陶树清，哈尔滨医科大学附属第二医院骨关节科主任，主任医师、教授，研究生导师。中华医学会骨质疏松与骨矿盐疾病分会委员，黑龙江省康复医学会人工关节专业委员会主任委员，黑龙江省医学会骨质疏松与骨矿盐疾病分会主任委员，《中国骨质疏松杂志》副主编。有着近20年的人工关节置换手术经验，主要研究方向是人工关节置换术后骨缺损修复的相关研究、骨质疏松症的机制与临床研究。主编、副主编及参编专业论著14部。

2. 目前人工假体制作通常使用什么材料？各有什么特点？各种摩擦界面的磨损率如何？ 

【建议】目前人工关节制造的材料包括以下几种。生物型假体：柄侧有钴铬钼合金、钛合金、表面金属微孔涂层或喷涂羟基磷灰石（HA）；球头有金属和陶瓷两种材料；臼杯包括金属外杯，高交联聚乙烯内衬和陶瓷内衬两种。骨水泥型假体：通常只有金属部件与聚乙烯部件。 

其中钴铬钼合金因其强度高、成本低，使用率Z高，钛合金弹性模量更好；羟基磷灰石具有更好的骨长上性能，使用广泛。 

摩擦界面中，陶瓷对陶瓷摩擦系数Z小，磨损率Z低，属于硬 - 硬摩擦，有低的碎裂风险，价格偏高，被多量使用；高交联聚乙烯是使用量Z多的臼杯内衬材料，无论与陶瓷球头还是与金属球头摩擦，摩擦系数均较低，属于硬对软摩擦，价格低廉，效果良好，被广泛使用。 

【备注解释】目前患者的髋关节置换植入物假体常用材料主要是：金属材料、聚乙烯材料、陶瓷材料等。由它们构成的摩擦界面的组合包括金属 - 金属、金属 - 聚乙烯、陶瓷 - 聚乙烯、陶瓷 - 陶瓷等。摩擦界面所承受的摩擦应力与假体头的直径、关节承载负荷和摩擦系数呈正相关，可以用公式 Mt=μWD/2（Mt：摩擦力；D：假体头的直径；W：关节承载负荷；μ：摩擦系数）来计算。陶瓷 - 陶瓷（氧化铝）的摩擦系数为 0.035，金属 - 聚乙烯的摩擦系数为 0.1。假体头的直径越大，容积性磨损越高，线性磨损越低。 

人工关节经过 40 年的发展，其假体设计、手术技术与固定方法已相当完善，许多假体已使用 20～30 年。目前人们的关注点已从预防假体早期松动转到如何获得长期生存上。每年有许多年轻患者因股骨头坏死等原因而行人工关节置换术，术后活动量的增大和人类寿命的延长对假体的使用时间提出了更为严格的要求。 

人工关节的接触界面承受着重力和肌肉收缩所产生的不断变化的应力，是假体Z重要的功能部分。低摩擦性、低磨损性是界面材料重要的功能指标。磨损按发生的部位可分为四类。Ⅰ类磨损：是指假体摩擦界面的一级磨损，如金属头与聚乙烯内衬之间的磨损。Ⅱ类磨损：是指假体摩擦界面与摩擦界面深层材料的磨损，如金属头磨穿聚乙烯衬垫后继续与金属臼发生的磨损。Ⅲ类磨损：是指其他颗粒进入摩擦界面引起的磨损，又称三体磨损。Ⅳ类磨损：是指摩擦界面深层交界面的磨损，如聚乙烯内衬的外表面与金属臼之间的磨损，又称后背磨损。它还包括固定螺钉与金属臼的磨损，锥形锁定之间的磨损，关节外物质的磨损。Ⅳ类磨损产生的颗粒进入摩擦界面引起Ⅲ类磨损。 

聚乙烯内衬的磨穿是蠕变和磨损共同作用的结果，由于蠕变，线性磨损在Z初的 1～2 年内要严重得多，蠕变随时间延长而呈指数级下降。高交联聚乙烯比传统聚乙烯更耐磨损，在人体内，非交联聚乙烯的磨损率为 48µm/106 周次，交联聚乙烯为 10µm/106 周次；在模拟机上，磨损率分别为 36.8µm/106 周次和 5µm/106 周次。在磨合期过后，磨损稳定在每年 10µm 以下，与金属 - 金属和陶瓷 - 陶瓷的磨损率接近 [1, 2]。金属 - 金属摩擦界面始于 20 世纪 60 年代，比金属 - 聚乙烯摩擦界面要长 10 余年。第一代金属 - 金属摩擦界面假体（20 世纪 80 年代中期以前）随访结果良好，具有代表 性的是 McKee 假体，假体取出后的研究表明，其磨损率很低，但部分假体的头、臼径间距（radial spacing）不匹配常导致臼杯磨损、松动；第二代金属 - 金属摩擦界面假体（20 世纪 80 年代中期以后）在以下几个方面较第一代有明显进步：① 28mm 股骨头假体与内衬之间的径向间距更匹配；②经锻造后钴铬钼合金的表面粗糙度降低；③假体头和内衬的球形更加标准；④假体的质量控制更为严格。其中具有代表性的假体为 Metasul 全髋关节假体，目前全球已使用超过 150 000例 [3, 4]，但是由于金属离子过高、金属微粒致假体周围金属假瘤形成，导致过早的假体松动、翻修，目前已经很少使用。

陶瓷具有极佳的耐磨特性、高亲水性和周围组织对其磨损颗粒的低反应性，这些优点决定了陶瓷非常适合作为人工关节的摩擦界面材料 [5]。氧化铝陶瓷也不像金属颗粒那样可启动淋巴细胞反应，所以氧化铝陶瓷不会引起任何局部或全身的变态反应 [6-9]。翻修手术时也会因为组织反应性低，操作相对容易。 

（陶树清 袁 泉 于永波 尹文哲）

共识纲要
 一、通用人工关节置换问题
   （一）人工关节置换的适应人群、适应疾病和手术禁忌证
   （二）术前患者的评估与准备
   （三）麻醉方式的选择、身体状态的调整与血液的准备
   （四）关于假体选择与效果评价
   （五）TJA术中并发症及其处理
   （六）术后下肢深静脉血栓的预防管理
   （七）假体周围感染的诊断与防治
   （八）TJA术后的康复管理
   （九）TJA手术室内的护理问题
   （十）TJA术后的护理问题
 二、髋关节置换部分
   （一）各种切口的优缺点与选择
   （二）THA术中常规技术要点及技术指标
   （三）DDH行THA的技术要点
   （四）融合髋关节行’rHA的技术要点
   （五）转子间骨折行THA的技术要点
   （六）TJA假体周围骨折的处理
   （七）翻修手术与伴有骨缺损问题的处理
   （八）对目前THA常用切口的评价
 三、膝关节置换部分
   （一）初次膝关节置换的相关问题
   （二）膝内、外翻的TKA
   （三）单髁置换的相关问题
   （四）类风湿关节炎的TKA
   （五）融合膝关节的TKA
   （六）何时选择限制性假体进行TKA
   （七）膝关节的翻修术
   （八）胫骨高位截骨治疗膝关节骨关节炎
 四、其他部位的人工关节置换
   （一）肩关节置换相关问题
   （二）肘关节置换相关问题
   （三）人工踝关节置换相关问题
   （四）人工髓核、人工椎间盘置换手术
 五、骨肿瘤的人工关节置换手术
   （一）关于骨肿瘤手术治疗的一般问题
   （二）股骨肿瘤的保肢治疗
   （三）胫骨肿瘤的保肢手术
   （四）上肢骨肿瘤的保肢治疗
 六、关于人工假体的设计特点
   （一）各种类型人工髋关节的设计特点
   （二）各种类型人工膝关节的设计特点
 共识解读
 一、通用人工关节置换问题解析
   （一）人工关节置换的适应人群、适应证和禁忌证
   （二）术前患者的评估与准备
   （三）麻醉方式的选择、身体状态的调整与血液的准备
   （四）关于假体的选择与效果评价问题
   （五）TJA术中并发症及其处理
   （六）术后下肢深静脉血栓的预防管理
   （七）假体周围感染的诊断与防治
   （八）TJA术后的康复管理
   （九）TJA手术室内的护理问题
   （十）TJA术后的护理问题
 二、髋关节置换部分
   （一）各种切口的优缺点与选择
   （二）THA术中常规技术要点及技术指标
   （三）DDH行THA的技术要点
   （四）融合髋关节行THA的技术要点
   （五）转子间骨折行THA的技术要点
   （六）TJA假体周围骨折的处理
   （七）翻修手术与伴有骨缺损问题的处理
   （八）对目前THA常用切口的评价
 三、膝关节置换部分
   （一）初次膝关节置换的相关问题
   （二）膝内、外翻的TKA
   （三）单髁置换的相关问题
   （四）类风湿关节炎的TKA
   （五）融合膝关节的TKA
   （六）何时选择限制性假体进行TKA
   （七）膝关节的翻修术
   （八）胫骨高位截骨治疗膝关节骨关节炎
 四、其他部位的人工关节置换
   （一）肩关节置换相关问题
   （二）肘关节置换相关问题
   （三）人工踝关节置换相关问题
   （四）人工髓核、人工椎间盘置换手术
 五、骨肿瘤的人工关节置换手术
   （一）关于骨肿瘤手术治疗的一般问题
   （二）股骨肿瘤的保肢治疗
   （三）胫骨肿瘤的保肢手术
   （四）上肢骨肿瘤的保肢治疗
 六、关于人工假体的设计特点
   （一）各种类型人工髋关节的设计特点
   （二）各种类型人工膝关节的设计特点
附录
 一、人工关节置换领域涉及的英文缩略语摘录
 二、相关典型的人工关节形态设计解析举例
   （一）LINK Ribbed解剖型非骨水泥全髋假体
   （二）海星牌人工关节