对髋关节假体配置最优化的几点建议

1、影响患者选择髋关节假体组合的因素及建议学生：何俞龙 指导老师：孙佳摘要：关键词：前言随着时代企业进入了21世纪，我国经济发展将带动医疗服务需求升级，导致健康服务需求显著增加。我国医疗服务市场的逐步开放，使国内外投资中国医疗服务产业的速度加快，从而直接导致医疗器械市场需求的增加，随着人们生活水平的不断改善，医疗器械的选用将会越来越先进，其产品结构会不断调整，功能会变得多样化，市场容量不断扩大。而在医疗器械行业发展的过程中， 患者对先进而又复杂的器械产品组合知识是无从得知的，而现在较为矛盾的医患关系来说，由于双方的信息不对称，医生给患者选择的产品组合将会在手术过程中和手术之后造成的不良后果，故而病

2、人需要承担的不仅有健康上的风险，还有经济上的压力。为了避免出现不良后果，我将以人工髋关节置换术为例，综合各种因素，来为病人提供最适合的产品组合，最后给出几点建议。1 人工髋关节假体的发展概况1.1 人工髋关节发展回顾 人工髋关节置换术历经一个多世纪的发展，已经成为治疗关节疾病的标准手术之一，能够很好地缓解疼痛、恢复关节的稳定及改善关节功能，已经得到了广大患者的认同，并被迅速推广。全世界每年接受髋关节置换手术的患者已超过50万。与所有医疗技术一样，人工关节的发展也历经了曲折的过程。除了治疗理念和手术的技术发展，人工关节置换术的发展还体现在材料学、假体设计加工等方面的进步，下面文中会详细提到。1.

3、2 材料学发展 经过初期探索，象牙、金箔、玻璃、赛璐珞等很快被淘汰，而钛合金、钴铬合金、聚乙烯、硅橡胶、聚甲基丙烯酸甲酯等金属、有机材料则延续使用至今，近年来又有陶瓷、钽金属等新材料的出现。目前，人工关节材料的应用处于多元化局面，材料作用也从单纯的结构代替逐渐转向功能型替代，从而出现了羟基磷石灰喷涂、多孔表面等生物整合材料。对材料的选择标准也单纯的高轻度转变为高生物的相容性、力学相容性（高强度、低弹性模量）、耐磨损等。此外，近年来还提出了骨整合性（骨相容性）的评估要求。1.2.1 金属材料 金属在骨科内置物的使用范围最为广泛。早期人工关节采用不锈钢制作，虽然其强度达860-1000MPa，但其

4、生物相容性，疲劳强度、耐磨损等性能差于一些更有前途的金属材料，目前在人工关节制作中已逐渐淘汰。出现于20世纪40年代的钴基合金以钴铬钼合金为代表，其特点是：在组织内接近惰性；对裂痕内氯化物的侵蚀有抵抗能力，但稍有腐蚀现象；极限强度为600-1000MPa，但弹性模量高达220GPa，因此，具有较高的应力遮挡效应。目前已被广泛用于人工关节各个部件，尤其是股骨头等高磨损部位。20世纪70年代，钛被引入人工关节，虽然纯钛具有优良的抗腐蚀性能和较低的弹性模量，但不耐磨损，极限强度较低，因此，目前主要使用钛合金。钛合金具有良好的生物相容性和抗腐蚀性能，比重低，其主要的改变在于具有更高的强度和更接近骨皮质

5、的弹性模量，也减少了有毒金属成分的含量。由于耐磨损性能较差，钛合金主要用于假体非关节摩擦面。金属钽具有类似骨小梁的弹性模量和骨整合性能，是近年新出现的极有前途的假体材料，可用于假体涂层或假体非关节面部件，其远期效果有待观察。1.2.2 生物陶瓷 生物陶瓷在20世纪60年代被引入人工关节，具有高度的表面亲水性和极度惰性，生物相容性好，磨损率极低的特性。陶瓷对陶瓷的立体磨损率是所有人工关节表面设计中最低的，但陶瓷的脆性高，弹性模量高、抗裂纹扩展能力差，从而影响了其使用。21世纪初新型生物陶瓷的出现使陶瓷关节重新兴起，目前主要用于髋臼、股骨头或表面涂层。 高分子有机材料 聚甲基丙烯酸甲酯（骨水泥）在

6、20世纪40年代即被用于人工关节的固定，其后硅胶、超高分子质量聚乙烯、聚砜、聚醚酮等相继得到应用和改进。乙烯，骨水泥用于固定假体，超高分子量聚乙烯适于制作假体关节面，具有生物相容性好、质轻、强度较高等优点，但存在塑性变形、表面改性和增加交联率等措施提高了耐磨损性能，目前仍是人工关节的主要摩擦副材料。1.3 假体摩擦界面的发展概况 假体摩擦界面的发展历史早期人工关节的失败除了材料选择不当外，假体设计不良和加工粗糙也是主要因素。随着治疗理念和手术技术的发展，假体设计和工艺也同步得以迅速提高，这其中关节摩擦副的发展最具代表。Charnley于20世纪60年代提出的低摩擦设计思想，已长期成为人工关节摩

7、擦副设计的基本原则。金属与超高分子量聚乙烯配对的关节是目前最常用的组合。如下表各种关节摩擦副的磨损性能比较摩擦性能（每年）金属对超高分子质量聚乙烯金属对高交联的超高分子量金属对金属陶瓷对乙烯陶瓷对陶瓷快速磨损m100-56060-762572-981-6稳态磨损m10-2050-3容积磨损率mm³69-901.20.31-5磨损颗粒m0.50.050.2 金属对超高分子量聚乙烯 科学家们关于金属对聚乙烯组合设计理念的提出，被认为是现代人工关节置换术的开端，据估计到目前全世界已有至少超过300万套的金属对聚乙烯关节置入体，是目前临床应用最多、最广的髋关节组合。具有低摩擦和较好的生物相容

8、性，此外，聚乙烯内村可做成各种特定形状（防止后脱位的高边等），这在金属对金属和陶瓷假体中都较难达到。假体撞击导致的磨损常见于金属对金属和陶瓷假体，并会带来严重的后果，而聚乙烯和金属撞击的后果则小得多。但其缺点主要在于聚乙烯较差的磨损性能和老化，它们在体内摩擦的次数多到一定程度时，数以亿计的磨损颗粒释放入关节和周围组织，是造成骨溶解的和松动的主要原因，。目前通过惰性环境射线消毒和热处理等可增加交联率，形成的高交联超高分子聚乙烯可明显提高抗磨损和抗老化性能。 金属对金属我们可以通过上一段文字了解到聚乙烯的高磨损率导致骨溶解和远期松动，特别是年轻、高活动量患者的高失败率，人们才把假体的研究方向转到金

9、属对金属这方面，通过实验证明新一代金属对金属磨损所产生的颗粒不会引起骨溶解，但是，日积月累磨损导致了极高的金属离子浓度会对内脏尤其是肾脏和周围组织产生不良影响。 陶瓷对陶瓷陶瓷对陶瓷是目前已知的最低摩擦关节组合，其摩擦和润滑机制与金属对金属关节相似。但陶瓷具有极高的表面硬度和表面亲水性能，从而具有更优良的摩擦和润滑性能。此外，与金属对金属的假体摩擦界面相比，陶瓷对陶瓷的另一大优势在于不增加关节磨损量的前提下，通过大直径球头的使用增加关节的活动度、减少脱位几率。陶瓷关节的主要缺点是股骨头破裂以及假体撞击产生的磨损，主要原因是位置放置不恰当，所以陶瓷对陶瓷关节对假体安装的要求更高。 陶瓷对聚乙烯

10、陶瓷对聚乙烯相对于金属对聚乙烯所产生的磨损颗粒要少得多，但是也只能是小直径的陶瓷股骨头对聚乙烯的磨损颗粒少，随着直径的增大，磨损颗粒增加了，用这种组合就没有意义了。1.4 人工髋关节置换术的概况人工髋关节置换术有几种，在此，本文直选一种来为研究配置的对象：全髋置换。在全髋置换手术中，外科医生采用精密仪器将球体从患者的大腿中取出，并且将受损窝的内表面打磨光滑。随后，将髋假体置入，这种髋假体是由多个组件构成的（请看下图）。组件由不同金属、合金、陶瓷材料、或高密度医用级聚乙烯制成。1.4.1 适应证非炎症退行性关节病变（NIDJD）,如缺血性坏死，骨性关节炎，以及炎症性关节病变（IJD）,如风湿性关

11、节炎。先前外科手术失败，持续存在疼痛、畸形或功能障碍。翻修先前失败的关节形成术。如果任何明确适应症大于患者年龄相关风险及可以确保关于活动和髋关节负荷所需要求，则可以为更年轻患者进行全款关节置换术。这包括累及多个关节的严重跛行患者，对他们来说立即活动髋关节可以明显改善生活质量。1.4.2 手术效果人工髋关节置换术是目前治疗髋关节疾患的有效手术方法之一，能消除或缓解疼痛，增加髋关节的活动度，纠正下肢不等长、增加关节的稳定性，纠正关节的畸形。但人工髋关节置换术是一个较大的、技术要求高的手术，置入的人工关节有其本身的使用寿命和术后容易发生的一些合并症，因此，手术要严格掌握适应证。2 影响患者选择假体组

12、合的因素2.1 政策因素 医保报销比例影响因素 城镇居民报销比例一 是年满70周岁以上的老年人。在一个结算年度内，发生符合报销范围的10万元以下医疗费，三级医院起付标准为500元，报销比例为50%；二级医院起付标准为300元，报销比例为60%；一级医院不设起付标准，报销比例为65%。二 70周岁以下的城镇居民。在一个结算年度内，发生符合报销范围的10万元以下的医疗费，三级医院起付标准为500元，报销比例为50%；二级医院住院起付标准为300元，报销比例为55%；一级医院不设起付标准，报销比例为60%。三 住院医疗保险分档报销学生、儿童在一个年度内发生18万元以下住院医疗费，一级医院(社区卫生服

13、务中心，下同)报销65%;二级医院起付标准300元，报销60%;三级医院起付标准500元，报销55%。成年居民分三档。一是按照560元筹资标准缴费的，最高支付11万元，一级医院报销65%，二级医院报销60%，三级医院报销55%。二是按照350元筹资标准缴费的，最高支付9万元，一级医院报销60%;二级医院报销55%，三级医院报销50%。三是按照220元筹资标准缴费的，最高支付7万元，一级医院报销55%，二级医院报销50%，三级医院报销45%。 职工医保报销比例进行髋关节手术前通常要住院观察，所以参照住院的费用的情况来看，目前一个年度内首次使用基本医疗保险支付时，无论是在职人员还是退休人员，起付金

14、额都是1300元。而第二次以及以后住院的医疗费用，起付标准按50%确定，就是650元。而一个年度内基本医疗保险统筹基金（住院费用）最高支付额目前是7万元。住院报销的标准与参保人员所住的医院级别有关，如住的是三级医院，从起付标准到3万元的费用，职工支付15%，也就是报销85%；3万元到4万元的费用，职工支付10%，报销90%；超过4万元到最高支付限额部分的费用，则95%都可以报销，职工只要支付5%。而退休人员个人支付的比例是在职（就是上述的）职工的60%，但起付标准以下的，都由个人支付。 农村医保报销比例报销范围：手术费（参照国家标准，超过1000元的按1000元报销）。报销比例：镇卫生院报销6

15、0%；二级医院报销40%；三级医院报销30%。镇风险基金补偿：凡参加合作医疗的住院病人一次性或全年累计应报医疗费超过5000元以上分段补偿，即5001-10000元补偿65%，10001-18000元补偿70%。结合当前实际情况，我们根据手术选用产品组合的价格把手术总费用(其中包含住院费、手术费、植入体内假体的费用等)分为高端、中端、低端三个等级，高端的总费用是60000元，中端的总费用是45000元，低端的总费用36000元。通过以上各种医保的报销比例，经过换算，我们将从总费用中扣除医保报销费用，然后将患者需要报销的费用以表格的方式列出，如下表：医院等级低端（个人需要支付费用）中端（个人需要支付费用）高端（个人需要支付费用）职工医保三级医院三级医院5555元6205元6955元城镇医保二级医院14400元18000元24000元三级医院16200元20250元27000元农村医保二级医院12750元 18150元27150元三级医院16350元22650元33150元（城镇分档医保中，最低档的最高支付是7万元，而三个等级的费用最高的总费用也不超过7万）。通过观察上面的表格，我们可以得出，参加职工医保的人员在报销后所支付的费用是最少的 2.2 社会因素 我们从年纪为55岁以下患者的角度来看，他们