保留前后交叉韌帶型人工膝關節(jié)假體的設計及其相關臨床研究.pdf

1、研究背景：自20世紀70年代以來，人工膝關節(jié)外科領域已經(jīng)獲得了極大的發(fā)展，但是目前所有的膝關節(jié)假體設計在術后都無法使患膝的功能恢復至正常膝關節(jié)水平，而且全膝關節(jié)置換術后，患膝的生理和生物力學特性均有異于于正常的膝關節(jié)。膝關節(jié)作為人體內(nèi)復雜而重要的關節(jié)，各解剖亞單位之間是相互制約而又共同作用的，解剖結構的任何細微改變都有可能對膝關節(jié)的整體功能造成嚴重的影響。目前除單裸假體外，幾乎所有的膝關節(jié)假體均采用了犧牲前交叉韌帶或前后交叉韌帶的設計。

2、而犧牲了交叉韌帶的人工膝關節(jié)設計必然會導致一定程度的關節(jié)動態(tài)和靜態(tài)穩(wěn)定性的下降，同時也會對患膝的運動生理功能造成明顯的影響。目前雖然有少數(shù)國外設計的保留前叉韌帶的假體，但是均存在著關節(jié)顯露困難，很難重新獲得兩條韌帶的正常張力、假體的錨定面積過小、術后關節(jié)線水平明顯改變等諸多問題，置換術后患膝功能的恢復也未能達到預期的效果。隨著人們生活水平的改善，對健康及生活質(zhì)量的要求也愈來愈高，對膝關節(jié)置換手術的要求也不僅僅只停留在單純改善疼痛等癥狀，

3、所以如何獲得最佳的功能及活動度，使患者真正滿意，成為當前大家都很關心的問題，這也對人工膝關節(jié)外科提出了更高更新的要求。
　　目的：設計一種能夠同時保留前、后交叉韌帶的表面膝關節(jié)假體，改進以往假體設計的不足，使膝關節(jié)假體的解剖學、運動學及生物力學特性更加接近人體膝關節(jié)。
　　方法：1、通過術中測量，結合前期試驗的結果，確定前交叉韌帶在脛骨平臺附著點的具體解剖學特征，結合應用現(xiàn)代計算機輔助設計技術完成本研究中前后交叉韌帶保留型假

4、體的設計。2、計算機三維有限元分析:①結合應用現(xiàn)代計算機輔助設計及輔助工程技術，將膝關節(jié)醫(yī)學影像學斷層圖像數(shù)字化，并建立包括骨、軟骨、半月板、韌帶等結構的人體膝關節(jié)和本假體置換之后的膝關節(jié)三維有限元模型。②進一步利用上述技術，建立采用本型假體置換前后膝關節(jié)模型，計算置換前后髕股關節(jié)接觸面積的變化情況，以驗證本型假體的髕股關節(jié)設計是否成功。③選用2型現(xiàn)有人工膝關節(jié)假體進行小樣本前瞻性隨機對照實驗，為后期臨床試驗積累經(jīng)驗。
　　結果：

5、1、設計了一種新型的可同時保留前后交叉韌帶的人工膝關節(jié)假體，在一定程度上克服了以往假體的一些缺點和不足。2、利用現(xiàn)代計算機技術，結合使用計算機輔助設計和輔助工程軟件，建立了膝關節(jié)三維有限元模型和本假體置換后的三維有限元模型，形態(tài)逼真，結構完整，軟件模擬計算本假體置換前后髕股關節(jié)的接觸面積的結果也證實了髕股關節(jié)設計合理；3、通過對商品化的高屈和普通假體進行對比，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有高屈假體并不能在膝關節(jié)活動范圍方面體現(xiàn)優(yōu)勢。同時積累了組織臨床相關試驗