骨和(hé)骨之間的(de)連接稱爲關節（joint），人(rén)體中關節數量非常多(duō)，如果不計算(suàn)微動關節（如椎體間的(de)連接）和(hé)不動關節，至少有78個(gè)關節，包括人(rén)體主要七大(dà)關節：肩關節、肘關節、桡腕關節、髋關節、膝關節、踝關節、颞下(xià)颌關節。因爲各種不同的(de)病症，如先天發育不良造成的(de)關節畸形、自身免疫造成的(de)風濕性關節炎、細菌感染造成的(de)感染性關節炎、創傷性關節炎和(hé)骨性關節炎，需要進行大(dà)量的(de)人(rén)工關節置換。關節置換假體産品種類繁多(duō)，幾乎所有可(kě)動關節都有對(duì)應的(de)産品（圖1），包括最常見的(de)人(rén)工髋關節、膝關節假體，以及人(rén)工肩關節、踝關節、肘關節、腕關節、颞下(xià)颌關節、跖趾關節、指間關節假體。
圖1人(rén)工關節假體或修複産品（未展示常見的(de)髋、膝等關節假體）
踝關節有屈伸、内外旋、内外翻、前後位移和(hé)内外側位移等5個(gè)活動自由度（圖2），前2種爲踝關節主要運動形式，後3種活動範圍很小，與踝關節穩定性有密切關系（步行時(shí)背屈13°-17°，距屈6°-16°，内旋5°，外旋3°左右）。踝關節屈伸軸可(kě)自由改變的(de)特點要求踝關節假體組件之間具備充分(fēn)的(de)活動度，這(zhè)也(yě)是第一代踝關節假體産品失敗，開發設計第二代活動平台踝關節假體的(de)原因之一。
圖2 踝關節運動
踝關節的(de)生理(lǐ)承重約爲4倍體重（圖3），在關節假體體外力學模拟試驗時(shí)，一般會加載5倍體重的(de)縱向載荷。踝關節在運動過程中可(kě)承受80% 體重的(de)向後剪切力，所以一般踝關節假體固定柱位于距骨部件前部，并斜向後伸展。在體外的(de)模拟實驗中，爲了(le)驗證在向後剪切力作用(yòng)下(xià)植入的(de)關節假體的(de)防脫出性能，一般活動平台假體會在10°距屈角度下(xià)（該位置剪切力最大(dà)）進行内外旋、前後位移、内外側位移穩定性力學試驗。爲了(le)證明(míng)踝關節假體産品的(de)安全有效性，還(hái)需考慮組件的(de)疲勞性能、骨固定性能（多(duō)數骨水(shuǐ)泥固定，極少數生物(wù)固定，如STAR）、塗層強度、關節面磨損性能、胫骨平台鎖定性能、假體活動範圍等方面的(de)性能研究。
大(dà)多(duō)數關節假體都采用(yòng)金屬（钴鉻钼或钛合金）-塑料（UHMWPE或XLPE）-金屬（钴鉻钼或钛合金）三組件設計，陶瓷材料在最爲成熟的(de)髋關節假體中應用(yòng)很多(duō)，負載極小的(de)手足關節（掌指、指見、跖趾關節等）假體也(yě)采用(yòng)矽膠和(hé)碳複合材料。從20世紀70年代至今，踝關節假體所使用(yòng)的(de)材料幾乎沒有變化(huà)——钴鉻钼合金或钛合金金屬部件與超高(gāo)分(fēn)子量聚乙烯部件（部分(fēn)産品高(gāo)交聯聚乙烯）形成關節面。因爲踝關節假體使用(yòng)的(de)材料有著(zhe)悠久的(de)臨床植入曆史，生物(wù)相容性試驗并不是必需的(de)，但必須進行生物(wù)相容性評價。
圖3 踝關節受力
第一代假體采用(yòng)兩組件形式，金屬組件（不鏽鋼或钴鉻钼合金）與塑料組件（UHMWPE 或XLPE）兩種材料構成胫骨部件或距骨部件，如Mayo、Smith和(hé)NJ等（圖4）。第一代踝關節假體因爲采用(yòng)兩組件設計，除屈伸外，其他(tā)運動形式受限較大(dà)，導緻固定界面産生過大(dà)的(de)應力，另外，組件不能完全覆蓋截骨面，且骨水(shuǐ)泥主要固定在松質骨上，使得(de)無菌性松動成爲最常見的(de)臨床不良事件。針對(duì)該設計缺陷，第二代踝關節假體采用(yòng)了(le)3組件設計形式（增加了(le)固定或活動的(de)襯墊，fixed bearing or mobile bearing）以增加活動度，減少限制性。另外，第一代假體設計還(hái)有過多(duō)截骨量、組件與周圍組織撞擊等問題。
第二代人(rén)工踝關節假體主要以STAR（Link）、B-P Mark I、Agility（Depuy）等關節假體爲代表，其中使用(yòng)STAR假體的(de)患者具有比較正常的(de)步态。B-P Mark I假體主要不良事件包含沉陷（發生最多(duō)）、襯墊半脫位。沉陷的(de)原因是應力遮擋和(hé)血供破壞，距骨組件單列魚鳍固定設計導緻距骨近端應力遮擋，同時(shí)破壞距骨血供，導緻距骨壞死。針對(duì)此設計缺陷，第三代踝關節産品B-P Mark Ⅱ将距骨組件由單列魚鳍固定改爲雙列魚鳍狀固定，同時(shí)增加中間溝深度以防止襯墊脫位，B-P Mark Ⅲ（強生Mobility假體原型）将魚鳍狀改爲兩個(gè)平行的(de)斜向後圓柱體，使得(de)應力分(fēn)布更均勻，同時(shí)避免破壞距骨血供。另外，踝關節假體植入手術工具的(de)不斷優化(huà)也(yě)縮短了(le)醫生的(de)學習(xí)曲線。
圖4 踝關節假體設計
踝關節假體近年來(lái)發展迅速，在審評踝關節假體臨床評價資料時(shí)，應持謹慎态度。如果申報産品或同品種産品沒有中長(cháng)期臨床使用(yòng)數據，建議(yì)進行條件性審批（實際上中國獲批的(de)Inbone踝關節假體和(hé)美(měi)國獲批的(de)STAR踝關節假體都爲條件性審批），要求企業對(duì)參與臨床試驗的(de)患者繼續跟蹤，并收集安全性數據（投訴和(hé)不良事件）和(hé)有效性數據（如Buechel-Pappas、VAS、SF-36、AOFAS等功能性評分(fēn)，以及影(yǐng)像學終點等），直到獲得(de)長(cháng)期臨床數據（如10年）。這(zhè)樣的(de)條件性審批是有意義的(de)，例如Mayo踝關節假體的(de)短期臨床試驗顯示很高(gāo)的(de)假體存活率和(hé)患者滿意度，Stauffer等人(rén)在平均1.9年随訪期中發現假體93%的(de)存活率，Lachiewlcz 等人(rén)在平均3年随訪期中發現假體100%的(de)存活率，然而長(cháng)期臨床試驗結果卻顯示假體的(de)存活率和(hé)滿意度非常低，Kitaoka等人(rén)的(de)研究顯示Mayo踝關節假體5年、10年、15年的(de)生存率分(fēn)别爲79%、65%和(hé)61%，他(tā)的(de)另一份研究則顯示36%（57/160）患者不得(de)不提前取出植入的(de)踝關節假體。
參考信息：
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https://www.stryker.com/us/en/portfolios/orthopaedics/trauma-and-extremities/elbow-hand-and-wrist.html
[3]Corin Official Website.
https://www.coringroup.com/
[4]國家食品藥品監督管理(lǐ)局官網
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[7]Frederick F. Buechel, Michael J. Pappas. Principles of Human joint replacement. Springer. 2015.
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審評四部 滕穎影(yǐng) 劉斌 供稿