CN105030381A - 一种人工髋关节臼杯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种人工髋关节臼杯，其为单体式人工髋关节臼杯，呈内凹型半圆弧状，包括外层和内层；外层和内层均由聚醚醚酮或其衍生物构成；外层与内层固定成一体结构。本发明也涉及与臼杯内衬形成复合式和组合式的人工髋关节臼杯。本发明提供的人工髋关节臼杯既可以单独使用，又可以形成复合式或组合式髋关节臼杯使用，其选择性强。本发明提供的人工髋关节臼杯形成复合式和组合式髋关节臼杯时，其内层与臼杯内衬的结合可以降低应力集中，从而减少微动磨损及内衬破损的风险或者直接和股骨头假体外表面形成摩擦副。本发明提供的人工髋关节臼杯的PEEK内层具有耐腐蚀、耐微动磨损的优势，因此可以避免危害人体的金属离子和微粒的释放。

Description

一种人工髋关节臼杯
技术领域
本发明涉及一种医疗康复器械，更具体地，涉及一种人工髋关节臼杯。
背景技术
人工髋关节置换术是自20世纪60年代以来得到广泛临床应用的重大医学发明之一。人工关节假体的一个主要部分是关节臼杯。关节臼杯的外部和骨盆的固定不仅影响关节的稳定性，还影响关节载荷的传递，应力阻挡及长期的临床效果。而关节臼杯的内表面直接和股骨头相结合形成髋关节的滑动面影响关节的运动和因为摩擦，磨损等带来不良生物学效应。现代人工髋关节臼杯的设计大致分为两类，第一种为单体式的，一般采用骨水泥固定，最典型的是Charnley髋关节臼杯系统(HartofilakidisGC,Lampropoulou-AdamidouKI,StathopoulosIP,VlamisJA.TheOutcomeof241CharnleyTotalHipArthroplastiesPerformedbyOneSurgeon30to40YearsAgo.JArthroplasty.2015Apr24.pii:S0883-5403(15)00297-1.doi:10.1016/j.arth.2015.04.018.[Epubaheadofprint])。第二种为组合式的髋关节臼杯系统，主要由一个金属外杯和一个臼杯内衬组成，一般通过生物型固定(RiesMD.Reviewoftheevolutionofthecementlessacetabularcup.Orthopedics.2008Dec；31(12Suppl2).pii:orthosupersite.com/view.asp？rID＝37178.Review)。第一种臼杯的设计具有成本低和长期临床效果不差等优点，但不利于医生在对不同病人临床中的选择。第二种可以解决第一种的临床使用问题，但随之带来其它临床问题，包括金属离子的释放，应力阻挡，外杯与内衬的微动磨损问题等(AgneMT,UnderwoodRJ,KocagozSB,MacDonaldDW,DayJS,ParviziJ,KraayMJ,MontMA,KleinGR,CatesHE,KurtzSM.IstheremateriallossatthebacksidetaperinmodularCoCracetabularliners？ClinOrthopRelatRes.2015Jan；473(1):275-85.doi:10.1007/s11999-014-3982-2.Epub2014Oct16).
因此，一种能克服上述缺点的新型和理想的人工髋关节臼杯是期望的。
发明内容
本发明在基于以上两种髋关节臼杯设计的基础上首次提出既能提供单体式臼杯组合式的优点和组合式关节臼杯手术中调节内衬的优点又能克服金属界面腐蚀与磨损缺点的方案。
针对上述解决的技术问题，本发明的目的是提供一种人工髋关节臼杯。
为了实现上述发明，本发明采用如下技术方案：
一种人工髋关节臼杯，所述人工髋关节臼杯为单体式人工髋关节臼杯，所述人工髋关节臼杯呈内凹型半圆弧状，包括外层和内层；所述外层和所述内层均由聚醚醚酮或其衍生物构成；所述外层与所述内层固定成一体结构。
进一步地，所述内层表面直接与股骨头配合使用，所述股骨头由聚醚醚酮或其衍生物、金属或其合金、超高分子量聚乙烯和陶瓷中的任意一种材料构成。
一种人工髋关节臼杯，所述人工髋关节臼杯为复合式人工髋关节臼杯，所述人工髋关节臼杯呈内凹型半圆弧状，包括外层、内层和臼杯内衬；所述内层表面为标准球形结构；所述外层和所述内层均由聚醚醚酮或其衍生物构成，所述外层与所述内层固定成一体结构；所述内层通过骨水泥固定所述臼杯内衬。
进一步地，所述臼杯内衬由超高分子量聚乙烯，钴铬钼合金和陶瓷中的任意一种材料构成。
一种人工髋关节臼杯，所述人工髋关节臼杯为组合式人工髋关节臼杯，所述人工髋关节臼杯呈内凹型半圆弧状，包括外层、内层和臼杯内衬，所述内层表面为非标准球形结构；所述外层由聚醚醚酮或其衍生物构成，所述内层由聚醚醚酮或其衍生物或其它具有良好摩擦性能的生物材料构成，所述外层与所述内层固定成一体结构；所述内层与所述臼杯内衬组配。
进一步地，所述臼杯内衬由超高分子量聚乙烯，钴铬钼合金和陶瓷中的任意一种材料构成。
进一步地，所述生物材料包括超高分子量聚乙烯、钴铬钼合金和生物陶瓷中的一种或几种。
进一步地，所述外层表面可以用螺钉与骨盆固定或用骨水泥直接与骨盆固定或通过表面处理用羟基磷灰石或者其它有利于骨长入的生物涂层或者结合具有良好生物相容性的多孔金属和骨盆形成生物型固定。
进一步地，所述人工髋关节臼杯的边缘部包含加强部。
进一步地，所述加强部为高弹性模量金属环；所述金属环的材质为CoCrMo合金、钛合金或不锈钢。
由于采用以上技术方案，本发明的有益效果为：
1)本发明提供的人工髋关节臼杯既可以单独使用，又可以形成复合式或组合式髋关节臼杯使用，其选择性强。
2)本发明提供的人工髋关节臼杯形成复合式和组合式髋关节臼杯时，其内层与臼杯内衬的结合可以降低应力集中，从而减少微动磨损及内衬破损的风险或者直接和股骨头假体外表面形成摩擦副。特别是由于髋臼杯边缘部具有加强部，而顶部弹性模量较低使其更接近人体骨，手术后，髋臼杯与人体固定后，顶部弹性模量较低更贴合人体骨，而髋臼杯边缘具有较高的弹性模量，在手术中及使用中的髋臼杯更坚固，不容易变形。
3)本发明提供的人工髋关节臼杯的PEEK内层具有耐腐蚀、耐微动磨损的优势，因此可以避免危害人体的金属离子和微粒的释放。
附图说明
图1a为本发明提供的带有螺钉孔的单体式人工髋关节臼杯的结构示意图；
图1b为本发明提供的不带有螺钉孔的单体式人工髋关节臼杯的结构示意图；
图2a为本发明提供的带有螺钉孔的复合式人工髋关节臼杯的结构示意图；
图2b为本发明提供的不带有螺钉孔的复合式人工髋关节臼杯的结构示意图；
图3a是本发明提供的带有螺钉孔的组合式人工髋关节臼杯的结构示意图
图3b是本发明提供的不带有螺钉孔的组合式人工髋关节臼杯的结构示意图。
附图标记说明
1外层、2内层、3加强部、4臼杯内衬、5骨水泥、6螺钉孔。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1a和1b所示，本发明提供的一种单体式人工髋关节臼杯，其呈内凹型半圆弧状，包括外层1和内层2；外层1和内层2均由聚醚醚酮或其衍生物构成；外层1与内层2固定成一体结构。
在上述技术方案中，内层2表面直接与股骨头配合使用，股骨头由聚醚醚酮(PEEK)或其衍生物、金属或其合金、超高分子量聚乙烯和陶瓷中的任意一种材料构成。
在上述技术方案中，如图1a所示，外层1表面可以带有螺钉孔6，用螺钉与骨盆固定。
在上述技术方案中，如图1b所示，外层1表面也可以不带有螺钉孔6，用骨水泥直接与骨盆固定。
在上述技术方案中，所述外层1表面也可以通过表面处理用羟基磷灰石(HA)或者其它有利于骨长入的生物涂层或者结合具有良好生物相容性的多孔金属和骨盆形成生物型固定。
在上述技术方案中，人工髋关节臼杯的边缘部包含加强部3，手术后，髋臼杯与人体固定后，臼杯顶部弹性模量较低更贴合人体骨，而髋臼杯边缘具有较高的弹性模量，在手术中及使用中的髋臼杯更坚固，不容易变形。
在上述技术方案中，加强部3可以是高弹性模量金属环，金属环的材质为CoCrMo合金、钛合金或不锈钢，金属环可以作为嵌入物被peek及其衍生物包覆，一次注塑完成。
如图2a和2b所示，本发明提供的一种人工髋关节臼杯，人工髋关节臼杯为复合式人工髋关节臼杯，人工髋关节臼杯呈内凹型半圆弧状，包括外层1、内层2和臼杯内衬4；内层2表面为标准球形结构；外层1和内层2均由聚醚醚酮或其衍生物构成，外层1与内层2固定成一体结构；内层2通过骨水泥5固定臼杯内衬4。
在上述技术方案中，如图2a所示，外层1表面可以带有螺钉孔6，用螺钉与骨盆固定。
在上述技术方案中，如图2b所示，外层1表面也可以不带有螺钉孔6，用骨水泥直接与骨盆固定。
在上述技术方案中，所述外层1表面也可以通过表面处理用羟基磷灰石(HA)或者其它有利于骨长入的生物涂层或者结合具有良好生物相容性的多孔金属和骨盆形成生物型固定。
在上述技术方案中，人工髋关节臼杯的边缘部包含加强部3，手术后，髋臼杯与人体固定后，臼杯顶部弹性模量较低更贴合人体骨，而髋臼杯边缘具有较高的弹性模量，在手术中及使用中的髋臼杯更坚固，不容易变形。
在上述技术方案中，加强部3可以是高弹性模量金属环，金属环的材质为CoCrMo合金、钛合金或不锈钢，金属环可以作为嵌入物被peek及其衍生物包覆，一次注塑完成。
如图3a和3b所示，一种人工髋关节臼杯，人工髋关节臼杯为组合式人工髋关节臼杯，人工髋关节臼杯呈内凹型半圆弧状，包括外层1、内层2和臼杯内衬4，内层2表面为非标准球形结构；外层1由聚醚醚酮或其衍生物构成，内层2由聚醚醚酮或其衍生物或其它具有良好摩擦性能的生物材料构成，外层1与所述内层2固定成一体结构；内层2与臼杯内衬4组配。
在上述技术方案中，臼杯内衬4由超高分子量聚乙烯，钴铬钼合金和陶瓷中的任意一种材料构成。
在上述技术方案中，生物材料包括超高分子量聚乙烯、钴铬钼合金和生物陶瓷中的一种或几种。
在上述技术方案中，如图3a所示，外层1表面可以带有螺钉孔6，用螺钉与骨盆固定。
在上述技术方案中，如图3b所示，外层1表面也可以不带有螺钉孔6，用骨水泥直接与骨盆固定。
在上述技术方案中，所述外层1表面也可以通过表面处理用羟基磷灰石(HA)或者其它有利于骨长入的生物涂层或者结合具有良好生物相容性的多孔金属和骨盆形成生物型固定。
在上述技术方案中，人工髋关节臼杯的边缘部包含加强部3，手术后，髋臼杯与人体固定后，臼杯顶部弹性模量较低更贴合人体骨，而髋臼杯边缘具有较高的弹性模量，在手术中及使用中的髋臼杯更坚固，不容易变形。
在上述技术方案中，加强部3可以是高弹性模量金属环，金属环的材质为CoCrMo合金、钛合金或不锈钢，金属环可以作为嵌入物被peek及其衍生物包覆，一次注塑完成。
本发明提供的人工髋关节臼杯既可以单独使用，又可以形成复合式或组合式髋关节臼杯使用，其选择性强。
本发明提供的人工髋关节臼杯形成复合式(图2a和图2b所示)和组合式(图3a和图3b所示)髋关节臼杯时，其内层2与臼杯内衬4的结合可以降低应力集中，从而减少微动磨损及内衬破损的风险或者直接和股骨头假体外表面形成摩擦副。特别是由于髋臼杯边缘部具有加强部3，而顶部弹性模量较低使其更接近人体骨，手术后，髋臼杯与人体固定后，顶部弹性模量较低更贴合人体骨，而髋臼杯边缘具有较高的弹性模量，在手术中及使用中的髋臼杯更坚固，不容易变形。
本发明提供的复合式人工髋关节臼杯的PEEK内层具有耐腐蚀、耐微动磨损的优势，因此可以避免危害人体的金属离子和微粒的释放。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。

Claims (10)

1.一种人工髋关节臼杯，其特征在于，所述人工髋关节臼杯为单体式人工髋关节臼杯，所述人工髋关节臼杯呈内凹型半圆弧状，包括外层和内层；所述外层和所述内层均由聚醚醚酮或其衍生物构成；所述外层与所述内层固定成一体结构。
2.根据权利要求1所述的人工髋关节臼杯，其特征在于，所述内层表面直接与股骨头配合使用，所述股骨头由聚醚醚酮或其衍生物、金属或其合金、超高分子量聚乙烯和陶瓷中的任意一种材料构成。
3.一种人工髋关节臼杯，其特征在于，所述人工髋关节臼杯为复合式人工髋关节臼杯，所述人工髋关节臼杯呈内凹型半圆弧状，包括外层、内层和臼杯内衬；所述内层表面为标准球形结构；所述外层和所述内层均由聚醚醚酮或其衍生物构成，所述外层与所述内层固定成一体结构；所述内层通过骨水泥固定所述臼杯内衬。
4.根据权利要求3所述的人工髋关节臼杯，其特征在于，所述臼杯内衬由超高分子量聚乙烯，钴铬钼合金和陶瓷中的任意一种材料构成。
5.一种人工髋关节臼杯，其特征在于，所述人工髋关节臼杯为组合式人工髋关节臼杯，所述人工髋关节臼杯呈内凹型半圆弧状，包括外层、内层和臼杯内衬，所述内层表面为非标准球形结构；所述外层由聚醚醚酮或其衍生物构成，所述内层由聚醚醚酮或其衍生物或其它具有良好摩擦性能的生物材料构成，所述外层与所述内层固定成一体结构；所述内层与所述臼杯内衬组配。
6.根据权利要求5所述的人工髋关节臼杯，其特征在于，所述臼杯内衬由超高分子量聚乙烯，钴铬钼合金和陶瓷中的任意一种材料构成。
7.根据权利要求5所述的人工髋关节臼杯，其特征在于，所述生物材料包括超高分子量聚乙烯、钴铬钼合金和生物陶瓷中的一种或几种。
8.根据权利要求1或3或5所述的人工髋关节臼杯，其特征在于，所述外层表面用螺钉与骨盆固定或用骨水泥直接与骨盆固定或通过表面处理用羟基磷灰石或者其它有利于骨长入的生物涂层或者结合具有良好生物相容性的多孔金属和骨盆形成生物型固定。
9.根据权利要求1或3或5所述的人工髋关节臼杯，其特征在于，所述人工髋关节臼杯的边缘部包含加强部。
10.根据权利要求9所述的人工髋关节臼杯，其特征在于，所述加强部为高弹性模量金属环；所述金属环的材质为CoCrMo合金、钛合金或不锈钢。
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