长期使用髋关节植入物

髋关节置换术是德国最常见的手术之一。每年，医生要植入大约20万个人造髋关节。通常情况下，人工髋关节需要在10年后更换。在未来，一种使用高科技材料开发的新型植入物可以帮助防止过早的翻修手术。

在过去的50年里，由于人工髋关节的出现，关节有不可修复损伤的人可以过上积极、无痛苦的生活。尽管如此，一些髋关节置换术并没有完全达到预期的效果，特别是金属对金属植入物，在手术中需要精确的定位，而植入物位置不最佳往往容易过早失败，尤其是在身材矮小的女性患者中。医生们甚至呼吁禁止使用人工关节由钴铬合金制成，每当佩戴者走路时，关节的金属球就会与金属插座摩擦。设计不良或放置不当的金属金属植入物会导致更高的磨损率，从而释放出升高的钴铬离子水平，通过血液和淋巴扩散，有可能损伤器官并引发炎症。金属离子也被怀疑是致癌物。然而，由于这些髋关节置换术非常坚固，迄今为止，它们通常被植入年轻、活跃的患者体内。

不含金属的复合材料

斯图加特夫琅和费制造工程与自动化研究所的研究人员与一个国际团队合作，参与了一个由欧洲委员会资助的名为“ENDURE”(增强型耐久性表面修复内体)的项目，现在已经开发出一种新型髋关节植入物与目前市场上的传统植入物不同，它提供了一种不含金属的解决方案和像骨头一样的弹性。这是一种无金属的高科技复合材料的结果:髋臼由碳纤维增强PEEK制成，PEEK是一种高强度、耐磨、生物兼容的聚合物复合材料。股骨头采用陶瓷材料。除此之外，骨界面处的羟基磷灰石涂层有助于确保骨组织与种植体表面结构彻底融合。“到目前为止使用的钴铬植入物非常坚硬，负载转移到骨骼不是最佳的，导致潜在的不利的骨骼适应。由于材料的新组合，通过PEEK髋窝到骨盆骨的力传递是模仿自然条件的。而且没有金属离子被释放，”IPA工程师Jasmin Hipp说。研究人员和她的团队能够在新产品的初步测试中确认其良好的耐磨性髋关节置换手术使用机器人模拟各种动作，如走路或爬楼梯和下楼梯。实验使用了植入体的原型。

小针保护骨组织

ENDURE植入物遵循髋关节表面修复的保骨原则:它们是薄壁的外壳，单独取代关节关节的承载面，而不是使用大的金属柄作为支撑，这需要移除大量的骨头。研究人员还重新设计了假体与骨头的机械连接方式。在没有水泥的情况下，在与骨接触的假体表面使用压合和整体支架式结构，将半球形球和臼座轻敲到准备好的股骨头上，并进入髋臼(骨盆的自然凹面)，并固定在适当的位置。

为了确保人工髋关节的最佳位置，IPA的研究人员开发了一种可伸缩的工具，可以将植入物连接到标准手术器械上，实现植入、重新校准和移除。这种工具使用一次就可以丢弃，就像一次性外科手套一样。挑战是将仪器连接到非常薄壁的杯状种植体上，有足够的强度进行种植体重新定位。该仪器具有智能夹针组合，允许外科医生强力、快速、单位置连接和分离。科学家们已经提交了该工具的专利申请。纽卡斯尔大学(University of Newcastle)的一组医生已经证明，在对尸体进行的手术中，新的髋关节可以安装到位，如果有必要，还可以毫无困难地取出。与此同时，临床前研究已经完成，正在计划进行最终开发工作，以便开始临床研究。欧盟资助项目的合作伙伴是Aurora Medical、Medicoat、Hunt Developments、Ala Ortho、陶瓷技术、Invibio、Biomatech以及哥德堡大学和南安普顿大学。

---

---