金属假体好不好 我换的是金属对聚乙烯有毒吗材料 现在20岁

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-06-28 07:57 标签： 聚乙烯有毒吗

我们每天做很多髋、膝关节置换术，经常有患者好奇关节假体是用什么材料制造的。简而言之，关节假体常用的材料有稀有合金（钛合金、钴铬合金）、聚乙烯和陶瓷，固定假体用的是骨水泥“聚甲基丙烯酸甲酯”。

如果这些科学词汇让您感觉比较枯燥，那么让我们换一种说法：“你的关节假体和歼20战斗机用了同一种材料！”“陶瓷也可以用来做关节假体！”“ 你的关节假体零件和装油条的塑料袋，都是用聚乙烯做的！”您先不用惊讶，这些都是事实，下面我们来详细介绍关节假体的制造材料。

骨关节置换常见的是髋关节和膝关节，为叙述方便，我们把关节假体分为主体，摩擦界面和骨-假体界面三个部分来讲。

主体部分，即膝关节的胫骨平台托，髋关节的股骨柄和髋臼外杯，一般是TC4钛合金，由钛和少量的钒、铝制成。钛合金腐蚀，质地轻盈，机械性能良好，在工业上被誉为“航天金属”：美国的SR-71高空侦察机就是钛合金做的外壳，我国最新型的歼20战斗机里钛合金比例高达20%。

在各种金属中，钛合金力学参数比较接近人骨，和骨头有良好的力学相容性，既不因为太软支撑不住，又不容易因为太硬压坏骨头。钛合金表面有一层致密的氧化层，在人体内很难被腐蚀，生物相容性好，极少有排斥反应，目前也没有发现明确的毒害作用。虽然有种种优异的性能使钛合金成为了骨科内植物的理想材料，但钛合金难冶炼，更难加工，这是关节假体价格较贵的原因之一。

摩擦界面是关节活动功能的核心。如果是金属构成的摩擦界面，例如髋关节假体的金属股骨头和膝关节假体的股骨髁，采用的是钴-铬或钴铬钼合金。这类合金最突出的特性是耐磨。钴在工业上用于制造硬质合金刀具，钼更是坦克装甲不可或缺的金属材料。强强联合制成的合金，耐磨耐冲击，用这些合金制造关节假体摩擦界面，利于延长假体寿命，减少有害的磨损碎屑产生。

为了缓冲和耐磨，膝关节胫骨和股骨假体中间需要放置一片塑料垫片，髋关节假体髋臼部分也可以选择塑料的衬垫。聚乙烯是一种古老且常见的塑料，日程生活中，从脸盆到塑料袋都有它的身影。关节假体要植入人体，还要使用很多年不损坏，用这么低端的塑料会不会难以胜任呢？其实历史上，人类也尝试过更高级的塑料，比如聚四氟乙烯（特氟龙）但表现都不理想，经过多年大浪淘沙的筛选，聚乙烯以优良的耐磨损和抗冲击性能成为了最优选择。关节假体所用的聚乙烯，和用来做塑料脸盆的略有不同。60年代人们通过增加普通聚乙烯分子大小，制造出“超高分子量聚乙烯”，获得了更好的耐磨损性能，更低的摩擦系数。90年代以来，又通过化学反应甚至高能射线，辅以精细的热处理，让聚乙烯分子相互“拉起手来”，形成高交联聚乙烯，进一步增加耐磨性。所以，关节假体所用的聚乙烯和生活中常见的聚乙烯，除了名字和类似之外，其实不是同一层次的东西了。

陶瓷确实可以用来制造人工关节，不但如此，目前最先进的髋关节假体都使用了陶瓷的。关节假体选用的陶瓷材料，不是您家里做碗的那种。生活中的陶瓷，是由黏土经过高温烧结，形成的坚硬材料；而关节假体的陶瓷，制造原料是高纯度的氧化铝、氧化锆，烧结的温度也更高，控制得更严格。氧化铝和氧化锆是什么呢？天然的氧化锆晶体称为斜锆石，您不知道斜锆石是什么没关系，那么氧化铝的天然晶体您一定听说过：蓝宝石和红宝石——都是高硬度的宝石。这样出色材料和特殊工艺制造出的陶瓷，既耐磨又坚硬。陶瓷制造的髋关节假体，每年只磨损5微米（20万分至一米），经久耐用，是年轻患者的最佳选择。

瓷碗容易摔碎，于是人们发明了搪瓷碗，关节假体的研发思路也是一样的。早期的陶瓷髋关节假体容易碎裂，未解决这一问题，人们在假体金属表面烧结一层陶瓷，成为“黑晶”假体。这样既保留了陶瓷的耐磨特性，也占到了金属不宜碎裂的好处。实际上，现在的第四代陶瓷假体，已经极少发生碎裂，黑晶假体和陶瓷假体各有千秋，并没有明确的优劣之分。

假体需要固定在骨头上，对于多数膝关节假体和少数髋关节假体，假体和骨头之间需要涂抹一层”骨水泥”，就像砌墙用的灰浆一样，通过填塞骨面和假体的缝隙，来实现假体的固定。“骨水泥”是一种聚合材料，它的化学名称叫做“聚甲基丙烯酸甲酯”。“聚甲基丙烯酸甲酯”还有一个更通俗的名字——“有机玻璃”，这又是一种生活中常见的材料，就是用来制作公交站台广告牌和印章的那个。普通的有机玻璃经过化学改性，使其更适宜骨科应用，就成了骨水泥。骨水泥化学性质稳定，生物相容性好，应用于骨科手术已有超过60年的历史。

当然，在髋关节，大部分情况下是不需要这层水泥的，取而代之的是一些涂层物质，包块羟基磷灰石、微小钛珠或者喷砂制成的粗糙面以及骨小梁涂层等，都是为了让骨头和金属假体之间实现生物愈合，也就是长在一起。

以上便是关节假体的常用材料。一副关节假体看似不起眼，但它的背后是冶金、化工，机械加工等多领域科技的融合，是人工关节外科几十年尝试和积累的凝聚，其复杂和精妙令人叹为观止。

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　　老郭今年50岁，因为长期饮酒导致了双侧股骨头坏死，并且已经到了后期，医生说必须行人工关节置换手术才能解决问题。听说人工关节种类很多，不知道用什么样的产品合适，于是全家齐动员，上网搜索，可是搜了半天还是云里雾里：产品种类很多，有金属的、塑料的、陶瓷的等，并且价格相差很多，有的网站还介绍说年龄不同也应该使用不同的产品,最后老郭不得不到医院找到关节外科专家帮他做选择。

　　人工髋关节确实有很多种，就像网上看到的一样，不同的产品价格也不一样，不同的年龄适合的产品种类也不完全相同。下面就大家最关注的关于人工关节选择的问题一一做解答。

　　人工关节由哪几个主要部件组成？

　　金属部件主要采用钛及钛合金材料来制做，含钛的材料不但耐腐蚀，也容易与人自体的骨头长在一起。金属材料的作用就是负责和骨头长在一起。人工关节盆骨侧的金属部件与大腿的金属部件之间垫有耐磨材料，两种耐磨材料之间相互摩擦形成了关节面。耐磨材料可以是高分子聚乙烯塑料对金属或者陶瓷相互摩擦，也可以采用金属对金属摩擦或陶瓷对陶瓷摩擦，金属和陶瓷的耐摩性更好，尤其是陶瓷，毒副作用更小，近些年异军突起，在人工关节领域使用越来越多。

　　各种摩擦面之间相互有什么区别吗？

　　当然有区别。金属对聚乙烯塑料是使用最普通的摩擦面，每年磨损掉150~200微米，陶瓷对塑料则相对磨损较慢，每年磨损接近90微米，而金属对金属或者陶瓷对陶瓷的磨损很慢，每年磨损只有不到5微米。这些不同种类的摩擦面匹配分别适合什么样的患者呢？一般的选择原则是年龄越小越倾向于选择陶瓷对陶瓷或者金属对金属的摩擦面，比如60岁以下的患者，这些人预计未来的寿命会超过30年，所以要使用磨损慢的关节摩擦面。50~70岁的患者预计还有30年左右的人生路要走，选择陶瓷对聚乙烯塑料的摩擦面比较合适。超过70岁的患者，由于预计的生存期一般不足30年，所以使用金属对塑料摩擦面就可以满足余生所需了。

　　陶瓷假体会不会碎裂？

　　这个问题不但老郭关心，相信很多人都担心。陶瓷餐具不小心会碎裂，陶瓷人工关节假体也存在这个问题，不过陶瓷关节要比餐具结实很多，正常使用的时候碎裂的机会大约在千分之一和万分之一之间，这比手术的其他并发症要少很多很多，所以基本不用担心陶瓷碎裂的问题。

　　三代和四代陶瓷关节假体之间有什么区别呢？

　　这是制作工艺的改进，四代陶瓷比三代陶瓷更加耐磨，更不容易碎裂，当然价格也更高。金属对金属不存在碎裂问题，又耐磨，不更好吗？金属不会碎裂，这是事实，但制作金属摩擦面的材料都是重金属，磨损下来的重金属离子会不会对人体造成伤害目前还没有最后定论，对将要怀孕生宝宝的育龄期妇女来说，重金属离子可能对胎儿发育产生影响，由于重金属离子主要是通过肾脏排泄，所以肾功能不全的患者不应该使用。

　　怎么替代股骨头的假体头还有大小之分呢？

　　这主要是针对金属和陶瓷摩擦面假体而言，头越大术后越不容易脱位。使用大头的假体的前提是患者的盆骨要足够大。

　　每种材料的目前大概都在什么价位？

　　一般来说，各公司产品价位有些差异，但差异不会太大。配用四代陶瓷摩擦面的一套假体一般在6万左右，配用三代陶瓷摩擦面时一套假体大约在3.5万左右，金属对金属匹配的一套假体多在4.0万左右，陶瓷对聚乙烯塑料匹配的一套价格接近3万，金属对聚乙烯匹配的一套假体接近2.5万圆。但不同的城市可能价格不同，价格不是医院定的，是政府招标定价，多数大医院卖给患者的价格要比政府定价低。

　　什么时候用骨水泥呢？

　　骨水泥的作用是衬垫在金属假体与骨头之间，让二者之间的力量分布均匀。现在使用越来越少了，主要用在老年和骨质疏松严重的患者身上。

　　医生在为患者选假体的时候会遵循什么原则呢？

　　首先考虑的是手术效果，不但近期效果要好，更希望为患者安装上一个人工关节后能让患者终生受益。所以，一般来说，医生要估算患者的未来寿命和日常活动量，据此选择不同材料的人工关节假体。其次，医生会考虑患者的经济条件来选择不同价位的假体，确保患者能够用最少的钱获最大的益。

　　老郭今年50岁，估计他还有40年左右的人生路要走，应为他选择能够耐磨些的假体。老郭家庭经济不是很富裕，但也不是捉襟见肘，所以医生为他选择了第三代陶瓷摩擦面的人工关节。祝愿老郭的人工关节能很好地为他服务终生。

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