CN112043464B - 髋臼假体及髋关节假体 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种髋臼假体及髋关节假体，涉及人工全髋关节置换的技术领域。其中，该髋臼假体包括臼杯和填充体，臼杯和填充体为一体式结构，填充体用于补全髋骨缺损。该髋臼假体包括填充体，能够适用于髋骨具有缺损的需要做全髋关节置换的患者；该髋臼假体为一体式结构，臼杯和填充体连接紧密且牢固，所以臼杯和填充体之间力传导优良；此外，臼杯和填充体作为一个整体植入人体，能够极大地节省手术时间，以及减少患者出血、减轻患者痛苦等。

Description

髋臼假体及髋关节假体

技术领域

本发明涉及人工全髋关节置换的技术领域，具体而言，涉及一种髋臼假体及髋关节假体。

背景技术

成人髋臼发育不良(Developmental Dysplasia of the Hip，DDH)是成人髋关节骨性关节炎的重要致病因素之一,占髋关节骨性关节炎病因总数的20％～50％，是中年人长期髋关节疼痛的常见原因，也是全髋关节置换(Total Hip Arthroplasy，THA)的主要原因之一。成人髋臼发育不良的髋臼形态结构改变较婴幼儿期和儿童期更加复杂，其病理变化主要表现为：髋臼窝浅平，呈喇叭口型，髋关节旋转中心上移和外移，髋臼的前壁和后壁发育差。股骨头完全脱位后的髋臼变成碟形，充填纤维组织和骨赘，往往在真臼之上出现假臼，外形难以分辨。

因发育缺陷导致髋臼形态、位置和方向均发生变化，给人工全髋关节置换安装髋臼假体带来困难。如何实现髋臼解剖重建和髋骨缺损的完美修复是困扰关节外科医师的难题。

现有技术中，通常采用髋臼假体与垫块配合的方式进行全髋关节置换，其中，垫块用以补全髋骨缺损，但是，现有技术中的髋臼假体与垫块之间存在力传导不良的问题。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种髋臼假体，以解决现有技术中存在的髋臼假体与垫块之间力传导不良的技术问题。

本发明提供的髋臼假体，包括臼杯和填充体，所述臼杯和所述填充体为一体式结构，所述填充体用于补全髋骨缺损。

本发明提供的髋臼假体，能够产生以下有益效果：

本发明提供的髋臼假体，包括臼杯和填充体，其中，填充体能够补全髋骨的缺损，从而能够适用于髋骨具有缺损的需要做全髋关节置换的患者；该髋臼假体为一体式结构，臼杯和填充体连接紧密且牢固，所以臼杯和填充体之间力传导优良；此外，臼杯和填充体作为一个整体植入人体，能够极大地节省手术时间，以及减少患者出血、减轻患者痛苦等。

进一步地，所述臼杯为具有关节腔的半球体，所述臼杯的外径范围为40-72mm。

进一步地，所述填充体为球体的一部分，所述填充体的直径不小于30mm且不大于所述臼杯的外径。

进一步地，所述填充体具有外球面和端平面，所述填充体的外球面和端平面均与所述臼杯的外球面直接相连，所述填充体的端平面与所述臼杯的端平面之间的夹角范围为10-30°。

进一步地，沿垂直于所述臼杯的端平面的方向，所述填充体的球心与所述臼杯的球心之间的距离范围为2-40mm；

以所述臼杯的端平面为投影面，所述填充体的投影距离所述臼杯的球心最远的点，与所述臼杯的投影距离所述填充体的球心的投影最近的点，两点之间的距离范围为2-40mm。

进一步地，所述填充体的端平面开设有第一通孔，紧固件能够穿过所述第一通孔并固定于髋骨。

进一步地，所述第一通孔的数量为两个，两个所述第一通孔关于所述截面对称设置，且两个所述第一通孔之间的距离范围为16-30mm。

进一步地，所述臼杯的内表面开设有第二通孔，所述第二通孔的中心线垂直于所述臼杯的端平面且经过所述臼杯的球心；紧固件能够穿过所述第二通孔并固定于髋骨；

和/或，所述臼杯的内表面开设有多个第三通孔，多个所述第三通孔的中心线均经过所述臼杯的球心，且多个所述第三通孔的中心线与所述臼杯的端平面的夹角均为45°，而相邻两个所述第三通孔的中心线之间的夹角相等；紧固件能够穿过所述第三通孔并固定于髋骨。

本发明的第二个目的在于提供一种髋关节假体，以解决现有技术中存在的髋臼假体与垫块之间力传导不良的技术问题。

本发明提供的髋关节假体，包括股骨头假体和所述髋臼假体，所述股骨头假体匹配安装于所述髋臼假体的关节腔。

本发明提供的髋关节假体，具有上述髋臼假体的全部优点，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的髋臼假体的结构示意图之一；

图2为本发明实施例提供的髋臼假体的结构示意图之二；

图3为本发明实施例提供的髋臼假体的剖视图。

附图标记说明：

110-臼杯；111-第二通孔；112-第三通孔；

120-填充体；121-第一通孔；

SR1-臼杯的外球面的半径；

SR2-填充体的半径；

α-填充体的端平面与臼杯的端平面之间的夹角；

β-第三通孔的中心线与臼杯的端平面的夹角；

H1-沿垂直于臼杯的端平面的方向，填充体的球心与臼杯的球心之间的距离；

H2-以臼杯的端平面为投影面，填充体的投影距离臼杯的球心最远的点，与臼杯的投影距离填充体的球心的投影最近的点，两点之间的距离；

L1-两个第一通孔之间的距离；

L2-填充体的端平面内，填充体的球心与两个第一通孔的圆心连线之间的距离。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施例提供一种髋臼假体，如图1至图3所示，该髋臼假体包括臼杯110和填充体120，臼杯110和填充体120为一体式结构，填充体120用于补全髋骨缺损。

本实施例提供的髋臼假体，包括臼杯110和填充体120，其中，填充体120能够补全髋骨的缺损，从而能够适用于髋骨具有缺损的需要做全髋关节置换的患者；该髋臼假体为一体式结构，臼杯110和填充体120连接紧密且牢固，所以臼杯110和填充体120之间力传导优良；此外，臼杯110和填充体120作为一个整体植入人体，能够极大地节省手术时间，以及减少患者出血、减轻患者痛苦等。

具体地，本实施例中，臼杯110为具有关节腔的半球体，臼杯110的外径D范围为40-72mm。臼杯110的外径D可以在40-72mm的范围内取值，有利于实现髋臼假体的系列化制造，例如，可以以2mm作为间隔制造臼杯110的外径D分别为40mm、42mm、44mm、……、72mm的一系列髋臼假体；而填充体120与不同外径D的臼杯110组合得到的不同规格的髋臼假体，能够适用于不同的患者，又满足了患者对髋臼假体的个性化需求。

具体地，本实施例中，臼杯110的球心为髋关节的旋转中心，而填充体120和臼杯110为一体式结构，两者之间不容易发生错位，从而使得髋臼假体更容易还原病损髋臼的旋转中心。

需要说明的是，在本申请的其他实施例中，臼杯110的外球面也可以为多段球面，即不同段的球面直径不同，但各段球面的球心应在同一条竖直线上。

具体地，本实施例中，填充体120为球体的一部分，填充体120的直径d不小于30mm且不大于臼杯110的外径D。填充体120的直径d满足30mm≤d≤D，如此设置也有利于实现髋臼假体的系列化制造和满足患者对髋臼假体的个性化需求，例如，可以以1mm作为间隔制造填充体120的直径d分别为30mm、31mm、……、D的一系列髋臼假体。当然，在本申请的其他实施例中，填充体120的直径d之间的间隔不限于1mm，而是可以根据患者的具体需求进行调整。此外，填充体120可以为不同的尺寸规格，还能够满足有骨缺损的髋翻修等需求。

需要说明的是，在本申请的其他实施例中，填充体120也可以为包括多段球径不同的球体的类球体。

具体地，本实施例中，填充体120具有外球面和端平面，填充体120的外球面和端平面均与臼杯110的外球面直接相连，填充体120的端平面与臼杯110的端平面之间的夹角α的范围为10-30°。填充体120的端平面与臼杯110的端平面之间的夹角α可以在10°与30°的范围内取值，同样有利于实现髋臼假体的系列化制造和满足患者对髋臼假体的个性化需求，例如，可以以5°作为间隔制造夹角α分别为10°、15°、……、30°的一系列髋臼假体。当然，在本申请的其他实施例中，夹角α之间的间隔不限于5°，而是可以根据患者的具体需求进行调整。

具体地，本实施例中，沿垂直于臼杯110的端平面的方向，填充体120的球心与臼杯110的球心之间的距离H1的范围为2-40mm；以臼杯110的端平面为投影面，填充体120的投影距离臼杯110的球心最远的点，与臼杯110的投影距离填充体120的球心的投影最近的点，两点之间的距离范围为2-40mm。此种设置形式下，通过H1和H2能够确定臼杯110的球心和填充体120的球心的相对位置，并且，H1可以在2-40mm的范围内取值，H2可以在2-40mm的范围内取值，通过组合，可以获得臼杯110的球心和填充体120的球心相对位置不同的一系列髋臼假体，例如，H1和H2的取值间隔均为2mm，则可以获得以下组合(2mm，2mm)、(2mm，4mm)、……、(2mm，40mm)、(4mm，2mm)、(4mm，4mm)、……、(4mm，40mm)、……、(40mm，40mm)，从而可以进行系列化制造，以及满足患者对髋臼假体的不同需求。

具体地，本实施例中，填充体120的端平面开设有第一通孔121，紧固件能够穿过第一通孔121并固定于髋骨。此种设置形式下，从填充体120的端平面的一侧安装紧固件时，操作空间比较大，便于在手术时使用紧固件将髋臼假体固定于髋骨，也便于使第一通孔121朝向力线方向(髋臼假体中心和骶髂关节中心的连线的延伸方向)，以使得髋臼假体力传导性能优异。

更具体地，本实施例中，如图2所示，第一通孔121的数量为两个，两个第一通孔121关于上述的截面对称设置，且两个第一通孔121之间的距离L1的范围为16-30mm。此种设置形式下，两个紧固件分别穿过两个第一通孔121对填充体120进行固定，填充体120受到的作用力增加，从而髋臼假体与髋骨的连接牢固性增加；此外，两个紧固件也关于上述的截面对称且间距适中，从而对填充体120的作用力均衡，髋臼假体与髋骨的连接稳定性提高。

本实施例中，继续如图2所示，填充体120的端平面内，填充体120的球心与两个第一通孔121的圆心连线之间的距离L2的范围为15-35mm。如此设置使得两个第一通孔121在填充体120的端平面上的位置适中。

具体地，本实施例中，臼杯110的内表面开设有第二通孔111，第二通孔111的中心线垂直于臼杯110的端平面且经过臼杯110的球心；紧固件能够穿过第二通孔111并固定于髋骨；臼杯110的内表面开设有六个第三通孔112，六个第三通孔112的中心线均经过臼杯110的球心，且六个第三通孔112的中心线与臼杯110的端平面的夹角β均为45°，而相邻两个第三通孔112的中心线之间的夹角相等；紧固件能够穿过第三通孔112并固定于髋骨。此种设置形式下，紧固件穿过第二通孔111和第三通孔112能够将髋臼假体的臼杯110牢固且稳定地固定于髋骨。

但是，需要说明的是，在本申请的其他实施例中，臼杯110的内表面可以仅开设第二通孔111，也可以仅开设第三通孔112；此外，当开设第三通孔112时：不限于开设六个第三通孔112，例如，还可以开设四个第三通孔112；六个第三通孔112的中心线也不限于经过臼杯110的球心，例如，六个第三通孔112的中心线均垂直于臼杯110的端平面；第三通孔112的中心线与臼杯110的端平面的夹角也不限于45°，例如，还可以为30°或者60°等；相邻两个第三通孔112的中心线之间的夹角也可以不相等。即，对于第二通孔111以及第三通孔112的设置数量、设置位置等，本申请均不作具体限制，只要其设置能够有利于将臼杯110稳定而牢固地固定于髋骨即可。

具体地，本实施例中，如图3所示，髋臼假体的用于与髋骨接触的面为小梁多孔结构。如此设置增大了髋臼假体与人体骨骼的接触面积，从而有利于骨长入，使髋臼假体与人体骨骼能够更紧密地连接在一起，进而更好地融为一体，增加了髋臼假体的初始稳定性，提高了髋臼假体与人体骨骼之间的力传导，同时有利于实现髋臼假体的长期稳定存活。

更具体地，本实施例中，小梁多孔结构的孔隙率为60-80％，孔径为0.4-0.5mm，小梁的直径为0.2mm。如此设置有利于提高骨长入性能。

本实施例中，髋臼假体的关节腔内设置有压配锁紧段，用于固定内衬，内衬用于与股骨头假体直接连接。此外，关节腔内也可设置为球面，使用水泥固定内衬。而不论是上述两种设置形式中的哪种，均是成熟的现有技术，本申请未对其进行任何改进，故在此不做详细介绍。

具体地，本实施例中，髋臼假体的臼杯110和填充体120的材质均采用钛合金，且通过3D打印工艺进行制造。如此设置，便于调整臼杯110和填充体120的各项参数以及实现快速生产、个性化生产和系列化生产。

综上，本实施例提供的髋臼假体，通过参数臼杯110的外径D、填充体120的直径d、臼杯110的端平面和填充体120的端平面之间的夹角α、以及确定臼杯110和填充体120两者之间球心相对位置的H1和H2等，即能够确定髋臼假体的形状、大小等，从而能够大大缩短个性化假体的设计和制造时间；且以上参数均能够在一定范围内系列化取值，而不同的取值组合能够获得不同规格的髋臼假体，使得髋臼假体既具有多样性，又能够满足患者的个性化需求，且能够实现系列化、批量化生产。

本实施例中，以上参数的取值范围均基于实际病例的髋关节三维解剖数据、CT数据以及人体骨骼标本测绘数据，使得基于以上参数的髋臼假体具有解剖重建的特点，从而更容易满足患者的需求。

需要说明的是，对于超出上述参数的尺寸范围的病例，也可以利用该髋臼假体的上述参数进行假体重建，或者利用上述参数为假体重建提供参考。

本实施例还提供一种髋关节假体，包括股骨头假体和上述的髋臼假体，股骨头假体匹配安装于髋臼假体的关节腔。

本实施例提供的髋关节假体，具有上述髋臼假体的全部优点，在此不再赘述。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种髋臼假体，其特征在于，包括臼杯（110）和填充体（120），所述臼杯（110）和所述填充体（120）为一体式结构，所述填充体（120）用于补全髋骨缺损；

所述臼杯（110）为具有关节腔的半球体，所述臼杯（110）的外径范围为40-72mm；

所述填充体（120）为球体的一部分，所述填充体（120）的直径不小于30mm且不大于所述臼杯（110）的外径；

所述填充体（120）具有外球面和端平面，所述填充体（120）的外球面和端平面均与所述臼杯（110）的外球面直接相连，所述填充体（120）的端平面与所述臼杯（110）的端平面之间的夹角范围为10-30°；

沿垂直于所述臼杯（110）的端平面的方向，所述填充体（120）的球心与所述臼杯（110）的球心之间的距离范围为2-40mm；

以所述臼杯（110）的端平面为投影面，所述填充体（120）的投影距离所述臼杯（110）的球心最远的点，与所述臼杯（110）的投影距离所述填充体（120）的球心的投影最近的点，两点之间的距离范围为2-40mm。

2.根据权利要求1所述的髋臼假体，其特征在于，所述填充体（120）的端平面开设有第一通孔（121），紧固件能够穿过所述第一通孔（121）并固定于髋骨。

3.根据权利要求2所述的髋臼假体，其特征在于，所述第一通孔（121）的数量为两个，两个所述第一通孔（121）关于截面对称设置，且两个所述第一通孔（121）之间的距离范围为16-30mm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的髋臼假体，其特征在于，所述臼杯（110）的内表面开设有第二通孔（111），所述第二通孔（111）的中心线垂直于所述臼杯（110）的端平面且经过所述臼杯（110）的球心；紧固件能够穿过所述第二通孔（111）并固定于髋骨；

和/或，所述臼杯（110）的内表面开设有多个第三通孔（112），多个所述第三通孔（112）的中心线均经过所述臼杯（110）的球心，且多个所述第三通孔（112）的中心线与所述臼杯（110）的端平面的夹角均为45°，而相邻两个所述第三通孔（112）的中心线之间的夹角相等；紧固件能够穿过所述第三通孔（112）并固定于髋骨。

5.一种髋关节假体，其特征在于，包括股骨头假体和权利要求1-4任一项所述的髋臼假体，所述股骨头假体匹配安装于所述髋臼假体的关节腔。