仿竹結(jié)構(gòu)空心開(kāi)孔骨整合型人工髖關(guān)節(jié)股骨柄的制作方法
【專利摘要】一種仿竹結(jié)構(gòu)空心開(kāi)孔骨整合型人工髖關(guān)節(jié)股骨柄，其特征是它由實(shí)心的頭頸部（10）和空心的柄身部（20）組成，所述的柄身部靠近頭頸部的一端設(shè)有便于裝載與取出股骨柄、以及向內(nèi)部空腔加裝生物活性骨填充物（27）的螺紋孔（21），所述的柄身部上開(kāi)設(shè)有多個(gè)與其內(nèi)腔相貫通的柄身開(kāi)孔（23），在柄身部的內(nèi)腔中設(shè)有若干橫向筋板（24），該橫向筋板將柄身部（20）分隔成若干個(gè)腔室（26）并使柄身部形成類竹節(jié)結(jié)構(gòu)，以縮小股骨柄與股骨彈性模量的差異，并為股骨長(zhǎng)入到股骨柄內(nèi)部提供空間，在所述的橫向筋板上開(kāi)設(shè)有連通相鄰腔室的筋板開(kāi)孔（25）。它具有骨整合度高、股骨柄-股骨彈性模量差異小、制造成本低等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】仿竹結(jié)構(gòu)空心開(kāi)孔骨整合型人工髖關(guān)節(jié)股骨柄
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種醫(yī)療器械，尤其是一種人工關(guān)節(jié)，具體地說(shuō)是一種仿竹結(jié)構(gòu)空心開(kāi)孔骨整合型人工髖關(guān)節(jié)股骨柄。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，市場(chǎng)上的人工髖關(guān)節(jié)股骨柄大多為實(shí)心結(jié)構(gòu)，盡管采用表面噴涂生物材料之后，能夠改善與骨組織的整合，但整合程度仍然有限。另一方面，實(shí)心結(jié)構(gòu)的股骨柄由于其彈性模量遠(yuǎn)大于骨組織，造成股骨柄周圍的骨組織承受的負(fù)荷過(guò)小而引起骨吸收(“應(yīng)力屏蔽”效應(yīng))，進(jìn)而導(dǎo)致股骨柄的無(wú)菌性松動(dòng)，需要進(jìn)行翻修手術(shù)，增加了病人的痛苦與經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。理想的情況是，股骨柄具有類似骨小梁的組織結(jié)構(gòu)，使股骨柄的彈性模量與骨組織相近，從而避免“應(yīng)力屏蔽”效應(yīng)，并且使股骨柄與股骨整合為一體。盡管國(guó)外已經(jīng)出現(xiàn)了“骨小梁”型股骨柄，但制造技術(shù)并不為公眾所知。已公開(kāi)的文獻(xiàn)中也有涉及空心型股骨柄，但也存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的實(shí)心結(jié)構(gòu)股骨柄存在與股骨的彈性模量差異大、骨整合程度低的問(wèn)題，以及 已有文獻(xiàn)公開(kāi)的空心結(jié)構(gòu)股骨柄存在的強(qiáng)度低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高等缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)一種仿竹結(jié)構(gòu)、空心開(kāi)孔、骨整合型人工髖關(guān)節(jié)股骨柄，它具有骨整合度高、與股骨的彈性模量差異小、制造成本低等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種仿竹結(jié)構(gòu)空心開(kāi)孔骨整合型人工髖關(guān)節(jié)股骨柄，其特征是它由實(shí)心的頭頸部10和空心的柄身部20組成，所述的頭頸部10和柄身部20整體相連，所述的柄身部20靠近頭頸部10的一端設(shè)有便于裝載與取出股骨柄、以及向股骨柄的內(nèi)部空腔加裝生物活性骨填充物27的螺紋孔21，所述的柄身部20上開(kāi)設(shè)有多個(gè)與其內(nèi)腔相貫通的柄身開(kāi)孔23，在柄身部20的內(nèi)腔中設(shè)有若干橫向筋板24,該橫向筋板24將柄身部20分隔成若干個(gè)腔室26并使柄身部20形成類竹節(jié)結(jié)構(gòu)，以提高柄身部的強(qiáng)度/質(zhì)量比，縮小柄身部與股骨的彈性模量差異，從而減輕“應(yīng)力屏蔽”效應(yīng)，并為骨組織長(zhǎng)入到股骨柄內(nèi)部提供空間。在所述的橫向筋板24上開(kāi)設(shè)有連通相鄰腔室26的筋板開(kāi)孔25，從而使整個(gè)柄身部?jī)?nèi)腔相連通。
[0005]所述的腔室26、柄身開(kāi)孔23和筋板開(kāi)孔25中均填充有生物活性骨填充物27。
[0006]所述的生物活性骨填充物27為自體骨、異體骨或者具有成骨誘導(dǎo)作用的生物材料。
[0007]所述的具有成骨誘導(dǎo)作用的生物材料為骨形態(tài)發(fā)生蛋白-載體復(fù)合物。
[0008]所述的柄身部20的外表面的全部或部分區(qū)域噴涂有生物活性涂層。
[0009]所述的部分區(qū)域?yàn)楸聿?0上靠近頭頸部10的一段。
[0010]所述的生物活性涂層為羥基磷灰石涂層或鈦涂層。
[0011]所述的整體相連的頭頸部10和柄身部20為生物相容性的金屬材料精密鑄造成型件。
[0012]所述的橫向筋板24至少為3個(gè)，所形成的腔室26的數(shù)量至少為4個(gè)，且靠近頭頸部10的橫向筋板上的筋板開(kāi)孔25的數(shù)量大于遠(yuǎn)離頭頸部10的橫向筋板上的筋板開(kāi)孔25
的數(shù)量。
[0013]本發(fā)明的有益效果:
本發(fā)明的股骨柄通過(guò)“仿竹結(jié)構(gòu)連通開(kāi)孔”的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅大大提高了強(qiáng)度/質(zhì)量t匕，減小股骨柄與股骨組織彈性模量的差異，從而減輕“應(yīng)力屏蔽”效應(yīng)，而且使得股骨組織能夠深入生長(zhǎng)到股骨柄中，極大提高了骨整合程度。此外，本發(fā)明還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖，左圖為外形立體圖，右邊為剖視圖(外壁孔23被隱藏了一部分)。
[0015]圖2為本發(fā)明的外形結(jié)構(gòu)示意圖，左圖為主視圖，右圖為左視圖。
[0016]圖3為與圖2中所標(biāo)各處相應(yīng)的斷面圖。
[0017]圖4為本發(fā)明柄身部20外壁孔分布示意圖，中圖為主視圖，左圖為右視圖，右圖為左視圖。
[0018]圖5為本發(fā)明的橫向筋板的結(jié)構(gòu)示意圖(隱藏了外壁孔)。
[0019]圖6為圖5中A-A處的剖 視圖。
[0020]圖7為柄身的空腔內(nèi)裝入生物活性骨填充物后的剖面示意圖。
[0021]圖8為圖7中A-A處的斷面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0023]如圖1-8所示。
[0024]一種仿竹結(jié)構(gòu)空心開(kāi)孔骨整合型人工髖關(guān)節(jié)股骨柄，它由實(shí)心的頭頸部10和空心的柄身部20組成，所述的頭頸部10和柄身部20采用生物相容性的金屬材料精密鑄造整體成型，如圖1所示，所述的柄身部20靠近頭頸部10的一端設(shè)有便于裝載與取出股骨柄、以及向內(nèi)部空腔加裝生物活性骨填充物27的螺紋孔21，如圖1，所述的柄身部20上開(kāi)設(shè)有多個(gè)與其內(nèi)腔相貫通的柄身開(kāi)孔23,如圖4,在柄身部20的內(nèi)腔中至少設(shè)有3塊橫向筋板24，本實(shí)施例的圖5中設(shè)有4個(gè)橫向筋板24，該橫向筋板24將柄身部20分隔成至少4個(gè)腔室26 (本實(shí)施的附圖中為5個(gè)腔室26)并使柄身部20形成類竹節(jié)結(jié)構(gòu)，從而大大提高股骨柄的強(qiáng)度/質(zhì)量比，減小柄身部與股骨彈性模量的差異；在所述的橫向筋板24上開(kāi)設(shè)有連通相鄰腔室26的筋板開(kāi)孔25，其中靠近頭頸部10的橫向筋板上的筋板開(kāi)孔25的數(shù)量大于遠(yuǎn)離頭頸部10的橫向筋板上的筋板開(kāi)孔25的數(shù)量(見(jiàn)圖5，圖5中離頭頸部最遠(yuǎn)的橫向筋板24上只有一個(gè)筋板通孔25)。具體實(shí)施時(shí)所述的腔室26、柄身開(kāi)孔23和筋板開(kāi)孔25中均填充有生物活性骨填充物27，如圖7-8所示，所述的生物活性骨填充物27為自體骨、異體骨或者具有成骨誘導(dǎo)作用的生物材料，具中的具有成骨誘導(dǎo)作用的生物材料可采用骨形態(tài)發(fā)生蛋白-載體復(fù)合物。為了便于與股骨融合，具體實(shí)施時(shí)還可在所述的柄身部20的外表面的全部或部分區(qū)域噴涂生物活性涂層。所述的部分區(qū)域?yàn)楸聿?0上靠近頭頸部10的一段。
[0025]詳述如下:
如圖1所示，本發(fā)明的股骨柄包括實(shí)心的頭頸部10與空心的柄身部20，柄身部20的頂部設(shè)有工藝螺紋孔21。股骨柄的材料可為Ti6A14V合金，采用熔模鑄造成型。股骨柄的縱向外形如圖2所示，柄身部20內(nèi)側(cè)的近段與中段采用了曲線設(shè)計(jì)，使其與股骨髓腔輪廓基本吻合，柄身部20外側(cè)的近段為曲線設(shè)計(jì)、中段與遠(yuǎn)段為直線，柄身部20的遠(yuǎn)段為圓柱形結(jié)構(gòu)，末端為子彈頭形。柄身部20的前后側(cè)在近段與中段為楔形。柄身部20各處的特征截面形狀如圖3所示。柄身部20上柄身開(kāi)孔23的分布如圖4所示。柄身開(kāi)孔23可以在鑄造時(shí)成型，也可以在鑄造后用機(jī)械切削、激光、電化學(xué)等方法加工成形。柄身部20內(nèi)部的橫向筋板24的結(jié)構(gòu)如圖5所示(隱藏了外壁孔)，圖5中A-A處的剖視圖如圖6所示。柄身部20的近段、近段與中段或者全部表面噴涂羥基磷灰石涂層，該涂層可采用等離子噴涂、激光噴涂或電化學(xué)沉積等方法進(jìn)行制造。
[0026]股骨柄的機(jī)械部分制作完成后，作高溫滅菌等處理，然后包裝備用。手術(shù)時(shí)，在股骨柄的腔室26內(nèi)植入生物活性骨填充物27，該生物活性骨填充物27可以是手術(shù)時(shí)切割股骨頭頸及處理股骨近端髓腔時(shí)獲得的松質(zhì)骨塊或骨屑。作為本發(fā)明的另一種實(shí)施方式，該生物活性骨填充物27也可以是載有骨形態(tài)發(fā)生蛋白(rhBMP-2)的膠原蛋白海綿。植入生物活性骨填充物27后的股骨柄斷面如圖7與圖8所示。
[0027]本發(fā)明未涉及部分均與現(xiàn)有技術(shù)相同或`可采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
【權(quán)利要求】
1.一種仿竹結(jié)構(gòu)空心開(kāi)孔骨整合型人工髖關(guān)節(jié)股骨柄，其特征是它由實(shí)心的頭頸部(10)和空心的柄身部(20)組成，所述的頭頸部(10)和柄身部(20)整體相連，所述的柄身部(20)靠近頭頸部(10)的一端設(shè)有便于裝載與取出股骨柄、以及向內(nèi)部空腔加裝生物活性骨填充物(27)的螺紋孔(21)，所述的柄身部(20)上開(kāi)設(shè)有多個(gè)與其內(nèi)腔相貫通的柄身開(kāi)孔(23)，在柄身部(20)的內(nèi)腔中設(shè)有若干橫向筋板(24)，該橫向筋板(24)將柄身部(20)分隔成若干個(gè)腔室(26)并使柄身部(20)形成類似竹節(jié)的結(jié)構(gòu)，以縮小股骨柄與股骨彈性模量的差異，并為骨組織長(zhǎng)入到股骨柄內(nèi)部提供空間，在所述的橫向筋板(24)上開(kāi)設(shè)有連通相鄰腔室(26)的筋板開(kāi)孔(25)，從而使整個(gè)柄身部的內(nèi)腔相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿竹結(jié)構(gòu)空心開(kāi)孔骨整合型人工髖關(guān)節(jié)股骨柄，其特征是所述的腔室(26)、柄身開(kāi)孔(23)和筋板開(kāi)孔(25)中均填充有生物活性骨填充物(27)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的仿竹結(jié)構(gòu)空心開(kāi)孔骨整合型人工髖關(guān)節(jié)股骨柄，其特征是所述的生物活性骨填充物(27)為自體骨、異體骨或者具有成骨誘導(dǎo)作用的生物材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的仿竹結(jié)構(gòu)空心開(kāi)孔骨整合型人工髖關(guān)節(jié)股骨柄，其特征是所述的具有成骨誘導(dǎo)作用的生物材料為骨形態(tài)發(fā)生蛋白-載體復(fù)合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿竹結(jié)構(gòu)空心開(kāi)孔骨整合型人工髖關(guān)節(jié)股骨柄，其特征是所述的柄身部(20)的外表面的全部或部分區(qū)域噴涂有生物活性涂層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的仿竹結(jié)構(gòu)空心開(kāi)孔骨整合型人工髖關(guān)節(jié)股骨柄，其特征是所述的部分區(qū)域?yàn)楸聿?20)上靠近頭頸部(10)的一段。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的仿竹結(jié)構(gòu)空心開(kāi)孔骨整合型人工髖關(guān)節(jié)股骨柄，其特征是所述的生物活性涂層為羥基磷`灰石涂層或鈦涂層。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿竹結(jié)構(gòu)空心開(kāi)孔骨整合型人工髖關(guān)節(jié)股骨柄，其特征是所述的整體相連的頭頸部(10)和柄身部(20)為生物相容性的金屬材料精密鑄造成型件。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿竹結(jié)構(gòu)空心開(kāi)孔骨整合型人工髖關(guān)節(jié)股骨柄，其特征是所述的橫向筋板(24)至少為3個(gè)，所形成的腔室(26)的數(shù)量至少為4個(gè)，且靠近頭頸部(10)的橫向筋板上的筋板開(kāi)孔(25)的數(shù)量大于遠(yuǎn)離頭頸部(10)的橫向筋板上的筋板開(kāi)孔(25)的數(shù)量。
【文檔編號(hào)】A61F2/32GK103690275SQ201310747561
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】劉泗巖, 盧光明, 廖文和, 劉浩, 周長(zhǎng)圣 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)