专利名称：滚动式人工髋关节的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种人工髋关节，特别是一种滚动式人工髋关节，属于医疗器械人工关节领域。
背景技术：
通常人工髋关节置换术一般分为两种全髋置换和半髋置换。从而人工髋关节也分为两类全髋关节和半髋关节。全髋关节的组成部分，具体分为两个部分。一部分是球部(即头部)，它由最好最坚固合金制成，表面非常光滑。为了安放接合原因，球部下面有一个干状的体部，它可插入人体股骨(大腿骨)的上段髓腔内，与股骨紧紧地接合在一起。一般使用的结合方法有二种骨水泥固定和生物学固定。另一部分是臼部。而半髋假体一般不包括臼部。虽然现在的髋关节假体的结构各不相同，但关节面都采用的是滑动摩擦方式。这些人工髋关节的缺陷在于金属假体和聚乙烯髋臼对磨，产生聚乙烯磨粒，被细胞吸收以后，引起细胞的骨溶解等一系列问题。
经文献检索发现，中国专利申请号为02137177.6，发明名称为滚动式人工膝关节，公开号为1403064，该专利自述为主要包括股骨部件、滚动体、心轴和胫骨部件，其连接方式为股骨部件和心轴上各有两条滚道，对应滚道组合形成两个横截面为圆形的环状空间，滚动体设置在环状空间内，胫骨部件与心轴连接，心轴处于股骨部件的内外髁中，股骨部件、滚动体、心轴三者形成了等同于两个滚动轴承的结构。该专利采用滚动式摩擦方式，减少了假体磨损，延长了使用年限，降低了生产成本，避免了聚乙烯的生物毒性作用。但是其只是人工膝关节，并不能用于髋关节的置换。经对现有技术的进一步检索，至今尚未发现有与本发明滚动式人工髋关节主题相同或者相类似的文献报道。
发明内容
本发明针对现有技术的不足和缺陷，提供了一种滚动式人工髋关节。使其通过滚动轴承来实现髋关节的屈和伸，在保证了正常运动时屈伸幅度的情况下有效地降低了运动时的摩擦阻力，极大减少了金属的磨损量，使金属磨屑的数量和颗粒的大小减小，而且，该假体没有采用聚乙烯部件，从而完全避免了聚乙烯磨粒的出现，因此避免了聚乙烯磨粒所引起的问题。
本发明是根据以下技术方案实现的，本发明包括股骨头部分、滚动部分、假体柄部分和圆螺母，其连接方式为滚动部分由两个滚动轴承组成，中间通过两个隔离圈隔离，滚动轴承的内圈和假体柄部分的主轴紧密配合成一体，用圆螺母通过主轴上的螺纹将滚动轴承的内圈固定在假体柄部分上，滚动轴承的外圈和股骨头部分的联接件内表面紧密配合为一体，从而形成人工髋关节的曲伸运动。在这个运动中，股骨头部分和假体柄部分通过滚动轴承部分而相对运动，因而人工髋关节的摩擦方式是滚动摩擦。
整个股骨头部分包括联接件、光滑球面、端面、圆柱面、轴承左固定面、轴承右固定面、型腔，其连接方式为光滑球面与天然髋臼构成髋关节面，端面和圆柱面与假体柄部分相关面配合，保持一定的距离，以便股骨头部分相对于假体柄部分灵活转动且有微小间隙，轴承左、右固定面则用于滚动轴承外圈定位及固定，联接件内壁和轴承外圈配合紧密，使无相对运动，型腔(即轴承和股骨头部分构成的一个空腔)用于容纳圆螺母及减轻重量。
滚动部分包括两个滚动轴承和两个隔离圈，其连接方式为两个隔离圈分别隔离两个滚动轴承的内、外圈，滚动轴承外圈和股骨头部分的联接件内表面紧密配合，滚动轴承内圈和假体柄部分的主轴紧密配合。
假体柄部分包括髓内干、球面、端面、台阶和主轴，其连结方式为髓内干是假体插入股骨干骺端及髓腔内的部分，球面与股骨头部分的光滑球面相同半径，同心配合形成一个大球面，端面与股骨头部分相应面间隙配合，主轴和滚动轴承内圈紧密配合无相对运动，而台阶则将滚动轴承的内圈定位在主轴上。
圆螺母和假体柄部分上的主轴上的一段螺纹联接，通过台阶共同把滚动部分固定在主轴上。
组装股骨头部分、滚动部分和假体柄部分时，先将股骨头部分的联接件套在假体柄部分的台阶上，在主轴和联接件内表面之间依次装入轴承、隔离圈和轴承，通过旋紧圆螺母固定滚动轴承，最后通过联接件和球套(联结件和球套共同提供了和髋臼结合的光滑球面)的螺纹装上球套并固紧。
本发明属于半髋关节，具有屈伸、内外翻、旋转三个运动，从而使假体的活动方式接近于正常髋关节的活动方式。采用直柄设计，其内外面及侧面均为楔形，有利于假体固定；柄体表面不开窗，增加骨水泥效果。表面高度抛光，减少微小碎屑的产生。采用骨水泥固定，减小了假体周围骨溶解的发生率。
本发明具有实质性特点和显著进步，本发明通过滚动轴承将原有人工半髋关节与天然髋臼之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，大大降低了假体磨损，延长了使用年限，降低了生产成本，避免了聚乙烯的生物毒性作用，满足广大国内患者治疗髋关节的需求，具有明显的社会效益和客观的经济效益。
图1本发明结构示意2本发明股骨头部分结构示意3本发明滚动部分结构示意4本发明假体柄部分结构示意图具体实施方式
如图1所示，本发明包括股骨头部分1、滚动部分2、假体柄部分3和圆螺母4，其连接方式为滚动部分2由两个滚动轴承13、14组成，中间通过两个隔离圈15、16隔离，滚动轴承的内圈和假体柄部分3的主轴21紧密配合成一体，用圆螺母4通过主轴21上的螺纹将滚动轴承13、14的内圈固定在假体柄部分3上，滚动轴承的外圈和股骨头部分1的联接件6内表面紧密配合为一体，通过股骨头部分1将滚动轴承的外圈固定在股骨头部分1上，股骨头部分1和假体柄部分3通过滚动轴承部分2而相对运动。
如图2所示，整个股骨头部分1包括联接件6、光滑球面7、端面8、圆柱面9、轴承左固定面10、轴承右固定面11、型腔12，其连接方式为光滑球面7与髋臼构成髋关节面，端面8和圆柱面9与假体柄部分3相关面配合，保持一定的距离，以便股骨头部分1相对于假体柄部分3灵活转动且有微小间隙，轴承左、右固定面10、11则用于滚动轴承13、14外圈定位及固定，联接件6内表面和滚动轴承13、14外圈配合紧密，使无相对运动，型腔12是轴承和股骨头部分构成的一个空腔，用于容纳圆螺母4及减轻重量。
如图3所示，滚动部分2包括两个滚动轴承13、14和两个隔离圈15、16，其连接方式为两个隔离圈15、16分别隔离两个滚动轴承13、14的内、外圈，滚动轴承13、14外圈和股骨头部分1的联接件6内表面紧密配合，滚动轴承13、14内圈和假体柄部分3的主轴21紧密配合。
如图4所示，假体柄部分3包括髓内干17、球面18、端面19、台阶20和主轴21，其连结方式为髓内干17是假体插入股骨干骺端及髓腔内的部分，球面18与股骨头部分1的光滑球面7相同半径，同心配合形成一个大球面，端面19与股骨头部分1相应面间隙配合，主轴21和滚动轴承13、14内圈紧密配合无相对运动，而台阶20则将滚动轴承13、14的内圈定位在主轴21上。
圆螺母4和假体柄部分3上的主轴21上的一段螺纹联接，通过台阶20共同把滚动部分2固定在主轴21上。
组装股骨头部分1、滚动部分2和假体柄部分3时，先将股骨头部分1的联接件6套在假体柄部分3的台阶20上，在主轴21和联接件6内表面之间依次装入滚动轴承13、隔离圈15、16和滚动轴承14，通过旋紧圆螺母4固定滚动轴承13、14，最后通过联接件6和球套5的螺纹装上球套5并固紧。
权利要求
1.一种滚动式人工髋关节，包括股骨头部分(1)、滚动部分(2)、假体柄部分(3)和圆螺母(4)，其特征在于，连接方式为滚动部分(2)由两个滚动轴承(13)、(14)组成，中间通过两个隔离圈(15)、(16)隔离，滚动轴承(13)、(14)的内圈和假体柄部分(3)的主轴(21)紧密配合成一体，用圆螺母(4)通过主轴(21)上的螺纹将滚动轴承(13)、(14)的内圈固定在假体柄部分(3)上，滚动轴承的外圈和股骨头部分(1)的联接件(6)内表面紧密配合为一体，通过股骨头部分(1)将滚动轴承(13)、(14)的外圈固定在股骨头部分(1)上。
2.根据权利要求1所述的滚动式人工髋关节，其特征是，整个股骨头部分(1)包括联接件(6)、光滑球面(7)、端面(8)、圆柱面(9)、轴承左固定面(10)、轴承右固定面(11)、型腔(12)，其连接方式为光滑球面(7)与天然髋臼构成髋关节面，端面(8)和圆柱面(9)与假体柄部分(3)相关面配合，轴承左、右固定面(10)、(11)则用于滚动轴承外圈定位及固定，联接件(6)内表面和轴承外圈配合紧密，型腔(12)为轴承和股骨头部分构成的一个空腔，容纳圆螺母(4)。
3.根据权利要求1或2所述的滚动式人工髋关节，其特征是，端面(8)和圆柱面(9)与假体柄部分(3)相关面配合，并有一定的距离，以便股骨头部分(1)相对于假体柄部分(3)灵活转动且有微小间隙，
4.根据权利要求1所述的滚动式人工髋关节，其特征是，滚动部分(2)包括两个滚动轴承(13)、(14)和两个隔离圈(15)、(16)，其连接方式为两个隔离圈(15)、(16)分别隔离两个滚动轴承(13)、(14)的内、外圈，滚动轴承外圈(13)、(14)和股骨头部分(1)的联接件(6)内表面紧密配合，滚动轴承(13)、(14)内圈和假体柄部分(3)的主轴(21)紧密配合。
5.根据权利要求1所述的滚动式人工髋关节，其特征是，假体柄部分(3)包括髓内干(17)、球面(18)、端面(19)、台阶(20)和主轴(21)，其连结方式为髓内干(17)是假体插入股骨干骺端及髓腔内的部分，球面(18)与股骨头部分(1)的光滑球面(7)相同半径，同心配合形成一个大球面，端面(19)与股骨头部分(1)相应面间隙配合，主轴(21)和滚动轴承(13)、(14)内圈紧密配合无相对运动，而台阶(20)则将滚动轴承(13)、(14)的内圈定位在主轴(21)上。
6.根据权利要求1或5所述的滚动式人工髋关节，其特征是，圆螺母(4)和假体柄部分(3)上的主轴(21)上的一段螺纹联接，通过台阶(20)共同把滚动部分(2)固定在主轴(21)上。
7.根据权利要求1所述的滚动式人工髋关节，其特征是，采用直柄设计，其内外面及侧面均为楔形。
全文摘要
一种滚动式人工髋关节属于人工关节领域。本发明包括股骨头部分、滚动部分、假体柄部分和圆螺母，滚动部分由两个滚动轴承组成，中间通过两个隔离圈隔离，滚动轴承的内圈和假体柄部分的主轴紧密配合成一体，用圆螺母通过主轴上的螺纹将滚动轴承的内圈固定在假体柄部分上，滚动轴承的外圈和股骨头部分的联接件内圈紧密配合为一体，滚动轴承的外圈固定在股骨头部分上。本发明通过滚动轴承将原有人工半髋关节与天然髋臼之间的滑动摩擦在曲伸运动方向变为滚动摩擦，大大降低了假体磨损，延长了使用年限，降低了生产成本，避免了聚乙烯的生物毒性作用，满足广大国内患者的治疗需求，具有明显的社会效益和客观的经济效益。
文档编号A61F2/36GK1481766SQ0312962
公开日2004年3月17日 申请日期2003年7月3日 优先权日2003年7月3日
发明者王成焘, 于仲嘉, 黄玉池, 赵平, 袁建兵 申请人:上海交通大学