保留前后交叉韌帶型人工膝關(guān)節(jié)假體的設(shè)計(jì)及其相關(guān)臨床研究.pdf

1、研究背景：自20世紀(jì)70年代以來(lái)，人工膝關(guān)節(jié)外科領(lǐng)域已經(jīng)獲得了極大的發(fā)展，但是目前所有的膝關(guān)節(jié)假體設(shè)計(jì)在術(shù)后都無(wú)法使患膝的功能恢復(fù)至正常膝關(guān)節(jié)水平，而且全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后，患膝的生理和生物力學(xué)特性均有異于于正常的膝關(guān)節(jié)。膝關(guān)節(jié)作為人體內(nèi)復(fù)雜而重要的關(guān)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(jié)構(gòu)的任何細(xì)微改變都有可能對(duì)膝關(guān)節(jié)的整體功能造成嚴(yán)重的影響。目前除單裸假體外，幾乎所有的膝關(guān)節(jié)假體均采用了犧牲前交叉韌帶或前后交叉韌帶的設(shè)計(jì)。

2、而犧牲了交叉韌帶的人工膝關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)必然會(huì)導(dǎo)致一定程度的關(guān)節(jié)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)穩(wěn)定性的下降，同時(shí)也會(huì)對(duì)患膝的運(yùn)動(dòng)生理功能造成明顯的影響。目前雖然有少數(shù)國(guó)外設(shè)計(jì)的保留前叉韌帶的假體，但是均存在著關(guān)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(guò)小、術(shù)后關(guān)節(jié)線水平明顯改變等諸多問(wèn)題，置換術(shù)后患膝功能的恢復(fù)也未能達(dá)到預(yù)期的效果。隨著人們生活水平的改善，對(duì)健康及生活質(zhì)量的要求也愈來(lái)愈高，對(duì)膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)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(dòng)度，使患者真正滿意，成為當(dāng)前大家都很關(guān)心的問(wèn)題，這也對(duì)人工膝關(guān)節(jié)外科提出了更高更新的要求。
　　目的：設(shè)計(jì)一種能夠同時(shí)保留前、后交叉韌帶的表面膝關(guān)節(jié)假體，改進(jìn)以往假體設(shè)計(jì)的不足，使膝關(guān)節(jié)假體的解剖學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)及生物力學(xué)特性更加接近人體膝關(guān)節(jié)。
　　方法：1、通過(guò)術(shù)中測(cè)量，結(jié)合前期試驗(yàn)的結(jié)果，確定前交叉韌帶在脛骨平臺(tái)附著點(diǎn)的具體解剖學(xué)特征，結(jié)合應(yīng)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)完成本研究中前后交叉韌帶保留型假

4、體的設(shè)計(jì)。2、計(jì)算機(jī)三維有限元分析:①結(jié)合應(yīng)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及輔助工程技術(shù)，將膝關(guān)節(jié)醫(yī)學(xué)影像學(xué)斷層圖像數(shù)字化，并建立包括骨、軟骨、半月板、韌帶等結(jié)構(gòu)的人體膝關(guān)節(jié)和本假體置換之后的膝關(guān)節(jié)三維有限元模型。②進(jìn)一步利用上述技術(shù)，建立采用本型假體置換前后膝關(guān)節(jié)模型，計(jì)算置換前后髕股關(guān)節(jié)接觸面積的變化情況，以驗(yàn)證本型假體的髕股關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)是否成功。③選用2型現(xiàn)有人工膝關(guān)節(jié)假體進(jìn)行小樣本前瞻性隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，為后期臨床試驗(yàn)積累經(jīng)驗(yàn)。
　　結(jié)果：

5、1、設(shè)計(jì)了一種新型的可同時(shí)保留前后交叉韌帶的人工膝關(guān)節(jié)假體，在一定程度上克服了以往假體的一些缺點(diǎn)和不足。2、利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)，結(jié)合使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和輔助工程軟件，建立了膝關(guān)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(jié)構(gòu)完整，軟件模擬計(jì)算本假體置換前后髕股關(guān)節(jié)的接觸面積的結(jié)果也證實(shí)了髕股關(guān)節(jié)設(shè)計(jì)合理；3、通過(guò)對(duì)商品化的高屈和普通假體進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有高屈假體并不能在膝關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍方面體現(xiàn)優(yōu)勢(shì)。同時(shí)積累了組織臨床相關(guān)試驗(yàn)