CN105055051A - 一种骨小梁髋关节系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种骨小梁髋关节系统，包括一系列的骨小梁组配式股骨柄，股骨头，骨小梁袖套，骨小梁组配式臼杯和骨小梁髋臼垫块；所述一系列的骨小梁组配式股骨柄，股骨头，骨小梁袖套，骨小梁组配式臼杯和骨小梁髋臼垫块的表面结构均为金属骨小梁结构，采用金属3D打印技术制造，孔的结构形态和孔隙率可精确控制，并设置有多种规格，可任意组配。本发明具有快速有效，有利于术后整合，延长使用寿命，降低术后翻修率，有效解决股骨和髋臼的严重畸形以及伴有各种形态的骨缺损等复杂的关节初次置换手术和翻修手术，满足各类病人对假体的定制需求的优点。

Description

一种骨小梁髋关节系统

技术领域

本发明属于医疗器械设计技术领域，尤其是涉及一种骨小梁髋关节系统。

背景技术

20世纪末，有关丙烯酸骨水泥固定髋关节假体的问题逐渐表现出来。机械性松动和有时伴有骨水泥碎裂的广泛骨丢失是全髋关节置换术(THA)中最为关注的问题。全球医生进行了大量实验和临床研究，以尽量减少骨水泥的使用，并提出了全髋关节假体生物固定的方法。生物固定的假体关键点在金属表面骨长入，骨长入的2个先决条件是手术时假体获得即刻稳定及假体多孔表面与活性宿主骨的密切接触，为了达到以上条件，所设计的假体必须尽可能精密地填充股骨近端的髓腔，其次对假体类型、大小的选择以及手术方法和手术器械的操作等相关，在此，不对其进行赘述，着重讲述生物固定型假体的金属表面骨长入问题。

人体骨质主要由骨皮质和骨松质构成，骨小梁是骨皮质在松质骨内的延伸部分，即骨小梁与骨皮质相连接，在骨髓腔中呈不规则立体网状结构，如丝瓜络样或海绵状，起支持造血组织的作用。骨小梁是骨内的一种结构，与骨的生成有关，正常情况下，骨小梁具有一定的长度，它们之间有一定距离。骨小梁是由表面扁平的骨原细胞发育而来，表面被覆一层骨原细胞或成骨细胞。

成骨细胞是骨形成的主要功能细胞，负责骨基质的合成、分泌和矿化。骨不断地进行着重建，骨重建过程包括破骨细胞贴附在旧骨区域，分泌酸性物质溶解矿物质，分泌蛋白酶消化骨基质，形成骨吸收陷窝；其后，成骨细胞移行至被吸收部位，分泌骨基质，骨基质矿化而形成新骨。

在确保假体获得即刻稳定及假体多孔表面与活性宿主骨的密切接触的前提下，如果设计的髋关节假体表面具有骨小梁的生理结构，那骨小梁髋关节假体与人体骨之间的结合就会达到最佳的结合效果。

其次，现阶段临床医生对于髋关节严重畸形以及伴有各种形态的骨缺损等复杂的关节初次置换手术和翻修手术依然没有较好的髋关节产品解决。髋关节严重畸形病例有：髋关节发育不良(DDH、CDH)；侏儒患者；炎性关节病或代谢性疾病等引起的股骨漏斗指数异常的患者(漏斗指数正常值3-4.7)等；重建手术失败。各种形态的骨缺损病例有：创伤、肿瘤切除、内固定失败等引起的大粗隆和粗隆下区骨缺损；Paprosky提出的各类型的股骨缺损；各类型髋臼缺损等。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种快速有效，有利于术后骨整合，延长使用寿命，降低术后翻修率，有效解决股骨和髋臼的严重畸形以及伴有各种形态的骨缺损等复杂的关节初次置换手术和翻修手术，满足各类病人对假体的定制需求的骨小梁髋关节系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种骨小梁髋关节系统，包括一系列的骨小梁组配式股骨柄，股骨头，骨小梁袖套，骨小梁组配式臼杯和骨小梁髋臼垫块；

所述骨小梁组配式股骨柄包括头部、柄部和连接该头部和柄部的颈部；所述颈部具有一弯角使得该头部和柄部之间呈一角度设置；所述头部呈圆柱状；

所述骨小梁袖套为类筒状结构，内部由一贯穿的锥孔，通过该锥孔使骨小梁袖套与骨小梁组配式股骨柄的柄部相配合，进行锥度锁定，该骨小梁袖套上端靠近骨小梁组配式股骨柄的颈部位置；

所述股骨头内部设置有凹座，该股骨头通过凹座可与骨小梁组配式股骨柄头部相匹配；

所述骨小梁组配式臼杯为半球体结构，该骨小梁组配式臼杯的杯体上根据需要设置有若干个贯穿杯体的连接孔；

所述骨小梁髋臼垫块为半圆形结构，该骨小梁髋臼垫块靠近圆周位置设置有若干小孔；

所述一系列的骨小梁组配式股骨柄，股骨头，骨小梁袖套，骨小梁组配式臼杯和骨小梁髋臼垫块的表面结构均为金属骨小梁结构，采用金属3D打印技术制造，孔的结构形态和孔隙率可精确控制。

所述骨小梁袖套分为骨小梁三角袖套和骨小梁直袖套。

所述骨小梁组配式臼杯分为骨小梁DHH臼杯，骨小梁初次置换臼杯和骨小梁翻修臼杯。

所述金属骨小梁结构孔隙大小：20-400μm；孔隙率：30％-85％；通孔率：100％。

所述金属骨小梁结构抗压强度大于5MPa，抗压模量在45MPa--100MPa之间。

所述骨小梁组配式股骨柄，股骨头，骨小梁袖套，骨小梁组配式臼杯和骨小梁髋臼垫块均设置有多种规格，可任意组配。

由于采用上述技术方案，(1)本发明的骨小梁髋关节产品表面结构与骨小梁的生理结构具有高度的一致性；(2)本发明的骨小梁髋关节产品采用金属3D打印技术，孔的结构形态和孔隙率可精确控制，数字化制造，直接3D模型驱动，如同使用打印机一样方便快捷；(3)本发明有着非常适合骨长入的条件，快速有效的金属表面骨长入，有利于术后骨与假体的整合，延长假体使用寿命，降低术后假体的翻修率；(4)本发明具有高度柔性和适应性，可以制造任意复杂性质的产品部件；(5)本发明骨小梁袖套与骨小梁组配式股骨柄柄部之间的匹配采用安全有效的自锁机制—锥度锁定，无需额外增加固定装置，降低术中失效的发生率；(6)有效解决股骨和髋臼的严重畸形以及伴有各种形态的骨缺损等复杂的关节初次置换手术和翻修手术；(7)模块化的髋关节假体系统(骨小梁组配式股骨柄系统、骨小梁组配式髋臼系统)形成大于500个的规格型号，实现匹配的目的，特殊情况可采用个性化定制。

本发明的有益效果是：具有快速有效，有利于术后骨整合，延长使用寿命，降低术后翻修率，有效解决股骨和髋臼的严重畸形以及伴有各种形态的骨缺损等复杂的关节初次置换手术和翻修手术，满足各类病人对假体的定制需求的优点。

附图说明

下面通过参考附图并结合实例具体地描述本发明，本发明的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明，而不构成对本发明的任何意义上的限制，在附图中：

图1为本发明骨小梁组配式股骨柄的结构示意图

图2为本发明股骨头的结构示意图

图3为本发明骨小梁三角袖套的结构示意图

图4为本发明骨小梁直袖套的结构示意图

图5为本发明骨小梁组配式股骨柄与骨小梁三角袖套组配的结构示意图

图6为本发明骨小梁DHH臼杯的结构示意图

图7为本发明图6的仰视图

图8为本发明骨小梁初次置换臼杯的结构示意图

图9为本发明图8的仰视图

图10为本发明骨小梁翻修臼杯的结构示意图

图11为本发明图10的仰视图

图12为本发明骨小梁髋臼垫块的结构示意图

图13为本发明金属骨小梁结构图

图14为本发明图13的放大图

图中：

1、骨小梁组配式股骨柄2、股骨头3、骨小梁髋臼垫块

4、骨小梁三角袖套5、骨小梁直袖套6、骨小梁DHH臼杯

7、骨小梁初次置换臼杯8、骨小梁翻修臼杯101、头部

102、柄部103、颈部201、凹座

具体实施方式

如图1至图14所示，本发明一种骨小梁髋关节系统，包括一系列的骨小梁组配式股骨柄1，股骨头2，骨小梁袖套，骨小梁组配式臼杯和骨小梁髋臼垫块3；所述骨小梁组配式股骨柄1包括头部101、柄部102和连接该头部101和柄部102的颈部103；所述颈部103具有一弯角使得该头部101和柄部102之间呈一角度设置；所述头部101呈圆柱状；所述骨小梁袖套为类筒状结构，内部由一贯穿的锥孔，通过该锥孔使骨小梁袖套与骨小梁组配式股骨柄1的柄部102相配合，进行锥度锁定，该骨小梁袖套上端靠近骨小梁组配式股骨柄1的颈部103位置；所述股骨头2内部设置有凹座201，该股骨头2通过凹座201可与骨小梁组配式股骨柄1头部101相匹配；所述骨小梁组配式臼杯为半球体结构，该骨小梁组配式臼杯的杯体上根据需要设置有若干个贯穿杯体的连接孔；所述骨小梁髋臼垫块3为半圆形结构，该骨小梁髋臼垫块3靠近圆周位置设置有若干小孔；所述一系列的骨小梁组配式股骨柄1，股骨头2，骨小梁袖套，骨小梁组配式臼杯和骨小梁髋臼垫块3的表面结构均为金属骨小梁结构，采用金属3D打印技术制造，孔的结构形态和孔隙率可精确控制；所述骨小梁袖套分为骨小梁三角袖套4和骨小梁直袖套5；所述骨小梁组配式臼杯分为骨小梁DHH臼杯6，骨小梁初次置换臼杯7和骨小梁翻修臼杯8；所述金属骨小梁结构孔隙大小：20-400μm；孔隙率：30％-85％；通孔率：100％；所述金属骨小梁结构抗压强度大于5MPa，抗压模量在45MPa--100MPa之间；所述骨小梁组配式股骨柄1，股骨头2，骨小梁袖套，骨小梁组配式臼杯和骨小梁髋臼垫块3均设置有多种规格，可任意组配。

本发明的骨小梁髋关节产品表面结构与骨小梁的生理结构具有高度的一致性；本发明骨小梁髋关节产品采用金属3D打印技术，孔的结构形态和孔隙率可精确控制；具有非常适合骨长入的条件：金属骨小梁结构孔隙大小：20-400μm；孔隙率：30％-85％；通孔率：100％；金属骨小梁抗压强度大于5MPa,抗压模量在45MPa--100MPa之间；数字化制造，直接3D模型驱动，如同使用打印机一样方便快捷；高度柔性和适应性，可以制造任意复杂性质的产品部件；袖套与柄体之间的匹配采用安全有效的自锁机制—锥度锁定，无需额外增加固定装置，降低术中失效的发生率。

能够为医生解决复杂的临床医学问题为：

表1股骨侧畸形问题及手术产品方案

表2股骨缺损的重建手术方案

表3髋臼缺损的重建手术方案

达到的效果为：(1)快速有效的金属表面骨长入，有利于术后骨与假体的整合，延长假体使用寿命，降低术后假体的翻修率；(2)有效解决股骨和髋臼的严重畸形以及伴有各种形态的骨缺损等复杂的关节初次置换手术和翻修手术；(3)模块化的髋关节假体系统(骨小梁组配式股骨柄1系统、骨小梁组配式髋臼系统)形成大于500个的规格型号，实现匹配的目的，特殊情况可采用个性化定制；(4)快速：从3D设计到零件加工完成，只需几十分钟到几个小时；(5)产品的单价基本与复杂程度无关。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (6)

1.一种骨小梁髋关节系统，其特征在于：包括一系列的骨小梁组配式股骨柄，股骨头，骨小梁袖套，骨小梁组配式臼杯和骨小梁髋臼垫块；所述骨小梁组配式股骨柄包括头部、柄部和连接该头部和柄部的颈部；所述颈部具有一弯角使得该头部和柄部之间呈一角度设置；所述头部呈圆柱状；所述骨小梁袖套为类筒状结构，内部由一贯穿的锥孔，通过该锥孔使骨小梁袖套与骨小梁组配式股骨柄的柄部相配合，进行锥度锁定，该骨小梁袖套上端靠近骨小梁组配式股骨柄的颈部位置；所述股骨头内部设置有凹座，该股骨头通过凹座可与骨小梁组配式股骨柄头部相匹配；所述骨小梁组配式臼杯为半球体结构，该骨小梁组配式臼杯的杯体上根据需要设置有若干个贯穿杯体的连接孔；所述骨小梁髋臼垫块为半圆形结构，该骨小梁髋臼垫块靠近圆周位置设置有若干小孔；所述一系列的骨小梁组配式股骨柄，股骨头，骨小梁袖套，骨小梁组配式臼杯和骨小梁髋臼垫块的表面结构均为金属骨小梁结构，采用金属3D打印技术制造，孔的结构形态和孔隙率可精确控制。

2.根据权利要求1所述的骨小梁髋关节系统，其特征在于：所述骨小梁袖套分为骨小梁三角袖套和骨小梁直袖套。

3.根据权利要求1所述的骨小梁髋关节系统，其特征在于：所述骨小梁组配式臼杯分为骨小梁DHH臼杯，骨小梁初次置换臼杯和骨小梁翻修臼杯。

4.根据权利要求1所述的骨小梁髋关节系统，其特征在于：所述金属骨小梁结构孔隙大小：20-400μm；孔隙率：30％-85％；通孔率：100％。

5.根据权利要求1所述的骨小梁髋关节系统，其特征在于：所述金属骨小梁结构抗压强度大于5MPa，抗压模量在45MPa--100MPa之间。

6.根据权利要求1所述的骨小梁髋关节系统，其特征在于：所述骨小梁组配式股骨柄，股骨头，骨小梁袖套，骨小梁组配式臼杯和骨小梁髋臼垫块均设置有多种规格，可任意组配。