CN109793597B - 一种支架式陶瓷人工肘关节 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种支架式陶瓷人工肘关节，包括肱骨假体和尺骨假体，还包括轴和设在轴上的连接体，所述轴设在肱骨假体的一端，所述连接体上设有分散布置凸出的一组陶瓷片，陶瓷片镶嵌在钛合金的连接体上，所述尺骨假体的一端设有套筒，所述陶瓷片的外表面与套筒的内表面相接触构成摩擦副。或，轴的外表面上设有凹槽，连接体设在凹槽中；所述轴设在肱骨假体的一端，所述连接体上设有分散布置凸出的一组陶瓷片，所述连接体为高分子聚乙烯筒，陶瓷片注塑在高分子聚乙烯筒上，所述尺骨假体的一端设有套筒，所述陶瓷片的外表面与套筒的内表面相接触构成摩擦副。减少磨损、降低陶瓷碎裂风险，减少金属离子释放，延长肘关节使用寿命。

Description

一种支架式陶瓷人工肘关节

技术领域

本发明涉及生物医学工程骨科内植入物假体技术领域，尤其是涉及一种支架式陶瓷人工肘关节。

背景技术

人工肘关节置换术是治疗因创伤或疾病导致的肘关节损伤的一种有效的临床治疗方法。人工肘关节系统由肱骨假体和尺骨假体组成。作为应用于人工肘关节假体的生物材料不仅要达到很好的修复作用，减轻患者病痛，恢复肘关节功能外，更重要的是不能对人体肘关节周围的组织产生不利影响。

常见的肘关节假体由金属肱骨假体和金属尺骨假体或高分子尺骨假体组成。肱骨假体和尺骨假体构成一对摩擦副。目前临床上使用的人工肘关节类型是金属肱骨假体和金属尺骨假体配副，或者金属肱骨假体和高分子尺骨假体。此配副形成的摩擦副在长期的摩擦磨损过程中，存在有毒的金属离子析出，在人体内累积到一定浓度会导致慢性病变，同时磨损碎屑会诱导假体周围的骨组织产生骨溶解；此配副形成的摩擦副使高分子假体的磨损率很高，最常用的高分子材料为超高分子量聚乙烯，其年磨损量约为0.1-0.2mm，在长期的摩擦过程中，会导致高分子的厚度不断减少，进而影响假体的强度。此外，还存在另一种类型人工肘关节假体：陶瓷肱骨假体与高分子或金属尺骨假体配副，此配副具有很好的耐磨性，磨损量非常小，也不存在金属离子析出，具有很好的发展前途，但是由于陶瓷本身固有的易碎性，导致陶瓷假体容易碎裂，目前还处于实验室研究阶段，并没有临床应用。

因此，降低肱骨假体和尺骨假体的摩擦，减小假体的磨损量，提高其使用寿命，是提高患者生命质量的必然需求。

发明内容

针对现有技术不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种支架式陶瓷人工肘关节，以达到减少肱骨假体和尺骨假体的磨损、降低陶瓷碎裂风险，减少金属离子释放，延长肘关节使用寿命的目的。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

该支架式陶瓷人工肘关节，包括肱骨假体和尺骨假体，还包括轴和设在轴上的连接体，所述轴设在肱骨假体的一端，所述连接体上设有分散布置凸出的一组陶瓷片，陶瓷片镶嵌在钛合金的连接体上，所述尺骨假体的一端设有套筒，所述陶瓷片的外表面与套筒的内表面相接触构成摩擦副；

或，轴的外表面上设有凹槽，连接体设在凹槽中；所述轴设在肱骨假体的一端，所述连接体上设有分散布置凸出的一组陶瓷片，所述连接体为高分子聚乙烯筒，陶瓷片注塑在高分子聚乙烯筒上，所述尺骨假体的一端设有套筒，所述陶瓷片的外表面与套筒的内表面相接触构成摩擦副。

作为优选的，所述轴为圆柱状，连接体为圆筒状，轴和连接体之间采用焊接方式连接；轴的外表面与套筒的内表面之间设有键槽结构。

作为优选的，所述套筒上沿套筒轴向设有开口。

作为优选的，所述肱骨假体的一端设有一对支耳，所述轴的两端分别与对应支耳相连，所述套筒设在尺骨假体的一端；连接体位于两支耳之间。

作为优选的，所述陶瓷片的形状为圆柱和/或棱柱，陶瓷片的外表面为曲面，陶瓷片的外表面与套筒的内表面相适配。

作为优选的，所述轴的轴向中心设有中心通孔，轴和连接体的径向设有与中心通孔相连通的径向孔，径向孔的外端口位于相邻陶瓷片之间。

作为优选的，所述套筒的内表面上设有用于存贮人体体液的一组凹坑。

作为优选的，所述肱骨假体和尺骨假体与宿主骨接触部分均设有适合于人体组织生长、便于生物连接、增强临床长期连接效果的一组孔。

作为优选的，所述陶瓷片与高分子聚乙烯的连接体相接触部分的外周面上设有沟槽或凸起；陶瓷片上的沟槽为螺旋槽。

作为优选的，所述陶瓷片与高分子聚乙烯的连接体与为一体式注塑，再把一体注塑后连接为一体的连接体装配在轴上。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

该支架式陶瓷人工肘关节结构设计合理，肱骨假体和尺骨假体之间通过轴联接，将金属与高分子假体间摩擦转变为分散布置的陶瓷片与金属假体的摩擦，同时陶瓷片之间具有间隙，容纳润滑液，从而降低了摩擦系数，减小磨损量，减少了金属离子析出；同时也可以降低陶瓷假体的碎裂风险；减轻肘关节的质量，使患者运动更加轻巧；高分子聚合物的连接体具有一定的抗冲击性和降噪作用；陶瓷片仅需对与套筒接触的面进行精加工，其他面无需加工，减少加工工艺步骤，降低制造成本。

附图说明

下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明肘关节假体一实施例分解示意图。

图2为图1装配图。

图3为本发明肘关节假体又一实施例分解示意图。

图4为图3装配图。

图中：

1.肱骨假体、2.轴、3.连接体、4.陶瓷片、5.尺骨假体、6.凹坑。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

该支架式陶瓷人工肘关节，包括肱骨假体、尺骨假体、轴和设在轴上的连接体，轴设在肱骨假体的一端，连接体上设有分散布置凸出的一组陶瓷片，陶瓷片镶嵌在钛合金的连接体上，尺骨假体的一端设有套筒，陶瓷片的外表面与套筒的内表面相接触构成摩擦副；

或，轴的外表面上设有凹槽，连接体设在凹槽中；轴设在肱骨假体的一端，连接体上设有分散布置凸出的一组陶瓷片，连接体为高分子聚乙烯筒，陶瓷片注塑在高分子聚乙烯筒上，尺骨假体的一端设有套筒，陶瓷片的外表面与套筒的内表面相接触构成摩擦副。

肱骨假体和尺骨假体之间通过轴联接，将金属与高分子假体间摩擦转变为分散布置的陶瓷片与金属假体的摩擦，同时陶瓷片之间具有间隙，容纳润滑液，从而降低了摩擦系数，减小磨损量，减少了金属离子析出；同时也可以降低陶瓷假体的碎裂风险；减轻肘关节的质量，使患者运动更加轻巧；高分子聚合物的连接体具有一定的抗冲击性和降噪作用；陶瓷片仅需对与套筒接触的面进行精加工，其他面无需加工，减少加工工艺步骤，降低制造成本。

如图1至图4所示，优选具体实例为：

实施例1：该支架式陶瓷人工肘关节，包括肱骨假体1、尺骨假体5、轴2、连接体3以及陶瓷片4，其中，连接体3套设在轴上，轴2设在肱骨假体1一端上，尺骨假体5的一端上设有套筒，连接体上设有分散布置凸出的一组陶瓷片，陶瓷片4镶嵌在钛合金的连接体上，分体设置，便于制作；陶瓷片的外表面与套筒的内表面相接触构成摩擦副，使肱骨假体和尺骨假体可相对转动。

陶瓷片4为氧化铝陶瓷，陶瓷片为分散布置的一组陶瓷片，陶瓷片的外表面与套筒的内表面相接触构成摩擦副，相邻的陶瓷片之间具有间隙。离散陶瓷片设置，可降低陶瓷片碎裂风险，受力均匀。

连接体3上分布有若干陶瓷片，将金属与高分子聚合物之间的摩擦转变为陶瓷与金属之间的摩擦，同时陶瓷片之间具有间隙，容纳润滑液，从而降低了轴与尺骨假体的摩擦系数，减小磨损量，减少了金属离子析出；同时也可以降低陶瓷假体的碎裂风险。

肱骨假体1与肱骨相连一端和尺骨假体5与尺骨相连一端均为锥条结构，便于安装。肱骨假体的一端设有一对支耳，轴的两端分别与对应支耳相连，套筒设在尺骨假体的一端，套筒和尺骨假体为一体结构，连接体位于一对支耳之间。轴为圆柱，套筒为圆筒，陶瓷片设在连接体的外圆周面上。结构设计合理，运行稳定可靠。

肱骨假体1、尺骨假体5、轴2以及连接体3均为钛合金，轴为圆柱，连接体为圆筒，轴和连接体之间采用焊接方式相连。陶瓷片4为生物陶瓷。陶瓷片4的形状为圆柱和/或棱柱，陶瓷片4的外表面为曲面，陶瓷片4的外表面与套筒的内表面相适配。陶瓷片的一端与连接体外表面通过镶嵌连接在一起，加工工艺便于控制。

陶瓷片4之间设有中间体，中间体为高分子聚合物，高分子聚合物的表面低于陶瓷片的外凸曲面。陶瓷片与中间体相连部分的外周面上设有沟槽或凸起。优选的，陶瓷片上的沟槽为螺旋槽，沟槽中具有高分子聚合物，沟槽的设置增加了陶瓷片的拔出力和结合力，使陶瓷片固定更牢固。连接体材料为钛及其合金或钽及其合金或医用不锈钢或钴铬钼合金。

相邻陶瓷片之间具有一定的间隙，间隙中可用于存贮人体体液；套筒上沿套筒轴向设有开口；套筒的内表面上设有用于存贮人体体液的一组凹坑6。三者结构共同作用减小摩擦。

或者，轴2的轴向中心设有中心通孔，轴2和连接体3的径向设有与中心通孔相连通的径向孔，径向孔的外端口位于相邻陶瓷片之间。人体体液可通过中心通孔和径向孔存贮在相邻陶瓷片之间，保证人体体液存贮量，从而提高润滑效果。

肱骨假体与肱骨相连部分上和尺骨假体与尺骨相连部分上均设有适合于人体组织生长、便于生物连接、增强临床长期连接效果的一组孔，孔为微孔。微孔可以使骨组织长到里面，加强关节和人体宿主骨的连接，可提高假体在人体中固定的可靠性，保证使用效果。

轴的外表面与套筒的内表面之间设有键槽结构，轴与套筒配合部分的两端采用焊接方法连接在一起，制造工艺简单，连接稳定可靠。

实施例2：该支架式陶瓷人工肘关节，包括肱骨假体1、尺骨假体5、轴2、连接体3以及陶瓷片4，其中，连接体3为超高分子量聚乙烯，连接体3套在轴2上，轴2的外表面上设有凹槽，连接体3设在凹槽中；轴2设在肱骨假体1的一端，连接体3上设有分散布置凸出的一组陶瓷片4，陶瓷片4注塑在高分子聚乙烯筒上，加工简便；尺骨假体5的一端设有套筒6，陶瓷片4的外表面与套筒6的内表面相接触构成摩擦副，使肱骨假体1和尺骨假体5可相对转动。

超高分子量聚乙烯的连接体3具有一定的抗冲击性和降噪作用；陶瓷片仅需对与套筒接触的面进行精加工，其他面无需加工，减少加工工艺步骤，降低制造成本。

陶瓷片4为氧化铝陶瓷，陶瓷片为分散布置的一组陶瓷片，陶瓷片的外表面与套筒的内表面相接触构成摩擦副，相邻的陶瓷片之间具有间隙。离散陶瓷片设置，可降低陶瓷片碎裂风险，受力均匀。

陶瓷片4与连接体3相连部分的外周面上设有沟槽或凸起。优选的，陶瓷片上的沟槽为螺旋槽，沟槽中具有高分子聚合物，沟槽的设置增加了陶瓷片的拔出力和结合力，使陶瓷片固定更牢固。

相邻陶瓷片之间具有一定的间隙，间隙中可用于存贮人体体液；套筒上沿套筒轴向设有开口；套筒的内表面上设有用于存贮人体体液的一组凹坑7。三者结构共同作用减小摩擦。

或者，轴2的轴向中心设有中心通孔，轴和连接体的径向设有与中心通孔相连通的径向孔，径向孔的外端口位于相邻陶瓷片之间。人体体液可通过中心通孔和径向孔存贮在相邻陶瓷片之间，保证人体体液存贮量，从而提高润滑效果。

轴2为圆柱，连接体为圆筒。肱骨假体、尺骨假体以及轴均为钛合金，连接体为超高分子量聚乙烯。连接体上分布有若干陶瓷片，将金属与高分子假体间摩擦转变为陶瓷与金属假体的摩擦，同时陶瓷片之间具有间隙，容纳润滑液，从而降低了轴与尺骨假体的摩擦系数，减小磨损量，减少了金属离子析出；同时也可以降低陶瓷假体的碎裂风险。

肱骨假体1与肱骨相连一端和尺骨假体5与尺骨相连一端均为锥条结构，便于安装。肱骨假体的一端设有一对支耳，轴2的两端分别与对应支耳相连，套筒6设在尺骨假体的一端，套筒和尺骨假体为一体结构，连接体位于一对支耳之间。轴为圆柱，套筒为圆筒，陶瓷片设在连接体的外圆周面上。设计合理，运行稳定可靠。

肱骨假体和尺骨假体与宿主骨接触部分上均设有适合于人体组织生长、便于生物连接、增强临床长期连接效果的一组孔，孔为微孔。微孔可以使骨组织长到里面，加强关节和人体宿主骨的连接，可提高假体在人体中固定的可靠性，保证临床初期和长期使用效果。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种支架式陶瓷人工肘关节，包括肱骨假体和尺骨假体，其特征在于：还包括轴和套设在轴上的连接体，肱骨假体、尺骨假体、轴以及连接体均为钛合金，所述轴设在肱骨假体的一端，所述连接体上设有分散布置凸出的一组陶瓷片，陶瓷片镶嵌在钛合金的连接体上，陶瓷片之间设有中间体，中间体为高分子聚合物，高分子聚合物的表面低于陶瓷片的外凸曲面，具有一定的抗冲击性和降噪作用，所述尺骨假体的一端设有套筒，所述陶瓷片的外表面与套筒的内表面相接触构成摩擦副；所述轴为圆柱状，连接体为圆筒状，轴和连接体之间采用焊接方式连接；轴的外表面与套筒的内表面之间设有键槽结构；所述套筒上沿套筒轴向设有开口；所述轴的轴向中心设有中心通孔，轴和连接体的径向设有与中心通孔相连通的径向孔，径向孔的外端口位于相邻陶瓷片之间，人体体液通过中心通孔和径向孔存贮在相邻陶瓷片之间；

其中，

所述肱骨假体的一端设有一对支耳，所述轴的两端分别与对应支耳相连，所述套筒设在尺骨假体的一端；连接体位于两支耳之间；

所述肱骨假体和尺骨假体与宿主骨接触部分均设有适合于人体组织生长的一组孔；

所述陶瓷片与高分子聚乙烯的连接体相接触部分的外周面上设有沟槽或凸起；陶瓷片上的沟槽为螺旋槽，沟槽中具有高分子聚合物，沟槽的设置增加了陶瓷片的拔出力和结合力，使陶瓷片固定更牢固；

所述陶瓷片的形状为圆柱和/或棱柱，陶瓷片的外表面与套筒的内表面相适配；

肱骨假体与肱骨相连的一端和尺骨假体与尺骨相连的一端均为锥条结构；

套筒的内表面上设有用于存贮人体体液的一组凹坑。