具有梯度孔隙率的合金骨小梁髋臼杯及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种具有梯度孔隙率的合金骨小梁髋臼杯及其制作方法。髋臼杯表面骨小梁层根据其应力区间划分区域，各区域根据抗压强度的要求选择不同孔隙率的骨小梁结构填充；骨小梁结构的孔隙率由其支杆直径控制。制作方法包括仿真髋臼杯表面骨小梁层应力分布图、划分髋臼杯表面骨小梁层区域、确定表面骨小梁层各区域的安全系数、测试骨小梁结构合金压缩试件的抗压强度与骨小梁结构的孔隙率的对应关系、用骨小梁结构对髋臼杯表面骨小梁层进行填充。本发明专利技术根据髋臼杯表面骨小梁层应力需要使用相应孔隙率的骨小梁结构分区域对骨小梁层进行填充，使髋臼杯将高力学性能和高生物性能有机结合在一起。机结合在一起。机结合在一起。

【技术实现步骤摘要】
具有梯度孔隙率的合金骨小梁髋臼杯及其制作方法


[0001]本专利技术涉及一种合金骨小梁髋臼杯及其制作方法，尤其涉及一种具有梯度孔隙率的合金骨小梁髋臼杯及其制作方法，属于增材制造骨科植入体


技术介绍

[0002]髋关节是连接人体下肢与躯干的杵臼关节，是人体最大的关节之一。然而人体髋关节的病变率较高，许多疾病如股骨头坏死、骨性关节炎、髋关节发育不良以及股骨颈骨折等，人体无法自愈，患者需要接受全髋关节置换术，使用人工髋关节假体代替人体髋关节。髋臼杯是全髋关节假体的重要组成部分，由于髋臼杯直接影响到患者术后的生活质量，因此其力学性能、生物性能至关重要。传统实体金属髋臼杯表面为致密金属，不利于骨组织的长入。并且传统实体金属髋臼杯在植入人体后会产生应力遮挡效应，导致人体骨承受较少的载荷。根据Wolff定律，应力与骨组织之间是一种生理平衡的状态，应力遮挡效应使髋臼骨所处的应力环境小于适合自身生长的应力范围，导致骨质再吸收、骨量流失，密质骨逐渐变薄，最终引发假体松动。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是提供一种具有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有梯度孔隙率的合金骨小梁髋臼杯，其特征在于：包括覆盖髋臼杯表面的骨小梁层，骨小梁层根据其抗压强度要求划分区域，各区域选择相应孔隙率的骨小梁结构阵列填充；骨小梁结构阵列由1个以上骨小梁结构组成；骨小梁结构的孔隙率由其支杆直径控制。2.根据权利要求1所述的具有梯度孔隙率的合金骨小梁髋臼杯，其特征在于：骨小梁结构采用Ti6Al4V合金，骨小梁结构为菱形十二面体结构，其支杆直径为125~250μm，可在60%~90%范围内调整其孔隙率。3.一种权利要求1所述的具有梯度孔隙率的合金骨小梁髋臼杯的制作方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：仿真骨小梁层应力分布图：建立全髋关节假体模型，在一个完整步态周期下对1个以上瞬态的载荷进行有限元仿真；获得各瞬态的应力云图；叠加各瞬态的应力云图得到骨小梁层的应力分布图；步骤2：划分骨小梁层区域：由骨小梁层的应力分布图获取骨小梁层的应力区间，并根据应力区间对骨小梁层进行区域划分；步骤3：确定骨小梁层各区域的安全系数：根据骨小梁层最大应力和人体皮质骨的抗压强度，确定骨小梁层各区域的安全系数；步骤4：测试骨小梁结构合金压缩试件的抗压强度与骨小梁结构的孔隙率的对应关系：建立骨小梁结构模型，并依据骨小梁结构模型采用选区激光熔融技术成型骨小梁结构合金压缩试件，骨小梁结构合...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永弟，王宗瑜，王宗玮，杨光，秦志英，
申请(专利权)人：河北科技大学，
类型：发明
国别省市：