背景
自引进低摩擦全髋关节置换术（泰国）爵士约翰·坎克利， [1那2那3.那4.]磨损一直是髋关节置换术的主要问题。Charnley最初选择的轴承表面是聚四氟乙烯(PTFE)上的不锈钢头。在3年的时间里，磨损率高达7-10毫米，这使得这种选择变得复杂。这促使他寻找其他承载材料，即高分子量聚乙烯。虽然在全髋关节置换术中磨损仍然是一个问题，但其后果——即骨溶解和假体松动——是一个更大的问题。
当表面产生局部机械损伤和不必要的材料损失以及由此产生的磨损颗粒时，就会产生磨损。常规磨损包括疲劳磨损和界面(轴承表面)磨损。疲劳磨损是轴承材料重复应力的结果。界面磨损分为磨料磨损和粘着磨损。
当表面粗糙地切割或犁到相对的表面时发生磨料磨损。当两个表面材料具有不同的硬度并且较硬的材料切入更柔软的材料时，这可能尤其如此。当微接触的粘合超过任一材料的固有强度时，会发生粘合剂磨损。然后可以撕掉较弱的材料并粘附到更强的材料上。磨损中的其他因素包括表面粗糙度，材料硬度，接触区域和载荷。 [5.那6.那7.那8.那9.那10那11那12那13那14]
有关患者教育资源，请参见全髋关节置换．
解剖学
相关解剖为髋臼、髋臼、骨盆和股骨近端。外科医生在处理髋关节置换术中髋臼磨损的并发症时必须熟悉该区域的解剖学。此外，他们应该适应各种可扩展的手术入路。手术入路的设备包括:
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前外侧的
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直接横向
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Transtrochanteric
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后面
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后外侧的
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腹股沟
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扩展髂股的
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综合方法
最常用的手术入路是直接外侧入路、前外侧入路和后外侧入路。常用入路的改良包括转子滑块、转子截骨术和扩大转子截骨术。
病理生理学
Wilerert发现囊组织通过羽毛淋巴结，囊组织具有通过淋巴系统通过淋巴系统运输磨损颗粒。 [15]如果这个系统被淹没，这些颗粒就会聚集在关节周围组织，随后被假性包膜中的巨噬细胞吞噬。这一过程导致异物肉芽肿形成，并伴有坏死和纤维化。这种异物反应的扩展可能会渗入水泥-骨或骨-种植体界面，并可能导致松动。
聚乙烯颗粒分散到围绕塔的关节液中。有效的关节空间包括可与关节流体可接近的所有围剖腹产积区域，从而可用于颗粒磨损碎片。植入物 - 骨，水泥 - 骨或植入水泥界面内的接触质量决定了有效关节空间的极限。每个重建的这些触点都存在多种可变性。关节液根据压力梯度流动并遵循最小阻力的路径。这些模式形状为骨解的程度。最后，有效的关节空间也可以扩展到软组织以及骨骼中。
病因学
Periprosthetic骨质流失
应力屏蔽可能导致假体周围骨丢失，因为传递到骨的负荷减少。假体周围骨丢失也可能发生的结果炎症反应由于颗粒磨损产生的碎片如在各种磨损模式(见介绍，磨损方式）。
髋关节置换术旁的组织由滑膜组织、纤维组织、淋巴细胞和异物炎症细胞组成。异物炎症细胞(巨噬细胞和巨细胞)的数量与聚乙烯磨损颗粒的数量相关。磨损颗粒在细胞和组织水平上产生一系列反应。
巨噬细胞似乎是磨损碎片的生物反应的中心。巨噬细胞吞噬细小的磨损颗粒，并可融合形成异物巨细胞。破骨细胞负责大部分假体周围的骨吸收。一些证据也表明，巨噬细胞和异物巨细胞也可能具有直接的低级别再吸收能力。
活化的巨噬细胞释放细胞因子(白细胞介素和前列腺素)，它们负责细胞的募集和分化，也可能刺激骨吸收。巨噬细胞同时释放IL-1β和肿瘤坏死因子(TNF)。基质金属蛋白酶(MMPs)由髋关节置换术周围的界面膜组织产生，也可影响骨吸收。
巨噬细胞对磨损碎片的体外反应与颗粒的大小、形状和组成有关。巨噬细胞的反应也是剂量依赖性的。颗粒的大小对它们刺激炎症反应的能力也很重要。大于7µm和小于0.2µm的颗粒的刺激作用小于该范围内的颗粒。
骨质溶解
骨溶解通常被描述为非线性，扇形或腐蚀的股骨内骨骨吸收，与粘合的髋关节假体相关联。骨质解析显然是与外身反应相关的骨吸收，以磨损颗粒。
Charnley报告了与骨水泥Charnley THA相关的非线性骨内膜侵蚀。他错误地认为这是由于感染造成的骨质流失。他还注意到与股骨干骨折相关的股骨干囊性糜烂，并将此发现与骨水泥套缺陷相关。假体周围组织中发现水泥颗粒，但未发现聚乙烯颗粒。 [16]
哈里斯注意到围绕一个松散的骨吸收的类似模式。 [17]这些组织被发现有高度的破骨吸收，高浓度的巨噬细胞，偶尔有异物巨细胞吞噬水泥颗粒，导致所谓的水泥病。
Jasty还发现骨溶解与邻近骨水泥颗粒固定良好的假体有关。 [18]在插入无骨水泥假体并随后显示骨内膜骨溶解之前，聚乙烯颗粒并没有被认为是骨溶解的原因。
安东尼演示了承重面关节和股骨内膜面之间的通信。 [19]这种沟通是通过骨干和骨水泥之间的空隙，然后通过骨水泥套的缺陷。在这些溶骨性病变的巨噬细胞中发现水泥、金属和聚乙烯颗粒。关节造影证实造影剂从关节转移到骨溶解区。在骨水泥假体周围发生骨溶解的患者中，常见的是骨水泥套缺损。如果技术错误最小化，骨溶解的风险可能会降低。
带有有限近端多孔涂层的非骨水泥股骨假体与骨干的局部骨吸收有关。这似乎是由于近端多孔涂层有限，特别是如果它不是环向的，这允许带有磨损碎片的关节液流出并进入骨干骨内膜。周围广泛覆盖的茎未与骨干骨溶解相关，即使存在近端应力遮挡。(见下图)
骨溶解可能以更线性的方式发生，并沿着骨水泥界面进展，并导致种植体松动。对于骨水泥髋臼假体尤其如此。一旦失去了稳定性，进一步的运动只能是有害的。聚乙烯磨损率和髋臼假体松动率之间有高度显著的相关性。无骨水泥髋臼假体也可能发生类似的线状骨溶解过程。种植体骨界面的完整性决定着关节液和磨损颗粒的进入。髋臼假体与周围压合紧密可减少周围界面渐进性放射透性的发生率。
非骨水泥髋臼假体的界面透光率比骨水泥髋臼假体低。与骨水泥髋臼假体相关的骨吸收主要发生在交界面，沿着骨水泥套的边缘。无骨水泥髋臼假体的骨吸收离开界面进入骨盆松质骨，导致非线性骨溶解或膨胀性骨溶解。
骨盆骨溶解与年轻患者、垂直假体位置和聚乙烯的高容量磨损有关。关于无骨水泥髋臼假体的其他问题包括模块化聚乙烯假体的凸面磨损(背面磨损)和植入假体内的固定螺钉的磨损。髋臼壳设计的锁紧机制较差，允许聚乙烯衬套和髋臼壳凹面之间有明显的运动，因此髋臼壳的背面磨损可能特别突出。
一项随机对照试验评估了使用和不使用骨水泥的假体固定的结果。使用250例接受THA治疗的骨关节炎患者(平均年龄64岁)的数据，作者发现至少17年随访后，骨水泥种植体的生存率明显低于非骨水泥种植体。 [20.]
流行病学
聚乙烯磨损颗粒
在20世纪90年代，人们发现，即使是功能良好的假肢，也会大量生产亚微米聚乙烯磨损颗粒。磨损颗粒的浓度可以延伸到每克假肢周围组织数十亿个。磨损颗粒是产生它们的磨损类型的函数。
已穿评估
体内磨损评估传统上是基于放射学的。在连续x线摄影中，股骨假体进入聚乙烯的穿透程度被认为是线性磨损。最常用的影像学评估方法是利弗莫尔所描述的一种技术。 [21]
在连续的x线摄影中，测量从股骨头中心到髋臼杯上特定参考点的距离，并进行放大校正。术后初始x线片与最新x线片的差异以毫米为单位表示线性磨损。线性磨损率是在植入期间的测量值。这种方法评价线性磨损的困难在于它不能区分线性磨损与蠕变或塑性变形。
也许把线性磨损更准确地称为线性渗透。蠕变在术后早期最显著，12-18个月后可忽略不计。此外，背面或模式4磨损也有助于更高的线性穿透率。
体积磨损是测量从轴承表面去除的材料的体积。计算机辅助的数字化射线照相技术已被使用，具有一定的可靠性。其他技术包括阴影图技术和回收标本的流体置换方法。
许多变量影响体内磨损;因此，有关磨损率的报告有很大的可变性。患者变量包括年龄、性别、体重、一般健康状况和活动水平。与髋关节重建相关的变量包括承重材料的选择，假体的设计和制造，以及植入的特性(即手术技术，生物力学考虑，初始和长期内固定)。随着时间的推移，对磨损的多重评估比单一测量更有价值，比较不同植入时间后的线性穿透率可能很困难。
理论模型和检索分析都表明，聚乙烯部件的体积磨损率随股骨头直径的增加而增加。使用一个简单的圆柱形公式，其中体积等于π乘以半径的平方，对于任何给定的线性磨损量，体积磨损随股骨头的增加呈指数增长。检索研究结果显示，头径每增加1毫米，体积磨损增加6.3毫米3./年。类似地，每个1 mm的头径增加，体积磨损的速率从7.5％增加到10％。
体内研究比较了32mm头和较小的头，显示了相似或更大的磨损率。较大的头部也与骨吸收和骨松动有关。由于其大直径，表面置换组件的体积聚乙烯磨损率比传统的28毫米头THA高4到10倍。较大的封头的一个潜在好处被认为是减少聚乙烯应力，因为大的接触面积，从而减少线性磨损。然而，事实并非如此。大约32毫米轴承和表面置换中的薄聚乙烯也混淆了磨损与股骨头直径之间的关系。
体积磨损和假体周围骨吸收之间的关联似乎与制造聚乙烯磨损颗粒的体积有关。对回收的假体周围组织和磨损聚乙烯表面的磨损颗粒的研究表明，平均粒径在0.5µm直径范围内。一个28毫米的头，线性磨损0.05毫米/年对应的体积磨损率为30毫米3./年。这也将与500亿颗粒相关，含有0.5μm的平均粒径。
Schmalzried指出，从最不活跃的个体到最活跃的个体的步态周期范围有45倍的差异。 [7.]个体活动的变化导致了在体内研究中经常观察到的磨损率的变化。
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全髋关节置换术中的髋臼磨损。60岁女性骨关节炎患者的无骨水泥全髋关节置换术。
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全髋关节置换术中的髋臼磨损。60岁因骨关节炎接受无骨水泥全髋关节置换术的妇女，关节置换术后6年。图示聚乙烯偏心磨损、骨溶解和突出缺损。这茎似乎固定得很好。
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全髋关节置换术中的髋臼磨损。在60岁时接受了骨髋关节置换术的左髋髋髋髋髋的左缘，6岁以下的指数关节成形术后6年。她具有偏心聚乙烯磨损，骨溶解和缺陷。茎固定很好。
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全髋关节置换术中的髋臼磨损。翻修关节成形术时取出标本的术中照片。试样表现为模式1和模式2磨损。
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全髋关节置换术中的髋臼磨损。翻修关节成形术时取出标本的术中照片。试样表现为模式1和模式2磨损。
