CN114699222A - 一种仿生型保留股骨颈髋关节假体 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种髋关节假体，尤其是涉及一种仿生型保留股骨颈髋关节假体，其技术方案要点是：包括球头以及压力钉，球头设置有压力钉的一侧还固定有张力钉，张力钉穿过压力钉并与压力钉相互交叉设置；这样，实现了仿生压力和张力骨小梁，最大限度地保留了股骨近端的骨质，仿生结构设计提高了术后防旋稳定性；此外，有效预防了传统假体置换之后存在较多的骨量丢失、远期可能出现的应力遮挡、骨质疏松、假体下沉或假体周围人体骨骨折等。

Description

一种仿生型保留股骨颈髋关节假体

技术领域

本申请涉及一种髋关节假体，尤其是涉及一种仿生型保留股骨颈髋关节假体。

背景技术

近年来随着髋关节置换技术的普及以及生物型股骨假体在柄型设计上的改进，临床上各种结构的髋关节假体应用日趋增多。

对于患有终末期髋关节疾病的年轻患者,全髋关节置换术仍然是目前唯一有效的治疗手段；全髋关节置换术需要的截骨量较多,后期翻修手术将由于患者骨量剩余不足而操作困难；全髋假体的设计会破坏股骨近端正常的生物力学结构，仅通过股骨柄与髓腔之间的摩擦力实现固定，而高龄患者本身骨质较为疏松，在假体植入早期就会发生假体下沉、旋转等并发症；此外，全髋假体由于应力遮挡效应，股骨近端应力分布减少，在骨重塑的过程中将不断发生骨丢失，从而导致无菌性松动和假体周围骨折等远期并发症的产生。

为了减少截骨量，保留股骨颈的表面髋关节手术成为可选的治疗方式，表面髋关节假体包括球头以及插入股骨颈中的压力钉，压力钉插入球头内部并与球头之间压紧配合。

可以理解的是，人体本身的髋关节生理支点靠近股骨头球心，在股骨头受到向下的压力时，股骨头、生理支点以及股骨干三者形成“费力杠杆”，这样在股骨头受到较大压力时股骨干本身所受到的载荷较小，髋关节将能够承担四到六倍体重的重量载荷。但表面髋关节手术过程中，压力钉插入股骨颈后无法建立与人体本身髋关节的生理支点靠近或重合的新建支点，应力通过压力钉集中分布在股骨颈以及股骨干近端，进而易导致术后的股骨骨折或劈裂，影响了表面髋关节手术的术后稳定性和有效性。

发明内容

为了降低术后股骨骨折或劈裂的可能性，以提高表面髋关节手术的术后稳定性，本申请提供一种仿生型保留股骨颈髋关节假体。

本申请提供的一种仿生型保留股骨颈髋关节假体采用如下的技术方案：

一种仿生型保留股骨颈髋关节假体，包括球头以及压力钉，球头设置有压力钉的一侧还固定有张力钉，张力钉穿过压力钉并与压力钉相互交叉设置。

通过采用上述技术方案，张力钉与球头之间的固定点形成了新的髋关节支点，此髋关节支点的位置本身靠近球头，这样使得术后的假体关节配合包括股骨颈在内的余骨重建了“费力杠杆”结构，进而减小了股骨干受到的载荷，降低术后股骨骨折或劈裂的可能性，以提高表面髋关节手术的术后稳定性；此外，压力钉、张力钉以及球头三者共同形成了三角形稳固系统，有效减少甚至避免了传统结构假体术后并发症如假体下沉、旋转等情况的发生；综上，本申请实现了仿生压力和张力骨小梁，最大限度地保留了股骨近端的骨质，仿生结构设计提高了术后防旋稳定性；此外，有效预防了传统假体置换之后存在较多的骨量丢失、远期可能出现的应力遮挡、骨质疏松、假体下沉或假体周围人体骨骨折等。

可选的，压力钉的端部成型有具有锥度的配合端，配合端的直径沿着逐渐远离配合端端面的方向逐渐变大，球头上开设有与配合端相适配的配合孔。

通过采用上述技术方案，压力钉与球头之间通过配合端与配合孔之间的配合实现锥度配合，在人体组织或关节压力的作用下实现压力钉与球头之间的锁定。

可选的，配合端的周面上加工有第一防旋平面，配合孔的孔壁上成型有第二防旋平面，第一防旋平面与第二防旋平面贴合以防止压力钉与球头之间相互转动。

通过采用上述技术方案，提高压力钉与球头之间的安装稳定性，防止术后球头与压力钉之间产生旋转而降低关节假体的术后稳定性。

可选的，压力钉上开设有贯通且可供张力钉插入的插孔，插孔靠近球头开设，且插孔的轴线与压力钉的轴线之间存在夹角。

通过采用上述技术方案，压力钉预先插入髓腔内部，术中在股骨大粗隆侧拧入张力钉，张力钉依次插入股骨干并进入髓腔中、穿过插孔并旋拧在球头上，这样实现张力钉与球头、股骨干以及压力钉之间的固定。

可选的，张力钉的端部与球头之间锥螺纹螺固接。

通过采用上述技术方案，使得张力钉与球头的连接处能够承担更大的张力钉轴向压力，且在该轴向压力的作用下张力钉与球头之间的螺纹配合将更加稳固。

可选的，张力钉背离球头的一端周面开设有尾部螺纹，张力钉上同轴开设有可供手术导针插入的通孔，且张力钉的该端端面上开设有第一六方安装孔。

通过采用上述技术方案，尾部螺纹使得张力钉与股骨干的皮质骨之间建立螺纹固接关系，提高了张力钉端部的安装稳定性，张力钉上的通孔可供手术导针插入，进而提高张力钉置入方向的准确性。

可选的，压力钉背离球头的一端周面上开设有松质骨螺纹，且压力钉的该端端面上开设有开屑槽。

通过采用上述技术方案，使得压力钉插入髓腔的过程中更易沿着自身轴向深入，有效提高了压力钉插入位置的准确性，开屑槽可以有效地将骨质碎屑排出体外，避免在体内造成残留。

可选的，压力钉上同轴开设有可供手术导针插入的通孔，压力钉靠近球头的一端端面上开设有第二六方安装孔。

通过采用上述技术方案，通孔的开设可供手术导针插入进而提高压力钉植入方向的准确性，第二六方安装孔可供六方植入器械插入以便于从股骨颈的截骨面侧旋拧压力钉。

可选的，压力钉的表面上设置有用于提高压力钉骨长入效果的生物涂层。

通过采用上述技术方案，为压力钉提供良好的骨长入界面，达到优越的长期固定效果。

可选的，张力钉的表面上设置有用于提高张力钉骨长入效果的生物涂层。

通过采用上述技术方案，为张力钉提供良好的骨长入界面，达到优越的长期固定效果。

综上所述，本申请通过设置了球头、压力钉以及张力钉，张力钉与球头之间的固定点形成了新的髋关节支点，此髋关节支点的位置本身靠近球头，这样使得术后的假体关节配合包括股骨颈在内的余骨重建了“费力杠杆”结构，进而减小了股骨干受到的载荷，减小了应力集中，降低术后股骨骨折或劈裂的可能性，以提高表面髋关节手术的术后稳定性；此外，压力钉、张力钉以及球头三者共同形成了三角形稳固系统，有效减少甚至避免了传统结构假体术后并发症如假体下沉、旋转等情况的发生；总之，本申请现了仿生压力和张力骨小梁，最大限度地保留了股骨近端的骨质，仿生结构设计提高了术后防旋稳定性；此外，有效预防了传统假体置换之后存在较多的骨量丢失、远期可能出现的应力遮挡、骨质疏松、假体下沉或假体周围人体骨骨折等。

附图说明

图1是本申请实施例中的仿生型保留股骨颈髋关节假体的整体结构示意图；

图2是本申请实施例中的球头与压力钉之间的爆炸安装结构示意图；

图3是本申请实施例中的压力钉的剖视图；

图4是本申请实施例中的张力钉的剖视图。

图中，1、球头；2、压力钉；3、张力钉；4、配合端；5、配合孔；6、第一防旋平面；7、第二防旋平面；8、插孔；9、尾部螺纹；10、第一六方安装孔；11、松质骨螺纹；12、开屑槽；13、第二六方安装孔；14、内衬；15、髋臼杯；16、防旋凸缘；17、防旋槽。

具体实施方式

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“背离”、“靠近”等均为基于附图所示的相对关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的工艺或模块必须具有特定的方位、状态和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

参照图1，本申请提供了一种仿生型保留股骨颈髋关节假体，包括由外到内依次设置的髋臼杯15、内衬14以及球头1，三者的球心重合设置；其中，髋臼杯15的端面上开设有多个围绕髋臼杯15的球心间隔分布的防旋槽17，内衬14的外表面上成型有多个可嵌入防旋槽17内部的防旋凸缘16，内衬14嵌入髋臼杯15内部后防旋凸缘16嵌设于防旋槽17内部进而实现内衬14与髋臼杯15之间的周向定位，球头1与内衬14之间形成大于半周的球面摩擦接触；球头1的规格可以为临床上的常用规格，包括28#、32#和36#。

参照图1和图2，球头1上设置有压力钉2和张力钉3，其中压力钉2的轴线经过球头1的球心且压力钉2能够从股骨颈的截骨面插入髓腔内部，张力钉3的一端固定在球头1上且另一端能够固定在股骨干皮质骨上；张力钉3与压力钉2交叉设置，压力钉2上开设有可供张力钉3穿过压力钉2的插孔8，插孔8的轴线与压力钉2的轴线之间存在夹角，张力钉3的轴线与压力钉2的轴线共面设置。

这样，当髋关节假体安装在股骨上后，张力钉3与球头1之间的固定点形成了新建的髋关节支点，且该髋关节支点位于球头1上，这样相比于未设置张力钉3的髋关节假体，本申请新建的髋关节支点使得整个假体的受力支点更加靠近人体本身的髋关节生理支点，进而相当于在髋关节处重建了“费力杠杆”结构，在球头1位置处受到压力一定的情况下，股骨干受到的阻力或载荷有所减小，进而降低了术后股骨干骨折或劈裂的可能性；张力钉3、压力钉2以及球头1三者共同形成了三角形稳固系统，有效避免了髋关节假体术后发生下沉、旋转等情况；综上，压力钉2与张力钉3共同作用达到仿生结构设计，重建了股骨生物力学结构，有效减少了应力遮挡，降低了假体松动发生的概率。

此外，仿生型保留股骨颈髋关节假体保留股骨颈及其以下骨质，解决了保留股骨头的表面髋关节手术因使用“金对金”摩擦界面所产生的血液金属离子浓度升高的问题；但又相比于全髋关节置换手术，本申请通过保留股骨颈大大减少了术中截骨量，骨质保留较多进而为年轻以及活动量大的患者日后翻修手术带来更多可能。

参照图2，压力钉2的一端成型有配合端4，且另一端周面上开设有松质骨螺纹11，配合端4具有锥度且配合端4的直径沿着逐渐靠近松枝骨螺纹的方向逐渐变大；球头1上开设有供配合端4适配性插入的配合孔5，即配合孔5相应地具有锥度，配合端4插入配合孔5内以实现球头1与压力钉2之间的压力锥度配合，在人体组织以及关节压力的作用下球头1与压力钉2之间相互固定；压力钉2背离配合端4而对端面上开设有两个开屑槽12，可以有效地将骨质碎屑排出体外，避免在体内造成残留；而松质骨螺纹11的设置使得压力钉2能够通过股骨颈截骨面旋入髓腔内部，相比于轴向打入压力钉2的方式，旋入压力钉2更易把握压力钉2的深入轨迹，进而提高压力钉2在髓腔内部的位置准确度。

参照图2和图3，此外，压力钉2上同轴开设有可供手术导针插入的通孔，在压力钉2旋入之前，将手术导针穿入通孔后并插入髓腔中，继而在压力钉2旋入的过程中起到植入导向作用；配合端4的端面上开设有第二六方安装孔13，第二六方安装孔13可供六方植入器械插入以旋拧压力钉2；具体的，六方植入器械可以是六方形的旋拧头，手术导针固定在旋拧头端面上，当手术导针穿入通孔内的同时，旋拧头能够嵌入第二六方安装孔13中。

参照图2，为了防止张力钉3安装在球头1上之前球头1与压力钉2之间相互旋转，配合端4的周面上切削形成有两个相对设置的第一防旋平面6，两个第一防旋平面6相互平行且均平行于配合端4的轴线，配合孔5的内壁上成型有两个相对设置的第二防旋平面7，当配合端4插入配合孔5内部后，第一防旋平面6与第二防旋平面7相互贴合。

参照图1，张力钉3与球头1之间锥螺纹配合；在术中压力钉2旋入髓腔内部后，将球头1安装在压力钉2端部，然后从股骨大粗隆侧将张力钉3插入股骨干内部后将张力钉3的端部旋入球头1内部；一方面，锥螺纹孔的孔口直径大于张力钉3的端面直径，进而便于张力钉3的端部插入；另一方面，使得张力钉3与球头1的连接处能够承担更大的张力钉3轴向压力，在该轴向压力的作用下张力钉3与球头1之间的螺纹配合将更加稳固。

参照图1和图4，张力钉3背离锥螺纹的一端周面上开设有尾部螺纹9，且张力钉3的该端端面上开设有可供六方植入器械插入的第一六方安装孔10，尾部螺纹9的外径大于张力钉3上锥螺纹直径最大位置处的外径；通过六方植入器械旋拧张力钉3以使其旋入球头1的过程中，尾部螺纹9也逐渐旋入股骨干皮质骨之间，张力钉3的两端分别与球头1和股骨干固接，提高了张力钉3的术后稳定性；张力钉3上同样同轴开设有可供手术导针插入的通孔，手术导针穿入该通孔后，依次穿过股骨干上预先打好的可供张力钉3插入的通孔以及插孔8后，插入球头1上的锥螺纹孔内，这样为张力钉3的植入起到导向作用。

可以理解的是，插孔8轴线与压力钉2轴线之间所夹锐角越小，虽然能够使得张力钉3与球头1之间的固定位置更加靠近球头1的球心，但安装张力钉3的过程中，张力钉3需要穿过的股骨干皮质骨行程也更大，进而增加了张力钉3的安装难度；为此，插头靠近配合端4开设，进而使得在保证压力钉2与球头1之间的固定位置更加靠近球头1的球心的前提下，通过压力钉2与张力钉3之间的交叉点更加靠近球头1的球心，进而使得插孔8轴线与压力钉2轴线之间所夹锐角不需要过小。

压力钉2以及张力钉3的外表面上均喷涂有可提高表面骨长入效果的生物涂层，该生物涂层包括但不限于纯钛粉涂层、羟基磷灰石生物陶瓷涂层或HA涂层；生物涂层为压力钉2以及张力钉3表面提供良好的骨长入界面，达到了优越的长期固定效果。

综上所述，本申请的实施原理为：当髋关节假体安装在股骨上后，张力钉3与球头1之间的固定点形成了新建的髋关节支点，且该髋关节支点位于球头1上，这样相比于未设置张力钉3的髋关节假体，本申请新建的髋关节支点使得整个假体的受力支点更加靠近人体本身的髋关节生理支点，进而相当于在髋关节处重建了“费力杠杆”结构，在球头1位置处受到压力一定的情况下，股骨干受到的阻力或载荷有所减小，进而降低了术后股骨干骨折或劈裂的可能性；张力钉3、压力钉2以及球头1三者共同形成了三角形稳固系统，有效避免了髋关节假体术后发生下沉、旋转等情况；总之，本申请实现了仿生压力和张力骨小梁，最大限度地保留了股骨近端的骨质，仿生结构设计提高了术后防旋稳定性；此外，有效预防了传统假体置换之后存在较多的骨量丢失、远期可能出现的应力遮挡、骨质疏松、假体下沉或假体周围人体骨骨折等。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种仿生型保留股骨颈髋关节假体，包括球头(1)以及压力钉(2)，其特征在于：球头(1)设置有压力钉(2)的一侧还固定有张力钉(3)，张力钉(3)穿过压力钉(2)并与压力钉(2)相互交叉设置。

2.根据权利要求1所述的一种仿生型保留股骨颈髋关节假体，其特征在于：压力钉(2)的端部成型有具有锥度的配合端(4)，配合端(4)的直径沿着逐渐远离配合端(4)端面的方向逐渐变大，球头(1)上开设有与配合端(4)相适配的配合孔(5)。

3.根据权利要求2所述的一种仿生型保留股骨颈髋关节假体，其特征在于：配合端(4)的周面上加工有第一防旋平面(6)，配合孔(5)的孔壁上成型有第二防旋平面(7)，第一防旋平面(6)与第二防旋平面(7)贴合以防止压力钉(2)与球头(1)之间相互转动。

4.根据权利要求1所述的一种仿生型保留股骨颈髋关节假体，其特征在于：压力钉(2)上开设有贯通且可供张力钉(3)插入的插孔(8)，插孔(8)靠近球头(1)开设，且插孔(8)的轴线与压力钉(2)的轴线之间存在夹角。

5.根据权利要求1所述的一种仿生型保留股骨颈髋关节假体，其特征在于：张力钉(3)的端部与球头(1)之间锥螺纹螺固接。

6.根据权利要求5所述的一种仿生型保留股骨颈髋关节假体，其特征在于：张力钉(3)背离球头(1)的一端周面开设有尾部螺纹(9)，张力钉(3)上同轴开设有可供手术导针插入的通孔，且张力钉(3)的该端端面上开设有第一六方安装孔(10)。

7.根据权利要求1所述的一种仿生型保留股骨颈髋关节假体，其特征在于：压力钉(2)背离球头(1)的一端周面上开设有松质骨螺纹(11)，且压力钉(2)的该端端面上开设有开屑槽(12)。

8.根据权利要求7所述的一种仿生型保留股骨颈髋关节假体，其特征在于：压力钉(2)上同轴开设有可供手术导针插入的通孔，压力钉(2)靠近球头(1)的一端端面上开设有第二六方安装孔(13)。

9.根据权利要求1所述的一种仿生型保留股骨颈髋关节假体，其特征在于：压力钉(2)的表面上设置有用于提高压力钉(2)骨长入效果的生物涂层。

10.根据权利要求1所述的一种仿生型保留股骨颈髋关节假体，其特征在于：张力钉(3)的表面上设置有用于提高张力钉(3)骨长入效果的生物涂层。

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