專利名稱：鉭涂層人工肩關節(jié)假體的設計方法
技術領域：
本發(fā)明涉及到人工肩關節(jié)假體，特別涉及到一種表面設置有鉭微孔涂層的鉭涂層 人工肩關節(jié)假體的設計方法，屬于生物醫(yī)用復合材料應用領域。
背景技術：
目前，生物陶瓷涂層材料及微孔金屬涂層生物材料已成為假體表面處理的主要方 向，分別以羥基磷灰石(HA)及鈦(Ti)涂層為代表。它們是通過燒結(jié)或等離子噴涂的工藝 將HA (Ca10 (PO4) 6 (OH) 2)及Ti金屬被覆在醫(yī)用不銹鋼或Ti金屬基體表面，形成具有一定孔 隙結(jié)構的涂層復合材料來增加假體植入后的骨長入量，并達到假體在體內(nèi)穩(wěn)定效果。中國 專利說明書CN 201154007Y就公開了一種羥基磷灰石涂層人工關節(jié)假體，在假體柄身及假 體肩臼外表面設置有羥基磷灰石涂層，中國專利說明書CN 201154008Y則公開了一種鈦涂 層人工關節(jié)假體，在假體柄身及假體肩白外表面設置有鈦涂層。上世紀中葉，鉭(Ta)金屬生物材料開始進入醫(yī)學應用領域。首先，鉭金屬生物材 料的生物相容性及其在化學穩(wěn)定性、抗腐蝕性能方面優(yōu)于鈦及其他金屬生物材料的特性為 鉭金屬作為涂層材料在矯形外科應用提供了理論依據(jù)，尤其是鉭涂層具有優(yōu)于其它生物涂 層的物理特性及機械強度，使其在矯形外科的應用更具有了可行性。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鉭涂層人工肩關節(jié)假體的設計方法，它克服目前人工假 體涂層的不足，提高人工假體在人體內(nèi)的固定效果，延長人工假體的使用壽命。本發(fā)明的技術方案是提供一種鉭涂層人工肩關節(jié)假體的設計方法，它包括用于 植入肱骨骨髓腔的假體柄身、柄身再向上延伸為柄頸、柄頸上端套接肱骨球頭，其特征是: 柄身外表面包裹有鉭表面，鉭表面為微孔結(jié)構。它克服目前人工假體涂層的不足，提高人工 假體在人體內(nèi)的固定效果，延長人工假體的使用壽命。所述的鉭表面厚度為30-800 μ m，微孔率為20% -50 %。所述的鉭表面厚度為30-800 μ m，微孔率為20% -50 %。所述柄身為圓柱狀體或圓錐體，圓柱狀體或圓錐體的一端細，另一端逐漸變粗，假 體沿上下兩側(cè)逐漸增寬并形成弧度過度，形成厚度為6-12mm的扇形板狀結(jié)構-柄頸，柄頸 中軸與柄身夾角為90-145°。柄頸中央有一貫通柄頸通孔形狀為圓柱形或長方體形，柄頸 通孔用于手術時固定肩關節(jié)韌帶及骨組織；柄頸底部邊緣與肱骨球頭的底部均有聚乙烯套 環(huán)及聚乙烯套墊襯墊，防止金屬組件直接接觸，減少植入后的組件磨損。柄頸延伸過渡為錐 體狀的柄頸底部，柄頸底部有數(shù)個短柱狀凸起結(jié)構與半球狀肱骨球頭的底部數(shù)個圓柱形凹 槽相套接來固定半球狀肱骨球頭，肱骨球頭的上面為表面光滑的球面，構成人工肩關節(jié)的 肱骨關節(jié)面。所述的柄身外表面包裹有鉭表面的部位是柄身上部或柄身任何部位的外表面。所述的肩臼杯外表包裹的鉭表面厚度為30-800 μ m，孔隙率為20% -50 %。
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所述的人工肩關節(jié)假體基體為醫(yī)用不銹鋼00Crl8Nil4Mo3或00Crl8Nil5Mo3N或 鈦Ti或鈦合金Ti-6A1-4V或鈷鉻鉬合金Co30Cr6Mo0. 35C材料。本發(fā)明鉭涂層人工肩關節(jié)假體利用基體材料較高的機械強度為假體提供較強的 力學強度，使假體在承受人體的生理載荷及運動載荷的情況下不出現(xiàn)材料的疲勞或損壞， 同時采取生物相容性好、耐腐蝕、耐磨損、結(jié)合強度高金屬鉭材料作為涂層材料，在假體的 基體與被植入人體骨骼的接觸部分被覆有一層鉭微孔涂層，在對假體基體表面起到強化和 保護的作用的同時為假體表面創(chuàng)造一個具有微孔隙環(huán)境，以增加假體植入后的骨長入量及 假體的穩(wěn)定性。
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。圖1是本發(fā)明鉭涂層人工肩關節(jié)假體較佳實施例的結(jié)構示意圖；圖2是本發(fā)明鉭涂層人工肩關節(jié)假體的柄身、柄頸及肱骨球頭部分的組合剖視 圖；圖中1、柄身；2、柄頸；3、柄頸底部；4、肱骨球頭底部；5、肱骨球頭；6、柄頸底部 中央短柱狀凸起；7、柄頸底部四周短柱狀凸起；8、肱骨球頭底部中央短柱狀圓柱形凹槽； 9、肱骨球頭底部四周短圓柱形凹槽；10，柄頸通孔；11、鉭表面；12柄頸底部聚乙烯襯墊環(huán)； 13、肱骨球頭底部聚乙烯襯墊。
具體實施例方式實施例1如圖1所示，本發(fā)明包括柄身1、柄頸2及肱骨球頭5三個部分；柄身1的上端為 一個起連接作用的柄頸2，該柄頸2上套接有肱骨球頭5，柄身為圓柱狀體或圓錐體，圓柱狀 體或圓錐體的一端細，另一端逐漸變粗，假體沿上下兩側(cè)逐漸增寬并形成弧度過度，形成厚 度為6-12mm的扇形板狀結(jié)構-柄頸2，柄頸中軸與柄身夾角為90-145°。柄頸中央有一貫 通柄頸通孔10，形狀為圓柱形或長方體形，柄頸通孔10用于手術時固定肩關節(jié)韌帶及骨組 織；柄頸2延伸過渡為錐體狀的柄頸底部3，柄頸底部3有數(shù)個短柱狀凸起6、7結(jié)構與半球 狀肱骨球頭底部4數(shù)個圓柱形凹槽8、9相套接來固定半球狀肱骨球頭5，肱骨球頭5的上面 為表面光滑的球面，構成人工肩關節(jié)的肱骨關節(jié)面。圖1、2所示，柄身1外表面包裹有鉭表面11的部位是柄身1上部或柄身1任何部 位的外表面。柄身1包裹的鉭表面11為微孔結(jié)構，鉭表面11厚度為30-800 μ m，微孔率為 20% -50%。圖2所示，柄頸底部3邊緣與肱骨球頭的底部4分別有聚乙烯套環(huán)12及聚乙烯墊 13襯墊，防止金屬組件直接接觸，減少植入后的組件磨損。圖2所示，柄頸底部3通過五個短柱狀凸起6、7嵌入半球狀肱骨球頭底部4五個 圓柱形凹槽8、9中，柄頸底部3的五個短柱狀凸起中一個較大的凸起6位于柄頸底部3中 央，其余四個較小的凸起7位于較大的凸起6四周。肱骨球頭的底部4的五個圓柱形凹槽 8、9的位置與柄頸底部3的五個短柱狀凸起6、7相對應；凹槽8較大，其余四個較小凹槽9 位于較大凹槽8四周；肱骨球頭的上面為表面光滑的球面，構成人工肩關節(jié)的肱骨關節(jié)面。
所述柄身1外表面包裹有鉭表面11，鉭表面11的涂層厚度為30-800 μ m，孔隙率 為20% _50%，其中涂層厚度為400 μ m，孔隙率為35%為優(yōu)選值；涂層被覆于柄身1的部位 可以是柄身1的上部或柄身1任何部位外表面，優(yōu)選的是涂層被覆部位在柄身1上部的外 表面。該鉭微孔涂層，在對假體基體表面起到強化和保護的作用的同時為假體表面創(chuàng)造一 個具有微孔隙環(huán)境，以增加假體植入后的骨長入量及假體的穩(wěn)定性。本發(fā)明通過在人工肩關節(jié)假體柄身1表面包裹一層30-800μπκ孔隙率為 20% -50%的鉭表面11，來增加了假體表面的粗糙度及孔隙率，使假體表面形成既有粗糙 面又有細小孔隙的骨結(jié)合面，增大了骨骼與假體的錨定面積，還為新生骨組織向孔隙內(nèi)長 人創(chuàng)造了先決條件，使得植入后的假體與人體骨骼間建立起一種骨性結(jié)合而達到生物固 定，避免假體的松動及下沉，從而進一步保證了假體的固定效果和使用壽命。實施例2以醫(yī)用不銹鋼 00Crl8Nil4Mo3 或 00Crl8Nil5Mo3N、鈦 Ti、鈦合金 Ti_6Al_4V 或鈷 鉻鉬合金Co30Cr6Mo0. 35C等材料作為假體的基體部分，利用其具有較高機械強度的特點， 來人工假體提供較強的力學強度，使得假體能在承受人體的生理載荷及運動載荷的情況下 不出現(xiàn)材料的疲勞或損壞；應用硬質(zhì)Al2O3或SiC砂作為介質(zhì)，對人工假體基體的柄身1及 肩臼杯3的外表面進行噴砂預處理，在假體基體表面形成粗糙面，以利于涂層的結(jié)合強度； 采取生物相容性好、耐腐蝕、耐磨損、結(jié)合強度高金屬鉭材料作為涂層材料，在假體的基體 與被植入人體骨骼的接觸部分被覆有一層鉭微孔涂層，在對假體基體表面起到強化和保護 的作用的同時為假體表面創(chuàng)造一個具有微孔隙環(huán)境，以增加假體植入后的骨長入量及假體 的穩(wěn)定性。以上所述鉭涂層人工假體的基體材料如醫(yī)用不銹鋼(OOCr 18Ni 14Mo3或 00Crl8Nil5Mo3N)、鈦(Ti)、鈦合金(Ti_6Al_4V)或鈷鉻鉬合金(Co30Cr6Mo0. 35C)，僅為本 發(fā)明較為典型幾種實施例的具體實施方式
，由于醫(yī)用醫(yī)用不銹鋼、純金屬及合金的種類較 多，因此本發(fā)明并不限于上述幾種實施例所提及人工假體的基體材料。以上所述，僅為本發(fā)明較佳實施例的具體實施方式
，本發(fā)明并不限于該實施例，對 于本領域的技術人員，在本發(fā)明給出的范疇內(nèi)進行技術特征的添加和替換均屬于本發(fā)明的 范圍，因此，本發(fā)明的保護范圍應以權利要求的保護范圍為準。
權利要求
1.鉭涂層人工肩關節(jié)假體的設計方法，它包括假體柄身(1)、柄身(1)再向上延伸為柄 頸(2)、柄頸(2)上端套接肱骨球頭(5)，其特征是柄身(1)外表面包裹有鉭涂層(11)，鉭 涂層(11)為微孔結(jié)構。
2.根據(jù)權利要求1所述的鉭涂層人工肩關節(jié)假體的設計方法，其特征是所述的鉭涂 M(Il)厚度為 30-800 μ m,微孔率為 20%_50%。
3.根據(jù)權利要求1所述的鉭涂層人工肩關節(jié)假體的設計方法，其特征是所述柄身(1) 為圓柱狀體或圓錐體，圓柱狀體或圓錐體的一端細，另一端逐漸變粗，假體沿上下兩側(cè)逐漸 增寬并形成弧度過度，形成厚度為6-12mm的扇形板狀結(jié)構-柄頸(2)，柄頸中軸與柄身(1) 夾角為90-145° ；柄頸延伸過渡為錐體狀的柄頸底部(3)，柄頸底部(3)有數(shù)個短柱狀凸起 結(jié)構(6) (7)與半球狀肱骨球頭的底部(4)數(shù)個圓柱形凹槽(8) (9)相套接來固定半球狀 肱骨球頭(5)。
4.根據(jù)權利要求1所述的鉭涂層人工肩關節(jié)假體的設計方法，其特征是所述假體沿 上下兩側(cè)逐漸增寬并形成弧度過度，形成厚度為6-12mm的扇形板狀結(jié)構-柄頸(2)，柄頸中 央有一貫通柄頸通孔(10)形狀為圓柱形或長方體形，柄頸通孔(10)用于手術時固定肩關 節(jié)韌帶及骨組織。
5.根據(jù)權利要求3所述的鉭涂層人工肩關節(jié)假體的設計方法，其特征是所述柄頸底 部(3)通過五個短柱狀凸起(6) (7)嵌入半球狀肱骨球頭的底部(5)五個圓柱形凹槽(8) (9)中，柄頸底部(3)五個短柱狀凸起(6) (7)中一個較大的凸起(6)位于柄頸底部(3)中 央，其余四個較小的凸起(7)位于較大的凸起(6)四周；肱骨球頭的底部(4)五個圓柱形凹 槽(8) (9)的位置與柄頸底部(3)五個短柱狀凸起(6) (7)相對應；凹槽(8)較大，其余四 個較小凹槽(9)位于較大凹槽(8)四周；肱骨球頭(5)的上面為表面光滑的球面，構成人工 肩關節(jié)的肱骨關節(jié)面。
6.根據(jù)權利要求4所述的鉭涂層人工肩關節(jié)假體的設計方法，其特征是所述柄頸底 部(3)邊緣有聚乙烯套環(huán)(12)套墊，肱骨球頭的底部(4)聚乙烯襯墊(13)襯墊，防止金屬 組件直接接觸，減少植入后的組件磨損。
7.根據(jù)權利要求1所述的鉭涂層人工肩關節(jié)假體的設計方法，其特征是所述的柄身 (1)外表面包裹有鉭表面(11)的部位是柄身(1)上部或柄身(1)任何部位的外表面。
8.根據(jù)權利要求1所述的鉭涂層人工肩關節(jié)假體的設計方法，其特征是所述的肱骨 球頭(5)植入后與肩胛骨的關節(jié)盂軟骨面接觸形成盂肱關節(jié)。
9.根據(jù)權利要求1所述的鉭涂層人工肩關節(jié)假體的設計方法，其特征是所述的鉭涂 層人工肩關節(jié)假體基體為醫(yī)用不銹鋼00Crl8Nil4Mo3或00Crl8Nil5Mo3N或鈦Ti或鈦合金 Ti-6A1-4V或鈷鉻鉬合金Co30Cr6Mo0. 35C材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及到人工肩關節(jié)假體，特別涉及到一種表面設置有鉭微孔涂層的人工肩關節(jié)假體的設計方法，它包括假體柄身、柄身再向上延伸為柄頸、柄頸上端套接肱骨球頭，其特征是柄身外表面包裹有鉭表面，鉭表面為微孔結(jié)構。它克服目前人工假體涂層的不足，提高人工假體在人體內(nèi)的固定效果，延長人工假體的使用壽命。
文檔編號A61F2/40GK101999949SQ201010592329
公開日2011年4月6日 申請日期2010年12月16日 優(yōu)先權日2010年12月16日
發(fā)明者朱慶生, 李敬娥, 李矛, 段永宏, 王仁, 郭飛, 阮紹萍, 阮驪韜 申請人:西安福安創(chuàng)意咨詢有限責任公司