股骨柄假体的设计和临床应用选择
跟台笔记股骨柄假体的设计和临床选择
跟台笔记股骨柄假体的设计和临床选择股骨柄临床成功的重要因素：设计理念，假体材料和表面处理。
非骨水泥股骨柄假体的设计非骨水泥股骨柄材料：钛合金，钴铬钼合金，不锈钢。
材料之间的性能比对：◆生物相容性比对：钛合金>钴铬钼合金>不锈钢◆弹性模量与骨的接近度对比：钛合金>钴铬钼合金/不锈钢◆耐腐蚀性能比对：钛合金>钴铬钼合金>不锈钢◆机械性能比对：钴铬钼合金>钛合金>不锈钢◆价格对比：钴铬钼合金>钛合金>不锈钢◆加工难度对比：钴铬钼合金>钛合金>不锈钢非骨水泥股骨柄经典设计：方型柄，圆形柄，锥形柄，解剖柄，组配柄。
非骨水泥股骨柄初期稳定的部位：非骨水泥股骨柄远期稳定的实现：骨长上（粗糙表面），骨长入（多孔表面）。
骨长入理论：75-100um血管开始长入；100-150um有矿物质填充；150-200um孔内形成骨单元，孔径大于400um，小于50um不利于骨长入。
非骨水泥柄的选择中的其他考虑：◆假体选择的正确-髓腔评价。
◆型号选择的准确-术前计划。
◆并发症的预见（应力遮挡，大腿疼痛）。
◆颈干角，颈距，颈长，颈高，肢体长度。
骨水泥股骨柄假体的设计骨水泥柄的两种基本设计：骨水泥柄的两种基本设计理念：承载锥型，组合柱型。
骨水泥型假体表面处理：粗糙表面，抛光表面。
股骨柄假体的分类方法骨水泥型：股骨部分和髋臼部分均用骨水泥固定。
非骨水泥型：股骨部分和髋臼部分均不用骨水泥固定（生物固定）。
混合型：髋臼非骨水泥固定，股骨部分骨水泥固定。
四种有代表性的股骨柄：锥形柄，远端填充股骨柄，解剖型股骨柄，组合式股骨柄。
JISRF：短柄假体在股骨骨量受限病例中的使用经验
JISRF：短柄假体在股骨骨量受限病例中的使用经验原文标题：Short-Stem Hip Arthroplasty as a Solution for Limited Proximal Femoral Bone Stock原文作者：Gamboa A1, Campbell D1, Lewis P1原文出处：JISRF · Reconstructive Review · Vol. 5, No. 2, July 2015引言翻修时的股骨近端骨量有限，要在这种情况下实现全髋置换的稳定固定是常见且棘手的。
而进行初次髋关节置换时，却很少遇到由于骨量有限而对手术造成困难的情况。
我们描述了一个较为罕见的情景，即当初次髋关节置换时，股骨髓腔几乎被膝关节翻修置换术后的股骨侧假体所填满，股骨柄长度的选择会受到相应的限制。
通常情况下的髋关节置换会选用柄长超过150mm的假体[5]。
一些公司推出了长度小于传统股骨柄（150mm长度）设计的短柄假体[1]。
这种短柄在身材较为矮小的亚洲患者人群较为流行。
因为他们的股骨骨干较为狭窄，弧度也更为明显，但这些解剖特点却对长柄假体的使用带来不便。
而表面髋和短股骨柄设计，可作为一种传统股骨柄的替代选择。
短柄的小曲度设计，能够保留更多的股骨距，并使股骨近端的受力更接近生理状态[3、12]。
短股骨柄和表面髋假体的一个临时适应症即为髋关节疾患伴随着股骨干的畸形，如：股骨畸形愈合、截骨矫形术后等[14]。
这些病例的特点都突出性的描述了一个问题，即髋关节假体的固定与股骨干可用长度的不足存在着矛盾与冲突。
病例报告患者是一名63岁女性，髋关节外侧疼痛伴功能受限，并伴有一系列显著的并发症，包括：类风湿性关节炎、类固醇类诱导的骨质疏松、糖尿病等。
Charnley分级为C级，双侧初次全膝关节置换术后3年。
患者在膝关节置换术后的第一年由于摔倒导致其双侧股骨远端发生骨折，并随之进行了双膝的翻修手术。
股骨柄假体的设计和临床应用选择 ppt课件
之间的绑定也无法完美。 泥层与柄之间的邦定，这
因此通过允许柄的下沉达 是植入柄远期稳定的基础。
到二次稳定，使骨水泥在 因此应尽量限制柄的任何
柄与骨骼之间形成良好的 下沉或微动。增加颈领、
充填，使应力更好地从柄 表面粗糙化处理等均是出
传递到骨水泥层再到骨骼 于这一目的。
骨水泥柄中的“法国悖论”
髓腔锉与植入柄同号 尽可能植入较大号柄 可去除较多的松质骨 无需均匀的骨水泥层 柄可直接与骨质接触
股骨柄的发展
骨水泥柄
1950
1960
非骨水泥柄
1970
1980
非骨水泥柄回潮
1990
2000
对非骨水泥柄热情 下降骨水泥柄回潮
骨水泥柄的两种基本设计理念
承载 •主要关注 锥型 载荷分散
组合 • 主要关注 柱型 柄的形状
骨水泥柄的两种基本设计
骨水泥柄的两种基本设计
承载锥型
组合柱型
柄体材料
CoCr，SS
各种不同多孔表面的骨接触百分比
钛多孔表面 植入后1个月 植入后6个月
钛丝
21.8±2.5%
43.2±4.5%
钛珠
34.0±4.2%
33.3±2.9%
等离子喷涂
32.5±3.8%
41.9±5.2%
多孔涂层比较
VPS
VPS
VPS原理
涂层形成过程
多孔表面上的骨长入
非骨水泥柄的选择中的其他考虑 假体选择的正确——髓腔评价 型号选择的准确——术前计划 并发症的预见（应力遮挡、大腿疼痛） 颈干角/颈距/颈长/颈高/肢体长度
对表面多孔涂层的要求
孔隙率对骨长入的影响
孔隙大小对骨长入的影响
Wagner—SL生物固定型股骨柄假体在复杂髋关节中的临床应用进展
Wagner—SL生物固定型股骨柄假体在复杂髋关节中的临床应用进展复杂髋包括：髋关节翻修、骨质疏松的高龄粗隆间骨折、髋关节发育不良、既往截骨术病例、现对复杂髋的假体选择目前争议较大，但生物型长柄固定假体的临床应用越来越广泛。
而wagner SL生物固定型股骨柄假体通过远端紧压配合获得初始稳定性，通过骨整合获得远期稳定性，临床报道的中远期疗效良好。
该文就wagner SL生物固定型股骨柄假体设计特点、临床应用中远期效果及近年设计研究进展作一综述。
随着髋关节置换术的增加，关节假体使用寿命及人们寿命的延长，关节翻修数量逐渐增加。
现已成为各大三甲医院主要复杂大型手术；股骨粗隆间骨折是一种常见骨折，尤以老年人多见。
随着社会发展及人类平均寿命的延长，发病率及发病年龄都有增高的趋势。
因保守治疗时间长、并发症多，术后生活质量差，手术治疗成为首要选择，高龄患者多伴有明显骨质疏松，同时合并有多种内科疾病，无法耐受长时间卧床及创伤较大手术。
故关节置换术具有出血少、创伤小、手术时间短及早期下床进行功能锻炼等优点，尤其适合老年患者。
而髋关节先天性发育不良及既往截骨术病例均有股骨近端发育不良，无法进行近端固定，故远端固定假体柄受到越来越多关注。
1 生物固定型股骨柄设计Wagner SL股骨柄是远段固定为主锥形的长柄假体，1987年由Wagner报道，早在过去的二十几年里，远端的锥形设计钛合金柄在欧洲日渐流行。
多数报道假体为Wagner SL stem这是种一体式的远端锥形固定柄，大量报道证实了这种远端锥形设计的优点[6]。
这种假体是专门为髋关节翻修所设计，经过了长期的临床实践并进行了许多改进，其锚定的设计理念和骨整合能力的理论也得到了验证。
股骨柄为锥形几何形态设计8条纵向锐利侧棱嵴及圆形的截面，整个假体柄锥度呈2°，假体的材料是钛铝铌合金，假体表面为金刚砂粗糙面支持骨整合，假体侧棱嵴间的沟槽也为髓腔内血管再生提供了空间，假体长度为190～385 mm，有效地增加了假体柄与髓腔的接触面积和界面长度.此种假体早期稳定性来源于股骨柄假体和髓腔的压配，后期稳定性是依靠骨整合长入，其早期稳定性并不依赖于股骨距的完整，而是依靠股骨柄中远段与髓腔的压配。
全髋关节置换股骨假体的选择及应用：本刊中文部
２ 股 骨 峡 部在 非 骨 水 泥 型 全髋 关 节 置换 中 的
作用
３ 高龄 患 者 锥 形 股骨 柄 假 体 全髋 置 换 后 的 中
期 疗效
李 毅 中 （ 建 医科 大 学附 属 第二 临床 医 学 院骨 福
科 ，福 建省 采 州市 ３ ２０ ） ６ ０ ０
刘宏鸣 （ 苏州 大学 附属 第一 医院 骨科 ，江 苏省 苏
１ ８ ６ ３ ：０ — ０ ． ９ ６，（ ）１ ３ １ ５
Ｅｂ ｗ Ｓ ｒ ．９ ５４ ｆ ） ８ —８ Ｉｏ ｕｇ １ ９ ； ４ ： ６ ２ ９ ２
陀０ Ｋｒ ｂ ｒ ，ｒ ｓａ Ｌ ， ｄｅｌｎ ． ｔｏ ｅ ｓｏｎｏ ｅ １ ｏｎ ｅｇ Ｍ Ｂ ｏ ｔｍ Ａ Ｓｏ ｒ ｄ Ｖ Ｒｅ ｒｖ ｒ ｉ ｆｔ ｕ ｈ
８ 非 骨 水 泥型 髋 关 节 假 体用 于 老 龄 初 次 全
换中起着重要的作用，影响着股骨假体的安置
和置 入后 的稳 定 。文章 旨在 观察 Ｃ 峡部 测 量股 Ｔ
骨峡 部 在 非骨 水 泥型 全髋 关 节置 换 中的 作 用。 收 集４ 尸 体 股骨 的 Ｃ 影像 及 额状 解 剖 面 ，分 例 Ｔ
２ ０ ８ （ ）：７ ３ １ ６ ０ ２；４ １ １ ５ — ２． ０ ７
罗 滨． 启 华， 学洪 ， 肱 骨远 端 的解 剖观 测 肱骨 假 体 的设计 ［］ 李 陈 等． ｊ Ｊ． 中国 临床解 剖 学杂志 ，０ ４２ （） ７ ．７ ． ２ ０ ．２４： ４３ ６ ３
Ｎｅｅ ｎ ． ｒ ＣＳ ２ ｄ Ｒｅｐａｃ ｌ ｅｍｅ ｔ ｔ ｏ ａ ｔ ｒｇ ｅ ｏ ｍｅ ａ ｎ ｈｒ ｐｌｓ ｙ ｆ ｌ ｎ ｈｕ ａｒ ｏ ｒｌ
２ 股 骨 峡 部 在 非 骨水 泥 型 全 髋 关节 置 换 中
关节置换植入物材料、设计与临床应用相关标准综述
ISO 14630 中规定了临床评价的途径，即：a）与植入物 相似，或可证明相似的植入物的安全性、性能、设计特性和 预期使用有关的科学和临床文献的鉴定回顾；或 b）临床 研究的结果；或c）由以上 a）和 b）提供的临床数据的结合； d）分析从临床研究中获得的信息资料。与临床研究相关 的 ISO 标准为 ISO 14155 。 [31] 该标准的第 1、2 部分就制定 研究计划、临床研究等做出了详细规定。我国行标 YY/T 0297[32]等同采用该标准 1996 版。 1.4.3 上市后的监督
与设计相关的 ISO 标准包括：ISO 7206[20]的第 1、2 部分 和 ISO 7207[21]的第 1、2 部分。
在 ISO 7206-1 和 ISO 7207-1 中，对髋、膝关节假体以及 其部件给出了定义，详细叙述了分类方法，对每一类型给 出了示意图和尺寸标注要求。为降低人体运动过程中关 节面部件之间的磨损，在 ISO 7206-2 中规定了髋关节假体 关节面的尺寸公差、表面粗糙度以及球形径向偏差等；在 ISO 7207-2 中，规定了膝关节假体关节面的表面粗糙度。 这些要求在行标 YY 0118 和 YY 0502 中采用。 1.4 设计评价
IDT
羟基磷灰石涂层
ISO 13779-2[15]
GB 23101.2[16]
IDT
全髋关节置换中生物固定股骨柄介绍
与传统的固定方式相比，生物固定股骨柄的并发 症发生率较低。
生物固定股骨柄的典型病例分享
病例一
一位50岁的女性患者，因股骨头 坏死接受了全髋关节置换手术。 术后患者恢复良好，疼痛消失， 能够正常行走和工作。
病例二
一位70岁的男性患者，因髋关节 炎接受了全髋关节置换手术。手 术后患者的髋关节功能得到显著 改善，生活质量明显提高。
生物固定股骨柄的长期效果良 好，能够满足患者长期生存的
需求。
生物固定股骨柄与其他固定方式的比较
与水泥型固定股骨柄相比，生 物固定股骨柄不需要使用骨水 泥，因此可以减少因骨水泥引 起的并发症。
与混合型固定股骨柄相比，生 物固定股骨柄的长期效果更稳 定，能够更好地满足患者长期 生存的需求。
与其他固定方式相比，生物固 定股骨柄的手术操作相对简单 ，能够缩短手术时间和减少手 术难度。
05
生物固定股骨柄的未来发展与挑战
生物固定股骨柄的未来发展方向
创新材料研发
探索新型生物材料，提高股骨柄的生物相容性和耐久性，降低磨 损和松动风险。
个性化定制
利用3D打印等技术实现个性化定制，满足不同患者的需求，提高 手术效果。
智能化应用
结合传感器、AI等技术，实现股骨柄的智能化监测和调控，提高假 体的稳定性和安全性。
髋关节炎等。
提高患者生活质量
通过置换手术，患者能够恢复髋 关节功能，提高生活质量。
减轻疼痛
手术可以减轻或消除患者的疼痛 ，使患者能够恢复正常活动。
生物固定股骨柄的临床效果评估
患者满意度高
大多数患者对手术效果表示满意，生活质量得到 显著提高。
功能恢复良好
手术后患者的髋关节功能恢复良好，能够进行正 常活动。
远端固定股骨柄假体选择
Paprosky II 型
该型在临床上最为常见，由于 干骺端松质骨大量丢失，股骨 距不足以支撑假体，但峡部及 股骨干皮质尚完整，远端固定 为首选。 可选择： 非组配式远端固定假体 组配式远端固定假体 组配式近端涂层假体（S-ROM）
Paprosky IIIA 型
干骺端骨量明显丢失，近端骨 质失去对假体的支撑作用，但 股骨干皮质尚可提供至少4cm 的可固定长度，宜使用远端固 定假体，并酌情配合打压植骨 或结构性植骨。
• 远端固定型股骨柄假体还可用于Vancouver B型假体周 围骨折的人工髋关节翻修术及近端骨性结构不佳的初次 置换。
• 翻修术中需要根据骨缺损的具体分型选择相应的远端固 定型假体，并仔细评估植骨的必要性。
远端固定型股骨假体
前言
作为20世界最为成功的外科手术之一，人工髋关节置换术拯 救了无数受髋关节疾病困扰的患者。但是，随着手术的广泛开展， 手术会遇到不同股骨骨骼情况，如股骨转子间骨折术后行全髋手术， 有时需要应用远端固定型股骨假体。
而人工全髋关节翻修手术，由于大多存在不同程度的股骨近端 骨缺损，给重建髋关节结构与功能带来极大的挑战，远端固定型股 骨假体应用更为广泛。
女性，72岁，左髋置换术后1周，行走时摔倒致假体周围骨折B2型， 予股骨侧翻修，更换远端固定型假体
男性，59岁，右股骨粗隆间骨折术后3年，考虑骨不连合并股骨头缺 血性坏死，予全髋置换，股骨侧为远端固定型假体。
小结
• 存在Paprosky I 型至III B 型骨缺损的人工髋关节翻修术 ，均可使用远端固定型股骨假体。
可选择：
非组配式远端固定假体
组配式远端固定假体
Paprosky IIIB 型
干骺端骨量明显丢失，近端骨 质失去对假体的支撑作用，且 股骨干皮质残留的可固定长度 少于4cm，宜使用远端固定假 体，配合打压植骨或结构性植 骨。
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临床应用选择
应 明
MD, PhD
股骨柄临床成功的重要因素
设计 理念 假体
材料
表面
处理
非骨水泥股骨柄材料
钛合金 (钛铝钒, 钛铝铌) 钴铬钼合金 不锈钢
非骨水泥股骨柄经典设计
方型柄 圆形柄 锥形柄 解剖柄 组配柄
方形柄
圆形柄
锥形柄
解剖柄
组配柄
非骨水泥股骨柄植入后的稳定
初期 稳定
•柄局部与髓腔的 紧密匹配和卡压
远期 稳定
•骨长上或骨长入
非骨水泥股骨柄初期稳定的部位
非骨水泥股骨柄远期稳定的实现
骨长上 •粗糙表面 骨长入 •多孔表面
粗糙表面上的骨长上
多孔表面上的骨长入
采用多种不同的工艺， 在非骨水泥柄表面形成具 有一定厚度的多孔涂层， 以利骨长入多孔内而获得 柄远期稳定
Synergy porous stem (Smith & Nephew, Memphis, Tenn). Tapered straight stem design. Proximal flutes provide additional rotational stability. A, Standard offset. B, High offset. Shown with oxidized zirconia heads.
较高
甚小(0.1-0.5mm)
骨水泥柄设计的两种思想
承载锥型 组合柱型
骨水泥层是不可能完 美的，股骨柄与骨水泥层 之间的绑定也无法完美。 因此通过允许柄的下沉达 到二次稳定，使骨水泥在 柄与骨骼之间形成良好的 充填，使应力更好地从柄 传递到骨水泥层再到骨骼
应尽一切可能获得骨 水泥层的完美，增加骨水 泥层与柄之间的邦定，这 是植入柄远期稳定的基础。 因此应尽量限制柄的任何 下沉或微动。增加颈领、 表面粗糙化处理等均是出 于这一目的。
各种不同多孔表面的骨接触百分比
钛多孔表面 钛丝 钛珠 植入后1个月 21.8±2.5% 34.0±4.2% 植入后6个月 43.2±4.5% 33.3±2.9%
等离子喷涂
32.5±3.8%
41.9±5.2%
多孔涂层比较
VPS
VPS
VPS原理
涂层形成过程
多孔表面上的骨长入
非骨水泥柄的选择中的其他考虑
骨水泥柄中的“法国悖论”
髓腔锉与植入柄同号 尽可能植入较大号柄 可去除较多的松质骨 无需均匀的骨水泥层 柄可直接与骨质接触
A, Neck-stem angle is reduced. B, Neck is attached at more medial position on stem.
假体选择的正确——髓腔评价 型号选择的准确——术前计划
并发症的预见（应力遮挡、大腿疼痛） 颈干角/颈距/颈长/颈高/肢体长度
股骨柄的发展
骨水泥柄
非骨水泥柄
非骨水泥柄回潮
1950
1960
1970
1980
1990
2000
对非骨水泥柄热情 下降骨水泥柄回潮
骨水泥柄的两种基本设计理念
承载
Basic cementless stem shapes (Stryker Orthopaedics, Kalamazoo, Mich). A, Meridian TMZF straight stem is symmetrical and fits either femur. B, Citation TMZF anatomical stem design incorporates proximal posterior bow and anteverted femoral neck.
Alloclassic stem (Zimmer, Warsaw, Ind). Conical straight stem with rectangular cross section. Titanium alloy with grit-blast, nonporous surface.
Corail stem (Johnson & Johnson, DePuy, Warsaw, Ind). Titanium alloy stem with extensive hydroxyapatite coating. Proximal ridges and distal grooves provide additional stability.
Definition PM stem. Proximal longitudinal grooves and surface texturing promote mechanical interlock with cement. Integral proximal and distal polymethyl methacrylate spacers ensure neutral positioning in canal and adequate thickness of cement mantle. (Courtesy of Stryker Orthopaedics, Kalamazoo, Mich.)
Spectron EF stem. Rounded, rectangular shape and longitudinal groove improve rotational stability. A, High offset. B, Standard offset. (Courtesy of Smith & Nephew, Memphis, Tenn.)
APR stem (Zimmer, Warsaw, Ind). Collared anatomical design. Standard (A) and large body (B) components provide variable proximal fit for given distal stem size.
对表面多孔涂层的要求隙大小 (um) 50 100 骨长入情况 结缔组织形成，无骨长入 有矿化骨组织侵入，有可能血管化
200
300 400 500
骨组织生长明显
明确加速骨组织的生长 骨组织进入孔隙深部仍有可能 骨组织生长速度受限，进入深部受限
孔隙大小对术后抗剪力强度的影响
Taperloc stem. Plasma-sprayed titanium porous surface. Collarless, flat, wedge-shaped geometry is available with two femoral offsets. (Courtesy of Biomet, Warsaw, Ind.)
Noncircumferential porous coating. Despite excellent ingrowth into porous pad, debris may migrate to distal aspect of stem through adjacent smooth channels (arrow).
Large-diameter head with trapezoidal neck (A) has greater range of motion and less impingement than smaller diameter head and skirted modular neck (B).
VerSys stem. Collared titanium alloy stem with titanium fiber metal circumferential porous surface. Trapezoidal proximal geometry and distal flutes promote rotational stability. (Courtesy of Zimmer, Warsaw, Ind.)
锥型
组合
•主要关注 载荷分散 • 主要关注 柄的形状
柱型
骨水泥柄的两种基本设计
骨水泥柄的两种基本设计
承载锥型
柄体材料 柄体形状 颈 领 CoCr，SS 锥形为主 通常无 高抛光
组合柱型
CoCr, SS, Ti 合金 截面方、椭圆 通常有 毛糙、粗糙
表面处理
骨水泥层的要求
植入后下沉
较低
显著(0.9-1.4mm)
Endurance CDH stem. Straight small-diameter stem design is ideal for use in patients with developmental (congenital) hip dysplasia or small stature. (Courtesy of Johnson & Johnson, DePuy, Warsaw, Ind.)
S-ROM modular stem. A, Multiple proximal sleeve sizes can be combined with given diameter stem. Stem can be rotated in relation to sleeve to correct rotational deformity of femur. Distal flutes improve rotational stability. B, Long, curved stem. Distal part of stem is slotted in coronal plane to diminish bending stiffness. (Courtesy of Johnson & Johnson, DePuy, Warsaw, Ind.)
CPT hip stem (Zimmer, Warsaw, Ind). Collarless, polished, tapered design allows controlled subsidence and maintains compressive stresses within cement mantle.