[发明专利]一种复合球头人工髋关节

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种复合球头人工髋关节。

背景技术

人体髋关节由髋臼和股骨球头组成，通过球头在髋臼里转动，实现人体髋关节正常运动。人的股骨球头直径约为40至45毫米。当髋关节发生病变，如软骨病变或股骨颈干断裂，导致髋关节不能正常发挥功能，则需要进行髋关节置换，即通过骨科手术置入人工髋关节(图1)，这是目前最常用的手术治疗方法。

现在已有的人工髋关节通常由一个金属球头和一个金属的人工髋臼加一个非金属(通常用高分子聚乙烯材料)髋臼杯衬垫组成(图2)。由于聚乙烯材料强度有限，对衬垫的厚度就有一定的要求。这样，臼杯厚度加上衬垫厚度，使得衬垫内径小于人的髋臼内径，相应地，金属球头的直径就小于人的股骨球头。其结果是造成球头和内衬的接触面积减小，接触应力增大，实际运用中引起衬垫磨损加大。同时，由于球头直径减小，相应减小了髋关节的活动范围，影响病人正常生活，还容易引起股骨颈干与衬垫边界发生碰撞及引起金属球头与衬垫边界接触，引起高边界应力等问题，这些都会导致衬垫材料损伤，严重的可能导致人工关节失败，需要翻修手术。

为解决这些问题，陶瓷材料由于其高强度及耐磨性能，被引进到人工髋关节制造。但由于陶瓷材料的脆性，对衬垫的厚度有一定的要求，这样球头的尺寸仍然受限。小球头带来的负面作用仍然存在，加之陶瓷由于磨擦，易发出尖锐噪声，对病人生活造成不便，仍需极大改进。

如果不用臼杯内衬，而直接用金属球头与金属臼杯结合使用，则金属球头尺寸可以做大，使得大球头成为可能。但金属对金属磨擦而产生的金属碎屑及金属离子对人体有害，故金属球头对金属臼杯的设计，已被临床基本放弃。

中国专利CN201610325901.7公开了一种非金属髋关节假体，包括髋臼杯假体、非金属股骨头假体和股骨柄假体，降低了髋臼杯的厚度，允许小直径髋臼杯使用大直径的球头。但是该专利文献的非金属股骨头假体在实践中难以实现，因为这样的非金属股骨头假体的强度不够，与股骨柄相连处易产生应力集中，在力学上难以承载人体重量，一旦在人工髋关节中使用，极易损坏。

因此临床上可靠的大球头人工髋关节仍然是骨科生物工程追求的对象。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种复合球头人工髋关节，在髋臼中不使用内衬，髋臼杯的容纳空间增大，使复合球头尺寸可以加大，增大关节活动度，真正实现大球头髋关节的优势；同时，复合球头以非金属外壳包裹金属球头，支撑力度大、减小材料的接触应力，承载力强、不易损坏，有效延长人工关节的使用寿命，增强人工关节的使用功能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种复合球头人工髋关节，所述复合球头人工髋关节由人工髋臼和复合球头组合而成；所述人工髋臼的内表面和复合球头的外表面相配合，复合球头可在人工髋臼内转动；所述人工髋臼内无衬垫，人工髋臼的内表面直接与复合球头相接触，所述复合球头包括金属材料制成的金属球头和包裹于金属球头外表面的非金属外壳。

所述金属球头设有与股柄顶端相配合的内锥形空间。

或者，所述复合球头的金属球头可与股柄顶端一体化设置。这样就使复合球头通过金属球头与股柄成为一个整体，包括复合球头、股柄顶端与股柄。

所述人工髋臼由金属材料制成。

所述复合球头的非金属外壳用耐磨非金属材料制成。

优选的，所述复合球头的非金属外壳用高分子聚乙烯或PEEK(聚醚醚酮)材料制成。

所述人工髋臼的内表面为光滑面。

所述人工髋臼的外表面涂有利于骨长入的涂层。

所述复合球头的尺寸可根据人工髋臼的尺寸，做到接近或超过病人股骨球头尺寸。

本发明采用金属材料制成人工髋臼，髋臼内表面光滑，便于复合球头在其内自由转动。由于不采用内衬垫，金属髋臼的厚度较薄，髋臼杯的容纳空间较大。由于髋臼的厚度可以做薄，髋臼杯中具有更大的容纳空间可容纳复合球头，因此复合球头尺寸可根据髋臼杯的尺寸，做到接近或超过病人股骨球头的实际尺寸，从而实现真正的大球头人工髋关节。

进一步的，金属人工髋臼的外表面可以涂有利于骨长入的涂层。