关节窝植入体制造技术

技术编号:18461796 阅读:25 留言:0更新日期:2018-07-18 13:57
一种用于关节窝植入体尤其用于髋臼植入体的外臼杯(1),包括外凸面(3)和用于容置内臼杯的内凹面(4)。内凹面(4)至少局部具有在特定圆形环周区域(6)中的齿结构(7)。在将内臼杯插入外臼杯(1)时,该齿结构(7)能够阻止两个臼杯彼此相对旋转。

Implants of articular fossa

An outer cup (1) for a joint socket implant, especially for a acetabular implant, comprises an outer convex surface (3) and an inner concave surface (4) for holding the inner cup. The inner concave surface (4) has at least partial tooth structure (7) in the specific circular circumferential region (6). When the inner cup is inserted into the outer cup (1), the tooth structure (7) can prevent the two mortar cups from rotating with each other.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】关节窝植入体
本专利技术涉及关节窝植入体,尤其涉及包括内臼杯和外臼杯的髋臼植入体。
技术介绍
当患者的关节窝(例如髋臼)发生损坏时,常见做法是植入人工关节窝。此关节窝通常由两个部件即外臼杯和内臼杯构成。外臼杯用于将关节窝嵌入骨头内。内臼杯插入外臼杯中,形成用于对应关节头的支承表面。然而外臼杯通常由金属制成,内臼杯的惯用材料有陶瓷材料且也有塑料(尤其是聚乙烯),然而也有适用的金属。在内臼杯采用陶瓷的情况下,同样在内臼杯由塑料或金属制成的情况下须防止内臼杯相对于外臼杯旋转。这是因为如果在不是为此目的提供的关节臼杯内的部件之间产生摩擦,那么关节臼杯会迅速损坏。磨损颗粒也到达关节的支承表面且引起该处迅速磨损,或者在最糟糕情况下甚至会转移到患者体内并造成损伤。另外,尤其在内臼杯的一侧较高的情况下须确定它们被固定在限定的角度位置。陶瓷或金属的内臼杯通常为锥形构造,由此在插入外臼杯之后,它们能施加足够高的保持力以抵抗由接头传递的转矩。相比之下,由塑料材料制备的内臼杯须被附加固定以抵抗旋转。因此,许多外臼杯在它们的边缘区域具有为切口或凹坑的抗旋转机构,内臼杯的凸形结构接合其中。但是,这样的关节窝制造复杂且昂贵。因此,最近已开发出外臼杯在其内凹面具有倒钩形压入元件,其插入由塑料制成的插入的内臼杯中并由此抗转动固定内臼杯。例如EP0663193B1公开了一种用于人造髋关节的修正窝。所述窝包括半球形支撑臼杯以及对应尺寸的内臼杯。支撑臼杯的内凹面被设置有压入元件,其在内臼杯插入时压入其外面以防止旋转。另外,US5,800,555公开了一种用于球窝关节假体的支承部件。这个支承部件被插入外臼杯内,在该外臼杯的内面上具有用于固定以抵抗旋转的突起。为此目的,该突起压入支承部件的外表面内。这种抗旋转机构的优势在于它们的实施无需在内臼杯上实施任何结构措施。但在外臼杯制造过程中,形成压入元件会涉及相当高的成本。通常是不可能将压入元件与臼杯一体成型制成,这需要形成钻孔以及元件的装配和压入。如果压入元件由不同于外臼杯的材料制成(这必须在产品授权中声明),那么这使得后者更加困难。为了允许将内臼杯插入外臼杯,也必须在外臼杯的底部布置钉状的压入元件,由此它们位于相对接近于外臼杯的纵向中心轴线并且可由此只能向内臼杯传递低的转矩。另外,WO02/064066A2已经公开了一种用于髋关节假体的可植入窝,其中支承臼杯可以任意期望的旋转位置插入窝的内部接收器中并且被牢固固定以抵抗旋转。为此目的,圆形的多个齿结构被设置在接收器的内圆周上并且接合于支承臼杯以防止旋转。在FR2936145中描述了相似的解决方案,其中单个齿都被成对地布置在周向区域上。目前已知的通过齿结构来阻止旋转的缺点在于需要高的压入力以插入内臼杯,并且存在内臼杯材料受损的危险,其中会产生不期望的碎裂并且产生可能磨损内臼杯的颗粒。该齿具有不利的构造,或者它们为了抵抗两个臼杯部件之间的预定额定转矩而尺寸过大或者数量太多。其它必须考虑的有,如果外科医生必须原位驱入或压入内臼杯,那么插入内臼杯所需的压入力是有限的。
技术实现思路
因此,本专利技术的目的在于克服现有技术中的上述缺点。本专利技术的目的尤其在于提供具有尽可能可靠并且设计简单的抗旋转机构的关节窝植入体。这种类型的抗旋转机构旨在易于实施在现有植入系统中。另外,其实施是节约成本的并且旨在允许外科医生易于操作该植入体并且相对于臼杯轴线进行无极轴向调节。本专利技术的另一个目的在于构造齿结构,使得内臼杯的较软材料不受到破坏并使最大转矩能够以尽可能低的压入力传递。这些目的通过具有权利要求1的特征的关节窝植入体来实现。这个关节窝植入体包括具有外凸面和内凹面的外臼杯,内凹面具有位于圆形环周区域内的齿结构。齿结构的侧面平行于外臼杯的纵向中心轴线定向,齿廓具有限定为齿结构的齿顶圆半径与齿根圆半径间的差值的齿高。该关节窝植入体还包括插入外臼杯中的内臼杯,其中外臼杯硬度大于内臼杯硬度,并且与齿结构接触的内臼杯区区域相对于齿结构的齿顶圆过盈。以此方式,能通过内臼杯材料被齿结构排挤来阻止两个臼杯的相对可旋转性。尤其有利的是,如果齿结构连续延伸,优选在绕外臼杯上的圆形环周区域具有一致的齿距。在此可将一致的齿距理解为各个齿之间的恒定距离,具体而言使得齿结构对应于延伸360°的内齿。有利地,外臼杯和内臼杯具有对应的轴向锁定元件,在此处它们参照共同的纵向中心轴线而彼此锁定。这种类型的锁定机构是必需的,因为在采用由塑料材料制成的内臼杯的情况下,不可能例如通过锥形连接而得到沿轴向的自锁定。尤其有利的是,带有齿结构的周向区域参照共同的纵向中心轴线布置在邻近于对应的锁定元件的外臼杯的内凹面的圆柱部分内。通过使锁定元件紧邻至齿结构,可以实现生产技术方面的优势。参照共同的纵向中心轴线,从臼杯的赤道部到极点的方向上看,先布置齿结构或是先布置锁定元件并不重要。原则上也可以将齿结构和锁定元件参照共同的纵向中心轴线彼此间隔一定距离地布置在外臼杯内。但是,如果参照纵向中心轴线,带有齿结构的周向区域与极点相比更靠近于外臼杯的赤道部,则特别有利。在接近赤道部的区域内,外臼杯的内径位于其最大值,由此可得到齿结构的最大直径。通过这种方式可增加齿的数量,也可增加齿与旋转轴线的距离,并且由此可传递最大的转矩。另外,关于中心纵向轴线的齿结构宽度在0.5毫米至5毫米之间、优选在0.8毫米至1.6毫米之间是特别有利的。可通过齿结构宽度将可传递转矩确定为进入内臼杯的压入深度的函数。齿结构越宽,由此相对于纵向中心轴线的可能的最大啮合越大,可在齿结构中传递的转矩越大。另外,如果齿结构压入内臼杯的材料内的齿压入深度在0.1至1.0毫米之间,优选在0.15毫米至0.3毫米之间,则尤其有利。已经惊讶地发现,压入力基本上是由齿压入深度确定,而仅与上述齿宽度关系不大。压入深度越大,齿结构具有的齿越多,所需的压入力越大。但为了确保内臼杯材料没有损坏或碎裂,压入深度应尽可能小。由此可见,齿应尽可能多,它们的压入深度应保持为尽可能小以确保压入力保持较低。传递转矩可相应借助齿宽来限定。已经证明如果将齿结构的总齿数和参照纵向中心轴线的齿宽选择成使得能阻止超出预定的而定转矩的旋转,则特别有利。最低传递转矩通过相关的医疗标准来预先确定并且在每种情况下必须符合。在0.1毫米至1毫米的预定压入深度下,并且根据臼杯尺寸或齿结构直径,由此可能优化齿的数量以及它们的宽度。齿结构的单个齿可围成优选45°至100°的角度。出于生产技术的原因,顶部总会出现轻微变平或变圆。大于100°的角度在齿根处相应地形成宽齿,由此减少了可布置在圆周区上的总齿数。也已经证明,如果齿的侧面均被构造为平面,则尤其有利。这确保了整个齿的侧面尽可能远地支承在内臼杯上。如果在相邻齿的侧面与插入齿结构的内臼杯之间留有空隙,那么可得到另外的优势。在内臼杯由软材料制成的情况下,这允许了进一步的膨胀,尤其是材料在受载时流入空隙。通过这种方式避免了有害的材料应力,其导致了增大的压入力或者材料朝向纵向中心轴线的不期望的膨胀。在某些情况下,齿结构也可仅局部沿圆形环周区域延伸。这种局部中断的齿结构所具有的优势在于尤其在压入深度保持不变时可减小压入力。尤其有利的是,内臼杯由塑料制成,尤其由肖氏硬度D为50至85的本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种关节窝植入体(2)且尤其是髋臼植入体,包括具有外凸面(3)和内凹面(4)的外臼杯(1)以及插入所述外臼杯中的内臼杯(5),其中所述内凹面在圆形环周区域(6)内具有齿结构(7),其中所述齿结构的侧面(9)平行于所述外臼杯(1)的纵向中心轴线(S)定向,并且齿廓具有被定义为该齿结构的齿顶圆半径与齿根圆半径之差的齿高(h),所述外臼杯的硬度大于所述内臼杯的硬度,并且与该齿结构接触的内臼杯区域相对于所述齿结构的齿顶圆过盈,从而能通过该内臼杯的材料被所述齿结构排挤来阻止两个臼杯的相对可旋转性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.23 EP 15195856.81.一种关节窝植入体(2)且尤其是髋臼植入体,包括具有外凸面(3)和内凹面(4)的外臼杯(1)以及插入所述外臼杯中的内臼杯(5),其中所述内凹面在圆形环周区域(6)内具有齿结构(7),其中所述齿结构的侧面(9)平行于所述外臼杯(1)的纵向中心轴线(S)定向,并且齿廓具有被定义为该齿结构的齿顶圆半径与齿根圆半径之差的齿高(h),所述外臼杯的硬度大于所述内臼杯的硬度,并且与该齿结构接触的内臼杯区域相对于所述齿结构的齿顶圆过盈,从而能通过该内臼杯的材料被所述齿结构排挤来阻止两个臼杯的相对可旋转性。2.根据权利要求1所述的关节窝植入体,其中所述外臼杯(1)是由钛合金或由钛基合金、钢合金、钴基合金或锆基合金制成。3.根据权利要求1或2所述的关节窝植入体,其中所述内臼杯(5)由聚乙烯制成,尤其由超高分子量聚乙烯(UHMWPE)或由UXPE或由聚醚醚酮(PEEK)或由PEAK制成。4.根据权利要求1至3中任一项所述的关节窝植入体,其中所述齿结构(7)连续地且优选以一致的齿距绕所述圆形环周区域(6)延伸。5.根据权利要求1至4中任一项所述的关节窝植入体,其中所述外臼杯(1)和所述内臼杯(5)具有对应的轴向锁定元件(8,17),所述外臼杯和所述内臼杯在所述锁定元件处关于共同的纵向中心轴线(S)彼此锁定。6.根据权利要求5所述的关节窝植入体,其中带有所述齿结构的所述环周区域布置在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:P·布尔吉C·古格勒D·纳德勒
申请(专利权)人:乔希控股股份公司
类型:发明
国别省市:瑞士,CH

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