CN111227995B - 一种股骨头假体组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种股骨头假体组件，涉及医疗器械领域，技术方案为，包括作为股骨头假体的本体，本体为倒锥体的硬质块状体，所述本体的顶面为与股骨头病患缺陷处适配的表面，本体的侧周面为自顶面向底面排布的阶梯状结构。本发明的有益效果是：阶梯结构使股骨头假体在植入人体的股骨头缺陷处后，患者在日常的活动过程中，可通过阶梯结构将股骨头假体承受的股骨的剪切力转化为压应力，从而可有效地降低股骨头的缺陷处的周围骨质的劈裂风险，这样，不仅能够有效地延长本股骨头假体的二次塌陷的时间，从而推迟行人工关节置换术的时间，还能够进一步地提高股骨头假体在植入后的稳定性。

Description

一种股骨头假体组件

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，特别涉及一种股骨头假体组件。

背景技术

股骨头骨坏死是一种进展性疾病，且近年来股骨头骨坏死的病例也呈上升的趋势。目前市场上常使用孔钽金属植入物治疗早期的股骨头骨坏死，由于孔钽金属植入物与人体的高度生物相容性和其多孔性质，可诱导股骨头毛细血管的长入和重建股骨头的血供。因此，孔钽金属植入物的早期临床效果令人满意。

然而，现有的孔钽金属植入物在实际使用时却发现，其在使用一段时间后容易较快地产生股骨头处的二次塌陷，产生的原因可概括为：现有的孔钽金属植入物常构造为棒状结构，且直径约为15mm，其在植入人体时需要在骨头上进行打孔，而在打孔时较大的钻头可将应力传递到周边骨质，从而直接降低了该处的骨强度，这就造成了孔钽金属植入物在植入后的稳定性较差，从而加快了股骨头处的二次塌陷的现象，甚至还容易造成局部创伤引起的骨折的问题。一旦较早的产生股骨头的二次塌陷，就需要对患者进行全髋关节置换术，从而对患者造成了更大范围的损伤。

发明内容

针对上述技术问题，本领域的技术人员急需寻求一种能够提高置换后的稳定性的股骨头假体及对应的植入装置，以延迟股骨头的塌陷时间。

其技术方案为，包括作为股骨头假体的本体，本体为倒锥体的硬质块状体，所述本体的顶面为与股骨头病患缺陷处适配的表面，本体的侧周面为自顶面向底面排布的阶梯状结构。

本体为顶面的面积大于底面面积的倒锥体结构，从而使得股骨头假体在植入时更易于操作。

优选为，所述本体为立体多孔结构，所述立体多孔结构由海绵状不规则孔隙组成，所述立体多孔结构的孔隙之间互通。

优选为，立体多孔结构为由多条孔隙相互交错连接形成的海绵状结构，各孔隙相互连通，且孔隙形状不规则，其中，各孔隙的直径的范围可选为10μm至800μm，立体多孔结构的孔隙率的范围可优选为30％至80％。

需要注意的是，各孔隙的截面并不是规则的圆形，其截面形状可以是各种形状，鉴于此，前文提到的各孔隙的“直径”应当理解为将各孔隙的截面等效为圆形时，该圆形的直径。由于该截面等效为圆形的直径是按照截面的实际面积计算得出，因此所得的直径的数值为精确的数值。

通过立体多孔结构，让本体各个方向的表面为粗糙面。

优选为，所述本体为倒圆锥体结构。

优选为，所述本体的轴线处开设有贯穿本体的本体定位孔，所述立体多孔结构的空隙均与所述本体定位孔连通。

优选为，本体本身为一体成型的结构体，可采用金属粉末通过3D技术打印形成，该金属粉末可以是钛合金、纯钛、钽金属或骨小梁金属等。

优选为，本体由钛合金材料制成，优选由Ti6Al4V制成。

为了便于理解，本体的阶梯状结构可分解为沿纵向排列的若干环形块体，且所述环形块体由上至下半径递减，通过该结构，阶梯状结构能够同时承受来自于股骨的正压力，可有效地对该正压力进行分散，从而提高了股骨头假体的承载能力，进而能够进一步地延长股骨头假体的塌陷时间。

每个所述环形块体的轴向高度相等，每个所述环形块体的轴向高度为0.5mm至5mm。

相邻的两个所述环形块体的的半径差为0.5mm至5mm。

优选为，本体定位孔的孔径的尺寸范围为1mm至3mm。

优选为，还包括与所述本体对应的磨锉件，所述磨锉件包括与所述本体对应的磨锉头；

磨锉头与所述本体的形状相适配，且能够使所述本体与股骨头的缺陷处过盈配合的倒圆锥体阶梯结构；

所述磨锉头顶部中心处固定设置连接杆，所述连接杆与磨锉头同轴；

所述磨锉头和连接杆的轴线处开设有磨锉件定位孔，所述磨锉件定位孔贯穿所述磨锉头和连接杆，连接杆用于和医用钻机连接；

所述磨锉头的外表面为粗糙的磨锉面，即磨锉头的圆周面和其阶梯结构的下表面均为粗糙的打磨面。磨锉件预制有不同尺寸的若干个。

磨锉头的与本体形状相同，磨锉头各部分尺寸略小于本体的尺寸，从而保证通过磨锉头去除死骨后的假体植入区域与本体能够更好的匹配，从而便于本体的安装和固定，尺寸和形状与本体相比略小则是为了使本体通过盈配合的固定方式与假体植入区域配合安装，从而能够有效地提高股骨头假体的固定后的稳定性。

磨锉件定位孔的孔径与本体定位孔对应，磨锉件定位孔的孔径尺寸范围可为1mm至3mm。

优选为，还包括与所述本体对应的定位件，所述定位件包括球面板，所述球面板的底部设置有球面凹槽，所述球面凹槽的弧度与股骨头表面对应；

所述球面板的上侧中心处固定设置定位杆，所述定位杆的轴线与所述球面板的中心线重合；

所述球面板和定位杆上贯穿开设定位杆定位孔，定位杆定位孔的孔径与所述本体定位孔对应。定位件预制有不同尺寸的若干个。

所述球面板在水平面上投影的外直径尺寸范围可为10mm至40mm。球面凹槽的球面的半径的尺寸范围可为30mm至60mm。

定位杆定位孔的孔径的尺寸范围可为1mm至3mm。

优选为，还包括测量件，所述测量件包括条状的测量板，测量板为弧形板，所述测量板的上侧面中心处设置竖直的握杆，所述测量板的弧度与所述球面板的弧度对应。测量件预制有不同尺寸的若干个。

测量板条状结构的宽度小于人体的股骨头的直径。

测量板下侧圆弧面的半径尺寸范围可为30mm至60mm，以快速的确定股骨头的死骨的范围。

优选为，还包括与所述定位件对应的刀具，所述刀具下部为刀刃部，上部为刀柄部，所述刀刃部为弧形，刀刃部的弧度与所述球面板在水平面上投影而成的圆形边缘对应，即刀刃部的弧面的半径与所述球面板边缘圆形的半径对应。所述刀具预制有不同尺寸的若干个。

刀刃部圆弧面的半径的尺寸范围可为10mm至30mm。

优选为，所述定位杆，握杆及刀柄部上均设置有若干沟槽或者凸起结构。

优选为，还包括导针，导针为长杆针状体，导针的外径与所述本体定位孔的孔径对应。

优选地，导针的直径的尺寸范围可为1mm至3mm。

基于所述股骨头假体组件的一种股骨头假体植入方法，包括步骤，

S1、通过观察病患股骨头的死骨区域，选用不同的所述测量器进行比对，获取最适当的测量器，从而确定定位件的尺寸，并在确定好位置的股骨头的外表面进行标记；

S2、根据S1获得的定位件尺寸，选取定位件，并将定位件放置与S1所做标记处，让球面板底部的球面凹槽与股骨头表面贴合；

S3、将所述导针穿过所述定位件定位孔，将导针插入至人体的股骨头内并与骨质固定；

S4、选定对应尺寸的所述刀具，使用选定的所述刀具沿所述定位件的外边缘划切，将股骨头的软骨切除，保持所述导针不动，移除所述定位件和软骨，使股骨头内的死骨完全暴露；

S5、选定对应尺寸的所述磨锉件，通过所述磨锉件定位孔，将所述磨锉件穿在所述导针上，使用磨锉件对死骨部分进行完全清理，令清理后的死骨部分形成和本体对应的假体填充区；

S6、保持所述导针不动，移除所述磨锉件，将对应尺寸的本体穿过所述导针，使本体填充在所述假体填充区内，并通过敲击工具使本体与假体填充区过盈配合；

S7、移除所述导针，将S4移除的软骨再次附着到股骨头假体的表面，并进行缝合，从而完成了股骨头假体的植入。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：1）立体多孔结构使股骨头假体不仅具有了与股骨头的骨质更大的接触面积，还使得股骨头假体的外表面获得了更好的骨长入和骨爬行的能力，股骨头的骨质可快速的长入多孔结构中，从而有助于股骨头假体与人体的股骨头的固定更为稳定，进而可有效地降低患者术后的恢复时间，并大大地改善了患者术后的恢复效果；

2）阶梯结构使股骨头假体在植入人体的股骨头缺陷处后，患者在日常的活动过程中，可通过阶梯结构将股骨头假体承受的股骨的剪切力转化为压应力，从而可有效地降低股骨头的缺陷处的周围骨质的劈裂风险，这样，不仅能够有效地延长本股骨头假体的二次塌陷的时间，从而推迟行人工关节置换术的时间，还能够进一步地提高股骨头假体在植入后的稳定性；

3）假体本体构造为倒置的椎体结构，从而使得股骨头假体在植入时更易于操作。

附图说明

图1为本发明实施例本体的结构示意图。

图2为本发明实施例本体的主视图。

图3为本发明实施例本体的仰视图。

图4为本发明实施例磨锉件的结构示意图。

图5为本发明实施例定位件的结构示意图。

图6为本发明实施例测量器的结构示意图。

图7为本发明实施例刀具的结构示意图。

其中，附图标记为：1、本体；11、顶面；12、底面；13、侧周面；14、本体定位孔；2、磨锉件；21、磨锉头；22、连接杆；23、磨锉件定位孔；3、定位件；31、球面板；32、定位杆；33、定位杆定位孔；4、测量器；41、测量板；42、握杆；5、刀具；51、刀刃部；52、刀柄部。

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，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。当然，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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。

实施例1

参见图1至图7，本发明提供一种股骨头假体组件，包括作为股骨头假体的本体1，本体1为倒锥体的硬质块状体，本体1的顶面11为与股骨头病患缺陷处适配的表面，本体1的侧周面13为自顶面11向底面12排布的阶梯状结构。

采用阶梯状结构，使股骨头假体在植入人体的股骨头缺陷处后，患者在日常的活动过程中，可通过阶梯结构将股骨头假体承受的股骨的剪切力转化为压应力，从而可有效地降低股骨头的缺陷处的周围骨质的劈裂风险，这样，不仅能够有效地延长本股骨头假体的二次塌陷的时间，从而推迟行人工关节置换术的时间，还能够进一步地提高股骨头假体在植入后的稳定性。

本体1为顶面11的面积大于底面12面积的倒锥体结构，从而使得股骨头假体在植入时更易于操作。

本体1为立体多孔结构，立体多孔结构由海绵状不规则孔隙组成，立体多孔结构的孔隙之间互通。

立体多孔结构为由多条孔隙相互交错连接形成的海绵状结构，各孔隙相互连通，且孔隙形状不规则，其中，各孔隙的直径的范围可选为10μm至800μm，立体多孔结构的孔隙率的范围可优选为30％至80％。通过将各孔隙相互连通，且将各孔隙的直径大小构造不一致，并对立体多孔结构的孔隙的直径和孔隙率的范围进行具体设置，使得立体多孔结构层的结构与人体的骨小梁结构更为接近，具有较高的孔隙率和联通性的立体多孔结构能够很好的诱导骨长入，这样人体的骨质可快速自然地长入立体多孔结构的孔隙中，从而提高了成骨细胞的粘附、增值、分化的能力，有效地促进了髂骨骨质的长入和爬行，进而有利于股骨头假体在术后与人体股骨头的骨质快速融合和固定，因此有效地提高了患者术后的恢复效果。

需要注意的是，各孔隙的截面并不是规则的圆形，其截面形状可以是各种形状，鉴于此，前文提到的各孔隙的“直径”应当理解为将各孔隙的截面等效为圆形时，该圆形的直径。由于该截面等效为圆形的直径是按照截面的实际面积计算得出，因此所得的直径的数值为精确的数值。

通过立体多孔结构，让本体1各个方向的表面为粗糙面。

粗糙的表面能够进一步地提高股骨头假体表面的立体多孔结构与人体的骨质的融合面积，从而可进一步地加快股骨头假体在术后与人体股骨头的骨质速融合和固定的时间，加快患者术后的恢复。另外，本体1的顶面11还用于与人体的软骨相贴合，这样，形成在顶面11上的立体多孔结构将顶面11构造为粗糙的表面，能够增加与人体软骨之间的摩擦效果，从而利于人体软骨与股骨头假体的顶面11的附着，以使得在手术时软骨不易于脱落；粗糙的表面还能够提高与人体软骨内的骨质的融合面积，从而可使缝合后的软骨能够快速的与人体股骨头的骨质速融合和固定，因此进一步地提高了患者术后的恢复效果。

本体1为倒圆锥体结构。

本体1的轴线处开设有贯穿本体1的本体定位孔14，立体多孔结构的空隙均与本体定位孔14连通。

本体1本身为一体成型的结构体，由Ti6Al4V金属粉末通过3D技术打印形成。

为了便于理解，本体1的阶梯状结构可分解为沿纵向排列的若干环形块体，且环形块体由上至下半径递减，通过该结构，阶梯状结构能够同时承受来自于股骨的正压力，可有效地对该正压力进行分散，从而提高了股骨头假体的承载能力，进而能够进一步地延长股骨头假体的塌陷时间。

每个环形块体的轴向高度相等，每个环形块体的轴向高度为2mm。

相邻的两个环形块体的的半径差为2mm。

通过开设本体定位孔14，一方面，当股骨头假体植入人体的股骨头的缺陷处后，可通过本体定位孔14向股骨头假体内注射例如血液干细胞、骨髓等物质，以进一步地促进股骨头假体与人体的骨质快速融合，加快患者的恢复时间，同时还能提高股骨头假体植入后的稳定性。另一方面，本体定位孔14还可用于固定附着在股骨头假体的表面的软骨，例如可通过缝合等方式与本体定位孔14进行连接，从而进一步地提高软骨固定的稳定性。

本体定位孔14的孔径的尺寸为2mm。

还包括与本体1对应的磨锉件2，磨锉件2包括与本体1对应的磨锉头21；

磨锉头21与本体1的形状相适配，且能够使本体1与股骨头的缺陷处过盈配合的倒圆锥体阶梯结构；

磨锉头21顶部中心处固定设置连接杆22，连接杆22与磨锉头21同轴；

磨锉头21和连接杆22的轴线处开设有磨锉件定位孔23，磨锉件定位孔23贯穿磨锉头21和连接杆22，连接杆22用于和医用钻机连接；

磨锉头21的外表面为粗糙的磨锉面，即磨锉头21的圆周面和其阶梯结构的下表面均为粗糙的打磨面。磨锉件2预制有不同尺寸的若干个。

磨锉头21的与本体1形状相同，磨锉头21各部分尺寸略小于本体1的尺寸，从而保证通过磨锉头21去除死骨后的假体植入区域与本体1能够更好的匹配，从而便于本体1的安装和固定，尺寸和形状与本体1相比略小则是为了使本体1通过盈配合的固定方式与假体植入区域配合安装，从而能够有效地提高股骨头假体的固定后的稳定性。

磨锉件定位孔23的孔径与本体定位孔14对应，磨锉件定位孔23的孔径尺寸为2mm。

还包括与本体1对应的定位件3，定位件3包括球面板31，球面板31的底部设置有球面凹槽，球面凹槽的弧度与股骨头表面对应；

球面板31的上侧中心处固定设置定位杆32，定位杆32的轴线与球面板31的中心线重合；

球面板31和定位杆32上贯穿开设定位杆定位孔33，定位杆定位孔33的孔径与本体定位孔14对应。定位件3预制有不同尺寸的若干个。

球面板31在水平面上投影的外直径尺寸为20mm或25mm。球面凹槽的球面的半径的尺寸为40mm、42mm、44 mm 、46 mm 、48 mm 以及50 mm。

定位杆定位孔33的孔径的尺寸为2mm。

还包括测量件4，测量件4包括条状的测量板41，测量板41为弧形板，测量板41的上侧面中心处设置竖直的握杆42，测量板41的弧度与球面板31的弧度对应。测量件4预制有不同尺寸的若干个。

测量板41条状结构的宽度小于人体的股骨头的直径，从而在通过测量件4对人体的股骨头进行测量时，可有效地避免测量板41本体挡住操作人员的视野，进而能够提高测量结果的准确度。

测量板41为弧面，能够更好的与人体的股骨头的表面进行贴合，从而提高测量板41在测量时的稳定性。测量板41下侧圆弧面的半径尺寸为40mm、42mm、44mm、46mm、48mm以及50mm等，以快速的确定股骨头的死骨的范围。

还包括与定位件3对应的刀具5，刀具5下部为刀刃部51，上部为刀柄部52，刀刃部51为弧形，刀刃部51的弧度与球面板31在水平面上投影而成的圆形边缘对应，即刀刃部51的弧面的半径与球面板31边缘圆形的半径对应。刀具5预制有不同尺寸的若干个。

由于定位件3的球面板31外边缘为圆弧，从而用该形状的刀刃提高二者的贴合面积，使得刀具5在对人体的软骨进行切除时，操作者的施力更为稳定；通过让刀刃部51的轴线与刀柄部52的长度方向平行，使刀刃的刀口形成在刀具5整体的长度方向，这样，操作者在对人体的软骨进行切除时，沿刀柄部52的长度方向进行施力可更易于刀具5的使用。

刀刃部51圆弧面的半径的尺寸为20mm或25mm。

定位杆32，握杆42及刀柄部52上均设置有若干沟槽或者凸起结构，通过该结构，让使用者在握持时起到增大接触面积和提高防滑效果的作用，从而能够对提高各部件在操作时的稳定性。

还包括导针，导针为长杆针状体，导针的外径与本体定位孔14的孔径对应。

优选地，导针的直径的尺寸为2mm。

实施例2

在实施例1的基础上，本方案基于股骨头假体组件的一种股骨头假体植入方法，包括步骤，

S1、通过观察病患股骨头的死骨区域，选用不同的测量器4进行比对，获取最适当的测量器4，从而确定定位件3的尺寸，并在确定好位置的股骨头的外表面进行标记；

S2、根据S1获得的定位件3尺寸，选取定位件3，并将定位件3放置与S1所做标记处，让球面板31底部的球面凹槽与股骨头表面贴合；

S3、将导针穿过定位件定位孔33，将导针插入至人体的股骨头内并与骨质固定；

S4、选定对应尺寸的刀具5，使用选定的刀具5沿定位件3的外边缘划切，将股骨头的软骨切除，保持导针不动，移除定位件3和软骨，使股骨头内的死骨完全暴露；

S5、选定对应尺寸的磨锉件2，通过磨锉件定位孔23，将磨锉件2穿在导针上，使用磨锉件2对死骨部分进行完全清理，令清理后的死骨部分形成和本体1对应的假体填充区；

S6、保持导针不动，移除磨锉件2，将对应尺寸的本体1穿过导针，使本体1填充在假体填充区内，并通过敲击工具使本体1与假体填充区过盈配合；

S7、移除导针，将S4移除的软骨再次附着到股骨头假体的表面，并进行缝合，从而完成了股骨头假体的植入。

通过本方法，借助最初的测量及定位，使用导针实现对后续手部步骤的位置确定，让手术的操作过程更为灵活和快速。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种股骨头假体组件，其特征在于，包括作为股骨头假体的本体（1），本体（1）为倒锥体的硬质块状体，所述本体（1）的顶面（11）为与股骨头病患缺陷处适配的表面，本体（1）的侧周面（13）为自顶面（11）向底面（12）排布的阶梯状结构；

还包括与所述本体（1）对应的磨锉件（2），所述磨锉件（2）包括与所述本体（1）对应的磨锉头（21）；

磨锉头（21）与所述本体（1）的形状相适配，且能够使所述本体（1）与股骨头的缺陷处过盈配合的倒圆锥体阶梯结构；

所述磨锉头（21）顶部中心处固定设置连接杆（22），所述连接杆（22）与磨锉头（21）同轴；

所述磨锉头（21）和连接杆（22）的轴线处开设有磨锉件定位孔（23），所述磨锉件定位孔（23）贯穿所述磨锉头（21）和连接杆（22）。

2.根据权利要求1所述的股骨头假体组件，其特征在于，所述本体（1）为立体多孔结构，所述立体多孔结构由海绵状不规则孔隙组成，所述立体多孔结构的孔隙之间互通。

3.根据权利要求1所述的股骨头假体组件，其特征在于，所述本体（1）为倒圆锥体结构。

4.根据权利要求1所述的股骨头假体组件，其特征在于，所述本体（1）的轴线处开设有贯穿本体（1）的本体定位孔（14）。

5.根据权利要求3或4所述的股骨头假体组件，其特征在于，所述磨锉头（21）的外表面为粗糙的磨锉面。

6.根据权利要求4所述的股骨头假体组件，其特征在于，还包括与所述本体（1）对应的定位件（3），所述定位件（3）包括球面板（31），所述球面板（31）的底部设置有球面凹槽，所述球面凹槽的弧度与股骨头表面对应；

所述球面板（31）的上侧中心处固定设置定位杆（32），所述定位杆（32）的轴线与所述球面板（31）的中心线重合；

所述球面板（31）和定位杆（32）上贯穿开设定位杆定位孔（33），定位杆定位孔（33）的孔径与所述本体定位孔（14）对应。

7.根据权利要求6所述的股骨头假体组件，其特征在于，还包括测量件（4），所述测量件（4）包括条状的测量板（41），测量板（41）为弧形板，所述测量板（41）的上侧面中心处设置竖直的握杆（42），所述测量板（41）的弧度与所述球面板（31）的弧度对应。

8.根据权利要求7所述的股骨头假体组件，其特征在于，还包括与所述定位件（3）对应的刀具（5），所述刀具（5）下部为刀刃部（51），上部为刀柄部（52），所述刀刃部（51）为弧形，刀刃部（51）的弧度与所述球面板（31）在水平面上投影而成的圆形边缘对应。

9.根据权利要求8所述的股骨头假体组件，其特征在于，还包括导针，导针为长杆针状体，导针的外径与所述本体定位孔（14）的孔径对应。

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