人工关节置换术prosthetic replacement of joint

系用假体置换病残关节的一种关节成形术，以达到去除病灶、消除疼痛、恢复活动与功能的目的。假体是用具生物相容性、机械性能良好、化学性能稳定、无致癌性的金属或非金属材料制成。本手术并发症较多，治疗也较困难。术后大多只能满足生活上的功能要求，因此，应严格掌握手术适应症。

人工关节置换术

人工关节置换术是用生物相容性与机械性能良好的金属或非金属材料制成的假体置换被疾病或损伤所破坏的关节面的一种关节成形术，从而达到切除病灶、消除疼痛、恢复活动与功能的目的。
近半世纪来，由于冶金、化工和陶瓷工业的发展，医务人员与工程技术人员的紧密配合，才使人工关节置换术能被广泛地采用。最初成功的是髋关节的钴铬合金塑形杯成形术，至五十年代，迅速发展为全髋置换术，在六十年代内广泛应用于临床。近十年来，几乎四肢各关节包括髋、膝、肘、肩、踝、腕、掌指、指间、髌股等关节均可用人工关节置换。长期使用的不良结果和并发症等也在陆续报道，说明人工关节尚待深入研究，需予不断改进。
人工关节置换术仅用假体置换关节骨端和关节软骨，不包括韧带、肌肉、肌腱、血管、神经等控制关节活动的组织的置换。手术后的活动和功能，部分赖于人工关节的设计，主要赖于周围软组织的健康等状况。因此，全关节置换术可因不同关节、不同假体、不同疾病，以及周围软组织的不同状况，而有不同疗效。
使用人工关节的目的和要求：
❶切除患病组织。
❷利用假体和周围软组织，能恢复一定程度的活动和功能。
❸置换人工关节后要求关节能有一定稳定性，不易脱位或半脱位。
❹不论活动或静止，均无疼痛。
❺能长期使用，对全身和局部不发生不良反应，假体不松动、不磨损、不断裂。
❻如手术失败，须有挽救方法。
材料选择的要求：
❶生物相容性好，不为人体组织所排斥。
❷物理性能好，有足够的机械强度，不易折断，耐磨，无磁性。
❸化学性能稳定，抗酸抗碱，不易老化。
❹不发生过敏性疾患，也无致癌性。
人工关节设计原则：
❶关节面的磨损率。关节面的磨损率与表面粗糙程度、表面应力、摩擦速度和温度成正比。如这些因素相同，又需考虑摩擦矩和摩擦面积。以髋为例，头的半径越小，摩擦矩越小。
❷人工关节的活动与功能性质。人工关节只能置换关节面，不能置换软组织。一般只能满足日常生活活动，而非体力劳动或体育活动，但对不同关节，用不同类型的人工关节置换后，其恢复的活动与功能的程度也各不同。在设计上要从活动和功能全面考虑，但越简单越好。
❸人工关节的稳固性。关节有伸屈、收展、旋转三个轴向的活动，以及转变方向中的另三个轴向活动。关节的活动轴越多，人工关节越易设计，例如人工髋，只要设计成杵臼形即可。反之，膝关节虽以单轴为主，但仍有其他轴向的轻微活动，设计较为困难，绞链式容易发生假体松动或折断；轮槽(rollerand trough)式尚需依赖韧带维持稳固，并有胫骨假体松动或韧带断裂之弊。
❹对非关节面部件的设计原则是假体要圆钝，不使软组织被锐角所伤。假体与骨之间要牢固固定。方法很多。可用金属长柄插入长骨髓腔内，或用螺丝钉固定于松质骨上，但不牢固。也可用“骨水泥”将假体粘结于骨上，但有很多并发症。目前正在研究不用骨粘固剂固定的人工关节，例如双杯髋成形术或制成多孔多泡金属或陶瓷假体，使骨组织长入，借以固定。
使用人工关节的适应证和禁忌证：
❶以骨关节炎和类风湿性关节炎病例为主。对关节结核和化脓性关节炎，因有感染复发可能，须慎重考虑或列为禁忌手术置换。
❷手术目的主要解决疼痛，其次考虑活动与功能。
❸主要对象为适宜的老年病人，对青壮年非不得已不采用本术。
❹关节周围有健康的软组织和良好的神经和血液供应者才适于作本术。神经源性关节病、关节周围有窦道与瘢痕、骨质缺失太多者，都不可采用本术。
在考虑本手术时，又须考虑下列诸问题：
❶本手术早期和晚期并发症很多，并且相当严重，治疗也较困难。
❷本手术大多只能满足生活上的功能要求，必须结合职业、工作、年龄、性别和生活习惯一起考虑。
❸理论上要求假体能使用50年，但尚无一个假体曾经此实际考验。至于某一具体假体能使用多少年，则更须采取保守态度。假的总是假的，只能置换一个时期。
❹如有其它手术方法可切除病灶、解除疼痛，并能恢复某些活动与功能者，尤其后者，应予慎重考虑。这些手术包括滑膜切除术、截骨术、关节切除术或融合术等。同时要研究“活”的假体。
人工关节临床应用的种类： 目前临床应用较多的是人工髋关节，其次为膝关节和其他关节。
(1)人工髋关节置换术。人工髋关节已有多种，都为杵臼形，最初与人体髋关节大小相等，以后改为全髋置换缩小至22.2mm，现又扩大至32mm。在材料上，目前使用最广的是金属股骨头对超高分子聚乙烯(HDP)髋臼、陶瓷对HDP和陶瓷对陶瓷。在固定假体方面，先用金属髓内长柄和螺丝钉固定，以后用粘固剂，最近又有不用粘固剂的趋势。严重并发症有深部感染，股骨距囊性变化，股骨头假体下沉，股骨长柄与髋臼假体松动，股骨长柄断裂，人工髋关节脱位，大转子不连接，手术中股骨干与骨盆骨折，深部血肿，关节周围异位骨化等。全身并发症有肺栓塞、脂肪栓塞、心脏意外、栓塞性静脉炎、败血症等。为此，必须引起重视。
(2)人工膝关节置换术。人工膝关节也有多种，可分四类：
❶铰链型人工膝关节。其缺点为体积大，重量重；金属长柄和铰链上的扭力和应力很大，容易折断或松动。
❷髁型人工膝关节。单髁、双髁型人工膝关节，仅置换一个或两个股骨和胫骨髁的关节面，使之成为轮与槽的形式，而保留交叉韧带和侧副韧带，以维持关节的稳固，但显露不广，不易正确置换，并且难于完全切除粘连和骨阻滞，故疗效不佳。关节面有严重骨质破坏者更不能用此类型置换。
❸半限制性髁型人工膝关节。如ICLH型（伦敦医院型）人工膝关节等。关节的稳定性赖于轮、槽形式，胫骨棘部的凸形设计以及完整的侧副韧带。由于胫骨假体用骨粘固剂粘结，难于抵御在伸屈活动中的滑动剪力，容易松动。
❹有连接但无定向活动的人工膝关节。如球心型人工膝关节。此型人工膝的体积很大，需要切除很多骨质，失败后除截肢外，别无其它补救办法。
目前，人工膝关节置换术的疗效很不满意。虽然部分病人的疼痛可明显减轻，但功能和活动并不理想，约一半病人仍需手杖或拐杖辅助行步，上下楼梯更为困难。并发症的发病率也高，如深部感染，手术常失败，需要再次手术等。
(3)其它关节的人工关节置换术。如肘、踝、肩、腕、髌、股、掌指、指间等关节，大多在近10年来才开始应用于临床，尚难言其优缺点。踝和肩的人工关节置换术不如融合术。