膝關(guān)節(jié)假體的基本設(shè)計(jì)理念及設(shè)計(jì)特點(diǎn)
1.膝關(guān)節(jié)假體的基本設(shè)計(jì)理念
1973年 ，Insall等設(shè)計(jì)的全髁假體標(biāo)志著全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)進(jìn)入了一個(gè)新紀(jì)元,。Insall等提出了機(jī)械力學(xué)原理優(yōu)先于解剖學(xué)角度復(fù)制的理念,。其主要的設(shè)計(jì)理念包括：
1,、重建下肢機(jī)械軸并垂直于關(guān)節(jié)現(xiàn)而不是3°內(nèi)翻；
2,、將膝關(guān)節(jié)的負(fù)重中心置于關(guān)節(jié)中央而不是內(nèi)翻,；
3、股骨-脛骨較高的曲率匹配減少接觸壓,；
4,、后穩(wěn)定設(shè)計(jì)；
5,、柱-輪結(jié)構(gòu)提供股骨后滾,；
通過(guò)中央柱和股骨槽的不同匹配度獲得不同的限制級(jí)別。
其20年的優(yōu)良隨訪結(jié)果是對(duì)其設(shè)計(jì)理念的最好佐證,。（圖1）隨著生物力學(xué),、膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)以及假體工程學(xué)研究方法的進(jìn)步，現(xiàn)代的假體設(shè)計(jì)已經(jīng)不再僅僅基于傳統(tǒng)力學(xué)和解剖學(xué)研究 的基礎(chǔ),，計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展使我們可以更深入地模擬各種不同設(shè)計(jì)的假體置換后的運(yùn)動(dòng)學(xué)狀態(tài),，使設(shè)計(jì)效率大大提高。因而,，許多人工關(guān)節(jié)的專業(yè)公司紛紛推出更合理設(shè)計(jì)的假體,。一方面，臨床醫(yī)生有了更多的選擇,，但另一方面,，面對(duì)品種繁雜的膝關(guān)節(jié)系統(tǒng)，如何選擇也成為困擾臨床醫(yī)生的難題,。因此,，深刻地理解人工膝關(guān)節(jié)假體的設(shè)計(jì)理念和了解你所選擇的假體系統(tǒng)的原理，特點(diǎn)和使用中的注意事項(xiàng)是獲得臨床成功的基礎(chǔ),。
圖1：全髁假體及術(shù)后18年X線片
2.膝關(guān)節(jié)假體的設(shè)計(jì)特點(diǎn)
2.1 股骨髁部件與脛骨聚乙烯部件的對(duì)應(yīng)關(guān)系
2.1.1 曲率匹配度
匹配度是衡量關(guān)節(jié)面對(duì)應(yīng)關(guān)系的重要參數(shù),，匹配度越高，關(guān)節(jié)接觸面越大,，關(guān)節(jié)接觸壓越小,，理論上摩擦也越小。單高匹配度將帶來(lái)高限制性,，在膝關(guān)節(jié)的多維運(yùn)動(dòng)中應(yīng)力將向假體與骨的界面轉(zhuǎn)移,，造成松動(dòng)機(jī)會(huì)加大。因此,，需要在匹配度和限制性這一對(duì)矛盾中尋求一個(gè)平衡點(diǎn),，以適當(dāng)?shù)妮^高的匹配度來(lái)減少摩擦，同時(shí)又能給股骨部件在脛骨關(guān)節(jié)面上一定的自由度包括后滾。匹配度的變化是通過(guò)脛骨平臺(tái)墊片的曲率變化來(lái)調(diào)節(jié)的,。（圖2）
圖2：脛骨平臺(tái)墊片的曲率變化
2.1.2 冠狀面的幾何形狀
以往的輪-平面設(shè)計(jì)會(huì)造成點(diǎn)接觸而增大局部磨損,，而平面-平面設(shè)計(jì)在側(cè)翻時(shí)會(huì)造成邊緣撞擊而摒棄。目前絕大多數(shù)膝關(guān)節(jié)系統(tǒng)采用內(nèi)外側(cè)髁兩個(gè)獨(dú)立的輪-碟形狀,，個(gè)別的假體在冠狀面上以單一半徑設(shè)計(jì)以期獲得更高的匹配度和自由度,。（圖3）
圖3：冠狀面獨(dú)立半徑與單一半徑設(shè)計(jì)
2.1.3矢狀面的幾何形狀
矢狀面的幾何形狀是假體設(shè)計(jì)的核心之一。目前股骨部件的假體設(shè)計(jì)中主流的觀點(diǎn)仍然是基于瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)軸心理論的多半徑設(shè)計(jì),，即在股骨后髁部分半徑變小,，但另一觀點(diǎn)在經(jīng)雙上髁軸為假想固定旋轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì)思想指導(dǎo)下將股骨髁部件設(shè)計(jì)成單一半徑，這一設(shè)計(jì)思想仍有待于臨床結(jié)果的驗(yàn)證,。（圖4）
圖4：矢狀面單一半徑與多半徑設(shè)計(jì)
同時(shí),，某些假體設(shè)計(jì)中通過(guò)將股骨后髁加厚并延長(zhǎng)以期使假體在高屈曲時(shí)避免產(chǎn)生對(duì)脛骨關(guān)節(jié)面的“挖掘”（digging）作用。但應(yīng)該指出的是,，使用高屈曲型假體并不意味著一定可以獲得高屈曲度,，只是在通過(guò)手術(shù)技術(shù)和良好的康復(fù)前提下，患膝高屈曲至150°時(shí)假體系統(tǒng)仍能獲得良好的機(jī)械支持,。（圖5）
圖5：假體側(cè)方后滾使得脛股關(guān)節(jié)在高屈曲時(shí)仍維持高形合度
脛骨聚乙烯關(guān)節(jié)面的矢狀面上,，多為碟形與股骨髁部件匹配。但不同的假體設(shè)計(jì)的前后唇的高度也決定了假體在前后方向的限制程度,，某些假體系統(tǒng)通過(guò)增高前后唇獲得前后方向的穩(wěn)定,。（圖6、圖7）
圖6：脛骨平臺(tái)墊片前唇加高設(shè)計(jì)
圖7：矢狀面剖面圖
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