人工膝关节发展简史
人工膝关节发展历史简介
• 1979年 • Kinematic假体
• 1980
• IBPS由强生和Zimmer两家公司联合推 出推广。对矫形外科医生来说他是一种 非常大的技术革新。
• IBPS
• 它提供具有专利的中央突和凸轮设计防 止胫骨的后方脱位。
• 这种设计在前后面和内外面上符合胫股 髁的几何形态
• 5种股骨和胫骨尺寸
• 钴合合金超高分子聚已烯组合仍是膝关节材料的“金标 准”。
膝关节假体的种类
• 按置换范围：单髁、双髁、三间隔。 • 按固定方式：骨水泥型、非水泥型。 • 按限制程度：限制（铰链）、半限制（ps）、非 限制型cr。 • 按平台活动：固定型、旋转半月板型。
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• 2001 • MBT翻修胫骨托
人工膝关节置换术现状
• 今天，TKR手术已经成为临床常用手术。10年以上的临 床优良率在90%以上。北美达30万例/年。我国亿人 口潜在病例达3千万，市场非常巨大。我国的TKR起步晚， 80年代开始模仿TCP型假体（京航），但是材料和设计 细节上和国际品牌还有一定的差距。
1860
• 膝关节表面置换这一概念在19世纪得到实践 。1860年，Verneuil(公 认的第一位发表关于膝关节外科文章的学者)提出用软组织包裹去重建 关节面。
• 它使用了诸如猪膀胱和阔筋膜等材料进行试验，结果都令人失望。
• 在同一时期，有一名叫Fergusson的外科医生，切除整个膝关节的关节 面，使软骨下骨之间形成关节，结果发现，骨质去除越多，患者膝关节 活动越佳但稳定性较差，当骨质去除较少时，关节之间常常会自行融合， 这些手术主要用于因患关节结核和感染而破坏关节的患者，这些治疗的 结果都很差，所以只有少数严重病例患者才使用这种治疗。
人工关节材料发展综述
人工关节材料发展综述1引言当前我国正处于人口老龄化时期，各种原因引起的骨性关节炎，股骨头坏死以及老年髓部骨折等关节疾患日益增多，严重影响了老年人的生活质量，产生了极大的经济和社会负担；同时由于疾病、事故、工伤、战争以及比赛对抗程度的明显增强等各种因素，均增加了意外伤害的概率导致大量的人体骨骼病变和损伤，造成许多人残疾而失去基本的生活能力，给病人、家庭及社会带来了极大的影响和沉重的负担[1-3]。
1963年英国曼彻斯特人John Charnley首先报道了全髋关节置换手术治疗类风湿性髋关节骨性关节炎。
他利用不锈钢制作股骨头，以聚四氟乙烯（PTFE）制作髋臼，用聚甲基丙烯酸甲酯（骨水泥）固定，形成Charnley型低摩擦全髋关节假体，奠定了现代人工关节置换技术的基础[1]。
自此以后，人工关节置换技术发展迅速，日益成为治疗关节伤痛、重建关节功能的重要手段。
人工关节置换术经过近百年的发展，目前已广泛开展，能有效地根除关节病痛，恢复关节功能以及提高患者生活质量，现已被认为是最成功的外科手术之一[4]。
人工关节是模拟人体关节制成的植入性假体，以代替病变或损伤的关节病恢复其功能[4]。
人工关节包括髋、膝、肩、肘、腕、指间、跺等关节，其中以髋、膝关节置换为主。
人工关节置换是对因创伤或疾病造成破坏的关节应用人工关节材料替代病变部位而进行的修复，解除关节疼痛、畸形和功能障碍，重建一个功能接近人体正常的关节[12-13]。
目前，每年世界上大概有100万患者实施人工关节假体置换手术[20]。
据不完全统计全球每年仅全髋关节置换就达80万例，人工髋关节置换术是治疗髋关节疾病终末期病变最重要和最有效的手术之一，也是开展得非常广泛的一项技术，美国现有总人口中的0.83%接受过人工髋关节置换术[81]。
我国根据民政部门的报告，目前仅肢体不自由患者就达1500万人，其中残疾约780万人，全国骨缺损和骨损患者近300万人，且随着我国社会老龄化的到来，这一数字还有上升的趋势[2]。
人工膝关节发展简史
缺点：可能
2 引起感染， 需要定期更 换
优点：恢复
3 膝关节功能， 提高运动能 力
缺点：可能
4 引起关节僵 硬，需要长 期康复训练
人工膝关节的未来发展趋势
材料创新：使用更轻、更耐用的材 料，提高关节寿命
设计优化：采用更符合人体工程学 的设计，提高关节舒适性
智能关节：引入传感器和微处理器， 实现关节状态实时监测和调整
20世纪初， 人工膝关节 的早期实验 和研究开始
1950年代， 人工膝关节 的临床应用 开始
1960年代， 人工膝关节 的设计和材 料不断改进， 提高了使用 寿命和性能
01
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早期人工膝关节的应用
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19世纪末，人 工膝关节开始 应用于临床
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20世纪初，人 工膝关节逐渐 普及，成为治 疗膝关节疾病 的主要手段
1990年代：个性化膝关 节置换术逐渐普及
2000年代：计算机辅助 设计和3D打印技术应用 于膝关节置换术
人工膝关节材料的改进
01
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新型材料：如碳纤维、石 墨烯等，具有更高的强度 和耐磨性，但成本较高
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复合材料：金属与高分子 材料的复合，提高耐磨性 和生物相容性
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改进材料：高分子材料， 如聚乙烯、聚氨酯等，具 有更好的生物相容性
人工膝关节的普及程度
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人工膝关节在 全球范围内的
普及程度
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人工膝关节在 不同国家和地 区的普及程度
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人工膝关节在 不同年龄段的
普及程度
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人工膝关节在 不同性别的普
及程度
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人工膝关节在 不同收入水平
的普及程度
2024年人工膝关节假体市场发展现状
2024年人工膝关节假体市场发展现状简介人工膝关节假体市场是一个快速发展的医疗器械市场，主要为那些需要膝关节替换手术的患者提供解决方案。
随着人口老龄化趋势的加剧，膝关节疾病的发病率呈现上升趋势，促使人工膝关节假体市场快速增长。
本文将对人工膝关节假体市场的现状进行分析和综述。
市场规模根据市场研究数据显示，人工膝关节假体市场在过去几年中保持了强劲的增长态势。
据预测，市场规模将在未来几年内继续扩大。
这主要得益于人口老龄化带来的膝关节问题和膝关节疾病发病率的增加。
技术发展随着医疗技术的进步和创新，人工膝关节假体的设计和制造水平不断提高。
传统的全膝关节假体已经逐渐被个性化定制的部分膝关节假体所取代，这种产品可以更好地适应患者的膝关节情况，并提供更好的手术效果。
市场竞争目前，人工膝关节假体市场竞争激烈，有多家知名医疗器械公司在这一领域展开竞争。
市场上主要的参与者包括特耐、德尔格、赛美康等公司。
这些公司通过不断创新和推出新产品来争夺市场份额。
市场驱动因素人工膝关节假体市场的快速增长离不开多种因素的共同推动。
首先，随着人口老龄化的加剧，膝关节疾病的发病率不断增加，促使需求不断增长。
其次，医疗技术的不断进步和创新为人工膝关节假体的发展提供了技术支持。
此外，人们对健康生活的关注度提高，也推动了人工膝关节假体市场的增长。
市场挑战尽管人工膝关节假体市场发展迅速，但仍然面临一些挑战。
首先，高昂的手术费用限制了一些患者的接受能力。
其次，手术风险和复杂性也限制了一些患者的选择。
此外，竞争激烈的市场使得企业需要不断创新和提高产品质量，以保持竞争优势。
市场前景总体而言，人工膝关节假体市场的前景是积极的。
随着人口老龄化趋势的继续，膝关节疾病的患者数量将继续增加，推动市场需求增长。
此外，医疗技术的不断创新和进步也将推动市场的发展。
然而，市场竞争激烈以及手术费用和复杂性问题仍然是市场发展的挑战。
结论人工膝关节假体市场是一个快速增长的医疗器械市场，其发展受到多种因素的推动和阻碍。
2024年人工膝关节假体市场规模分析
2024年人工膝关节假体市场规模分析引言人工膝关节假体是一种医疗设备，常用于治疗膝关节疾病和损伤。
随着人口老龄化和运动损伤的增加，人工膝关节假体市场正面临着巨大的发展机遇。
本文将对人工膝关节假体市场规模进行分析，以了解其发展态势和未来趋势。
人工膝关节假体市场概述人工膝关节假体市场是医疗器械行业中一个快速增长的细分市场。
膝关节疾病和损伤常常导致疼痛和运动功能障碍，严重影响患者的生活质量。
人工膝关节假体的应用能够有效缓解症状，并恢复患者的生活能力，因此受到越来越多患者的青睐。
市场规模分析根据行业研究报告，人工膝关节假体市场近年来呈现稳步增长的趋势。
据预测，到2025年，全球人工膝关节假体市场规模有望达到200亿美元。
区域市场分析人工膝关节假体市场在不同地区的发展状况存在一定差异。
目前，北美地区是全球人工膝关节假体市场的主要消费地区，占据市场份额的40%以上。
欧洲和亚太地区也是人工膝关节假体市场的重要市场，分别占据市场份额的30%和20%左右。
随着中国、印度等新兴经济体的快速发展和老龄化人口的增加，亚太地区有望成为未来人工膝关节假体市场的增长引擎。
型号分析人工膝关节假体市场的产品种类繁多，常见的包括全膝关节假体、部分膝关节假体和修复性膝关节假体等。
全膝关节假体是目前市场上最主流的产品，占据市场份额的60%以上。
而部分膝关节假体和修复性膝关节假体则在特定病例中有其应用优势。
随着技术的进步和患者个性化需求的增加，部分膝关节假体和修复性膝关节假体市场份额有望继续增加。
市场驱动因素分析人工膝关节假体市场的快速增长得益于以下几个市场驱动因素：1.人口老龄化：随着人口老龄化程度的加深，膝关节疾病和损伤的患病率呈上升趋势，促使人工膝关节假体市场需求增加。
2.运动损伤增加：现代社会人们更加注重健康和运动，高强度运动带来的膝关节损伤也在不断增加，推动了人工膝关节假体市场的发展。
3.技术进步：人工膝关节假体的技术不断创新和改进，使得其在手术效果、耐用性和生物相容性方面有了突破性的提升。
膝关节假体
全膝关节假体历史现状未来全膝关节假体历史现状未来现代人工膝关节置换术成功的三人工膝关节置换术成功的关键因素个关键因素植入材料假体设计手术技术假体设计假体设计发展的循环临床植入发现问题膝关节置换兴起的重要外部条件1960——PMMA 固定开始流行 1963——UHMWPE 开始应用1971——FDA 批准PMMA 应用膝关节置换的重要问题¾成功用于人工髋关节的假体材料是否能够满足膝关节高负荷及关节形态和运动学复杂的要求？¾如果材料方面没有问题，人工膝关节该采用何种几何形态、固定方式和手术技术？Polycentric 膝关节假体Frank Gunston ，加拿大 1960’s 后期引入 1970’s 后期报告结果 ACL/PCL 保留 PMMA 固定Polycentric 膝关节假体Geomedic 膝关节假体Geomedic 膝关节假体现代膝关节假体的发展Polycentric 膝关节Geometric 膝关节现代全膝关节表面置换功能重建解剖重建功能重建现代膝关节假体的发展用工程学的方法解决复杂的膝关节运动学问题 切除交叉韧带解剖重建保留全部或大多数膝关节软组织限制性结构 固定性关节面，以避免与限制性软组织的冲突活动关节面Freeman ‐Swanson 膝z 铸造CoCr 合金z UHMWPE z 全聚乙烯胫骨z 单一型号z 无手术技术z 无手术器械z 1970年3月伦敦植入第一例Freeman‐Swanson膝1966-1968，英国伦敦London Splint Company（后被Howmedica收购） “condylar total knee”y引入三个重要概念：1，切除ACL/PCL2，股骨髁单一半径设计3，胫骨假体安放在平坦的松质骨截面上Freeman的膝置换技术采用MacIntosh的概念——假体应充填关节间隙，以矫正畸形和重建韧带张力 平面直角截骨——简化手术操作股骨与胫骨髓内定位伸膝空间与屈膝空间需平行与一致，引入了间隙测量器初起时需行髌骨切除，后放弃开始时的股骨髁假体无髌骨滑车沟ICLH膝Freeman‐Swanson膝I mperial C ollege L ondon H ospital kneep g p¾1974年¾增加了长而平的髌骨滑槽¾由瑞士Protek公司和美国Howmedica公司推出Freeman和InsallFreeman和Insall1950：Corpus Christie College, Cambridge, UK 1953：London HospitalFreeman Insall英国，伦敦医院美国，HSS HSS膝关节研发小组1966:Harlan Amstutz,Biomechanics and Biomaterials Laboratory at HSS1969:Peter Walker(Leeds)加入(UCLA)1970:Amstutz(UCLA),Walker领头1970年12月:Peter WalkerJohn InsallChitranjan RanawatAlan InglisHSS膝关节研发小组Peter WalkerJohn InsallChitranjan RanawatHSS膝关节第一款HSS髁型膝关节假体:Duocondylar 1970年12月推出:Cintor Division of CodmanHowmedica1971年12月:植入第一例术者:Ranawat一助:Insall二助:Joseph Hoffman在场:WalkerDuocondylar膝关节z模拟解剖,对称型,骨水泥固定z ACL/PCL/保留z无髌骨滑槽z股骨内外髁平行,相连z胫骨平台假体是分离的两块Duocondylar膝关节从Duocondylar获得的结论z需考虑髌股关节z植入单一形号的假体要符合不同的个体解剖是困难的,特别是在有明确畸形时z保留胫骨髁间嵴和ACL/PCL干扰了对膝关节畸形的矫正z两块分离的胫骨平台骨水泥固定起来不如整体性的假体容易Duocondylar膝的发展Duocondylar膝关节解剖重建膝功能重建膝Duopatella膝Total Condylar膝Duopatellar膝Total Condylar膝研发者:Insall,Walker,Ranawat影响者:FreemanTotal Condylar膝胫股假体更加形合对称性股骨髁设计额状面曲率更加符合正常解剖 股骨滑车槽ACL/PCL切除髌骨假体单块聚乙烯胫骨带短柱Total Condylar膝1973年9月,TC膝已设计定型无任何专利保护Cintor Division of CodmanHowmedica两家同时推出1974年2月,HSS第一例植入,InsallTotal Condylar膝Insall：¾研发手术器械¾采用Freeman的概念和技术：直角截骨，伸屈间术：直角截骨，伸、屈间隙平行和一致¾强调软组织松解和矫正力线的重要性；提出了内侧松解和外侧松解技术¾常规置换髌骨Total Condylar膝Total Condylar被认为是第一个获得长期优良临床效果的人工膝关节系统Insall和Burstein Burstein的加入1975年，Walker离开HSS，加入Cintor Divisionof Codman，1976年成为Howmedica的研发主管月Case Western Reserve University1976年5月，来自Case Western Reserve University的Albert Burstein加入HSS，成为生物力学部主任Burstein带来了一个工程师团队，并很快与Insall建立了良好的合作关系。
人工关节外科的发展趋势
人工膝关节外科发展趋势
四、髌骨置换的问题 髌股关节置换虽然能缓解膝前疼痛、改善登
楼能力，但术后也存在着假体松动、磨损,髌 骨床骨折等问题，并已成为膝关节翻修术的 主要原因。 髌骨是否需常规置换、如何正确安装假体及 规范手术操作等问题已倍受人们关注。
人工膝关节外科发展趋势
四、髌骨置换的问题 对于髌骨退变和破坏较轻的病例，目前仍有
人工膝关节外科发展趋势
二、假体的设计和选择： 目前膝关节假体种类繁多，假体按位置换范
围可分为单髁型、全髁型；按固定方式分骨 水泥型、非骨水泥型；按限制程度又分限制 型、非限制型。
人工膝关节外科发展趋势
二、假体的设计和选择： (一)固定方式 主要有骨水泥，非骨水泥固定型两种。 实践证明，只要使用方法得当，绝大多数骨水泥固
人工髋关节的发展趋势
生物型股骨柄假体的形状设计：最初为直柄, 最近10年设计出的锥形柄在压配机制上更加 紧密牢固,10年随访松动率不到3 %。
股骨柄的近端固定概念：是股骨假体设计的 最新进展,这种设计有助于减少假体应力遮挡 造成的负面效应。
人工髋关节的发展趋势
髋臼假体也分为骨水泥型和生物型两种：大部分报 道表明骨水泥型假体的远期松动率明显高于生物型 髋臼,因此目前生物型髋臼是首选,10年假体生存率 达98 %以上。
人工膝关节外科发展趋势
二、假体的设计和选择： (二)限制程度 限制型假体的近期临床效果较好。由于术后膝关节
只限于单一平面活动，极易引起假体－骨水泥－骨 组织界面间应力异常集中，故中远期假体松动、感 染等发生率很高。 随着手术技术的改进，人们越来越多地趋向于使用 非限制型假体，特别是行初次假体置换术的患者。 临床常用的有两种：后方稳定型（PS）, 保留后十 字韧带型（CR）。 在膝关节置换术中是否需保留膝关节后十字韧带， 目前仍有争议。
人工关节发展简史_1-精选文档
1919年 Beel在美国用经铬处理的猪膀胱施 行关节成形术。
1891年 Gluck在德国用象牙股骨头与髋臼首 次进行了全髋关节置换术用镀镍螺钉固定假体， 他还使用了骨胶作为粘合剂来固定假体，这也为 骨水泥型全髋关节置换应用技术起到了启蒙作用。
1895年 Jones设计了金铂关节成形术。 1910年 德国Dethert用橡胶假体施行了 全髋关节置换术。
Hale Waihona Puke 1923年 Smith Petersen设计了玻璃杯关 节成形术，被认为是髋关节置换术的 鼻祖 ， 以后用了许多不同材料做的杯效果均不佳。
1934年 Rehn用不锈钢杯置入髋关节脱位 患者的髋臼。
二、人工髋关节的 初步形成阶段 （1938年~1957年）
1938年 Smith Petersen 发现牙科医生 使用的钴铬钼合金材料生物惰性较强，在人体 内生物相容性较好，将其做成钟状开口的金属 杯，全股骨头在杯内活动做了 1000 例，长期 疗效不佳，金属杯与股骨头摩擦增加，股骨头 坏死疼痛。 1940年 Haboush首次在实验室用水做 润滑剂钴铬钼合金头和丙烯酸酯髋臼假体进行 磨损实验研究。 1940年 美国Valls在美国进行了短弯柄 型股骨头假体的半关节置换术。
人工关节发展简史
什么是人工关节（又称人工假体）：
人工关节是以各种不同生物材料 制成的模拟人体解剖关节。如模拟肢 体骨干某一部分或椎体、人工股骨干 假体、人工肱骨干假体、人工椎体等。
什么是人工关节置换术：
去除关节的病损组织，在尽可能 的解剖、生理状态下将人工关节植入 人体关节缺损部位，以恢复原有关节 的解剖和功能。目前它已成为关节成 形术中最重要的一门技术，这门技术 即称为人工关节置换术。
四、骨水泥型与非 骨水泥型共同发展阶段
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在国际上为了纪念Insall的功劳，
成立了Insall
Club ，在中国也成立
了中国Insall Club，定期召开学术会 议，专门研讨。人工膝关节表面置换 术的发展、提高。在美国目前每年有 20--30万人进行膝关节表面置换，大 有超过髋关节置换的趋势。
在我们中国13亿人口中，每年进行髋 关节置换者大约仅4万名，膝关节置换 仅4000名，说明中国在人工关节置换术 这一专业方面存在巨大的商机，我们骨 科医生大有用武之地。而必须提到的一 点是，近年来人工膝关节置换术获得的 成功还有一个很重要的因素，那就是根 据生物力学的原理设计的先进安装工具， 每个类型都有自己的专用工具，保证假 体术后能获得最佳的效果（解剖、功能、 纠正畸形、消除疼痛）。
4、减少髓内长柄和骨水泥的应 用,避免死腔,严防和降低感染。 5、标准的假体置入技术。 6、假体设计要求有5º 超伸和 90º 的活动范围。 7、提供一定范围的旋转。 8、限制膝关节各个方向的过度 活动，应依靠周围的软组织，特别 是内外侧副韧带。
以上这8个 观点，成为现 代膝关节假体 设计的理论基 础。
内外侧副韧带破坏失掉稳定装置的膝
关节病变。
2.非限制型膝关节假体
1969年英国Gunston成功的研制了 多中心膝假体,首次将膝关节功能解 剖和生物力学原理应用于假体设计, 也是第一个采用金属--高分子聚乙烯 材料组合的人工膝关节,用骨水泥固 定具有划时代的意义,所以Gunston被 公认为现代人工膝关节假体的创始 人 。
膝关节置换术迎来了黄金时期，人
工膝关节的研究重心从单纯铰链式 更多的转移到了半限制型和非限制
型假体。
1、半限制型膝关节假体
1973年Kaufer设计应用了”球心型” 膝关节假体，它大大降低了完全限制 型假体(铰链型)的应力集中程度，减 少了失败率.它允许假体有多方面活
动。还有很大稳定性,此型特别适宜院骨科 --张育成
一、早期探索阶段
（1860年-1950年）
1860年 法国Verneui首次应用筋 膜组织施行“隔离型”的膝关节切除成 形术，由于此法仅替代了被破坏的软骨 面，并没有纠正关节的畸形和重建关节 稳定性，效果不佳。 1938年--1940年 金属股骨髁假 体有人应用在膝关节成形术疗效差。
1973年，Insall等人设 计了全髁型膝关节假体，通 过临床应用，效果十分明显 10年以上优良率在90%以上。 他的原型设计至今仍在应用， 并成为衡量其他类型膝关节 假体临床效果的金标准 （Golden Standard）。
其设计特点：
1、股骨髁部采用钴基合金，且两髁 之间留有滑槽，供髌骨滑动并防止其脱 位。 2、胫骨平台为超高分子聚乙烯与股 骨髁部部件匹配良好，灵活而稳定。 3、不保留交叉韧带。即所谓表面置 换假体中的后稳定型。此类型假体目前 成为临床人工膝关节表面置换的最为广 泛 者 。 如 美 国 的 Zeimer 公 司 出 品 的 Nexgen高屈曲度人工表面膝关节假体最 具代表性，它可以屈曲155º 。
1973 英 国 Freeman 在 总 结 前 人工作基础上，提出了人工膝关 节假体的几个设计原则。
1、便于翻修。 2、为减少松动，假体应设 计成非限制型或半限制型，以减 少扭转，侧方应力集中，传递到 假体和骨组织接触的交接面。最 大限度的增加承力部分的假体与 骨组织接触面积。 3、采用金属-聚乙烯低摩擦 界面，降低假体磨损，增加接触 面积，减少单位面积上的负荷。
此后出现了许多类型的非限制膝关节假 体，如几何型假体、解剖型假体、单髁型 假体、全髁型假体、旋转滑动型假体、低 接触应力膝关节假体、组合式假体等等。 在临床上广泛应用，都取得了很好效果， 但它要求关节周围软组织条件要好，特别 是内外侧副韧带、交叉韧带这些膝关节的 稳定装置要好，但事实是临床很多病人， 畸形、屈曲畸形严重，后关节囊挛缩更为 明显，如果交叉韧带、特别是后交叉韧带 ，如果不彻底切除，松解、手术肯定失败 。
二、形成阶段
（1950年-1970年）
此阶段是限制型（铰链式）膝 假体占主导地位。其主要优点是稳 定性佳，但因假体易产生应力集中 造成松动。 由于当时受到人工关节材料， 膝关节生物力学知识的不成熟，影 响非限制型假体在临床上的使用。
三、现代发展阶段
（1970年--以后）
随着相关学科的飞速发展人工