專利名稱：一種股骨頭內(nèi)支撐架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種人體植入物，具體是一種植入股骨頭內(nèi)用于治療股骨頭壞死的支 撐架。
背景技術(shù)：
股骨頭壞死的常用治療方法為髓芯減壓術(shù)，為防止因髓芯減壓術(shù)后遺留的骨缺損 和股骨頸薄弱導(dǎo)致加速股骨頭塌陷，人們采用內(nèi)部支撐物提供支撐力。常用的支撐材料 有
1.金屬類實(shí)心或空心棒，如鈦及鈦合金棒、鉭棒、鈷鉻合金棒、不銹鋼棒等。金屬支 撐物的優(yōu)點(diǎn)是支撐力大，一次永久性植入。但其彈性模量比骨大很多倍，例如鈦的彈性模量 近114GPa，而骨骼的彈性模量只有10-30Gpa，在動(dòng)態(tài)受力時(shí)會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力屏蔽，植入物與骨 的形變不同步，引起結(jié)合處骨骼損傷，發(fā)生松動(dòng)。再者，對(duì)金屬植入物不能從X射線片上判 斷其內(nèi)部骨融合情況，在CT、MRI圖像上產(chǎn)生偽影，限制了以影像學(xué)手段觀察骨與植入物界 面的結(jié)合和生長(zhǎng)情況。
2.作填塞用的生物骨材料和人工骨材料。生物骨材料如自體骨、同種異體骨、異種 骨、脫鈣骨基質(zhì)(DBM)；人工骨材料如膠原與海藻酸鈉、納米羥基磷灰石合成的人工骨，膠 原與納米羥基磷灰石合成的人工骨，羥基磷灰石(HA)、磷酸三鈣(TCP)、雙向鈣磷(BCP)。這 類材料的優(yōu)點(diǎn)是傳遞成骨和誘導(dǎo)成骨的骨組織生長(zhǎng)條件好，與骨融合生長(zhǎng)成自體骨組織。 缺點(diǎn)是強(qiáng)度低，短期支撐力不夠。
3.生物可吸收聚合物如聚乳酸(PLLA)、聚乙交酯(PGA)、聚己內(nèi)酯(PCL)，在植入 物中期起暫時(shí)性支撐作用，待骨骼生長(zhǎng)后此類植入材料被吸收。
4.聚醚醚酮(PEEK)及增強(qiáng)碳纖維(CAGE)可用于永久性植入物，常用于高應(yīng)力領(lǐng) 域。其彈性模量為4GPa到21Gpa，與人體骨小梁結(jié)構(gòu)松質(zhì)骨的彈性模量18_20Gpa最為接 近。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種股骨頭內(nèi)支撐架設(shè)計(jì)方案，該支撐架可以提供股骨頭 內(nèi)永久結(jié)構(gòu)性支撐力并減小和消除因彈性模量差引起的應(yīng)力屏障，同時(shí)提供傳遞成骨和誘 導(dǎo)成骨的骨組織生長(zhǎng)條件，可與骨融合生長(zhǎng)成自體骨組織。
本發(fā)明股骨頭內(nèi)支撐架為中空的圓柱形體，分為頭部、體部、尾部三部分。頭部、體 部、尾部三部分在同一軸線上前后銜接。其中，支撐架的體部為一圓管體，是支撐架的主體， 其前端端頭部為半球形殼，封閉管腔，稱為支撐架的頭部。頭部半球形的直徑與體部圓管的 直徑相同。支撐架的尾部也為中空管形，其管腔與體部管腔等粗，其管壁較體部加厚，設(shè)外 螺紋，備作旋入股骨頭骨質(zhì)內(nèi)將支撐架與股骨頭固定。尾部的后端面為平面，設(shè)有一字槽或 十字槽，備作容納改錐，向股骨頭內(nèi)旋入支撐架用。在支撐架頭部的球面壁和體部、尾部的 側(cè)壁均設(shè)有交通孔，備作將支撐架安裝于股骨頭后人體成骨細(xì)胞通過(guò)交通孔向管長(zhǎng)。在支撐架從頭部到尾部的中空腔內(nèi)填充人工骨誘導(dǎo)材料。
作為優(yōu)化，支撐架的總體長(zhǎng)度為30_130mm，在此范圍內(nèi)設(shè)置若干長(zhǎng)度規(guī)格，以適應(yīng) 不同個(gè)體和不同病情需要。支撐架的體部和頭部的外徑為5-20mm，常用10mm。支撐架的體 部和頭部管壁的厚度為0. 5-3mm。
作為優(yōu)化，支撐架尾部螺紋段長(zhǎng)10-35mm，常用25mm ；尾部直徑10-20mm，常用為 14mm ；尾部壁厚2-5mm，常用4mm。
作為優(yōu)化，支撐架的各個(gè)側(cè)面，除尾部的后端面外均設(shè)置交通孔，交通孔直徑 0.5-3mm，常用1mm。交通孔在各側(cè)面均勻分布，孔隙率為20-60%。尾部螺紋段的交通孔設(shè) 置于螺紋槽內(nèi)，避免破壞螺紋結(jié)構(gòu)。
用以制作本發(fā)明股骨頭內(nèi)支撐架圓柱形主體部分的材料可以是以下材料中的任 何一種植入級(jí)聚醚醚酮(PEEK)、增強(qiáng)碳纖維、鈦合金(TA1，TA2，TC4)。其中優(yōu)選聚醚醚酮。
用以本發(fā)明股骨頭內(nèi)支撐架中空腔內(nèi)填充的人工骨誘導(dǎo)材料可以是以下材料中 的任何一種膠原與海藻酸鈉、納米羥基磷灰石合成的人工骨；膠原與納米羥基磷灰石合 成的人工骨；羥基磷灰石(HA)；磷酸三鈣(TCP)；雙向鈣磷(BCP)。
本發(fā)明優(yōu)選與骨骼彈性模量接近的植入級(jí)聚醚醚酮做主體結(jié)構(gòu)支撐，較之常用的 金屬材料，避免了彈性模量大引起應(yīng)力屏蔽和某些金屬元素的溶出。采用中空結(jié)構(gòu)，則在保 證足夠支撐力的條件下，可讓骨組織向內(nèi)生長(zhǎng)，并留出減壓通道。在中空部位填充人工骨誘 導(dǎo)材料既提高了植入體整體的強(qiáng)度又加強(qiáng)了傳遞成骨和誘導(dǎo)成骨的骨組織生長(zhǎng)條件，防止 股骨頭塌陷的發(fā)生和發(fā)展，有利于股骨頭壞死的修復(fù)與重建，實(shí)際應(yīng)用治療效果良好。


圖1為本發(fā)明股骨頭內(nèi)支撐架結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明股骨頭內(nèi)支撐架縱剖面結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明股骨頭內(nèi)支撐架體部橫截面結(jié)構(gòu)示意圖4為本發(fā)明股骨頭內(nèi)支撐架帶螺紋尾部側(cè)視圖5為本發(fā)明股骨頭內(nèi)支撐架植入狀態(tài)示意圖。
圖中標(biāo)號(hào)所表示的部件或部位為1-支撐架體部；2-支撐架頭部；3-支撐架尾 部；4-管壁交通孔；5-尾端一字槽；6—用于填充人工骨材料的中空腔；7-股骨頭。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。
選取與骨骼彈性模量相接近的植入級(jí)聚醚醚酮材料制作本發(fā)明股骨頭內(nèi)支撐架 的主體部分。本發(fā)明股骨頭內(nèi)支撐架的主體部分是圓柱形中空結(jié)構(gòu)，分為頭部2、體部1、 尾部3三部分。頭部2、體部1、尾部3三部分在同一軸線上前后銜接。其中，支撐架的體 部1為一圓管體，其前端為支撐架頭部2。頭部2為半球形殼，封閉管腔6，頭部2半球形的 直徑與體部1圓管的直徑相同，為5-20mm，常用10mm。支撐架的體部和頭部管壁的厚度為 0. 5_3mm0
支撐架的尾部3也為中空管形，其管腔與體部3的管腔等粗，其管壁較體部3加 厚，設(shè)外螺紋。螺紋段長(zhǎng)10-35mm，常用25mm。帶有螺紋的尾部3直徑為10-20mm，常用為14mm。螺紋采用T型螺紋，螺距2_3mm，常用2. 5mm。尾部3的后端面為平面，設(shè)有一字槽5， 備作插入改錐用。尾部3后端面中央部為空洞，成為尾部3中空腔的開(kāi)放口。
在支撐架頭部2的球面壁和體部1、尾部3的側(cè)壁均設(shè)有交通孔4，使殼內(nèi)外相通。 交通孔4在管壁均勻分布，孔隙率為20-60%，每個(gè)交通孔的孔徑為0. 5-3mm。尾部3螺紋 段的交通孔設(shè)置于在螺紋槽內(nèi)，避免破壞螺紋結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明股骨頭內(nèi)支撐架的主體部分也可以采用增強(qiáng)碳纖維、鈦合金(TC4)材料制作。
在支撐架從頭部2到尾部3的中空腔6內(nèi)填充人工骨誘導(dǎo)材料，同時(shí)也盡量將人 工骨誘導(dǎo)材料填充于各交通孔內(nèi)。人工骨誘導(dǎo)材料可選取“膠原+海藻酸鈉+納米羥基磷 灰石”合成的人工骨、“膠原+納米羥基磷灰石”合成的人工骨、羥基磷灰石(HA)、磷酸三鈣 (TCP)、雙向鈣磷(BCP)中的一種。
本發(fā)明股骨頭內(nèi)支撐架安裝操作程序?qū)乃拦晒穷^進(jìn)行定位鉆孔擴(kuò)孔攻絲后， 選擇長(zhǎng)度合適的股骨頭內(nèi)支撐架，在透視引導(dǎo)下沿髓芯減壓孔緩緩打入至尾部螺紋起始 處，再用改錐旋擰，使支撐架進(jìn)到孔底部，與骨組織緊密貼合。
權(quán)利要求
1.一種股骨頭內(nèi)支撐架，其特征在于，其主體為中空的圓柱形體，分為頭部、體部和尾 部三部分，在同一軸線上前后銜接；其中，體部為一圓管體，前端銜接半球形頭部，頭部半球 形的直徑與體部圓管的直徑相同；支撐架的尾部也為中空管形，其管腔與體部管腔等粗，其 管壁較體部加厚，設(shè)外螺紋，尾部后端面為平面，設(shè)有一字槽或十字槽；在支撐架頭部的球 面壁和體部、尾部的側(cè)壁均設(shè)有交通孔，在支撐架從頭部到尾部的中空腔內(nèi)填充人工骨誘 導(dǎo)材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的股骨頭內(nèi)支撐架，其特征在于，支撐架的總體長(zhǎng)度為 30-130mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的股骨頭內(nèi)支撐架，其特征在于，支撐架的體部和頭部的外徑 為 5-20mmo
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的股骨頭內(nèi)支撐架，其特征在于，支撐架的體部和頭部管壁的 厚度為0. 5-3mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的股骨頭內(nèi)支撐架，其特征在于，支撐架尾部螺紋段長(zhǎng) 10-35mm，尾部直徑10_20mm，尾部壁厚2_5mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的股骨頭內(nèi)支撐架，其特征在于，支撐架的各個(gè)側(cè)面，除尾部的 后端面外均設(shè)置交通孔，交通孔在各側(cè)面均勻分布，孔隙率為20-60%，各交通孔的直徑為 0. 5_3mm0
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的股骨頭內(nèi)支撐架，其特征在于，支撐架尾部螺紋段的交通孔 設(shè)置于螺紋槽內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一權(quán)利要求所述的股骨頭內(nèi)支撐架，其特征在于，用以制作支 撐架主體結(jié)構(gòu)的材料是以下材料中的任何一種植入級(jí)聚醚醚酮、增強(qiáng)碳纖維、鈦合金。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一權(quán)利要求所述的股骨頭內(nèi)支撐架，其特征在于，用以填充支 撐架中空腔的人工骨誘導(dǎo)材料是以下材料中的任何一種膠原與海藻酸鈉、納米羥基磷灰 石合成的人工骨；膠原與納米羥基磷灰石合成的人工骨；羥基磷灰石；磷酸三鈣；雙向鈣 磷。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種股骨頭內(nèi)支撐架，其主體為中空的圓柱形體，其體部為一圓管體，前端銜接半球形頭部；其尾部管壁較體部加厚，設(shè)外螺紋，尾部后端面為平面，設(shè)有一字槽或十字槽；在支撐架頭部的球面壁和體部、尾部的側(cè)壁均設(shè)有側(cè)向交通孔，在支撐架從頭部到尾部的中空腔內(nèi)填充人工骨誘導(dǎo)材料。應(yīng)用本發(fā)明股骨頭內(nèi)支撐架避免了彈性模量大引起應(yīng)力屏蔽和某些金屬元素的溶出，既有足夠的整體強(qiáng)度又加強(qiáng)了傳遞成骨和誘導(dǎo)成骨的骨組織生長(zhǎng)條件。
文檔編號(hào)A61F2/36GK102028566SQ20101057386
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月6日
發(fā)明者吳春生, 尹曉宇, 沈龍, 邱芹 申請(qǐng)人:北京暢想天行醫(yī)療技術(shù)有限公司