人工关节置换手术

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关节置换(joint replacement),用人工制造的关节来代替被破坏的关节的技术,已有数十年的历史。用于关节因外伤或疾病造成破坏,发生疼痛、变形及活动障碍,丧失功能时。因为髋关节受破坏,需更换的机会最多,故人工髋关节应用也最多,效果也较好,其次为膝关节

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制作人工关节的材料

关节为人体活动的枢纽,每日活动不下数千次。因此,制作人工关节的材料要求耐磨、耐酸碱腐蚀、强度高、生物相容性好(对人体组织无刺激,无毒性)。用来制作人工关节及人工骨的材料有钴铬合金,氮化钛材料或氮离子注入钛合金、镁玉、纯钢玉、碳素、微晶陶瓷、硅胶等。

人工关节的设计与制作要求

人工关节要代替人体关节的功能,在设计上要求:①仿生体形状,要尽可能做到与人体关节完全相同;如人工髋关节股骨头要呈球形,人工髋臼要与髋臼窝近似;②合乎关节生物力学要求,例如人工肩关节的活动轴需要设计在肩胛骨关节盂的外侧,这样才不会妨碍肩关节的外展活动。膝关节的股骨假体应似股骨髁,胫骨假体形似胫骨平台。

人工关节及人工骨的类型

目前应用于临床的人工关节有:全髋关节、人工股骨头全膝关节肘关节腕关节、肩关节、踝关节及指关节等。代替人体骨骼及其关节的有:股骨带髋关节或膝关节、人工椎体、人工骨盆、人工舟骨、人工月骨、人工桡骨远端等。在人工关节置换中,以人工髋关节应用最多。人工髋关节,又有多种类型,如人工股骨头、股骨头单杯、髋关节双杯、全髋关节、组合式全髋关节等。人工股骨头的柄,有光面的(需用骨水泥粘固于股骨髓腔中),有珊瑚面的(骨质长入珊瑚状的空隙中固定假体),以适应髋关节不同损坏情况的需要。

人工关节置换术的适应症

人工关节置换有严格的适应症,主要如下:

①关节的骨及软骨坏死,如股骨头的无菌坏死。股骨颈骨折后的股骨头缺血坏死等。②关节的创伤性损坏。关节粉碎骨折错位或脱位,不能整复,致关节功能近于丧失。如髋臼骨折中心脱位或股骨头粉碎骨折,不能复位者。③骨关节炎原发性的或继发性的,如老年性骨关节炎,髋臼发育不良髋关节半脱位等继发的骨关节炎等,可发展到关节软骨破坏,活动功能障碍,疼痛严重。不是所有的骨关节炎都需要关节置换,而是根据病人年龄、发病部位、工作或生活需要而作选择。年龄大,需坐位工作者的患病髋关节常需关节置换。④类风湿性关节炎。髋关节和膝关节都僵直,屈曲活动困难时,需要关节置换。⑤骨端肿瘤。以下情况可行肿瘤彻底切除,人工骨及关节置换,以保存肢体及该关节功能:骨端的半良性晚期骨肿瘤(如巨细胞瘤),瘤体巨大,破坏关节软骨,刮除治疗不易彻底者;低度恶性的肿瘤(如骨纤维肉瘤),或限于骨内的早期骨肉瘤,周围重要软组织尚未被侵犯,可以局部彻底切除者。对椎体巨细胞瘤,可切除整个椎体,以植骨及人工椎体固定。

人工关节置换术的并发症

常见的并发症有:①假体松动,人工关节安插于骨骼之中,但骨骼不能与假体融合为一体,它们之间仅是靠机械力固定在一起。在身体活动不断施予应力情况下,假体与骨骼之间可以逐渐发生松动,松动明显者,影响肢体功能,严重者置换失败,需重新安装或更换。②假体磨损或折断,人工关节的关节面及关节轴,经过多年磨损可受机械性破坏,插入骨骼中的部分可因机械疲劳而折断,造成固定失败。人工股骨头与人体髋臼之间的摩擦,可将髋臼骨磨损穿通。③深部感染,安放人工关节的手术过程中,可发生细菌污染,术后身体抵抗力低下时,也可发生血源性感染,而致人工关节处感染化脓。④异物反应,人工关节是一种异物,如果人体对其材料的相容性不好,则可发生异物反应,表现为关节肿痛积液,甚至破溃,最后不得不取出假体。这种情况尤易发生于关节表面软组织少处,如膝关节、肘关节等。⑤其他,人工关节周围的软组织,还可因手术刺激、机械刺激而逐渐钙化,严重者可以妨碍关节活动。

人工关节置换术的展望

尽管人工关节置换之后,有发生一些严重并发症的可能,但在前述手术适应症的情况下,人工关节置换确有许多优点,非其他手术所能比拟。人工关节的发展方向是向人体关节接近,甚至可以完全代替人体关节。目前需不断研究解决的问题是:①改进人工关节的材料:使之耐磨性强,即机械性能强,生物相容性好,无毒性,碳质材料、注氮钛材料、超高分子聚己烯等都是人工关节的好材料。②改进人工关节的设计,使其更合乎人体关节的形状与生物力学要求。③加强随诊,总结经验,改进手术方法和手术器械。

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