CN115887070B - 软骨假体及夹持工具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种软骨假体及夹持工具，其中，软骨假体包括：顶盖，顶盖具有安装盲孔，安装盲孔具有相互连接的第一螺纹段和直孔段，直孔段靠近安装盲孔的底壁设置；连接杆，连接杆包括穿设在安装盲孔内的第一杆段及位于安装盲孔外的第二杆段，第二杆段具有连接螺纹段，第一杆段具有相互连接的第二螺纹段和直杆段，第二螺纹段位于直杆段远离第二杆段的一端，当第一杆段装配至安装盲孔内时，第二螺纹段与第一螺纹段螺纹配合，并使第一杆段达到第一螺纹段与直杆段相对应且第二螺纹段与直孔段相对应的配合位置。本申请的技术方案能够有效地解决相关技术中的顶盖容易从连接杆上脱落影响关节功能重建效果的问题。

Description

软骨假体及夹持工具

技术领域

本发明涉及假体技术领域，具体而言，涉及一种软骨假体及夹持工具。

背景技术

关节软骨损伤是骨科较为常见的一种疾病。在矫形外科领域，由于疾病、创伤等原因引起的创伤性和退行性软骨组织损伤造成的关节炎在全世界医疗领域都是个难题，由于软骨组织没有血液供应，其依靠周围关节滑液滋润，损伤后很难再生。传统的软骨损伤治疗方法有关节磨削成形术、钻孔、微骨折及关节镜灌洗术等，但这些治疗方法均不能将损坏的软骨及软骨下骨质修复成它们原来所具有的正常的组织结构。自体组织移植疗效较好，但供材有限；异体材料来源相对较多，但可能引起免疫排斥反应，且有传播疾病的危险。

股骨是人体最重要的骨骼，股骨头更为重要，人的直立行走、活动、劳动都依靠股骨头的支撑作用。所以股骨头也是最容易受伤的部位。股骨头病变后，严重者骨质断裂，骨小梁消失或大部分消失，股骨头内多处大面积囊状透光改变，多处硬化性高密度骨质改变，股骨头严重塌陷变形、扁平肥大，常常导致髋关节疼痛、关节功能受限、走路跛行等症状。如早期无有效治疗，在晚期，临床上最终会切掉股骨头，实施髋关节置换手术，因此，早期干预对于保留股骨头，防止疾病的快速恶化起到重要的作用。

软骨假体能够替代股骨头中的病变区域，有效改善股骨头病变区的应力环境，抵制病变区导致的快速应力塌陷，重建优良的骨质和关节功能。这类软骨假体一般包括顶盖与连接杆，其中顶盖用以替代软骨，连接杆用以与患者健康骨质进行连接。

然而，在相关技术中，顶盖与连接杆之间的连接效果差，容易出现顶盖从连接杆上脱落的情况，影响关节功能重建效果。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种软骨假体及夹持工具，以解决相关技术中的顶盖容易从连接杆上脱落影响关节功能重建效果的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种软骨假体，包括：顶盖，顶盖具有安装盲孔，安装盲孔具有相互连接的第一螺纹段和直孔段，直孔段靠近安装盲孔的底壁设置；连接杆，连接杆包括穿设在安装盲孔内的第一杆段及位于安装盲孔外的第二杆段，第二杆段具有连接螺纹段，第一杆段具有相互连接的第二螺纹段和直杆段，第二螺纹段位于直杆段远离第二杆段的一端，当第一杆段装配至安装盲孔内时，第二螺纹段与第一螺纹段螺纹配合，并使第一杆段达到第一螺纹段与直杆段相对应且第二螺纹段与直孔段相对应的配合位置。

进一步地，直孔段的高度大于第二螺纹段的高度。

进一步地，顶盖的顶面为第一曲面，安装盲孔的底壁为与顶盖的外表面相适配的第二曲面。

进一步地，安装盲孔还包括设置在第一螺纹段远离直孔段一侧的卡孔段，连接杆还包括设置在直杆段远离第二螺纹段一端的卡块段，卡孔段的径向尺寸大于第一螺纹段的径向尺寸和直孔段的径向尺寸，卡块段设置在卡孔段内并与卡孔段止转配合。

进一步地，软骨假体还包括设置在卡孔段和卡块段之间的卡接凸部和卡接凹部，卡接凸部和卡接凹部中的一个设置在卡块段上，另一个设置在卡孔段上。

进一步地，卡块段为圆盘形结构，卡接凸部为设置在卡孔段的内侧壁上的扇环形结构，扇环形结构的两侧具有圆弧过渡结构；和/或，卡块段远离直杆段的一侧设置有多孔结构层。

进一步地，顶盖的材质为PEEK或者PEEK及碳纤维组成的复合材质。

进一步地，连接螺纹段的螺纹为自攻螺纹；和/或，连接螺纹段的螺牙深度在1.4mm至1.6mm之间；和/或，连接螺纹段的牙型角在45°至70°之间。

进一步地，顶盖的外侧壁上设置有多个配合槽，配合槽贯穿顶盖的顶面，配合槽的槽底与顶盖的底面之间间隔设置。

根据本发明的另一方面，提供了一种夹持工具，用于夹持软骨假体，软骨假体为上述的软骨假体，夹持工具包括：操作杆；连接帽，具有与顶盖的顶壁相适配的内表面；多个配合柱，与多个配合槽一一对应地设置且能够伸入至配合槽内。

应用本发明的技术方案，安装盲孔包括由上至下设置的直孔段和第一螺纹段，连接杆包括由上至下设置的第二螺纹段和直杆段，进行顶盖和连接杆的组装时，第一螺纹段和第二螺纹段先螺纹配合使得第一杆段逐渐旋拧至安装盲孔内，当第二螺纹段越过第一螺纹段之后，第二螺纹段进入至直孔段内，此时，第一螺纹段和第二螺纹段脱离螺纹配合状态且第一螺纹段和第二螺纹段之间会形成止挡配合，避免第一杆段从安装盲孔内脱出，进而保证顶盖和连接杆之间的连接紧固性。因此，本申请的技术方案能够有效地解决相关技术中的顶盖容易从连接杆上脱落影响关节功能重建效果的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的软骨假体的实施例的立体结构示意图；

图2示出了图1的软骨假体的另一角度的立体结构示意图；

图3示出了图1的软骨假体的剖视示意图；

图4示出了图1的软骨假体的顶盖的立体结构示意图；

图5示出了图4的顶盖的仰视示意图；

图6示出了图1的软骨假体的连接杆的立体结构示意图；

图7示出了根据本发明的夹持工具的实施例的立体结构示意图；

图8示出了图7的夹持工具夹持图1的软骨假体的立体结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、顶盖；11、安装盲孔；111、第一螺纹段；112、直孔段；113、卡孔段；12、第一曲面；13、第二曲面；14、配合槽；20、连接杆；21、第一杆段；211、第二螺纹段；212、直杆段；213、卡块段；2131、多孔结构层；22、第二杆段；221、连接螺纹段；222、夹持部；31、卡接凸部；311、圆弧过渡结构；32、卡接凹部；41、操作杆；42、连接帽；43、配合柱；

L1、直孔段的高度；L2、第二螺纹段的高度；L3、连接螺纹段的螺牙深度；a、连接螺纹段的牙型角；b1、第一牙型角；b2、第二牙型角。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1至图6所示，本申请提供了一种软骨假体，本申请的软骨假体的实施例包括：顶盖10和连接杆20。其中，顶盖10具有安装盲孔11，安装盲孔11具有相互连接的第一螺纹段111和直孔段112，直孔段112靠近安装盲孔11的底壁设置；连接杆20包括穿设在安装盲孔11内的第一杆段21及位于安装盲孔11外的第二杆段22，第二杆段22具有连接螺纹段221，第一杆段21具有相互连接的第二螺纹段211和直杆段212，第二螺纹段211位于直杆段212远离第二杆段22的一端，当第一杆段21装配至安装盲孔11内时，第二螺纹段211与第一螺纹段111螺纹配合，并使第一杆段21达到第一螺纹段111与直杆段212相对应且第二螺纹段211与直孔段112相对应的配合位置。

应用本实施例的技术方案，安装盲孔11包括由上至下设置的直孔段112和第一螺纹段111（此处的“上、下”指代的是图3中的“上、下”），连接杆20包括由上至下设置的第二螺纹段211和直杆段212，进行顶盖10和连接杆20的组装时，第一螺纹段111和第二螺纹段211先螺纹配合使得第一杆段21逐渐旋拧至安装盲孔11内，当第二螺纹段211越过第一螺纹段111之后，第二螺纹段211进入至直孔段112内，此时，第一螺纹段111和第二螺纹段211脱离螺纹配合状态且第一螺纹段111和第二螺纹段211之间会形成止挡配合，避免第一杆段21从安装盲孔11内脱出，进而保证顶盖10和连接杆20之间的连接紧固性。因此，本实施例的技术方案能够有效地解决相关技术中的顶盖容易从连接杆上脱落影响关节功能重建效果的问题。

在本实施例中，连接杆20由钛合金材料经3D打印工艺制作而成。

如图1至图3所示，在本实施例中，直孔段112的高度L1大于第二螺纹段211的高度L2。即安装盲孔11的底壁与连接杆20的端面之间具有一定间隔，这样当顶盖10受压之后，其具有一定的变形空间，使得顶盖10能够模拟人体软骨可变形的特征。

如图1至图6所示，在本实施例中，顶盖10的顶面为第一曲面12，安装盲孔11的底壁为与顶盖10的外表面相适配的第二曲面13。其中，第一曲面12的形状与拟替换的患者软骨的表面形状相适配，使得软骨假体能够更好地替代患者病变区域。第二曲面13与第一曲面12的形状相适配指代的是，第二曲面13由第一曲面12沿着软骨假体的高度方向平移得到，使得顶盖10受力之后，其变形更加均匀。

如图1至图6所示，安装盲孔11还包括设置在第一螺纹段111远离直孔段112一侧的卡孔段113，连接杆20还包括设置在直杆段212远离第二螺纹段211一端的卡块段213，卡孔段113的径向尺寸大于第一螺纹段111的径向尺寸和直孔段112的径向尺寸，卡块段213设置在卡孔段113内并与卡孔段113止转配合。当第一杆段21位于配合位置时，第二螺纹段211与第一螺纹段111的上端止挡配合，卡块段213与第一螺纹段111的下端止挡配合，实现顶盖10和连接杆20之间的轴向定位；卡块段213与卡孔段113止转配合，能够实现顶盖10和连接杆20之间的周向定位，保证顶盖10和连接杆20之间的连接紧固性。

如图3至图6所示，软骨假体还包括设置在卡孔段113和卡块段213之间的卡接凸部31和卡接凹部32，卡接凸部31和卡接凹部32中的一个设置在卡块段213上，另一个设置在卡孔段113上。通过卡接凸部31和卡接凹部32之间的卡接配合实现卡块段213和卡孔段113之间的止转配合，具有结构简单、易于加工制造的优点。进行顶盖10和连接杆20的组装时，当第二螺纹段211越过第一螺纹段111之后令顶盖10再相对于连接杆20旋转一定角度，以使得卡接凸部31和卡接凹部32卡接配合，这样可以令第一螺纹段111和第二螺纹段211的螺纹错开，避免顶盖10顺着螺纹旋脱。

具体地，在本实施例中，卡块段213为圆盘形结构，卡接凸部31为设置在卡孔段113的内侧壁上的扇环形结构，扇环形结构的两侧具有圆弧过渡结构311。对应地，卡接凹部32为设置在该圆盘形结构上的与该扇环形结构形状相适配的凹部。操作顶盖10相对于连接杆20进行旋转以使的卡接凸部31和卡接凹部32卡接配合的过程中，卡接凸部31的内侧壁会与卡块段213的外侧壁抵紧配合并且使得顶盖10发生变形以使得顶盖10能够相对于连接杆20进行旋转，将卡块段213设置为圆盘形结构，并将卡接凸部31设置为扇环形结构，使得卡接凸部31的内表面的形状与卡块段213的外表面的形状相适配，并在扇环形结构两侧设置圆弧过渡结构311，能够降低顶盖10旋转过程中卡块段213与卡孔段113之间的阻力，使得操作更加容易。

如图3所示，卡块段213远离直杆段212的一侧设置有多孔结构层2131。将软骨假体植入患者患处后，多孔结构层2131与患者的健康骨质接触，有利于骨长入，实现软骨假体与患者骨骼之间的稳固连接。多孔结构层2131具有优良的骨整合能力，能够提高软骨假体植入后的稳定性以及软骨假体的远期寿命。

具体地，在本实施例中个，顶盖10的材质为PEEK或者PEEK及碳纤维组成的复合材质。聚醚醚酮(PEEK)树脂是一种性能优异的特种工程塑料，其具有耐正高温260度、机械性能优异、自润滑性好、耐化学品腐蚀、阻燃、耐剥离性、耐磨不耐强硝酸、浓硫酸、抗辐射的机械性能等，可用于高端的机械和航空等科技。PEEK弹性模量和人体皮质骨接近，生物相容性很好，能够有效减少软骨假体植入后的应力集中以及应力遮挡。PEEK及碳纤维组成复合材料可以使PEEK的整体性能进一步得到提升。

如图3所示，连接螺纹段221的螺纹为自攻螺纹，连接螺纹段221的螺牙深度L3在1.4mm至1.6mm之间。螺牙深度L3在上述范围内能够起到抗拔出的效果，使得连接杆20与患者的健康骨质之间的连接更加稳定。优选地，上述的螺牙深度L3可以为1.4mm、1.5mm或者1.6mm。

如图3所示，连接螺纹段221的牙型角a在45°至70°之间。具体地，该连接螺纹段221还具有第一牙型角b1和第二牙型角b2，其中，a＝b1+b2。在本实施例中，b1在0°至10°之间，b2在45°至60°之间。第一牙型角b1和第二牙型角b2在上述的范围内，使得螺牙较厚，能够增加连接螺纹段221的强度，并具有松质骨压缩能力，保证软骨假体与患者的健康骨质之间的连接稳固性。具体地，上述的第一牙型角b1可以为0°、5°或者10°，上述的第二牙型角b2可以为45°、50°、55°或者60°。

如图1、图2和图4所示，顶盖10的外侧壁上设置有多个配合槽14，配合槽14贯穿顶盖10的顶面，配合槽14的槽底与顶盖10的底面之间间隔设置。配合槽14能够与夹持工具上的配合柱43相配合，具体为配合柱43能够插入至配合槽14内，进而使得操作人员可以通过夹持工具对软骨假体进行夹持并进行植入操作。配合槽14的槽底与顶盖10的底面之间间隔设置，能够避免关节液通过配合槽14流入到骨骼内部。

如图7和图8所示，本申请还提供了一种用于夹持上述软骨假体的夹持工具，本申请的夹持工具的实施例包括：操作杆41、连接帽42以及多个配合柱43。其中，连接帽42具有与顶盖10的顶壁相适配的内表面；多个配合柱43与多个配合槽14一一对应地设置且能够伸入至配合槽14内。具体地，操作人员可以通过夹持工具实现顶盖10与连接杆20之间的连接操作以及手术过程中植入软骨假体。

如图1、图2和图6所示，连接杆的第二杆段22上还设置有夹持部222（其横截面为六边形），进行顶盖10和连接杆20之间的组装时，可以使用夹钳等工具夹持夹持部222，并使用夹持工具与顶盖10配合，方便进行组装操作。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位 ( 旋转 90 度或处于其他方位 )，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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)

1.一种软骨假体，其特征在于，包括：

顶盖（10），所述顶盖（10）具有安装盲孔（11），所述安装盲孔（11）具有相互连接的第一螺纹段（111）和直孔段（112），所述直孔段（112）靠近所述安装盲孔（11）的底壁设置；

连接杆（20），所述连接杆（20）包括穿设在所述安装盲孔（11）内的第一杆段（21）及位于所述安装盲孔（11）外的第二杆段（22），所述第二杆段（22）具有连接螺纹段（221），所述第一杆段（21）具有相互连接的第二螺纹段（211）和直杆段（212），所述第二螺纹段（211）位于所述直杆段（212）远离所述第二杆段（22）的一端，当所述第一杆段（21）装配至所述安装盲孔（11）内时，所述第二螺纹段（211）与所述第一螺纹段（111）螺纹配合，并使所述第一杆段（21）达到所述第一螺纹段（111）与所述直杆段（212）相对应且所述第二螺纹段（211）与所述直孔段（112）相对应的配合位置。

2.根据权利要求1所述的软骨假体，其特征在于，所述直孔段（112）的高度（L1）大于所述第二螺纹段（211）的高度（L2）。

3.根据权利要求1所述的软骨假体，其特征在于，所述顶盖（10）的顶面为第一曲面（12），所述安装盲孔（11）的底壁为与所述顶盖（10）的外表面相适配的第二曲面（13）。

4.根据权利要求1所述的软骨假体，其特征在于，所述安装盲孔（11）还包括设置在所述第一螺纹段（111）远离所述直孔段（112）一侧的卡孔段（113），所述连接杆（20）还包括设置在所述直杆段（212）远离所述第二螺纹段（211）一端的卡块段（213），所述卡孔段（113）的径向尺寸大于所述第一螺纹段（111）的径向尺寸和所述直孔段（112）的径向尺寸，所述卡块段（213）设置在所述卡孔段（113）内并与所述卡孔段（113）止转配合。

5.根据权利要求4所述的软骨假体，其特征在于，所述软骨假体还包括设置在所述卡孔段（113）和所述卡块段（213）之间的卡接凸部（31）和卡接凹部（32），所述卡接凸部（31）和所述卡接凹部（32）中的一个设置在所述卡块段（213）上，另一个设置在所述卡孔段（113）上。

6.根据权利要求5所述的软骨假体，其特征在于，

卡块段（213）为圆盘形结构，所述卡接凸部（31）为设置在所述卡孔段（113）的内侧壁上的扇环形结构，所述扇环形结构的两侧具有圆弧过渡结构（311）；和/或，

所述卡块段（213）远离所述直杆段（212）的一侧设置有多孔结构层（2131）。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的软骨假体，其特征在于，所述顶盖（10）的材质为PEEK或者PEEK及碳纤维组成的复合材质。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的软骨假体，其特征在于，

所述连接螺纹段（221）的螺纹为自攻螺纹；和/或，

所述连接螺纹段（221）的螺牙深度（L3）在1.4mm至1.6mm之间；和/或，

所述连接螺纹段（221）的牙型角（a）在45°至70°之间。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的软骨假体，其特征在于，所述顶盖（10）的外侧壁上设置有多个配合槽（14），所述配合槽（14）贯穿所述顶盖（10）的顶面，所述配合槽（14）的槽底与所述顶盖（10）的底面之间间隔设置。

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