专利名称：用于减小髋臼变形的髋部臼的非对称结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于由杆件构成的髋关节假体的髋部臼，在该杆件上可固 定有球头，该球头能够可旋转地插入到髋臼插入体中，而该髋臼插入体能够插
A^固定至朧部臼中，其中杆件可植入到股骨中，髋部臼可植入到骨盆骨中。
背景技术：
髋部臼在手术过程中为了最初的固定而采用不同的技术与骨盆骨耦接。一 种广泛使用的固定方式是通过压配合将髋臼夹紧。这是一种耦接的方式，在技 术上它属于过盈连接。也就是说，髋部臼的外部几何尺寸大于由医生通过铣出 髋臼所产生的髋臼座。在插入髋臼之后，通过骨骼作用到髋臼上的法向力，进 而摩擦力，确保对髋部臼的最初固定。
由于骨盆骨的刚度不均匀，通常髋部臼在压配合状态下受到非对称的负载， 这会导致髋部臼非对称地变形。这在原则上是不希望的，因为髋部臼的变形会 使得难以插入髋臼插入体，或者会进一步导致髋臼插入体负载和非对称地变形。 于是可能的其它的影响是，由髋臼插入体的球缺直径的局部减小所弓l起的对髋 臼插入体的损伤和/舰滑动副的功能限制。
骨盆骨的刚度不均匀性通常存在于始终相同的方向上，从而医生能够以足 够的精度对病人估计出在配合中髋部臼的负载最大的方向。
发明内容
本发明的目的在于，对根据权利要求1的前序部分所述的髋部臼加以改进， 从而可以避免由髋臼插入体的球缺直径的局部减小所引起的对髋臼插入体的损 伤和/舰球头/髋臼插入体所形成的滑动副的功鄉艮制。
根据本发明，所述目的通过如下措施得以实现，即髋部臼的刚度和/或几何 形状在两个相互正交、并与髋部臼的对称轴线正交的方向上构造成非对称的。 i!31对髋部臼的刚度和/或几何形状的有针对性的非对称构造，可以克服在压配合状态中非对称的夕卜部负载。髋部臼因此在两个正交的方向上具有不同的刚度。在植入时，髋部臼的较大刚度所在的轴线可以与骨盆骨的最大刚度所在的 方向共线。通过根据骨盆骨的刚度相应地构造髋部臼的刚度，可以实现使得通 过压配合状态引起的不可避免的髋部臼变形均匀地出现，也就是说，整，臼 圆周上的变形量几乎相同。根据本发明的一种结构，髋部臼在第一方向上具有最小的壁厚，而在第二 方向上具有最大的壁厚。髋部臼的壁厚的这种非对称的结构因此例如可以实现 在端面的区域中在一个方向上的壁厚最小，而在与该方向正交的方向上的壁厚 最大。由于壁厚不同，髋部臼在两个所述方向上也具有不同的刚度。根据另一种结构，在髋部臼中设有在一个方向上相对于另一方向强化或者 弱化的部件。通过将这些强化的部件一这些部件由刚度较大的材料构成一设在 髋部臼的表壳中，可以实现髋部臼对于不同负载方向同样具有不同的冈岐。本发明的一种结构的特征在于，在一个方向上强化的或者弱化的部件的刚 度朝向另-一方向连续减小或增大。弱化的部件也可以是髋部臼中的凹槽。舰设置由例如具有较小刚度的材料所构成的部件，髋部臼的刚度在具有 较小刚度的材料处被弱化，其中刚度的减小量取决于方向。髋部臼因此在不同 的负载方向上同样具有不同的刚度。在极端情况下，并不设置部件，而是仅仅 相应地将材料去掉，以便根据方向来减小刚度。根据另一实施方式，髋部臼的几何形状这样构造成非对称的，使得在非对 称的负载下形成尽可能圆形的对称的几何形状。有利的是，髋部臼的垂直于对 称轴线的横截面在非负载状态下为椭圆形。ilil例如被加载的髋臼横截面的非对称的几何形状，可以实现在存在非对称的负载时同样形成非对称的变形，这会导致形成对称的髋臼形状。在具体的 实例中，椭圆形的髋臼横截面由于非对称的负载在压配合中变形，直至该横截 面的几何开别犬几乎为圆形。髋部臼优选由至少一种金属制成。
以及具体实施方式
下面对照附图详细说明现有技术和本发明。图la、 lb、 lc示出了现有技术。髋关节假体通常由与球头2f鹏的杆件l4和与髋臼插入体3 f鹏的髋部臼4构成。杆件1和髋部臼4 ffiil长入到股骨20 或骨盆骨21中与病人的身体结合，并且是用于球头2或髋臼插入体3的承载体。 球头2能够可旋转地支承在髋臼插入体3的球缺5中。髋部臼4相对其对称轴 线z旋转对称，因此髋部臼4的沿着所有方向x、 y的壁ifab t)2都相等，而处于 压配合状态中的髋部臼4的非对称的载荷则会导致髋部臼4非对称地变形。图2a、 b示出本发明的髋部臼4，其在端面7的平面中并不对称(见图2a)。 在正交于对称轴^z的方向上的壁厚a最大，在同样正交于对称轴給的方向y上的 壁厚b最小。其中方向x和y正交，即相互间)M:角。由于壁厚a、 b不同，髋部臼4在两个所述方向x、 y上具有不同的刚度。图3示出本发明的髋部臼4，其中在方向x上的相对于另一正交方向y强化 地或者弱化地起作用的部件6设在髋部臼中。通过将这些强化地或弱化地作用 的部件6—这些部件由刚度比髋部臼4的余下材料更大或更小的材料构成一设 在髋部臼4的表壳中，可以实现髋部臼4相对不同的负载方向具有不同的刚度。其中在一个方向x上强化的或弱化的部件6在端面上包夹的角度范围(x接近 90° (见图3b)。重要的是，在方向x上的刚度不同于在正交于方向x的方向y上的 刚度。为了实现在相对方向x和y的两个极限值之间的均匀的冈唬变化，强化的 或弱化的部件所包夹的角度a可以直至180°,其中相应部件的壁厚从一端到该部 件的中间连续地增加，并朝向另一端XS样连续地减小。M设置由例如具有较小刚度的材料所构成的部件6，髋部臼4的刚度在具有较小刚度的材料处被弱化，其中刚度的减小量取决于方向。髋部臼4因此 在不同的负载方向上同样具有不同的刚度。在极端情况下，并不设置部件，而 是仅仅相应地将材料去掉，以便根据方向来减小刚度。图4b示出髋部臼4，其几何形状构造成非对称的，从而髋部臼4的垂直于 对称轴线z的横截面在非负载状态下(实线)为椭圆形。在非对称的负载下，髋 部臼4^f多(见图4b中的虚线)，从而结果出JJM称的几何开沐。图4a示出的 髋部臼4在负载状态下。在简化的假设模型中，逐点出现的力标郁,、F2。在该 实施方式中，要确保在非对称的负载下(沿着F,的方向)产生尽可能为圆形的 对称的几何形状(见图4a)。i!51髋部臼4的非对称的几何形状，在非对称的负载下，会出现同样非对 称的变形，这会导致形成对称的髋臼形状。在具体的实例中，椭圆形的髋臼横截面由于非对称的负载在压配合中变形，直至该横截面的几何m几乎为圆形c
权利要求
1.一种用于由杆件(1)构成的髋关节假体的髋部臼，在所述杆件上能够固定球头(2)，所述球头(2)能够可旋转地插入到髋臼插入体(3)中，并且所述髋臼插入体(3)能够插入和固定到髋部臼(4)中，其中所述杆件(1)能够植入到股骨(20)中，所述髋部臼(4)能够植入到骨盆骨(21)中，其特征在于，所述髋部臼(4)的刚度和/或几何形状在两个相互正交、并与所述髋部臼(4)的对称轴线(z)正交的方向(x、y)上构造成非对称的。
2. 如权利要求1所述的髋部臼，其特征在于，所述髋部臼(4)在第一方 向(y)上具有最小的壁厚(b)，而在第二方向(x)上具有最大的壁厚(a)。
3. 如权利要求l或2所述的髋部臼，其特征在于，在所述髋部臼(4)中 设有在一个方向(x)上相对于另一方向(y)强化的或者弱化的部件(6)。
4. 如权利要求3所述的髋部臼，其特征在于，所述在一个方向(x)上强 化的或者弱化的部件(6)的刚度朝向另一方向(y)连续地减小或增大。
5. 如权利要求3或4所述的髋部臼，其特征在于，所述弱化的部件是所述 髋部臼(4)中的凹槽。
6. 如权利要求1至5中任一项所述的髋部臼，其特征在于，所述髋部臼(4) 的几何形状这样构造成非对称的，使得在非对称的负载下形成尽可能圆形的对 称的几何开刻犬。
7. 如权利要求6所述的髋部臼，其特征在于，所述髋部臼(4)的垂直于 纵轴线(z)的横截面在非负载状态下为椭圆形。
8. 如权利要求1至7中任一项所述的髋部臼，其特征在于，所述髋部臼(4) 由至少一种金属制成。
全文摘要
本发明涉及一种用于由杆件(1)构成的髋关节假体的髋部臼，在所述杆件上能够固定球头(2)，所述球头(2)能够可旋转地插入到髋臼插入体(3)中，并且所述髋臼插入体(3)能够插入和固定到髋部臼(4)中，其中所述杆件(1)能够植入到股骨(20)中，所述髋部臼(4)能够植入到骨盆骨(21)中。根据本发明，为了避免由于髋臼插入体的球缺直径的局部减小所引起的对髋臼插入体的损伤和/或对球头髋臼插入体所形成的滑动副的功能限制，提出所述髋部臼(4)的刚度和/或几何形状在两个相互正交、并与所述髋部臼(4)的对称轴线(z)正交的方向(x、y)上构造成非对称的。
文档编号A61F2/34GK101516293SQ200780029046
公开日2009年8月26日 申请日期2007年8月6日 优先权日2006年8月4日
发明者R·普鲁斯, T·庞多夫 申请人:陶瓷技术股份公司