骨水泥型全髋关节置换应用技术起到了启蒙作用。全髋关节置换应用技术起到了启蒙作用。1880年 ollier利用关节周围软组织形8 18951895年年 Jones Jones设计了金铂关节成形术。设计了金铂关节成形术。19101910年年 德德国国DethertDethert用用橡橡胶胶假假体体施施行行了了全髋关节置换术。全髋关节置换术。19231923年年 Smith Smith PetersenPetersen设设计计了了玻玻璃璃杯杯关关节节成成形形术术，被被认认为为是是髋髋关关节节置置换换术术的的鼻鼻祖祖 ，以后用了许多不同材料做的杯效果均不佳。以后用了许多不同材料做的杯效果均不佳。19341934年年 RehnRehn用用不不锈锈钢钢杯杯置置入入髋髋关关节节脱脱位位患者的髋臼。患者的髋臼。1895年 Jones设计了金铂关节成形术。9 二、人工髋关节的初步形成阶段 （1938年1957年）二、人工髋关节的初步形成阶段10 1938年 Smith Smith Petersen Petersen 发发现现牙牙科科医医生生使使用用的的钴钴铬铬钼钼合合金金材材料料生生物物惰惰性性较较强强，在在人人体体内内生生物物相相容容性性较较好好，将将其其做做成成钟钟状状开开口口的的金金属属杯杯，全全股股骨骨头头在在杯杯内内活活动动做做了了10001000例例，长长期期疗疗效效不不佳佳，金金属属杯杯与与股股骨骨头头摩摩擦擦增增加加，股股骨骨头头坏坏死疼痛。死疼痛。1940年 HaboushHaboush首首次次在在实实验验室室用用水水做做润润滑滑剂剂钴钴铬铬钼钼合合金金头头和和丙丙烯烯酸酸酯酯髋髋臼臼假假体体进进行磨损实验研究。行磨损实验研究。1940年 美美国国VallsValls在在美美国国进进行行了了短短弯弯柄型股骨头假体的半关节置换术。柄型股骨头假体的半关节置换术。1938年 Smith Petersen 11 1941年 美美国国MooreMoore和和F.R.ThompsonF.R.Thompson分分别别设设置置了了长长直直柄柄人人工工股股骨骨头头和和长长弯弯柄柄股股骨骨头头假假体体。后后来来成成了了MullerMuller，HarrisHarris全全髋髋股股骨骨头头假假体体的的原原形形 。1946年1958年 JudetJudet兄兄弟弟在在法法国国采采用用了了短短柄柄的的股股骨骨头头假假体体进进行行了了半半关关节节置置换换术术，假假体体由由丙丙烯烯酸酸酯酯热热压压成成型型直直柄柄。由由大大粗粗隆隆下下穿穿出出，这这在在当当时时的的欧欧洲洲特特别别流流行行，术术后后早早期期效效果果满满意意，后后来来由由于于假假体体的的磨磨损损、松松动动、断断裂裂的的并并发发症症，长期疗效不佳。长期疗效不佳。1941年 美国Moore和F.R.Tho12 1950年 Moore在美国设计了自锁式钴铬钼合金的股骨头假体。1951年 Leventhal用钛股骨头，进行尝试宣布骨可以长入钛合金假体。1952年-1957年间Willse等人用冷固化丙烯酸酯骨水泥进行动物试验获得了大量数据，为人工关节的骨水泥技术做出了贡献。1950年 Moore在美国设计了自锁式钴铬钼13 三、现代人工髋关节的发展阶段 （1958年1970年）三、现代人工髋关节的发展阶段14 1950年 CharnleyCharnley进进行行了了关关节节摩摩擦擦和和润润滑滑机机制制研研究究的的设设想想，做做了了动动物物试试验验，他他认认为为生生物物关关节节面面，类类似似海海绵绵具具有有弹弹性性，内内含含滑滑液液，使使关关节节保保持持低低摩摩擦擦系系数数。那那么么采采用用润润滑滑液液润润滑滑假假体体关关节节面面以以获获得得低低摩摩擦擦效效应应是是不不能能的的，应应当当寻寻求求低低摩摩擦擦系系数数的的生生物物材材料料来来制制作作假假体体以以达达目目的的，从而确立了从而确立了人工关节低摩擦理论人工关节低摩擦理论 。1950年 Charnley进行了关节摩擦和15 19621962年年 经经过过大大量量的的生生物物材材料料摩摩擦擦试试验验，设设计计出出直直径径22.5mm22.5mm的的金金属属股股骨骨头头和和超超高高分分子子聚聚乙乙烯烯髋髋臼臼组组合合的的假假体体，用用聚聚甲甲基基丙丙烯烯酸酸甲甲酯酯（骨骨水水泥泥）固固定定。从从而而创创建建了了低低摩摩擦擦的的人人工工关关节节置置换换术术。此此后后人人工工关关节节生生物物力力学学研研究究迅迅速速发发展展，开开创创了了人人工工关关节节置置换换的的新新纪纪元元 。骨骨科科医医生生和和生生物物力力学学工工程程师师互互相相合合作作在在全全世世界界建建立立了了许许多多研研究究中中心心。如如材材料料磨磨损损，金金属属延延展展和和疲疲劳劳性性能能测测定定，人人工工关关节节假假体体的的设设计计固固定定技技术术等等方方面面的的研研究究，自自从从CharnleyCharnley的的低低摩摩擦擦关关节节问问世世后后，各各类类型型人人工工关关节节相相继继出出现现，但但临临床床效效果果都都不不如如CharnleyCharnley髋髋关关节节置置换换术术。CharnleyCharnley假假体体具具有有低低摩摩擦擦稳稳定定较较少少发发生生松松动动等等优优点点。至至今今CharnleyCharnley人人工工关关节节置置换换术术已已成成为为衡衡量量其其他他髋髋关关节节置换术的置换术的金标准金标准 。1962年 经过大量的生物材料摩擦试验，设计出16 60年代 人人工工髋髋关关节节置置换换术术最最严严重重的的并并发发症症是是感感染染，CharnleyCharnley人人工工髋髋关关节节置置换换术术的的感感染染率率为为7%7%，19661966年年CharnleyCharnley首首先先使使用用了了空空气气层层流流净净化化手手术术间间，个个人人空空气气隔隔离离系系统统，预预防防性性抗抗生生素素，使使术术后后感感染染率率大大大大降降低低。由由于于CharnleyCharnley对对人人工工关关节节作作出出的的重重大大贡贡献献，被被公公认认为为现现代代人人工工关节之父关节之父 。60年代 人工髋关节置换术最严重的并发症是感17 四、骨水泥型与非骨水泥型共同发展阶段 四、骨水泥型与非骨水泥型共同发展阶段18 从从人人工工关关节节发发展展历历史史来来看看，假假体体从从最最初初的的压压力力配配合合过过度度到到CharnleyCharnley骨骨水水泥泥型型全全髋髋关关节节置置换换术术。7070年年代代以以来来由由于于骨骨水水泥泥界界面面的的老老化化、破破裂裂而而引引起起假假体体松松动动等等并并发发症症，非非骨骨水水泥泥假假体体再再度度兴兴起起，部部分分学学者者探探索索生生物物固固定定方方式式。19711971年年表表面面微微孔孔型型钴钴铬铬钼钼股股骨骨头头假假体体在在巴巴黎黎出出现现，其其特特点点为为假假体体柄柄全全长长都都布布满满了了空空隙隙。由由于于远远端端孔孔隙隙内内骨骨长长入入牢牢靠靠而而产产生生应应力力遮遮挡挡效效应应。使使股股骨骨近近端端骨骨质质萎萎缩缩。因因此此被被迫迫放放弃弃了了，对对本本类类型型假假体体的的应应用用，至至今今正正广广泛泛采采用用假假体体柄柄近近端端设设计计为为微孔，孔径直径微孔，孔径直径100-500um100-500um。从人工关节发展历史来看，假体从最初的压力配合过度到C19 7070年年代代后后期期出出现现了了一一些些根根据据严严密密紧紧压压原原则则（full-fitfull-fit，press-fitpress-fit）设设计计的的假假体体。假假体体与与骨骨之之间间隙隙不不大大于于1mm1mm无无颈颈领领，柄柄上上宽宽下下窄窄，使使其其更更适适合合髓髓腔腔形形状状而而紧紧密密相相贴贴，以以达达固固定定牢牢靠靠目目的的。在在臼臼的的方方面面假假体分旋入型和非旋入型。体分旋入型和非旋入型。70年代后期出现了一些根据严密紧压原则（full-20 近近年年来来出出现现了了混混合合型型固固定定的的全全髋髋关关节节置置换换术术，19941994年年美美国国发发展展与与共共识识会会议议正正式式提提出出，骨骨水水泥泥型型假假体体柄柄和和非非骨骨水水泥泥臼臼。目目前前很很多多专专家家都都把把混混合合型型人人工工关关节节置置换换作作为为首首选选模模式式。6060岁岁以以上上的的患患者者多多用用，可可早早期期离离床床活活动动，近近1010年年来来，非非骨骨水水泥泥型型应应用用较较多多，优优点点常常用用于于年年轻轻病病人人。骨骨水水泥泥型型假假体体近近年年来来又又变变热热，由由于于骨骨水水泥泥技技术术的的提提高高和和进进步步，如如ExeterExeter假假体体长长期期随随诊诊，最最长长者者达达3333年年，最最小小年年龄龄1818岁岁。光光面面、无无领领、第第三三代骨水泥加压后中置。代骨水泥加压后中置。近年来出现了混合型固定的全髋关节置换术，1994年美21五、有关对磨部分 目目前前存存在在的的形形式式有有超超高高分分子子聚聚乙乙烯烯（高高交交链链）臼臼对对钴钴铬铬钼钼头头、陶陶瓷瓷头头对对超超高高分分子子聚聚乙乙烯烯臼臼，陶陶瓷瓷头头对对陶陶瓷瓷臼臼，金金属头对金属臼。属头对金属臼。五、有关对磨部分 目前存在的形式有超高分子聚乙烯22 六、人工髋关节目前的发展状况 六、人工髋关节目前的发展状况23 我我国国应应用用人人工工关关节节置置换换术术已已有有3030年年历历史史，较较国国外外晚晚2020年年，但但技技术术水水平平已已逐逐渐渐在在接接进进，已已积积累累起起大大量量的的经经验验，成成功功与与失失败败的的经经验验也也可可做做一一总总结结。所所以以应应该该说说，自自2121世世纪纪开开始始以以来来，在在人人工工关关节节应应用用技技术术上上进进入入了了翻翻修修时时代代，翻翻修修的的原原因因主主要要有有感感染染、假假体体松松动动、假假体体磨磨损损、假假体体断断裂裂。由由于于我我国国在在人人工工关关节节应应用用方方面面发发展展不不平平衡衡，技技术术水水平平参参差差不不齐齐，如如对对适适应应症症选选择择，手手术术置置换换技技术术水水平平，假假体体类类型型的的选选择择，感感染染的的预预防防措措施施，手手术术室室的的条条件件，都都能能直直接接影影响响人人工工关关节节的的使用寿命。使用寿命。我国应用人工关节置换术已有30年历史，较国外晚20年，24 当当前前人人们们公公认认，手手术术技技能能的的提提高高和和改改进进是是提提高高人人工工关关节节置置换换术术效效果果的的关关键键之之一一，很很多多专专家家认认为为，手手术术技技术术对对置置换换技技术术成成功功占占60%60%，而而假体优劣占假体优劣占40%40%。目前，应该说人工关节置换术是最好的关目前，应该说人工关节置换术是最好的关节成形术，置换术给许多患者带来了生活希望，节成形术，置换术给许多患者带来了生活希望，它保留了关节功能，解决了疼痛，改善了生活它保留了关节功能，解决了疼痛，改善了生活质量。今后要不断的提高专业队伍技术水平，质量。今后要不断的提高专业队伍技术水平，研制出更好的、使用寿命更长的人工关节，造研制出更好的、使用寿命更长的人工关节，造福于人类。福于人类。当前人们公认，手术技能的提高和改进是提高人工关节置换术25 由由于于人人工工关关节节置置换换术术在在全全球球已已经经推推广广的的基基础础上上，以以便便总总结结置置换换术术的的效效果果，现现代代普普遍遍采采用用了了评评分分标标准准，如如HarrisHarris评评分分标标准准，正正被被广广泛泛使使用用于于术术前前、术术后后，以以此此来来评评定定专专业业人人员员的的技技术术水水平平和和手手术术效效果果，以以便便学学术交流和促进人工关节事业的发展。术交流和促进人工关节事业的发展。由于人工关节置换术在全球已经推广的基础上，以便总结置26祝大家工作顺利！27