生物固定股骨柄假体论文和设计-胡肖强

全文摘要

本实用新型公开了一种生物固定股骨柄假体，属于人工髋关节技术领域，所述生物固定股骨柄假体包括柄体，所述柄体的上部交错设置有若干横向凸肋和纵向凸肋，其中至少一条纵向凸肋为圆弧形，且与所述柄体的内侧圆弧同心。本实用新型通过设置横向凸肋和纵向凸肋，能够增加假体与骨之间的摩擦力，提高假体初始植入的稳定性，防止假体下沉，降低假体因偏转而出现松动或应力传导异常的风险，并提高远期固定效果。

主设计要求

1.一种生物固定股骨柄假体，包括柄体，其特征在于，所述柄体的上部交错设置有若干横向凸肋和纵向凸肋，其中至少一条纵向凸肋为圆弧形，且与所述柄体的内侧圆弧同心。

设计方案

2.根据权利要求1所述的生物固定股骨柄假体，其特征在于，最内侧纵向凸肋与所述柄体的内侧圆弧同心。

3.根据权利要求1所述的生物固定股骨柄假体，其特征在于，所述纵向凸肋均为圆弧形，所述纵向凸肋的半径相同或者从内向外逐渐增大。

4.根据权利要求1所述的生物固定股骨柄假体，其特征在于，所述纵向凸肋在所述柄体的内外方向上均匀分布。

5.根据权利要求4所述的生物固定股骨柄假体，其特征在于，所述纵向凸肋的半径从内向外等间隔逐渐增大，最内侧纵向凸肋的半径为85-135mm，最外侧纵向凸肋的半径为280-320mm。

6.根据权利要求1所述的生物固定股骨柄假体，其特征在于，所述横向凸肋和纵向凸肋的宽度均为0.5-1.2mm，所述横向凸肋和纵向凸肋的高度相同。

7.根据权利要求1所述的生物固定股骨柄假体，其特征在于，所述横向凸肋和纵向凸肋的数量均为3条以上。

8.根据权利要求1所述的生物固定股骨柄假体，其特征在于，所述柄体的前后两侧和\/或内外两侧的中下部设置有若干纵向凹槽。

9.根据权利要求1-8中任一所述的生物固定股骨柄假体，其特征在于，所述柄体的横截面为梯形，所述柄体的冠状面和矢状面均为上大下小的锥形。

10.根据权利要求9所述的生物固定股骨柄假体，其特征在于，所述柄体的上部外侧向内倾斜，从而与所述柄体的中下部外侧形成钝角，所述钝角的范围为150-170度，所述柄体的材质为钛合金，所述柄体的表面设置有羟基磷灰石涂层。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及人工髋关节技术领域，特别是指一种生物固定股骨柄假体。

背景技术

生物固定型髋关节假体能够更好的满足年轻、对活动度要求较高的患者，且单从髓腔类型考虑，约90％的中国患者在行全髋关节置换术时宜选用生物固定型假体。临床要求生物固定的股骨柄术后可获得假体的即刻固定，同时能保持良好的远期固定效果，目前大部分生物固定假体采用微锁定原理达到这一目的，即改变假体表面结构，使骨组织能够长入假体表面，从而增强两者之间的连接力量。为达到良好的固定效果，需要保证稳固的最初固定并尽量增大假体近端与骨组织的接触面积。

发明人在研究过程中发现，人体正常站立状态下，如图1所示，在冠状面上，施加于股骨柄假体上的力有使假体下沉和向内侧偏斜的作用，图中1’为髋骨，2’为股骨，3’为股骨柄假体。因此，有必要提供一种防止假体下沉和向内侧偏斜的生物固定股骨柄假体。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种防止假体下沉和向内侧偏斜的生物固定股骨柄假体。

为解决上述技术问题，本实用新型提供技术方案如下：

一种生物固定股骨柄假体，包括柄体，所述柄体的上部交错设置有若干横向凸肋和纵向凸肋，其中至少一条纵向凸肋为圆弧形，且与所述柄体的内侧圆弧同心。

进一步的，最内侧纵向凸肋与所述柄体的内侧圆弧同心。

进一步的，所述纵向凸肋均为圆弧形，所述纵向凸肋的半径相同或者从内向外逐渐增大。

进一步的，所述纵向凸肋在所述柄体的内外方向上均匀分布。

进一步的，所述纵向凸肋的半径从内向外等间隔逐渐增大，最内侧纵向凸肋的半径为85-135mm，最外侧纵向凸肋的半径为280-320mm。

进一步的，所述横向凸肋和纵向凸肋的宽度均为0.5-1.2mm，所述横向凸肋和纵向凸肋的高度相同。

进一步的，所述横向凸肋和纵向凸肋的数量均为3条以上。

进一步的，所述柄体的前后两侧和\/或内外两侧的中下部设置有若干纵向凹槽。

进一步的，所述柄体的横截面为梯形，所述柄体的冠状面和矢状面均为上大下小的锥形。

进一步的，所述柄体的上部外侧向内倾斜，从而与所述柄体的中下部外侧形成钝角，所述钝角的范围为150-170度，所述柄体的材质为钛合金，所述柄体的表面设置有羟基磷灰石涂层。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型的生物固定股骨柄假体，通过设置横向凸肋和纵向凸肋，能够增加假体与骨之间的摩擦力，提高假体初始植入的稳定性，防止假体下沉，降低假体因偏转而出现松动或应力传导异常的风险，并提高远期固定效果。

附图说明

图1为生物固定股骨柄假体在冠状面上的受力情况示意图；

图2为本实用新型生物固定股骨柄假体的立体结构示意图；

图3为图2所示生物固定股骨柄假体局部A的放大示意图；

图4为图2所示生物固定股骨柄假体的前侧面结构示意图；

图5为图2所示生物固定股骨柄假体的外侧面结构示意图；

图6为测试样块的结构示意图，其中(a)为测试样块1的立体结构图，(b)为测试样块1的正面结构图，(c)为测试样块2的立体结构图，(d)为测试样块2的正面结构图；

图7为对图6所示测试样块的测试过程示意图，其中(a)为测试样块放置位置图，(b)为测试样块加压固定图，(c)为测试样块抗下沉和偏转的测试过程图。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本实用新型提供一种生物固定股骨柄假体，如图2-5所示，包括柄体1，柄体1的上部交错设置有若干横向凸肋11和纵向凸肋12，其中至少一条纵向凸肋12为圆弧形，且与柄体1的内侧圆弧14同心。

本实用新型的生物固定股骨柄假体，具有以下好处：

1、通过设置横向凸肋和纵向凸肋，能够增加股骨柄假体近端与骨组织的接触面积，增加假体与骨之间的摩擦力，提高假体初始植入的稳定性，为骨长入提供良好的基础，尤其是横向凸肋，能够较好的防止假体下沉；

2、纵向凸肋能够提供更大的向内侧偏转的阻力，尤其是其中一条纵向凸肋与假体内侧圆弧同心，能够降低假体因偏转而出现松动或应力传导异常的风险；

3、交错设置的横向凸肋和纵向凸肋，能够增加股骨柄假体近端骨生长面积，提高远期固定效果。

本实用新型中，优选的，最内侧(即图4所示实施例的右侧)纵向凸肋121与柄体1的内侧圆弧14同心，固定效果佳。如图2-4所示，为提高抗偏转效果，纵向凸肋12优选均为圆弧形，纵向凸肋12的半径既可以相同，也可以从内向外(即图4所示实施例从右至左，或者是同心圆设置方式)逐渐增大。

为提高固定效果并兼顾美观性，纵向凸肋12在柄体1的内外方向上均匀分布，例如，如图3-4所示，四条纵向凸肋12与上下两条斜向分割线的交点形成四个等分点。并且，为进一步提高固定效果，纵向凸肋12的半径从内向外等间隔逐渐增大。可选的，纵向凸肋12及横向凸肋11交错分布在柄体1上部的前后两侧侧面上。其中，最内侧纵向凸肋121的半径可以为R_{1<\/sub>＝85-135mm，例如可以为85mm、95mm、100mm、110mm、120mm、130mm、135mm等。最外侧纵向凸肋12N的半径可以为R_{N<\/sub>＝280-320mm，例如可以为280mm、290mm、300mm、310mm、320mm等。位于最内侧纵向凸肋121和最外侧纵向凸肋12N之间的纵向凸肋的半径R_{n<\/sub>可以为：R_{n<\/sub>＝R_{1<\/sub>+(n-1)×(R_{N<\/sub>-R_{1<\/sub>)\/(N-1)，其中n＝2～(N-1)。}}}}}}}

进一步的，横向凸肋11和纵向凸肋12的宽度可以均为0.5-1.2mm，例如可以为0.5mm、0.7mm、0.9mm、1.0mm、1.2mm等。并且，横向凸肋11和纵向凸肋12的高度可以相同。可选的，纵向凸肋12的高度不超过横向凸肋11的高度。横向凸肋11和纵向凸肋12的数量优选均为3条以上，考虑到股骨柄假体上部面积的大小，横向凸肋11的数量可以为8-15条(图中所示实施例为10条)，纵向凸肋12的数量可以为3-7条(图中所示实施例为4条)，横向凸肋11和纵向凸肋12的数量可以随股骨柄假体规格增加而增加。

如图2和图4-5所示，柄体1的前后两侧和\/或内外两侧(即图4所示实施例的左侧)的中下部可以设置有若干纵向凹槽13，这样当股骨柄假体插入股骨近端时，股骨髓腔内的空气、血液等可沿着该凹槽及时排出，从而降低股骨髓腔内的压力，减少脂肪栓塞的发生率；并且这样还能增加柄体远端与骨组织的接触面积，进一步提高假体防止向内侧偏转的能力。

本实用新型中，柄体1的横截面可以为梯形，优选为等腰梯形(具体的，柄体的内侧面和外侧面分别对应等腰梯形的上底和下底，柄体的前侧面和后侧面对应等腰梯形的腰，上底的长度小于下底的长度，并且等腰梯形的四角优选为圆角，以便于置入)，柄体1的冠状面和矢状面优选为图4-5所示上大下小的锥形，这样能进一步增加股骨柄假体在股骨髓腔中的牢固性。如图4所示，为方便股骨柄假体置入和股骨大转子区的松质骨能获得更多保留，柄体1的上部外侧可以向内倾斜，从而与柄体1的中下部外侧形成钝角α，该钝角α的范围可以为150-170度。另外，为提高股骨柄假体的整体强度和便于骨长入，柄体1的材质可以为钛合金，柄体1的表面可以设置有羟基磷灰石(HA)涂层。当然柄体1的表面还可以是纯钛涂层，或者是纯钛加羟基磷灰石涂层混合涂层。

下面结合实验对本实用新型技术方案的效果进行说明。

对股骨柄假体近端表面结构测试样块进行抗下沉和偏转测试，如图6(a)和(b)所示，样块1为对比例，其表面仅设置有若干横向凸肋，为阶梯状一字纹结构，如图6(c)和(d)所示，样块2采用本实用新型图2-5所示实施例的技术方案，即表面既具有横向凸肋也具有圆弧形的纵向凸肋，为十字纹结构。样块1和样块2的右侧均设置有方形凸起，以用作为样块的承力结构，样块材质为钛合金。测试过程如图7所示，首先如图7(a)所示，将样块置于两Sawbone(仿真骨)块之间，然后如图7(b)所示，在Sawbone块侧面施加N＝0.5Mpa的压力，此时样块被牢固固定于Sawbone块件之间，之后如图7(c)所示，在样块右侧方形凸起处施加垂直向下的压力F，测试过程中样块会发生下沉和偏转，测试样块抗下沉和偏转的最大力F_{max<\/sub>，测试结果如表1所示，样块2的最大抗力大于样块1，且通过方差分析，两组数据具有显著差异，采用本实用新型所示实施例技术方案的样块2具有较好的抗下沉和偏转效果。}

表1：假体近端表面结构测试样块抗下沉和偏转的测试结果

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

设计图

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