一、骨溶解机制
1.金属股骨头与聚乙烯髋臼界面 头臼关节界面磨损,是产生金属、聚乙烯碎屑主要来源。文献报道,人工髋关节置换术后的聚乙烯杯线性磨损速率平均约0.1~0.2mm/年,每天释放2.5万~1亿各聚乙烯碎屑。影响头臼界面磨损的因素:一是活动量。无疑活动量大,磨损越快。二是假体材料本身的组成、质量、关节面的光洁度、耐磨性能等。三是股骨头的直径。经研究32mm、28mm、22mm三种直径的股骨头假体对髋臼造成的磨损比较,发现32mm直径头磨损最重,28mm直径头磨损最轻。头直径过大过小都会加重磨损。四是头臼的匹配。要求呈同心圆,界面要光滑,贴合要完全,否则易造成假体某区域的应力集中,加重磨损。磨屑聚于关节面间,又进一步加重磨损,形成磨损——碎屑的恶性循环。
2.金属——骨水泥界面 骨水泥与金属假体结合不良产生微动是造成界面磨损的根本原因。影响因素:一是操作技术不当。二是骨水泥与金属材料弹性模量不同,承受相同负荷后产生形变有差异,从而产生裂隙,出现相对活动。三是骨水泥具有黏弹性,有应力松弛和蠕动现象。四是金属与骨水泥缺乏嵌合,因而导致金属与骨水泥界面结合不良,在负重应力下出现假体松动,另一方面也为磨屑的扩散提供通道。
3.骨水泥——骨界面 是骨组织与人工关节假体直接结合的界面,此界面产生的磨屑诱发了骨溶解反应,导致假体松动,松动又加重磨损,形成恶性循环。微动和相对运动是磨损的主要原因。导致该微动的原因:一是松质骨面清理不够彻底,残留有血凝块、骨屑。脂肪、纤维组织等。二是松质骨面出血,影响骨水泥渗入骨面。渗血的压力亦可将已渗入的骨水泥重新推出。(https://www.daowen.com)
4.金属假体——骨界面 生物学固定型假体有表面涂层假体和紧密压配型假体。①表面涂层处理的假体是通过假体的表面处理技术,加入羟基磷灰石表面喷涂、钛合金球粒或钛丝锻压构成多孔层表面,导致骨组织长入的生物学固定。该类型的假体磨屑产生出与微动而产生的直接摩擦有关外,还与假体本身的表面处理技术有关。如假体表层和肽丝或金属球颗粒在反复的压缩、拉伸应力下被磨损、脱落。②通过紧密压配固定的假体、部分消除磨损颗粒的产生,减少了金属——骨界面的磨损,该类型假体产生碎屑量理论上讲,应少于其他类型假体。
5.组合式假体的连接面 组合式假体是人工关节发展演变的趋势之一,但其增加的各部件的连接面也增加了磨损颗粒的数量,如髋臼金属壳与聚乙烯内衬的界面、股骨头假体与股骨颈假体的界面、螺丝钉与螺孔之间的界面等。磨损颗粒在关节滑液中移动,最终在骨界面诱导了骨溶解反应的发生。