本發(fā)明涉及人工髖關(guān)節(jié)假體，尤其涉及一種用于髖關(guān)節(jié)翻修置換手術(shù)的短型股骨柄假體及其制作方法。

背景技術(shù)：

1、在人體髖關(guān)節(jié)病變壞死后，可通過假體置換手術(shù)恢復(fù)人體正?；顒?。具體地，將股骨柄假體植入股骨髓腔內(nèi)，并在股骨柄假體的股骨頭錐位置設(shè)置球頭，該球頭嵌入髖臼內(nèi)，并與髖臼轉(zhuǎn)動配合，以恢復(fù)人體的正常關(guān)節(jié)活動。而初次植入的髖關(guān)節(jié)假體由于各種原因?qū)е律Ш?，需要進行翻修手術(shù)，用翻修的髖關(guān)節(jié)假體替換。

2、目前在售的翻修型股骨柄假體通常為加長的翻修股骨柄假體，其ct值通常不小于200毫米，以期達到遠端固定從而穩(wěn)定和固定翻修型股骨柄假體。由于翻修手術(shù)中需要取出原有失效股骨柄假體，近端的骨小梁損失較大，實現(xiàn)近端固定的可能性下降?，F(xiàn)有技術(shù)中，翻修型股骨柄假體分為生物型和骨水泥型。

3、現(xiàn)有技術(shù)存在以下缺陷：

4、1?、遠端擴髓和磨銼過程中進一步損失骨量，尤其在年輕患者中，一次翻修不足以使用到生命終點，首次翻修不宜破壞過多骨量；

5、2?、過度依賴遠端固定，導(dǎo)致近端應(yīng)力遮擋，加速骨吸收；

6、3?、需要清除髓腔遠端骨性、骨水泥基座，操作繁瑣，有時需要股骨遠端開窗處理，術(shù)中骨折風(fēng)險大。

7、因此，亟需一種用于髖關(guān)節(jié)翻修置換手術(shù)的短型股骨柄假體及其制作方法，以解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的一個目的在于針對上述不足之處提供一種用于髖關(guān)節(jié)翻修置換手術(shù)的短型股骨柄假體及其制作方法，是一種短柄型和近端有利于骨長入的高孔隙率的多孔結(jié)構(gòu)的生物固定的翻修型股骨柄假體。生物固定的股骨柄假體能達到預(yù)期的骨長入而實現(xiàn)近端固定的前提條件是近端柄體（31）能實現(xiàn)與取出初次置換或者翻修假體后的近端骨小梁壓配合。在滿足強度要求的前提下，提高假體與近端骨小梁和遠端皮質(zhì)骨的匹配度，實現(xiàn)壓配合并減少應(yīng)力遮擋。

2、為達上述目的，本發(fā)明用于髖關(guān)節(jié)翻修置換手術(shù)的短型股骨柄假體采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

3、用于髖關(guān)節(jié)翻修置換手術(shù)的短型股骨柄假體包括依次連接的股骨頭錐（1）、股骨頸部（2）以及柄體（3）；所述股骨頭錐（1）為用于安裝股骨頭假體，股骨頸部（2）的冠狀面為由股骨頭錐（1）和股骨頸部（2）的軸線（101）和柄體的軸線（310）構(gòu)成的平面，所述股骨頸部（2）的冠狀面由所述股骨頭錐（1）至所述柄體（3）的方向逐漸增大；

4、所述柄體（3）被配置為植入于股骨髓腔內(nèi)用于替換原植入的失效的初次置換股骨柄假體，所述柄體（3）包括依次連接的近端柄體（31）和遠端柄體（32）組成,其中近端柄體（31）由多孔結(jié)構(gòu)（303）及其下的柄體基體（315）組成，近端柄體（31）起于截骨線（307）和止于多孔結(jié)構(gòu)（303）的遠端終止線（308）；所述柄體（3）由所述近端柄體（31）至所述遠端柄體（33）逐漸減小以適配股骨近端髓內(nèi)形狀；股骨柄假體的ct為股骨頭錐（1）上的安裝的股骨頭中心點（102）到遠端柄體（32）的最遠端圓?。?09）最大距離，所述股骨柄假體的ct為115至145毫米，且柄體（3）的長度l為93至135毫米，ct和l隨著股骨柄假體的規(guī)格增大而增大，為現(xiàn)存股骨柄假體設(shè)計類型中的短柄；

5、所述的近端柄體（31）的外壁嵌設(shè)有多孔結(jié)構(gòu)（303），所述多孔結(jié)構(gòu)（303）被配置為用于與股骨的骨小梁接觸，所述的多孔結(jié)構(gòu)（303）覆蓋于近端（31），多孔結(jié)構(gòu)（303）的長度h為柄體（3）長度l的1/3-1/2，有利于骨小梁的長入；

6、所述的股骨頭錐（1）、所述股骨頸部（2）、所述柄體（3）和所述多孔結(jié)構(gòu)（303）一體成型。

7、所述的柄體（3）的矢狀面遠端柄體（32）前側(cè)和后側(cè)夾角α為1°至3°，遠端到近端逐漸粗大，而近端柄體（31）前側(cè)和后側(cè)夾角β為3°至5°，并且同一規(guī)格股骨柄假體的β大于α至少1°。

8、所述的遠端柄體（32)最遠端設(shè)有最遠端圓?。?09），且最遠端圓?。?09）與前側(cè)和后側(cè)通過前、后側(cè)圓?。?11）相切連接，以期避免遠端柄體（32）前后側(cè)與其可能接觸的股骨皮質(zhì)骨產(chǎn)生應(yīng)力集中。

9、所述的柄體（3）的冠狀面的近端柄體（31）的外側(cè)和內(nèi)側(cè)夾角θ為5°至6°，外側(cè)延伸至近端柄體（31）的多孔結(jié)構(gòu)（303）區(qū)域，而為保留近端股骨的骨小梁骨量近端柄體（31）進行消肩處理，近端外側(cè)削肩（304），其角度γ為12°至15°，近端柄體（31）內(nèi)側(cè)為股骨距圓?。?06），其半徑為110毫米至125毫米，并延伸至遠端柄體（32）內(nèi)側(cè)與遠端柄體內(nèi)側(cè)相切。

10、所述的遠端柄體（32)最遠端為最遠端圓弧（309），其與內(nèi)側(cè)相切，外側(cè)通過遠端外側(cè)圓?。?05）相切連接，以期避免外側(cè)遠端柄體與其接觸的股骨皮質(zhì)骨產(chǎn)生應(yīng)力集中。

11、所述的用于髖關(guān)節(jié)翻修置換手術(shù)的短型股骨柄假體，近端柄體（31）的多孔結(jié)構(gòu)截止線（308）與柄體軸線(310)的夾角ε為45°至90°。

12、所述的用于髖關(guān)節(jié)翻修置換手術(shù)的短型股骨柄假體，柄體（3）的橫截面a-a和b-b截面內(nèi)側(cè)圓?。?12）的半徑由近端至遠端逐漸減小。

13、所述的用于髖關(guān)節(jié)翻修置換手術(shù)的短型股骨柄假體，遠端柄體（32）的橫截面由與內(nèi)側(cè)圓?。?12）相切的前后側(cè)面（313）的截面線、遠端外側(cè)前后斜面（302）的截面線和遠端外側(cè)面（314）截面線封閉構(gòu)成，其中遠端外側(cè)前后斜面（302）延伸至近端柄體（31）。

14、近端柄體（31）的橫截面由與圓?。?12）相切的前后側(cè)面截面線（313）、近端外側(cè)前后斜面（301）的截面線和近端外側(cè)削肩面（304）的截面線封閉構(gòu)成；近端柄體（31）由內(nèi)側(cè)圓?。?12）構(gòu)成的曲面以及包括前后側(cè)面（313）、近端外側(cè)前后斜面（301）、近端外側(cè)消肩面（304）、部分遠端外側(cè)面（314）和部分遠端外側(cè)前后斜面（302）構(gòu)成直紋面封閉形成的柄體基體（315）和多孔結(jié)構(gòu)（303）。

15、所述的用于髖關(guān)節(jié)翻修置換手術(shù)的短型股骨柄假體，近端柄體（31）相對于傳統(tǒng)設(shè)計的圓形、矩形增加外側(cè)前后斜面（301）以及部分遠端外側(cè)前后斜面（302）以及多孔結(jié)構(gòu)（303）與股骨近端骨小梁的接觸面積，導(dǎo)致骨長入后的穩(wěn)定性增加而抗扭性能增大，其近端柄體（31）截面c-c的近端厚度a大于遠端厚度b，以及近端柄體（31）由近端至遠端逐步增大以期增加植入后的壓應(yīng)力而促使骨長入。

16、所述的用于髖關(guān)節(jié)翻修置換手術(shù)的短型股骨柄假體，多孔結(jié)構(gòu)（303）是一種非規(guī)則的空間立體網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，多孔結(jié)構(gòu)（303）的厚度為0.7至3毫米。

17、所述的用于髖關(guān)節(jié)翻修置換手術(shù)的短型股骨柄假體，遠端柄體（32）通過調(diào)整增材制造工藝參數(shù)，得到表面粗糙度為ra2-20的粗糙面，增加柄身的粗糙度，防止假體遠期下沉。

18、所述用于髖關(guān)節(jié)翻修置換手術(shù)的短型股骨柄假體采用鈦合金材料制備而成。

19、用于髖關(guān)節(jié)翻修置換手術(shù)的短型股骨柄假體的制作方法包括以下步驟：

20、s1、對所述用于髖關(guān)節(jié)翻修置換手術(shù)的短型股骨柄假體進行尺寸和外形設(shè)計，并建立力學(xué)模型；

21、s2、查找所述力學(xué)模型的應(yīng)力集中位置和危險截面，并針對所述應(yīng)力集中位置和所述危險截面進行優(yōu)化；

22、股骨柄在受到集中載荷的作用下，考察股骨柄遠端危險截面與頸部的疲勞強度；其受力情況可以簡化為偏心受壓模型，通過力系的簡化，可將偏心受壓模型簡化為壓彎組合變形，

23、其中壓應(yīng)力，

24、最大彎曲應(yīng)力，

25、設(shè)計要求應(yīng)滿足，

26、其中，f為試驗加載的集中力，考察股骨柄遠端危險截面的疲勞強度時，，考察股骨頸的疲勞強度時，；為危險截面的面積；為危險點到加載點的水平距離；為危險截面的彎曲截面系數(shù)，與截面的形狀和截面有關(guān)；為股骨柄制造材料的許用疲勞強度。

27、s3、加工成型所述用于髖關(guān)節(jié)翻修置換手術(shù)的短型股骨柄假體坯件；

28、以鈦合金粉為原料，其中鋁al為5.5%-6.75%,釩v為3.5%-4.5%,其余為鈦ti（重量百分比），采用激光增材制造技術(shù)形成股骨柄假體毛坯，其頭錐及頸部留有加工余量，用干冰清除股骨柄假體毛坯近端多孔結(jié)構(gòu)內(nèi)的殘粉，然后放入真空燒結(jié)設(shè)備中，進行真空燒結(jié)，真空燒結(jié)溫度為750-850°c，真空度為10-2pa以下，真空燒結(jié)時間為30-60分鐘，燒結(jié)成型股骨柄假體坯件。

29、s4、對成型后的所述用于髖關(guān)節(jié)翻修置換手術(shù)的短型股骨柄假體坯件進行精密機械加工，車加工頭錐等部位，然后進行頸部拋光，產(chǎn)品清洗，包裝滅菌，制成用于髖關(guān)節(jié)翻修置換手術(shù)的短型股骨柄假體成品。

30、所述的用于髖關(guān)節(jié)翻修置換手術(shù)的短型股骨柄假體的制作方法，其特征在于，

31、在步驟s1中，可以根據(jù)術(shù)前計劃改變近端柄體的形狀及其尺寸。

32、所述的用于髖關(guān)節(jié)翻修置換手術(shù)的短型股骨柄假體的制作方法，在步驟s3中，所述用于髖關(guān)節(jié)翻修置換手術(shù)的短型股骨柄假體采用增材制造設(shè)備（3d打印機）一體打印成型。

33、所述柄體（3）總體呈多錐面，相對于現(xiàn)存的圓柱體、圓錐體或者雙錐面設(shè)計，增加了翻修后的近端骨量損失后能與骨小梁產(chǎn)生壓配合的可能性。

34、所述遠端柄體（32）的橫截面為多邊形，相對于現(xiàn)存的的圓形、矩形設(shè)計，增加骨小梁接觸面積，增加骨長入的可能性和植入的防旋性能。

35、所述股骨頭錐（1）、所述股骨頸部（2）、所述柄體（3）、所述加強結(jié)構(gòu)、所述支撐結(jié)構(gòu)以及所述多孔結(jié)構(gòu)（303）一體成型。多孔結(jié)構(gòu)是一種非規(guī)則的空間立體網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)。

36、所述的用于髖關(guān)節(jié)翻修置換手術(shù)的短型股骨柄假體采用增材制造，其產(chǎn)品制造的數(shù)字化和柔性化，可以通過術(shù)前計劃，調(diào)整近端柄體（31）的設(shè)計實現(xiàn)與術(shù)后的骨小梁充分匹配，實現(xiàn)近端固定。

37、本發(fā)明用于髖關(guān)節(jié)翻修置換手術(shù)的短型股骨柄假體的有益效果：

38、1?、保留骨量，本發(fā)明用于髖關(guān)節(jié)翻修置換手術(shù)的短型股骨柄假體，只需要磨銼股骨髓腔近端，能最大化保留骨量。過去常用的翻修型加長股骨柄，在遠端擴髓與磨銼過程中，會進一步損失骨量，造成醫(yī)源性的骨量破壞；

39、2?、減少股骨近端應(yīng)力遮擋，幫助近端骨重塑，本發(fā)明用于髖關(guān)節(jié)翻修置換手術(shù)的短型股骨柄假體，完全靠近端壓配，使股骨近端承受壓應(yīng)力，在3d打印骨小梁結(jié)構(gòu)和ha涂層的雙重幫助下，誘導(dǎo)骨長入、刺激骨重塑。避免了過去翻修長柄過度依賴遠端固定導(dǎo)致的股骨近端應(yīng)力遮擋和近端的骨吸收；

40、3?、降低大腿痛，本發(fā)明用于髖關(guān)節(jié)翻修置換手術(shù)的短型股骨柄假體應(yīng)力集中在股骨近端，完全避免了對股骨遠端的激惹，降低了病人大腿痛的風(fēng)險；

41、4?、減少遠端峽部骨折風(fēng)險，本發(fā)明用于髖關(guān)節(jié)翻修置換手術(shù)的短型股骨柄假體不用磨銼股骨遠端，在骨質(zhì)疏松的病人、股骨峽部遮擋及股骨前弓異常的案例里面，遠端固定翻修長柄經(jīng)常因為股骨遠端擴髓導(dǎo)致鉆頭穿出、峽部骨折等多種情況。本發(fā)明用于髖關(guān)節(jié)翻修置換手術(shù)的短型股骨柄假體可以完全規(guī)避這些；

42、5?、操作簡便，與初次置換髖關(guān)節(jié)股骨柄完全一致的操作，幾乎沒有學(xué)習(xí)曲線。