原创：康攀医生 审核：广州中医药大学第一附属医院 王海彬教授 文章所属：王海彬教授团队，转发请标明出处 人工关节置换术是治疗关节疾病终末期的最有效治疗方式之一，在我国已开展广泛，技术成熟。关节置换的目标是追求无痛、稳定、可以长久使用的假体关节。实现这一目标需要多方面因素的作用，除了医生的手术技术及围术期管理，至关重要的就是假体本身材料的选择。 目前临床中常用的髋关节假体材料有金属、陶瓷、高分子复合材料及碳质材料等。为了获得良好的治疗效果，生物相容性、耐腐蚀、经济成本等诸多因素都需要考虑进去，那么，不同材料之间的优缺点是什么呢？ 1.金属材料 金属材料使用最广泛，主要包括不锈钢、钴铬钼合金、钛合金、钽金属材料等。与其它材料相比，金属材料具有强度高、韧性好的特点。但是金属材料的弹性模量与人体骨骼相差过大，植入后在人体内始终作为异物存在，在外力和体内富氧环境中，容易松动和变形。 图1 图片来源于《坎贝尔骨科手术学》 上图图1：骨对负重的反应，A：广泛多孔表面假体柄 B ：2年后股骨近端骨皮质和骨松质密度因应力遮挡而降低 1.1不锈钢材料 价格相对便宜，仍具有一定的医疗市场空间，但其生物相容性优势不突出，弹性模量过高，不太适合作为关节假体材料。作为承力材料包裹于其它材料内部具有一定的应用价值。 1.2钴铬钼合金 与不锈钢材料相比，具有更好的生物相容性和耐疲劳性、耐腐蚀性、抗磨损性、强度更高，对应力性腐蚀环境也不敏感，但其解离的钴铬金属离子对人体尤其是成骨细胞具有一定的毒性，对骨质疏松、肝肾功能异常的年老患者来说不太适合，另外，其韧性较差，弹性模量高，与人体骨骼相差很大。加工成本高，不易机械加工。 图2 图片来源于《坎贝尔骨科手术学》 上图图2 A ：Spectron柄 圆角矩形和纵向沟槽增加旋转稳定性 B：CPT柄 无领、抛光、锥形设计，允许可控制的下沉。 1.3钛合金 生物相容性比钴铬钼合金要更好，且弹性模量接近人体骨，临床研究实验表明，弹性模量越接近人体骨，越能符合人体力的传导，越有利于骨折修复以及减少假体关节面磨损。钛合金除强度稍显不足外，几乎不具有其它金属内植物材料的缺点，具有耐腐蚀、密度低、延展性好的特点，通过进一步加工，性能还可提高，因此，其应用广泛且具有独特优势。 1.4钽金属材料 化学性质稳定，耐强酸强碱，对人体无任何刺激和不良反应，熔点、强度、抗磨损性能较高，目前主要用于髋臼的制造。此外，钽金属材料多孔，类似于人体骨小梁的排布，生物相容性好，且能刺激成骨细胞的分裂增殖，是优异的内植金属材料。但钽金属应用于临床不足20年，长期安全性及效果仍需进一步观察。 图3 图片来源于《坎贝尔骨科手术学》 上图图3 R3髋臼假体 A：半球形髋臼外杯，配有螺钉固定孔以及高孔隙率钛涂层 B：锁定装置内置，从而避免内衬边缘厚度不足以及容纳不同内衬 2.陶瓷材料 陶瓷材料发展更新迅速，第3、4代陶瓷材料使关节假体抗磨损、抗腐蚀、抗弯曲能力得到进一步飞跃，全陶关节面是当今最耐磨的关节面，在生物相容性、骨溶解、亲水性方面，性能表现优异。陶瓷材料人工关节经过不断改进，使体内磨损率不断下降，作为目前最耐磨的关节面材料，对运动量较大的中青年患者尤为适宜。但其脆性过大、体内破损、关节稳定性等方面问题也有发生，且价格昂贵。 图4 图片来源于《坎贝尔骨科手术学》 上图图4 陶瓷及金属髋臼内衬假体 3.高分子材料 具有优异的力学性能、生物相容性、耐腐蚀性、是髋关节髋臼内衬优先考虑的材料，然而耐磨损能力稍不足，磨损后产生的碎屑使巨噬细胞、成纤维细胞产生的免疫和生化反应，可促使破骨细胞对周围骨产生骨破坏，进而导致松动与骨溶解。但高分子材料自身也在不断更新改良，改进潜力巨大。 图5 图片来源于《坎贝尔骨科手术学》 上图图5 骨贴附生长表面类型：A喷砂面；B高纹理的等离子喷涂面钽； C羟基磷灰石 工欲善其事必先利其器，良好合适的置换材料是骨科手术成功的关键，作为患者，需要结合自身经济实际，同时认真听取手术医生的手术治疗方案分析，作出合理选择，医患双方遵循循证医学的理念，尽力达到最好的治疗效果。 参考文献： [1]吴骁,何本祥,檀亚军.髋关节假体材料的分类及应用进展[J].中国骨伤,2016,29(03):283-288. [2]张先龙.现代人工髋关节假体材料相关热点问题[J].医学研究生学报,2018,31(04):355-360. [3]坎贝尔骨科手术学第13版-关节卷