单设计全颞下颌关节置换假体的体内磨损行为与化学变化：一项队列研究揭示聚乙烯轴承磨损机制

本研究针对终末期颞下颌关节(TMJ)病变的挽救性治疗方案——全关节置换(TMJR)，通过分析25例手术取出假体的磨损特征与氧化程度，首次量化了聚乙烯(PE)轴承的线性磨损速率(0.71 μm/月)，揭示了磨损与在体时间的正相关性及氧化指数(OI)的亚表面累积现象，为优化假体设计/材料选择提供了关键临床数据。

　　

颞下颌关节(Temporomandibular Joint, TMJ)作为人体最复杂的关节之一，当其发生终末期病变时，全关节置换(Total TMJ Replacement, TMJR)成为最后的治疗选择。然而，长期植入后的假体磨损问题始终困扰着临床医生——聚乙烯(Polyethylene, PE)轴承的磨损颗粒可能引发骨溶解，金属部件的表面损伤则直接影响关节功能。更棘手的是，目前缺乏针对TMJR系统性的磨损量化数据，导致假体改良缺乏依据。

为填补这一空白，受Stryker Corporation资助的研究团队对25例手术取出的TMJR假体（来自22例患者，含3例双侧病例）展开多维度分析。这些假体平均植入时长达59.5个月（最短0.2个月，最长近20年），取出原因涵盖感染、部件断裂、材料过敏等临床常见问题。研究采用立体显微镜记录下颌支髁突头与关节窝的表面损伤特征，激光共聚焦显微镜量化粗糙度参数与线性磨损深度，并利用红外光谱测定PE关节窝的氧化指数(OI)剖面分布。

Retrieval samples
样本队列包含19套完整关节假体（关节窝+下颌支组件）、5个单独关节窝和1个下颌支组件。值得注意的是，约71%的PE关节窝（17/24）出现典型磨损瘢痕，呈圆形或椭圆形（直径1-6 mm），另有2例表现为全表面磨损，3例存在非关节面的边缘磨损。

PE fossa wear
关键发现显示：PE关节窝主要表现为抛光样磨损，伴随特征性条纹状突起和微细划痕。最大线性磨损深度达87.35±110.17 μm，且磨损深度与植入时间呈显著线性相关（R²=0.47）。特别值得注意的是，磨损瘢痕亚表面区域的OI值显著升高，证实了机械应力加速PE氧化的假说。

Discussion
这项开创性研究首次报道了TMJR系统中PE轴承的定量磨损速率（0.71 μm/月），远低于髋膝关节置换的典型值。虽然整体磨损程度较轻，但氧化降解的亚表面累积现象提示长期植入可能存在材料失效风险。金属髁突头仅出现局部粗糙化，未观察到严重磨损。

该成果发表于《International Journal of Oral and Maxillofacial Surgery》，为TMJR假体的循证改良提供了重要依据：首先，量化数据支持当前设计在短期至中期植入中的可靠性；其次，氧化热点区域的定位为材料优化指明方向；最后，建立的磨损-时间关系模型有助于预测假体寿命。随着TMJR手术量的增长，这类基础研究对保障植入物安全性与有效性具有重要临床意义。