專利名稱：用于控制和抑制固有頻率的假體組件的非對稱結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于植入到患者股骨內(nèi)的髖關(guān)節(jié)假體的桿件，其中， 桿件可與球頭耦接，該球頭又會,可轉(zhuǎn)動地插在髖臼插入體的球缺內(nèi)。
背景技術(shù)：
市場上存在很多用于代替天生的髖關(guān)節(jié)的假體系統(tǒng)。這些假體系統(tǒng)通
常由與球頭2耦接的桿件1和與髖臼插入體3耦接的髖部臼4構(gòu)成。桿件1 和髖部臼4 M長入到股骨或骨盆骨中與身體結(jié)合，并且是用于球頭1或 髖臼插入體3的承載體。球頭2可旋轉(zhuǎn)地支承在髖臼插入體3的球缺中一 自由度1 (見圖l)。
在球頭在髖臼插入體的球缺中接合期間，出于不同的原因，特別是球 頭和髖臼插入體使用高硬度的材料(例如金屬合金、陶瓷材料)時，在滑 動摩擦副之間會出現(xiàn)不希望的固體摩擦。此時會出現(xiàn)不同的現(xiàn)象，這些現(xiàn) 象會導(dǎo)致相關(guān)組件的振動，進而導(dǎo)致產(chǎn)生噪聲、所謂的嘎吱聲音。下面簡 短地說明三種現(xiàn)象。
1.取決于兩個摩擦副的材料配對、表面結(jié)構(gòu)和相對速度，在運動時在 固體摩擦的作用下會出現(xiàn)所謂的粘著滑動效應(yīng)。也就是說，在仔細(xì)的觀察 下，球缺中的球頭的準(zhǔn)連續(xù)運動由很多非常短暫的運動周期構(gòu)成一每次短 暫的運動直接緊跟著突然的靜止?fàn)顟B(tài)，接著又緊跟著突然的運動。這種粘 著滑動效應(yīng)由靜摩擦和滑動摩擦的持續(xù)交替弓胞。
由于出現(xiàn)粘著滑動效應(yīng)而產(chǎn)生的振動用作激勵，并導(dǎo)致人造關(guān)節(jié)的單 個組件或組件組振動。其中如果上述組件或組件組的一個或多個固有頻率 處于能聽到的頻率(約16Hz-20000Hz)內(nèi)，則所述固有頻率肖,被作為人 造髖關(guān)節(jié)的攜帶者的病人例如以所謂的嘎吱聲音的形式在聽覺上被感覺 至U。這是病人所不希望的，也許還會被病人周圍的人感覺到，有時會導(dǎo)致
3對人的極大制約。
2. 由于經(jīng)常重復(fù)的運動方式以及出現(xiàn)微分開(在運動周期期間摩擦系 統(tǒng)球頭插入體的短暫分開)，在球頭或插入體上會形成條紋磨損，其沿著條 紋長度具有一定的規(guī)律。如果現(xiàn)在球頭在一定的個人的狀況(身體姿勢、 運動過程)下相對于插入#^條紋磨損區(qū)域中運動，則這會導(dǎo)致自激振動。 如果該激勵處于相關(guān)組件或組件組的固有頻率的范圍內(nèi)，則這會導(dǎo)致形成
固有模式(Eigenfonn)，并導(dǎo)致產(chǎn)生噪聲。其中如果，組件或組件組的一 個或多個固有頻率處于能聽到的頻譜(約16Hz-20000Hz)內(nèi)，則所述固有 頻率能夠被作為Ait髖關(guān)節(jié)的攜帶者的病人例如以所謂的嘎吱聲音的形式 在聽覺上被感覺到。
3. 在插入A^髖關(guān)節(jié)之后，特別是在髖臼處于極限位置時，會在金屬 桿件和金屬髖臼之間，或者在金屬桿件和陶瓷插入體之間出現(xiàn)接觸。這禾中 接觸并非以點的方式進行，而是通過腿相應(yīng)地運動以一個角度進行，從而 金屬桿件通過髖臼順入體而出現(xiàn)'磨損"，這會導(dǎo)致自激振動。如果該激勵 處于相關(guān)組件或組件組的固有頻率的范圍內(nèi)，則這會導(dǎo)致形成固有模式， 并導(dǎo)致產(chǎn)生噪聲。其中如果上述組件或組件組的一個或多個固有頻率處于 能聽到的頻譜(約16Hz-20000Hz)內(nèi)，則所述固有頻率能夠被作為Ait髖 關(guān)節(jié)的攜帶者的病人例如以所謂的嘎吱聲音的形式在聽覺上被感覺到。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，對豐又利要求1前序部分所述的桿件進一步改進， 使其不出現(xiàn)嘎吱聲音。
該目的由此得以實現(xiàn)，即桿件在其外部幾何形狀和/或內(nèi)部幾何形狀和/ 綱斗組成上構(gòu)造成非對稱的。
通過桿件有針對性地構(gòu)造成非對稱的，可以防止桿件形成固有模式構(gòu) 成，并大大地抑制在這些組fl^中的在聽覺上可感覺到的頻率范圍內(nèi)的振動 影響。所提出的桿件的非對稱性在此方面可以通過不同的措施實現(xiàn)，這些 措施可以任意相互組合外部幾何形狀在所有三個空間方向(橫截面以及 縱軸線)上都非對稱、內(nèi)部幾何形狀在所有三個空間方向(橫截面以及縱 軸線)上都非對稱，以及通過桿件的由不同剛度和阻尼性能的材料構(gòu)造成 非對稱的材料組成。
4在本發(fā)明優(yōu)選的方案中，因此外部和內(nèi)部幾何形狀在所有三個空間方 向上都構(gòu)造成非對稱的。
這一點例如可以由此實現(xiàn)，即桿件在其表面上具有凹槽。
作為備選或者組合，橫截面的外部輪廓非對稱地成型，禾n/或桿件沿桿
件軸線不連續(xù)地成型。
在本發(fā)明的一種方案中，桿件具有貫通的橫孔。
內(nèi)部幾何形狀的非對稱結(jié)構(gòu)在本發(fā)明的一種方案中由此實現(xiàn)，即桿件 具有術(shù)只盡可能不同的內(nèi)部空腔。
在另一種方案中，在桿件內(nèi)設(shè)有能不連續(xù)地相互鄰接的縱孔。 本發(fā)明另一種方案的特征在于，在連接桿中設(shè)有直徑不同的孔。 材料組成的非對稱構(gòu)造可以由此實現(xiàn)，即剛度和/或阻尼特性和/或材料 沿桿件的縱軸線是不同的。


下面借助附圖對現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明進纟亍詳細(xì)說明。
具體實施例方式
圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)。髖部假體通常由與球頭2 f鵬的桿件1和與髖 臼插入體3耦接的髖部臼4構(gòu)成。桿件1和髖部臼4 fflil長入到股骨5或 骨盆骨15中與病人的身體結(jié)合，并且是用于球頭2或髖臼插入體3的承載 體。球頭2可旋轉(zhuǎn)地支承在髖臼插入體3的球缺中。
圖2示出依據(jù)本發(fā)明的桿件1 ，其中為使外部幾何形狀形成非對稱的結(jié) 構(gòu)，在表面上設(shè)置凹槽。
圖3示出依據(jù)本發(fā)明的桿件的橫截面(實線)，其與傳統(tǒng)的桿件橫截面 (虛線)相對照。桿件的橫截面的外部輪廓7非對稱地成型，以避免發(fā)出 嘎吱聲音。桿件l由此沿桿件軸線9不連續(xù)地成型。
為使桿件1的內(nèi)部幾何形狀形成非對稱的結(jié)構(gòu)，圖4示出貫通的橫孔 10。該橫孔10的直徑選擇為不同的。
圖5示出在橫截面8中的內(nèi)部空腔11 ，用于使桿件1的內(nèi)部幾何J^1犬 形成非對稱結(jié)構(gòu)。桿件軸線采用附圖標(biāo)記9標(biāo)注。內(nèi)部空腔ll的體積優(yōu)選 不同。
圖6示出依據(jù)本發(fā)明的桿件，其具有能不連續(xù)地相互鄰接的縱 L 12。 縱孔12也設(shè)置在連接桿13內(nèi)。圖7a示出一種桿件l，，連接桿13內(nèi)具有孔14。圖7b示出沿圖7a 中線A-A的剖面?？梢郧宄闯觯?4的直徑不同。
桿件1的非對稱結(jié)構(gòu)也可以由此實現(xiàn)，即桿件1的材料或材質(zhì)沿桿件 軸線9變化。在這種情況下重要的是，彈性模量與傳統(tǒng)的桿件材料不同。 這樣，圖2中的凹槽6也可以通過其彈性模量與桿件1的基本材料不同的 另一材料來填充。
權(quán)利要求
1. 用于植入到患者股骨(5)內(nèi)的髖關(guān)節(jié)假體的桿件(1)，其中，桿件(1)能與球頭(2)耦接，該球頭又能夠可轉(zhuǎn)動地插在髖臼插入體(3)的球缺內(nèi)，其特征在于，所述桿件(1)在其外部幾何形狀和/或內(nèi)部幾何形狀和/或材料組成上構(gòu)造成非對稱的。
2. 按權(quán)利要求1所述的桿件，其特征在于，外部和內(nèi)部幾何^1犬在所 有三個空間方向上都構(gòu)造成非對稱的。
3. 按權(quán)利要求l或2所述的桿件，其特征在于，桿件(1)在其表面上 具有凹槽(6)。
4. 按權(quán)利要求l至3中任一項所述的桿件，其特征在于，橫截面(8) 的外部輪廓(7)非對稱地成型。
5. 按權(quán)利要求1至4中任一項所述的桿件，其特征在于，桿件(1)沿 桿件軸線(9)不連續(xù)地成型。
6. 按權(quán)利要求1至5中任一項所述的桿件，其特征在于，桿件(1)具 有貫通的橫孔(10)。
7. 按權(quán)利要求l至6中任一項所述的桿件，其特征在于，桿件(1)具 有#^只盡可能不同的內(nèi)部空腔(11)。
8. 按權(quán)利要求l至7中任一項所述的桿件，其特征在于，在桿件(1) 內(nèi)設(shè)有能不連續(xù)地相互鄰接的縱孔(12)。
9. 按權(quán)利要求1至8中任一項所述的桿件，其具有連接桿(13)，其特 征在于，在所述連接桿(13)中設(shè)有直徑不同的孔(14)。
10. 按權(quán)利要求l至9中任一項所述的桿件，其特征在于，岡岐和減阻 尼特性和/或材料沿桿件軸線(9)是不同的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于植入到患者股骨(5)內(nèi)的髖關(guān)節(jié)假體的桿件(1)，其中，桿件(1)能與球頭(2)耦接，該球頭又能夠可轉(zhuǎn)動地插在髖臼插入體(3)的球缺內(nèi)。依據(jù)本發(fā)明，為避免發(fā)出嘎吱聲音，提出所述桿件(1)在其外部幾何形狀和/或內(nèi)部幾何形狀和/或材料組成上構(gòu)造成非對稱的。
文檔編號A61F2/36GK101522135SQ200780029049
公開日2009年9月2日 申請日期2007年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月4日
發(fā)明者H·伊丁克, M·迪特里克, P·默克特, R·普魯斯, T·龐多夫 申請人:陶瓷技術(shù)股份公司