髋臼教学培训课

1、Bi-polar Bi-clad BIOMET PRODUCT TRAINING Acetabular Anatomy (髋臼解剖）髋臼解剖） 2 Shell Design 外杯外杯设计原理设计原理 3 4 髋臼杯的固定髋臼杯的固定 Anterior / Posterior Column Fixation 依靠前后柱固定依靠前后柱固定 5 Anterior / Posterior Column Fixation（前后柱固定）（前后柱固定） 6 Cup Position 臼杯位置臼杯位置 0Horizontal Cup, Cup is Closed （外展角） 臼杯0水平位时,臼杯关闭 7 20

2、21/3/26 30 Opening, Possible Impingement 30开角,有可能引起碰撞 30 Cup Position 臼杯位置臼杯位置 8 2021/3/26 45 Opening,Recommended Lateral Opening 45-40外展角 45 Cup Position 臼杯位置臼杯位置 9 2021/3/26 90 Open,Too Vertical, Possible Dislocation 90开角,引起脱位 90 Cup Position 臼杯位置臼杯位置 10 2021/3/26 Cup Orientation - 45/0,仅有外展角仅有外展角

3、,无前倾角无前倾角 11 Cup Orientation - 60/20,外展角外展角60,前倾角前倾角20 12 Cup Orientation - 45/20,外展角外展角45,前倾角前倾角20 13 CUP (髋臼杯分类）髋臼杯分类） Primary 初次手术臼杯初次手术臼杯: Cemented （骨水泥杯）Bio-Clad Cementless （生物杯） Universal 2 孔,单涂 Rimcup 双涂 Regenerex Rinloc+ Exceed ABT Revision 翻修手术臼杯翻修手术臼杯: Cemented （骨水泥杯）无 Recovery Cage Cement

4、less （生物杯） Universal 多孔 Regenerex Rinloc+ 14 Universal Acetabular Shells （U杯）杯） Hemisphere （半球形设计）（半球形设计） 17 rim flare（17边缘扩张）边缘扩张） Solid with apical hole option （无孔臼杯）（无孔臼杯） 2 hole 、Multi-hole option with rim screws at 58mm and above （2孔、多孔杯可选孔、多孔杯可选, 58mm以上配有边缘螺钉孔）以上配有边缘螺钉孔） Ream = Line to Line （研

5、磨技术（研磨技术=号对号）号对号） Porous Plasma Spray（专利（专利PPS微孔涂层涂层微孔涂层涂层） Ringloc 1984 年由年由Dr. Carl Nelson/ Little Rock, AR设计设计 Universal Shell VS Full Hemisphere Shell （Universal外杯与正半球型外杯的比较）外杯与正半球型外杯的比较） Universal Rim Flare Full Hemisphere Universal Ream = Line to Line（号对号） Full Hemisphere Ream = Under ream 2mm

6、 （2mm压配） 16 多种臼杯选择多种臼杯选择 17 Universal髋臼锉与髋臼假体的髋臼锉与髋臼假体的一一对应关系一一对应关系 磨磨到到50mm 使用使用 50mm 试试模模 假体使用假体使用50mm 髋臼髋臼杯杯 18 Porous Plasma Spray （PPS微孔涂层）微孔涂层） 19 20 21 6 to 8 tabs on the Shell Rim create an interference fit with the liner. 12 to 16 Notches on Liner provide flexibility in placement of liner a

7、nd added rotational stability. ArCom or ArCom XL Polyethylene Liner Thickness Range from 3.8mm to 15.8mm with 28mm Head. Lowest amount of Micromotion on the market. 独特的锁定机制独特的锁定机制 - RingLoc 独特的锁定机制独特的锁定机制 - RingLoc 1992上市 超过19年的优异临床结果 可靠的卡环锁定装置. 抗拔出强度660 lbs. 抗撬出强度650 lbs. 完美的内衬与外杯的匹配 内衬支撑面积达84.9% D

8、ata derived from Rosner BI, Postak PD and Greenwald AS Ringloc Clinical Studies #1. “Press fit Stability of Uncemented Hemispheric Acetabular Components: A Comparison of Three Coatings”; Markel D, et.al.; International Orthopedics Spring, 2000. Plasma Sprayed cups compared to beads and fiber mesh co

9、ated cups. Plasma Sprayed cup withstood greatest tangential loads. #2. “Hemispherical Titanium Plasma Spray Coated Acetabular Components: 5 to 9 Year Follow-Up Study”; Ranawat C, et.al.; AAHKS Meeting, Nov. 2001. Results N=225 F/U= Avg. 7 years 100% cups achieved solid bone ingrowth. 5 Revisions (1-

10、Instability Head W, et.al.; AAOS Meeting, Feb, 2001. Results N=104 F/U = Avg. 6 years 100% survivorship Osteolysis 0% Loosening 0% 27 A线 B线 后上后上 后下 前上 前下 A线:起自髂前上棘,经过髋臼中心平分髋臼 B线:与第一条线垂直 Screw Placement 螺钉位置螺钉位置 28 Posterior-Superior Location, Between 11:00 & 2:00 Into Posterior Column In line with R

11、esultant Force 螺钉位于后上象限,11:0-2:00点之间应用 合力打入后柱 Screw Placement 螺钉位置螺钉位置 附加的螺钉附加的螺钉固定增加固定增加假体早期假体早期稳定比率仅提高稳定比率仅提高 9% 附加的螺钉附加的螺钉只针对固定不稳臼杯提供初始稳定性只针对固定不稳臼杯提供初始稳定性 附加的附加的螺钉是造成假体松动的原因之一螺钉是造成假体松动的原因之一 Screw Placement 螺钉位置螺钉位置 What about screws?螺钉的螺钉的角度角度 要特别留意将螺丝要特别留意将螺丝 钻方向正确放入螺丝钻方向正确放入螺丝 孔孔, ,以以避免使避免使螺钉角螺

12、钉角 度度过大过大. 角度过大将会导致角度过大将会导致 螺钉头螺钉头在内衬面上在内衬面上的的 撞击撞击从而妨碍内衬被从而妨碍内衬被 放入正确的位置放入正确的位置 31 Size of Screws:螺钉大小 Rim Screws = 5.0mm 边缘螺钉: 5.0mm （目前多不用） Dome Screws = 6.5mm 臼杯螺钉: 6.5mm What about screws? 螺钉选择螺钉选择 Dome Screws: 臼杯螺钉 6.5mm Titanium Low-Profile,钛合金,低切迹 3.2mm Drill Bit 钻头 3.5mm Hex Screwdriver 螺丝起

13、子 Rim Screws: 边缘螺钉 （58mm髋臼以上） 5.0mm Screws 2.8mm Drill Bit 钻头 2.5mm Hex Screwdriver 螺丝起子 What about screws? 螺钉选择螺钉选择 33 Full Hemisphere Shell and Liner Sizing（内衬的匹配（内衬的匹配) Shell Liner Size 40mm 20 42mm20 44mm21 46mm22 48mm22 50mm23 52mm23 54mm24 56mm24 58mm25 60mm 25 62mm 26 64mm 26 34 Liner Options

14、 (内衬）内衬） 35 Polyethylene: History（聚乙烯的历史）（聚乙烯的历史） 1960 1960年年9 9月月John CharnleyJohn Charnley成功成功制造了第一个超高制造了第一个超高分子聚乙烯分子聚乙烯UHMWPEUHMWPE关关 节节, ,并于并于1111月进行了第一台手术月进行了第一台手术, ,选择的是选择的是22.225mm22.225mm高抛光金属头。高抛光金属头。 如今在如今在美国美国, ,有有60%60%的髋关节手术的髋关节手术, ,100%100%的膝关节手术使用的膝关节手术使用聚乙烯产品聚乙烯产品 36 Polyethylene: Hi

15、story（聚乙烯的聚乙烯的历史）历史） 1962 1980s1998-2001 1992 1st Gen. HXLPE 2004 37 ArCom是是BiometBiomet专门研发的专门研发的聚乙烯聚乙烯, , 应用应用在很多骨科植入物的负重面。在很多骨科植入物的负重面。 Poly Liner （聚乙烯内聚乙烯内 衬）衬） 38 绝大多数的骨科器械生产商向上游供应商采购“传统的”聚乙烯。 多年来,其他很多公司做了各种尝试来改善传统聚乙烯的磨损。 Biomet是唯一由自己完成聚乙烯固化工艺的骨科器械公司,完全按照设计需 要自行控制工艺流程,1993年上市,采用Gamma (33kGy) 在氩

16、气环境下灭菌包 装。 ArCom 是目前唯一被临床证明能够有效降低磨损40%的产品（相对传统 聚乙烯）。 Poly Liner （聚乙烯内聚乙烯内 衬）衬） 39 Poly Liner （聚乙烯内聚乙烯内 衬）衬） 聚乙烯内聚乙烯内 衬衬 材料特性带来的临床材料特性带来的临床问题问题: 1、磨损率:硬度 2、氧化度:自由基引起 磨损-内衬变薄-内衬损坏-手术失败 磨损-磨屑产生-骨溶解-手术失败 氧化-内衬脆性增大,分层、碎裂等-手术失败 40 Poly Liner （聚乙烯内聚乙烯内 衬）衬） 为了解决聚乙烯材料特性带 来的临床问题,对非交联的聚 乙烯材料进行交联处理（射 线消毒）,以增加其

17、抗磨损特 性,同时要平衡其抗氧化能力。 41 Poly Liner （聚乙烯内聚乙烯内 衬）衬） Poly Liner （聚乙烯内（聚乙烯内 衬衬 ） Arcom 聚乙烯工艺: 树脂粉末-水中加温加压成型-形成棒料备用-无氧包装-无氧环境下高温 退火-加工成型-灭菌-包装 42 Poly Liner （聚乙烯内聚乙烯内 衬）衬） 43 为什么要使用高交联聚乙烯为什么要使用高交联聚乙烯? Poly Liner （聚乙烯内聚乙烯内 衬）衬） 1、提高抗磨损性,减少磨屑的产生 2、副作用:会产生相当数量的自由 基,必须对聚乙烯材料进行后处 理以解决材料氧化问题 Biomet Hip Products

18、 第一代高交联的加工工艺第一代高交联的加工工艺 Bulk consolidated bar 50 to 100 kGy Irradiation Re-melting SterilizationMachining Ram Extruded Barstock 100 kGy IrradiationAnneal SterilizationMachining 45 Re-melt: 140 c Eliminates free radicals 消除自由基 Forces additional crosslinking 强化交联程度 Weakens the polyethylene 强度降低,抗磨损性降低

19、 Longevity (Zimmer) Durasul (Zimmer) Marathon (DePuy) XLPE (Smith Nephew) Biomet Hip Products 第一代高交联的加工工艺第一代高交联的加工工艺 结果: Decreased strength 聚乙烯强度降低 Decreased fracture resistance 碎裂性增加 Higher dose = greater strength reduction 射线剂量越大,强度降低越多 Published reports of Longevity liner failures JBJS April 2004

20、: Case Report JBJS Oct. 2007: Currier et al. Rim Cracking 46 Anneal: 140 c Eliminates SOME free radicals 消除部分自由基 Maintains strength 维持聚乙烯强度 Possibility of oxidation 可能会发生氧化 Crossfire (Stryker) X3 (Stryker) Biomet Hip Products 第一代高交联的加工工艺第一代高交联的加工工艺 47 结果 “The elevated levels of oxidation and crystal

21、linity measured in the retrieved Crossfire components after less than three years of in-vivo service are unprecedented. White banding of polyethylene, indicating severe oxidation was only previously observed with traditional components that were gamma sterilized in air, typically following 15-20 yea

22、rs of in- vivo service.” Bhattacharyya et al. ORS. March 2004 结果 Oxidation 氧化 Increased risk of cracking 碎裂风险 Eventual delamination 最终分层 White banding 白色氧化带 Published reports on retrievedCrossfire liners Bhattacharyya et al. ORS. March 20044 Currier et al. ORS. March, 20055 Kurtz et al. JOA. 20056 B

23、iomet Hip Products 第一代高交联的加工工艺第一代高交联的加工工艺 48 Must provide wear reduction 必须提高抗磨性 Employs high crosslinking Must maintain strength 必须保证材料的强度 Avoids Re-melting Must completely prevent oxidation 必须完全避免氧化 Goes beyond simple annealing Biomet Hip Products 第二代高交联第二代高交联 Arcom XL 50 kGy gamma irradiated = hi

24、ghly crosslinked Mechanically Deformed to eliminate free radicals Never re-melted Oxidative Stability 47-64% wear reduction compared to ArCom 49 Biomet Hip Products 第二代高交联的加工工艺第二代高交联的加工工艺（Arcom XL ） ArCom ICM Barstock50 kGy Gamma Irradiation Below Melt Pre-Heat Solid State Deformation Gas Plasma Ste

25、rilization MachiningLow Heat Stress Relief 50 Biomet Hip Products Arcom XL 的磨损表现的磨损表现 51 Biomet Hip Products Arcom XL 的抗曲强度的抗曲强度 & 抗张强度抗张强度 52 Biomet Hip Products Arcom XL 的抗张强度的抗张强度 53 Developed utilizing technology invented at Massachusetts General Hospital (MGH) 由MGH 发展的先进技术 Further improve wear

26、by employing higher crosslinking 通过提高交联程度降低磨损 Prevent Oxidation (Better than 1st Gen. Annealed) 防止氧化 Maintain Strength (Better than 1st Gen. Re-melted) 维持材料强度 Application in Hips & Knees 用于髋、膝关节 Biomet Hip Products 54 100 kGy gamma irradiated = highly crosslinked Vitamin E doped to neutralize free r

27、adicals Never re-melted Oxidatively stable Oxidative performance better than sequentially crosslinked 99% wear reduction when compared to ArCom Biomet Hip Products 55 E-Poly: HXLPE Biomet Hip Products 56 Environmental Stress Cracking Test (ESC) 环境应力分裂实验环境应力分裂实验 Oxygen Rich Environment 富氧环境 Body Temp

28、 身体温度 Cyclical Loading 周期负载 Biomet Hip Products 57 Oxidative Performance: E-Poly 氧化表现氧化表现 Biomet Hip Products 58 Sequentially Crosslinked HXLPE 交联情况交联情况 Biomet Hip Products 59 Strength greater than re-melted HXLPE Vitamin E infusion eliminates oxidation without re-melting. This maintains strength Ultimate Tensile Strength (MPa) Biomet Hip Products 60 Wear Reduction Volumetric Wear mm3/million cycl