股骨组件假体的制作方法

本发明涉及一种类似人体骨关节的假体，特别涉及股骨组件假体。

背景技术：

人工关节置换是指用生物相容性和机械性能良好的金属材料制成的一种类似人体骨关节的假体，利用手术方法将人工关节置换被疾病或损伤所破坏的关节面，切除病灶，清除疼痛，恢复关节的活动与原有的功能。

在股骨组件中，通常有两个零件，股骨柄和套筒，套筒材质通常为金属材料，制造方法是利用金属粉末快速成型，产品为全孔隙，以方便骨长入，以上材料的缺陷是：其一，清洗不便；其二，可能产生金属碎屑，如进入人体，可能会产生过敏反应；第三，全孔隙材料给产品的强度带来影响。

技术实现要素：

为了解决上述问题的一个或多个，本发明提供了股骨组件假体。

根据本发明的一个方面，该股骨组件假体包括股骨柄和套筒，套筒采用金属粉末3d打印成型，套筒套设于股骨柄外侧，套筒包括第二本体，第二本体由内向外由第一质密部、第一微孔层、第二微孔层和第三微孔层组成，第一微孔层、第二微孔层和第三微孔层孔隙率逐渐变大，第一质密部内部形成有腔体，股骨柄包括第一本体，第一本体上端形成有股骨柄肩部，股骨柄肩部侧端向上倾斜形成有股骨柄颈部，第一本体套设于腔体内且股骨柄肩部下端面贴合于第二本体上端面。

进一步所述，第二本体从上端面向外延伸还形成有旁端部，旁端部端面呈u型结构，旁端部从上向下逐渐收缩直至第二本体侧壁。

进一步所述，第一微孔层的孔隙率为40％，第二微孔层的孔隙率为60％，第三微孔层的孔隙率为80％。

本发明股骨组件假体中，套筒和人体骨质直接接触，套筒具有自内向外孔隙率依次变大的第一微孔层、第二微孔层和第三微孔层，第一微孔层和第一质密部连接，孔隙率最低，第三微孔层和人体骨骼直接接触，孔隙率最高，第二微孔层位于第一微孔层、第三微孔层中间，孔隙率取二者中值，其优点是：其一，微孔结构孔隙率自内向外逐渐变大，更契合人体股骨骨质疏密分布，股骨组件假体更接近于人体股骨，人体易接受，排斥反应低；其二，假体和人体的骨骼接触部位孔隙率最高，能保持良好的骨啮合长入；其三，微孔结构孔隙率自内向外逐渐变大，则假体结构强度均匀变化，即该假体应力较小；其四，套筒设有第一质密部，第一质密部的密度大，第一微孔层孔隙率低，第一微孔层和第一质密部结合部位材质紧密，保证了结合部位具有较高强度，便于假体的机械加工；其五，相对于全孔隙假体，微孔结构总厚度较小，方便清洗消毒；其六，3d打印技术能做到较高的精度和很高的复杂程度，使得微孔结构上的微孔均匀分布，更能提高其上的骨生长，进而提高该组件的使用效率。

进一步所述，第一微孔层、第二微孔层和第三微孔层的厚度均为0.4-0.8mm，微孔孔径为0.25-0.5mm。其有益效果是：该参数数值保证了微孔层的粘结强度＞25mpa，既保证了第一微孔层和第一质密部之间的结合部具有较高的力学性能，且保证了假体的强度，同时较小的厚度，又减少了金属碎屑的产生，方便清洗维护。

进一步所述，第一微孔层、第二微孔层和第三微孔层的厚度均为0.6mm。其有益效果是：各层均匀分布，减少了第一微孔层、第二微孔层和第三微孔层在厚度断面上的应力分布，各层结合部最大应力值低，降低了结合部的折断或开裂。

进一步所述，套筒采用钛合金粉末的3d打印成型工艺生产。其有益效果是：3d打印技术能做到较高的精度和很高的复杂程度，使得微孔结构上的微孔均匀分布，更能提高其上的骨生长，进而提高该组件的使用效率。

进一步所述，第一本体下部外壁一周还形成有凹槽。其有益效果是：相邻凹槽之间形成一个凸起，凹槽和凸起提高股骨柄在股骨髓腔内的抗旋转性，降低第一本体末端的硬度，使股骨柄末端在股骨内柔和接触，降低结合后大腿的疼痛。

进一步所述，第一本体底端还形成有开槽。其有益效果是：股骨髓腔的形状是不规则的，具有一定的前弓和外弓，开槽使得第一本体某端形成类似“音叉”结构，该结构具有收缩特性，因此开槽使第一本体末端具有一定的柔韧性，防止第一本体末端直接戳到股骨皮质。

进一步所述，股骨柄材料为钛合金。其有益效果是：钛合金质量轻，弹性模量低，强度高，韧性好，抗腐蚀性好。

附图说明

图1为本发明一实施方式的股骨组件假体的结构示意图；

图2为图1所示股骨组件假体的正面结构示意图；

图3为图1所示股骨组件假体的左视结构示意图；

图4为图1所示股骨组件假体套筒的剖面结构示意图；

图5为图1所示套筒的剖面结构示意图；

图6为图5所示套筒的局部放大图；

图7为图5所示套筒的俯视图；

图8为图5所示套筒的结构示意图；

图9为图1所示股骨柄的结构示意图；

图10为图1所示股骨柄的主视结构示意图；

图11为图1所示股骨柄的左视结构示意图；

股骨柄1，第一本体100，股骨柄肩部101，凹槽102，开槽103，股骨柄颈部104，套筒2，第二本体200，第一质密部201，第一微孔层202，第二微孔层203，第三微孔层204，腔体205，旁端部210，第二质密部211。

具体实施方式

下面结合附图1至11对本发明作进一步详细的说明。

参照图1至图5，根据本发明的一个方面，该股骨组件假体包括股骨柄1和套筒2，套筒2采用金属粉末3d打印成型，套筒2套设于股骨柄1外侧，套筒2包括第二本体200，第二本体200由内向外由第一质密部201、第一微孔层202、第二微孔层203和第三微孔层204组成，第一微孔层202、第二微孔层203和第三微孔层204孔隙率逐渐变大，第一质密部201内部形成有腔体205，股骨柄1包括第一本体100，第一本体100上端形成有股骨柄肩部101，股骨柄肩部101侧端向上倾斜形成有股骨柄颈部104，第一本体100套设于腔体205内且股骨柄肩部101下端面贴合于第二本体100上端面。

进一步所述，如图1至图8所示，第二本体200从上端面向外延伸还形成有旁端部210，旁端部210端面呈u型结构，旁端部210从上向下逐渐收缩直至第二本体200侧壁。进一步所述，旁端部210从内向外依次由第二质密部211、第一微孔层202、第二微孔层203和第三微孔层204组成。

进一步所述，第一微孔层202的孔隙率为40％，第二微孔层203的孔隙率为60％，第三微孔层204的孔隙率为80％。

本发明股骨组件假体中，套筒2和人体骨骼直接接触，套筒2具有自内向外孔隙率依次变大的第一微孔层202、第二微孔层203和第三微孔层204，第一微孔层202和第一质密部201、第二质密部211连接，孔隙率最低，第三微孔层204和人体骨骼直接接触，孔隙率最高，第二微孔层203位于第一微孔层202、第三微孔层204中间，孔隙率取二者中值，其优点是：其一，微孔结构孔隙率自内向外逐渐变大，更契合人体股骨骨质疏密分布，股骨组件假体更接近于人体股骨，人体易接受，排斥反应低；其二，假体和人体的骨骼接触部位孔隙率最高，能保持良好的骨啮合长入；其三，微孔结构孔隙率自内向外逐渐变大，则假体结构强度均匀变化，即该假体应力较小；其四，套筒2设有第一质密部201、第二质密部211，第一质密部201、第二质密部211密度大，第一微孔层202孔隙率低，第一微孔层202和第一质密部201、第二质密部211结合部位材质紧密，保证了结合部位具有较高强度，便于假体的机械加工；其五，相对于全孔隙假体，微孔结构总厚度较小，方便清洗消毒；其六，3d打印技术能做到较高的精度和很高的复杂程度，使得微孔结构上的微孔均匀分布，更能提高其上的骨生长，进而提高该组件的使用效率。

进一步所述，第一微孔层202、第二微孔层203和第三微孔层204的厚度均为0.4-0.8mm，微孔孔径为0.25-0.5mm。该参数数值保证了微孔层的粘结强度＞25mpa，既保证了第一微孔层202和第一质密部201、第二质密部211之间的结合部具有较高的力学性能，且保证了假体的强度，同时较小的厚度，又减少了金属碎屑的产生，方便清洗维护。

进一步所述，第一微孔层202、第二微孔层203和第三微孔层204的厚度均为0.6mm。

进一步所述，套筒2采用钛合金粉末的3d打印成型工艺生产。3d打印技术能做到较高的精度和很高的复杂程度，使得微孔结构上的微孔均匀分布，更能提高其上的骨生长，进而提高该组件的使用效率。

进一步所述，第一本体100下部外壁一周还形成有凹槽102。相邻凹槽102之间形成一个凸起，凹槽102和凸起提高股骨柄在股骨髓腔内的抗旋转性。

进一步所述，第一本体100低端还形成有开槽103。股骨髓腔的形状是不规则的，具有一定的前弓和外弓，开槽103使得第一本体100某端形成“音叉”结构，该结构具有收缩特性，因此开槽103使第一本体100末端具有一定的柔韧性，防止第一本体100末端直接戳到股骨皮质。

进一步所述，股骨柄1材料为钛合金。钛合金质量轻，弹性模量低，强度高，韧性好，抗腐蚀性好。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。