一种具有优异骨整合能力的新型仿生髋关节假体制造技术

本发明专利技术提供一种具有优异骨整合能力的新型仿生髋关节假体，包括本体，本体包括头颈部基体和股骨柄基体，头颈部基体包括头部基体和颈部基体；头颈部基体内有交错走形的多孔支撑结构，与人股骨近端内部主压力

【技术实现步骤摘要】
一种具有优异骨整合能力的新型仿生髋关节假体


[0001]本专利技术涉及医疗器械设计
，具体而言，尤其涉及一种具有优异骨整合能力的新型仿生髋关节假体
。

技术介绍

[0002]人工髋关节置换术是医学史上最成功的手术之一，因此被称为“世纪手术”，但是翻修手术时有发生，主要原因是骨整合缺失，因此，人们对于髋关节假体的进一步改进有着强烈需求
。
理想的髋关节假体可通过骨整合实现在体内的长期稳定存活，这要求假体具备三个基本特征：坚固的初始稳定性
(
通过骨与种植体表面的直接接触获得
)、
中期生物固定能力
(
通过多孔结构实现骨长入
)、
与周围骨匹配的应力分布
(
可减少因“应力遮挡”所致的骨吸收
)
以确保长期生存
。
因此，为开发理想植入物的结构设计，必须以生物力学研究数据
、
新材料应用和现代制造方法为基础
。
[0003]目前髋关节假体股骨柄通过近端和或远端“压配”固定，无法提供完全的初始稳定，微动可能会导致假体早期松动，不利于新骨形成
。
通过锻造或铸造制造的股骨柄体为实体结构，不能形成适宜骨长入的多孔结构，因而无法通过“骨锚定”形成生物固定，不利于假体的中期稳定
。
假体常用金属材料主要包括钛及钛合金
、
钴铬钼合金等，弹性模量远远高于人骨，因此会造成“应力遮挡”效应，假体周围骨质应力分布减少，在骨重塑的过程中将不断发生骨吸收，进而导致假体无菌性松动和假体周围骨折等远期并发症的产生；且柄体与髓腔不适配，传导至假体周围骨质的应力不均匀，加剧了骨质流失，因此不利于假体的长期稳定存活
。

技术实现思路

[0004]根据上述提出的技术问题，而提供一种具有优异骨整合能力的新型仿生髋关节假体
。
本专利技术可通过嵌插及压配固定，辅以大转子螺钉固定，实现假体的初始稳定；利用椭圆形横截面和柄体多孔结构，实现假体的中期稳定；利用头颈部多孔支撑结构，实现假体的长期稳定
。
[0005]本专利技术采用的技术手段如下：
[0006]一种具有优异骨整合能力的新型仿生髋关节假体，包括：本体，所述本体具有带一定壁厚的一体式实体外壳，包括头颈部基体和股骨柄基体，所述头颈部基体包括头部基体和颈部基体；
[0007]所述头颈部基体内具有交错走形的多孔支撑结构，与人股骨近端内部主压力
、
主张力骨小梁走形匹配；
[0008]所述股骨柄基体为短柄，其在植入人体后柄体在小转子下方的长度占旋转中心至柄体末端长度的
1/3
‑
1/2
，股骨柄基体的上端具有均匀多孔结构，与人股骨近端内部次压力骨小梁走形匹配；柄体内部中空，柄体末端具有斜面，且呈锐利结构，适配髓腔轮廓并可直接插入髓腔
。
[0009]进一步地，所述多孔支撑结构包括第一多孔结构
、
第二多孔结构
、
第三多孔结构和第五多孔结构；
[0010]所述第一多孔结构为主压力小梁区功能梯度多孔支撑结构，由头部基体顶部内面斜向下走行，止于颈部基体和股骨柄基体的内侧内面；
[0011]所述第二多孔结构为主张力小梁区均匀多孔支撑结构，由头部基体内侧内面先横向再斜向外走行，止于颈部基体和股骨柄基体外侧内面；所述第二多孔结构包括横穿在第一多孔结构中部的第三多孔结构，将第一多孔结构分为上下两部分，所述第三多孔结构形成于第一多孔结构和第二多孔结构的交汇区，为均匀多孔结构；
[0012]所述第五多孔结构为头颈部基体内剩余空间填充的均匀多孔结构；
[0013]所述股骨柄基体上端具有的均匀多孔结构为第四多孔结构，所述第四多孔结构为次压力小梁区均匀多孔结构，起于股骨柄基体上端外侧，止于股骨柄基体上端内侧
。
[0014]进一步地，所述第一多孔结构和第二多孔结构的交汇区形成股骨头的中心支点，且与第四多孔结构构成三角稳定结构
。
[0015]进一步地，所述第一多孔结构为孔隙率渐变的功能梯度多孔结构，孔径为
600
‑
800um
，孔隙率为
60
％；
[0016]所述第二多孔结构的孔径为
800um
，孔隙率为
50
‑
70
％；
[0017]所述第三多孔结构的孔径为
800um
，孔隙率为
50
‑
70
％；
[0018]所述第四多孔结构的孔径为
800um
，孔隙率为
50
‑
70
％；
[0019]所述第五多孔结构的孔径为
1200um
，孔隙率为
70
‑
90
％
。
[0020]进一步地，所述头部基体的轮廓为半球形；所述颈部基体的截面形状为圆形或椭圆形
。
[0021]进一步地，所述股骨柄基体从上至下呈锥形，上端粗下端细，与髓腔形状适配；所述股骨柄基体的截面形状为适配髓腔的椭圆形；所述股骨柄基体的末端为锥形结构，纵截面形状为三角形
。
[0022]进一步地，所述股骨柄基体的外部设有厚度为1‑
3mm
的多孔结构，所述多孔结构为均匀结构或功能梯度结构，孔径为
400
‑
600um
，孔隙率为
50
‑
70
％，孔隙率由假体中心向外围逐渐增大
(
由外往内孔隙率逐渐减小
)。
在打压进入髓腔时，外部孔隙率大的多孔结构会发生轻微形变，使得压配更为紧密
。
[0023]进一步地，所述假体的大转子位置上设置1‑2个钉孔，在钉孔内植入螺钉后，用于将假体固定于外侧皮质骨
。
[0024]进一步地，所述实体外壳的壁厚为2‑
5mm
；
[0025]所述假体的材质至少为钛
、
钛合金
、
钴合金
、
不锈钢
、
钽
、
钽合金中的一种
。
[0026]进一步地，所述假体通过
3D
打印制造
。
[0027]较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0028]1、
本专利技术提供的具有优异骨整合能力的新型仿生髋关节假体，柄体横截面设计为适配髓腔的椭圆形，可防止假体旋转；柄体中空，末端斜面
、
锐利结构的设计可避免扩髓，方便假体直接打压进入髓腔，股骨近端松质骨对假体的包裹可起到固定作用，从而实现“压配”固定和“嵌插”固定的结合；在打压过程中，股骨柄外围多孔结构发生轻微形变，使得压配更为紧密本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种具有优异骨整合能力的新型仿生髋关节假体，其特征在于，包括：本体，所述本体具有带一定壁厚的一体式实体外壳，包括头颈部基体和股骨柄基体
(3)
，所述头颈部基体包括头部基体
(1)
和颈部基体
(2)
；所述头颈部基体内具有交错走形的多孔支撑结构，与人股骨近端内部主压力
、
主张力骨小梁走形匹配；所述股骨柄基体
(3)
为短柄，其在植入人体后柄体在小转子下方的长度占旋转中心至柄体末端长度的
1/3
‑
1/2
，股骨柄基体
(3)
的上端具有均匀多孔结构，与人股骨近端内部次压力骨小梁走形匹配；柄体内部中空，柄体末端具有斜面，且呈锐利结构，用于直接插入髓腔
。2.
根据权利要求1所述的具有优异骨整合能力的新型仿生髋关节假体，其特征在于，所述多孔支撑结构包括第一多孔结构
(4)、
第二多孔结构
(5)、
第三多孔结构
(6)
和第五多孔结构
(8)
；所述第一多孔结构
(4)
为主压力小梁区功能梯度多孔支撑结构，由头部基体
(1)
顶部内面斜向下走行，止于颈部基体
(2)
和股骨柄基体
(3)
的内侧内面；所述第二多孔结构
(5)
为主张力小梁区均匀多孔支撑结构，由头部基体
(1)
内侧内面先横向再斜向外走行，止于颈部基体
(2)
和股骨柄基体
(3)
外侧内面；所述第二多孔结构
(5)
包括横穿在第一多孔结构
(4)
中部的第三多孔结构
(6)
，将第一多孔结构
(4)
分为上下两部分，所述第三多孔结构
(6)
形成于第一多孔结构
(4)
和第二多孔结构
(5)
的交汇区，为均匀多孔结构；所述第五多孔结构
(8)
为头颈部基体内剩余空间填充的均匀多孔结构；所述股骨柄基体
(3)
上端具有的均匀多孔结构为第四多孔结构
(7)
，所述第四多孔结构
(7)
为次压力小梁区均匀多孔结构，起于股骨柄基体
(3)
上端外侧，止于股骨柄基体
(3)
上端内侧
。3.
根据权利要求2所述的具有优异骨整合能力的新型仿生髋关节假体，其特征在于，所述第一多孔结构
(4)
和第二多孔结构
(5)
的交汇区形成股骨头的中心支点，且与第四多孔结构
(7)
构成三角稳定结构
。4.
根据权利要求2或3所述的具有优异骨整合能力的新型仿生髋关节假体，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵德伟，曹孟，李军雷，刘凌鹏，
申请(专利权)人：大连大学附属中山医院，
类型：发明
国别省市：