人工关节材料的研究进展.pdfVIP

中国现代医药杂志2009年10月第ll卷第10期MMJC，Oct2009，Vol1l。No．10 ·133· 人工关节材料的研究进展 陈铁柱李晓声 人口平均寿命的增加和老龄化的加剧．各种骨与关节疾 研究总院与天津市骨科医疗器械厂生产的钛人工股骨和髋 病，特别是退行性疾病的发病率不断升高以及患者对医疗服 务需求的增加极大地刺激了骨与关节外科的发展。近半个世 优于纯钛。因此，Ti一6Al-4V合金作为人体植入材料得到了广 纪以来。随着生物医学工程技术的进步，骨与关节外科的发展 更是日新月异。1998年4月，瑞典隆德大学骨科主任、欧洲骨合金都要强，耐蚀性好，其弹性模量与骨骼接近，且密度小 科研究会主席Lars (4．5ig／cm3)，可用于人工关节及骨科内固定器的制造[41。由于 Lidgren教授首先发起并倡议将2000年～ and 2010年确定为国际“骨与关节十年”(BoneJoint 钒能引起慢性炎症、铝离子与无机磷结合，使体内缺磷，将诱 发老年痴呆症等。且其弹性模量为骨弹性模量的4一lO倍，种 Decades)。我国政府对这一倡议也给予了高度重视，并由中华 植体与骨弹性模量之间的不匹配．使得载荷不能由种植体很 医学会骨科学分会代表中国于2002年lO月加入了“骨与关 节十年”这一国际性活动．同时正式签署了宣言。在此基础上 好地传递到相邻骨组织。出现“应力屏蔽”现象，从而导致种植 体周围出现骨吸收．最终引起种植体松动或断裂。因此，开发 还成立了中欧骨科学术交流学会(SEOAEC)，进一步加强了我 国骨与关节外科工作者与国际同行的学术交流。近几年来人 研究生物相容性更好、弹性模量更低的新型医用B钛合金， 工关节置换技术得到了长足的发展，包括材料学、生物力学、 成为生物医学金属材料研究的重点。 假体设计及手术技术等各个方面。本文主要介绍人工关节材 1．2有机高分子材料用于人工关节制备的典型高分子材料 料的研究进展。 有硅橡胶、聚乙烯和超高分子量聚乙烯等。聚乙烯首先用于 人工关节．随后采用了性能更好的超高分子量聚乙烯。较好地 1人工关节材料的种类 改善了人工关节的摩擦磨损问题，延长了使用寿命。但经长 1．1金属材料不锈钢是最早的人体金属植入材料。316L不期随访病例显示：聚乙烯晚期的磨损问题相当严重。Chamley 锈钢是制作医用人工关节比较常用的廉价金属材料，主要用 等采用放射法测定Chamley型髋臼假体内面的磨损率为 于制作关节柄和关节头【lI。但临床表明316L不锈钢植入人体 后．在生理环境中。有时会产生缝隙腐蚀或摩擦腐蚀以及疲劳 小于lOp．m的超高分子量聚乙烯碎屑，这些碎屑可引起人工 腐蚀破裂等问题。并且会因摩擦磨损等原因释放出NP、CP 关节周围的骨溶解等现象。McCoy等提出。髋臼磨损是磨损诱 和C一，从而引起假体松动，最终导致植入体失效121。因此，对 导骨溶解的强力指示，他在测量了35个Chamley型全髋臼杯 316L不锈钢而言，提高耐腐蚀性是关键。 厚度后发现其中27个发生了磨损。这些出现磨损的病例股骨 钴基合金通常指Co—Cr合金，在人工关节制作方面有着 广泛的应用。美国材料实验协会推荐了4种可在外科植入中 工俄关节术后病例髋臼磨损情况．发现其中40例X线检查 显示聚乙烯磨损阁．表明聚乙烯磨损与假体松动密切相关。 使用的钴基合金，它们是：锻造Co_C卜Mo合金(F76)，锻造Co- 1．3陶瓷材料整体或重要部分使