中國粉體網訊 在中國，估計有約3000萬患者需要進行人工關節置換手術。隨著人口老齡化趨勢的加劇和骨關節炎發病率的上升，越來越多的年輕患者也開始接受關節置換手術。人工髖膝關節假體的材料是決定手術成功的關鍵因素之一。多年來，研究者們已開發出了各種生物材料以減少假肢頭部(金屬合金或陶瓷)與髖臼部件(聚乙烯或陶瓷)插入物之間在使用過程中產生的磨損。
理想的生物材料必須具有生物相容性、低摩擦系數、耐腐蝕和強大的機械動力。氧化鋯是廣泛用于關節置換術的陶瓷材料，作為一種新型的人工假體材料，因其優異的生物相容性、機械性能和耐腐蝕性已逐漸被應用于臨床。
氧化鋯的基本特性
氧化鋯是一種重要的陶瓷氧化物，氧化鋯陶瓷的承載穩定性通常比氧化鋁陶瓷好４倍。因其獨特的微觀結構增韌機制、優異的斷裂韌性、抗彎強度和耐磨性，氧化鋯比氧化鋁更適合用以制作假股骨頭。在歐洲，氧化鋯股骨頭于1985年首次應用于臨床。在美國于1989年開始評估應用。
氧化鋯基陶瓷的晶粒度和分布等微觀結構因素對其力學行為有顯著影響。由于晶粒改性(四方相到單斜相)，Y-TZP具有優異的韌性和抗斷裂行為。通常，四方相和馬氏體轉變及體積膨脹是消耗植入物上裂紋能量的有效策略。
體液(濕)環境和不穩定的物理化學條件會促進種植體退化，并可能釋放不利的磨損碎片，對種植體產生嚴重的致病性影響。Ghaemi等研究了含有不同質量百分比(5％、10％、15％)氧化鋁顆粒的氧化釔穩定氧化鋯的摩擦學行為，發現其摩擦特性受到其表面粗糙度影響。隨著Al2O3在氧化釔穩定氧化鋯表面的進一步注入，表面硬度受到強烈干擾，表面被破壞，導致力學性能下降，摩擦系數大幅增加。同樣，Al2O3和CeO2增強劑也顯著提高了氧化釔穩定氧化鋯的耐磨性，這些物質提高了承重骨種植體的耐磨性能。
氧化鋯因其生物相容性而獲得了極大的應用，它模仿了鈦植入物的類似骨合成和骨粘附行為。通常，氧化鋯表面不會附著病原微生物。因此，不會刺激血液細胞和成纖維細胞產生不良反應。
氧化鋯在關節置換中的應用
氧化鋯在全髖關節置換術中的首要優勢是其卓越的耐磨性。相較于傳統的聚乙烯材料，氧化鋯能夠顯著減少磨損顆粒的產生，從而降低骨溶解、假體松動等并發癥的發生。此外，氧化鋯還具有良好的生物相容性，有助于促進骨組織的生長和愈合，提高假體的穩定性。
與髖關節類似，氧化鋯在全膝關節置換術中也表現出良好的耐磨性和生物相容性。然而，膝關節作為人體中最復雜的關節之一，其置換手術對材料的要求更為苛刻。Brandt等對CoCr合金和氧化鋯股骨成分的表面特性進行了評估和比較，結果表明，氧化鋯股骨組分的表面粗糙度在體內使用后保持不變。
值得注意的是，盡管氧化鋯有很多優點，但外科醫生需要注意氧化鋯的災難性磨損，這可能導致植入物底層暴露，從而產生加速磨損、變形和金屬中毒的風險，在Ｘ線平片上出現關節造影。因此，對于疼痛的、錯位種植體的患者，應在臨床和影像學上密切監測。
參考來源：
沈劍粦，李維鑫等.氧化鋯在THA和TKA治療中的應用
魏寶剛，齊巖松等.人工髖關節置換中假體材料的選擇及應用進展
（中國粉體網編輯整理/青黎）
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