一种股骨柄、设计方法及安装工具技术

本发明专利技术提供了一种股骨柄、设计方法及安装工具，属于医疗器械技术领域。本发明专利技术提供的一种股骨柄、设计方法及安装工具，包括股骨柄主体与股骨柄末端，股骨柄主体设置有多孔结构，并采用3D打印技术一体化成形，安装工具与股骨柄主体连接，为股骨柄的打入提供把持作用并为斜边螺钉的打入提供导向，本发明专利技术通过改变股骨柄的微观结构，减少或者避免应力遮挡现象的同时有利于骨细胞的生长，促进骨组织与股骨柄的融合，股骨柄末端的螺纹结构还可以极大地抑制后期股骨柄下沉，延长使用寿命，安装工具的使用可为股骨柄在安装与跟换上提供便利，减少手术时间，提供了的设计方法，极大促进了股骨柄与患者实际情况的匹配度，提高手术效果。提高手术效果。提高手术效果。

【技术实现步骤摘要】
一种股骨柄、设计方法及安装工具


[0001]本专利技术属于医疗器械
，具体涉及一种股骨柄、设计方法及安装工具。

技术介绍

[0002]随着老龄化程度的加深，每年髋关节疾病的数量随之不断增加。人工置换髋关节假体成为了治疗的髋关节疾病的最有效的手段，可以明显地改善患者的髋关节生理情况、重建髋关节的生理功能。
[0003]髋关节假体主要由髋臼杯、内衬、球头、股骨柄组成，股骨柄作为与股骨直接接触并传导支撑力的关键部件，与股骨的结合稳定性直接影响到整个髋关节手术的效果，与病人的术后恢复情况息息相关。例如专利公开号为CN107595441A的中国专利公开了名为股骨柄假体的专利，该股骨柄是通过股骨柄内部的骨水泥通道将骨水泥注入到股骨内腔，起到固定作用，但股骨柄为实体结构，可能会产生应力遮挡现象，且在后期可能会出现股骨柄下沉现象。专利公开号为CN 202724042 U的中国专利公开了一种尖齿型生物固定股骨柄，该股骨柄利用喷涂技术进行涂层处理，两侧面采取尖齿状突起设计，两者都有效提升了股骨柄与股骨的结合稳定性，但不可避免地会出现应力遮挡现象，影响术后效果。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种股骨柄，通过将股骨柄末端的表面有微小螺钉结构，为股骨柄的前期植入稳定性提供了帮助，再利用股骨柄侧面的斜边螺纹孔与股骨大转子进行连接，使得股骨柄在股骨上具有更高的结合性、稳定性，同时带微小螺纹结构的股骨柄末端与股骨柄上半部分的斜边螺纹孔也对后期股骨柄的下沉现象起到了很好的抑制作用，延长了股骨柄的使用年限。
[0005]本专利技术的另一个目的是提供了与股骨柄配套的安装工具，带有卡齿弹片结构的下端可与股骨柄上端的阶梯沉孔相结合锁定，敲击安装工具的主杆的上端，可为股骨柄的打入提供打入力，并且带有T型筒的旋转支架可为斜边螺钉的打入提供导向作用。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种股骨柄，包括：股骨柄主体与股骨柄末端，所述股骨柄主体由内部实体圆柱结构构成，所述股骨柄主体表面设置有多孔结构，所述股骨柄主体的上端面设置有一个阶梯沉孔，所述阶梯沉孔的内壁设置有一对卡齿凹槽，可与安装工具进行连接，所述股骨柄主体的侧壁设置有斜边螺纹孔，所述斜边螺纹孔可通过斜边螺钉连接所述股骨柄主体与股骨大转子，所述股骨柄末端设置在所述股骨柄主体远离所述阶梯沉孔的一端，所述股骨柄末端的表面设置有微小螺纹结构和四个周向均布的导流沟槽。
[0007]在一种可能的实现方式中，所述多孔结构采用三周期极小曲面(TPMS)单元结构，所述多孔结构的孔隙的直径在100um～500um之间，所述孔隙的直径由表面向内逐渐递减，所述多孔结构的孔隙率在60％～95％之间。
[0008]在一种可能的实现方式中，所述孔隙的直径大小渐变方向与所述股骨柄主体大平
面呈夹角设置，所述夹角的角度分布范围分别为45
°
～55
°
、90
°
或135
°
～145
°
。
[0009]在一种可能的实现方式中，所述股骨柄主体、实体圆柱、股骨柄末端为3D打印技术一体化成形构件。
[0010]本专利技术采用的技术方案是：提供一种股骨柄设计方法，用于设计如前文任意一项所述的股骨柄，其步骤如下：
[0011]S1、收集大量人体股骨CT数据，利用大数据、人工神经网络技术等计算机辅助技术对人体股骨的股骨颈干角、骨干角度进行识别、记录；
[0012]S2、利用数学软件在计算机上对股骨的各部位参数进行数值拟合，得到前倾角和骨干角之间的函数关系；
[0013]S3、基于股骨的特征参数，进行股骨柄的三维建模，并使其参数化；
[0014]S4、对不同特征参数的股骨柄进行仿真模拟，并进行大数据分析，优选出适合人体机能的参数范围；
[0015]S5、利用大数据、人工智能技术建立股骨柄参数选配数据库；
[0016]S6、医生在选配股骨柄时，将患者CT数据上传到股骨柄选配数据库中，计算机进行计算，选择最优化的股骨柄型号，并利用3D打印技术进行一体化制造。
[0017]本专利技术采用的技术方案是：提供一种股骨柄安装工具，用于安装如前文任意一项所述的股骨柄，包括主杆、螺纹套筒、旋转支架、U型片、以及T型筒，所述主杆的下端可拆卸的卡装在所述阶梯沉孔内，所述螺纹套筒设置在所述主杆的下端，且与所述主杆螺纹配合，具有在所述主杆轴向上的活动自由度，所述旋转支架设置在所述主杆的中部，且与所述主杆通过销轴转动连接，所述旋转支架的侧壁设置有复位凹槽，所述U型片设置在复位凹槽远离所述销轴的槽底，所述旋转支架向远离所述股骨柄主体的方向旋转至与所述主杆位置重合时，所述主杆远离所述股骨柄主体一端位于所述复位凹槽内，所述U型片挤压所述主杆对所述主杆进行限位，所述T型筒设置在所述旋转支架远离所述销轴的一端。
[0018]在一种可能的实现方式中，所述T型筒靠近所述主杆下端的一端设置有卡盘，所述卡盘为筒状结构，所述卡盘用于装配外置的导向套筒，所述导向套筒用于配合所述斜边螺钉的定位、植入。
[0019]在一种可能的实现方式中，所述卡盘包括螺纹片、卡齿、限位盘，所述卡齿设置在所述螺纹片与所述限位盘之间，所述限位盘靠近所述螺纹片的一端设置有限位槽，所述限位槽沿所述限位盘的周向设置有多个，所述卡齿与所述限位槽相互匹配，所述卡齿具有沿所述限位盘径向方向上移动的自由度，所述螺纹片套设在所述导向套筒上，所述螺纹片与所述卡齿螺纹配合，所述螺纹片外壁上设置有适于六角扳手插入的六角沉孔，所述六角扳手可转动所述螺纹片，驱动所述卡齿在所限位槽里径向移动，所述卡齿对插入到所述T型筒中的所述导向套筒进行锁定。
[0020]在一种可能的实现方式中，所述主杆靠近所述股骨柄主体的一端设置有卡齿弹片，所述卡齿弹片沿所述主杆的周向设置有多个，所述卡齿弹片向所述主杆外侧扩散，将所述卡齿弹片插入所述阶梯沉孔，移动所述螺纹套筒实现所述卡齿弹片扩散角度的改变，实现对所述股骨柄主体的锁定/解锁。
[0021]在一种可能的实现方式中，所述主杆上设置有卡装块，所述卡装块设置在所述销轴靠近所述螺纹套筒一侧，所述卡装块对所述旋转支架的转动进行限位，所述旋转支架转
动至所述卡装块位置时，所述T型筒的轴线与所述斜边螺纹孔轴线重合。
[0022]本专利技术提供的一种股骨柄的有益效果在于：
[0023]与现有技术相比，股骨柄采用三周期极小曲面(TPMS)单元结构的多孔结构，且采用梯度渐变的分布方式，解决了传统股骨柄应力遮挡问题，促进了股骨柄与股骨组织之间的骨组织生长；股骨柄内部的实心结构，可为股骨柄整体的强度提供保障，确保股骨柄的使用寿命；与股骨柄配套的安装工具可使得股骨柄的安装过程更加简便快捷，减少手术时间；提供了一种股骨柄的设计方法，对3D打印技术背景下的股骨柄设计提供了一种新的设计思路。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种股骨柄，其特征在于，包括：股骨柄主体与股骨柄末端，所述股骨柄主体由内部实体圆柱结构构成，所述股骨柄主体表面设置有多孔结构，所述股骨柄主体的上端面设置有一个阶梯沉孔，所述阶梯沉孔的内壁设置有一对卡齿凹槽，可与安装工具进行连接，所述股骨柄主体的侧壁设置有斜边螺纹孔，所述斜边螺纹孔可通过斜边螺钉连接所述股骨柄主体与股骨大转子，所述股骨柄末端设置在所述股骨柄主体远离所述阶梯沉孔的一端，所述股骨柄末端的表面设置有微小螺纹结构和四个周向均布的导流沟槽。2.如权利要求1所述的一种股骨柄，其特征在于，所述多孔结构采用三周期极小曲面(TPMS)单元结构，所述多孔结构的孔隙的直径在100um～500um之间，所述孔隙的直径由表面向内逐渐递减，所述多孔结构的孔隙率在60％～95％之间。3.如权利要求2所述的一种股骨柄，其特征在于，所述孔隙的直径大小渐变方向与所述股骨柄主体大平面呈夹角设置，所述夹角的角度分布范围分别为45
°
～55
°
、90
°
或135
°
～145
°
。4.如权利要求3所述的一种股骨柄，其特征在于，所述股骨柄主体、实体圆柱、股骨柄末端为3D打印技术一体化成形构件。5.一种股骨柄设计方法，其特征在于，用于设计如权利要求1
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4任意一项的股骨柄，其步骤如下：S1、收集大量人体股骨CT数据，利用大数据、人工神经网络技术等计算机辅助技术对人体股骨的股骨颈干角、骨干角度进行识别、记录；S2、利用数学软件在计算机上对股骨的各部位参数进行数值拟合，得到前倾角和骨干角之间的函数关系；S3、基于股骨的特征参数，进行股骨柄的三维建模，并使其参数化；S4、对不同特征参数的股骨柄进行仿真模拟，并进行大数据分析，优选出适合人体机能的参数范围；S5、利用大数据、人工智能技术建立股骨柄参数选配数据库；S6、医生在选配股骨柄时，将患者CT数据上传到股骨柄选配数据库中，计算机进行计算，选择最优化的股骨柄型号，并利用3D打印技术进行一体化制造。6.一种股骨柄安装工具，用于安装如权利要求1
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【专利技术属性】
技术研发人员：金贺荣，赵平波，王志勇，宜亚丽，柴立平，
申请(专利权)人：河北瑞鹤医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：