CN105030375A - 一种与长骨结合更加紧密的仿生关节置换假体 - Google Patents

Abstract

一种与长骨结合更加紧密的仿生关节置换假体，属于骨科医疗器械技术领域，用于关节置换手术。其技术方案是：本发明在置入的假体的杆状部分上设计了中空内孔，中空内孔与髓腔相通，中空内孔的轴向与髓腔方向一致，假体的杆状部分壁上还有长槽或通孔与中空内孔相连通，人工假体表面有仿生涂层，这种结构可以允许骨小梁沿中空内孔及长槽和通孔长入，减少应力遮挡，抑制骨溶解，使人工假体与长骨结合更加紧密，减少人工假体松动，避免人工假体周围骨折及术后的各种并发症；同时，结合中空内孔使人工假体的弹性模量更好，内固定强度没有得到削弱，防止出现断钉、应力性折断的情况；此外，在翻修时利用中空内孔可以从骨干内更方便地打出人工假体。

Description

一种与长骨结合更加紧密的仿生关节置换假体

技术领域

本发明涉及一种进行关节置换手术使用的关节置换假体，属于骨科医疗器械技术领域。

背景技术

随着我国逐渐进入老龄化社会，各关节退行性病变及肱骨外科颈骨折、股骨颈骨折后股骨头坏死、高龄股骨颈骨折越来越多，人工关节置换是治疗上述疾病的有效手段。其中人体关节置换术适应于以下的情况：（1）骨性关节炎造成的关节畸形或关节破坏；（2）强直性脊柱炎；类风湿性关节炎造成的关节功能丧失；（3）关节局部的严重粉碎性骨折或是创伤性骨关节炎；（4）关节因感染包括特殊感染造成功能丧失；（5）股骨头、肱骨头无菌性坏死晚期；（6）股骨颈骨折不愈合或老年股骨颈骨折延迟愈合；（7）先天性髋关节脱位所致关节疼痛；（8）骨软骨坏死性病变；（9）关节部位及周围的骨肿瘤；（10）后足畸形患者但是踝关节周围韧带稳定性完好者。

目前临床上开展的关节置换主要包括：髋关节置换（半髋关节置换、全髋关节置换）、膝关节置换（单髁置换、全膝关节置换、运动旋转型铰链式假体置换等）、踝关节置换、肩关节置换（全肩关节置换、半肩关节置换）和肘关节置换（单纯桡骨头置换术及腕关节置换）等。

置换后的人工关节多受力复杂，同时承受拉力、压力、扭转和界面剪切力以及反复疲劳、磨损等，每年要承受100万~300万次循环的负荷作用，并且由于长期植入体内，要经受体液的腐蚀作用。鉴于特殊的使用环境，假体材料要满足以下基本要求：1、生物相容性好。即生物材料能被人体组织所接受、且对人体无毒、无排异反应等。2、生物力学相容性好。人工关节材料与骨骼的弹性模量、热膨胀性能及其强度应尽量一致，才能将应力通过人工关节材料-组织界面进行有效传递。3、生物结合性能好、固定好。即要求人工关节与周围的骨组织结合良好、不发生相对移动和下沉等。4、寿命长。人工关节一般设计寿命为20~50年。如何使关节假体更加适应骨骼结构和生物力学特性，这将直接影响到关节的复原程度和更好的组织相容性，成为手术成败的关键。而且关节置换治疗一定年限后（根据劳动强度、关节磨损情况及并发症情况），大约15-20年就需要翻修，部分患者更早出现翻修。

对于骨肿瘤患者，部分患者需要行手术截除肿瘤段骨骼及邻近骨骼，为了维持肢体程度和功能，需要置入肿瘤假体，该类假体两端均有杆状结构。

随着骨科关节置换技术的不断发展，非常有必要设计新的关节假体或部件，使其更加符合人体各个关节的生物学及生物力学特性，提高治疗效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种与长骨结合更加紧密的仿生关节置换假体，这种假体采用了仿生学理论，设计遵循长骨自身的结构、传导和负荷特点，使骨长入量尽可能多，与假体骨接触面积尽可能大，假体骨整合好，减少应力遮挡，抑制骨溶解，提高病变关节功能，降低假体松动、断裂、假体周围骨折等并发症的发生率，并方便翻修时取出。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种与长骨结合更加紧密的仿生关节置换假体，它包括关节置换假体，关节置换假体由假体头部和假体下部组成，假体头部为人工股骨头或人工肱骨头、膝关节股骨端及胫骨端、踝关节假体、肱骨远端假体、尺骨近端、桡骨头假体、桡骨远端假体，假体下部为杆状，其中膝关节及肘关节假体近端远端两端均为杆状，假体下部连接在假体头部的下端，肿瘤假体的两端通常均为杆状结构，假体的杆状部分有中空内孔，中空内孔的轴向与髓腔方向一致，中空内孔与假体头部的连接方向为盲端，中空内孔的另一端在假体下部的下端开口，开口与置入长骨的髓腔相通。

上述与长骨结合更加紧密的仿生关节置换假体，所述关节置换假体的假体的杆状部分的体壁上有3-4个长槽，中空内孔与长槽相连通，长槽沿着假体的杆状部分的长度方向，长槽相互平行且等距分布。

上述与长骨结合更加紧密的仿生关节置换假体，所述关节置换假体的假体的杆状部分上均布有多个通孔，通孔与假体的杆状部分的长度方向垂直，通孔与中空内孔相连通。

本发明的有益效果是：

本发明在关节置换假体或肿瘤假体的置入长骨的假体的杆状部分上设计了中空内孔，中空内孔与髓腔相通，中空内孔的轴向与髓腔方向一致，假体杆状部分壁上还有长槽或通孔与中空内孔相连通，假体表面有仿生涂层，这种结构可以允许骨小梁沿中空内孔及长槽和通孔长入，减少应力遮挡，抑制骨溶解，使人工假体与长骨结合更加紧密，减少人工假体松动，避免人工假体周围骨折及术后的各种并发症；同时，结合中空内孔使人工假体的弹性模量更好，内固定强度没有得到削弱，防止出现断钉、应力性折断的情况；此外，在翻修时利用中空内孔可以从骨干内更方便地打出人工假体。

本发明利用了仿生理论，采用更加符合骨骼解剖结构尤其是生物力学结构特性的仿生假体，使假体更加适应骨骼自身的传导和负荷特点，能够使关节置换治疗达到满意的效果。

本发明是假体置换技术的创新，尤其是解决了老年人骨质疏松性骨折、肱骨外科颈骨折、股骨颈骨折、股骨头坏死、关节退行性病变等骨科常见病需要关节置换及术后翻修的老大难问题，也有助于提高肿瘤假体置换手术的效果。

本发明的中空仿生关节置换假体适用于全身关节置换治疗，具有良好的预期，可以获得显著的经济和社会效益。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是本发明的另一种结构示意图；

图4是本发明的使用状态示意图。

图中标记如下：假体头部1、假体下部2、中空内孔3、长槽4、通孔5、连接杆6、连接孔7、长骨8。

具体实施方式

本发明的关节置换假体由假体头部1和假体下部2组成，下部为杆状结构；肿瘤假体的上部和下部均为杆状结构。以关节置换假体为例说明如下：

图中显示，假体头部为1人工股骨头或人工肱骨头或膝关节股骨端及胫骨端、肘关节假体、踝关节假体、腕关节假体，假体下部2为杆状，用于插入到长骨的髓腔中，假体下部2连接在假体头部1的下端。

图中显示，假体头部1与假体下部2可以为一体结构，也可以为两体结构。假体头部1和假体下部2为两体结构时，可以在假体头部1或假体下部2上设置连接孔7，而在假体下部2或假体头部1上有连接杆6，连接杆6插入到连接孔7中进行连接。连接孔7可以是螺孔，与之相匹配的连接杆6为螺杆；连接孔7也可以是光孔，连接杆6为直杆，连接杆6与连接孔7为紧密配合。

图中显示，假体下部2有中空内孔3，中空内孔3的轴向与髓腔方向一致，中空内孔3与假体头部1的连接方向为盲端，中空内孔3的另一端在假体下部2的下端开口，开口与置入长骨8髓腔相通。

这种结构减少了关节置换假体在长骨8髓腔内的占位，可以允许骨小梁沿中空内孔3长入，减少应力遮挡，抑制骨溶解，使人工假体与长骨8结合更加紧密，减少人工假体松动，避免人工假体周围骨折及术后的各种并发症；同时，结合中空内孔3使人工假体的弹性模量更好，内固定强度没有得到削弱，防止出现断钉、应力性折断的情况；此外，在翻修时利用中空内孔3可以从骨干内更方便地打出人工假体。

图中显示，关节置换假体的假体下部2的体壁上有3-4个长槽4，中空内孔3与长槽4相连通，长槽4沿着假体下部2的长度方向，长槽4相互平行且等距分布。

图中显示，关节置换假体的假体下部2上均布有多个通孔5，通孔5与假体下部2的长度方向垂直，通孔与中空内孔相连通。

上述长槽4和通孔5的作用都是更加适应骨质的弹性模量，减少对髓腔的占位效应，缓冲髓腔内的压力，让骨小梁沿长槽4和通孔5长入，使人工假体与长骨8结合更加紧密，减少人工假体松动，更好地恢复功能。

本发明的关节置换假体采用金属材料（钛合金、钴合金、不锈钢等）或陶瓷及碳素等多种材料。

Claims (3)

1.一种与长骨结合更加紧密的仿生关节置换假体，它包括关节置换假体和肿瘤假体，关节置换假体由假体头部（1）和假体下部（2）组成，假体头部（1）为人工股骨头或人工肱骨头或膝关节股骨端及胫骨端，假体下部（2）为杆状，假体下部（2）连接在假体头部（1）的下端，其特征在于：假体的杆状部分（2）有中空内孔（3），中空内孔（3）的轴向与髓腔方向一致，中空内孔（3）与假体头部（1）的连接方向为盲端，中空内孔（3）的另一端在假体的杆状部分（2）的下端或上端开口，开口与置入长骨（8）的髓腔相通。

2.根据权利要求1所述的与长骨结合更加紧密的仿生关节置换假体，其特征在于：所述关节置换假体的假体的杆状部分（2）的体壁上有3-4个长槽（4），中空内孔（3）与长槽（4）相连通，长槽（4）沿着假体的杆状部分（2）的长度方向，长槽（4）相互平行且等距分布。

3.根据权利要求1所述的与长骨结合更加紧密的仿生关节置换假体，其特征在于：所述关节置换假体的假体的杆状部分（2）上均布有多个通孔（5），通孔（5）与假体的杆状部分（2）的长度方向垂直，通孔（5）与中空内孔（3）相连通。