一種人工髖臼外杯的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物醫(yī)用材料領(lǐng)域，尤其涉及一種人工髖白外杯。
【背景技術(shù)】
[0002]人工髖關(guān)節(jié)置換是目前治療骨關(guān)節(jié)領(lǐng)域疾病最有效的方法，它使很多嚴重骨關(guān)節(jié)疾病的患者得到康復。
[0003]在人工髖關(guān)節(jié)的臨床應用中，還有許多的問題需要不斷的探索，其中，關(guān)節(jié)髖臼杯與關(guān)節(jié)股骨柄穩(wěn)定性問題，以及人工關(guān)節(jié)的松動問題，是比較致命的兩個問題。
[0004]人工關(guān)節(jié)的松動問題主要由關(guān)節(jié)界面間磨損導致金屬、陶瓷、高分子等碎肩造成無菌性松動，使得關(guān)節(jié)頭與白杯界面間的匹配性變差，進而導致人工關(guān)節(jié)的失效，碎肩通常會引起人體內(nèi)的生物反應，如炎癥或排斥反應等，對人體造成傷害。為了解決人工關(guān)節(jié)的松動問題，目前，常對人工關(guān)節(jié)進行表面處理，例如在人工關(guān)節(jié)表面進行鈦珠燒結(jié)、鈦絲燒結(jié)或噴涂鈦合金粉末、生物陶瓷粉、羥基磷灰石(HA)涂層等，然而，這些表面處理雖然可以緩解松動問題，但與人體骨組織的融合性較差，存在穩(wěn)定性的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在至少解決上述技術(shù)缺陷之一，提供一種人工髖臼外杯，增加與人體骨組織的融合性，有效防止人工髖關(guān)節(jié)和骨質(zhì)間發(fā)生松動。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
[0007]一種人工髖臼外杯，包括髖臼外杯本體以及髖臼外杯本體的外表面上的鈦合金層，所述鈦合金層為海綿孔結(jié)構(gòu)，海綿孔結(jié)構(gòu)中的孔洞的壁為鈦合金材料，孔洞在厚度方向上呈不規(guī)則立體網(wǎng)狀分布，形成連通的孔道。
[0008]可選的，所述鈦合金層的厚度為50_1000um。
[0009]可選的，所述鈦合金層的孔隙率為70-85%。
[0010]可選的，所述鈦合金層由3D打印形成。
[0011 ] 可選的，髖臼外杯本體內(nèi)設(shè)置有與其配合的髖臼內(nèi)襯。
[0012]可選的，髖臼內(nèi)襯的內(nèi)表面上形成有碳基潤滑膜。
[0013]可選的，所述碳基潤滑膜包括富sp2a_C層與TiC層依次層疊的疊層以及疊層上的富 sp3a_C 層。
[0014]可選的，富sp3a_C層的厚度為15_30nm，所述碳基潤滑膜的厚度為2.0?5.0 μπι。
[0015]可選的，所述富sp2a_C層中碳的含量為75?95wt%。
[0016]可選的，所述疊層中碳的含量為45?75wt%。
[0017]本發(fā)明實施例提供的人工髖臼外杯，髖臼外杯本體的外表面上形成有鈦合金層，該鈦合金層為海綿孔結(jié)構(gòu)，在該人工髖關(guān)節(jié)植入人體后，骨細胞會長入海綿孔結(jié)構(gòu)的孔道中，增加髖白外杯與人體骨組織的融合性，有效防止人工髖關(guān)節(jié)和骨質(zhì)間發(fā)生松動。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本發(fā)明實施的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的人工髖關(guān)節(jié)的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例人工髖臼外杯的髖臼外杯本體的外表面上的鈦合金層的電鏡照片；
[0021]圖3為根據(jù)本發(fā)明實施例人工髖臼外杯內(nèi)的髖臼內(nèi)襯內(nèi)表面上的碳基潤滑膜的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0022]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細的說明。
[0023]在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。
[0024]參考圖1所示，人工髖關(guān)節(jié)主要包括髖臼外杯1、髖臼內(nèi)襯2、股骨球頭3和關(guān)節(jié)股骨柄4，髖白內(nèi)襯2配合在髖白外杯I的內(nèi)壁與股骨球頭3的外表面之間，關(guān)節(jié)股骨柄4固定于股骨球頭3。
[0025]髖臼內(nèi)襯2配合在髖臼外杯I內(nèi)壁與股骨球頭3外表面之間，作為股骨球頭3的介面，股骨球頭3接合在關(guān)節(jié)股骨柄4上，以髖白內(nèi)襯2為介面進行活動。髖白內(nèi)襯2可以提高髖白外杯與股骨球頭的匹配性，增加耐磨性和潤滑性，延長人工髖關(guān)節(jié)的使用壽命。
[0026]在本發(fā)明中，在髖臼外杯I包括髖臼外杯本體以及髖臼外杯本體的外表面11上的鈦合金層，可以在髖白外杯本體的整個表面上覆蓋該鈦合金層，也可以在髖白外杯本體的局部表面形成該鈦合金層，尤其是在該髖白外杯與人體骨組織結(jié)合的局部表面上形成該鈦合金層。髖臼外杯本體為與股骨球頭配合的結(jié)構(gòu)，髖臼外杯本體的材料可以為醫(yī)用金屬材料，醫(yī)用金屬材料是用于生物醫(yī)學材料的金屬或合金，例如鈦合金、不銹鋼、鈷鉻鉬合金、鎳鉆合金等。
[0027]該髖臼外杯本體外表面上的鈦合金層的結(jié)構(gòu)為海綿孔結(jié)構(gòu)，海綿孔結(jié)構(gòu)即類似于海綿的孔結(jié)構(gòu)，如圖2所示，海綿孔結(jié)構(gòu)中的孔洞的壁20為鈦合金材料，孔洞22呈規(guī)則或不規(guī)則形狀，孔洞在厚度方向上錯落分布，呈不規(guī)則立體網(wǎng)狀分布，形成連通的孔道，其中，鈦合金材料為醫(yī)用鈦合金材料，適用于植入人體內(nèi)，鈦合金層中的孔隙率為75 %，鈦合金層的厚度可以為50-1000 μ m，可以通過3D打印技術(shù)在髖白外杯本體表面上形成。
[0028]還可以通過3D打印技術(shù)在關(guān)節(jié)股骨柄4上形成上述的鈦合金層，關(guān)節(jié)股骨柄可以為與股骨球頭一體的結(jié)構(gòu)，也可以為與股骨球頭為分體的結(jié)構(gòu)，可以在關(guān)節(jié)股骨柄4的整個表面上形成該鈦合金層，也可以在關(guān)節(jié)股骨柄靠近股骨球頭3的端部的部分外表面上形成有鈦合金層，參考圖1所示，關(guān)節(jié)股骨柄4靠近股骨球頭的端部41指關(guān)節(jié)股骨柄與股骨球頭連接后，關(guān)節(jié)股骨柄靠近股骨球頭的暴露出的周面，優(yōu)選的，該端部41的高度h為整個股骨柄高度的1/3。
[0029]該鈦合金層為海綿孔結(jié)構(gòu)，具有類似于骨組織的孔洞結(jié)構(gòu)，在將表面形成有該鈦合金層的人工髖關(guān)節(jié)植入人體后，骨細胞會沿著海綿孔結(jié)構(gòu)中的孔道生長，進而使得人工髖關(guān)節(jié)與人體骨組織嵌合，增加與人體骨組織的融合性，有效防止人工髖關(guān)節(jié)和骨質(zhì)間發(fā)生松動。
[0030]該髖臼外杯本體內(nèi)設(shè)置有臼杯內(nèi)襯，髖臼內(nèi)襯2可以采用聚乙烯、陶瓷或金屬材料等，本實施例中，髖臼內(nèi)襯2可以為超高分子量聚乙烯(UHMWPE)或者高交聯(lián)超高分子量聚乙烯，所述股骨球頭3和關(guān)節(jié)股骨柄4的材料可以為醫(yī)用金屬材料，醫(yī)用金屬材料是用于生物醫(yī)學材料的金屬或合金，例如鈦合金、不銹鋼、鈷鉻鉬合金、鎳鈷合金等。
[0031]在本發(fā)明的實施例中，在所述股骨球頭3的外表面，以及進一步的，髖臼內(nèi)襯2的內(nèi)表面上形成有碳基潤滑膜，該碳基潤滑膜為包括碳材料的復合膜層，該碳基潤滑膜可以通過濺射的方式鍍覆在股骨球頭和髖白內(nèi)襯的內(nèi)表面上，使得股骨球頭的介面具有良好的潤滑性。
[0032]在本實施例中，如圖3所示，所述碳基潤滑膜10包括富sp2a-C層與TiC層依次層疊的疊層101以及疊層上的富sp3a-c層102，可以通過濺射的方式鍍覆，富sp3a-c層102即主要以SP3鍵的形式結(jié)合的非晶碳，富sp 2a-C層即主要以Sp2鍵的形式結(jié)合的非晶碳。
[0033]在優(yōu)選的實施例中，富sp3a-C層102的厚度為15-30nm，所述碳基潤滑膜的厚度為2.0?5.0 μ m，所述富sp2a-C層中碳的含量為75?95wt %，所述疊層102中碳的含量為45?75wt %。本實施例的碳基潤滑膜中，在與球頭和內(nèi)襯基底接合的表面上形成的為富sp2a-C層與TiC層依次層疊的疊層101，在頂層形成的為富sp3a-C層102，該疊層的結(jié)構(gòu)及材料使得與基底具有更好的結(jié)合力，同時具有低的內(nèi)應力和好的潤滑性，并通過富sp3a-C層提高硬度和耐磨性能、潤滑性能。此外，采用聚乙烯的髖臼內(nèi)襯與碳基潤滑膜的股骨球頭配合使用，介面間具有更好的潤滑性和耐磨性，避免磨損碎肩的產(chǎn)生，延長了人工髖關(guān)節(jié)的使用壽命。
[0034]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。
[0035]雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種人工髖白外杯，其特征在于，包括髖白外杯本體以及髖白外杯本體的外表面上的鈦合金層，所述鈦合金層為海綿孔結(jié)構(gòu)，海綿孔結(jié)構(gòu)中的孔洞的壁為鈦合金材料，孔洞在厚度方向上呈不規(guī)則立體網(wǎng)狀分布，形成連通的孔道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工髖白外杯，其特征在于，所述鈦合金層的厚度為50_1000um。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工髖白外杯，其特征在于，所述鈦合金層的孔隙率為70-85%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工髖白外杯，其特征在于，所述鈦合金層由3D打印形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人工髖白外杯，其特征在于，髖白外杯本體內(nèi)設(shè)置有與其配合的髖臼內(nèi)襯。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的人工髖白外杯，其特征在于，髖白內(nèi)襯的內(nèi)表面上形成有碳基潤滑月吳。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的人工髖臼外杯，其特征在于，所述碳基潤滑膜包括富sp2a-C層與TiC層依次層疊的疊層以及疊層上的富sp3a-C層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的人工髖臼外杯，其特征在于，富sp3a-C層的厚度為15-30nm，所述碳基潤滑膜的厚度為2.0?5.0 μ m。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的人工髖臼外杯，其特征在于，所述富sp2a-C層中碳的含量為75 ?95wt%。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的人工髖白外杯，其特征在于，所述疊層中碳的含量為45?75wt % ο
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種人工髖臼外杯，包括髖臼外杯本體以及髖臼外杯本體的外表面上的鈦合金層，所述鈦合金層為海綿孔結(jié)構(gòu)，海綿孔結(jié)構(gòu)中的孔洞的壁為鈦合金材料，孔洞在厚度方向上呈不規(guī)則立體網(wǎng)狀分布，形成連通的孔道。本發(fā)明增加髖臼外杯與人體骨組織的融合性，有效防止人工髖關(guān)節(jié)和骨質(zhì)間發(fā)生松動。
【IPC分類】A61L27-56, A61L27-30, A61F2-34
【公開號】CN104840277
【申請?zhí)枴緾N201510266548
【發(fā)明人】李玲玲, 李非凡, 金攻, 涂江平
【申請人】中奧匯成科技股份有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年5月22日