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醫學工程專題報告人工髖關節介紹 教授 ： 林賢龍老師 學生 ： 曾聖庭 報告日期 ： 2004年3月2日 何謂生物力學 (Biomechanics) 生物力學是指應用力學於人體結構、動 作、相關器材與環境之科學。經人體運動 學，將一個動作分析後，透過影像、動 力、肌電等方法，計算身體各部分在某個 體位(Posture)時所承受的「力」。 人體髖關節 人的髖關節是由一個球（股骨頭）及狀物 （髖臼）所構成，它是由大腿骨（股骨）與 骨盆所形成的關節，四周包圍著強力的關 節囊，肌肉韌帶，是全身受力最重的關節。 人工髖關節 人工髖關節的結構與人體的髖關節相同， 包括一個塑膠（聚乙烯）做成的杯狀物及 一個合金做成的球幹體合併而成，代替人 體原來的髖關節。 人工關節置換術 人工關節置換術是將己磨損破壞的關節面 切除，如同裝牙套一般，置入人工關節， 使其恢復正常平滑的關節面。它可以說是 本世紀骨科手術最偉大的突破之一。 為什麼要換人工髖關節 一旦髖關節有病變，導致關節被破壞，甚 至缺損、變形，而引起疼痛，造成日常生 活行動受限。就必須換人工髖關節。常見 的原因有退化性關節炎，類風濕性關節 炎，股骨頭缺血性壞死，股骨頸骨折，濫 用類固醇與酗酒。 人工髖關節置換有何危險性及併發症 併發症以感染(Infection)最具破壞力， 它可能發生在術後幾天內，也可能於幾年 後發生。輕者需抗生素治療，重者需將人 工關節拔除、清創，待感染控制後再植入 新的人工關節。 人工髖關節的優點 關節不再疼痛。 不需長期服用止痛劑。 恢復正常之關節活動功能。 人工髖關節的缺點 人工髖關節鬆動(Loosening) 人工髖關節脫位(Dislocation) 人工髖關節磨損(Wear)及破損(Breakage) 其它 人工關節所尚未完全解決的問題 聚乙烯磨耗 骨泥強度減弱引起固定失敗 應力遮蔽效應和骨溶解引起骨吸收或缺損 人工關節的壽命有多長 如能正常使用，有90%的病人可使用十年 以上。年輕、活動力強或體重重的病患， 人工關節較易磨損鬆動。除非特殊情況， 醫師會儘量等病人年齡大一些再施行關節 置換。同時也希望病人維持理想體重、避 免劇烈運動，以減少人工關節磨損及日後 重新置換的機會。 近年來新的研究結果與進展 材料的更新 設計的改良 股骨零件的固定改良 髖臼零件的固定改良 磨損問題的克服 手術技巧的改良 材料的更新 傳統人工髖關節 精密陶磁製品 精密陶磁外加鈦金屬保護 超級耐磨髖關節內襯 設計的改良 為克服鬆動的問題，人工關節表面有粗糙 顆粒的塗佈或結合一層特殊塗料，期使新 生骨頭能與人工關節結合穩固，不致鬆 動。另一方面，髖臼杯的設計也朝向減少 孔洞或螺絲釘來設計以避免日後磨損鬆動 的骨溶解難題。 股骨零件的固定改良 人工髖關節的股骨零件要與病人股骨緊密 結合有兩大方法，一為加強骨水泥接觸 面，二為使用嵌入式方法卡緊。隨著科技 演進，骨水泥的使用技巧已進入第三代方 法。而嵌入式方式也藉外形設計及表面凹 凸設計使嵌入更緊密。這樣的進步，股骨 零件鬆動已大大降低。 髖臼零件的固定改良 髖臼的部份使用骨水泥方式已漸為人揚 棄，而改以嵌入式為主流。半圓形的髖臼 杯表面以顆粒塗佈或特殊塗料增加結合 力，而嵌入之人工髖臼應稍大約2mm以求更 為緊密。 磨損問題的克服 為克服磨損的問題，不同材質之間的磨損 率被熱烈討論。目前高分子聚合塑膠 (HMWPE) 與鈷鉻鉬合金的配對最被廣泛使 用，新近的研究顯示，改良過的合金對合 金磨損率大大降低，而高精密陶磁也有很 低的磨損率，未來可能會被廣泛使用。 手術技巧的改良 近來的發展在人工膝關節及髖關節手術都 有新的工具器械使醫師可以用很小的刀口 來正確的進行手術，刀口小的好處就是組 織的破壞更少，病人術後的恢復及復健均 會更加快速。此方法稱之為微小刀口人工 關節置換手術。 時事報導(1) 換人工髖關節 4天可上班 (聯合新聞網 2004-02-24 03:28) 榮總：改良式人工髖關節 復原僅需一週(中央社 2004-02-23 18:56) 濫用類固醇與酗酒 髖關節壞死病患日增(中央社 2004-02-23 18:33) 時事報導(2) 大量吃類固醇要小心 髖關節易缺血壞死 (中廣新聞網 2004-02-23 18:30) 人工髖關節技術進步 傷口小且質材更耐用 (中央社 2004-02-23 12:58) 小傷口換人