金属陶瓷全肩关节假体系统以及制备方法技术方案

本申请涉及骨科人工关节设计制造技术领域，尤其是涉及一种金属陶瓷全肩关节假体系统以及制备方法。金属陶瓷全肩关节假体系统包括顺次连接的肱骨柄假体、锥度适配器假体、肱骨头假体以及肩盂托假体；肱骨头假体和锥度适配器假体均采用3D锆铌金属打印或锻件加工成型；肱骨柄假体与肩盂托假体采用3D打印锆铌合金一体成型；肱骨头假体和肩盂托假体的相对运动接触面的位置处设置有由锆铌表面氧化形成的金属陶瓷界面层。本申请提供的金属陶瓷全肩关节假体系统使用寿命更长，耐磨性强、具有低磨损率、不会引发骨溶解、不会造成假体松动等优点。点。点。

【技术实现步骤摘要】
金属陶瓷全肩关节假体系统以及制备方法


[0001]本申请涉及骨科人工关节设计制造
，尤其是涉及一种金属陶瓷全肩关节假体系统以及制备方法。

技术介绍

[0002]目前，随着老年社会的到来，关节疾病增多；同时由于社会进步人们对健康要求更高，关节置换的数量急剧增加。关节假体置换是一种手术治疗方法，主要目的是恢复关节功能，缓解疼痛，提高患者的生活质量。尽管关节置换手术手术过程及技术目前临床已标准化，但是关节置换后各种并发症时有发生，导致手术失败并需要进行手术翻修。假体与骨界面松动是造成假体失效的主要原因，假体松动的原因十分复杂，无菌性松动是最常见的术后并发症。
[0003]在关节假体失效的原因中，活动磨损是无菌性松动的最主要的原因之一。据统计，在人工关节置换术后10年内，活动磨损失效占比约为50
‑
60％。随着使用年限的增加，活动磨损失效的占比也会逐渐增加。因此，减少关节假体的活动磨损，是提高关节假体寿命和减少失效率的重要手段之一。
[0004]现有的关节假体多数采用超高分子量聚乙烯制成，由超高分子量聚乙烯制成的关节假体，一方面，其磨屑容易散布到周围组织，从而引发骨溶解现象，造成假体松动；另一方面，耐磨和耐腐蚀性较差。
[0005]因此，亟需一种金属陶瓷全肩关节假体系统以及制备方法，在一定程度上以解决现有技术中存在的技术问题。

技术实现思路

[0006]本申请的目的在于提供一种金属陶瓷全肩关节假体系统以及制备方法，以在一定程度上提高关节假体的耐磨性、耐腐蚀性等有益效果。
[0007]本申请提供了一种金属陶瓷全肩关节假体系统，包括顺次连接的肱骨柄假体、锥度适配器假体、肱骨头假体以及肩盂托假体；
[0008]所述肱骨头假体和所述锥度适配器假体均采用3D锆铌金属打印或锻件加工成型；
[0009]所述肱骨柄假体与所述肩盂托假体采用3D打印锆铌合金一体成型；
[0010]所述肱骨头假体和所述肩盂托假体的相对运动接触面的位置处设置有由锆铌表面氧化形成的金属陶瓷界面层。
[0011]在上述技术方案中，进一步地，所述金属陶瓷界面层包括叠加的氧化层以及富氧扩散层；
[0012]所述金属陶瓷界面层的厚度设置在3μm
‑
35μm之间。
[0013]在上述技术方案中，进一步地，所述肩盂托假体除与所述肱骨头假体相对的剩余面上均设置有所述金属陶瓷界面层。
[0014]在上述技术方案中，进一步地，所述锥度适配器假体分别与所述肱骨头假体以及
所述肩盂托假体之间设置有由所述锆铌表面氧化的所述金属陶瓷界面层或锆铌抛光面层。
[0015]在上述技术方案中，进一步地，所述肩盂托假体内设置有骨小梁孔隙结构。
[0016]在上述技术方案中，进一步地，所述肱骨头假体与所述肩盂托假体的所述相对运动接触面的位置处还设置有微织构结构；
[0017]所述金属陶瓷界面层形成于所述微织构结构。
[0018]在上述技术方案中，进一步地，所述微织构结构包括固定部以及微织构；
[0019]所述微织构设置于所述固定部朝向所述肱骨头假体和/或所述肩盂托假体的端面。
[0020]在上述技术方案中，进一步地，所述微织构结为凹六棱柱的微织构或凹圆柱的微织构。
[0021]本申请还提供一种金属陶瓷全肩关节假体系统的制备方法，包括以下步骤：
[0022]步骤100：肱骨柄假体和肩盂托假体的制备；
[0023]步骤101：以颗粒直径为50微米的锆铌合金粉为原料，经3D打印一体成型分别得到肱骨柄假体的第一中间产物和肩盂托假体的第一中间产物，将两种第一中间产物放入热等静压炉，在氦气或氩气保护下，升温至1250℃1400℃，在140MPa180MPa，恒温放置1h3h，降至常压，随炉冷却至200℃以下取出，得到两种第二中间产物；
[0024]步骤102：将两种第二中间产物放置于程序性降温盒中以1℃/min的速度降温至80℃～120℃，恒温放置5h10h，从程序性降温盒中取出；在液氮中再放置16h 36h，调节温度至室温，得到两种第三中间产物；
[0025]步骤103：将两种第三中间产物放置于程序性降温盒中以1℃/min的速度降温至80℃～120℃，恒温放置5h10h；从程序性降温盒中取出；在液氮中再放置16h 36h，调节温度至室温；得到两种第四中间产物；
[0026]步骤104：将两种第四中间产物进行机加工修整、抛光、清洗和干燥，然后在在相对运动接触面上加工微织构结构，通过使用微细铣削、车削加工和激光加工等机械方法，制备出微米级微织构结构和/或纳米级微织构结构，使得微织构结构与金属陶瓷界面层的整体具有不同形状的凹或凸微观结构或多级尺度复合结构；得到两种第五中间产物；或者不进行微织构结构的制作而直接得到第五中间产物；
[0027]步骤105：将两种第五中间产物放置于管式炉内，通入含氧质量百分比为5％15％的常压氦气或氩气，以5℃/min20℃/min加热至500℃700℃，以0.4℃/min0.9℃/min降温至400℃495℃，再自然冷却至200℃以下取出，分别得到肩盂托假体和肱骨柄假体；
[0028]步骤200：肱骨头假体和锥度适配器假体的制备：
[0029]步骤201：将锆铌合金锻件进行机加工、修整、抛光、清洗和干燥，分别得到肱骨头假体和锥度适配器假体的中间产物，在肱骨头假体的相对运动接触面上加工微织构结构；而后在肱骨头假体和锥度适配器假体相对运动接触面上进行微织构结构制作或者不进行微织构结构的制作而直接得到中间产物；
[0030]步骤202：分别将肱骨头假体和锥度适配器假体的中间产物放置于管式炉内，通入含氧质量百分比为5％15％的常压氦气或氩气，以5℃/min20℃/min加热至500℃700℃，以0.4℃/min0.9℃/min降温至400℃495℃，再自然冷却至200℃以下取出，得到肱骨头假体和锥度适配器假体。
[0031]在上述技术方案中，进一步地，所述步骤201中的锥度适配器假体的中间产物的外表面的粗糙度为Ra≤0.080μm；肱骨头假体的中间产物的内表面的粗糙度为Ra≤0.050μm。
[0032]与现有技术相比，本申请的有益效果为：
[0033]本申请提供的一种金属陶瓷全肩关节假体系统，包括顺次连接的肱骨柄假体、锥度适配器假体、肱骨头假体以及肩盂托假体；
[0034]所述肱骨头假体和所述锥度适配器假体均采用3D锆铌金属打印或锻件加工成型；
[0035]所述肱骨柄假体与所述肩盂托假体采用3D打印锆铌合金一体成型；
[0036]所述肱骨头假体和所述肩盂托假体的相对运动接触面的位置处设置有由锆铌表面氧化形成的金属陶瓷界面层。
[0037]综上，本申请提供的金属陶瓷全肩关节假体系统使用寿命更长，耐磨性强、具有低磨损率、不会引发骨溶解、不会造成假体松动等优点。
[0038]本申请还提供一种金本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属陶瓷全肩关节假体系统，其特征在于，包括顺次连接的肱骨柄假体、锥度适配器假体、肱骨头假体以及肩盂托假体；所述肱骨头假体和所述锥度适配器假体均采用3D锆铌金属打印或锻件加工成型；所述肱骨柄假体与所述肩盂托假体采用3D打印锆铌合金一体成型；所述肱骨头假体和所述肩盂托假体的相对运动接触面的位置处设置有由锆铌表面氧化形成的金属陶瓷界面层。2.根据权利要求1所述的金属陶瓷全肩关节假体系统，其特征在于，所述金属陶瓷界面层包括叠加的氧化层以及富氧扩散层；所述金属陶瓷界面层的厚度设置在3μm
‑
35μm之间。3.根据权利要求1所述的金属陶瓷全肩关节假体系统，其特征在于，所述肩盂托假体除与所述肱骨头假体相对的剩余面上均设置有所述金属陶瓷界面层。4.根据权利要求1所述的金属陶瓷全肩关节假体系统，其特征在于，所述锥度适配器假体分别与所述肱骨头假体以及所述肩盂托假体之间设置有由所述锆铌表面氧化的所述金属陶瓷界面层或锆铌抛光面层。5.根据权利要求1所述的金属陶瓷全肩关节假体系统，其特征在于，所述肩盂托假体内设置有骨小梁孔隙结构。6.根据权利要求1所述的金属陶瓷全肩关节假体系统，其特征在于，所述肱骨头假体与所述肩盂托假体的所述相对运动接触面的位置处还设置有微织构结构；所述金属陶瓷界面层形成于所述微织构结构。7.根据权利要求6所述的金属陶瓷全肩关节假体系统，其特征在于，所述微织构结构包括固定部以及微织构；所述微织构设置于所述固定部朝向所述肱骨头假体和/或所述肩盂托假体的端面。8.根据权利要求7所述的金属陶瓷全肩关节假体系统，其特征在于，所述微织构结为凹六棱柱的微织构或凹圆柱的微织构。9.一种金属陶瓷全肩关节假体系统的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤100：肱骨柄假体和肩盂托假体的制备；步骤101：以颗粒直径为50微米的锆铌合金粉为原料，经3D打印一体成型分别得到肱骨柄假体的第一中间产物和肩盂托假体的第一中间产物，将两种第一中间产物放入热等静压炉，在氦气或氩气保护下，升温至1250℃1400℃，在140MPa 180MPa，恒温放置1h 3h，降至常压，随炉冷却至200℃以下取出，得到两种第二中间产物；步骤102：将...

【专利技术属性】
技术研发人员：张春秋，胡亚辉，王亚辰，焦丽莎，宋新新，陈亚，刘淑红，
申请(专利权)人：嘉思特医疗器材天津股份有限公司，
类型：发明
国别省市：