一種個性化髖關節假體結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種個性化髖關節假體結構，其包括假體柄主體，假體柄主體表面設有等離子噴涂層，所述假體柄主體包括上段X與下段Y，上段X與下段Y的長度之比為65:79，誤差為±3%，上段X與下段Y之間為過渡區域，過渡區域平滑，有一個倒角，所述倒角為過渡面與豎直方向的夾角，倒角的正弦值為tan0.125，誤差為±3%。本實用新型股骨柄假體，柄體長度中等，無領設計，截面為改進型的槽口設計，適量減少截骨的同時增大了假體與骨的接觸面積。相對于Zimmer/Traper假體，當大轉子區域的骨密度在0.780-0.862g/cm3該假體在股骨的遠端，股骨上的最大應變能與股骨近端應變能分別降低了24.5%，3.1%，39.5%。
【專利說明】
一種個性化髖關節假體結構
技術領域
[0001]本實用新型涉及醫療器械領域，尤其涉及一種個性化髖關節假體結構。
【背景技術】
[0002]全髖關節置換術的實施離不開髖關節假體柄，假體柄的好壞對于全髖關節置換術的成功與否有決定性的影響。一種新型的適合頸干角較小，股骨頸較長的假體被設計出來，從而取得非常好的手術效果。
[0003]現有的髖關節股骨柄大部分是標準化設計，標準化的股骨柄設計不能滿足所有人的需要，比如頸干角較小，股骨頸較長的股骨類型，當使用標準化的假體時就會造成截骨不合理導致假體與骨質融合不好，從而造成假體松動。
[0004]骨骼在植入假體后會發生骨質重建，而骨骼的內部結構與骨密度有很大的關系，因此骨骼的材料屬性可以用骨密度分布進行表示，而骨重建就是材料密度經過適當的分布達到應變能均勻分布的過程。
[0005]綜上所述，一款截骨適量，假體初期穩定性好，遠期骨再造良好，適用于大轉子處表觀骨密度在0.780-0.862g/cm3的人群，這類人占我國總人口的33.29%左右，這種產品將會有很大的市場前景。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型的目的在于提供一款假體柄中等長度、無領設計、柄體截面為改進槽口形，假體柄表面采用等離子噴涂處理，適當減少骨質截取量，提高初期假體穩定性，適合小頸干角，股骨頸較長病人的股骨柄假體。
[0007]為了解決現有技術中問題，本實用新型提供了一種個性化髖關節假體結構，其包括假體柄主體，假體柄主體表面設有等離子噴涂層，所述假體柄主體包括上段X與下段Y，上段X與下段Y的長度之比為65:79，誤差為±3%，上段X與下段Y之間為過渡區域，過渡區域平滑，有一個倒角，所述倒角為過渡面與豎直方向的夾角，倒角的正弦值為tan0.125，誤差為±3%。
[0008]作為本實用新型的進一步改進，所述過渡區域豎直方向的長度為4mm，誤差為土
3%0
[0009]作為本實用新型的進一步改進，所述假體柄主體的三個截面的特點如下，AA截面為假體柄主體頂部的截面，BB截面為假體柄主體過渡區域中部的截面，CC截面為假體柄主體底部的截面，三個截面采用同種建立方式，截面的建立方式:在直角坐標中系，三個截面為類橢圓截面，共由8條線段組成，四段圓弧，兩個大圓弧和兩個小圓弧，四段直線，每條直線與相鄰的兩圓弧均相切。
[0010]作為本實用新型的進一步改進，AA截面的長短軸之比為20.16:5，誤差為±3%，大圓弧與小圓弧半徑之比為10:1，誤差為±3%。
[0011]作為本實用新型的進一步改進，BB截面的長短軸之比為39:25，誤差為±3%，大圓弧與小圓弧半徑之比為3:1，誤差為± 3%。
[0012]作為本實用新型的進一步改進，CC截面的長短軸之比為14.33:6.5，誤差為±3%，大圓弧與小圓弧半徑之比為5:3，誤差為±3%。
[0013]本實用新型的有益效果是:
[0014]本實用新型股骨柄假體，柄體長度中等，無領設計，截面為改進型的槽口設計，適量減少截骨的同時增大了假體與骨的接觸面積。
[0015]本實用新型假體為雙錐形，主視圖中假體柄下端為錐形柄，并與近端分段式設計，分段區過渡平滑，這種設計能夠增大與近端股骨的接觸面積，還能減少對髓腔的傷害，同時降低股骨柄上的應力集中，減少股骨柄斷裂發生率。
[0016]相對于Zimmer/Traper假體，當大轉子區域的骨密度在0.780-0.862g/cm3該假體在股骨的遠端，股骨上的最大應變能與股骨近端應變能分別降低了 24.5%，3.1%，39.5%。
[0017]本實用新型左視圖為逐漸過渡的錐形，這樣能夠更好的分散假體在股骨上產生的力，使應力分布均勻。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型一種個性化髖關節假體結構示意圖；
[0019]圖2是圖1的截面圖；
[0020]圖3Α、圖3Β、圖3C是圖2的AA，BB，CC截面圖；
[0021]圖4，圖5，圖6是假體與傳統ZimmerM/L Traper假體的在不同彈性模量股骨上的應變能對比曲線；
?0022] 圖7是B-B截面所示區域倒角示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖對本實用新型做進一步說明。
[0024]本實用新型為一種近端解剖型股骨柄假體，假體柄長度中等、無領設計、改進的槽口形截面設計，柄體近端符合股骨解剖結構，假體便面采用等離子噴涂工藝進行處理;所述近端解剖型股骨柄假體從主視圖看近端向遠端過渡采用分段式錐形外形，過渡區域有一個較小的倒角，能有效減少應力集中發生和假體柄折斷發生率，上段的加大設計可以提高假體與股骨的接觸面積;從左視圖看假體的過渡曲線十分流暢假體柄截面為改進型槽口形狀，增大與骨的接觸面積。本實用新型股骨柄假體可適用不同的患者，可以根據患者股骨近端的測量尺寸進行比例縮放來選擇;最大限度的符合人體股骨近端解剖結構，適用于大轉子處表觀骨密度在0.780-0.862g/cm3的患者，使患者能夠更快更好的恢復人體正常運動能力，提高假體的使用壽命。使用該型股骨柄假體可提高手術的靈活性，縮短手術時間，減輕病患的痛苦。
[0025]參見圖2所示，本新型股骨柄假體，股骨柄柄體(剖面線部分)采用等離子噴涂處理。
[0026]圖3A、圖3B、圖3C中，圖2中B-B截面所示區域存在一個倒角，從距B-B截面上下2mm處開始，這可以使BB截面上端的部分與骨保持更大面積的接觸，也可以使過渡區平滑，減少應力集中。
[0027]截面的建立方式:三個截面采用同種建立方式，在直角坐標中系，此為類橢圓截面，共由8條線段組成，四段圓弧，見圖3A中的圓弧S1、S2、S3、S4，四段直線，見圖3A中的直線L1、L2、L3、L4，每條直線與相鄰的兩圓弧均相切。圖中點M為類橢圓截面的中心點，點P為圓弧S4的中點，點N為直線LI和L2的延長線的交點，線段MN的長度為類橢圓截面短軸的長度，PM的長度為類橢圓截面長軸的長度。對于圖3B和圖3C，和圖3A的分布類似，就是尺寸有變化。
[0028]AA截面的長短軸之比為20.16: 5，圖中大圓弧(S1、S3)與小圓弧(S2、S4)半徑之比為10:1，BB截面的長短軸之比為39:25，圖中大圓弧與小圓弧半徑之比為3:1，CC截面的長短軸之比為14.33:6.5，圖中大圓弧與小圓弧半徑之比為5:3，如圖2，BB截面到AA截面的最高點的距離為X，BB截面到CC截面的距離為Y，上段X與下段Y的長度之比為65:79。這樣設計的好處:抗扭轉，四段圓弧設計可減少股骨內側的應力集中，減少骨吸收，圖中小倒角的正弦值為tan0.125,這樣設計的好處:增加上段的體積。
[0029]參照圖2所示為假體柄下端雙錐形柄體。
[0030]參照圖3A、圖3B、圖3C所示為三個主要截面處的截面形狀，均為改進型槽口截面，AA，BB，CC截面分別有不同的尺寸，可根據不同的病人情況進行選擇，這樣做可以提高假體與股骨的接觸面積。
[0031]參照圖4，圖5，圖6是假體與傳統ZimmerM/L Traper假體的在不同彈性模量股骨上的應變能對比曲線。圖4是股骨近端對比，圖5是股骨遠端，圖6是股骨上的最大應變能對比。圖中橫軸是股骨上的彈性模量系數，原股骨的彈性模量為皮質骨為17000Mpa，松質骨為3000Mpa，乘以系數后可改變股骨的彈性模量，通過對比可以看出，假體相對于Zimmer M/LTraper，當大轉子區域的骨密度在0.780-0.862g/cm3該假體在股骨的遠端，股骨上的最大應變能與股骨近端應變能分別降低了 24.5 %，3.1 %，39.5 %。
[0032]以上內容是結合具體的優選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種個性化髖關節假體結構，其特征在于:其包括假體柄主體，假體柄主體表面設有等離子噴涂層，所述假體柄主體包括上段X與下段Y，上段X與下段Y的長度之比為65:79，誤差為±3%，上段X與下段Y之間為過渡區域，過渡區域平滑，有一個倒角，所述倒角為過渡面與豎直方向的夾角，倒角的正弦值為tan0.125，誤差為±3%。2.根據權利要求1所述的一種個性化髖關節假體結構，其特征在于:所述過渡區域豎直方向的長度為4mm，誤差為±3%。3.根據權利要求1所述的一種個性化髖關節假體結構，其特征在于:所述假體柄主體的三個截面的特點如下，AA截面為假體柄主體頂部的截面，BB截面為假體柄主體過渡區域中部的截面，CC截面為假體柄主體底部的截面，三個截面采用同種建立方式，截面的建立方式:在直角坐標中系，三個截面為類橢圓截面，共由8條線段組成，四段圓弧，兩個大圓弧和兩個小圓弧，四段直線，每條直線與相鄰的兩圓弧均相切。4.根據權利要求3所述的一種個性化髖關節假體結構，其特征在于:AA截面的長短軸之比為20.16:5，誤差為± 3%，大圓弧與小圓弧半徑之比為1:1，誤差為± 3%。5.根據權利要求3所述的一種個性化髖關節假體結構，其特征在于:BB截面的長短軸之比為39:25，誤差為土 3%，大圓弧與小圓弧半徑之比為3:1，誤差為土 3%。6.根據權利要求3所述的一種個性化髖關節假體結構，其特征在于:CC截面的長短軸之比為14.33:6.5，誤差為±3%，大圓弧與小圓弧半徑之比為5:3，誤差為±3%。
【文檔編號】A61F2/36GK205411400SQ201521033929
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年12月11日
【發明人】郭同彤, 趙唐雷
【申請人】哈爾濱工業大學深圳研究生院