人工髋关节假体材料-马瑞
人工全髋关节置换的假体固定方式及摩擦界面的选择
人工全髋关节置换的假体固定方式及摩擦界面的选择闫新峰;张明【摘要】@@ 人工全髋关节置换术(THA)是治疗晚期股骨头坏死、晚期髋关节骨关节炎、髋臼发育不良并骨关节炎等引起的髋关节疼痛和功能障碍,以及强直性脊柱炎引起的髋关节强直等髋关节疾病的最有效的手术治疗方法.随着材料科学的发展、人工假体设计的变化和外科技术的提高,人工髋关节的耐磨性能、假体固定的牢固程度及术后的恢复速度有了极大提高.人工髋关节假体的多样化为手术的个体化创造了条件,同时也带来了如何更好地选择假体的间题.【期刊名称】《山东医药》【年(卷),期】2011(051)019【总页数】2页(P107-108)【作者】闫新峰;张明【作者单位】山东省千佛山医院,济南,250014;山东省千佛山医院,济南,250014【正文语种】中文人工全髋关节置换术(THA)是治疗晚期股骨头坏死、晚期髋关节骨关节炎、髋臼发育不良并骨关节炎等引起的髋关节疼痛和功能障碍，以及强直性脊柱炎引起的髋关节强直等髋关节疾病的最有效的手术治疗方法。
随着材料科学的发展、人工假体设计的变化和外科技术的提高，人工髋关节的耐磨性能、假体固定的牢固程度及术后的恢复速度有了极大提高。
人工髋关节假体的多样化为手术的个体化创造了条件，同时也带来了如何更好地选择假体的问题。
人工全髋关节一般由四个部件组成:髋臼杯、内衬、股骨头、股骨柄。
假体固定方式的选择是对髋臼杯和股骨柄如何与骨牢固固定而言的;摩擦界面(轴承面)的选择是对内衬和股骨头而言的。
1 假体固定方式的选择1.1 骨水泥固定和生物固定骨水泥固定是在安装时假体与骨床之间充填骨水泥，使骨水泥与骨面结合并形成骨水泥壳，将假体固定在水泥壳中。
非骨水泥生物学固定是假体与骨床直接接触，通过不同方式的结合达到固定目的。
两者的争论贯穿于人工关节的发展全过程，但是不可否认，骨水泥的应用和金属对聚乙烯界面的应用是 Charnley对人工髋关节置换划时代的两大贡献。
人工髋关节假体材料-马瑞
1. 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）
用途：用于骨水泥型假体的固定
2. 超高分子量聚乙烯（UHMWPE）
优点：生物相容性好，质轻，强度较高
缺点：塑型变形，表面磨损率高
用途：关节内衬
问题：⑴ 灭菌方法会影响磨损性能
⑵ 磨损颗粒导致骨溶解
⑶ 硬度偏低，长期使用会产生精度偏差
3. 高交联UHMWPE
加强聚乙烯的抗磨损性能
③ 复 涂合层涂（层多表孔面金：属材复料合复HA合，涂金层属（喷H砂A+表T面iO复2/Z合rOH2A/T，i/生多物孔玻表璃面）+B，M结P）构复合
表面处理方法
① 等离子喷涂技术（应用最广泛，涂层不均匀，制备过程中HA产生裂纹， HA因高温分解）
② 电泳沉积（需对基体进行热处理） ③ 高温烧结 ④ 溶胶-凝胶 ⑤ 微弧氧化 ⑥ 快速仿生化学沉积
的皮质骨和松质骨之间，具有一定延展性
生物学固定
表面类型
① 巨孔型表面：早期，孔径1-2mm左右，孔隙率50%，有孔金属型，珊瑚面 型，珍珠面型
② 微孔型表面：最佳孔径150-400/700μm，孔隙率在30-60%，厚度0.8-2mm， 二维微孔表面（钴铬钼珠粒烧结，HA喷砂），三维微孔表面（离子喷涂， 化学沉积）
.
2
☞人工关节材料
1
金属类
2
高分子类
.
3
陶瓷类
3
金属材料
1. 不锈钢
优点：强度高（屈服强度860-1000MPa）
缺点：生物相容性差，疲劳强度低，耐磨损性能差
用途：已淘汰
2. 钴基合金
优点：在体内接近完全惰性，对裂痕内氯化物的侵蚀220 Gpa），应力遮挡效应高
优点：耐磨损，低摩擦，组织相容性好（组织对磨 损颗粒的反应轻）
人工髋关节材料
人工髋关节材料人工髋关节置换手术是治疗髋关节疾病的有效方法之一，而人工髋关节材料的选择对手术效果和患者术后生活质量起着至关重要的作用。
在人工髋关节置换手术中，选择合适的材料可以有效延长人工髋关节的使用寿命，减少术后并发症的发生率，提高患者的术后生活质量。
目前，人工髋关节材料主要包括髋臼、髋臼衬、髋杯、髋杯衬、髋柄和髋头等部分。
这些部分的材料选择直接影响着人工髋关节的质量和稳定性。
常见的人工髋关节材料包括金属、塑料和陶瓷等材料。
金属材料是人工髋关节材料的传统选择之一。
金属材料具有强度高、耐磨损等优点，但由于金属离子可能对人体组织产生毒性作用，导致患者出现金属离子过敏反应和异物反应，因此金属材料在人工髋关节置换手术中的应用受到了一定的限制。
塑料材料是人工髋关节材料中的另一种选择。
塑料材料具有重量轻、生物相容性好等优点，但塑料材料容易磨损，可能导致人工髋关节的使用寿命缩短，同时塑料颗粒的脱落也可能引起患者术后炎症反应。
陶瓷材料是近年来人工髋关节材料的新选择。
陶瓷材料具有硬度高、耐磨损、生物相容性好等优点，且陶瓷材料对人体组织的刺激性小，不易引起过敏反应，因此在人工髋关节置换手术中得到了越来越广泛的应用。
除了以上介绍的材料外，还有一些新型的复合材料也逐渐应用到人工髋关节材料中，以期望能够兼顾各种材料的优点，减少其缺点，提高人工髋关节的使用寿命和稳定性。
总的来说，人工髋关节材料的选择应根据患者的年龄、性别、骨质疏松程度、活动水平等因素进行综合考虑。
在选择人工髋关节材料时，应该根据患者的具体情况，选择合适的材料，以确保手术效果和患者术后生活质量。
同时，人工髋关节材料的研发和应用也需要不断地进行技术创新和临床实践，以满足患者对高质量人工髋关节的需求。
微孔表面髋关节假体
微孔表面髋关节假体李雪松;齐新生【期刊名称】《铁道医学》【年(卷),期】2000(28)1【摘要】微孔表面髋关节假体表面材料包括金属和陶瓷两种。
金属假体与骨组织结合牢固,这主要受材料种类及微孔直径影响。
但是,金属材料会产生癌症、神经病变、过敏反应、应力遮挡等副作用。
因此,陶瓷材料尤其是羟基磷灰石(HA)因其良好的生物相容性及传导成骨作用而受到重视。
HA主要通过生物结合和化学结合两种方式与骨组织形成牢固结合,在结合过程中,HA的降解起了重要作用,纯度、结晶率、表面微孔量等几方面影响其降解速度,巨噬细胞等也介入其降解过程。
微孔表面假体在临床应用中取得了优异的疗效,大大提高了患者生活质量,已被广泛接受。
【总页数】3页(P64-66)【关键词】人工关节;假体;髋关节;微孔表面【作者】李雪松;齐新生【作者单位】南京铁道医学院附属医院骨科【正文语种】中文【中图分类】R687.4【相关文献】1.金属假体髋关节表面置换术治疗强直性脊柱炎累及髋关节的疗效 [J], 黄朝葵2.金属髋关节假体髋关节表面置换术治疗强直性脊柱炎累及髋关节 [J], 蒋石德;陆健;魏伟生3.全涂层表面微孔股骨假体在人工全髋关节翻修术中的应用 [J], 吴立东;熊炎;严世贵;王祥华;戴雪松4.采用微孔涂层髋臼假体行初次全髋关节置换术随访20年以上的疗效分析 [J], Craig J.Della Valle;Nathan W.Mesko;Laura Quigley;AaronG.Rosenberg;Joshua J.Jacobs;Jorge O.Galante;魏立;孙俊英5.长柄全涂层表面微孔股骨假体在人工全髋关节翻修术中的应用 [J], 许杨;凌义龙;韦金忠;魏平洋;刘磊;夏炳江;钱淼忠因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
人工髋关节及其制造方法[发明专利]
![人工髋关节及其制造方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/a068ed73f11dc281e53a580216fc700abb685282.png)
专利名称：人工髋关节及其制造方法专利类型：发明专利
发明人：王俊文,丁樑,张宗涛
申请号：CN202210117315.9
申请日：20220208
公开号：CN114452050A
公开日：
20220510
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本申请公开了一种人工髋关节及其制造方法。
人工髋关节包括髋臼杯和安装于髋臼杯的衬垫。
衬垫具有环形座体和从环形座体延伸出的穹顶。
穹顶由超高分子量聚乙烯制成。
穹顶的内表面层经梯度交联。
内表面层从穹顶的内表面开始沿径向由外向内依次经超级交联、高度交联和低度交联，且所述穹顶的厚度范围为3mm～4mm。
本发明的穹顶的厚度可以允许头杯比达到36/46，即将头杯比例从36/50(0.72)提高到36/46(0.78)，对患者而言，术后的活动度可以提高10度以上。
申请人：宽岳骨科公司,宽岳医疗器材(苏州)有限公司
地址：美国新泽西州锡达诺尔斯市永道3号259室
国籍：US
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人工髋关节假体材料马瑞
马瑞的长期效果
降低并发症发生率
提高患者生活质量
减少翻修手术的需 求
延长假体的使用寿 命
马瑞与其他材料的比较
弹性模量：马瑞材料的弹性 模量与人体骨骼相近，可降 低应力遮挡效应。
耐磨性：马瑞材料具有优异 的耐磨性能，能够承受长时 间的使用。
生物相容性：马瑞材料具有 良好的生物相容性，能够与
人体组织良好融合。
人工髋关节假体材料马瑞
汇报人：XX
单击输入目录标题 人工髋关节假体材料马瑞的背景 人工髋关节假体材料马瑞的特性 人工髋关节假体材料马瑞的应用效果 人工髋关节假体材料马瑞的发展前景
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人工髋关节假体材料马瑞的背 景
人工髋关节假体材料的概述
人工髋关节假体材料马瑞的背景： 随着人口老龄化，髋关节疾病成为 常见病种，人工髋关节置换术成为 治疗髋关节病变的有效手段。
的智能化控制和监测
马瑞的未来研究方向
新型材料研发：探索更耐磨、生物相容性更好的材料，提高假体的使用寿命。 个性化设计：根据患者的具体需求和身体条件，设计更符合人体工程学的假体。 生物活性材料：研究具有生物活性的材料，促进骨整合和降低排异反应。 精准医疗：结合人工智能和医学影像技术，实现假体植入的精准定位和个性化方案制定。
马瑞的优势
良好的生物相容性
耐磨性高
抗腐蚀性强
长期稳定性好
人工髋关节假体材料马瑞的特 性
马瑞的材料特性
高强度和高耐久性
与人体相容性好
抗磨损和抗疲劳性 能优异
可与骨组织形成稳 定的骨整合
马瑞的生物相容性
与人体组织相 容性好，不易 产生排异反应
长期稳定性优 异，降低磨损 和松动发生率
良好的骨传导 性和骨诱导性， 促进骨生长和
新型人工关节材料的研究与应用
新型人工关节材料的研究与应用随着人口老龄化的加速和医疗技术的不断发展，人工关节手术已经成为治疗严重关节炎和关节损伤的常见方法。
在人工关节手术中，人工关节材料的选择至关重要，因为它可以影响到手术后的效果和患者的生活质量。
随着新型人工关节材料的研究和应用，人工关节手术已经成为了治疗严重关节疾病的首选方法。
1、人工关节的历史人工关节起源于19世纪末，一位名叫John Charnley的英国医生发明了第一个人工髋关节材料，它由聚乙烯材料制成。
该材料取得了良好的效果，但随着年龄的增长，聚乙烯材料会因磨损而导致人工关节失效的风险增大。
在过去的几十年里，人工关节材料的研究和开发一直没有停止，人们陆续研发出了很多种不同的人工关节材料，如金属材料、陶瓷材料和生物材料等，这些材料逐步替换了旧的聚乙烯材料。
2、新型人工关节材料的研究新型人工关节材料的研究涉及到多个学科的交叉，如材料科学、生物学、医学等，这需要众多技术专家和学者的合作。
其中，生物材料是新型人工关节材料研究的重要方向。
生物材料是指以仿生学原理为基础，通过最小化对组织和生理环境的干扰来设计和开发的新型材料。
通过研究不同种类的生物材料，科学家们希望能够开发出更加适合人体的人工关节材料。
此外，3D打印技术也成为了新型人工关节材料研究的重要手段之一。
利用3D打印技术，可以制造出高精度、高强度、定制化的人工关节材料。
这种新型的材料具有优秀的机械性能和生物相容性，能够更好地满足患者的需求。
3、新型人工关节材料的应用随着新型人工关节材料的研究和发展，现代人工关节手术已经出现了不同的选择，包括全金属人工关节、陶瓷人工关节和混杂材料人工关节等。
全金属人工关节是指关节材料全部由金属材料制成，具有出色的机械强度和耐磨损性，但由于金属与软组织接触时可能会产生破坏性反应，这种人工关节材料在使用时需要特别注意。
陶瓷人工关节采用高纯度陶瓷材料制成，具有优异的耐磨性和生物相容性，是一种非常受欢迎的人工关节材料。
金属垫块和颗粒植骨对全髋关节翻修术中髋臼骨缺损的应用效果
金属垫块和颗粒植骨对全髋关节翻修术中髋臼骨缺损的应用效果全髋关节翻修术是治疗全髋关节疾病的重要手术方式之一，其成功与否直接关系到患者术后的生活质量。
而在全髋关节翻修术中，髋臼骨缺损是较为常见的问题，如何有效修复髋臼骨缺损成为了医生们关注的焦点。
金属垫块和颗粒植骨作为两种不同的修复材料，在此过程中的应用效果备受关注。
金属垫块，即Metallic acetabular reinforcement rings (MARRs)，是一种新型的金属修复材料，具有高度生物相容性、良好的机械性能和稳定的骨与金属结合性能。
而颗粒植骨则是通过自体骨颗粒或异体骨颗粒进行填充，促进骨细胞生长，最终实现髋臼骨缺损的修复。
两者在全髋关节翻修术中的应用效果对患者的术后康复和关节功能恢复具有重要意义。
金属垫块和颗粒植骨在全髋关节翻修术中的应用效果有何不同？本文将对其进行比较分析，旨在为临床医生在手术方案选择上提供科学依据。
金属垫块在全髋关节翻修术中的应用效果备受关注。
研究表明，金属垫块能够有效修复髋臼骨缺损，提高人工关节的稳定性和长期生存率。
其高度生物相容性和稳定的骨与金属结合性能，能够促进骨细胞生长并加速骨的愈合，有助于减少术后并发症的发生。
金属垫块还能够减少手术时间和减轻患者术后疼痛，提高手术的安全性和成功率。
不同的修复材料在全髋关节翻修术中的应用效果各有千秋，具体选择应根据患者的个体差异和术后康复需求进行综合考量。
在实际临床中，医生们应根据患者的术前情况和骨缺损的程度，结合自身的临床经验和专业知识，科学合理地选择修复材料，以取得更好的手术效果和患者的满意度。
金属垫块和颗粒植骨是目前全髋关节翻修术中常用的修复材料，其应用效果备受关注。
金属垫块具有高度生物相容性和稳定的骨与金属结合性能，有助于提高人工关节的稳定性和长期生存率；而颗粒植骨具有良好的生物相容性和生物活性，能够促进骨的再生和修复，提高术后人工关节的稳定性和功能。
鉴于两者各自的优势和特点，医生们在选择修复材料时应全面评估患者的术前情况和术后康复需求，科学合理地选择修复材料，以取得更好的手术效果和患者的满意度。
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① 等离子喷涂技术（应用最广泛，涂层不均匀，制备过程中HA产生裂纹， HA因高温分解）
② 电泳沉积（需对基体进行热处理） ③ 高温烧结 ④ 溶胶-凝胶 ⑤ 微弧氧化 ⑥ 快速仿生化学沉积
谢谢！
低，晶体颗粒大，密度低，脆性大 第二代： BIOLOX氧化铝陶瓷关节（1988-1994），晶体
直径降低，密度增大 第三代：BIOLOX forte （1994年至今），由微米级降为 纳米级 第四代：BIOLOX delta（2003年至今），氧化铝复合陶 瓷+纳米氧化锆+三氧化二铬+锶铝氧化铬+氧化钇），提 高断裂强度，抑制裂纹扩展 优点：耐磨损，低摩擦，组织相容性好（组织对磨
非骨水泥固定（生物型）
• 年轻活动量大的患者，<65岁 • 骨质量良好 • 部分翻修病例
生物学固定
目的
通过假体紧密压配达到早期稳定；通过假体表面处理，使骨长入 （ingrowth）和贴附（ongrowth）于假体，实现骨整合（osseointegration）， 实现远期生物学固定
表面材料
陶瓷头可为氧化铝或氧化锆
与金对金相比，陶对聚乙烯可减少磨损50%（线 性磨损量金对金>0.2mm/y，陶对聚乙烯0.1mm/y）
陶瓷 vs 陶瓷
种类：氧化铝，氧化锆，氧化铝基复合材料 生产厂家：德国赛琅泰克泰克（CeramTec） 第一代：BIOLOX氧化铝陶瓷关节（1974-1988），纯度
缺点：不耐磨损
用途：假体的非关节部分
4. 钽
优点：具有类似骨小梁的弹性模量和骨整合性能
用途：假体涂层，假体非关节面
高分子材料
1. 聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA） 用途：用于骨水泥型假体的固定 2. 超高分子量聚乙烯（UHMWPE） 优点：生物相容性好，质轻，强度较高 缺点：塑型变形，表面磨损率高 用途：关节内衬 问题：⑴ 灭菌方法会影响磨损性能
第二代：碳增强的钴铬钼合金 优点：减少磨损 缺点： 2010 年 Depuy 公司主动召回旗下两款MOM 假体 ⑴ 骨溶解+潜在的毒性和致癌风险（虽然容积磨损率低，但磨 损颗粒较小，磨损颗粒总量反而较多） ⑵存在潜在的不稳定性（不能完全适合偏距内衬或高边内衬）
陶瓷 vs 聚乙烯
组合：陶瓷股骨头和 UHMWPE臼杯
2. 钴基合金
优点：在体内接近完全惰性，对裂痕内氯化物的侵蚀有抵抗能力
缺点：稍有电腐蚀，弹性模量太高（220 Gpa），应力遮挡效应高
用途：股骨头材料
3. 钛及钛合金
钛
优点：抗腐蚀性能强，弹性模量低
缺点：不耐磨损，极限强度低
现状：已淘汰
钛合金 优点：抗腐蚀性能强，良好的生物相容性，更高的强度，更适当的弹性模量
损颗粒的反应轻） 缺点：陶瓷碎裂，假体撞击 注意事项：禁忌混用不同品牌产品，植入前彻底清
洗合：陶瓷头+金属内衬 与金对金相比，磨损降低了近100倍 问题：金属内衬磨损较重，金属离子浓度增加
假体固定方式
骨水泥固定
• 年龄过大的骨质疏松症 • 骨缺陷者 • 骨生长功能障碍者 • 晚期癌症 • 营养不良
☞人工关节摩擦界面
金属 vs UHMWPE
目前临床应用最多、最 广的关节组合
优点：生物形容性好， 低摩擦，聚乙烯内衬可 做成各种特定形状，撞 击后果小
缺点：聚乙烯抗磨损性能差，老化和消毒后变性 改性：提高抗磨损和抗老化性能
金属 vs 金属
第一代： 钴铬合金制成的带头股骨柄+臼杯，失败率高，不良 的假体设计和粗糙的制作工艺导致
人工髋关节假体材料（一）
马瑞
西安交通大学第二附属医院 骨一科 西安交通大学关节外科中心
概述
人工髋关节置换术（THA）历经一个多世 纪的发展，已成为治疗关节疾病的标准 手术之一
人工关节的发展史也可看作是一部生物 材料和工程技术的发展史
人工关节不可能一劳永逸，THA失败的主 要原因：松动和脱位
⑵ 磨损颗粒导致骨溶解 ⑶ 硬度偏低，长期使用会产生精度偏差 3. 高交联UHMWPE 加强聚乙烯的抗磨损性能 交联改性，离子注入改性，纤维填充改性 4. 硅胶 用途：小关节假体（手指）
陶瓷材料
种类：氧化铝，氧化锆，氧化铝基复合陶瓷 优点：高度的表面亲水性，极度惰性，生物形容性
好，磨损率极低 缺点：脆性高，弹性模量高，抗裂纹扩展能力差 用途：髋臼，股骨头，表面涂层
生物学固定
表面类型
① 巨孔型表面：早期，孔径1-2mm左右，孔隙率50%，有孔金属型，珊瑚面 型，珍珠面型
② 微孔型表面：最佳孔径150-400/700μm，孔隙率在30-60%，厚度0.8-2mm， 二维微孔表面（钴铬钼珠粒烧结，HA喷砂），三维微孔表面（离子喷涂， 化学沉积）
③ 复合涂层表面：材料复合涂层（HA+TiO2/ZrO2/Ti/生物玻璃），结构复合 涂层（多孔金属复合HA，金属喷砂表面复合HA，多孔表面+BMP）
人工关节材料和设计的改进，目的为增 加假体的存活率和改善髋关节的功能
☞人工关节材料
良好的力 学相容性
良好的 生物相容性
长期 稳定性
（抗腐蚀） （耐磨损）
1
金属类
2
高分子类
3
陶瓷类
金属材料
1. 不锈钢
优点：强度高（屈服强度860-1000MPa）
缺点：生物相容性差，疲劳强度低，耐磨损性能差
用途：已淘汰
① 陶瓷材料：氧化铝，氧化锆，氧化铝/氧化锆，ZrO2/HA中间涂层 ② 羟基磷灰石（HA）：力学性能较弱，加入TiO2和/或ZrO2 ③ 钛和钛合金：
TiO2涂层（复合氧化，微弧氧化） 连通多孔钛涂层（高温烧结，碱热处理） ④ 钽：多孔钽（“金属骨小梁”），较高的机械强度，弹性模量介于一定 的皮质骨和松质骨之间，具有一定延展性