專利名稱：一種新型人工髖關(guān)節(jié)及其制造方法
一種新型人工髖關(guān)節(jié)及其制造方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于生物醫(yī)療器械領(lǐng)域，涉及人工髖關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)和性能的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有人工髖關(guān)節(jié)的低質(zhì)量表現(xiàn)在其使用壽命短，一般只有十四、五年，主要是由于應(yīng)力遮擋效應(yīng)、聚乙烯白襯磨損微?；蛱沾深^、白脆裂使人工髖關(guān)節(jié)失效，并由此對(duì)人體生物性的損傷引起各種后遺癥和并發(fā)癥等造成。
人工假體插入股骨髓腔，改變了股骨近端的正常應(yīng)力分布，原由股骨近端承擔(dān)的應(yīng)力，部分經(jīng)髓內(nèi)假體傳至股骨遠(yuǎn)端，造成股骨近端應(yīng)力遮擋(應(yīng)力轉(zhuǎn)移)。這種異常應(yīng)力會(huì)引起骨組織的自我調(diào)節(jié)和重新塑形，骨的生理應(yīng)力刺激降低，引起骨重建負(fù)平衡，導(dǎo)致股骨近端骨量減少和骨質(zhì)疏松。這種因假體應(yīng)力遮擋引起的周圍骨組織重塑，其典型的改變是股骨近端骨質(zhì)疏松，柄端遠(yuǎn)側(cè)骨質(zhì)增生，這種應(yīng)力遮擋效應(yīng)很嚴(yán)重。
對(duì)人工髖關(guān)節(jié)的應(yīng)力遮擋，國(guó)內(nèi)外骨科專家從理論上闡明了產(chǎn)生的主因及其重要的影響因素，最初提出減小應(yīng)力遮擋的策略，都是以骨固定柄為設(shè)計(jì)目標(biāo)，這些努力都沒有掌握應(yīng)力遮擋理論的本質(zhì)。在研究這一問(wèn)題時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)，實(shí)際上，骨固定柄是股骨近端生成應(yīng)力遮擋的總根源，以骨固定柄為設(shè)計(jì)目標(biāo)的方案本身就有缺陷，而且工藝上還存在一系列隱患，如人工髖關(guān)節(jié)中由金屬小顆粒組成的初級(jí)多孔層PCA (Porous Coated Anatomi c)孔隙大小不均、堵塞、顆粒脫落、骨柄結(jié)合率低和初級(jí)多孔層PCA制成的結(jié)構(gòu)件整體脫落等；髖白窩上也有應(yīng)力遮擋效應(yīng)，這是由于以往的髖白杯外徑及外表面積大，整個(gè)受力面積上應(yīng)力偏小，髖白杯周圍產(chǎn)生應(yīng)力遮擋，會(huì)造成髖白杯周圍的骨丟失。
另外，以往的人工髖關(guān)節(jié)的臼襯與股骨頭的搭配較常用的兩種有聚乙烯襯一金屬頭、陶瓷襯一陶瓷頭。聚乙烯耐磨差，磨損微粒誘發(fā)機(jī)體產(chǎn)生一系列不良反應(yīng)，并導(dǎo)致骨溶解，使人工髖關(guān)節(jié)的使用壽命大為降低；陶瓷硬度大，其耐磨損是前者的100倍以上，并且磨損微粒有良好的生物相容性，但是陶瓷有脆性大、易破裂的弱點(diǎn)。
應(yīng)力遮擋導(dǎo)致股骨近端、髖白杯周圍骨量減少；磨損微粒引起骨溶解等使柄松動(dòng)、 股骨脆斷及其陶瓷頭、白破裂，其中任何一個(gè)問(wèn)題發(fā)生，都會(huì)使人工髖關(guān)節(jié)的質(zhì)量下降、壽命縮短或終止。為此，需針對(duì)以上問(wèn)題對(duì)人工髖關(guān)節(jié)進(jìn)行結(jié)構(gòu)和性能的改進(jìn)，提高其綜合質(zhì)量、使用效果和壽命。
發(fā)明思路如下
I.在骨固定柄的條件下產(chǎn)生的應(yīng)力遮擋效應(yīng)很嚴(yán)重，極難解決，為了使柄不再傳導(dǎo)應(yīng)力，由股骨傳導(dǎo)正常應(yīng)力，為此必須找到固定柄的新方法，才能消除人工髖關(guān)節(jié)對(duì)股骨近端和股骨距截骨面兩個(gè)部位上的應(yīng)力遮擋；而為消除應(yīng)力遮擋創(chuàng)造條件，必須首先消除初級(jí)多孔層PCA存在的隱患，對(duì)其進(jìn)行改造成為適于骨單元長(zhǎng)入，孔隙大小一致為0155μπι 的高級(jí)多孔層PCA，使骨單元與PCA的結(jié)合率從10%接近或達(dá)到100%。
2.增加髖白杯有效連接面積上的壓強(qiáng)，使髖白窩的正常應(yīng)力作用在髖白杯的有效面積上，增強(qiáng)骨的生理應(yīng)力刺激，促進(jìn)骨單元長(zhǎng)入高級(jí)多孔層PCA孔隙中即可消除應(yīng)力遮擋。
3.為了大幅度減少磨損微粒，髖臼襯與股骨頭采用陶瓷一陶瓷搭配；對(duì)陶瓷的脆性，采用優(yōu)選成分組合制成專用的金屬陶瓷髖白襯和股骨頭，使其既有陶瓷的硬度又有金屬的韌性，不再有脆裂的危險(xiǎn)。發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的設(shè)計(jì)一種新型人工髖關(guān)節(jié)及其制造方法，通過(guò)結(jié)構(gòu)改進(jìn)，消除人工髖關(guān)節(jié)股骨近端及髖白窩上的應(yīng)力遮擋效應(yīng)；提高髖白襯與股骨頭的韌性，大幅度減少人工髖關(guān)節(jié)產(chǎn)生的磨損微粒，綜合提高人工髖關(guān)節(jié)的質(zhì)量、使用效果和壽命。
技術(shù)方案一種新型人工髖關(guān)節(jié)，包括高級(jí)多孔層PCA球冠I、合金髖白杯2、金屬陶瓷髖臼襯3、金屬陶瓷股骨頭4、金屬柄5、領(lǐng)6、高級(jí)多孔層PCA平面圈7、金屬柄導(dǎo)管8、 高級(jí)多孔層PCA網(wǎng)圈9，其特征在于，
金屬柄5插入金屬柄導(dǎo)管8中，兩者以一定精度滑動(dòng)配合，間隙為O. 03 O. 06mm, 金屬柄5可以在金屬柄導(dǎo)管8中作上下微量滑動(dòng)，不轉(zhuǎn)動(dòng)、不擺動(dòng)、也不傳導(dǎo)應(yīng)力；
在領(lǐng)6平面上焊接高級(jí)多孔層PCA平面圈7 ;高級(jí)多孔層PCA平面圈7與股骨距截骨面緊貼；在高級(jí)多孔層PCA平面圈7的孔隙中填入由羥基磷灰石和磷酸三鈣粉末制成的人工骨膏狀體，與股骨距截骨面緊貼，其截骨面分泌的酶使人工骨降解而逐漸轉(zhuǎn)化成自然骨，使領(lǐng)6固定而間接固定了金屬柄5，金屬柄5的作用是導(dǎo)向、定位、防止轉(zhuǎn)動(dòng)和擺動(dòng)，不再傳導(dǎo)應(yīng)力，使股骨沿負(fù)重應(yīng)力傳導(dǎo)線12傳導(dǎo)正常應(yīng)力，消除了股骨上的應(yīng)力遮擋；
在金屬柄導(dǎo)管8表面焊接高級(jí)多孔層PCA網(wǎng)圈9，與股骨干10內(nèi)的髓腔骨組織緊貼；
在金屬髖白杯2表面上焊接高級(jí)多孔層PCA球冠I，并且使高級(jí)多孔層PCA球冠 I的面積為金屬髖白杯2外表面積的一半，增加其壓強(qiáng)，使髖白窩的正常應(yīng)力作用在髖臼杯的有效面積上，增強(qiáng)骨的生理應(yīng)力刺激，促進(jìn)骨單元長(zhǎng)入高級(jí)多孔層PCA孔隙中，消除髖臼杯與髖臼窩上的應(yīng)力遮擋；
所述高級(jí)多孔層PCA球冠I、高級(jí)多孔層PCA平面圈7、高級(jí)多孔層PCA網(wǎng)圈9三種PCA結(jié)構(gòu)件由01. OOmm相等直徑的Co Cr Mo (Co基一 Cr29% — Mo6% 一其它3%)合金小球在其表面上經(jīng)離子鍍高強(qiáng)度中間合金層、有序緊密排列、經(jīng)過(guò)活性擴(kuò)散焊接而成；三種 PCA結(jié)構(gòu)件厚度均彡I. 87mm，孔隙孔徑為0155 μ m，供骨單元長(zhǎng)入，產(chǎn)生大的結(jié)合力；為避免電化學(xué)腐蝕，PCA結(jié)構(gòu)件的合金小球表面必須經(jīng)陶瓷化處理；PCA結(jié)構(gòu)件的接頭強(qiáng)度高、無(wú)顆粒脫落；PCA結(jié)構(gòu)件外表面全部的金屬小球與骨緊密地貼合；
同時(shí)，本發(fā)明還公開所述新型人工髖關(guān)節(jié)的制造方法，其步驟包括
I)制造所述金屬柄導(dǎo)管8并將其通過(guò)所述高級(jí)多孔層PCA網(wǎng)圈9固定在人體股骨干10內(nèi)，與髓腔骨組織緊貼；
2)制造所述金屬柄5，將其插入所述金屬柄導(dǎo)管8中，并使金屬柄5上的領(lǐng)6通過(guò)所述高級(jí)多孔層PCA平面圈7與人體股骨距截骨面緊貼；
3)制造所述合金髖臼杯2，與所述高級(jí)多孔層PCA球冠I、所述金屬陶瓷髖臼襯3 擴(kuò)散焊接，再與所述金屬陶瓷股骨頭4、所述金屬柄5組裝成一體；
在所述步驟3)中，通過(guò)改變晶界的成分、阻止多晶質(zhì)中微裂紋受力后的擴(kuò)展、改變多晶質(zhì)的結(jié)構(gòu)或改換陶瓷等提高所述金屬陶瓷髖白襯3、金屬陶瓷股骨頭4的韌性，具體工藝包括
Ca)選用顆粒小于20 μ m的Al2O3陶瓷作主要原材料，添加合金細(xì)粉經(jīng)1100 1200°C下擴(kuò)散焊接或燒結(jié)成為專用的金屬陶瓷
①Al2O3小顆粒+Co Cr Mo合金細(xì)粉調(diào)勻，真空加壓擴(kuò)散焊接，合金芯將Al2O3小顆粒包圍并彼此連接成一個(gè)整體，阻擋其中微裂紋擴(kuò)展穿透到合金芯為止；為達(dá)到這種效果， 嚴(yán)格控制合金的擴(kuò)散焊溫度和時(shí)間，使其既有陶瓷的硬度又有金屬的韌性；
②Al2O3小顆粒+ZrO2小顆粒+Zr Ni合金細(xì)粉，經(jīng)熱等靜壓燒結(jié)形成多元氧化物陶瓷，從而提高其整體韌性；
(b)改變多晶質(zhì)的結(jié)構(gòu)
Al2O3小顆粒+ZrO2小顆粒+合適長(zhǎng)度的Ta細(xì)絲，經(jīng)熱等靜壓燒結(jié)，Al2O3使Ta絲表面形成TaO2而結(jié)合，不熔化的Ta絲芯增加多晶質(zhì)的韌性，阻礙微裂紋受力后擴(kuò)展，大大提高其整體韌性；
(C)改換陶瓷
ZrB2+Fe Zr Ni合金細(xì)粉調(diào)勻，熱壓成型再燒結(jié)，提高韌性。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果本發(fā)明通過(guò)骨柄分離消除人工髖關(guān)節(jié)應(yīng)力遮擋，阻止了股骨近端骨量減少；通過(guò)增加壓強(qiáng)消除髖白窩上的應(yīng)力遮擋；通過(guò)使用提高韌性的金屬陶瓷髖白襯和股骨頭，大幅度減少磨損微粒所導(dǎo)致的骨溶解、柄松動(dòng)、股骨脆斷；通過(guò)對(duì) PCA結(jié)構(gòu)件在原材料選擇和擴(kuò)散接工藝上的改進(jìn)，提高其與人體骨組織的結(jié)合力，減少患者手術(shù)后遺癥出現(xiàn)，使人工關(guān)節(jié)的綜合質(zhì)量、使用壽命有了本質(zhì)性的提聞，其壽命至少達(dá)到三、四十年以上。


圖1是本發(fā)明人工髖關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明合金髖白杯與高級(jí)多孔層PCA球冠及金屬陶瓷髖白襯擴(kuò)散焊接一體
示意圖3是本發(fā)明金屬陶瓷股骨頭示意圖4是本發(fā)明金屬柄示意圖5是本發(fā)明高級(jí)多孔層PCA領(lǐng)平面圈A-A剖面示意圖6是本發(fā)明金屬柄導(dǎo)管及高級(jí)多孔層PCA網(wǎng)圈示意圖 7是本發(fā)明金屬柄導(dǎo)管及高級(jí)多孔層PCA網(wǎng)圈B-B剖面示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
如圖I、圖4-圖7所示，一種新型人工髖關(guān)節(jié)，包括高級(jí)多孔層PCA球冠I、合金髖臼杯2、金屬陶瓷髖臼襯3、金屬陶瓷股骨頭4、金屬柄5、領(lǐng)6、高級(jí)多孔層PCA平面圈7、金屬柄導(dǎo)管8、高級(jí)多孔層PCA網(wǎng)圈9，其特征在于，
金屬柄5插入金屬柄導(dǎo)管8中，兩者以一定精度滑動(dòng)配合，間隙為O. 03 O. 06mm,金屬柄5可以在金屬柄導(dǎo)管8中作上下微量滑動(dòng)，不轉(zhuǎn)動(dòng)、不擺動(dòng)、也不傳導(dǎo)應(yīng)力；
在領(lǐng)6平面上焊接高級(jí)多孔層PCA平面圈7 ;高級(jí)多孔層PCA平面圈7與股骨距截骨面緊貼；在高級(jí)多孔層PCA平面圈7的孔隙中填入由羥基磷灰石和磷酸三鈣粉末制成的人工骨膏狀體，與股骨距截骨面緊貼，其截骨面分泌的酶使人工骨降解而逐漸轉(zhuǎn)化成自然骨，使領(lǐng)6固定而間接固定了金屬柄5，金屬柄5的作用是導(dǎo)向、定位、防止轉(zhuǎn)動(dòng)和擺動(dòng)，不再傳導(dǎo)應(yīng)力，使股骨沿負(fù)重應(yīng)力傳導(dǎo)線12傳導(dǎo)正常應(yīng)力，消除了股骨上的應(yīng)力遮擋；
在金屬柄導(dǎo)管8表面焊接高級(jí)多孔層PCA網(wǎng)圈9，與股骨干10內(nèi)的髓腔骨組織緊貼；
如圖2、圖3所示，在金屬髖臼杯2表面上焊接高級(jí)多孔層PCA球冠1，并且使高級(jí)多孔層PCA球冠I的面積為金屬髖曰杯2外表面積的一半，增加其壓強(qiáng)，使髖曰窩的正常應(yīng)力作用在髖白杯的有效面積上，增強(qiáng)骨的生理應(yīng)力刺激，促進(jìn)骨單元長(zhǎng)入高級(jí)多孔層PCA 孔隙中，消除髖臼杯與髖臼窩上的應(yīng)力遮擋；
所述高級(jí)多孔層PCA球冠I、高級(jí)多孔層PCA平面圈7、高級(jí)多孔層PCA網(wǎng)圈9三種PCA結(jié)構(gòu)件由_ . 00麗1相等直徑的Co Cr Mo (Co基一 Cr29% — Mo6% 一其它3%)合金小球在其表面上經(jīng)離子鍍高強(qiáng)度中間合金層、有序緊密排列、經(jīng)過(guò)活性擴(kuò)散焊而成；三種PCA 結(jié)構(gòu)件厚度均彡1.87_，孔隙孔徑為0i55um，供骨單元長(zhǎng)入，產(chǎn)生大的結(jié)合力；為避免電化學(xué)腐蝕，PCA結(jié)構(gòu)件的合金小球表面必須經(jīng)陶瓷化處理；PCA結(jié)構(gòu)件的接頭強(qiáng)度高、無(wú)顆粒脫落；PCA結(jié)構(gòu)件外表面全部的金屬小球與骨緊密地貼合；
同時(shí)，本發(fā)明還公開所述新型人工髖關(guān)節(jié)的制造方法，其步驟包括
I)制造金屬柄導(dǎo)管8并將其通過(guò)高級(jí)多孔層PCA網(wǎng)圈9固定在人體股骨干10內(nèi)， 與髓腔骨組織緊貼；
2)制造金屬柄5,將其插入金屬柄導(dǎo)管8中，并使金屬柄5上的領(lǐng)6通過(guò)高級(jí)多孔層PCA平面圈7與人體股骨距截骨面緊貼；
3)制造合金髖臼杯2，與高級(jí)多孔層PCA球冠I、金屬陶瓷髖臼襯3擴(kuò)散焊接，再與金屬陶瓷股骨頭4、金屬柄5組裝成一體；
在所述步驟3)中，通過(guò)改變晶界的成分、阻止多晶質(zhì)中微裂紋受力后的擴(kuò)展、改變多晶質(zhì)的結(jié)構(gòu)或改換陶瓷等提高所述金屬陶瓷髖白襯3、金屬陶瓷股骨頭4的韌性，具體工藝包括
Ca)選用顆粒小于20 μ m的Al2O3陶瓷作主要原材料，添加合金細(xì)粉經(jīng)1100 1200°C下擴(kuò)散焊接或燒結(jié)成為專用的金屬陶瓷
①Al2O3小顆粒+Co Cr Mo合金細(xì)粉調(diào)勻，真空加壓擴(kuò)散焊接，合金芯將Al2O3小顆粒包圍并彼此連接成一個(gè)整體，阻擋其中微裂紋擴(kuò)展穿透到合金芯為止；為達(dá)到這種效果， 嚴(yán)格控制合金的擴(kuò)散焊溫度和時(shí)間，使其既有陶瓷的硬度又有金屬的韌性；
②Al2O3小顆粒+ZrO2小顆粒+Zr Ni合金細(xì)粉，經(jīng)熱等靜壓燒結(jié)形成多元氧化物陶瓷，從而提高其整體韌性；
(b)改變多晶質(zhì)的結(jié)構(gòu)
Al2O3小顆粒+ZrO2小顆粒+合適長(zhǎng)度的Ta細(xì)絲,經(jīng)熱等靜壓燒結(jié)，Al2O3使Ta絲表面形成TaO2而結(jié)合，不熔化的Ta絲芯增加多晶質(zhì)的韌性，阻礙微裂紋受力后擴(kuò)展，大大提高其整體韌性；
(C)改換陶瓷
ZrB2+Fe Zr Ni合金細(xì)粉調(diào)勻，熱壓成型再燒結(jié)，提高韌性。
本發(fā)明通過(guò)骨柄分離消除人工髖關(guān)節(jié)應(yīng)力遮擋，阻止了股骨近端骨量減少；通過(guò)增加壓強(qiáng)消除髖白窩上的應(yīng)力遮擋；通過(guò)使用提高韌性的金屬陶瓷髖白襯和股骨頭，大幅度減少磨損微粒所導(dǎo)致的骨溶解、柄松動(dòng)、股骨脆斷；通過(guò)對(duì)PCA結(jié)構(gòu)件在原材料選擇和擴(kuò)散焊接工藝上的改進(jìn)，提高其與人體骨組織的結(jié)合力，減少患者手術(shù)后遺癥出現(xiàn)，使人工髖關(guān)節(jié)的綜合質(zhì)量、使用壽命有了本質(zhì)性的提高，其壽命至少達(dá)到三、四十年以上。
權(quán)利要求
1.一種新型人工髖關(guān)節(jié)，包括高級(jí)多孔層PCA球冠(I)、合金髖曰杯(2)、金屬陶瓷髖臼襯(3)、金屬陶瓷股骨頭(4)、金屬柄(5)、領(lǐng)(6)、高級(jí)多孔層PCA平面圈(7)、金屬柄導(dǎo)管(8)、高級(jí)多孔層PCA網(wǎng)圈(9)，其特征在于， 金屬柄(5)插入金屬柄導(dǎo)管(8)中，兩者以一定精度滑動(dòng)配合；在領(lǐng)(6)平面上焊接高級(jí)多孔層PCA平面圈(7);高級(jí)多孔層PCA平面圈(7)與股骨距截骨面緊貼；在金屬柄導(dǎo)管(8)表面焊接高級(jí)多孔層PCA網(wǎng)圈(9)，與股骨干(10)內(nèi)的髓腔骨組織緊貼；在金屬髖臼杯(2)表面上焊接高級(jí)多孔層PCA球冠(I )，高級(jí)多孔層PCA球冠(I)的面積為金屬髖白杯(2)外表面積的一半。
2.如權(quán)利要求I所述的新型人工髖關(guān)節(jié)，其特征在于，金屬柄(5)與金屬柄導(dǎo)管(8)之間的間隙為O. 03 O. 06mm，金屬柄(5)在金屬柄導(dǎo)管(8)中作上下微量滑動(dòng)，不轉(zhuǎn)動(dòng)、不擺動(dòng)、也不傳導(dǎo)應(yīng)力。
3.如權(quán)利要求I所述的新型人工髖關(guān)節(jié)，其特征在于，在高級(jí)多孔層PCA平面圈(7)的孔隙中填入由羥基磷灰石和磷酸三鈣粉末制成的人工骨膏狀體，與股骨距截骨面緊貼，其截骨面分泌的酶使人工骨降解而逐漸轉(zhuǎn)化成自然骨，使領(lǐng)(6)固定而間接固定了金屬柄(5)。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述新型人工髖關(guān)節(jié)，其特征在于，所述高級(jí)多孔層PCA球冠(I)、高級(jí)多孔層PCA平面圈(7)、高級(jí)多孔層PCA網(wǎng)圈(9)三種PCA結(jié)構(gòu)件由0〗.OOmm相等直徑，Co基一 Cr29% - Mo6% 一其它3%的合金小球，在其表面上經(jīng)離子鍍高強(qiáng)度中間合金層、有序緊密排列、經(jīng)過(guò)活性擴(kuò)散焊接而成；三種PCA結(jié)構(gòu)件厚度均< I. 87mm,孔隙孔徑為0155 μ m,供骨單元長(zhǎng)入，產(chǎn)生大的結(jié)合力；為避免電化學(xué)腐蝕，PCA結(jié)構(gòu)件的合金小球表面經(jīng)陶瓷化處理；PCA結(jié)構(gòu)件的接頭強(qiáng)度高、無(wú)顆粒脫落；PCA結(jié)構(gòu)件外表面全部的金屬小球與骨緊密地貼合。
5.一種如權(quán)利要求1-4中任意一權(quán)利要求所述新型人工髖關(guān)節(jié)的制造方法，其特征在于，步驟包括 1)制造所述金屬柄導(dǎo)管(8)并將其通過(guò)所述高級(jí)多孔層PCA網(wǎng)圈(9)固定在人體股骨干(10)內(nèi)，與髓腔骨組織緊貼； 2)制造所述金屬柄(5)，將其插入所述金屬柄導(dǎo)管(8)中，并使所述金屬柄(5)上的領(lǐng)(6)通過(guò)所述高級(jí)多孔層PCA平面圈(7)與人體股骨距截骨面緊貼； 3)制造所述合金髖臼杯(2)，與所述高級(jí)多孔層PCA球冠(I)、所述金屬陶瓷髖臼襯(3)擴(kuò)散焊接，再與所述金屬陶瓷股骨頭(4)、所述金屬柄(5)組裝成一體。
6.如權(quán)利要求5所述新型人工髖關(guān)節(jié)的制造方法，其特征在于，在所述步驟3)中，通過(guò)改變晶界的成分、阻止多晶質(zhì)中微裂紋受力后的擴(kuò)展、改變多晶質(zhì)的結(jié)構(gòu)或改換陶瓷等提高所述金屬陶瓷髖白襯(3)、金屬陶瓷股骨頭(4)的韌性，具體工藝包括 Ca)選用顆粒小于20 μ m的Al2O3陶瓷作主要原材料，添加合金細(xì)粉經(jīng)1100 1200°C下擴(kuò)散焊接或燒結(jié)成為專用的金屬陶瓷 ①Al2O3小顆粒+CoCr Mo合金細(xì)粉調(diào)勻，真空加壓擴(kuò)散焊接，合金芯將Al2O3小顆粒包圍并彼此連接成一個(gè)整體，阻擋其中微裂紋擴(kuò)展穿透到合金芯為止；為達(dá)到這種效果，嚴(yán)格控制合金的擴(kuò)散焊溫度和時(shí)間，使其既有陶瓷的硬度又有金屬的韌性； ②Al2O3小顆粒+ZrO2小顆粒+ZrNi合金細(xì)粉，經(jīng)熱等靜壓燒結(jié)形成多元氧化物陶瓷，從而提高其整體韌性； (b)改變多晶質(zhì)的結(jié)構(gòu) Al2O3小顆粒+ZrO2小顆粒+合適長(zhǎng)度的Ta細(xì)絲，經(jīng)熱等靜壓燒結(jié)，Al2O3使Ta絲表面形成TaO2而結(jié)合，不熔化的Ta絲芯增加多晶質(zhì)的韌性，阻礙微裂紋受力后擴(kuò)展，大大提高其整體韌性； (C)改換陶瓷 ZrB2+Fe Zr Ni合金細(xì)粉調(diào)勻，熱壓成型再燒結(jié)，提高韌性。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種新型人工髖關(guān)節(jié)及其制造方法，該新型人工髖關(guān)節(jié)包括高級(jí)多孔層PCA球冠(1)、合金髖臼杯(2)、金屬陶瓷髖臼襯(3)、金屬陶瓷股骨頭(4)、金屬柄(5)、領(lǐng)(6)、高級(jí)多孔層PCA平面圈(7)、金屬柄導(dǎo)管(8)、高級(jí)多孔層PCA網(wǎng)圈(9)；本發(fā)明通過(guò)骨柄分離消除人工髖關(guān)節(jié)應(yīng)力遮擋，阻止了股骨近端骨量減少；通過(guò)增加壓強(qiáng)消除髖臼窩上的應(yīng)力遮擋；通過(guò)使用提高韌性的金屬陶瓷髖臼襯和股骨頭，大幅度減少磨損微粒所導(dǎo)致的骨溶解、柄松動(dòng)、股骨脆斷；通過(guò)對(duì)PCA結(jié)構(gòu)件在原材料選擇和擴(kuò)散焊接工藝上的改進(jìn)，提高其與人體骨組織的結(jié)合力，減少患者手術(shù)后遺癥出現(xiàn)，使人工髖關(guān)節(jié)的綜合質(zhì)量、使用壽命有了本質(zhì)性的提高，其壽命至少達(dá)到三、四十年以上。
文檔編號(hào)A61L27/12GK102973335SQ20121056843
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月24日
發(fā)明者劉昌星, 盧通成 申請(qǐng)人:劉昌星, 盧通成