人工关节材料的发展已经历尽了近百年的时间，而且在最近20年中发展迅速[8]，人工关节的作用是置换人体关节中的某一肢体关节，以减轻患者的疼痛，恢复其关节功能。全髋关节置换根据所选假体类型一般分为生物性(非骨水泥型)假体和骨水泥型假 体[9]。关于人工全髋关节置换的假体选择目前有(根据摩擦界面)金属-聚乙烯，金属-金属，陶瓷-陶瓷3类，各有优缺点。对于高龄患者，预期寿命不长的患者，可选择金属-聚乙烯假体，经济实用[10]。对于有些发育不良患者，髋臼较浅，较小的患者可考虑陶瓷-陶瓷假体，最耐磨，当然陶瓷也有碎裂可能及吱吱响声。如果对活动度要求较高的患者建议采用金属-金属假体，由于可以用到大头，活动度大，所以脱位率低[11]。当然金属离子是否对人体有害，目前还没有足够长的随访[9]。对于还想要小孩的女性及肾功能不良患者建议不用。 2.1 生物医学金属材料   金属材料在髋关节置换中占有重要地位，目前髋关节置换临床应用最多的金属关节头和超高分子量聚乙烯髋臼的组合，并且随着金属材料配方和制造工艺的改进，金属/金属关节的组合越来越受到重视[12-13]。     徐卫东等[14]观察髋关节表面置换后材料与宿主的生物相容性及髋关节功能恢复情况。试验中52例髋关节疾病患者完成63侧髋关节表面置换，其中11例患者做了一期双侧置换。手术采用后外侧入路，髋臼假体均放置在髋关节解剖中心的位置，且覆盖髋臼假体面积超过90%以上。主要观察：①置换后脱位、感染等材料与宿主的生物相容性反应。②置换后1，3，6，12个月及其后每年一次采用Harris髋关节评分系统进行功能评估。③影像学资料按照DeLee和Charnley描述的区域，记录髋臼杯周围厚度>1 mm的放射线可透区。结果显示：①所有患者均得到随访，没有发生脱位、没有明显临床症状并需治疗的深静脉栓塞、深部感染或神经血管并发症。②Harris髋关节评分置换前平均38分，置换后平均90分，较术前显著改善。③有2例患者置换后观察到髋臼假体底    2 mm的间隙，置换后6个月消失。没有发现髋臼或股骨假体的迁移或局部的骨溶解。证明金属-金属髋关节表面置换治疗年轻及活动量较大患者早期随访结果较好，无特殊生物相容性反应，置换后获得了较佳的髋关节活动功能和骨量保留。 有研究探讨采用微创金属对金属全髋关节置换治疗成人髋关节疾病的疗效。试验在全麻方式下对11例患者(13例髋关节)施行了微创金属对金属全髋置换，随访1-36个月结果显示，11例患者恢复良好，无髋部及其他系统并发症发生，Harris髋关节指数较术前明显提高，髋关节活动范围较术前明显增大。X射线随访结果证实所有患者术后假体位置良好，无松动、脱位、及假体周围骨质溶解等并发症，说明微创金属对金属全髋关节置换是治疗成人髋关节疾病的有效方法，且具有微创切口外形美观，损伤小，出血少，恢复快，并发症少等优势。 许红林等[15]探讨了大头径金属对金属全髋关节置换的早期疗效及临床体会，指导临床规范、合理的运用该技术。试验对23例(28髋)患者运用大头径金属对金属全髋关节假体完成髋关节置换手术。其中股骨头坏死13例，骨性关节炎3例，股骨颈骨折5例，发育性髋关节发育不良2例。患者平均年龄58岁。所有患者均获平均30个月随访，28个患髋的Harris评分平均从术前的43分提高至术后1年的91分，平均髋关节活动度达到了屈曲115°、外展40°、外旋35°、内旋25°。3例术后偶感疼痛，2例术后轻微疼痛，无严重疼痛病例。X射线显示所有患者髋关节假体位置符合要求，无脱位、松动、断裂等严重并发症。证实大头径金属对金属髋关节假体拥有更好的关节活动度，更小的脱位机会和更小的磨损，对于年轻或较大运动量患者有着良好的早期疗效。 聚乙烯内衬和金属外杯之间通过机械性扣锁组合在一起，形成组配型髋臼假体[16]。此外，组配型髋臼的内衬常常设计有防脱位的“高边”，在植入内衬前术者应将内衬试模放入金属髋臼内，在植入股骨假体试模后试行复位，观察头臼间的匹配关系，适当调整内衬试模的位置，使髋关节获得最大活动范围并保持稳定，然后参照内衬试模的最佳位置植入“高边”聚乙烯内衬假体。但也有医生不喜欢这种高边”设计，因为这种内衬在增加稳定性的同时也增加了“撞击”的可能性[17]。研究翻修术中回收髋臼假体时，聚乙烯内衬背面的磨损和钉尾造成的磨痕引起了医生对“组配问题”的关注。聚乙烯内衬与金属外杯之间的微动会产生磨屑，同时也会产生“泵”效应，促使磨屑通过钉孔进入骨-假体界面，从而引起组织细胞反应，产生骨溶解现象，导致假体松动。尽管制造商努力改善内衬与外杯之间的形合度和接触面，优化聚乙烯内衬的扣锁机制，但是仍然存在骨溶解现象。非骨水泥型全髋关节常用于年轻、活动量大的患者，所以对于这种现象应更加重视。 2.2 生物陶瓷   陶瓷材料的离子结构可以吸收带极性的液体，使之均匀地覆盖在陶瓷的表面，有利于形成流体薄膜润滑效果，并且陶瓷材料硬度高，磨损率低，磨损颗粒小，它还可以在潮湿的条件下工作，克服了金属离子的问题[18]。1970年，Boutin 首次应用氧化铝陶瓷假体行髋关节置换，产生了第一代氧化铝陶瓷假体。但早期的假体断裂成为主要并发症，并限制了其应用[19]。1994年第三代陶瓷假体产生，其断裂的发生率已降低致0.01%。陶瓷假体具有良好的组织相溶性，不产生磨损颗粒所导致的假体周围骨溶解和松动等优越性，有报告中短期骨溶解发生率小于1%，对照组金属-聚乙烯组为18%[20]。而陶瓷-聚乙烯假体由于仍产生磨损颗粒，中长期临床效果不佳，9年翻修率高达38%[1-2]。Hernigou报道陶瓷型假体的中短期与长期应用结果具有显著性差异。在最初的5年中，氧化锆假体磨损率为0.04 mm/年，氧化铝假体为0.08 mm/年；而5-10年时，氧化锆假体磨损率为0.15 mm/年，氧化铝假体为0.08 mm/年[4]；陶瓷头碎裂是人们担心的并发症，将陶瓷头直径增加到32 cm，可显著减少陶瓷头碎裂的并发症[21]。  刘庆等[22]研究介绍陶瓷对陶瓷髋关节的手术，分析种陶瓷髋假体的特点。于2001年11月至2006年6月间分别使用Osteonics ABC型和Option陶瓷对陶瓷人工髋关节系统对101例123髋进行初次全髋置换手术，术中严格控制假体位置，并遵循安放陶瓷假体的特殊技巧。取2款陶瓷髋假体进行体外实验：测量理论最大范围，测量不同的臼杯位置对发生撞击的影响。结果显示临床和影像学结果令人满意，无骨溶解，无陶瓷碎裂和感染等严重并发症；1例陶瓷部件术中发生边缘崩裂现象，2例出现一过性髂腰肌刺激症状。实验结果提示髋臼假体位置直接影响关节活动度，超半径设计对髋关节活动范围影响明显，理论活动范围和臼杯安放位置允许区间均较小。试验说明人工全髋置换使用陶瓷对陶瓷型假体，需要掌握特殊的手术技巧，超半径设计假体安放要求适当增加髋臼假体前倾角。活动2方法置换 全髋关节置换是治疗晚期髋关节炎的理想方法，但界面磨损、无菌性松动是影响假体长期生存率的重要因素，材料的更新和假体设计的改进使界面磨损和无菌性松动率显著降低。陶瓷是目前人工关节中抗磨损的最佳材料，第四代delta陶瓷具有坚硬、湿润性、液体润滑膜、惰性的特点，作为全髋关节置换假体的界面更能抗摩擦和具备高度的生物相容性，具有更高的长期生存率。有研究回顾性评价第四代delta陶瓷-陶瓷全髋关节置换的早期临床应用结果。试验选择接受delta陶瓷-陶瓷人工髋关节置换患者87例，其中髋骨性关节炎35例，股骨头缺血性坏死39髋，类风湿性关节炎8例，强直性脊柱炎5例，均使用德国LINK公司的第四代delta 36 mm陶瓷-陶瓷全髋关节假体，平均随访时间18.6个月。临床疗效采用Harris评分，术后影像学评价通过双髋正侧位X射线片，测量髋臼外展角和估算前倾角，观察有无陶瓷碎裂、假体脱位、假体周围透亮线和骨溶解、假体松动、异位骨化及假体周围骨折情况。结果显示，患者术后Harris评分较术前明显提高，髋臼外展角(43.2±2.3)°，前倾角为(15.6±2.5)°；患侧髋关节内异常杂音2例，经过一段时间后自行消失，未发生陶瓷部件碎裂，异位骨化3例，无其他严重并发症。未见磨损、假体松动征象，无明显骨溶解及感染征象。说明第四代delta陶瓷-陶瓷全髋关节置换的短期疗效令人满意，尤其适合用于年轻、活动量大的患者。但陶瓷是脆性材料，陶瓷界面碰撞、刮痕、界面应力分布不均，是引起陶瓷碎裂的主要原因，在假体安装中适当增加臼杯的外展角和前倾角，彻底清除髋臼周围骨赘，减少股骨头与髋臼发生撞击；安装股骨头时冲洗股骨柄莫尔圆锥血液、骨粒等杂质，确保股骨头锥孔与圆锥密切接触，减少应力集中，预防股骨头碎裂。由于陶瓷假体自身的特点，正确的手术操作技术和假体位置的选择是影响手术远期效果的重要因素，因此，手术操作中注意以下几点：去除髋臼边缘增生的骨赘，防止假体任何可能的撞击；髋臼假体外展角应置于45°-55°，以增加股骨头应力面积，外展时最大应力便于传导；髋臼前倾角稍增大，置于15°-20°，因为没有后加强，防止后脱位。应用假体内衬试模，当认为股骨头假体与髋臼假体位置贴合准确时，再更换陶瓷内衬，以确保手术成功率；放置股骨头假体于假体颈上时，特别注意两者之间的紧密贴合，否则陶瓷头中产生应力集中，导致假体断裂。金属杯表面3个防旋转钉应放置于坐骨、耻骨、髂骨体，否则易致髋臼骨折，本组有2例因放置不当导致髋臼骨折，术后卧床8周，随访期未见松动或假体移位。 2.3 复合材料   自20世纪中期，复合材料在人工关节假体的设计和制造中得到应用和发展并显示出广阔的应用前景，同时也显露出许多有待解决的问   题[23]。复合材料假体因其可调的弹性模量和足够的力学强度，力学性能接近人体骨骼而逐渐被重视，碳纤维增强的聚四氟乙烯复合材料作为金属假体的外涂层，可以刺激纤维组织长入而固定假体减少金属离子的释放，但此材料强度太差，不适合做外涂层[24]。碳纤维增强的聚乙烯复合材料因纤维基质结合差，易产生大量的磨屑，引发骨内黑色豆芽肿及囊性变，假体发生松动而导致翻修。 碳纤维复合材料主要是由碳元素组成的一种特种纤维，其含碳量随种类不同而异，一般在90%以上。碳纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐磨擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料不同的是，其外形有显著的各向异性、柔软、可加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强度。碳纤维比重小，因此有很高的比强度。碳纤维是由含碳量较高，在热处理过程中不熔融的人造化学纤维，经热稳定氧化处理、碳化处理及石墨化等工艺制成的。碳纤维复合材料的主要用途是与树脂、金属、陶瓷等基体复合制成结构材料。碳纤维增强环氧树脂复合材料，其比强度、比模量综合指标在现有结构材料中是最高的；在密度、刚度、质量、疲劳特性等有严格要求的领域，在要求高温、化学稳定性高的场合，碳纤维复合材料都颇具优势。 碳纤维复合材料用于髋假体制造有许多优势:低弹性模量；力学强度高、抗疲劳、耐冲击；材料性能的可设计性，在很大范围内满足多种刚度和强度要求；热稳定性好、耐腐蚀、成型工艺简单、成本低、自重轻、透射线等。骨组织也是一种由胶原纤维与经基磷灰石组成的复合材料。受此启发，自20世纪中期复合材料在人工关节假体的设计和制造中得到应用和发展，并显示出广阔的应用前景，同时也显露出许多有待解决的问题。 应力遮挡引起的股骨上段骨吸收和远期松动是影响人工髋关节远期疗效的主要原因之一。有实验对弹性模量接近皮质骨的聚砜复合材料及其人工髋关节进行了研究，选用14只成年狗行右侧髋关节置换，植入聚砜-碳纤维-羟基磷灰石复合材料假体，分术后当日、1个月、3个月、6个月和9个月组处死动物，通过单光子骨密度仪，X射线摄片计算机辅助分析，光镜和扫描电镜分析，对假体植入后股骨上段骨重建变化和骨假体界面结合进行研究。结果显示复合材料假体应力遮挡轻，假体植入侧骨密度变化与对照组相比无骨吸收。骨假体界面结合满意，结合面积1个月为(45.61±2.75)%、3个月为(50.26±2.19)%、6个月为(51.24±1.07)%、9个月为(54.02±4.08)%。表明聚砜复合材料假体有良好的力学相容性和生物相容性，是一种有前途的新型假体。"