肩关节置换.ppt

1、人工肩关节置换术,中山大学附属第一医院,文献检索,中文：CNKI，题目 肱骨头置换 121 肱骨头假体 30 肩关节置换 79 肩关节假体 18 肱骨头或肩关节表面置换 0 共225篇：北京14篇， 上海18篇， 广东9篇。 以临床病例报道、术后护理、康复为主，少量综述、基础研究。,文献检索,PubMed: Limits ,English, Title. 1、(Shoulder or glenohumeral) and (arthroplasty or replacement) 632 2、shoulder hemiarthroplasty 72 3、humeral and (arthropl

2、asty or replacement ) 114 4、(shoulder surface or humeral surface) and (arthroplasty or replacement ) 15 5、(shoulder / humeral / glenohumeral /glenoid) and prostheses 32 大量临床病例报道、综述，部分假体设计等基础研究。,目前的相关研究主要集中于： 1、肱骨头假体和关节盂假体的设计； 2、假体植入固定技术； 3、减少单纯HA 后所致的关节盂磨损； 4、肩关节置换翻修技术；,人工肩关节置换术,人工肩关节置换术,1、人工肩关节假体的相

3、关研究。 2、人工肩关节置换术的临床研究。,一、历史回顾,文献记载, 肩关节是最早进行人工关节置换的关节。 1、 1892年3月11日法国医生Jules Pean在巴黎的Hospital St.Louis对一个患有肱骨近端大结节脓肿的年轻人进行了人工肩关节手术, 并于1893年第一个报导了人工肩关节手术; Pean医生使用的假体用铂金管子置换肱骨干, 橡胶球充当肱骨头, 用马毛将周围的肌肉缝合于铂金管子上,手术后功能效果非常好, 但由于持续的感染两年后不得不取出了假体。,一、历史回顾,2、 现代人工肩关节的新纪元应追述到人工肩关节的奠基人Neer医生, 1951年Neer运用肩关节假体治疗复杂

4、的肱骨头骨折, 1953年详细报导了肩关节假体运用于肱骨头骨折, 并提出了肩关节置换的指征、手术技巧、术后康复及临床效果评定等基本原则。,二、人工肩关节假体发展史,1、第一代人工肩关节整体型假体 始于1951 年, 由Neer设计和倡导, 主要产品为Neer I型, 第一代肩关节假体仅能提供一个单一固定的假体柄, 肱骨头的方向是固定不变的, 术后肩关节功能恢复不满意，另外，手术致肩袖损伤、缺失和假体的松动也是失败的主要原因。目前已无人使用。,二、人工肩关节假体发展史,2、第二代人工肩关节模型化假体 始于1974年，代表为Neer II型，头和柄是分开的,具有不同大小模型化的头和柄以适应病人个体

5、的需要,并且开始引入高分子聚乙烯肩盂假体。多项临床报道显示Neer II型假体置换可明显缓解肩关节的疼痛和增加肩关节的活动范围。除北美，目前应用较少，处于淘汰和改进阶段。 另外:Biomet公司生产的Bio - Modular ( r) 肩关节假体、Bio - Angular( r) / Bio - Polar肩关节假体。,Neer II型,3、第三代人工肩关节解剖型假体 主要观点来源于“解剖关系重建”的哲学思想, 假体设计时尽可能地恢复和重建肩关节的解剖状态，考虑了肱骨颈干角、头的偏心距。 1991年由Walch和Bioleau首先设计并应用于临床，称Aequalis假体，该系列是欧洲运用最

6、多和最广的肩关节假体。增加了不同的假体颈- 干角、不同直径和厚度的假体头、肱骨头的偏心性处理以及不同大小的盂假体。大量临床病例报告显示疗效较第二代假体好。 另外，Zimmer公司生产的Bigliani和Flatow假体，Depuy公司生产的Global Advantage假体。 最具影响的是由瑞士Balgrist大学Cristian Gerber医生设计的 Anatomical肩关节假体，综合考虑肱骨近端颈- 干角、前后扭转角和肱骨头偏心距三者之间的关系。1999年申请获得美国FDA的批准。,二、人工肩关节假体发展史,二、人工肩关节假体发展史,4、第四代人工肩关节三维型假体 代表产品为1997

7、年德国海德堡的Habermeyer医生设计及推广的三维通用肩关节假体 “UN IVERS 3 - D”假体。 充分考虑了肱骨近端关节面倾斜角、前后扭转角和肱骨头的偏心距三要素, 且肱骨近端假体倾斜角和关节面前后扭转角连续可调,解剖适应性强; 假体柄大小和长度模型多而全, 能满足肱骨近端各种解剖尺寸; 盂假体的形状、大小完全模拟关节盂的解剖形状、大小。 研究显示, 与第二、三代肩关节假体置换相比, 在退行性骨关节炎、创伤后盂肱关节炎、盂肱关节不稳性骨关节炎、肩袖缺损性关节病、肱骨头缺血坏死、类风湿关节炎6种病例中临床效果相对较好, 术后的并发症率特别低。,UN IVERS 3 D肩关节假体,摘自

8、博士：唐康来 ；导师 ：李起鸿， Peter Habermeyer； 2004年，第三军医大学， UNIVERS3-D假体对肩关节的解剖适应性及其临床应用,UN IVERS 3 D肩关节假体,三、人工肩关节假体种类及应用,1、人工肱骨头假体 按形状和制作材料分： 1）单极金属肱骨头 ：Neer I型，II型 。 2）双极金属肱骨头 ：使肱骨头和肩盂的接触点居于盂肱关节的 中心并防止肩峰与大结节撞击，增加肩关 节活动度，减少应力集中，稳定性较好。 3）金属杯 4）塑料肱骨头,2、全肩关节假体 1）限制性（球窝型）假体 ： 顺置式（肱骨侧）/逆置式 （肩盂侧 ） 基本结构特征是：肱骨头和肩胛盂假体

9、间有一连接轴相接。 非解剖型，改变肩关节正常生物力学特点，术后严重影响肩关节活动度和功能，假体断裂、松动机械性撞击和假体周围骨折发生率高，仅限用于挽救性手术（肩袖功能丧失）和肿瘤病人。 三角肌功能完好者，术后能行肩关节上举和外展活动。,Jefferson假体,Components of reverse shoulder prosthesis: shaft (a), epiphysis (b), Polyethylene inlay (c), glenosphere (d), and baseplate (e). (From Werner CM, Steinmann PA, Gilbart M,

10、 et al: Treatment of painful pseudoparesis due to irreparable rotator cuff dysfunction with the Delta III reverse-ball-and-socket total shoulder prosthesis, J Bone Joint Surg 87A:1476, 2005.),2）半限制性（盂杯型）假体： 与非限制性区别：在肩盂假体加一圈唇状挡板（“边罩”），使肩盂关节面呈“杯型”以加深肩盂深度，加强对肱骨头的包裹限制，防止伴冈上肌不可修补性撕裂时术后出现肱骨头假体向上半脱位。,3）非限制

11、性（解剖型）假体 模仿正常盂肱关节的解剖和生物力学，能最大程度地恢复肩关节的活动度，但增加术后肩关节不稳定的危险性，对盂肱关节周围软组织条件、肱骨近端和肩盂骨质要求较高。 适应症： 难以复位的肱骨近端粉碎性骨折(Neer 分类法中四部分骨折合并盂肱关 节脱位者、肱骨头解剖颈骨折或压缩骨折范围超过40 %者, 以及高龄或重 度骨质疏松患者肱骨近端三块以上粉碎性骨折) 。 肩袖功能完好或可通过手术修补恢复其功能的肩部疾患。 肱骨头缺血性坏死。 肱骨头肿瘤。 禁忌症： 1）肱骨头和肩胛盂两侧严重骨缺损； 2）不可修复的肩袖功能障碍； 3）三角肌肌力差； 4）伴有慢性肩关节不稳导致的肩关 节囊和周围韧

12、带松弛。,三、人工肩关节假体种类,3、肩关节表面置换假体 1）无柄型 2）短柄型 适应症：骨性关节炎、类风湿性关节 炎、肱骨头无菌性坏死，尤其适用于 中青年患者，长期随访显示其预后良好。 该术式与HA、TSA 相比有以下优势： 仅置换肱骨头，手术损伤小，骨量丢失少， 容易实现解剖重建； 翻修率低，有研究发现其4 年翻修率仅为1%； 由于骨量保存好，对二期翻修无论是采用HA还 是TSA，预后均较好，且操作简便。 不适用于肱骨头骨量丢失 严重（ 60%）、 盂肱关节半脱位和关节病损严重的患者,4、组合式人工肩关节假体 由独立的肩胛盂、头和柄三部分组成，各有多种尺寸，可根据术中需要随时组合，该设计便

13、于关节置换后的翻修，肩部软组织张力调整及局部骨质的治疗。,三、人工肩关节假体种类,四、肩关节假体设计的基本原理,以肩关节的骨性解剖结构为基础 1、肱骨头侧指标 1）倾斜角(inclination angle，IA)：又称颈干角或头干角(head shaft angle)，头干角加90就等于倾斜角； 2）头偏心距(offset)：肱骨头旋转中心与肱骨近中段中轴线间的垂直距离 ； 3）头扭转角(retroversion angle，RA)：是指肱骨头中轴线与肱骨远端内外上髁轴线所夹的锐角； 4）头曲率半径(radius of curvature，ROC)：肱骨头关节面圆心(旋转中心)至弧顶的距离；

14、 5）头关节面直径(radius of curvature，ROC)； 6）头高(head height，HH)：又成关节面厚度(articular surface thickness，AST)。 7）头关节面张角(articularsurfacearc，ASA)；,1、肱骨头曲率半径（AC） 2、肱骨头厚度（BC） 3、肱骨头外侧偏移（FG） 4、大结节顶平面与肱骨头关节面最高点的距离（DE）,2、盂骨侧指标 1）盂倾斜角(inclination angle，IA)； 2）盂扭转角(retroversion angle，RA)； 3）盂上下最大径(maximum supero-inferio

15、r height，MSIH)及盂上下曲率半径 (supero-inferior radius of curvature，SIROC)； 4）盂前后最大径(maximum antero-poterior width，MAPW)及前后曲率半径(antero-posteriorradius ofcurvature，APROC)； 5）盂窝深度(glenoid depth，GD)。 目前主要问题（近30%翻修术是由于肩胛盂假体松动造成） 关节盂假体的材料：主要有全聚乙烯假体和金属底托的聚乙烯假体。 关节盂的形态：个体差异大，骨质缺损多见，用超高分子量聚乙烯楔形垫片 补偿缺损。 关节盂假体植入方位：倾斜

16、角。,1、关节盂上下径（MN） 2、关节盂上半前后径（LK）和下半前后径（OP） 3、肩关节盂倾斜角：肩胛骨关节盂前后缘最大横径连线（A）代表关节盂的方位， 关节盂中心与肩胛冈内缘连线（B）为肩胛骨轴线，A线与B的垂线（C）所形 成的夹角。,假体整体设计的重要因素： 1、因肱骨头本身的曲率半径不一致，其在各个截面上的直径也不相同，但目前肱骨头假体的设计是将肱骨头的直径与厚度相关系数定为0.75。 2、正常的肩关节肱骨头和关节盂并不匹配，关节盂表面曲率半径较肱骨头大2 3 mm。肩关节置换术中“不匹配”是指肱骨头假体和关节盂假体曲率半径不同，两者间比率称为相符指数，研究表明该指数为0.80 0.

17、88 时，关节稳定性最好。 3、肱骨头假体柄的设计和选用主要取决于肱骨干长度和髓腔宽度，个体差异大。 4、肩峰和喙突的解剖形态对于头和盂假体大小和形态的设计可能有一定的价值。,五、人工假体材料的发展,1、最早使用的材料有：筋膜、皮肤、猪膀胱、金箔、玻璃、象牙等。 2、金属材料： 要求：高疲劳极限屈服强度，极限张力强度，低弹性模量，耐腐蚀、耐磨强度，无磁性、无毒、无致癌性。 1）不锈钢：应用最早，尽管具有杂质含量低,延展性好,容易加工等特性,但由于抗疲劳强度、耐腐蚀性以及生物相容性较其他高级合金差,目前已很少采用。 2）钴铬合金：优点是生物相容性优良, 抗腐蚀能力强, 并且原子按照面心立方结构排

18、列, 断层表面能低, 耐磨损性能好。缺点是韧性差而不适合机械加工, 并且钴、铬金属离子具有毒性。（人工关节头和柄） 3）钛合金：最新，优点是密度低、 弹性模量低,生物相容性好,抗疲 劳强度及耐蚀性好; 缺点是摩擦系 数高, 耐磨性差。（人工关节柄）,3、非金属材料 1）超高分子聚乙烯（UHMWPE） 机械性能优良, 抗磨损能力强,耐低温脆性和耐环境应力开裂性能良好，有一定粘弹性。临床应用的主要问题是磨损碎屑所引发的溶骨反应,最终导致假体松动。（髋臼和肩盂主要材料） 2）陶瓷材料 具有假体硬度高,组织相容性好,表面抛光度优于金属等特点。陶瓷对聚乙烯的摩擦系数比金属对聚乙烯要低,耐磨损性能也很好。但陶瓷的脆性较高,不能耐受挤压和不均匀的负荷。（假体头） 3）羟基磷灰石（HA） 是骨骼无机物质的主要成分, 生物相容性优良，且具有骨引导作用；但是其力学性能差, 不能单独用于人工关节的制造, 但可作为重要的假体表面涂层材料。,4）聚甲酸甲酯(PMMA) 又名骨水泥，最早用于口腔颌面外科,1951 年Klaer 将其做为髋关节假体固定材料,1962 年Charnley 对骨水泥固定关节假体进行了全面而细致的研究,使骨水泥得以广泛推广应用。我国