專利名稱：分布式髖臼假體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的骨科內(nèi)植入物假體，特別是一種分布式髖臼假體。
背景技術(shù)：
人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)是治療因創(chuàng)傷或疾病導(dǎo)致的髖關(guān)節(jié)損傷的一種有效的臨床治療方法。人工髖關(guān)節(jié)系統(tǒng)由髖白和關(guān)節(jié)柄、球頭組成。常見的髖白由金屬襯背和內(nèi)襯組成，襯背材料為金屬，內(nèi)襯材料為金屬、陶瓷和高分子材料，球頭材料為金屬和陶瓷。球頭與內(nèi)襯接觸構(gòu)成一對摩擦副。目前臨床上使用的人工髖關(guān)節(jié)有以下幾種類型:1、金屬球頭與金屬內(nèi)襯配副，此配副形成的摩擦副在長期的摩擦磨損過程中，存在有毒的金屬離子析出，在人體內(nèi)累積到一定濃度會(huì)導(dǎo)致慢性病變，同時(shí)磨損碎屑會(huì)誘導(dǎo)假體周圍的骨組織產(chǎn)生骨溶解；2、金屬或陶瓷球頭與高分子內(nèi)襯配副，此配副形成的摩擦副使高分子內(nèi)襯的磨損率很高，最常用的高分子材料為超高分子量聚乙烯，其年磨損量約為0.2mm，在長期的摩擦過程中，會(huì)導(dǎo)致高分子內(nèi)襯的厚度不斷減少，進(jìn)而影響內(nèi)襯的強(qiáng)度，此人工關(guān)節(jié)系統(tǒng)產(chǎn)生了關(guān)節(jié)大運(yùn)動(dòng)范圍與力學(xué)強(qiáng)度的矛盾，為了解決此矛盾，內(nèi)襯厚度必須加厚，由此必然產(chǎn)生了與內(nèi)襯配合的球頭的直徑減少，故此關(guān)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)范圍會(huì)減少，進(jìn)而導(dǎo)致關(guān)節(jié)脫位，引起失效；3、陶瓷球頭與陶瓷內(nèi)襯配副，此配副組成的摩擦副，實(shí)驗(yàn)證明磨損最小，同時(shí)陶瓷具有惰性和很好的生物相容性，因而陶瓷對陶瓷的人工髖關(guān)節(jié)系統(tǒng)成為目前臨床使用的首選。但由于陶瓷材料本身固有的脆性，如果厚度薄，則容易導(dǎo)致碎裂，為了克服此缺點(diǎn)，陶瓷內(nèi)襯厚度必須加厚，通常約為8 10mm，但由此產(chǎn)生了與之配合的陶瓷球頭尺寸不得不變小的問題，從而限制了人工髖關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)范圍，進(jìn)而發(fā)生關(guān)節(jié)脫位，導(dǎo)致人工關(guān)節(jié)失效。研究表明亞洲人有些日常行為動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)范圍要明顯大于西方人種，尤其蹲和跪，故亞洲人尤需要更大的球頭直徑，也即更薄的髖臼內(nèi)襯。因此，構(gòu)建具有大尺寸球頭和超薄髖白杯壁的陶瓷對陶瓷新型人工髖關(guān)節(jié)系統(tǒng)，增加人工髖關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)范圍，減少內(nèi)襯陶瓷碎裂，提高其使用壽命，是提高患者生命質(zhì)量的必然需求。檢索現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)公開號:CN101677861，名稱:《具有鈷支承面的多孔金屬杯》公開的是一種髖白杯組件，包括杯部和支承件。所述杯部可包括具有第一厚度的多孔金屬外層和具有第二厚度的純鈦內(nèi)層。這是一種純金屬材料的髖白杯，杯白壁相對較薄，能有效增加人工髖關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)范圍，但存在金屬離子析出，引起局部組織病變，以及磨損碎屑誘導(dǎo)假體周圍骨溶解的缺陷。公開號:CN102488573A，名稱:《一種離散陶瓷柱體人工髖臼》公開了一種人工髖白，包括多孔金屬外殼、金屬網(wǎng)狀內(nèi)殼和陶瓷柱體，陶瓷柱體與金屬外殼和內(nèi)殼的連接方式為機(jī)械聯(lián)接，此結(jié)構(gòu)使髖白壁相對較薄，能有效增加人工髖關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)范圍，但是內(nèi)殼里面離散存在的圓形孔分布較稀疏，導(dǎo)致陶瓷柱與球頭總的接觸面積變小，使每個(gè)陶瓷柱接觸應(yīng)力變大，易產(chǎn)生碎裂的傾向。同時(shí)陶瓷 柱與金屬外殼、內(nèi)襯的配合面要求有很高的加工精度和表面粗糙度，制造難度大，成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種與陶瓷球頭配副的分布式髖臼假體，此髖白假體制造難度較小。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括:襯背、連接體和陶瓷片，襯背為球冠形金屬，在襯背的外表面上均勻分布著第一微孔，在襯背的內(nèi)表面上均勻分布著第二微孔，陶瓷片側(cè)面為一種具有錐度或者臺(tái)階或者帶有溝槽的柱狀體，陶瓷片的大端面、陶瓷片的側(cè)面與襯背通過連接體黏連在一起，連接體為一種高分子聚合物，注塑后的連接體與陶瓷片的小端面處于同一球面，陶瓷片的大、小端面均加工成球冠面形狀。進(jìn)一步地，在本發(fā)明中，連接體為一種超高分子量聚乙烯及其復(fù)合材料，襯背的制備方法包括粉末冶金燒結(jié)法、等離子噴涂法和三維打印快速成型技術(shù)，襯背的材料包括醫(yī)用不銹鋼、鈦及其合金、鉭及其合金、鈷鉻合金，襯背的厚度為3mm至6mm，陶瓷片的形狀為圓柱或多棱柱，陶瓷片的厚度為1.5mm至5.0mm,陶瓷片的材料為氧化物陶瓷。在本發(fā)明的實(shí)施過程中，陶瓷片的大端面、陶瓷片的側(cè)面與多孔金屬襯背上的內(nèi)表面通過連接體的粘合作用而連接在一起，聯(lián)接方式為黏連連接；連接體通過注塑方式被擠壓到襯背內(nèi)表面上的第二微孔里面；自然骨盆的骨組織生長在襯背外表面的第一微孔里面，達(dá)到了髖白假體與自然骨盆的生物連接效果；陶瓷片的小端面與陶瓷球頭接觸形成摩擦副；所有陶瓷片小端面與相對應(yīng)的陶瓷球頭形成間隙配合。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:本發(fā)明以在球冠形襯背上按分布式規(guī)律布置的若干陶瓷片代替厚度大的整體式陶瓷內(nèi)襯，故此降低人工髖白的整體壁厚，提高了陶瓷球頭的直徑，從 而增大人工髖關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)范圍；解決了內(nèi)襯為整體式陶瓷的碎裂問題；減輕髖關(guān)節(jié)的質(zhì)量，使患者運(yùn)動(dòng)更加輕巧；減少制造工藝，降低陶瓷制造的精度和難度；同時(shí)具有一定的抗沖擊性和降噪作用。


圖1為本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例中的陶瓷片三維示意圖；圖3為本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例中的陶瓷片三維示意圖；其中:1、襯背，2、連接體，3、陶瓷片，4、第一微孔，5、第二微孔。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。實(shí)施例如圖1和圖2所示，本發(fā)明包括襯背1、連接體2和陶瓷片3，襯背I為球冠形金屬，在襯背I的外表面上均勻分布著第一微孔4，在襯背I的內(nèi)表面上均勻分布著第二微孔5，陶瓷片3側(cè)面為一種具有錐度或者臺(tái)階或者帶有溝槽的柱狀體，陶瓷片3的大端面、陶瓷片3的側(cè)面與襯背I上的微孔5通過連接體2黏連在一起，連接體2為超高分子量聚乙烯，連接體2通過注塑方式被擠壓到襯背內(nèi)表面上的第二微孔5里面，襯背I采用粉末冶金燒結(jié)法制備，襯背I的材料為醫(yī)用鈦合金，襯背I的厚度為3mm至6mm,陶瓷片3的形狀為正六棱柱，厚度為1.5mm至5.0mm,陶瓷片3的六個(gè)棱面具有錐度，陶瓷片3的兩個(gè)端面均為球冠面形狀，注塑后的連接體2與陶瓷片3的小端面處于同一球面，陶瓷片3的材料為氧化鋁陶瓷。圖3為本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，該實(shí)施例的結(jié)構(gòu)基本上與圖1所示的實(shí)施例相同；所不同的是，陶瓷片3在圖3 中被替換為具有錐度的圓柱。
權(quán)利要求
1.一種分布式髖白假體，包括襯背(I)，襯背(I)為球冠形金屬，其特征在于，還包括連接體(2)和陶瓷片(3)，在襯背(I)的外表面上均勻分布著第一微孔(4)，在襯背(I)的內(nèi)表面上均勻分布著第二微孔(5)，陶瓷片(3)側(cè)面為一種具有錐度或者臺(tái)階或者帶有溝槽的柱狀體，在襯背(I)的內(nèi)表面上按分布式規(guī)律均勻布置著若干陶瓷片(3)，陶瓷片(3)的大端面、陶瓷片(3)的側(cè)面與襯背(I)通過連接體(2)黏連在一起，連接體(2)為一種高分子聚合物，連接體(2)通過注塑方式被擠壓到襯背(I)內(nèi)表面上的第二微孔(5)里面，陶瓷片(3 )大、小端面均加工成球冠面形狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式髖白假體，其特征在于，所述的連接體(2)為一種超高分子量聚乙烯及其復(fù)合材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式髖白假體，其特征在于，所述的襯背(I)的制備方法包括粉末冶金燒結(jié)法、等離子噴涂法和三維打印快速成型技術(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式髖白假體，其特征在于，所述襯背(I)的材料包括醫(yī)用不銹鋼、鈦及其合金、鉭及其合金、鈷鉻合金。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式髖白假體，其特征在于，所述襯背(I)的厚度為3mm至6mm 。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式髖臼假體，其特征在于，所述陶瓷片(3)的形狀為圓柱或多棱柱。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式髖臼假體，其特征在于，注塑后的連接體(2)與陶瓷片(3)的小端面處于同一球面。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式髖臼假體，其特征在于，陶瓷片(3)的厚度為1.5mm至5.0mm0
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式髖白假體，其特征在于，陶瓷片(3)為氧化物陶瓷。
全文摘要
一種生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的分布式髖臼假體，包括襯背、連接體和陶瓷片，襯背為球冠形金屬，在襯背的外表面均勻分布著第一微孔，在襯背的內(nèi)表面均勻分布著第二微孔，陶瓷片側(cè)面為一種具有錐度或者臺(tái)階或者帶有溝槽的柱狀體，陶瓷片的大端面、側(cè)面與襯背通過連接體黏連在一起，連接體為高分子聚合物，連接體通過注塑方式被擠壓到襯背內(nèi)表面上的第二微孔里，陶瓷片大、小端面均加工成球冠面形狀。本發(fā)明可以降低人工髖臼的整體壁厚，提高了人工髖關(guān)節(jié)系統(tǒng)陶瓷球頭的直徑，從而增大人工髖關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)范圍；解決了內(nèi)襯為整體式陶瓷的碎裂問題；減輕髖關(guān)節(jié)的質(zhì)量，使患者運(yùn)動(dòng)更加輕巧；具有一定的抗沖擊力和降噪作用；適用于陶瓷對陶瓷的人工髖關(guān)節(jié)系統(tǒng)。
文檔編號A61F2/34GK103222904SQ20131015340
公開日2013年7月31日 申請日期2013年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月27日
發(fā)明者韋山, 王成燾, 周海, 李元超, 林艷萍 申請人:上海交通大學(xué)