人工全髖關節硬對硬界面的選擇

白正武，閆新峰

(山東省千佛山醫院，濟南 250014)

在導致人工關節中遠期失敗的原因中，磨損和松動是最重要的因素。磨損產生的顆粒及由此引起的組織反應是假體中晚期松動的原因，在減少止磨損顆粒的產生，降低磨損顆粒引起的組織反應，以防止假體松動發生的研究中，硬對硬界面因具有良好的滑動性和極低的摩擦系數，越來越受到關注。所謂硬對硬界面是相對于金屬或陶瓷股骨頭對聚乙烯內襯這種硬質材料對軟質材料的搭配而言的。目前的硬對硬界面有陶瓷對陶瓷(CoC，常被簡稱為全陶)、金屬對金屬(MoM)和陶瓷對金屬(CoM)三種。三種組合各有利弊。

1 陶瓷對陶瓷界面

目前陶瓷對陶瓷界面的人工髖關節已經發展到第四代(第三代還在應用)，使用的材料主要為氧化鋁和氧化鋯。氧化鋁陶瓷具有化學惰性及良好的抗腐蝕能力，但韌性較低，易碎裂。第三代陶瓷使用的是氧化鋯陶瓷，其密度、韌性和強度都高于氧化鋁陶瓷，但因有多種結晶狀態而不穩定，必須添加穩定劑使之保持在四角形結晶狀態才能使其穩定性得到維持，并獲得最佳的機械特性。近年研究出的新型氧化鋁基復合陶瓷為第四代，其材料密度、強度、韌性均較氧化鋁和氧化鋯更大，生物相容性及耐磨損性等性能也更優異。陶瓷具備出色的耐磨損性、良好的浸潤性、極高的硬度，可抵抗研磨性磨損和三體磨損，是目前髖關節置換中磨損率最小的配伍方式，其體外實驗的線性磨損率在 0.01 mm/a左右;同時由于陶瓷良好的生物相容性及磨損時產生的顆粒小，所以對組織的刺激也小，可有效地減輕骨溶解，延長假體的使用壽命。與金屬顆粒和聚乙烯顆粒相比，陶瓷顆粒引起的組織反應最小。由于陶瓷抗張強度和抗碎裂韌度明顯低于金屬材料，陶瓷對陶瓷界面的脫位率也相對較高，其原因可能是陶瓷假體沒有防脫位髖臼內襯或增加偏心距的內襯，另外由于材料的限制，陶瓷股骨頭假體最多有 5 mm的延長，因而調節肢體長度和股骨頭偏心距的能力也較低。盡管如此，陶瓷對陶瓷髖關節仍然是中青年患者的最佳選擇。

2 金屬對金屬界面

金屬的抗張強度和抗碎裂韌度顯著高于陶瓷，因此可以制成最薄的內襯甚至將髖臼杯的內面直接制成高拋光的內襯，從而能夠使用更大的股骨頭。隨著股骨頭的直徑增大，髖關節的撞擊隨之減少，股骨頭脫位的移行距離和高度都增加了，從而全髖關節置換的術后脫位率降低。同時，大直徑的股骨頭可以增加髖關節置換術后的活動度，大直徑股骨頭增加了頭頸比率，使得髖關節活動范圍為 144°～168°，極大地滿足了年輕人的需要。金屬對金屬人工髖關節的磨損率也很低，僅次于陶瓷對陶瓷配伍;磨損顆粒引起的組織反應也僅次于陶瓷顆粒。金屬假體還可用于股骨頭表面置換，最大限度地保留了骨量，有利于翻修手術。穩定性好、活動范圍大、不碎裂、磨損率低使其成為特別活躍的年輕人的首選。

金屬對金屬界面的最大爭議在于金屬過敏、金屬離子的影響和金屬磨損顆粒的反應。體內的金屬離子需要通過腎臟排泄，并有可能通過胎盤屏障，是否引起胎兒畸形尚不清楚，故此對于腎功能不全患者和有近期妊娠及有生育要求的的女性不宜使用。金屬磨損顆粒的局部影響主要表現為非化膿性淋巴細胞血管炎相關損傷(ALVAL)、假瘤形成、滑膜炎和組織壞死。雖然軟組織炎性假瘤發生的原因目前仍然并不十分清楚，但它在 MoM的患者中發生率增加，并成為金屬—金屬髖關節置換翻修原因的第一位。假性腫瘤切除時會發生軟組織缺失，往往伴有股骨近端骨壞死，會增加翻修難度，通常來說，病變的程度會比X線上表現的要嚴重。

3 陶瓷對金屬界面

多項研究表明以金屬股骨頭配伍陶瓷內襯的組合是失敗的，其磨損率甚至比金屬對金屬還高，所以陶瓷對金屬界面僅指陶瓷股骨頭對金屬內襯組合。這種組合的優點是利用陶瓷頭高度拋光的表面，減少配伍側金屬內襯的磨損;金屬內襯的使用避免了陶瓷內襯的碎裂，而且由于金屬內襯可以做的更薄，所以陶瓷股骨頭的直徑更大，提高了人工髖關節的穩定性，降低了術后脫位率，并使關節活動度和金屬對金屬的活動度相同。

陶瓷對金屬界面理論上具有陶瓷對陶瓷和金屬對金屬的優點，但是也可能兼顧二者的缺點，是否會明顯降低陶瓷的碎裂率，減少金屬離子的釋放，目前尚無臨床報道，針對這種假體界面的體內、體外研究仍在進行中。陶瓷對金屬假體的體外磨損研究顯示它優于金屬對金屬假體的耐磨損性能，離子釋放水平相對較低，與金屬離子相關的并發癥可能會隨之減少。由于增大了陶瓷股骨頭的直徑，陶瓷對金屬假體的組合為年輕的、日常活動量大的患者提供了另一種人工關節界面的選擇。