髋臼假体以及髋关节假体的制作方法
【专利摘要】本实用新型提出了一种髋臼假体以及髋关节假体，髋臼假体包括杯体，其呈半球形且内部具有半球形容置空间并形成一与其连通的圆形的开口，半球形容置空间的球心与半球形杯体的球心重合，界定容置空间的杯体的半球形内壁上开设有导引孔，导引孔的中心线与杯体的中心线呈一倾斜角度。本实用新型实现了对髋臼假体磨损方向的控制。医生在植入手术中，能够依靠导引孔的定位，纠正手术时假体植入方向上的偏差。保持髋臼和球头的球心重合，保持稳态润滑状态，有效降低摩擦系数。此外，导引孔使股骨球头相对髋臼的位置下沉，减小髋臼和球头的间隙，并且通过球头和假体的定向磨损重建一个最佳配合间隙，从而弥补髋臼假体及球头的间隙过大的不足。
【专利说明】髋臼假体以及髋关节假体
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及人工关节【技术领域】，特别涉及一种髋白假体以及髋关节假体。
【背景技术】
[0002] 全髋关节置换术是现代医学取得的一项重大成就。在全髋关节置换术问世之前， 几个世纪以来，患有髋关节疾病的患者只能在难以承受的病痛中度过余生，而现代全髋关 节置换术的出现给医生和患者都带来了一种可靠的治疗髋关节疾病的方法，许多原来最终 需要拄拐行走或借助轮椅生活的患者从此可以得到治疗。随着疼痛的缓解和功能的重建， 绝大多数患者重新获得了满足独立生活要求的行动能力，为家庭和社会减轻了巨大的负 担。但是，现有的髋关节假体通常具有聚乙烯材料，这种材料在长时间磨损后会出现大量聚 乙烯磨损颗粒。随着对手术随访结果的研究，发现在髋关节假体置换手术的失败案例中，因 聚乙烯磨损颗粒产生的骨吸收、骨溶解、无菌性坏死占有很大的比例。此外，有关金属材质 的人工髋关节假体磨损所产生的金属离子对人体危害性的课题正在进一步研究当中，其使 用中产生的金属离子依然存在危害人体健康的较大隐患。
[0003] 通过对髋关节假体，特别是其髋白假体取出物的观察发现，聚乙烯材质的髋臼都 为不规则磨损形状。因此说明髋臼假体的磨损是不规则磨损，严重的甚至存在髋关节假体 的球头与髋白之间产生的撞击现象，更有甚者会导致髋白的破裂，进一步加速对髋白的磨 损。
[0004] 造成以上髋关节假体磨损的重要原因之一，即是髋关节假体的球头与髋臼之间存 在间隙，导致在运动过程中球头与髋臼之间不规则的磨损，其磨损方向无法控制，最终产生 大量磨损颗粒并进一步减少髋关节假体的使用寿命，也给患者带来极大痛苦和二次伤害。
[0005] 因此，研发一种能够有效控制髋臼与球头之间的磨损方向，使其磨损成为可控制 的规则磨损，进而减少聚乙烯磨损颗粒，或是减少金属离子对人体的危害，同时延长使用寿 命的髋关节假体，已成为本领域内亟待解决的一大技术问题。 实用新型内容
[0006] 本实用新型要解决现有技术中髋臼假体与球头之间的磨损方向无法控制的技术 问题。
[0007] 为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
[0008] 本实用新型提出一种髋臼假体，其中，所述髋臼假体包括杯体，所述杯体呈半球形 且内部具有半球形容置空间并形成一与所述容置空间连通的圆形开口，所述半球形容置空 间的球心与所述半球形杯体的球心重合，界定所述容置空间的杯体内壁上开设有导引孔， 所述导引孔的中心线与所述杯体的中心线呈一倾斜角度。
[0009] 根据本实用新型的一实施方式，所述导引孔的孔径为6?15mm，孔深为1?5mm。
[0010] 根据另一实施方式，所述倾斜角度为35°?55°。
[0011] 根据另一实施方式，所述杯体的外壁靠近其开口的一端部上环绕形成一第一柱 面。
[0012] 根据另一实施方式，所述第一柱面上设有多个凹槽，所述凹槽的开设方向与所述 半球形杯体的中心线方向一致。
[0013] 根据另一实施方式，所述第一柱面上环绕开设有至少一个环形凹槽，所述环形凹 槽内设有金属丝。
[0014] 根据另一实施方式，所述环形凹槽设于所述第一柱面靠近所述杯体（10)的开口 一端的1/3?1/5处。
[0015] 根据另一实施方式，所述第一柱面对应杯体开口处一端上设有环形凸缘，所述环 形凸缘具有一第二柱面。
[0016] 根据另一实施方式，所述环形凸缘向下延伸形成一倾斜的防脱部，所述防脱部具 有与所述容置空间贯通的倾斜通道，所述防脱部形成一倾斜面，所述倾斜面与所述环形凸 缘下端面之间具有一倾斜角度，所述倾斜角度为10°?30°。
[0017] 根据另一实施方式，所述防脱部倾斜面的距离所述环形凸缘较远的一端部与所述 导引孔位于一侧。
[0018] 根据另一实施方式，所述倾斜通道的内壁开设有弧形凹槽，所述弧形凹槽与所述 防脱部倾斜面的距离所述环形凸缘较远的一端部位于一侧。
[0019] 根据另一实施方式，所述斜面通道的内壁与所述杯体的容置空间的内壁的连接处 截面呈钝化倒角。
[0020] 根据另一实施方式，所述导引孔的孔壁与所述本体的内壁的连接处截面呈钝化倒 角。
[0021] 根据另一实施方式，所述杯体的内壁上均匀设有多道连通于所述导引孔的润滑 槽。
[0022] 根据另一实施方式，所述杯体的内壁上间隔设有至少一道环形润滑槽，每道所述 环形润滑槽与所述多道润滑槽连通。
[0023] 为了解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案还包括：提出一种髋关节假 体，包括股骨球头，其中，所述髋关节假体还包括所述的髋白假体，所述股骨球头部分设于 所述髋白假体内。
[0024] 由上述技术方案可知，本实用新型提出的髋白假体以及髋关节假体通过在髋臼假 体的内壁上增加导引孔，形成磨损应力集中点，从而提供了引导髋臼假体的磨损方向的条 件，实现了对髋臼假体磨损方向的控制，同时导引孔还可以控制磨损间隙和润滑条件。并 且，医生在植入髋关节假体特别是髋白假体的手术中，能够依靠导引孔的定位，纠正手术时 假体植入方向上的偏差。保持髋日和球头的球心重合，保持稳态润滑状态，有效降低摩擦系 数。此外，导引孔会使股骨球头的相对位置下沉，减小髋日假体和股骨球头的间隙，并且通 过股骨球头和髋白假体的定向磨损可以重建一个合理的最佳配合间隙，从而可以弥补髋关 节假体的生产过程中公差控制失误导致的髋白假体及球头的间隙过大的不足。
【专利附图】
【附图说明】
[0025] 图la是本实用新型提出的髋臼假体的一实施方式的外观示意图；
[0026] 图lb是图la的仰视结构示意图；
[0027] 图lc是图lb的沿A-A方向的剖视结构示意图；
[0028] 图2a是本实用新型提出的髋臼假体的另一实施方式的仰视结构示意图，表示髋 臼假体的润滑槽以及环形润滑槽的结构；
[0029] 图2b是图2a的沿B-B方向的剖视结构示意图；
[0030] 图3是本实用新型提出的髋关节假体的剖视结构示意图，表示其髋臼假体与股骨 球头的配合关系。
[0031] 其中，附图标记说明如下：
[0032] 1.髋臼假体；10.杯体；100.第一柱面；1000.凹槽；1001.环形凹槽；101.第二柱 面；102.防脱部；1020.弧形凹槽；11.导引孔；12.润滑槽；13.环形润滑槽；2.股骨球头； α.倾斜角度；β.倾斜角度。
【具体实施方式】
[0033] 体现本实用新型特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的 是本实用新型能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本实用新型的范围，且 其中的说明及图示在本质上是作说明之用，而非用以限制本实用新型。
[0034] 髋臼假体实施方式
[0035] 如图la至图lc所示，本实用新型提出的髋臼假体1的一实施方式。在本实施方 式中，髋臼假体1主要包括杯体10,杯体10内壁开设有导引孔11。其中杯体10主要用于 植入人体的髋白处。另外，为了对本实用新型提出的髋白假体1以及髋关节假体的描述方 便，以下以髋白假体1的杯体10开口一端部位下方，另一端部相对为上方。
[0036] 如图la至图2b所示，在本实施方式中，杯体10呈半球形，其与人体髋臼的凹面匹 配。杯体10内部具有半球形容置空间并形成与所述容置空间连通的圆形开口。容置空间 界定的半球形球心与杯体10界定的半球形球心重合。
[0037] 如图lb和图lc所示，在本实施方式中，导引孔的孔径优选为6?15mm，孔深优选 为1?5_，但并不以此为限。导引孔11的中心线与所述杯体10界定的半球形的中心线呈 一倾斜角度α，该倾斜角度α可优选为45° ±10°，但并不以此为限。具体来说，在髋臼 假体1植入后，导引孔11的中心线与铅垂线重合，即导引孔11位于股骨球头2的正上方， 而杯体10界定的半球形的中心线与导引孔11的中心线，即铅垂线之间的夹角即为上述的 倾斜角度α。例如人类髋关节的髋白与股骨球头2的相应倾斜角度通常约为50°，因此在 本实施方式中可优选50°，但并不以此为限，该倾斜角度可根据患者的自身身体情况进行 调整。在髋白假体1植入髋白后，导引孔11的轴线应与其沿孔底中心所做的垂线重合。进 一步地，如图lc所示，在本实施方式中，导引孔11的孔壁与杯体10的内壁的连接处呈钝化 状，即在该处进行钝化倒角处理，减小切迹，进一步降低假体对人体软组织的刺激。需要说 明的是，本实施方式的髋臼假体1，其在植入后的导引孔11的中心轴线与铅垂线重合，即同 时也与人体股骨球头2的力线相重合，因此，髋臼假体1的磨损方向是环绕着导引孔11的 中心线亦即铅垂线的方向进行的，使髋白假体1与股骨球头2始终保持相对同心同轴的运 动。此外，由于本实施方式的髋臼假体1的结构设计，其可选用多种植入技术进行植入，例 如骨水泥型、生物型、表面髋型等，其材质亦可选择多种材料，例如高分子量聚乙烯、高交联 聚乙烯、金属以及陶瓷等，但均不以此为限。
[0038] 在现有髋关节假体的使用中，磨损是减少假体寿命的主要原因之一。随着髋臼假 体1与股骨球头2之间磨损的不断进行，髋臼假体1和股骨球头2之间的间隙也变得越来越 大，加速度的距离也变得越来越长，因此产生的例如聚乙烯碎屑也越来越多。其结果就是直 接导致髋臼假体1的快速磨损，突破骨溶解阀值，激活巨噬细胞吞噬例如聚乙烯磨损颗粒， 导致巨噬细胞死亡，死亡的巨噬细胞会激活炎症介质因子，诱发骨溶解，降低了髋关节假体 的生命周期。另外由于这种运动过程中的加速度的启动和停止都是在瞬间完成，中间没有 缓冲，结果就形成了股骨球头2对髋日假体1的撞击，其改变了体内应力环境，力线重建受 到干扰，假体和骨质之间会产生间隙，直接导致或加速假体的松动。因此，本实用新型提出 的髋臼假体1，特别是在本实施方式中的髋臼假体1，其主要是以导引孔11的巧妙设计对髋 臼假体1与股骨球头2之间的磨损进行引导与定位，使两者之间的磨损降低，进一步延长髋 关节假体的使用寿命。
[0039] 关于导引孔11的对髋臼假体1与股骨球头2磨损方向的引导功能，其基本原理可 通过圆孔与球体的定位关系来进一步说明。圆孔对球体有一定的固定作用，可以把球体的 中心固定在圆孔的轴线上，由于重力的影响，圆孔形成了应力集中现象。因此，圆孔和球体 的接触均匀，磨损也会变得均匀，球体的中心会沿着圆孔的轴线方向运动。另外，在植入后， 导引孔11还可以用来储存组织液，起到润滑作用，降低髋臼假体1与股骨球头2之间的磨 损程度，延长髋关节假体的寿命。
[0040] 如图2a和图2b所示，为了使上述的导引孔11内存储的组织液能够充分且均匀地 进入髋白假体1与股骨球头2的摩擦接触面之间，杯体10的内壁还上均匀设有多道连通于 导引孔11的润滑槽12。润滑槽12的数量为三道，但并不以此为限，这些润滑槽12的一端 部均连通于导引孔11，另一端沿髋白假体1的内壁向下延伸。组织液或其他润滑液体可由 导引孔11流入，经由润滑槽12均匀地涂布于髋白假体1与股骨球头2之间的接触面上，减 小两者的磨损，进一步延长其使用寿命。进一步地，杯体10的内壁上还间隔设有至少一道 环形润滑槽13。在本实施方式中，环形润滑槽13为一道，其与三道润滑槽12连通，较佳地， 环形润滑槽13所在的平面垂直于杯体10的球型容置空间的中心线，但并不以此为限。通 过与润滑槽12连通的环形润滑槽13,组织液或其他润滑液体可以更加均匀地涂布于髋臼 假体1与股骨球头2之间的接触面上，进一步缓解磨损。
[0041] 如图la所示，在本实施方式中，杯体10的外壁靠近其开口的一端部上环绕形成一 第一柱面100。本实用新型的髋白假体1植入人体的髋白后，其半球形接触面稳定性不佳， 该第一柱面100则有效解决了这一隐患，提高了该髋白假体1与人体髋白配合的稳定性。
[0042] 另外，如图la所示，在本实施方式中，第一柱面100上设有均匀分布的六个凹槽 1000, 凹槽1000的开设方向与杯体10的半球形中心线方向一致。利用这些凹槽1000,医生 在植入手术中可以更加方便灵活地调整杯体10体的装配角度。同时这些凹槽1000还增加 了杯体10的摩擦力，起到了抗旋转的作用，使髋臼假体1在患者术后的运动过程中不易旋 转错位。需要说明的是，本实施方式中的凹槽1000的数量并不唯一，可以根据不同患者的 患病情况灵活选择，优选为6?10个，但并不以此为限。
[0043] 另外，如图la所示，在本实施方式中，第一柱面100上环绕开设有一道环形凹槽 1001。 较佳地，环形凹槽1001所在平面垂直于杯体10的半球形中心线，环形凹槽1001位 于凹槽1000靠近杯体10的开口一端的1/3?1/5处，但并不以此为限。环形凹槽1001内 设有金属丝，例如钛合金金属丝，但并不以此为限。该金属丝用于在术后复查时，便于X光 透视显影，以便医生确定髋白假体1的植入位置是否准确。
[0044] 另外，如图la和图lc所示，在本实施方式中，第一柱面100对应杯体10开口处一 端上设有环形凸缘，即第一柱面100下端部向外突出形成一环形凸缘，该环形凸缘周向形 成一第二柱面101。
[0045] 另外，如图la至图lc所示，在本实施方式中，环形凸缘向下延伸形成一倾斜的防 脱部102,防脱部102形成一个倾斜面。即，该倾斜面一端部与环形凸缘下表面接触，倾斜面 的对应于该端部的另一端部距离环形凸缘较远且与导引孔11位于相同一侧。防脱部102 具有与容置空间贯通的倾斜通道。防脱部102的设置增加了股骨球头2与髋臼假体1的杯 体10的接触面积，使股骨球头2可以更加稳固的容置于杯体10的容置空间中。需要指出 的是，由于髋臼假体1是以倾斜角度与人体的髋臼配合，因此以其植入后的方向来看，防脱 部102倾斜面距离环形凸缘较远且与导引孔11位于相同一侧的端部位于上方位置，倾斜面 的对应于该端部的另一端部位于下方位置，即倾斜面与环形凸缘下表面接触的端部位于下 方位置，以达到不影响股骨球头2活动范围的效果。进一步地，在本实施方式中，防脱部102 的倾斜面所在平面与环形凸缘下端面所在平面之间的倾斜角度为β，且10° <30°， 但并不以此为限，用以在保证防脱功能的基础上，最大程度地扩大股骨球头2的活动范围。 此外，为了进一步适应股骨球头2的最大活动范围，倾斜通道的内壁开设有弧形凹槽1020， 且该弧形凹槽1020位置对应于防脱部102的较后端。并且，与导引孔11的孔壁及本体的 内壁的连接处钝化结构相似的，该斜面通道的内壁与杯体10的容置空间的内壁的连接处 呈钝化状，即在该处进行钝化倒角处理，减小切迹，进一步降低假体对人体软组织的刺激。 [0046] 髋关节假体实施方式
[0047] 如图3所示，本实用新型提出的髋关节假体的一实施方式。在本实施方式中，髋关 节假体包括本实用新型提出的髋白假体1以及与其配合的股骨球头2,其中股骨球头2部分 设于髋白假体1内。即，股骨球头2的部分球体容置于髋白假体1的杯体10的半球形容置 空间之内，并在其内部灵活转动。
[〇〇48] 虽已参照几个典型实施例描述了本实用新型的髋臼假体以及髋关节假体，但应理 解所用的术语是说明和示例性的，而非限制性。由于本实用新型能够以多种形式具体实施 而不脱离其构思或实质，因此上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所 限定的构思和范围内广泛解释，故落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为 随附权利要求所涵盖。
【权利要求】
1. 一种髋白假体（1)，其特征在于，所述髋白假体（1)包括：杯体（10)，其呈半球形且 内部具有半球形容置空间并形成一与所述容置空间连通的圆形开口，所述半球形容置空间 的球心与所述半球形杯体（10)的球心重合，界定所述容置空间的杯体（10)内壁上开设有 导引孔（11)，所述导引孔（11)的中心线与所述杯体（10)的中心线呈一倾斜角度（α)。
2. 根据权利要求1所述的髋臼假体（1)，其特征在于，所述导引孔（11)的孔径为6? 15mm,孑L深为1?5mm。
3. 根据权利要求1所述的髋臼假体（1)，其特征在于，所述倾斜角度（α)为35°? 55。。
4. 根据权利要求1所述的髋臼假体（1)，其特征在于，所述杯体（10)的外壁靠近其开 口的一端部上环绕形成一第一柱面（100)。
5. 根据权利要求4所述的髋臼假体（1)，其特征在于，所述第一柱面（100)上设有多个 凹槽（1000)，所述凹槽（1000)的开设方向与所述半球形杯体（10)的中心线方向一致。
6. 根据权利要求5所述的髋臼假体（1)，其特征在于，所述第一柱面（100)上环绕开设 有至少一个环形凹槽（1001)，所述环形凹槽（1001)内设有金属丝。
7. 根据权利要求6所述的髋臼假体（1)，其特征在于，所述环形凹槽（1001)设于所述 第一柱面（100)靠近所述杯体（10)的开口一端的1/3?1/5处。
8. 根据权利要求4所述的髋白假体（1)，其特征在于，所述第一柱面（100)对应杯体 (10)开口处一端上设有环形凸缘，所述环形凸缘具有一第二柱面（101)。
9. 根据权利要求8所述的髋臼假体（1)，其特征在于，所述环形凸缘向下延伸形成一 倾斜的防脱部（102)，所述防脱部（102)具有与所述容置空间贯通的倾斜通道，所述防脱部 (102)形成一倾斜面，所述倾斜面与所述环形凸缘下端面之间具有一倾斜角度（β)，所述 倾斜角度（β)为10°?30°。
10. 根据权利要求9所述的髋白假体（1)，其特征在于，所述防脱部（102)倾斜面的距 离所述环形凸缘较远的一端部与所述导引孔（11)位于一侧。
11. 根据权利要求10所述的髋白假体（1)，其特征在于，所述倾斜通道的内壁开设有弧 形凹槽（1020)，所述弧形凹槽（1020)与所述防脱部（102)倾斜面的距离所述环形凸缘较远 的一端部位于一侧。
12. 根据权利要求9所述的髋白假体（1)，其特征在于，所述斜面通道的内壁与所述杯 体（10)的容置空间的内壁的连接处截面呈钝化倒角。
13. 根据权利要求1所述的髋臼假体（1)，其特征在于，所述导引孔（11)的孔壁与所述 本体的内壁的连接处截面呈钝化倒角。
14. 根据权利要求1所述的髋臼假体（1)，其特征在于，所述杯体（10)的内壁上均匀设 有多道连通于所述导引孔（11)的润滑槽（12)。
15. 根据权利要求14所述的髋臼假体（1)，其特征在于，所述杯体（10)的内壁上间隔 设有至少一道环形润滑槽（13)，每道所述环形润滑槽（13)与所述多道润滑槽（12)连通。
16. -种髋关节假体，包括股骨球头（2)，其特征在于，所述髋关节假体还包括如权利 要求1?15中任意一项所述的髋白假体（1)，所述股骨球头（2)部分设于所述髋白假体（1) 内。
【文档编号】A61F2/34GK203861388SQ201420226435
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年5月5日 优先权日:2014年5月5日
【发明者】刘炳祥, 赵富强, 董骧 申请人:北京纳通科技集团有限公司