作者丨北京大學第三醫院 李楊
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當談到「關節置換」的時候，相信很多朋友都會感到很緊張。有的人一聽醫生說自己要「換關節」，特別擔心自己的膝關節是要被「切掉」換成個「鐵膝蓋」，從此腿就不能動了。
還有不少人經常會問「人工關節是鐵做的嗎？」，會擔心「我會對假體出現排斥反應嗎？」 、「做完關節置換還能做核磁嗎？」等問題。
醫生們都十分能理解這些擔心和疑問，大多是因為對於膝關節置換術的不了解而使然。實際上，膝關節置換確實是骨科的大手術之一，但它並不可怕。趁今天是世界關節炎日，請北京大學第三醫院骨科李楊副主任醫師和您聊聊您關心的膝關節置換的那些事。
膝關節置換，「換」掉的是哪部分？
膝關節置換術又叫做膝關節成型術，是目前治療重度膝關節骨性關節炎或其他嚴重膝關節疾病的最有效的方法。手術經歷了上百年的發展，在技術上已經非常成熟，在全世界各個國家都廣泛開展。每年有數以萬計飽受膝關節疾病折磨的患者，通過這個手術緩解了痛苦，改善了生活質量。
在膝關節置換中，醫生將會切除膝關節內股骨（也就是大腿骨）末端，和脛骨（也就是小腿骨）頂端，這兩側關節表面壞掉的軟骨，以及大約不到1厘米的軟骨下骨；然後在原位安裝上與原始膝關節表面形狀類似的金屬組件，我們稱之為假體，包括股骨側假體、脛骨側假體，以及在這兩個金屬假體中間的墊片（見下圖）。
打個比方，這個過程就有點類似於鑲牙，是把壞掉的部分切除，然後用金屬填補上。在手術中，絕大多數主要的韌帶和肌腱都會在原位保留下來，並且被重新平衡；讓膝關節在術後可以正常地屈伸活動，並在左右側和前後側移動時都具備穩定性。
通常情況下，膝關節置換手術會持續1-2個小時，患者術後第2天就可以拄拐下地活動了。之後，經過2-3個月的康復訓練，大多數人都可以恢復正常的生活，散步、做家務、參加社交活動，甚至是做一些運動都沒有問題。對於因為膝關節疾病而生活質量大大下降的人來說，是一個非常好的治療選擇。
術後康復訓練
膝關節置換假體是什麼材料？
人工關節確實大部分由金屬組成，但卻不是日常生活中經常見到的金屬。膝關節置換的假體分為股骨側假體、脛骨側假體，以及在這兩個假體之間的墊片。這三部分所安裝的部位不同，發揮的功能也不同，因此也由不同的材料組成。
脛骨側假體（也稱「脛骨平台」）安插在脛骨的頂端，起到填補骨面和支撐重量的作用，它不直接參与到關節的活動。脛骨平台主要是由鈦合金所製成的，還包含少量的鉬、釩、鉻等金屬。鈦合金主要的特性是耐腐蝕、強度高、重量輕，在生活中經常會用於航天工業。
此外，鈦合金的硬度和彈性都和人體的骨骼類似，這就讓脛骨平台既有足夠的硬度可以支撐重量，又有一定的彈性可以將重量分散到脛骨的內部。而且鈦合金還有非常好的生物相容性，極少會出現過敏或排斥反應。
股骨側假體（也稱「股骨髁」）安插在股骨的遠端，除了起到填補骨面的作用外，還作為股骨側的關節面，在膝關節活動時與墊片不斷地發生摩擦和滾動。
由於要承擔這樣的關節活動功能，股骨髁就不能使用鈦合金了，因為鈦合金相對較軟，承受不住反覆的摩擦，其使用的金屬叫做鈷（gǔ）鉻（gè）鉬（mù）合金。鈷鉻鉬合金的特點除了同樣具備良好的生物相容性之外，還非常堅硬，有高度的抗蝕性和耐磨性，滿足了股骨髁需要反覆摩擦的特點。
不論是鈦合金還是鈷鉻鉬合金，都是核磁安全的，它們不受磁場吸引或受到的吸引力比較小，不足以引起在體內的移動，所以都是可以做核磁的。
關節假體材料對於核磁檢查是安全的
在兩個金屬假體之間的部分，叫做墊片。墊片固定在脛骨平台上，上表面與股骨髁形成關節面，參與膝關節的活動，也是承受磨損最大的部位。
墊片是由聚乙烯所組成的，聚乙烯是乙烯經過聚合製得的一種熱塑性樹脂（手感類似於非常硬的蠟塊）。在膝關節假體中使用的聚乙烯是經過特殊處理後，形成的高交聯超高分子量聚乙烯，這種材料具有超強的耐磨損、自潤滑性、抗老化性，以及摩擦係數小、機械強度高等特點。
研究表明，高交聯超高分子量聚乙烯的年磨損量僅不到0.01mm，而我們經常使用的墊片都在10mm以上，也就是說在理論上，如果單說磨損，那麼墊片可以使用超過1個世紀之久。
鈦合金的脛骨平台，鈷鉻鉬合金的股骨髁，以及超高分子量聚乙烯的墊片，三個部件各司其職，就組成了我們目前所使用的膝關節假體。當然，除了這三個材料外，還有類似於陶瓷、鋯鈮合金等更新的材料也被應用到了膝關節假體中，但由於價格原因，目前還沒有大範圍使用。
了解了這些，一定幫您解開了很多對於膝關節置換的疑問，看完是不是覺得少了很多擔心和害怕了呢？看完別忘記點贊、轉發，也把它分享給更多需要的朋友吧！
專家介紹
李楊
李楊，骨科副主任醫師，醫學博士，副教授，北京大學第三醫院青年學術骨幹。
專註人工關節基礎研究與臨床工作10年，專業方向為成人膝髖關節外科。可為患者制定從運動康復治療，到藥物治療、微創治療，最終關節成形、置換治療的階梯性、個性化治療方案，並在臨床中熟練應用機械人、計算機導航、3D打印等各種新技術作為治療輔助工具。年手術量超過300台。
在國內外專業核心期刊發表文章20餘篇，其中SCI論文5篇。參編教材2部，參譯著作6部。獲國家實用新型專利6項。
北京大學第十八屆青年教師教學基本功比賽（醫科類）一等獎；北京高校第十一屆青年教師教學基本功比賽（醫科類）二等獎；2019年北京大學教學優秀獎。
社會任職：
美國膝髖關節外科醫師協會（AAHKS) 國際會員
吳階平醫學基金會骨科青年醫師聯盟委員、秘書
中國中西醫結合學會骨傷科分會保膝專家委員會委員
《中華關節外科雜誌（電子版）》編委
《中華醫學雜誌》、《中國醫學科學院學報》等國內核心期刊雜誌審稿人
專業擅長：
1. 關節炎：老年退變性膝、髖關節骨性關節炎，膝髖關節類風濕性關節炎的外科治療，先天性髖臼發育不良，創傷性關節炎等。
2.骨壞死：酒精性、激素性或特發性的股骨頭缺血性壞死。
3.骨腫瘤：成人四肢原發或轉移性骨腫瘤。
門診信息：
每周三下午、周四上午 北醫三院本院 骨科專家門診。
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