一种方便置换的仿生型表面髋关节假体制造技术

本发明专利技术涉及医疗器械设计技术领域，尤其涉及一种方便置换的仿生型表面髋关节假体，其包括髋臼杯假体、股骨头假体、压力主钉及张力辅钉，髋臼杯假体的内表面与股骨头假体的外表面为半球形滑动摩擦配合，髋臼杯假体及股骨头假体与骨接触面为3D打印骨小梁结构，股骨头假体内设有隔板使股骨头假体内形成头部凹槽及尾部凹槽，头部凹槽处装配有球面盖，压力主钉及张力辅钉后端部分别设有外螺纹，压力主钉与张力辅钉前端部分别与隔板连接。本发明专利技术提供的器械结构简单，置换方便，成本低，摩擦系数、金属离子析出较低，远期骨长入性能良好且能够重建髋关节生理支点。髋关节生理支点。髋关节生理支点。

【技术实现步骤摘要】
一种方便置换的仿生型表面髋关节假体


[0001]本专利技术涉及医疗器械设计
，尤其涉及一种方便置换的仿生型表面髋关节假体。

技术介绍

[0002]表面髋关节假体是用于替代部分人体髋关节的骨科植入物。用来行表面髋关节置换手术。表面髋关节假体主要包括髋臼外杯假体，以及套入在髋臼外杯假体内且插入人体股骨头的股骨头假体。表面髋关节理论上可保留股骨骨质，减缓病情的进展，并能改善病人与今后翻修手术相关的髋关节功能。
[0003]但随着表面髋关节置换术的广泛开展，该手术也存在一些缺陷。导致假体失败的主要原因包括：股骨颈骨折、股骨头坍塌和假体松动等。现有的表面髋关节假体的髋臼外杯与股骨头假体的摩擦界面为钴铬钼金属的“金对金”界面，虽然“金对金”界面相对于其他摩擦界面摩擦系数相对较低，但“金对金”界面会导致钴、铬金属离子的析出，其会产生不利的生物学反应，包括关节附近软组织的毒性作用、延迟型超敏反应、骨质溶解以及一定的致癌性，最终导致假体松动失效。现有的表面髋关节假体的髋臼外杯的骨整合界面为喷涂的羟基磷灰石涂层，该方式会存在涂层脱落或在一定时间内被吸收的风险，导致失去相应的骨整合作用。现有的表面髋关节假体易发生股骨颈骨折、股骨头坍塌，其主要原因是由于股骨头假体的固定轴的设计方式无法重建生理支点，无法恢复正常人体髋关节受力形式，导致固定失败及并发症的产生。并且现有的股骨头置换假体为一体式结构，球面的顶部磨损后需要整体置换股骨头假体，成本比较高，而且手术操作比较麻烦，需要将压力主钉、张力辅钉及股骨头分离置换。
[0004]根据张殿英杠杆平衡重建理论，股骨近端是一种杠杆结构，其支点是由股骨的外展角及压力和张力骨小梁决定的，正常的生理支点位于股骨头中心附近，形成了一个股骨近端费力杠杆结构。以往的髋关节结构设计无理论支撑，本设计在于重建髋关节生理解剖支点并恢复压力及张力骨小梁，产生全仿生的人工髋关节假体。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提供摩擦系数、金属离子析出较低，远期骨长入性能良好且能够重建髋关节生理支点的一种方便置换的仿生型表面髋关节假体。
[0006]本专利技术是通过以下技术方案予以实现：
[0007]一种方便置换的仿生型表面髋关节假体，其包括髋臼杯假体、股骨头假体、压力主钉及张力辅钉，所述股骨头假体设于髋臼杯假体内且髋臼杯假体的内表面与股骨头假体的外表面为半球形滑动摩擦配合，髋臼杯假体及股骨头假体与骨接触面为3D打印骨小梁结构，所述股骨头假体内中部一体成型有隔板使股骨头假体内形成头部凹槽及尾部凹槽，所述头部凹槽处装配有与股骨头假体形成表面光滑球面的球面盖，所述压力主钉及张力辅钉后端部分别设有外螺纹，压力主钉与张力辅钉前端部分别与隔板连接。
[0008]优化的，髋臼杯假体、股骨头假体、压力主钉及张力辅钉均为锆铌合金材料，且髋臼杯假体内表面与股骨头假体外表面均经氧化处理形成氧化锆摩擦界面。
[0009]进一步，球面盖与头部凹槽之间为相互配合的锥形连接。
[0010]优化的，隔板上开设有两个螺纹孔，压力主钉与张力辅钉前端部分别在螺纹孔处与隔板螺纹连接。
[0011]进一步，压力主钉的前端与螺纹孔之间为螺纹连接，张力辅钉倾斜设置且整体设有外螺纹。
[0012]优化的，压力主钉上开设有斜插孔，张力辅钉穿过斜插孔后与隔板在螺纹孔处通过螺纹连接。
[0013]进一步，张力辅钉的外螺纹延伸至与压力主钉斜插孔斜插位置处。
[0014]优化的，压力主钉和张力辅钉为全螺纹结构。
[0015]本专利技术的有益效果
[0016]本专利技术保护的一种方便置换的仿生型表面髋关节假体，具有如下优势：
[0017]1.
①
锆铌合金氧化层高温后与表面髋关节假体形成一体，不存在涂层脱落问题。
②
锆铌合金表面摩擦系数是钴铬合金界面的0.5倍，具有优秀的耐磨性能。
③
锆铌合金的强度、耐腐蚀性及润滑度均优于钴铬合金，可以减少关节置换术后假体破碎及骨溶解的发生。
④
锆铌合金具有理想的生物相容性及低敏性的优势。
[0018]2. 3D打印骨小梁结构具有以下优势：
①
3D打印骨小梁结构应力分布更为优化，最大应力值明显减小，因此会降低应力遮挡效应，利于假体周围骨质增长，避免假体松动的风险。
②
模仿人体松质骨结构的骨小梁多孔结构，具有良好的生物相容性。
③
3D打印骨小梁髋臼外杯具有高摩擦系数、高孔隙率和更好的力学性能。
④
3D打印技术颗粒残留低、金属离子析出量低，避免出现人体异物排斥、过敏、严重炎症的不良反应。
[0019]3.股骨头假体的固定形式可将髋关节支点恢复到股骨近端张力骨小梁与压力骨小梁交汇点处，恢复到人体正常髋关节支点，避免由于人体髋关节力学不平衡，导致假体松动的产生。
[0020]4.股骨头假体内中部一体成型有隔板使股骨头假体内形成头部凹槽及尾部凹槽，所述头部凹槽处装配有与股骨头假体形成表面光滑球面的球面盖，头部凹槽方便球面盖的装配，并且当球面盖处由于受力较大磨损较严重时，可以单独更换球面盖，更换时，无需更换股骨头假体手术操作更简单，手术成本也比较低，并且股骨头假体的整体稳固性也比较强。
附图说明
[0021]图1为本专利技术具体实施例一爆炸结构示意图；
[0022]图2为本专利技术具体实施例一装配示意图；
[0023]图3为本专利技术具体实施例二爆炸结构示意图；
[0024]图4为本专利技术具体实施例二装配示意图；
[0025]图5为本专利技术对照组仿真应力分布图；
[0026]图6为本专利技术具体实施例一仿真应力分布图；
[0027]图7为本专利技术具体实施例二仿真应力分布图。
[0028]图中1.股骨头假体，2.尾部凹槽，3.压力主钉，4.张力辅钉,5.隔板，6.球面盖，7.头部凹槽，8.斜插孔。
具体实施方式
[0029]一种方便置换的仿生型表面髋关节假体，其包括髋臼杯假体(未示出)、股骨头假体1、压力主钉3及张力辅钉4，所述股骨头假体设于髋臼杯假体内且髋臼杯假体的内表面与股骨头假体的外表面为半球形滑动摩擦配合，髋臼杯假体及股骨头假体与骨接触面为3D打印骨小梁结构，应力分布更为优化，最大应力值明显减小，降低了应力遮挡效应，利于假体周围骨质增长，避免假体松动的风险，并且具有良好的生物相容性及力学性能。
[0030]股骨头假体内中部一体成型有隔板5使股骨头假体内形成头部凹槽7及尾部凹槽2，所述头部凹槽处装配有与股骨头假体形成表面光滑球面的球面盖6，将股骨头假体分为两部分，设置一个球面盖，当球面盖处由于受力较大磨损较严重时，可以单独更换球面盖，更换时，无需更换股骨头假体手术，操作更简单，手术成本也比较低。
[0031]压力主钉及张力辅钉后端部分别设有外螺纹，压力主钉与张力辅钉前端部分别与隔板连接。压力主钉与张力辅钉的设计，可以起本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种方便置换的仿生型表面髋关节假体，其特征在于，包括髋臼杯假体、股骨头假体、压力主钉及张力辅钉，所述股骨头假体设于髋臼杯假体内且髋臼杯假体的内表面与股骨头假体的外表面为半球形滑动摩擦配合，髋臼杯假体及股骨头假体为3D打印骨小梁结构，所述股骨头假体内中部一体成型有隔板使股骨头假体内形成头部凹槽及尾部凹槽，所述头部凹槽处装配有与股骨头假体形成表面光滑球面的球面盖，所述压力主钉及张力辅钉后端部分别设有外螺纹，压力主钉与张力辅钉前端部分别与隔板连接。2.根据权利要求1所述的一种方便置换的仿生型表面髋关节假体，其特征在于，髋臼杯假体、股骨头假体、压力主钉及张力辅钉均为锆铌合金材料，且髋臼杯假体内表面与股骨头假体外表面均经氧化处理形成氧化锆摩擦界面。3.根据权利要求1所述的一种方便置换的仿生型表面髋关节假体，其特征在于，球面盖与头...

【专利技术属性】
技术研发人员：张殿英，刘念，马信龙，周一新，柴伟，许建中，刘国栋，郁凯，王艳华，张晓萌，唐缪田，张立佳，杨剑，
申请(专利权)人：嘉思特华剑医疗器材天津有限公司，
类型：发明
国别省市：