自1890年第一例股骨头假体植入术的开展，人工髋关节技术已历经120年的研究和发展，其假体设计、制作和手术操作日臻完善，已成为髋关节重建外科的标准化手术之一，本文为您介绍了该研究的学术与技术进展历史。

摘要

1890年，德国医师Gluck第一个将象牙制作的股骨头假体植入人体。

1923年，美国医师Smith Petersen在波士顿设计了玻璃杯关节假体。

1938年，英国医师Philip Wiles采用不锈钢的臼杯与股骨假体，实施全球第一例全髋关节置换。

1938年，美国医师Smith Petersen用牙科医生使用的钴铬钼合金材料做成钟状开口的金属杯，用于髋关节置换。

1940年，Judet兄弟在法国用固定牙的丙烯酸合成树脂制造人工髋关节。

1941年，美国Moore和F.R..Thompson医师分别研发出完整的股骨球头置换术。

1950年，英格兰医师Charnley进行了关节摩擦和润滑机制研究的设想。

1953年，美国医师Haboush第一次将丙烯酸骨水泥应用于全髋关节假体固定。

1958年，英格兰医师Charnley根据重体环境滑润理论，用聚四氟乙烯髋臼和金属股骨头制成低摩擦的人工关节。

1962年，经过大量的生物材料摩擦试验，英格兰医师Charnley设计出直径22.5mm的金属股骨头和超高分子聚乙烯髋臼组合的假体，用聚甲基丙烯酸甲酯（骨水泥）固定，从而创建了低摩擦的人工关节置换术。

1966年，英格兰医师Charnley首先使用了空气层流净化手术间、个人空气隔离系统、预防性抗生素，使置换后感染率显著降低。由于Charnley对人工关节作出的重大贡献，被公认为现代人工关节之父。

1971年，表面微孔型铬钼股骨头假体在巴黎出现，其特点为假体柄全长都布满了空隙。由于远端孔隙内骨长入牢靠而产生应力遮挡效应，使股骨近端骨质萎缩，因此被迫放弃了，目前将假体柄近端设计为微孔，孔径直径为100～500um的假体已被广泛应用。

1978年，美国的Miller和Harris医师改进了股骨柄骨水泥的使用方法，使骨水泥技术由第一代发展到第三代(现代)骨水泥技术，在长达20年的病例随访中，股骨柄假体松动率仅为3%。

1994年，出现了混合型固定的全髋关节置换术，很多专家都把混合型人工关节置换作为首选模式。美国发展与共识会议正式提出了骨水泥型假体柄和非骨水泥臼的混合型全髋关节假体。

●     1890年，德国的Gluck第一个将象牙制作的股骨头假体植入人体。

Gluck在德国首次用象牙制作的股骨头与髋臼假体植入人体，用镀镍螺钉固定假体，还使用了骨胶作为粘合剂来固定假体，这为骨水泥型全髋关节置换技术的应用起到了启蒙作用。

●     1923年，美国医师Smith Petersen设计了玻璃关节成形术。

位于美国波士顿的一位外科医师Smith Petersen将玻璃塑成一中空半圆状的模型，其可适当地套用于股骨头之上且予以一新的平滑面供关节运动，虽然玻璃材质的生物相容性很好，然而其强度无法抵抗人行走或跑步所产生的剪力，因此Smith Petersen开始寻求其他材料铸造关节模型，如塑胶及不锈钢。

●     1938年，英国Philip Wiles医师采用不锈钢的臼杯与股骨假体，实施全球第一例全髋关节置换。

自1938年Philip Wiles施行第一例全髋关节置换术以来，全髋关节置换在假体的设计、工艺、材料，以及手术技巧方面有了很大的改进和发展，然而，人工髋关节置换术尚有许多不足之处，其中假体松动是公认手术失败的最主要原因之一。

●     1938年，美国医师Smith Petersen用牙科医生使用的钴铬钼合金材料做成钟状开口的金属杯，用于人工髋关节置换。

Smith Petersen医师发现牙科医生使用的钴铬钼合金材料生物惰性较强，在人体内生物相容性较好，但长期疗效不佳，原因是金属杯与股骨头摩擦增加，股骨头坏死疼痛加剧。

●     1940年，Judet兄弟在法国用固定牙的丙烯酸合成树脂制造人工髋关节。

Jean Judet与其兄弟Robert Judet在法国采用了短柄有股骨头假体进行了半关节置换术，假体由丙烯酸酯热压成型直柄，由大转子下穿出，这在当时的欧洲特别流行，术后早期效果满意，虽然丙烯酸材质可提供平滑的表面，却无法克服松脱的缺点。

●     1941年，美国Moore和F.R..Thompson医师分别研发出完整的股骨球头置换术。

南卡罗来纳州的医师Moore与纽约的医师F.R..Thompson分别研发出完整的股骨球头置换术，此种假体设计包含一金属柄可插入股骨髓腔中，而上连有一完整的金属球头恰好置入人体髋臼之中。此种方式可用来治疗髋部骨折与部分的关节炎病例。而此种球头的髋关节置换被称为半关节整形术，因为此方式仅满足股骨球头部分的问题，而髋臼部分并无置换的动作。此外，当时假体与骨之间的固定仍是一难题，有大部分的患者于使用此种假体后因松脱的问题而导致术后疼痛，因此此种型态的置换仍无法满足关节炎患者的需求。

●     1950年，Charnley进行了关节摩擦和润滑机制研究的设想。

英格兰一位深具创意的医师John Charnley认为，生物关节面类似海绵具有弹性，内含滑液，使关节保持低摩擦系数。那么采用润滑液润滑假体关节面以获得低摩擦效应是不能的，应当寻求低摩擦系数的生物材料来制作假体以达目的，从而确立了人工关节低摩擦理论。

●     1953年，Haboush第一次将丙烯酸骨水泥应用于全髋关节假体固定。

Judet兄弟应用丙烯酸材料制造人工髋关节引起纽约关节疾病医院的Haboush医师的重视，Haboush将牙科上所使用的快速镶嵌丙烯酸补牙材料应用于假体与骨之间，至此正式开启假体的固定技术。

●     1958年，英国的Charnley医师根据重体环境滑润理论，用聚四氟乙烯髋臼和金属股骨头制成低摩擦的人工关节。

Charnley使用Teflon implant置换已磨损的髋臼关节面，期望提供一平滑面与金属球头相接合。而当Charnley发现Teflon无法达到预期目标时便转向采用聚乙烯，而聚乙烯使用的结果出乎意料地成功。Charnley为了使髂臼的聚乙烯植入物固定能像股骨元件与骨之间般的稳固，其采用牙科常使用的聚合物－polymethyl methacrylate，在手术时予以搅拌然后灌入植入物与骨间可达到良好的稳固，此物质类似现今的骨水泥，此时全人工髋关节（total hip replacement）便诞生了。

●     1962年，经过大量的生物材料摩擦试验，Charnley设计出直径22.5mm的金属股骨头和超高分子聚乙烯髋臼组合的假体，用聚甲基丙烯酸甲酯（骨水泥）固定，从而创建了低摩擦的人工关节置换术。

自从Charnley的低摩擦关节问世后，人工关节置换术进入实际应用的新阶段。各类型人工关节相继出现，但临床效果都不如Charnley髋关节置换术。Charnley假体具有低摩擦、稳定、较少发生松动等优点。至今Charnley人工关节置换术已成为衡量其他髋关节置换术的金标准，而Charnley亦进一步改良手术技术与元件。当时有1000位患者因Charnley的置换术治疗而大幅度缓解其髋关节疼痛，且术后结果亦变得具有预期性，当时英国女皇为感谢Charnley的贡献而授予其爵士之位。

此后，世界各地学者开始设计更多类型的人工髋关节假体，髋臼假体的设计、制作工艺也不断变化，超高分子聚乙烯髋臼假体与金属股骨头所组合的人工关节被认为最佳的优化组合，并且具有较小的摩擦系数。为了达到生物固定的目的，人工关节元件的表面便开始被设计成特殊结构以利骨长入，除髋臼假体采用非骨水泥固定外，各种各样的非骨水泥固定股骨柄不断涌现，有压配型、表面带翼或放射状沟槽或表面微孔型或巨孔型的股骨柄。

人工髋关节假体设计、制作工艺和手术操作日臻完善，已成为髋关节重建外科的标准化手术之一。