人工髋关节120年（1901-2021）
了解医学历史，可以知晓那些被证明过是错误的。自然科学如此，社会科学也是这样，唐太宗说以史为镜可以知兴替。本文尝试将髋关节置换百年风云展示给大家，请先阅读本公众号以前文章人工髋关节之父John Charnley等。
第一部分 象牙之塔德意志
象牙塔领袖Gluck
谈到跟机械制造有关的科学问题，都离不德意志。这个话题不仅仅限制于宝马和奔驰这一个方面，好的菜刀，车床和刮胡刀都离不开严谨日尔曼人的奉献。柏林Gluck医生敢为天下先，自1890年开始跟工程师合作用象牙制造腕关节，髋关节，肩关节等人工关节假体，1901年实施了人类第一个髋关节置换，他还进行了腕关节置换手术等，详细资料在苏联红军攻入柏林后石沉大海。但他作为象牙塔时代的领军人物，1901年人类迈出了髋关节置换历史上第一步，象牙派其他人物都略去不写。
第二部分 哈佛天才少年 Smith Perterson
谈到哈佛大学麻省总医院第六任骨科主任Smith Perterson，几乎找不到不喜欢他的人。这位少年在11岁左右跟随父母远渡重洋，从爱尔兰来到北美波士顿，勤奋好学，一路学霸考到了哈佛大学，念完本科后以优异成绩考入哈佛医学院，在麻省总医院实习期间，深得现代神经外科学之父Harvey Cushing的喜爱，名师高徒组合，创造了历史。Smith Peterson在实习期间，就发明了髋关节前侧入路，即可Smith Peterson入路。他后来发明治疗股骨颈骨折的三翼钉（我们讲过手外科之父Bunnell开飞机在美国飞刀，摔成了股骨颈骨折，专门到麻省总医院找Smith Perterson手术的故事）以及首次进行脊柱畸形截骨矫正的历史大家都很熟悉。其实真正髋关节置换外科的历史也是他开创的。
他关于髋关节置换的设想是这样的，给股骨头带一个如上图的帽子，一年后取出来，让软骨进行修复，他在麻省总医院做了几个动物实验，能够得到的材料中只有玻璃效果还不错。1923年他用玻璃股骨头给8例患者进行了手术，计划一年后取出来。但是人是需要直立行走的，还没有到一年，这些玻璃就磨碎了。他有陆续尝试了viscaloid弹性塑料(1925年），耐热玻璃pyrex（1933年）和bakelite胶木（1937年），我们作为120年后的事后诸葛亮看来，这些材料毫无意外都注定要失败。当时哈佛口腔医学院的教授建议他尝试vitallium钴铬合金（65%：35%），他和麻省理工学院的教授们以及OEC公司工程师们合作，于1938年成功制成了下图的假体。
1938-1970年期间，这种钴铬合金假体成了美国髋关节置换的标准，病人需要住院3个月，其中术前牵引6周，术后康复6周。50%失败率，失败患者主诉是疼痛和活动受限，甚至有一部分抱怨效果不如手术前。剩下50%成功的患者，终生需要拐杖。手术深部感染率8-12%。长期随访假体内移和股骨头坏死几乎百分之百出现。无论如何，Smith Perterson都被作为人类历史上髋关节外科的拓荒者永远铭记，从象牙假体到钴铬合金，迈出了重要的一步。
上图再插播一段名师高徒历史，1930年孟继懋教授跟随Smith Perterson学习一年，1957年创建北京积水潭医院，成为首任院长。
在Smith Perterson做髋关节假体探索时，大英帝国Middlesex医院的Phillip Wiles 医生也在进行尝试，大家看一下他的图片，也知道这种尝试注定失败。
Phillip Wiles 1899-1966
Middlesex Hosital，这家医院很有名，Bankart就在这里。
在这方面作出尝试的其他人物都一一略过，历史告诉我们，先贤经过探索发现失败的，我们就不要再进行尝试了，否则白白给再次患者带来伤害。
Smith Perterson假体的缺点，引起了美国两个年轻人的思考，他们在美国南方和北方各自开展了杰出的工作，设计了Press Fit的假体，主要用来治疗老年股骨颈骨折，其中Thompson的父亲就是肘关节Thompson入路的发明者，这一部分内容本公众号之前文章有精彩描述。
Austin Moore 1899-1963
1907-1983
Thompson假体
只要随访时间足够长，Moore和Thompson假体依然解决不了松动的问题，不仅仅是他们连涂层都没有，明白其失败原因，是髋关节认知走向星辰大海的关键一步。
第三部分 法兰西往事
本公众号介绍髋臼骨折Judet和Letournal师徒时介绍过，他们在髋关节置换方面的艰辛探索，他们采用战斗机上的有机玻璃Plexiglass设计假体，Judet一口气做了800例这种假体置换，并且应邀在大英帝国骨科年会上作报告，当他提出患者走路时咯吱咯吱时，台下的一位年轻的英国人John Charnley会心一笑，明白了这是自己一生使命之所在，这段往事，以前都讲过。这类有机玻璃关节使用寿命大部分不超过4年！。
髋臼骨折做的好，全髋置换未必能够搞定
第四部分 英伦五杰，人工髋关节之父从这里从这里走来
工业革命和第一次科技革命给大英帝国提供了雄厚的科技实力，第二次世界大战期间，为了躲避德国空军的轰炸，大英帝国将其高端机器制造业零散分布在全国各地，其中五个地方成为人工髋关节发祥地，人工髋关节之父John Charnley从Wrightington走向了世界，其他四处分别是的 Norwich 的Mckee, Stanmore的John Scales ,Redhill的Peter Ring和 Exeter的Robin Ling。
John Scales髋关节假体
Peter Ring 1922-2018
Peter Ring's hip金属对金属假体，设计的后柱长螺钉可用来融合
牛津大学高材生Robin Ling1927-2017
Robin Ling 2017年去世，享年90岁
Ling是集大成者，站在了Charnley等巨人的基础上，对假体柄进行了改良，使其settle into the cement，这一款关节目前在英国应用仍然很广泛！
George Kenneth McKee 1906-1991
Mckee假体
Mckee从1940年开始设计假体，钴铬合金，金属对金属，右图可见髋臼假体上有金属刺，可以增加稳定性,1951年做了世界上第一个人工全髋关节置换，比Charnley早,但是金属和金属硬碰硬摩擦造成的金属颗粒异物和远期松动问题，迫使Charnley对这位前辈的工作进行了思考，致力于寻找低摩擦材料。
人工髋关节之父John Charnely，故事在本公众号前面文章已经讲过，本文补充细节，1958年他设计的聚乙烯假体全髋关节置换，做了4例病人，6个月后全部失败了，见下图，当时他很灰心的说 I am out of this business，可见所有事情并不是一帆风顺的。
1960年，曼彻斯特牙医学校的医生们给他推荐骨水泥PMMA，当时全世界骨水泥只有大英帝国CMW公司一家，他采用骨水泥处理Thompson假体柄治疗股骨颈骨折后，效果奇好，当和Mckee一起参加学术会议，Mckee讲了金属对金属假体的缺点后，低摩擦假体的理念一下子在Charnley大脑中喷涌而出。1962年，研制成功Low Friction Hip Arthroplasty，其核心理念有三。第一 ：压配的聚合四氟乙烯杯Press fit Telfon cup;第二：骨水泥假体柄cemented femoral stem；第三：小股骨头假体(22 mm)降低摩擦small head to allow for more wear in the cup.
这一张幻灯片十分经典 Cement is a grout not a glue!
他遇到因为不锈钢金属柄强度不够而断柄的问题，这难不倒他，改成了钴铬合金。
大师断柄图片
大师说 “I am not doing a hip replacement, I am doing a hip reconstruction”，这置换照片可以看出他把髋臼杯内移，大转子外移，增加了外展杠杆，减少了假体柄的应力。更有意思的是，病人仰卧位，术者坐在病人旁边实施手术，不给前倾角（neutral position)，术后脱位率极低。您如果阅读了本公众号上文章：乾坤挪移下肢进化第二步，会对此有深刻的理解。
他设计了专门的手术托盘术中放置手术器械，设计了专门的手术服，限制参观手术的人数，减少术中人员走动，每一个全髋关节置换的手术时间基本上在30分钟，从切皮到缝合伤口，将当时全髋关节置换的感染率从27%降低到了1%，而且从业30年，每年的感染率都是1%，这说明了标准化手术的重要性。
第一批手术的280例病人中有225例在术后2-4年失效，X线片如上图。John Charnley面对这些来翻修的病人，经常半夜睡不着觉，自言自语“What am going to do with all these patients?”一个有爱心和同情心的医生才会积极主动解决问题，寻求技术上的进步，最终成为一个大家。
这225例病人中绝大部分再次住院后说“Charnley医生，关节置换完前两年，我的生活棒极了。能把不能够辛苦您把磨损的关节取出来，再给我安装一个，我觉得两年安装一个是很值得的”。我每次读到这里，都是泪流满面，曼彻斯特高素质的病人注定了人工髋关节之父在这里诞生，如果大部分是需要举证倒置的医闹，绝对就扼杀Charnley于摇篮中。他又用了四年时间，探索出了超高分子量聚乙烯UHMWP，最终使全髋关节置换臻于完善，成为那个时代的金标准，大师置换一次，30年不坏。时至今日2021年，假体材料和手术室条件不断进步，可是有几个医生敢说，置换一次保证30年呢？
他要求所有观摩和参加手术的人员必须接受培训，以至于全世界来参观手术，学习技术的人预约到了3年以后，来者中有一个江湖大盗。
Charnley手术器械套装
第五部分 江湖大盗Muller
这一部分本公众号在人工髋关节之父John Charnley详细描述过，AO基金会第一任主席Muller申请到Charnley那里学习，人家几十年艰辛探索的核心技术毫无保留传授给他，他回到瑞士老家，于1967年在瑞士生产自己的关节，一开始假惺惺每个关节上刻上Charnlry-Muller，表示对老师的尊重，后来直接把老师的名字抹掉，卖给了Depuy公司，这事情引起了公愤，Charnley有十年时间不搭理他，美国骨科历史学家Pablo直接说Muller is extremely entrepreneurial and ambitious! 其实Muller顺便还偷窃了Charnley的关节融合加压器械，美其名曰自己进行了改良。旧账向前算，他是惯犯，他早年第一桶金，也是参观去比利时参观了丹尼斯的手术，暗中记下了人家设计钢板的型号，生产钢板的厂家，自己回到瑞士进行了“改良“。Muller回忆里口口声声说自己不爱钱，但明眼人都不信。他好像君子剑岳不群，后世不少给他立传的人受其蒙蔽，把他包装成伟光正的君子，历史真相并不是这样子。这种伪君子越标榜自己正派，正规，就越有问题，清者自清，浊者自浊，真正的君子别说盗窃，懒得给自己辩解。
AO始祖，贼眉鼠眼的江湖大盗Muller
一开始假惺惺表示尊重老师的Charnley Mueller假体，其实大人物就怕在历史上留下记录，这个假体已经不多了，值得收藏。
偷走的不只是人工关节...
第六部分 鹰击长空，百花齐放
人工髋关节在大英帝国开花结果的20世纪60年代，美国人工关节理念还是十分落后，无论是哈佛医学院还是约翰霍普金斯医学院，无论是梅奥诊所还是克利夫兰诊所，北美辽阔大地上人工髋关节有三点落后共识1.金属是好的metal is good; 2.塑料是不好的，plastic is bad; 3.固定的问题靠骨水泥来解决，Fixation solved by PMMA。到了70年代，江湖大盗Muller通过到北美飞刀，成功将自己的人工关节在北美推销，美国也做了一次拿来主义，直接用就行了。Charnley是个好人，只是在给好朋友的书信中抱怨一下。要是碰到一个稍微较真的英伦绅士，起诉这个江湖大盗，AO就破产了。
人工髋关节在北美大干快上之时，由于一开始掌握不好骨水泥技术，肺栓塞死亡病人涌现出来。美国FDA直接给英国CMW公司发传票，要求其公布PMMA的详细成分和制作工艺，由FDA进行审查。CMW说这关系到老子核心商业机密，骨水泥全世界就此一家，别无分号，爱用不用。这导致了美国开始应用Peter Ring的非骨水泥假体解燃眉之急，同时一脚踹开英国，在FDA框架下，自己动手，奋起直追的过程。老美有世界上最优秀的大学，最强大的工业基础，大干快上之后很快涌现了许多优秀的公司和假体，像一只雄鹰一飞冲天，加入到世界髋关节舞台上去，使之变得丰富多彩，这一段历史大家都比较熟悉，用几张经典图片一带而过！。
Stress shield
Anatomic medullary locking
ZIMMER
全世界范围内小切口微创髋关节置换只属于心灵手巧者的菜
结束语是最后一张图