本發(fā)明總體涉及髖關(guān)節(jié)假體領(lǐng)域，特別是一種髖關(guān)節(jié)股骨球頭假體及其制備方法。

背景技術(shù)：

髖關(guān)節(jié)股骨頭病變是骨科最常見的疾病之一。在髖關(guān)節(jié)股骨頭病變的治療中，常會因為股骨頭壞死情況嚴(yán)重而需要更換髖關(guān)節(jié)股骨頭假體，尤其是髖關(guān)節(jié)股骨球頭假體，髖關(guān)節(jié)股骨球頭假體包括全髖置換產(chǎn)品和表髖置換產(chǎn)品。在人體的運動過程中，髖關(guān)節(jié)股骨球頭在髖臼中不斷轉(zhuǎn)動，使得髖臼不斷摩擦股骨球頭的球面。由與目前市場上的髖關(guān)節(jié)股骨球頭假體的表面為光滑球面，表面無任何凹凸細(xì)節(jié)，因此股骨球頭假體直接與臼杯摩擦，容易被磨損，從而發(fā)生松動，影響使用效果，嚴(yán)重時還必須重新更換股骨球頭假體，給患者造成不便和經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種髖關(guān)節(jié)股骨球頭假體及其制備方法，解決髖關(guān)節(jié)股骨球頭表面易磨損的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

一種髖關(guān)節(jié)股骨球頭假體，包括球頭主體、外球面、凹型內(nèi)錐或凸型內(nèi)錐，該球頭主體為多半球的空心球形結(jié)構(gòu)，外球面包覆在球頭主體的球面上，內(nèi)錐位于在球頭主體的底部中心，外球面上設(shè)置有多個凹坑。

進一步地，外球面上的凹坑的口徑為0.01mm－5mm。

進一步地，外球面上的凹坑的內(nèi)表面為曲面，該曲面為球面、橢球面和nurbs曲面中的一種。

進一步地，同一外球面上的多個凹坑的曲面類型和尺寸完全相同；或者，同一外球面上的多個凹坑具有不同的曲面類型和/或尺寸。

進一步地，外球面的材料為聚醚醚酮及其衍生物中的一種；球頭主體的材料為聚醚醚酮及其衍生物、鈷基合金、鈦合金、陶瓷中的一種或至少兩種組合。

進一步地，髖關(guān)節(jié)股骨球頭假體還包括內(nèi)錐套，該內(nèi)錐套緊密貼合設(shè)置在凹型內(nèi)錐或凸型內(nèi)錐的表面，內(nèi)椎套的材料為聚醚醚酮及其衍生物中的一種。

進一步地，球頭主體的材料和外球面的材料相同，并且球頭主體和外球面為整體結(jié)構(gòu)。

進一步地，外球面上的凹坑通過機械加工、鑄造成型、鍛造成型、表面處理或注塑成型的方法制得。

一種上述的髖關(guān)節(jié)股骨球頭假體的制備方法，采用型腔上設(shè)置有與外球面上的凹坑相適應(yīng)的凸起結(jié)構(gòu)且具有高拋光型面的模具進行注塑成型，

(1)當(dāng)球頭主體和外球面的材料為相同的單一材料時，通過注塑一體制得髖關(guān)節(jié)股骨球頭假體；

(2)當(dāng)球頭主體與外球面的材料不同時，預(yù)熱球頭主體后，將外球面的材料通過注塑包覆在具有光滑表面的球頭主體上，從而制得髖關(guān)節(jié)股骨球頭假體。

一種上述的髖關(guān)節(jié)股骨球頭假體的制備方法，當(dāng)球頭主體的材料為金屬或陶瓷材料時：

(1)在球頭主體表面制備規(guī)定尺寸、數(shù)量和分布的具有拋光表面的初級凹坑，預(yù)熱球頭主體；

(2)將外球面的材料通過具有高拋光表面的模具型腔，注塑在步驟(1)的球頭主體表面，形成具有自然收縮的凹坑的外球面，從而制得髖關(guān)節(jié)股骨球頭假體。

由于采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益技術(shù)效果：

1.本發(fā)明的一種髖關(guān)節(jié)股骨球頭假體，在外球面(即摩擦面)上設(shè)置了多個凹坑，使得人體關(guān)節(jié)內(nèi)液體可以存儲在凹坑內(nèi)，因此當(dāng)髖關(guān)節(jié)股骨球頭相對髖臼轉(zhuǎn)動摩擦?xí)r，凹坑內(nèi)存儲的人體內(nèi)液體會在髖關(guān)節(jié)股骨球頭的摩擦表面局部形成潤滑膜，從而減少對球頭摩擦表面的磨損，延長假體的使用壽命。

2.本發(fā)明的髖關(guān)節(jié)股骨球頭假體的具有凹坑特征的外球面的注塑成型制備方法具有工藝簡單、產(chǎn)品一致性好的優(yōu)點。

附圖說明

以下附圖僅旨在于對本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。其中：

圖1是本發(fā)明的組合材料的全髖關(guān)節(jié)置換股骨球頭假體的實施例的示意圖；

圖2是本發(fā)明的組合材料的表髖關(guān)節(jié)置換股骨球頭假體的實施例的示意圖；

圖3是本發(fā)明的單一材料的全髖關(guān)節(jié)置換股骨球頭假體的實施例的示意圖；

圖4是本發(fā)明的具有內(nèi)椎套的股骨球頭假體的實施例的示意圖。

附圖標(biāo)記：

1-股骨球頭假體2-球頭主體3-內(nèi)椎4-外球面5-內(nèi)椎套

具體實施方式

為了本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，下面對照附圖結(jié)合實施例，為本發(fā)明進行進一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明的一種髖關(guān)節(jié)股骨球頭假體，包括球頭主體、外球面、凹型內(nèi)錐或凸型內(nèi)錐，該球頭主體為多半球的空心球形結(jié)構(gòu)，外球面包覆在球頭主體的球面上，內(nèi)錐位于在球頭主體的底部中心，外球面上設(shè)置有多個凹坑。全髖置換產(chǎn)品的股骨球頭假體的內(nèi)椎與股骨柄椎頭配合使用，因此為凹型內(nèi)錐，表髖置換產(chǎn)品的股骨球頭假體的內(nèi)椎插入股骨頸使用，因此為凸型內(nèi)錐。

在髖關(guān)節(jié)股骨球頭假體的使用中，摩擦面為外球面。本發(fā)明的髖關(guān)節(jié)股骨球頭假體的外球面上設(shè)置的多個凹坑，使得人體關(guān)節(jié)內(nèi)液體可以存儲在凹坑內(nèi)，因此當(dāng)髖關(guān)節(jié)股骨球頭相對髖臼轉(zhuǎn)動摩擦?xí)r，凹坑內(nèi)存儲的人體內(nèi)液體會在髖關(guān)節(jié)股骨球頭的摩擦表面(即外球面)局部形成潤滑膜，從而減少對外球面的磨損，延長假體的使用壽命。

優(yōu)選地，為了髖關(guān)節(jié)股骨球頭假體的使用中具有更好的適配性和舒適性，外球面上的凹坑的口徑為0.01mm－5mm，所有凹坑的深度凹坑的最大口徑。

優(yōu)選地，外球面上的凹坑的曲面包括但不限于球面、橢球面、nurbs曲面等。

優(yōu)選地，同一外球面上的多個凹坑的曲面類型和尺寸完全相同；或者，同一外球面上的多個凹坑具有不同的曲面類型和/或尺寸。例如，凹坑為大小均勻(即尺寸相同)的球面，或者不同尺寸的球面凹坑組合，或者球面凹坑和橢球面凹坑的組合。

優(yōu)選地，外球面上的多個凹坑均勻分布在其上，進一步優(yōu)選地，根據(jù)接觸面的摩擦程度和受力程度的不同，設(shè)計不同位置的凹坑曲面，使其更好的適配人體活動。

優(yōu)選地，凹坑內(nèi)曲面的粗糙度與外球面的粗糙度范圍一致，符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)值ra≤0.05。

優(yōu)選地，外球面的材料為聚醚醚酮及其衍生物中的一種；球頭主體的材料為聚醚醚酮及其衍生物、鈷基合金、鈦合金、陶瓷中的一種或至少兩種組合。

如圖1所示為組合材料的全髖關(guān)節(jié)置換股骨球頭假體的實施例。示出的組合材料的全髖關(guān)節(jié)置換股骨球頭假體1中包括球頭主體2、外球面4、凹型內(nèi)錐3，其中外球面4的材料為聚醚醚酮或其衍生物，球頭主體3的材料為鈷基合金。外球面4上均勻覆蓋有多個凹坑，凹坑的曲面均為球面，且尺寸相同，凹坑的口徑均為0.01mm，深度均為0.01mm，凹坑內(nèi)曲面的粗糙度與外球面的粗糙度范圍一致，且均符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)值ra≤0.05。

如圖2所示為組合材料的表髖關(guān)節(jié)置換股骨球頭假體的實施例。示出的組合材料的全髖關(guān)節(jié)置換股骨球頭假體1中包括球頭主體2、外球面4、凸型內(nèi)錐3，其中外球面4的材料為聚醚醚酮或其衍生物，球頭主體3的材料為鈦合金。外球面4上覆蓋有多個凹坑，凹坑的曲面類型和尺寸均不完全相同，其中凹坑的曲面類型包括但不限于球面、橢球面、nurbs曲面等，凹坑的口徑為0.01-5mm，深度均≤5mm，凹坑內(nèi)曲面的粗糙度與外球面的粗糙度范圍一致，且均符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)值ra≤0.05。

如圖3所示為單一材料的全髖關(guān)節(jié)置換股骨球頭假體的實施例。示出的單一材料的全髖關(guān)節(jié)置換股骨球頭假體1中球頭主體和外球面為整體結(jié)構(gòu)，材料為聚醚醚酮或其衍生物。外球面4上覆蓋有多個凹坑，凹坑的曲面類型均為橢球面，但是尺寸不完全相同，其中凹坑的口徑為0.01-5mm，深度均≤5mm，凹坑內(nèi)曲面的粗糙度與外球面的粗糙度范圍一致，且均符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)值ra≤0.05。

如圖4所示為組合材料的全髖關(guān)節(jié)置換股骨球頭假體的實施例。示出的組合材料的全髖關(guān)節(jié)置換股骨球頭假體1中包括球頭主體2、外球面4、凹型內(nèi)錐3和內(nèi)錐套5，其中外球面4和內(nèi)錐套5的材料均為聚醚醚酮或其衍生物，球頭主體3的材料為陶瓷。外球面4上覆蓋有多個凹坑，其中凹坑的曲面類型包括但不限于球面、橢球面、nurbs曲面等，凹坑的尺寸都相同，均為口徑：5mm，深度：3mm，凹坑內(nèi)曲面的粗糙度與外球面的粗糙度范圍一致，且均符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)值ra≤0.05。

在全髖關(guān)節(jié)產(chǎn)品中，球頭內(nèi)椎需和金屬材質(zhì)的股骨柄椎頭配合使用，采用聚醚醚酮及其衍生物與金屬接觸，能有效避免因金屬與金屬接觸、陶瓷與金屬接觸所存在的腐蝕和微動磨損等風(fēng)險，提高產(chǎn)品的使用壽命。

在上述實施例中，示意性地列舉了適用于球頭主體、外球面和內(nèi)錐套的一種或幾種材料，并不用于限制本發(fā)明中球頭主體、外球面和內(nèi)錐套的材料類型。應(yīng)該知道，本發(fā)明的股骨球頭假體的球頭主體、外球面和內(nèi)錐套可以由任何合適的材料制得。

本發(fā)明的股骨球頭假體外球面上的凹坑可以通過但不限于機械加工、鑄造成型、鍛造成型、表面處理或注塑成型的方法制得。

當(dāng)股骨球頭假體為單一材料時，通過注塑或者機加工等方法制得具有凹坑特征的外球面。當(dāng)球頭為組合材料時，且為有機材料的外球面和金屬或者陶瓷材料的球頭主體結(jié)合時，采用注塑或者機加工等方法制得具有凹坑特征的外球面，通過機械加工、鑄造成型、鍛造成型等方法制得球頭主體。此外，為了提高外球面的光滑度，還可以對外球面進行表面處理，外球面的表面處理包括物理方法(拋光等)和化學(xué)方法(表面改性等)。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，一種本發(fā)明的單一材料的股骨球頭假體的制備方法，該方法包括采用型腔上設(shè)置有與凹坑相適應(yīng)的凸起結(jié)構(gòu)且具有高拋光型面的模具進行注塑成型，一次注塑成型便可制得包括具有凹坑特征的外球面的整個股骨球頭假體。

根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，一種本發(fā)明的組合材料的股骨球頭假體的制備方法，該方法包括：

(1)將具有光滑球面的球頭主體放入設(shè)置有與凹坑相適應(yīng)的凸起結(jié)構(gòu)且具有高拋光型面的模具內(nèi)，預(yù)熱球頭主體；

(2)通過注塑成型將外球面的材料包覆在球頭主體上，從而制得包括具有凹坑特征且包覆球頭主體的外球面的股骨球頭假體。

還根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，一種本發(fā)明的組合材料的股骨球頭假體的制備方法，其中球頭主體的材料為金屬或陶瓷材料，該方法包括：

(1)在球頭主體表面制備規(guī)定尺寸、數(shù)量和分布的具有拋光表面的初級凹坑，預(yù)熱球頭主體；

(2)將外球面的材料通過具有高拋光表面的模具型腔，注塑在步驟(1)的球頭主體表面，形成具有自然收縮的凹坑的外球面，從而制得髖關(guān)節(jié)股骨球頭假體。

本發(fā)明利用有機材料在脫模過程中局部收縮的差異的注塑特性，實現(xiàn)具有凹坑特征的外球面的注塑成型。

本發(fā)明的髖關(guān)節(jié)股骨球頭假體的具有凹坑特征的外球面的可以通過多種方法注塑成型，工藝簡單、產(chǎn)品一致性好。

應(yīng)該知道的是，其他任何凸起結(jié)構(gòu)設(shè)計和制作工藝，等同于凹面結(jié)構(gòu)工藝，均在本專利的保護范圍內(nèi)。

以上所述實施僅表達了本發(fā)明的實施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。