第四种支持PCL保留型假体的观点是它不需要为适应凸轮运动所做的骨修整，因而减少了股骨侧的骨质切除。这一观点必须与PCL保留型假体为维持关节线而所需的较大的胫骨截除相权衡，因为其要求聚乙烯厚度尽可能地小。
最后一种支持PCL 保留型假体的观点是它改善髌骨-股骨关节功能。PCL 保留型假体在平衡屈曲、伸直间隙时并不过多改变术前关节线水平。因此行PCL保留型假体患者的髌骨与关节线关系的改变少于 PCL替代型假体患者。Figgie等人认为关节线抬高会改变髌股关节的力学特性，会导致术后疼痛与半脱位（图6-11）。PCL替代型假体为适应聚乙烯胫骨假体的凸轮运动机制设计有一个缺口，该缺口正好起自股骨-髌骨关节前翼的滑车下方，而髌骨与股四头肌腱下方增厚的滑膜有可能被束缚于这一结构中，Hozak等人将这一临床现象命名为“髌骨撞击综合症”，这是PCL替代型假体的潜在并发症。
图6-11 图 6-11 关节线抬高的定义为：自胫骨上一个固定点测量，新假体关节线高度（JL’）相对于原关节线的(JL)增加高度：JL’-JL=关节线抬高值（源自Figgie HE Ⅲ，Goldberg VM，Heiple KG，et al：J Bone Joint Surg.68-A：1035，1986）
支持PCL替代型假体者也有他们的论点。首先，许多作者认为各种关节炎已造成PCL呈病理状态及挛缩，因此难于重建正常的平衡功能。虽然PCL保留型假体的支持者如Ritter与Scott，设计出了术中PCL平衡的方法，但包括Mahoney等其他研究者认为：即使在实验室条件下，进行PCL保留型假体置换，欲重建近似正常的PCL张力与功能也是非常困难的。Mahoney等人认为欲达到近似的正常张力，PCL平衡精确度应达到大约1mm。屈曲位PCL过紧将限制术后应达到的屈曲程度，亦导致股骨凸轮运动过度，许多回顾性研究表明这将加速胫骨假体后部聚乙烯的磨损。部分作者建议医生要有可靠的PCL平衡经验，一年中完成全膝人工关节置换手术少于20例的外科医生应选用PCL替代型假体。
另一种支持PCL替代型假体的观点是该假体可以更可靠地矫正严重畸形。PCL替代型假体手术易于显露，尤其对于膝关节僵直及有严重增生性关节炎的膝关节。Scott与Volatile认为对于膝关节强直畸形的病例，如果不松解挛缩的PCL，单靠凹侧侧副韧带广泛地松解将是无效的。同样，如果畸形凸侧侧副韧带显著被拉伸或变薄，只有对侧侧副韧带的松解只有
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在完整的PCL所允许的范围内达到内．外翻平衡才有效。Laskin等人报告了一组术前有15°以上内翻或外翻强直畸形，合并屈曲挛缩畸形的患者。这些患者通过PCL保留型假体治疗，术后屈曲活动及力学轴线矫正小于PCL替代型假体，而残余的屈曲挛缩也大于后者。但是，Faris等人发现在大组的使用PCL保留型假体治疗的膝关节中，术前畸形与术后结果无相关关系。
还有一种支持PCL替代型假体的观点是：过度的股骨凸轮运动对于假体的固定是有害的。随着膝关节运动中股骨与胫骨接触点的前后移动，胫骨假体所承受的最大压力也前后移动。这种压力的变化受到屈膝过程中股骨凸轮运动大小的影响。PCL平衡欠佳所引起的过度的股骨凸轮运动将产生“跷跷板”效应，这有损于假体固定（图6-12）。
图6-12 图 6-12 对于PCL保留型假体，股骨的过度向凸轮运动可导致胫骨假体的“翘跷板”效应（重绘自 Insall JN：Historical development, classification,and characteristics of knee prostheses. In Insall JN, editor: Surgery of the knee, ed 2,New York,1939 Churchill Livingstone.）
最具说服力的支持PCL替代型假体的观点是使用PCL保留型假体时聚乙烯磨损比较
大。PCL保留型假体的胫骨关节面必须减少在矢状面上与股骨假体的一致程度，以保证股骨的凸轮运动。这种在矢状面上一致性较小的外形导致PCL保留型假体胫骨聚乙烯上有较高的接触应力（图6-13）。一些作者认为较高的接触应力是加速聚乙烯磨损的原因之一。这一因素可与PCL 平衡差共同存在，因为膝关节屈曲时PCL紧张从而增加了聚乙烯的接触应力。在极特殊的情况下，屈曲时平衡差的PCL可使股骨髁骑在胫骨聚乙烯后缘，引起极高的聚乙烯接触应力。这一加速后部磨损的机制，已被包括Wasielewski等人、Wright等人及Rose等人通过对手术取出的聚乙烯标本研究所证实。
图6-13 图 6-13 PCL保留型假体矢状面上较平，在胫骨聚乙烯上产生较高的接触应力。（重绘自Insall JN：Historical development，classification，and characteristics of knee prostheses.In
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Insall JN，editor：Surgery of the knee，ed 2 ，New York，1939 Churchill Livingstone.）
（五）限制型髁假体
Insall等人在后替代型假体（posterion-substitating design）基础上，发展了限制型髁假体
（CCK），该假体加宽了胫骨聚乙烯假体的中间柱，也加深了股骨假体中间部分的凹陷，使胫骨假体中间柱插入并被限制在股骨假体凹陷的内外侧壁之间（图6-14）。通过这种结构允许少量的内外翻活动，从而控制了内外翻的稳定性。另外该假体在功能上属于后稳定型假体，主要用于膝关节不稳定，但又需使用铰链型假体的患者。因它不能控制过伸，所以不能用于反屈畸形的患者。最初的假体均采用骨水泥固定股骨及胫骨髓腔柄，以后改进为胫骨与股骨假体均是紧压配合的髓腔柄以改善骨水泥界面。
图6-14 图6-14 Insall-Burstein Ⅱ型限制型髁膝关节假体
CCK假体除了被用于有极度外翻畸形，并且内侧副韧带功能不足患者的复杂的初次人工关节置换外，还被应用于不稳定及有骨质缺损的人工膝关节翻修术。CCK假体增加了限制，必然也带来了它是否会有与铰链式假体有同样的高松动率的问题Rosenberg、Verner与Galante报告，通过平均44个月随访，16%的使用Ⅲ型全髁型假体（TCP ）（即CCK的前身）的患者出现了进行性的骨-骨水泥界面的放射线透光区。Donaldson 等人报告通过4年随访，17例有严重外翻畸形，而行Ⅲ型TCP初次置换的膝关节无一例失败。在14例翻修术中有5例失败。最近许多膝关节假体制造厂已经制造出了限制型髁假体以供使用。 （六）带半月板型假体
1976年Goodfellow与O’Conner发展了Oxford膝关节假体,作为双髁膝关节置换,其特征为股骨髁弧度的矢状径一致,并与胫骨聚乙烯植入物或“半月板”完全适合,而 “半月板”能够在光滑的胫骨金属底板上自由滑动。所以半月板同时与股骨髁及胫骨金属底板形成关节。依靠完整的十字韧带与侧副韧带达到稳定。该假体聚乙烯接触应力很低，但需要所有四根韧带（即两根十字韧带与两根侧副韧带）功能正常，并且相互平衡良好。聚乙烯半月板
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向后脱出是少见的并发症，其发生与韧带平衡差有关，尤其是与前十字韧带（ACL）功能缺陷有关。
Beuchel等人结合了许多Oxford膝关节假体的特征发展出了低接触应力（LCS）型假体（图6-15）。这种带半月板负假体的胫骨金属底板上有鸠尾榫样弓形槽，以控制半月板前后移动的路径。股骨假体有一个半径逐渐减小的向后弯曲。这种改进减少了屈膝时半月板向后移动，从而减少了半月板向后脱出。LCS髌骨假体为解剖型假体，围绕金属底板上的一个单轴旋转。
图6-15 图6-15 低接触应力（LCS）带半月板的假体（经 DePuy惠允）。
（七）单关节间室型假体
许多外科医生提倡使用单髁型膝关节假体治疗局限于一个膝关节间室的关节炎。50年代McKeever开始进行胫骨金属单关节间室的表面置换术。Marmor在70年代早期进行了单关节间室的置换术，其外侧间室置换的效果好于内侧间室。Marmor假体是解剖型假体，具有一个扁平的全聚乙烯胫骨假体（图6-16）。其后发展的假体使用了金属托，但偶尔发生与有金属托的髌骨假体相同的聚乙烯磨损加速现象。带半月板的单髁置换术也在发展，并为少数作者极力推崇，但目前尚无远期效果的报道。
图6-16 图 6-16 Omnifit单髁型膝关节假体
单间室关节置换保留了十字韧带、对侧股骨胫骨间室及髌骨股骨关节,，其目的在于达到更接近于正常膝关节的运动学,易于后期进行三间室关节的置换翻修术。与全膝关节置换比较，单间室膝关节置换的患者康复比较快，活动范围增加，因此单间室人工膝关节置换可达到比较正常的膝关节运动。它的第二个优点是可以保留骨储量，但尚未被证实。根据Padgett、Stern与Insall 的报告，76%的做单间室人工膝关节翻修为三间室假体的患者，需要特制的假体、骨移植或使用螺钉加固的骨水泥来填塞骨质缺损，而Berrett 与Scott 报告
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该比例为45%。单间室人工膝关节到目前还不能达到三间室人工关节的使用寿命。Scott、 Cobb与McQueary随访11年，发现单间室假体的留用率为82%。现代单间室假体设计与更为精细的假体植入技术，均可延长其使用寿命。 （八）分级系统的概念
分级系统的概念（“graduated system concept”）是指针对关节病变范围、畸形、松弛及骨质缺失程度不同而使用不同类型的假体（图6-17）。使用的假体包括从治疗有轻微畸形单间室疾病所使用的单间室假体，至挽救术所使用的铰链式假体范围很广。由于许多外科医生提倡对于轻度畸形患者使用PCL保留型假体，而对于严重畸形患者选用PCL替代型假体，所以厂商发展了假体“家族”，它允许通过对胫骨聚乙烯植入物和PCL替代型和PCL保留型股骨假体的不同组合，来应用PCL替代型假体或PCL保留型假体，这两种假体的股骨部分截骨是一样的。这个家族中的手术器械可以共用，允许在术中从使用PCL保留型假体改为使用PCL替代型假体。所以如果难于平衡保留的PCL，可在术中改为相对容易的PCL替代型假体置换。许多假体设计中，也包括胫骨聚乙烯假体的矢状面上有明显的碟形结构，以备在PCL变薄或失效时，可与PCL保留型股骨假体匹配使用。
图6-17 图 6-17 Genesis膝关节假体系统针对不同临床情况有不同的限制、金属填充加强与固定
表面，是一个分级系统的例子。
在假体的设计与选择中尚有一些其它因素也是非常重要的，包括假体的固定、髌骨股骨关节的处理、假体组合及聚乙烯问题。这些问题将在本章的随后几节内讨论。外科医生有责任掌握各种假体及特制假体的适应证、禁忌证、预期可达到的功能与使用寿命。许多外科医生偏重于某一种假体或固定方法，而另一部分医生愿意使用分级系统中的一种。长期的随访研究将不断助我们进一步认识现有的多种膝关节假体。 二.人工膝关节置换的生物力学 （一）运动学
许多研究人员已经对正常膝关节的行走运动进行了研究,他们发现膝关节活动是很复杂
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