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膝关节假体有多少种?有何区别?哪种手术更适合膝关节炎患者?

Assoc.Prof.PRUK CHAIYAKIT,M.D.

膝关节置换术是治疗严重影响日常生活的重度膝关节炎的有效方法之一,能让患者恢复接近正常的活动能力。那么,膝关节假体究竟有几种?各有何不同?哪种类型适合哪一类膝关节炎患者?本文为您一一解答。


核心要点


  • 膝关节置换术是目前治疗膝关节炎最有效的方法,能帮助患者恢复接近正常的活动能力。
  • 膝关节假体主要分为两种:全膝关节置换术(TKA) 和 单髁膝关节置换术(UKA)。
  • 如何选择合适的手术方式以及不同术式的适用人群。

膝关节假体有多少种?有何区别?

目前,膝关节假体主要有两大类:全膝关节表面置换假体和部分膝关节表面置换假体。


全膝关节置换术假体(Total Knee Arthroplasty, TKA)

全膝关节置换是指置换整个膝关节的关节表面。该手术会切除所有磨损的关节面,包括股骨远端和胫骨近端,有时也会置换髌骨表面。


人工关节表面由对人体安全的医疗级合成材料制成,例如钛合金、钴铬合金、高质量聚乙烯和陶瓷。这些材料替代磨损的关节面,具有耐用和耐磨的特性,可长期存在体内。


全膝关节假体的三大组成(3部分)

1. 股骨假体
  • 材料:钴铬合金
  • 尺寸较大,与患者原有膝关节大小相近,约等于患者手掌宽度。
  • 呈弯曲弧形状,模拟股骨远端的自然解剖结构,确保膝关节正常屈伸。
  • 覆盖在截骨后的股骨远端,构成关节的上表面。

设计上存在不同选择,例如:


  • 保留交叉韧带型
  • 牺牲交叉韧带型
  • 保留交叉韧带型可减少股骨远端的骨切除量,降低股骨骨折风险。来自澳大利亚等国的国家注册研究显示,保留交叉韧带的假体翻修率低于牺牲交叉韧带的假体。

此外,还有可调整假体宽度以更好匹配患者膝关节解剖结构的设计,以及采用陶瓷等特殊涂层以增加光滑度和强度、减少磨损的设计。目前的研发重点在于提升假体性能,以更好地模仿自然膝关节运动并增强术后功能。


2. 胫骨假体

此部件大小与患者原有膝关节相近,由两部分组成:


1. 金属托


  • 材料:钴铬合金或钛合金
  • 设计有柄,可插入骨腔以固定。

2. 负重衬垫


  • 材料:高质量聚乙烯
  • 支撑体重,并减少膝关节上下部件在运动中的磨损。

胫骨金属托的设计和材料各异,包括基托形状、金属类型和厚度。这些因素影响剩余骨骼的受力分布,并关系到假体的耐用性


聚乙烯衬垫的材料成分和制造工艺也不同,这会影响其耐磨性。


与股骨假体一样,胫骨假体也有广泛的设计选择,并持续发展中。


3. 髌骨假体


  • 材料:高质量聚乙烯
  • 用于置换髌骨关节面。
  • 存在不同的设计变体。

大多数情况下,医生会切除髌骨表面并用聚乙烯假体置换。但在某些病例中,医生也可能决定不置换髌骨表面。


由于此手术置换整个关节面,因此适用于骨关节炎晚期、关节严重退变和明显畸形的患者,如O型腿或X型腿的畸形可以得到矫正。


数据显示,超过90%的全膝关节假体在术后可使用超过15年。


单髁膝关节置换术假体(Unicompartmental Knee Arthroplasty, UKA)

部分膝关节假体仅置换在疾病早期阶段受损的膝关节间室。最常见的是置换股骨远端和胫骨近端的内侧间室。髌骨不予置换。


人工关节表面同样由钴铬合金、高质量聚乙烯、陶瓷等医疗级合成材料制成,安全地替代受损关节面,并提供耐用的耐磨性。


部分膝关节假体的两大组成(2部分)

1. 股骨假体
  • 尺寸小,约相当于患者拇指大小。
  • 材料:钴铬合金
  • 呈弯曲弧状,复制股骨远端的自然解剖结构。
  • 允许膝关节进行非常接近自然状态的运动。
  • 通过小的固定栓安装在股骨远端。

也可能采用陶瓷等特殊涂层以增强光滑度、强度并减少磨损。


2. 胫骨假体

由两部分组成:


1. 金属托


  • 材料:钴铬合金
  • 尺寸小,约相当于患者拇指大小。
  • 平面设计,带有小的固定点。

2. 负重衬垫


  • 材料:高质量聚乙烯
  • 支撑体重并减少膝关节运动中的磨损。

此部件有两种设计:


  • 可活动衬垫型
  • 固定衬垫型

两种设计各有优缺点。国家级研究显示,两者的翻修率没有显著差异。


由于此手术仅置换部分关节,因此适用于骨关节炎程度较轻、畸形较少的患者。其使用寿命通常短于全膝关节置换。未置换的关节间室未来仍可能发生退变。


此手术因假体尺寸小,要求极高的精确度。即使轻微的对位不佳也会显著增加翻修手术风险。借助机器人辅助手术可以提高手术精确度。


固定方式

两种膝关节假体通常都使用骨水泥(bone cement) 固定于现有骨骼上。骨水泥类似于牙医使用的白色填充材料。这种方法固定牢固,被认为是当前膝关节置换术的"金标准"。


此外,还有非骨水泥型膝关节假体,其采用特殊设计的金属表面,允许骨骼长入假体。这类假体价格更昂贵,被认为可能具有更长的使用寿命。


如何选择合适的膝关节假体,以获得更好的行走稳定性和信心?

膝关节置换术是目前治疗重度膝关节炎最有效的方法。它能减轻疼痛,提高生活质量。正确的术后护理和加强膝关节周围肌肉力量可以延长假体寿命并改善功能,让患者充满信心地迈步前行。


拉玛9医院膝关节中心由骨科专家提供专业诊疗,帮助患者尽快恢复稳定、自主的活动能力。


关于膝关节置换手术的常见问题

问:双侧膝关节置换手术可以同时进行吗?

答:可以。膝关节置换手术可以同时进行双侧。但具体决定取决于医生的评估和患者的意愿。


问:膝关节置换手术后几天可以走路?

答:大多数患者可以在术后1天内开始使用辅助器具进行负重行走。


参考文献


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