CN111870403A - 一种组合型三动全髋假体 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种组合型三动全髋假体，包括半球状的髋臼杯，髋臼杯内侧设有半球状的髋臼衬，髋臼衬与髋臼杯活动连接，髋臼衬的内侧设有陶瓷球头，陶瓷球头与髋臼衬活动连接，陶瓷球头设有锥形内腔，股骨颈的第一端插设在陶瓷球头的内腔中，股骨颈的第二端与股骨柄连接，股骨颈的第二端设有连接球，股骨柄的端部开设有凹槽，凹槽中设有与连接球相适配的轴衬，连接球设置在轴衬内，股骨颈的第二端端面上设有定位凸起，股骨柄的端面上设有与定位凸起相适配的多个定位孔。以上方案所述组合型三动全髋假体通过三个关节活动面，最大限度的恢复了患者术后的仿生运动，可实现170度的活动范围，很大程度上避免了由于运动过度造成的脱位现象。

Description

一种组合型三动全髋假体

技术领域

本发明属于人工关节医疗器械领域，特别涉及一种组合型三动全髋假体。

背景技术

近年来，随着我国医疗器械技术的不断提高，特别是在骨科领域，人工关节置换手术，已成为医学界治疗关节致残疾病普遍采用的一种有效的方法，而手术后植入的假体与人体自然骨之间的固定效果是决定人工关节使用寿命和疗效的关键。

髋关节是人体中运动功能强大的关节，其运动可分为屈曲—伸展、外展—内收、内旋—外旋，其中，关节活动幅度在屈曲和内收位时最大。目前市面上的髋关节假体大部分为髋臼与内衬压配固定，股骨柄与股骨头锥度锁定，由这两部分组成的全髋假体，不能满足不同病情患者的需求，尤其是青少年置换者，不能很好地实现运动仿生的需求，术后活动幅度小。

现有髋关节假体主要存在以下问题：

1.现有常规股骨柄为一体式结构，不能实现接近解剖结构的前倾角，易出现术后体态偏置，导致活动受限。

2.现有髋臼杯与髋臼衬为压配式固定，不能实现大幅度活动范围，易造成运动过度而导致脱位。

3.现有髋关节假体表面处理主要以喷砂粗糙面磨面、钛涂层、HA涂层为主。喷砂粗糙面磨面虽然能增加假体与骨组织界面的粗糙度，但由于不能形成一定的孔隙度，故无法促进骨长入；钛涂层在植入后的早期，在骨诱导力方面表现不佳；HA涂层虽然具有良好的骨诱导能力，但由于工艺受限，喷涂厚度比较薄，导致在植入后的中后期极易被吸收造成骨溶解，不利于长期稳定。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种组合型三动全髋假体，以解决现有的髋关节假体不能实现接近解剖结构的前倾角，不能实现大幅度活动范围，从而导致术后患者的关节活动度不理想的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种组合型三动全髋假体，其特征在于，包括半球状的髋臼杯，所述髋臼杯的内侧设有半球状的髋臼衬，所述髋臼衬与所述髋臼杯活动连接，所述髋臼衬的内侧设有陶瓷球头，所述陶瓷球头与所述髋臼衬活动连接，所述陶瓷球头设有锥形内腔，股骨颈的第一端插设在所述陶瓷球头的内腔中，所述股骨颈的第二端与股骨柄连接，所述股骨颈的第二端设有连接球，所述股骨柄的端部开设有凹槽，所述凹槽中设有与所述连接球相适配的轴衬，所述连接球设置在所述轴衬内，所述股骨颈的第二端端面上设有定位凸起，所述股骨柄的端面上设有与所述定位凸起相适配的多个定位孔。

其中，所述定位凸起的设置数量为二个，所述定位孔呈圆弧状对称分布在所述股骨柄端面的两侧，且位于同侧的相邻定位孔之间的间隔相同。

其中，所述股骨柄的端面上设有与所述定位孔相对应的角度刻度值。

其中，所述轴衬的外周侧设有均匀分布的凸起结构，所述凹槽与所述轴衬的形状相适配，设有与所述凸起结构一一对应的凹进结构。

其中，所述髋臼杯的截面包括顶部圆弧和位于所述顶部圆弧两侧的底部圆弧，所述底部圆弧的曲率大于所述顶部圆弧的曲率，相对所述顶部圆弧向外扩张；所述底部圆弧的外侧设有翼型齿。

其中，所述定位凸起与所述定位孔之间为锥配合。

其中，所述股骨柄包括依次连接的第一连接部、第二连接部和第三连接部，所述第一连接部的上端面为圆角梯形，所述第二连接部的上端面与所述第一连接部的下端面形状一致，所述第二连接部的下端面与所述第三连接部的上端面形状一致。

其中，所述第一连接部下端面的长和宽分别大于所述第三连接部上端面的长和宽，形成所述股骨柄的第二锥度，所述第二连接部下端面的长大于所述第三连接部下端面的长，形成所述股骨柄的第一锥度，所述第二连接部和所述第三连接部的两侧均设有压力槽，其中两侧的压力槽结构和排布相同。

其中，所述髋臼杯的材质为TA2G；所述髋臼衬的表面粗糙度为Ra0.05，材质为掺混维生素E的高交联超高分子量聚乙烯；所述轴衬的材质为掺混维生素E的高交联超高分子量聚乙烯。

其中，所述髋臼杯和所述股骨柄的表面设有钽-钛混合涂层，所述涂层的厚度为600～900μm。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，所述组合型三动全髋假体的髋臼杯与髋臼衬之间形成第一关节活动面，髋臼衬与陶瓷球头之间形成第二关节活动面，股骨颈的连接球与股骨柄上的轴衬之间形成第三关节活动面，实现了髋臼侧与股骨侧的联动，便于找到最佳前倾角，所述组合型三动全髋假体通过三个关节活动面，最大限度的恢复了患者术后的仿生运动，活动度增强，避免了运动过度造成的脱位现象。

附图说明

图1为本发明组合型三动全髋假体的结构示意图；

图2为图1中A处的结构放大图；

图3为图1中K方向的视图；

图4为图1中股骨柄的侧视图；

图5为图1中股骨柄的正视图。

[附图标记]

1、股骨柄；

11、凹槽；

12、定位孔；

13、第一连接部；

14、第二连接部；

15、第三连接部；

2、轴衬；

3、股骨颈；

4、陶瓷球头；

5、髋臼衬；

6、髋臼杯；

61、翼型齿；

7、钛-钽混合涂层。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

如图1至图3所示，本发明的实施例提供一种组合型三动全髋假体，包括依次相连的股骨柄1、轴衬2、股骨颈3、陶瓷球头4、髋臼衬5和髋臼杯6；半球状的髋臼杯6内侧设有半球状的髋臼衬5，髋臼杯6的内球面与髋臼衬5的外球面形成第一关节活动面；髋臼衬5的内球面与陶瓷球头4的外球面形成第二关节活动面。陶瓷球头4设有锥形内腔，股骨颈3的第一端插设在陶瓷球头4的内腔中，股骨颈3的第二端与股骨柄1连接，股骨颈3的第二端设有连接球，股骨柄1的端部开设有凹槽11，凹槽11中设有与股骨颈3的连接球相适配的轴衬2，股骨颈3的连接球设置在轴衬2内，轴衬2的内球面与连接球的外球面形成第三关节活动面，股骨颈3的第二端端面上设有定位凸起，股骨柄1的端面上设有与定位凸起相适配的多个定位孔12，定位凸起与定位孔12之间采用锥配合，使连接更加稳定。

本实施例中，定位凸起的设置数量为2个，关于股骨颈3的端面中心对称设置，如图3所示，定位孔12呈圆弧状对称分布，进行固定时，2个定位凸起分别插设在相对应的、不同侧的定位孔12中。

如图3所示的，位于同侧的相邻定位孔12之间的间隔相同，其中一侧的定位孔12旁侧标识有与定位孔12一一对应的角度刻度值，角度刻度值代表了具体的前倾角度，以供术中参考。

如图1所示的，轴衬2的外周侧设置有均匀分布的凸起结构，呈花瓣状，如图3所示的，股骨柄1端部的凹槽11与轴衬2的形状相适配，设有与凸起结构一一对应的凹进结构，使得轴衬2压配式固定在凹槽11内，上述结构可有效防止轴衬2旋转，从而保障股骨颈3的自由转动不受影响。

如图1、图4所示的，股骨柄1包括依次连接的第一连接部13、第二连接部14和第三连接部15，第一连接部13的上端面为圆角梯形，第二连接部14的上端面与第一连接部13的下端面形状一致，第二连接14部的下端面与第三连接部15的上端面形状一致。第三连接部15的正面呈锥形(第一锥度θ₁)，第二连接部14上端面的长和宽分别大于第三连接部15上端面的长和宽，从而在第二连接部14的正面和侧面均形成锥度，侧面锥度为第二锥度θ₂，股骨柄1的双锥度设计提供可靠的初始稳定性的同时保留更多的骨量。

本实施例中，第二连接部14和第三连接部15的两侧均设有结构与排布相同的纵向沟槽(压力槽)，利于供血，避免远端大腿疼痛。

如图1所示的，髋臼杯6采用双半径设计，具体的，髋臼杯6的截面包括顶部圆弧和位于顶部圆弧两侧的底部圆弧，底部圆弧的曲率大于顶部圆弧的曲率，相对顶部圆弧向外扩张，上述结构的髋臼杯6既可以与关节窝紧密压配固定，形成良好的初始稳定性，又可以促进骨长入，获得良好的骨细胞增殖的生存环境。另外，上述底部圆弧的外侧设有如图2所示的翼型齿61，以增加假体的抗旋转稳定性。

如图3所示的，股骨柄1的端面为圆角梯形，外侧宽，内侧窄，股骨柄内侧最大压应力与外侧最大拉应力之比最大，提供抗旋转性和自锁性，使用安全。

本实施例中，髋臼杯6的材质为TA2G，髋臼衬5的外球面、内球面的粗糙度为Ra0.05，均达到镜面抛光程度，以降低相对运动的磨损，髋臼衬5和轴衬2的材质为掺混维生素E的高交联超高分子量聚乙烯，抗氧化稳定性强，可实现运动的超低磨损，有效降低脱位风险，延长使用寿命。

本实施例中，陶瓷球头由先进的第四代陶瓷材料

delta复合材料制成，拥有更佳的机械性能，破损率极低。

如图1所示的，髋臼杯6和股骨柄1的表面设有600～900μm厚的钽-钛混合涂层7，钽-钛混合涂层7的平均孔隙为400～600μm，孔隙率为80％～85％，弹性模量约3GPa，介于松质骨(约1GPa)与皮质骨(约15GPa)之间，避免了应力遮挡效应；钽-钛混合涂层7耐腐蚀性强、具有极佳的生物相容性，同时具有与人体松质骨结构特点相同的蜂窝状立体状结构，还可以促进细胞增殖，提高成骨细胞的造骨能力，对骨长入有促进作用，有效解决了当前市面上生物固定骨长入界面长期稳定性不佳的问题。

本发明提供的组合型三动全髋假体使用过程如下：

安装好股骨颈3、陶瓷球头4、髋臼衬5和髋臼杯6组成的髋臼侧后，通过活动调节股骨颈3的连接球与轴衬2形成的第三关节面，找到最佳的前倾角度，将定位凸起与相对应的定位孔12配合，实现股骨颈3与股骨柄1的固定。

上述方案，所述组合型三动全髋假体的髋臼杯与髋臼衬之间形成第一关节活动面，髋臼衬与陶瓷球头之间形成第二关节活动面，股骨颈的连接球与股骨柄上的轴衬之间形成第三关节活动面，实现了髋臼侧与股骨侧的联动，便于找到最佳前倾角，所述组合型三动全髋假体通过三个关节活动面，最大限度的恢复了患者术后的仿生运动，与普通全髋假体相比，活动度增强，可实现170度的活动范围，避免了运动过度造成的脱位现象；髋臼杯和股骨柄的表面喷涂有钽-钛混合涂层，增强了假体的生物相容性和抗腐蚀性，且钽-钛混合涂层的强度和弹性模量与人体骨相匹配，对人体细胞的粘附作用更强，为骨细胞的长入和增殖创造了良好的条件，能达到长期、稳定使用的效果。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种组合型三动全髋假体，其特征在于，包括半球状的髋臼杯，所述髋臼杯的内侧设有半球状的髋臼衬，所述髋臼衬与所述髋臼杯活动连接，所述髋臼衬的内侧设有陶瓷球头，所述陶瓷球头与所述髋臼衬活动连接，所述陶瓷球头设有锥形内腔，股骨颈的第一端插设在所述陶瓷球头的内腔中，所述股骨颈的第二端与股骨柄连接，所述股骨颈的第二端设有连接球，所述股骨柄的端部开设有凹槽，所述凹槽中设有与所述连接球相适配的轴衬，所述连接球设置在所述轴衬内，所述股骨颈的第二端端面上设有定位凸起，所述股骨柄的端面上设有与所述定位凸起相适配的多个定位孔。

2.根据权利要求1所述的组合型三动全髋假体，其特征在于，所述定位凸起的设置数量为二个，所述定位孔呈圆弧状对称分布在所述股骨柄端面的两侧，且位于同侧的相邻定位孔之间的间隔相同。

3.根据权利要求2所述的组合型三动全髋假体，其特征在于，所述股骨柄的端面上设有与所述定位孔相对应的角度刻度值。

4.根据权利要求1所述的组合型三动全髋假体，其特征在于，所述轴衬的外周侧设有均匀分布的凸起结构，所述凹槽与所述轴衬的形状相适配，设有与所述凸起结构一一对应的凹进结构。

5.根据权利要求1所述的组合型三动全髋假体，其特征在于，所述髋臼杯的截面包括顶部圆弧和位于所述顶部圆弧两侧的底部圆弧，所述底部圆弧的曲率大于所述顶部圆弧的曲率，相对所述顶部圆弧向外扩张；所述底部圆弧的外侧设有翼型齿。

6.根据权利要求1所述的组合型三动全髋假体，其特征在于，所述定位凸起与所述定位孔之间为锥配合。

7.根据权利要求1所述的组合型三动全髋假体，其特征在于，所述股骨柄包括依次连接的第一连接部、第二连接部和第三连接部，所述第一连接部的上端面为圆角梯形，所述第二连接部的上端面与所述第一连接部的下端面形状一致，所述第二连接部的下端面与所述第三连接部的上端面形状一致。

8.根据权利要求7所述的组合型三动全髋假体，其特征在于，所述第一连接部下端面的长和宽分别大于所述第三连接部上端面的长和宽，形成所述股骨柄的第二锥度，所述第二连接部下端面的长大于所述第三连接部下端面的长，形成所述股骨柄的第一锥度，所述第二连接部和所述第三连接部的两侧均设有压力槽，其中两侧的压力槽结构和排布相同。

9.根据权利要求1所述的组合型三动全髋假体，其特征在于，所述髋臼杯的材质为TA2G；所述髋臼衬的表面粗糙度为Ra0.05，材质为掺混维生素E的高交联超高分子量聚乙烯；所述轴衬的材质为掺混维生素E的高交联超高分子量聚乙烯。

10.根据权利要求1所述的组合型三动全髋假体，其特征在于，所述髋臼杯和所述股骨柄的表面设有钽-钛混合涂层，所述涂层的厚度为600～900μm。

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