专利名称：钽涂层人工髋关节假体的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到人工髋关节假体，特别涉及到一种表面设置有钽微孔涂层的钽 涂层人工髋关节假体，属于生物医用复合材料应用领域。
背景技术：
目前，生物陶瓷涂层材料及微孔金属涂层生物材料是假体表面处理的主要方向， 分别以羟基磷灰石(HA)及钛(Ti)涂层为代表。它们是通过烧结或等离子喷涂的工艺将 HA (Ca10(PO4)6(OH)2)及Ti金属被覆在医用不锈钢或Ti金属基体表面，形成具有一定骨传 导、诱导功能的生物涂层复合材料，克服了以往人体植入材料在机械强度、生物相容性、耐 腐蚀等综合性能方面存在的不足，成为近年来比较理想的骨重建材料。中国专利说明书CN 201154007Y就公开了一种羟基磷灰石涂层人工髋关节假体，在假体柄身及假体髋白外表面 设置有羟基磷灰石涂层，中国专利说明书CN 201154008Y则公开了一种涂层人工髋关节假 体，在假体柄身及假体髋白外表面设置有钛涂层。但已有文献报道，由于HA属于人体可降 解和吸收的材料，其涂层降解后会使材料基体与组织间产生间隙，逐渐导致假体松动。对于 Ti涂层复合生物材料，虽然在表面机械强度、耐腐蚀以及假体晚期稳定性方面优于HA涂层 生物材料，但在假体植入早期，Ti涂层与HA涂层材料在骨传导和骨诱导功能方面还存在一 定差距。上世纪中叶，钽(Ta)金属生物材料开始进入医学应用领域。首先，钽金属生物材 料的生物相容性及其在化学稳定性、抗腐蚀性能方面优于钛及其他金属生物材料的特性为 钽金属作为涂层材料在矫形外科应用提供了理论依据，其次，钽金属作为假体涂层摆脱了 多孔鉅外衬组件在厚度、体积方面受假体本身力学要求的限制，具有可行性。
发明内容本实用新型的目的是提供一种钽涂层人工髋关节假体，它克服目前人工假体涂层 的不足，提高人工假体在人体内的固定效果，延长人工假体的使用寿命。本实用新型的技术方案是提供一种钽涂层人工髋关节假体，它包括假体柄身、柄 身再向上延伸为柄颈、柄颈上端套接股骨球头，其特征是柄身外表面包裹有钽表面，钽表 面为微孔结构。所述的钽表面厚度为30-800微米，微孔率为20%_50%。所述的柄身为圆柱状体或圆锥体，圆柱状体或圆锥体的一端细，另一端粗，且沿一 边增加宽度，使粗端上部内侧呈圆弧延伸，延伸过渡到柄颈，柄身的外侧呈直线或弧线形与 柄颈基底外侧交汇呈80-110°的角状体。所述的柄身外表面包裹有钽表面的部位是柄身上部或柄身任何部位的外表面。所述的股骨球头套接有髋白，髋白是由半球形的金属髋白杯及其内部的中空半球 形聚乙烯衬垫组成，中空半球形聚乙烯衬垫套接于股骨球头外面，中空半球形聚乙烯衬垫 外部由半球形的金属髋白杯套接，所述的髋白杯外表面包裹有钽表面。[0010]所述的髋臼杯外表包裹的钽表面厚度为30-800微米，孔隙率为20%_50%。所述的柄身是医用不锈钢00Crl8Nil4Mo3或00Crl8Nil5Mo3N或钛Ti或钛合金 Ti-6A1-4V或钴铬钼合金Co30Cr6Mo0. 35C材料作为基体。本实用新型钽涂层人工髋关节假体利用基体材料较高的机械强度为假体提供较 强的力学强度，使假体在承受人体的生理载荷及运动载荷的情况下不出现材料的疲劳或损 坏，同时采取生物相容性好、耐腐蚀、耐磨损、结合强度高金属钽材料作为涂层材料，在假体 的基体与被植入人体骨骼的接触部分被覆有一层钽微孔涂层，在对假体基体表面起到强化 和保护的作用的同时为假体表面创造一个具有微孔隙环境，以增加假体植入后的骨长入量 及假体的稳定性。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明
图1是本实用新型钽涂层人工髋关节假体较佳实施例的结构示意图；图2是本实用新型钽涂层人工髋关节假体的柄身、柄颈、股骨球头及髋白部分的 组合剖视图；图3是本实用新型钽涂层人工髋关节假体的柄身及柄颈部分的结构示意图；图4是本实用新型钽涂层人工髋关节假体的股骨球头剖视图；图5是本实用新型钽涂层人工髋关节假体的髋臼杯剖视图；图6是本实用新型钽涂层人工髋关节假体的近似半球形聚乙烯衬垫剖视图。图中1、柄身；2、柄颈；3、髋臼杯；4、聚乙烯衬垫；5、股骨球头；6、钽表面；7、通 孔。
具体实施方式
实施例1如
图1、2所示，本实用新型包括柄身1、柄颈2、股骨球头5及髋臼部分；柄身1的 上端为一个起连接作用的柄颈2，该柄颈2上套接有股骨球头5，股骨球头5外再套接有髋 臼，柄身1为圆柱状体或圆锥体，圆柱状体或圆锥体的一端细，另一端粗，且沿一边增加宽 度，使粗端上部内侧呈圆弧延伸，延伸过渡到柄颈2，柄身1的外侧呈直线或弧线形与柄颈2 基底外侧交汇呈80-110°的角状体。柄身1外表面包裹有钽表面6的部位是柄身1上部或 柄身1任何部位的外表面。柄身1包裹的钽表面6为微孔结构，钽表面6厚度为30-800微 米，微孔率为20%-50%。髋臼是由半球形的金属髋臼杯3和中空的半球形聚乙烯衬垫4组成，所述中空的 半球形聚乙烯衬垫套4接于股骨球头5外面，半球形聚乙烯衬垫4外部由半球形的金属髋 臼杯3套接，所述的金属髋白杯3外表面包裹有钽表面6。髋白杯外表的钽表面6厚度为 30-800微米，孔隙率为20%-50%。图3所示，柄身1的形状与人体的股骨髓腔空间的形状相吻合，便于柄身1插入股 骨的骨髓腔。所述柄身1由上到下呈锥形过度，用于防止柄身1的下沉；柄身1上部内侧呈 圆弧形向柄颈2两端延伸，柄身1的外侧呈直线(或弧线)形与柄颈基底外侧交汇呈80-110 度的角状体，90°为最佳值，这种形状与人体股骨近端骨髓腔的空间形状以及髋关节的应
4力分布相吻合，可以防止假体向侧方翻转，并利于假体的植入及术后的负重。图2、4所示所述股骨球头5中心为中空锥柱状凹槽结构，该凹槽与柄颈2顶部的 形状相吻合，柄颈2顶部可以嵌入股骨球头5内的中空凹槽中。图2、5、6所示为钽涂层人工髋关节假体的髋臼由半球形的金属髋臼杯3及套接在 髋臼杯3内的半球形聚乙烯衬垫4组成。半球形聚乙烯衬垫4内有与股骨球头5形状相匹 配的中空球形凹槽；聚乙烯衬垫4套接在股骨球头5外面，并不限制股骨球头5在聚乙烯衬 垫4内的旋转活动，达到置换关节的自如活动；髋臼杯3顶部有3-5个通孔7，其中4个通 孔7为最佳，通过该孔使用螺丝钉将髋白杯3固定于骨盆的髋臼上。所述柄身1及髋白的髋白杯3外表面包裹有钽表面6，钽表面6的涂层厚度为 30-800微米，孔隙率为20%-50%，其中涂层厚度为400微米，孔隙率为35%为优选值；涂层被 覆于柄身1的部位可以是柄身1的上部或柄身1任何部位外表面，优选的是涂层被覆部位 在整个髋白杯3外表面及柄身1上部的外表面。该钽微孔涂层，在对假体基体表面起到强 化和保护的作用的同时为假体表面创造一个具有微孔隙环境，以增加假体植入后的骨长入 量及假体的稳定性。本实用新型通过在人工髋关节假体柄身1表面及髋白杯3的外表面包裹一层 30-800微米、孔隙率为20%-50%的钽表面6，来增加了假体表面的粗糙度及孔隙率，使假体 表面形成既有粗糙面又有细小孔隙的骨结合面，增大了骨骼与假体的锚定面积，还为新生 骨组织向孔隙内长人创造了先决条件，使得植入后的假体与人体骨骼间建立起一种骨性结 合而达到生物固定，避免假体的松动及下沉，从而进一步保证了假体的固定效果和使用寿 命。实施例2以医用不锈钢 00Crl8Nil4Mo3 或 00Crl8Nil5Mo3N、钛 Ti、钛合金 Ti_6Al_4V 或钴 铬钼合金Co30Cr6Mo0. 35C等材料作为假体的基体部分，利用其具有较高机械强度的特点， 来人工假体提供较强的力学强度，使得假体能在承受人体的生理载荷及运动载荷的情况下 不出现材料的疲劳或损坏；应用硬质Al2O3或SiC砂作为介质，对人工假体基体的柄身1及 髋臼杯3的外表面进行喷砂预处理，在假体基体表面形成粗糙面，以利于涂层的结合强度； 采取生物相容性好、耐腐蚀、耐磨损、结合强度高金属钽材料作为涂层材料，在假体的基体 与被植入人体骨骼的接触部分被覆有一层钽微孔涂层，在对假体基体表面起到强化和保护 的作用的同时为假体表面创造一个具有微孔隙环境，以增加假体植入后的骨长入量及假体 的稳定性。 以上所述钽涂层人工假体的基体材料如医用不锈钢(00Crl8Ni 14Mo3或 00Crl8Ni 15Mo3N)、钛(Ti)、钛合金(Ti-6A1-4V)或钴铬钼合金(Co30Cr6Mo0. 35C)，仅为本 实用新型较为典型几种实施例的具体实施方式
，由于医用医用不锈钢、纯金属及合金的种 类较多，因此本实用新型并不限于上述几种实施例所提及人工假体的基体材料。以上所述，仅为本实用新型较佳实施例的具体实施方式
，本实用新型并不 限于该实施例，对于本领域的技术人员，在本实用新型给出的范畴内进行技术特征的添加 和替换均属于本实用新型的范围，因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围 为准。
权利要求钽涂层人工髋关节假体，它包括假体柄身(1)、柄身(1)再向上延伸为柄颈(2)、柄颈(2)上端套接股骨球头(5)，其特征是柄身(1)外表面包裹有钽表面(6)，钽表面(6)为微孔结构。
2.根据权利要求1所述的钽涂层人工髋关节假体，其特征是所述的钽表面(6)厚度为 30-800微米，微孔率为20%-50%。
3.根据权利要求1所述的钽涂层人工髋关节假体，其特征是所述柄身(1)为圆柱状体 或圆锥体，圆柱状体或圆锥体的一端细，另一端粗，且沿一边增加宽度，使粗端上部内侧呈 圆弧延伸，延伸过渡到柄颈(2)，柄身(1)的外侧呈直线或弧线形与柄颈(2)基底外侧交汇 呈80-110°的角状体。
4.根据权利要求1所述的钽涂层人工髋关节假体，其特征是所述的柄身(1)外表面包 裹有钽表面(6)的部位是柄身(1)上部或柄身(1)任何部位的外表面。
5.根据权利要求1所述的钽涂层人工髋关节假体，其特征是所述的股骨球头(5)套接 有髋白，髋白是由半球形的金属髋白杯(3)及其内部的中空半球形聚乙烯衬垫(4)组成，中 空半球形聚乙烯衬垫(4)套接于股骨球头(5 )外面，中空半球形聚乙烯衬垫(4)外部由半球 形的金属髋白杯(3)套接，髋白杯(3)外表面包裹有钽表面(6)。
6.根据权利要求5所述的钽涂层人工髋关节假体，其特征是所述的髋白杯(3)外表包 裹有钽表面(6)厚度为30-800微米，孔隙率为20%-50%。
7.根据权利要求1所述的钽涂层人工髋关节假体，其特征是所述的柄身(1)是医 用不锈钢00Crl8Nil4Mo3或00Crl8Nil5Mo3N或钛Ti或钛合金Ti_6Al_4V或钴铬钼合金 Co30Cr6Mo0. 35C材料作为基体。
专利摘要本实用新型涉及到人工髋关节假体，特别涉及到一种表面设置有钽微孔涂层的人工髋关节假体，它包括假体柄身、柄身再向上延伸为柄颈、柄颈上端套接股骨球头，其特征是柄身外表面包裹有钽表面，钽表面为微孔结构。它克服目前人工假体涂层的不足，提高人工假体在人体内的固定效果，延长人工假体的使用寿命。
文档编号A61L27/06GK201668538SQ20102018774
公开日2010年12月15日 申请日期2010年5月12日 优先权日2010年5月12日
发明者朱庆生, 朱澍, 朱锦宇, 段永宏 申请人:中国人民解放军第四军医大学