水泥型人工髋关节置换治疗老年EvansⅠ-Ⅲ型粗隆间骨折股骨假体的生物力学特性

目的探讨人工髋关节置换治疗老年EvansⅠ-Ⅲ型粗隆间骨折股骨假体的生物力学特性。方法根据DI-COM 3.0标准,采用Mimics软件及CAD建模软件Unigraphics完成股骨三维实体重建,以大粗隆尖到小粗隆下缘作为骨折线并将骨折线以上部分移除,建立粗隆间骨折模型。将两种不同柄长(120、170 mm)股骨假体模型置入骨折模型,采用3 mm厚的骨水泥套层重建假体与股骨间的缺损,5 mm厚的骨水泥套层代替重建小粗隆上1 cm股骨颈截骨线与粗隆间骨折线间的骨缺损。最后应用有限元分析软件ABAQUS 6.5建立三维有限元模型,模拟单腿站立姿势进行力学加载,得到股骨假体的应力分布云图,在应力集中区域取5个位点取其平均值得到应力值。结果短柄、长柄股骨假体应力分布基本相同。假体颈部有两个应力集中区,分别位于假体颈的上部和中下部,接近与假体柄连接处,其中中下部与小转子上方的交界处集中明显。假体柄部内侧的颈干交界处相当于股骨矩区域有一较小的应力集中区域,由此向下应力略降低,随之逐渐增大,在接近假体柄内侧末端时形成第二个应力集中区域;假体柄外侧由近端向远端应力逐渐增大,到接近假体末端时形成假体柄外侧应力集中区。结论水泥型人工髋关节置换治疗老年EvansⅠ-Ⅲ型粗隆间骨折,股骨假体的应力分布与常规人工全髋关节置换后股骨假体的应力分布相似;长柄股骨假体的各应力集中峰值较短柄股骨假体高,但均没有超过金属断裂的应力极值。     

定制型股骨近段假体的骨水泥三维有限元模型研究

目的 建立股骨近段大段骨缺损及定制型股骨近段假体的三维有限元模型,分析不同柄长的股骨近段假体柄植入髓内后对股骨-骨水泥的应力分布的影响.方法 通过CT扫描数据建立股骨近段130 mm骨缺损不同髓内柄长度(140 mm、120 mm、100 mm、80 mm、60 mm)的定制型假体的三维有限元模型.模拟下肢单足行走进行负荷加载,分析股骨-骨水泥的应力分布.结果 骨水泥应力由近端向远端逐渐增加,在假体柄末端附近达到最大值.当髓内柄长度为140 mm时,骨水泥层内、外侧最大应力值分别为2.5 MPa和5.5 MPa,均小于骨水泥自身强度,可以有效避免因高应力而导致骨水泥的碎裂.结论 股骨近段假体髓内柄要有足够长度,以减少骨水泥所受应力,防止因骨水泥碎裂而出现假体松动.对于股骨近段130 mm的骨质缺损,采用髓内柄长为140 mm骨水泥型股骨近段人工假体重建能够有效减少骨水泥层压力,从而避免因骨水泥发生疲劳碎裂而导致假体松动的危险.     

骨水泥假体柄-股骨界面应力传递模型

目的研究骨水泥假体柄与股骨界面应力传递的力学模型。方法将股骨、骨水泥,假体柄视为线弹性和各项同性材料结合的同心圆柱体。建立包含热效应时的轴对称界面应力传递模型,获得了股骨、骨水泥和假体柄轴向应力以及假体柄／骨水泥、骨水泥／股骨界面剪切应力随轴向位置的分布。结果界面失效是假体柄／骨水泥／股骨结构的主要失效形式,且存在热效应时,界面更可能产生混合的而不是存剪切的失效形式;由于骨水泥具有较高的热膨胀系数,热效应的存在具有加速界面失效从而加剧应力遮盖效应的趋势;在较高热残余温差下,运用钴铬合金比Ti-6Al—4V合金假体柄材料更容易导致界面和股骨的失效。结论在骨水泥,假体柄承受压缩应力的状态下,应用弹性力学的基本方程,获得了假体柄,骨水泥,股骨轴向应力以及界面剪切应力随轴向位置的分布。界面失效是假体柄,骨水泥,骨结构承载的主要失效形式。热残余温差的存在,加速了假体柄、骨水泥和股骨界面的失效,加速了假体柄的松动,加剧了股骨应力遮盖效应。这主要是骨水泥具有较高的热膨胀系数所致。由于Ti-6Al-4V（钛合金）材料的弹性模量和热膨胀系数比钴铬合金小,在一定程度上缓和了界面和股骨的失效。这与临床所见一致。     

股骨柄假体与骨固定界面三维有限元模型的构建及其生物力学意义

目的 探讨非骨水泥型人工髋关节假体柄-骨固定界面三维有限元模型的构建方法及其生物力学意义.方法 选用股骨标本和股骨柄假体,分别行薄层CT扫描,保存断层扫描图像.将CT扫描数据以Dicom格式导人Mimics软件,进行灰度阈值调整、区域分割后,重建两者的三维模型,并模拟髋关节置换术进行装配.股骨体内腔与股骨柄之间定义为面-面接触关系,在Free form软件中对各模型铺面处理后以IGES格式导入有限元分析软件Ansys中,采用十结点solid 185单元进行网格划分,选择人体45％步态相模拟人体攀爬楼梯工况,分析相应的yon Mises应力分布情况以及界面接触压力、磨擦应力和相对滑动位移.结果 所构建的面-面接触连接、界面划移的非骨水泥型髋假体-骨界面三维有限元模型,客观反映假体-骨界面的真实解剖形态及生物力学行为,还原性良好,可以满足有限元分析的需要.结论 构建的非骨水泥型人工髋关节假体-骨固定界面三维有限元模型,为非骨水泥型髋关节置换术后假体-骨固定界面骨改建、骨整合的力学基础研究提供精确模型.     

原位微波消融与人工假体置换治疗股骨远端恶性肿瘤的三维有限元分析

目的：探讨股骨远端肿瘤型骨缺损,假体与残骨不同比例的生物力学研究。方法：1例股骨远端患者,术前行64排双源螺旋CT扫描,进行三维重建,建立股骨远端40％、50％、60％骨缺损的复合假体三维有限元模型,分析股骨及假体模型应力分布。结果：肿瘤假体置换40％骨缺损应力分布比较均匀,应力主要集中在假体柄中下段,40％、50％截骨与60％截骨有统计学差异（P〈0．05）。40％骨缺损与50％骨缺损没有统计学差异（P〉0．05）。结论：股骨截骨长度与假体柄长度之比接近1时较为适宜,出现假体松动、断裂的可能性较小。     

人工全髋关节置换翻修术术前假体松动的回顾性研究

目的:通过对42例人工全髂关节置换翻修术前资料的系统回顾性研究。评价采取不同固定方法的假体的临床疗效。方法:笔者对行髋关节置换的42例实行了全髋翻修术,并对全部病例进行了术前X线评价及术中假体松动情况调查,并做X检验,判断不同假体固定方式对假体寿命的影响。结果:早、中期假体松动主要为非骨水泥型假体。骨水泥固定的假体与非骨水泥固定的假体远期均存在很高的松动下沉率,以骨水泥臼的松动为多数。髋臼侧骨溶解发生率以I区为高,股骨柄侧骨溶解发生率以股骨近端为最高。结论:人工全髋关节置换术中生物性固定初期并不十分牢固。人工全髋关节置换术中骨水泥固定假体松动主要发生的远期,并且以髋侧骨水泥松动为主。     

股骨假体远端微动的原因分析

目的:分析假体植入带来的力学变化导致远端微动的原因,以利于进一步对假体设计和选材及假体临床效果等多因素进行理论分析.方法:通过数学力学推导,假设股骨和假体柄为完全结合的同心圆柱体,建立了一个相对完善的界面应力传递理论模型,获得了界面剪切应力和径向应力随Z位置变化的分布.结果:界面最大的剪应力发生在z＝0处,即股骨颈的截面上,当z＞0.1 m时剪应力非常小,即股骨柄远端剪应力非常小;界面的径向应力随股骨柄长度Z的增加而加大,当z＞0.05 m时,径向应力几乎不变,即股骨柄远端的径向应力大.结论:股骨假体远端微动由径向应力引起.     

定制肿瘤人工髋关节假体断裂三维有限元分析及套接式翻修假体的初步应用

目的分析断裂的定制肿瘤人工髋关节股骨假体生物力学特性，对其设计进行优化。同时探讨自行设计的套接式翻修假体的应用价值。方法将患者股骨的CT扫描图像用Mimics软件进行处理后连同假体的尺寸导入UG2.0软件造模。后模拟手术将假体、股骨装配，导入到三维有限元软件ABAQUS6.5中进行力学加载分析。针对无松动定制肿瘤人工髋关节的髓外部分发生意外断裂进行翻修而设计了一种套接式翻修假体，并初步应用。结果定制肿瘤人工髋关节假体的股骨颈与髓外柄连接部、髓内柄与髓外柄连接部、髓内柄的内外侧1/3部出现了应力集中，而髓外柄应力均较低。对本例患者进行了19个月的随访，Enneking评分翻修术前为1分，术后为26分。最近一次随访为25分。结论定制肿瘤人工髋关节假体需要在应力集中部位，如假体的尺寸、外形、材料等方面得到加强。套接式翻修假体在其适用范围内有较高的应用价值，近期效果良好，但需进一步随访。     

人工髋关节置换术后假体周围骨丢失分析

目的 观察人工全髋关节置换术（THA）术后假体周围骨量丢失的原因及相关影响因素，提高THA手术疗效，有效指导临床。方法 83例THA及股骨头置换患者，年龄16～83岁，平均61．16岁。按性别、术时年龄、股骨柄假体形状、股骨柄的长度、手术入路、THA病因诊断、骨水泥固定方式、术后开始负重时间不同分组，双能X线骨密度仪（DEXA）测量THA术后股骨柄假体及髋臼假体周围的骨密度，以对侧作为对照，得出骨丢失量，并分析其影响因素。结果 性别、术时年龄、股骨柄假体形状、股骨柄的长度、手术入路、THA病因诊断、骨水泥固定方式、术后开始负重时间对术后BMD变化没有影响。结论 ①DEXA可以定量性的判定THA术后假体周围的骨量丢失，用以预测假体松动或关节不稳。②尽管THA术后假体周围BMD的改变与性别、术时年龄、股骨柄假体形状、股骨柄的长度、手术入路、THA病因诊断、是否用骨水泥固定、术后开始负重时间等无明显的相关性，但与假体手术操作技术密切相关。     

髋关节股骨假体中心化25例分析

目的通过对髋关节置换术后股骨假体中心化分析,寻找股骨假体偏移中心位置的原因,探讨临床避免假体柄偏移中心的方法。方法对随机抽取的25例髋关节置换术后X片的股骨假体位置进行测量,对术中股骨假体柄植入遇到的问题进行回顾、分析。结果25例人工髋关节置换的股骨假体柄术后X片观测,假体柄末端发生移位10例,发生率40%,术中假体柄近端发生移位7例。结论股骨假体柄的中心位置关系到术后假体松动、髋关节生物力学改变。选择大小合适的柄,以及术中对柄近端的中心位置把握所采取的措施有助于股骨假体中心化。     

生物型长柄人工股骨头治疗老年股骨转子间不稳定型骨折27例临床分析

目的 评价应用非骨水泥型长柄双极股骨头置换治疗高龄患者不稳定粗隆间骨折的方法及疗效.方法 2004年7月至2007年9月我院收治27例老年不稳定粗隆间骨折患者,男性12例,女性15例,年龄71～91岁,均为股骨转子间粉碎性骨折,骨折类型按Evans-Jenson分类,Ⅱ A:9例.ⅡB:11例,Ⅲ:7例.均行加长柄双极股骨头置换.结果 本组手术过程顺利,住院期间无人工关节脱位、感染及下肢深静脉血栓形成等并发症.门诊复杏随访期间1例死于慢性支气管炎呼吸衰竭.3例出院后未获随访,23例随访时间6～37个月,平均19个月,获得随访的患者中无1例关节脱位,人工假体均无松动、下沉及断裂.最后1次随访时Harris评分平均为84.6分.结论 加长柄双极股骨头置换治疗高龄患者股骨粗隆间不稳定骨折创伤小,并发症少,是一种安全、有效的治疗方法.     

骨水泥假体与生物型假体在髋关节初次置换中的临床应用研究

目的比较骨水泥假体与生物型假体不同固定方式在髋关节初次置换术中的临床疗效,探讨假体选择适应证。方法采用骨水泥型人工全髋关节置换术治疗髋关节疾病患者89例89髋,同期采用生物型人工全髋关节置换术92例92髋。对比两组病例的手术时间、术中出血量、术后引流量、输血率、患者卧床时间、使用助步器的时间、并发症、假体位置、术后Harris髋评分结果进行分析。结果生物型假体平均手术时间方面有优势且差异显著（P〈0.05）;骨水泥型假体组较生物型假体组在患者术中出血量、术后引流量、卧床时间、使用助步器的时间等方面有优势且差异显著（P〈0.05）。骨水泥型假体组术后早期Harris髋评分较生物型假体组高,功能恢复较生物型假体组快。结论正确识别发生并发症的高危因素,严格掌握适应证,选择骨水泥假体与生物型假体,在髋关节初次置换中均可获得良好的治疗效果。     

万古霉素骨水泥假体在羊人工髋关节翻修术中的抗感染作用

目的：建立羊股骨假体置换术后感染模型,探讨万古霉素骨水泥假体在髋关节翻修术中抗感染作用。方法：内蒙古绵羊30只, 行右侧股骨假体置换术。术毕将含有1×10⁶CFU耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的明胶海绵置入至右侧髋关节内, 术后3周时,羊髋关节置换后感染模型建立。模型建立后清创, 实验组15只羊植入万古霉素骨水泥假体,对照组15只羊植入单纯骨水泥假体。间隔5周后,观察两组感染控制率、关节周围软组织病理变化及假体位置。结果：耐甲氧西林金黄色葡萄球菌接种3周后感染率为100%。间隔5周后,实验组感染控制率为93.33%,对照组感染控制率为33.33%,两组间比较差异有显著性(χ² =12.36, P<0.05)。X线片证实两组假体位置良好。病理切片镜下实验组中性粒细胞<5个（除外被证实感染的1只）,对照组可见满视野的中性粒细胞。结论：万古霉素骨水泥假体在羊人工髋关节翻修术中能有效地控制感染。     

Position of the prosthesis and the incidence of dislocation following total hip replacement

Background Dislocation is the second most common complication of hip replacement surgery, and impact of the prosthesis is believed to be the fundamental reason. The present study employed Solidworks 2003 and MSC-Nastran software to analyze the three dimensional variables in order to investigate how to prevent dislocation following hip replacement surgery. Methods Computed tomography (CT) imaging was used to collect femoral outline data and Solidworks 2003 software was used to construct the cup model with variabilities. Nastran software was used to evaluate dislocation at different prosthesis positions and different geometrical shapes. Three dimensional movement and results from finite element method were analyzed and the values of dislocation resistance index (DRI), range of motion to impingement (ROM-I), range of motion to dislocation (ROM-D) and peak resisting moment (PRM) were determined. Computer simulation was used to evaluate the range of motion of the hip joint at different prosthesis positions. Results Finite element analysis showed: (1) Increasing the ratio of head/neck increased the ROM-I values and moderately increased ROM-D and PRM values. Increasing the head size significantly increased PRM and to some extent ROM-I and ROM-D values, which suggested that there would be a greater likelihood of dislocation. (2) Increasing the anteversion angle increased the ROM-I, ROM-D, PRM, energy required for dislocation (ENERGY-D) and DRI values, which would increase the stability of the joint. (3) As the chamber angle was increased, ROM-I, ROM-D, PRM, Energy-D and DRI values were increased, resulting in improved joint stability. Chamber angles exceeding 55&ordm; resulted in increases in ROM-I and ROM-D values, but decreases in PRM, Energy-D, and DRI values, which, in turn, increased the likelihood of dislocation. (4) The cup, which was reduced posteriorly, reduced ROM-I values (2.1—5.3&ordm;) and increased the DRI value (0.073). This suggested that the posterior high side had the effect of 10&ordm; anteversion angle. Conclusions Increasing the head/neck ratio increases joint stability. Posterior high side reduced the range of motion of the joint but increased joint stability; Increasing the anteversion angle increases DRI values and thus improve joint stability; Increasing the chamber angle increases DRI values and improves joint stability. However, at angles exceeding 55&ordm;, further increases in the chamber angle result in decreased DRI values and reduce the stability of the joint.     

小切口全髋关节置换术治疗8例髋臼发育不良

目的：探讨采用前外侧小切口人工全髋关节置换术治疗髋臼发育不良的可行性。方法：采用前外侧小切口全髋关节置换术对8例（10髋）髋臼发育不良患者进行了治疗．5例（6髋）髋臼进行了植骨。结果：手术切口长9～11cm，手术时间90～120min。术中出血200～400ml，平均312ml，Harris评分由术前38．40分恢复到术后92．80分。随访6个月～2年，平均1年2个月，无一例神经损伤，人工关节无松动．髋关节功能良好。结论：采用小切口全髋关节置换术可以选择性地治疗部分髋臼发育不良患者，出血少，创伤小．术后功能恢复快。     

生物型假体在老年全髋关节翻修术中的应用

目的 探讨生物型假体应用于老年髋关节翻修手术的疗效.方法 采用生物型及骨水泥型两种假体进行老年髋关节单侧翻修术78例.随机将78例患者分为生物型假体翻修组40例（A组）和骨水泥假体翻修组38例（B组）.从手术时间、出血量等一般情况及术后感染、脱位、骨溶解及Harris评分等评价两组手术的安全性及疗效.结果 两组患者均获得2～11（5.8±2.3）年随访.A组患者手术时间为80～200（138.7±48.9）min,手术出血量为400～2000（980.0±560）ml,术中采取截骨处理15例,20例患者进行植骨,术后未见感染病例、骨溶解及假体松动病例,1例患者在术后发生假体脱位,1例出现假体松动进行再次翻修,假体存活率95％,末次随访时Harris评分平均为（88.7±9.8）分;B组患者手术时间为78～220（140.7±51.9）min,手术出血量为300～2000（960.0±600）ml,术中采取截骨处理13例,21例患者进行植骨,术后骨水泥反应1例,术后假体脱位2例,假体松动病例4例,所有患者均进行再次翻修处理,假体存活率为81.6％,末次随访时Harris评分平均为（81.9±10.7）分.结论 对于老年患者行髋关节翻修术生物型假体具有早期稳定性高,中远期疗效满意的优点,值得在临床上推广.     

Zweymüller非骨水泥型髋关节假体治疗髋关节疾病疗效分析

目的:探讨Zweymüller非骨水泥型髋关节假体治疗髋关节疾病的临床疗效。方法:38例(44髋)各类髋关节疾病患者均采用Zweymüller非骨水泥型全髋关节假体进行全髋关节置换治疗。结果:随访1.6~5.2年,平均3.2年。Harris评分由术前的平均43分提高到术后的平均87分,初期优良率达到90%以上。2例出现早期并发症,1例术后3周脱位,经闭合复位成功,1例术后1周脱位再次手术复位成功。X线片显示髋臼和股骨柄假体位置满意,无松动和感染征象,周围骨质向内长入。结论:Zweymüller非骨水泥全髋人工关节假体稳定性好,适用于多种髋关节疾患。     

人工全髋关节置换术后假体松动的诊治及预防

目的:探讨人工全髋关节置换术(total hip arthroplasty,THA)后假体松动的原因、诊治及预防。方法:收集分析35例全髋关节置换术后的假体松动患者的临床资料,35例患者均有患侧髋部及腹股沟区疼痛,部分病例出现大腿前方及膝部疼痛;X线表现为假体周围>3 cm的连续透光影,或假体发生移位,手术中发现假臼、假体柄移位。4例患者的假臼用手指轻轻取出,假体周围软组织呈现浅黑色。清除浅黑色组织,取出假体,清除骨水泥,重新安装新的人工全髋。结果:35例假体松动患者,经全髋翻修术后,疼痛消失,恢复功能,效果良好。结论:THA术后假体松动与患者自身原因、假体的选择和手术技术操作有密切关系,早期翻修手术要有针对性。     

保留股骨颈短柄假体在治疗晚期股骨头坏死中的应用

目的 观察保留股骨颈短柄股骨假体全髋关节置换术(THA)治疗晚期股骨头坏死的短期疗效.方法 2008年6月至2009年12月,采用保留股骨颈短柄股骨假体全髋关节置换术治疗晚期股骨头坏死8例(9髋),平均年龄24.1 (20～36)岁.酒精性者3例(3髋),激素性者5例(6髋).按照世界骨循环研究学会(ARCO)分期,Ⅲ-C期7髋,Ⅳ期2髋.通过Harris评分及X线片评价临床效果.结果 平均随访18.1(12 ～30)个月,术前Harris评分平均为(42.8±8.6)(21～52)分,终末随访时平均(92.8±6.1)(80 ～ 100)分,优7髋,良2髋.X线片上髋臼和股骨无骨吸收或骨溶解,假体无松动征象.疼痛解除,无并发症发生.结论 使用保留股骨颈短柄股骨假体全髋关节置换术治疗年轻患者晚期股骨头坏死的短期效果满意.