人工膝关节聚乙烯衬垫的研究进展

论文摘要

骨关节炎（osteoarthritis,OA）是一种以关节软骨退行性改变为核心,累及骨质并包括滑膜、关节囊及关节其它结构的慢性炎症;是一种无菌性、慢性、进行性侵犯关节,特别是负重关节的疾病。表现为关节软骨破坏,关节表面形成骨赘,滑膜细胞增生,滑膜炎和关节间隙变窄。随着人口平均寿命的增加和老龄化的加剧,各种骨与关节疾病,特别是退行性疾病的发病率不断升高,而目前治疗终末期或严重的膝关节病变最有效、最成功的方法是人工膝关节置换术,目前TKA假体的10-15年存活率（survival rate）85%-90%,它将明显改善患者的运动功能和生存质量。超高分子聚乙烯（UHMWPE）因其低的摩擦因数和磨损率、良好的机械性能及生物相容性而被选择作为人工膝、髋等关节置换材料已有40多年的历史。但聚乙烯内衬磨损颗粒与巨噬细胞相互作用引起的人工假体界面周围骨溶解,是导致人工膝关节置换远期假体松动的主要原因。目前全球每年约有100万关节假体植入,而人工关节假体的10年失效率却将近10%。由于射线照射灭菌导致人工假体机械性能和磨损阻力的改变是人工假体氧化降解面临的主要问题,因而许多应对措施和新型聚乙烯材料应运而生。本文综合阐述了超高分子聚乙烯材料磨损方面的一些问题及相应的延长人工关节假体使用寿命的措施,一方面对聚乙烯进行表面改性,主要利用辐射交联和离子注入等表面处理技术,改变聚乙烯的表面分子结构、物理和化学特性,达到提高抗磨损性能和生物力学相容性的目的；其次增加聚乙烯衬垫的厚度（10mm左右）,延缓聚乙烯的磨损；再次,为了更好的模拟人体膝关节的运动特点,自20世纪80年代旋转平台假体设计理念被研发者所提出,它的聚乙烯衬垫和胫骨假体间是可旋转的,随着膝关节的屈伸,聚乙烯衬垫在胫骨金属假体的轨道内自由旋转,分解了股骨和胫骨之间的剪切力,理论上解决膝关节假体设计上低应力和自由旋转之间的矛盾,减少了胫骨假体的松动,并且聚乙烯衬垫和股骨假体高度匹配,在运动中始终保持着最大接触面,减少了聚乙烯垫的磨损。探索新的膝关节假体材料表面改进的方法及人工假体的设计有效防止聚乙烯磨损是目前研究的主要问题。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 缩略词表
• 前言
• 人工关节生物材料
• 活动衬垫型膝关节假体
• 讨论
• 附图
• 附表
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表