人工关节置换术：一般患者对于人工关节并不不熟十分了解 常以为手术时会将关节全部切除装上不锈钢关节术后肢体如同机器人一般生硬而不自然 其实人工关节置换术只是将已磨损破坏的关节面切除如同装牙套一般植入人工关节使其恢复正常平滑的关节面
人工关节置换术可以说是本世纪骨科手术最伟大的突破之一目前它已应用於治疗肩关节 肘关节．腕关节指间关节 髋关节膝关节及 踝关节等疾患但以全人工髋关节及膝关节置换最为普遍人工关节的设计及材质是生物力学专家材料工程师及骨科医师不断机会努力的智慧结晶它多由金属和高密度的塑胶质材依照人体关节的构造形状和功能制作而成金属的种类包括合金 钴铬合金及不锈钢等而塑胶材质是高密度耐磨损的聚乙烯为了让关节和骨骼紧密强烈结合日後不易产生松动可使用骨水泥固定或利用人工关节上的孔状处理让骨头长入
诊断什么人需要做没有人工关节？
如果您的髋关节或膝关节已有相当长时间的疼痛疼痛开始妨碍您正常的行走甚至出现跛行行走距离逐渐缩短关节活动受限有时上下楼梯或自椅子上站起都可产生或加剧疼痛当这些症状逐步影响您的生活与工作时请不要等待到骨科医生处诊治可能需要接受一次普通人工髋关节置换手术
哪些疾病需要做人工月份关节？
 骨性关节炎造成的髋关节病变是人工关节置换手术首选适应证；
 其他疾病还包括类风湿性关节炎股骨头无菌性坏死创伤性关节炎某些髋关节骨折良恶性肿瘤先天性疾病Peget病性关节炎强直性脊柱炎和幼年性类风湿性关节炎等
 选择手术治疗的病人必须符合如下三条标准： A关节破坏的X线改变B有中度到重度持续性疼痛C长期保守治疗恶劣得不到实质性改善保守治疗生活包括：止痛剂或非甾体类抗炎救命药物理疗助行器（拐杖）以及有意识地减少可能引起不适的体力活动
 手术的最佳年龄 以往认为患者年龄在  －  岁间时间为人工关节置换术最佳年龄组 在过去年中随着人工关节会承受更多的机械磨损和手术技术的提高手术咨询适应证的年龄范围已经放宽许多事实高龄人同时也有许多更年轻的病人也都被认为可以行人工关节手术
人工看病关节的使用期限和疗效稳定：
人的髋关节是一个重要的关节它有走跑跳下蹲等各种功能而且它还负担您身体的重量一旦髋关节右病变后关节的软骨便被破坏由原来光滑如镜的表面变成粗糙甚至缺损的表面进一步还会使股骨头变形这样您就会感到疼痛行走不便活动受限跛行有时即便大家轻易的动作也难以做到以上疾病进展到一定程度关节已破坏就需要进行手术
用人工髋关节替代原有破坏的关节（何时手术应由医生决定）来恢复行走等功能人工关节手术的最大好处在于能够术后消除关节疼痛大大改善关节的功能提高病人无数的生活质量从而在有生之年能够很好地工作与生活目前越来越多的病人都乐意接受人工关节手术治疗这一建议人工关节的使用寿命问题主要决定于两点一是关节的磨损问题二是磨损颗粒造成的假体松动发达国家二十年前手术置入的人工关节至今仍完好能继续使用的达到 ％以上目前用于临床的人工关节又较二十年前提高了很多相信现在的人工关节置入二十年继续可以使用的可超过％
关节置换的并发症：
 人工关节松动亦不常见
人工关节脱位 较常发生於全人工髋关节发生率约%左右大部分发生於术後不久多 可由医师徒手复位鲜少需行手术复位复位后常要穿外展支架保护一段时间
人工关节磨损及破损由於人工关节设计及材质的改良发生率已日益降低
其它 如血管神经受损骨折静脉栓塞关节不稳定等种类虽多所幸均 属罕见
| 人工全髋关节置换术 |
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髋关节是球窝关节，股骨头嵌入骨盆的关节窝内（髋臼），类似于一个轴承。
髋关节置换术或全髋关节置换术是用仿生的人造髋关节替换所有或部分病损的髋关节以解除疼痛、重建关节运动功能的一种修复手术。以往，髋关节置换术主要用于老年人。由于近代人工关节材料的进步，使其抗磨损能力增强，因此目前也常用于年轻人的关节晚期病变。
髋关节置换手术的适用病人：
· 保守治疗无效的髋关节疼痛（非甾体类抗炎药治疗 6 个月以上）
· X 线拍片确诊髋关节明显毁坏（下图）并伴有骨性关节炎或关节炎
· 因髋关节疼痛不能工作、活动或睡觉，影响生活质量
· 髋关节修复术后关节不稳定
· 部分髋部骨折
· 髋关节肿瘤 不适合髋关节置换的病人：
· 髋部感染
· 髋关节周围皮肤缺失
· 股四头肌瘫痪
· 腿和足部严重的血管性疾病（周围血管病变）
· 神经病变影响髋部
· 严重的限制性神经功能紊乱
· 严重的全身性疾病（疾病晚期，如癌转移）
· 病理性肥胖（体重超过 300 磅 ）
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| 单髁膝关节置换的适应症 |
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 Kennedy和White研究了力线轴对UKA结果的影响。中立位或轻度内翻力线轴的病例，结果满意率94.6％，13.3％过度纠正和16.6％纠正不够的膝关节结果不满意。Ridgeway和Engh分析了185例最少术后5年随访的UKA病例。他们研究膝关节胫骨－股骨角对结果的影响。评分为优秀的平均纠正角度9.2度；失败的病例纠正角度明显小（6.8度）。另外，翻修膝关节的平均纠正角度为6.6度，显著低于没有翻修的（9.1度）。最后，翻修的膝关节（63％）比未翻修膝关节（23％）更多使用较薄聚乙烯垫片。
畸形的可纠正性必须始终使用比较内翻－外翻应力位X片检查。
其他间隙的累及：
典型的理想UKA候选者必须是单间隙的疾病，不累及其他间隙。但膝关节其他间隙的轻微病变通常也是可以接受的。在内侧膝关节炎中，一些医生可以接受因为胫骨横移导致的股骨外侧髁的皮质缺损，而不作为UKA的禁忌症。对侧髁负重区域的骨质象牙化改变是UKA的禁忌症。一些学者认为，股骨髁边缘的骨赘被排除在UKA的手术指征中。轻微的髌骨关节炎也是可以接受的，条件是没有疼痛的弹响。
一些学者甚至不排除有周围骨赘和骨外露的更严重的髌骨受累。遵循这些标准，Weale和Murry，随访5年，报道了仅有7％的病人出现未置换间隙的放射学退变；仅一个病人（2％）出现髌股关节炎加重。在一项11.4年的更长期随访中，同一学者仅检查了内侧UKA。他们发现，23例膝关节中仅1例有外侧间隙的明确退化，没有膝关节发现髌股关节炎明确加重。尽管有这些令人鼓舞的结果，同一组病人在另一报道中证实了因为未置换间隙OA的进展而导致的失败。Murry和Good-fellow在一项10年生存率分析中提到了两例因为外侧间隙OA进展而需要翻修的UKA。在UKA翻修的病例中，OA进展占了失败原因的0至57％。过度纠正存在的畸形是导致OA进展最常见的原因。
| 髋关节表面置换 |
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传统的全髋关节置换治疗髋部骨折、股骨头坏死和骨性关节炎等疗效肯定，目前全世界每年有上百万病人进行此类手术。但由于全髋关节置换的假体有一定的使用寿命（15-20年不等），而且假体磨损产生颗粒造成的骨溶解、假体磨损、假体安装后由于应力传导改变导致的疼痛等因素严重影响了全髋关节置换的应用。相对于传统的髋关节置换，髋关节表面置换保留了大部分的股骨头和股骨颈，即保留了大部分的骨质，为病人的再次翻修手术留下了极大的余地，尤其适合于年轻病人的髋部疾病。当前的表面置换使用金属对金属假体，延长了假体寿命，同时减少聚乙烯磨损颗粒的产生。
·全髋关节置换须将股骨头和股骨颈切除，并锉宽髓腔
·安装髋臼假体，将股骨假体植入股骨髓腔中
·全髋关节置换须将股骨头、颈和一部分髓腔骨质去除
·表面置换则仅去除部分股骨头，保留了大部分骨质，尤其适合年轻病人
·髋关节表面置换的优点
1.保留了大部分股骨头，无须处理股骨髓腔，为翻修手术保留了足够的骨质。
2.股骨头假体直径较大，减少了术后脱位的发生率。
3. 保持了股骨正常的应力传导，减少了由于应力传递改变引起的全髋关节置换术后大腿疼痛。
4. 使用金属假体，避免了由于使用塑料假体（聚乙烯）产生磨损颗粒而导致的假体晚期松动。
5. 金属假体更为耐磨，使假体使用寿命增加。
·髋关节表面置换的特殊风险
表面置换手术操作比较复杂，需要关节置换经验丰富的医师进行手术，以取得尽可能好的效果。
·适合髋关节表面置换的病人
年龄较轻（<55岁）、活动较多、因髋部疾病需进行全髋关节置换的病人。
1.年轻强直性脊柱炎病人，髋关节强直病人
2.先天性髋关节半脱位、髋臼发育不良病人，可解除疼痛，恢复或部分恢复肢体长度
3.股骨头坏死，轻度塌陷和囊性变，具有一定的骨质可承载表面假体
4.因各种原因患髋关节骨性关节炎的病人
5.部分髋关节感染后遗症病人
6.过度肥胖，活动过于积极的病人不适合
·蔡教授所做髋关节表面置换的病例 34岁，因髋关节结核后遗症行全髋关节表面置换 。
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| 膝关节前交叉韧带损伤的关节镜下重建手术 |
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膝关节前交叉韧带(anterior cruciate ligament,ACL)损伤断裂是较严重的运动性损伤，它在骨科运动医学领域并非新的疾患。由于损伤暴力较大，常合并其他主要结构损伤，诊断、处理不当将会延误治疗，同时由于前交叉韧带的力学功能日益得到重视，以及损伤后造成的功能性不稳定，造成的膝关节不能满足日常生活和运动的需要，并可导致膝关节一系列后遗病变，因此应该行手术治疗，重建韧带及其功能。
前交叉韧带损伤后的手术治疗可以追溯到很早以前，过去均切开进行，有“韧带断端缝合法”、“关节外动力重建”、“关节外静力重建”、“关节内重建”等。现代科学研究证明，由于前交叉韧带的血液供应较差，韧带断端缝合难以保证韧带的愈合，且疤痕修复的韧带力学性能差不能满足稳定膝关节的功能，并且正常的前交叉韧带的张力，开放手术的缝合难以达到。因此，前交叉韧带损伤后断端缝合的方法，目前已被摒弃。另外，关节外的动力重建或静力重建，手术操作复杂，不符合原有的前交叉韧带生物力学性能，效果多不理想。同时，这些方法由于手术复杂，创伤较大，术后患者恢复及康复较慢，甚至遗留关节粘连活动障碍等后遗症。近年，由于关节镜技术的迅速发展，使交叉韧带重建得以在微创的条件下完成。毫不夸张地说，近二十年来，前交叉韧带损伤手术治疗在技术方法上的进步浓缩了运动医学和相关学科近年发展的精华。目前，在骨科运动医学领域，前交叉韧带损伤后的关节内解剖重建，基本成为共识。而且，绝大多数的医生强调并提倡关节镜下进行重建，以借助微创外科的手段，以最小的手术创伤，尽可能地恢复伤者的运动能力和竞技水平。
前交叉韧带重建的方法是从他处取材作为“移植物”，然后在股骨和胫骨上制作隧道，把移植物穿过去，两端分别用合适的方法进行固定。目前临床上常用的有自体移植物（autograft），即从患者自身取材；异体移植物（allograft），即取自异体的材料，一般由志愿者捐助，经过特殊工艺保存；人工韧带，人工材料制作成具有足够力学强调和生物学性能的替代品。自体和异体移植物，又可根据解剖部位分为“髌骨-髌腱-骨（bone-patellar tendon-bone, BTB)”、“腘绳肌腱(常用的是半腱肌腱和股薄肌腱，又称为ST-G)”、“跟腱”、“股四头肌腱”等。交叉韧带重建手术除了取自体肌腱有一个小的切口外，所有操作基本上均在关节镜下完成，创伤很小。
术后膝关节用支具固定于屈膝15度左右，早期鼓励病人进行下肢肌肉收缩练习，48～72 h内酌情拔引流，即可扶拐下地不作负重行走；3周后调整支具使膝关节可在30～60度范围内进行屈伸活动，并可部分负重；6周后增加功能练习角度，开始练伸膝，可完全负重；然后渐渐弃拐，4周屈膝至90度，6周至120度，8周屈伸应至正常。带活动型膝支具保护膝关节3个月，半年内免体育活动，半年至1年间在练好肌力的同时逐渐恢复运动，但要避免运动训练，1年后恢复运动训练与比赛。
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| 单髁膝关节置换术 |
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| 单髁膝关节置换（UKA）是一种治疗膝关节骨性关节炎（OA）的吸引人而合理的手术。因为它仅置换受累的关节间隙，手术创伤小，保留交叉韧带，保存骨量并且允许更快的康复。尽管存在理论上的优点，历史上UKA的结果较全膝关节置换（TKA）要差。TKA和UKA间存在差距的主要原因包括正确的病人选择，旧的假体设计的不完善，以及手术技术需要较长的学习曲线，即使是有经验的TKA手术医生，等等。最近，由于需要做膝关节手术的年轻和活动量大的OA病人增加，人们对UKA的兴趣又开始复燃。引进了新设计的假体并发展了微创手术操作过程。但是，首要的可能还是病人的选择标准的确立。
年龄：
单间隙疾病的病人可以分成三个年龄组：65岁以下，65岁以上但小于75岁，75岁以上。基于现代膝关节假体的生存率和寿命期望值，65岁以下的病人在一生中很有可能需要做不止一次的膝关节手术。如果需要翻修成为TKA，高位胫骨截骨和UKA应该是比较合理的手术方案。许多学者认为翻修UKA或截骨不是一个简单的手术。McAuley等在32例UKA翻修术中，31％使用了局部自体骨植骨，44％使用了带柄的胫骨假体，25％使用胫骨楔形垫片。Livine等，在31例UKA翻修手术中，23％使用了松质骨植骨，13％使用了胫骨楔形垫片，6％使用了股骨垫片以恢复骨缺损。
在相对年轻的病人中选择UKA还是截骨术取决于病人的活动量、诊断、畸形和美学考虑等。Engh和McAuley在小于60岁病人中的UKA的翻修率达到28％大多数是因为聚乙烯磨损。这类失败提示非常活跃和要求较高的病人不适合UKA。截骨术比较适合活跃的病人，但不能用于严重的关节炎（2级以上）和骨坏死的病人。严重的畸形是UKA和截骨术的禁忌症。截骨术通常需要过度纠正，从美学观点不适合女性病人，尤其是需要双侧手术的病人。
年龄介于65岁和75岁间的病人如果进行TKA，可能仅需要一次手术。TKA和UKA的远期生 存率分析显示TKA的寿命更长。以翻修作为终点的15年生存率分析显示TKA为88％至99％而UKA为79％至88％。 75岁以上的病人是UKA的理想候选者，能有更少的并发症，失血更少，更快的恢复。最近发展的微创手术代表了更大的进步。Price等比较了小切口UKA、传统UKA和TKA。小切口UKA，手术中不翻转髌骨，在膝关节的力量，屈曲和功能恢复方面有明显的优势，病人在4.2天（2-6天）可爬楼梯，而TKA为10.2天（4-28天）。
诊断：
经典的UKA适应症是2至3级的OA。病理上更严重的分级（4和5级）是UKA的禁忌症，因为骨侵蚀较早期病变更广泛，通常同时存在严重的轴线的畸形。经典的UKA禁忌症是类风湿性关节炎（RA），术前评估必须仔细检查，排除RA。Tabor等报道两例病人因为未诊断出RA导致UKA的失败，由于未置换关节面的间隙出现破坏而导致需要翻修为TKA。几乎所有人都不接受晶体炎症性关节病（如痛风）进行UKA。骨坏死（ON）中使用单间隙膝关节置换仍然存在争议。在早期，UKA可能会成功，因为截骨切除了所有的受累骨骨质，在严重广泛的ON，整个股骨髁均受累，UKA容易导致早期股骨假体的松动而出现早期失败。在Marmor的病例中，6％的膝关节因为进行性的ON而导致失败，另外6％存在无法解释的疼痛。显然，ON在未置换间隙中的进展是主要的因素，而术前磁共振成像（MRI）评估两个间隙的情况必须作为术前评估的一部分。另外，TKA治疗ON的疗效不如OA的好。在5年的随访中，90％的OA病人没有疼痛，而ON组为82％。两组间的差异没有统计意义，因为样本太小。ON的7年生存率为83％，而OA组为100％。我们使用TKA治疗ON的经验是令人满意的。在前一个报道中，在平均4.4年的随访中，满意率为95％。
以前有截骨术的病人使用UKA必须谨慎。Rees等在胫骨高位截骨术后进行UKA，其翻修率显著高于TKA（27.8％对3.1％）。所有翻修的UKA病人都存在持续的疼痛，大多数都有外侧间隙的磨损。学者们相信截骨术和之后的UKA两次纠正了力线，导致了极度的过度纠正，增加了对侧间隙的应力。
单间隙的创伤后关节炎可使用UKA治疗，但通常骨面不是十分适合假体的固定。另外，仔细检查韧带是十分必要的。膝关节周围骨折后韧带失衡是十分常见的：56％的胫骨平台骨折的病人同时伴
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| 人工踝关节置换 |
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1. 踝关节能进行置换吗？
有关踝关节置换的文献包括许多国家，没有人进行过比较性分析，他们的结论建立在第一代踝关节假体基础之上。具有以下几个共同的问题：他们不了解正常的踝关节运动学，他们切除的骨量太大，他们改变了踝关节轴线的平面，他们不能矫正踝关节的成角畸形。这些结果导致许多医生放弃了踝关节置换。如今，许多学者通过采用第二代踝关节假体，并进行了随访，通过随访研究分析，多矫形骨科中心对踝关节置换的态度易发生了变化，现在看来踝关节置换以进入一个新时代。他最终可能于其它负重关节具有相同良好的结果。然而，踝关节置换比其它负重关节置换的要求更高，部分是由于踝关节的解剖和运动学更为复杂，部分是由于大部分骨可医生获得很多需要做踝关节置换的病人较困难，所以，风险是永远停留在学习曲线上。
2. 踝关节置换不能用于年轻人吗？
我们已经看到在国外的一个研究中，100例骨性关节炎（OA）和类风湿性关节炎的患者，有30例患者年龄在50岁以下，70例患者超过50岁。第一组平均年龄为43岁（范围 22-49 岁），第二组平均年龄为64岁（围 51-83 岁）。两组平均随诊时间均为7年（范围 1-15 年）。骨性关节炎和类风湿性关节炎的分布是相同的（表1）。 失败被认为需进行踝关节翻修（无论何种原因）和关节融合术，下表2显示两组失败原因和分布，生存率分析比较没有显著性差异。与其它任何人工关节相同，年轻人应该认识到要想延长踝关节置换假体的使用，应避免剧烈的运动。
3. 踝关节置换最适合类风湿性关节炎患者吗？
长期比较RA和OA患者的疼痛、功能和活动情况， Kofoed和他的同事证实OA和RA两组间没有差别，OA 患者具有更加僵直的过程，而RA患者经过多年以后活动都会轻度降低。对于疼痛的缓解两组是相同的。结果表明没有理由不采用踝关节置换治疗踝关节骨性关节炎。
4. 类风湿性关节炎患者踝关节置换的存留率更好吗？
从文献中，我们发现存留率分析随诊15年OA和RA两组间没有显著性差异。没有理由表明踝关节置换只能用于类风湿性关节炎的患者。
5. 踝关节置换不能矫正超过10o的成角畸形吗？
采用Kofoed描述的截骨技术，已经能够矫正内翻或外翻等成角畸形。畸形的矫正能改善踝关节的位置，在类风湿性关节的患者这些畸形是常见的。踝关节置换能矫正和改善大的畸形。
6. 有没有理由相信在踝关节置换中非水泥假体的结果更好？
考虑到骨水泥胫骨假体的困难性，且突出的骨水泥有进入很狭小的关节间隙的风险，这是认为非骨水泥踝关节置换更好的理论基础。有研究表明，在7年随珍时非水泥假体的存留率较骨水泥假体显著增高。因此，我们认为踝关节假体应该是非水泥的。
7. 踝关节融合的结果好于踝关节置换，如何选择治疗？
有一篇关于踝关节融合与踝关节置换的比较性研究，中期随访两组患者平均8 个月（范围 58-120月），所采用的踝关节评分系统省略了踝关节的活动度，只进行疼痛和功能评分，那么踝关节融合明显的好于踝关节置换。踝关节置换应该作为第一选择，踝关节融合应用于关节置换失败和有禁忌症的患者。 |
| 人工踝关节置换 |
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1. 踝关节能进行置换吗？
有关踝关节置换的文献包括许多国家，没有人进行过比较性分析，他们的结论建立在第一代踝关节假体基础之上。具有以下几个共同的问题：他们不了解正常的踝关节运动学，他们切除的骨量太大，他们改变了踝关节轴线的平面，他们不能矫正踝关节的成角畸形。这些结果导致许多医生放弃了踝关节置换。如今，许多学者通过采用第二代踝关节假体，并进行了随访，通过随访研究分析，多矫形骨科中心对踝关节置换的态度易发生了变化，现在看来踝关节置换以进入一个新时代。他最终可能于其它负重关节具有相同良好的结果。然而，踝关节置换比其它负重关节置换的要求更高，部分是由于踝关节的解剖和运动学更为复杂，部分是由于大部分骨可医生获得很多需要做踝关节置换的病人较困难，所以，风险是永远停留在学习曲线上。
2. 踝关节置换不能用于年轻人吗？
我们已经看到在国外的一个研究中，100例骨性关节炎（OA）和类风湿性关节炎的患者，有30例患者年龄在50岁以下，70例患者超过50岁。第一组平均年龄为43岁（范围 22-49 岁），第二组平均年龄为64岁（围 51-83 岁）。两组平均随诊时间均为7年（范围 1-15 年）。骨性关节炎和类风湿性关节炎的分布是相同的（表1）。 失败被认为需进行踝关节翻修（无论何种原因）和关节融合术，下表2显示两组失败原因和分布，生存率分析比较没有显著性差异。与其它任何人工关节相同，年轻人应该认识到要想延长踝关节置换假体的使用，应避免剧烈的运动。
3. 踝关节置换最适合类风湿性关节炎患者吗？
长期比较RA和OA患者的疼痛、功能和活动情况， Kofoed和他的同事证实OA和RA两组间没有差别，OA 患者具有更加僵直的过程，而RA患者经过多年以后活动都会轻度降低。对于疼痛的缓解两组是相同的。结果表明没有理由不采用踝关节置换治疗踝关节骨性关节炎。
4. 类风湿性关节炎患者踝关节置换的存留率更好吗？
从文献中，我们发现存留率分析随诊15年OA和RA两组间没有显著性差异。没有理由表明踝关节置换只能用于类风湿性关节炎的患者。
5. 踝关节置换不能矫正超过10o的成角畸形吗？
采用Kofoed描述的截骨技术，已经能够矫正内翻或外翻等成角畸形。畸形的矫正能改善踝关节的位置，在类风湿性关节的患者这些畸形是常见的。踝关节置换能矫正和改善大的畸形。
6. 有没有理由相信在踝关节置换中非水泥假体的结果更好？
考虑到骨水泥胫骨假体的困难性，且突出的骨水泥有进入很狭小的关节间隙的风险，这是认为非骨水泥踝关节置换更好的理论基础。有研究表明，在7年随珍时非水泥假体的存留率较骨水泥假体显著增高。因此，我们认为踝关节假体应该是非水泥的。
7. 踝关节融合的结果好于踝关节置换，如何选择治疗？
有一篇关于踝关节融合与踝关节置换的比较性研究，中期随访两组患者平均8 个月（范围 58-120月），所采用的踝关节评分系统省略了踝关节的活动度，只进行疼痛和功能评分，那么踝关节融合明显的好于踝关节置换。踝关节置换应该作为第一选择，踝关节融合应用于关节置换失败和有禁忌症的患者。 |
| 人工全膝关节置换术 |
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人工膝关节置换是在近代人工髋关节成功应用于病人后逐渐发展起来的一种治疗膝关节疾病的新技术，它能非常有效地根除晚期膝关节病痛，极大地提高病人的生活质量。
人工膝关节完全参照了正常人膝关节的解剖形状，是一种仿生设计制品。
模仿人体膝关节的结构及活动方式，人工膝关节由四个部件组成：股骨部分、胫骨部分、髌骨部分以及聚乙垫。
股骨和胫骨部分主要是用坚强耐磨的钴铬钼合金铸造后经复杂的工艺进一步加工而成，胫骨和髌骨衬垫是由超高分子聚乙烯用高精密度的数控机床加工而成。 股骨部分和衬垫的关节接触面非常光滑，均可达到镜面效果，这样是为了模仿正常人关节内光滑的软骨面，使关节在活动时灵活自如。
四个部分安装好后就组成了一副完成的人工膝关节，有时髌骨部分可以不用置换而利用病人自身破坏较轻的髌骨。
目前膝关节置换已经是一种比较成熟的骨科手术，有一定的程序化手术操作规范和模式，但对手术医生的技术水平仍有较高的要求，人工膝关节安装位置以及关节周围软组织平衡的好坏对术后的效果有着一定的影响。
手术过程主要由几个部分组成：
① 切除关节内病变的软组织、破坏的关节软骨及软骨下骨质，并达到适应安装人工关节的几何形状
② 选择合适型号的人工关节，安装股骨部分，安装胫骨部分，用骨水泥固定
③ 安装衬垫，复位，手术结束 | | |
要求置换后的膝关节能更好的恢复膝关节本身的运动学特性，同时要求减少关节假体接触面之间的应力，减少假体磨损。在实际设计中要兼顾以上要求具有相当的难度，为减少股骨髁金属假体和胫骨平台聚乙烯假体之间的压应力，需增加假体间的接触面积，使假体更匹配。但随之而来的问题是假体对关节运动的限制也增加，胫骨假体与胫骨界面间的应力也增加。反之如增加关节的活动自由度，减少胫骨假体与胫骨界面之间的应力，需减少股骨髁与胫骨假体间的接触面积。但带来的代价是胫骨聚乙烯假体的接触应力增加，这样势必增加聚乙烯分层破裂。因此，假体设计中的低应力与活动自由度之间的矛盾始终无法完全解决，而只能在设计中寻找两者的平衡点。 
活动载荷假体——在70年代后期开始的活动载荷假体设计改变了以往传统的膝关节假体的设计模式，其通过聚乙烯在金属底托之间呈现光滑的活动平面，允许聚乙烯在金属底托表面上旋转和前后运动。从理论上该设计可使正常膝关节运动步态中所产生的剪切力和扭转力传递到膝关节周围的软组织，而不是传递到假体各接触部件或假体与骨之间界面，从而使聚乙烯磨损和假体松动减少到最低程度。活动载荷膝关节假体的代表LCS假体在临床应用25年以后，长期随访获得令人满意的手术效果，因而近年在临床上也有不断推广的趋势。高屈曲度假体——通常，膝关节假体的设计允许膝关节有0~120度的运动，在超过120度的屈曲运动时，股骨后髁的假体弧度已经结束，此时假体之间的接触表现为股骨后髁假体边缘与胫骨聚乙烯的点状接触，接触面应力大，因而多表现出胫骨聚乙烯后侧的早期磨损。改进的高屈曲度设计通过增加股骨后髁的截骨量，而使股骨假体后髁厚度增加，延长后髁弧度，因而在膝关节屈曲120~150度范围内假体之间仍然保持面—面接触，减少了聚乙烯表面的应力，从而在理论上减少了膝关节极度屈曲时的假体磨损。此类设计在亚洲患者十分受欢迎，由于生活习惯上与欧美病人的差异，亚洲患者对手术后膝关节的屈曲要求更高，采用该设计后能更多的满足患者对高屈曲膝关节运动的需求。目前，蔡教授一般均为病人选用具有旋转平台的或高屈曲度的人工膝关节假体。
保留后交叉韧带可使膝关节运动特性更佳。但在实际手术操作中，由于患者本身膝关节后交叉韧带自身条件的改变或手术中后交叉韧带张力的调整等问题，后交叉韧带并不能完全发挥其作用，Stiehl和Dennis观察到保留后交叉韧带的假体屈曲运动时股骨髁不是后移而是前移，运动学特性的异常比不保留后交叉韧带更明显。因而近来不保留后交叉的后稳定型假体的应用又有上升的趋势，根据对病人疗效的观察，蔡教授也倾向于为病人选用后稳定型全膝关节置换。