。
[0035]具体而言，本发明提供了一种髋关节假体，包括髋白1、股骨头2、股骨颈3和股骨柄4，其中，所述股骨柄4设置有孔状结构，所述孔状结构包括孔状范围不同的孔状结构，所述股骨头2、所述股骨颈3和所述股骨柄4采用含有Nb的钛合金材料制成，在所述股骨柄4的外表面和内表面分别设置有羟基磷灰石层。
[0036]下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步详细的说明。
[0037]其中，实施例中所用到的材料和仪器的生产厂商如下:
[0038]羟基磷灰石，购自上海浦陈生物技术有限公司。
[0039]T1-6Al-7Nb钛合金，购自宝鸡市利泰有色金属有限公司，该医用移植材料中A1不超过6%、Nb不超过6%、Fe不超过0.25%、0不超过0.2%、其余为Ti，其参考标准为ISO7148、ASTM G99-95A 和 ASTM G 133-95 三项国际标准。
[0040]二氧化锆-三氧化二铝，购自东莞市胜业精密陶瓷科技有限公司；
[0041 ]三氧化二铝，购自东莞市胜业精密陶瓷科技有限公司。
[0042]胎牛血清(FBS)，购自美国Gibco公司；
[0043]YJ-875型超净工作台，购自苏州净化设备厂；
[0044]血管内皮生长因子，购自PeproTech，Rocky Hill，NJ ；
[0045]L-抗坏血酸-2_ 磷酸，购自 Sigma，St.Louis, M0 ；
[0046]碱性成纤维细胞生长因子(FGF-2)，购自P印roTech，Rocky Hill, NJ ；
[0047]青霉素:链霉素(P/S)，购自Gibco, Grand Island，NY ；
[0048]低糖DMEM 培养基，购自 Gibco，Grand Island，NY ；
[0049]β -甘油磷酸钠，购自 Sigma，St.Louis，M0 ；
[0050]糖皮质激素，购自MyB1Source, Inc, CA ；
[0051]甲基纤维素，购自SHOP, Inc,MA
[0052]I 型胶原酶，购自 Worthington B1chemical C0.，Lakewook, NJ ；
[0053]纤维蛋白原，购自Sigma ;
[0054]凝血酶，购自Sigma;
[0055]扫描电子显微镜，型号JE0L6700F，厂家:JE0L USA, Inc.；
[0056]DHY-1型霍尔位置传感器杨氏模量测定仪，厂家为西安明克斯检测设备有限公司；
[0057]3D 打印机，Syil_X4，Nordson EFD，Providence, RI ；
[0058]C02孵箱，购自德国Heraeus公司。
[0059]其中，细胞生长培养基的配方如下:
[0060]低糖DMEM作为基准培养基+10%胎牛血清FBS，1 % P/S，lng/ml FGF-2。
[0061]体外成骨培养基的配方如下:
[0062]低糖DMEM作为基准培养基+6 % FBS+1 % P/S (体积比3:7) +50 μ M L-抗坏血酸-2-磷酸+10mM β -甘油磷酸钠+糖皮质激素(浓度100 μ g/L)。
[0063]血管分化培养基配方如下:
[0064]高糖DMEM作为基准培养基+6% FBS，1 % P/S (体积比3:7)，10ng/ml的血管内皮生长因子，lng/ml的FGF-2和1 μ g/ml的L-抗坏血酸_2_磷酸。
[0065]实施例一
[0066](一 )髋关节假体
[0067]实施例一提供了一种髋关节假体，包括髋白1、股骨头2、股骨颈3、股骨柄4和领平面5，如图1所示，其中所述股骨柄4设置有孔状结构，所述孔状结构包括孔状范围不同的孔状结构，其中，所述股骨头2、所述股骨颈3和所述股骨柄4采用含有Nb的钛合金材料制成，其中，在所述股骨柄4的外表面和内表面分别设置有羟基磷灰石层。
[0068]其中，所述股骨柄设置有孔状结构，孔状结构面积占股骨柄表面的85 %，所述孔状结构为>100 μπι的大孔，10-100 μπι的中孔，以及〈10 μπι的小孔，其中所述大孔的个数占所述孔状结构总量的10%，所述中孔结构占孔状结构总量的2%，所述小孔的个数占所述孔状结构总量的88%。杨氏模量用以描述固体材料抵抗形变的能力。实验测得股骨柄的杨氏模量为51GPa。
[0069]股骨柄的外表面和内表面均设有羟基磷灰石层，羟基磷灰石层的厚度为50 μπι，表面与深层多孔的股骨柄结构使髋关节假体发生弹性形变的应力减小，使杨氏模量降低，会增加人体股骨的应力，削减应力遮蔽，同时由于羟基磷灰石具备优异的生物活性，能够促进骨细胞在髋关节假体中依附生长，同时其多孔的表面连同股骨柄的多孔结构，使得生物活性分子在假体中移动，输送成骨细胞所需养料。
[0070]其中，领平面位于股骨柄和股骨颈之间，为突出的环状平面，其下表面采用T1-6Al-7Nb钛合金制成，同时下表面设置有轻基磷灰石层，轻基磷灰石层的厚度为50 μπι,便于骨长入，对于假体-股骨的一体化起到强化的作用。
[0071]所述髋白采用的为二氧化锆-三氧化二铝材料，髋白内部为二氧化锆-三氧化二铝陶瓷关节窝，其中股骨头外表面与髋白内关节窝相接，并依靠材料间的自滑性完成相关运动动作。相比较于传统的超高分子质量聚乙烯，关节窝采用陶瓷制成，其可以大幅削减磨损度，每年最高仅有0.5_，低磨损度在延长了假体使用寿命的同时，可以进一步降低血液中磨损微粒的浓度，也降低了对人体的损害。
[0072]( 二 )髋关节假体的制备方法
[0073]采用3D打印技术，使用CAD软件，利用Ti_6Al_7Nb钛合金粉打印一体成型，具体的可以根据患者移植部门的尺寸进行相应的调整。
[0074]其中，T1-6Al-7Nb多孔假体的制作大概流程如下:
[0075](1)在CAD软件中构建整体模型，其中多孔股骨柄与无孔股骨颈和股骨头是完全一体的，无需将三个结构独立制作后再进行拼接。
[0076](2)开始打印时，在一个密封箱中均匀放置着T1-6Al_7Nb合金粉，高能激光束会根据虚拟模型在合金粉表面扫射，瞬间将相应部位合金粉在1600-1900°C高温下融化定型，一层一层融化定型，最终假体形成，全部结构具备完美的整体性。
[0077](三)髋关节假体的体外实验和体内实验
[0078](1)脂肪源干细胞分离和细胞成团
[0079]脂肪源干细胞由新鲜皮下抽取物中分离，将取下的组织置于lmg/ml的I型胶原酶溶液中在37°C下水解1小时，在离心机中离心得到间质血管碎片微粒，将碎片置于细胞生长培养基中，于无菌环境中进行悬浮培养。同时为了防止细胞与培养皿避发生依附粘连，在细胞生长培养基中，还加入0.24% (w/v)的甲基纤维素，此外培养皿内壁包被2% (w/v)的琼脂糖。过夜培养后，使用移液管抽取悬浮细胞团，细胞团尺寸在5-200 μπι。
[0080](2)细胞接种
[0081]脂肪源干细胞团以3Χ107个每毫升的密度，在加入了纤维蛋白原(8mg/ml)和凝血酶(2U/ml)的细胞生长培养基中重悬浮。然后，将多孔HA包被假体内、外表面浸润于该培养基中，在37 °C下培养30分钟。
[0082](3)血管分化培养
[0083]将步骤⑵的假体取出，并浸润在血管分化培养基中，培养18天。
[0084](4)成骨诱导培养
[0085]将步骤(3)得到的假体取出，并置于体外成骨培养基中培养14天。
[0086](四)实验结果
[0087]经过培养，将步骤(4)得到的假体在扫描电子显微镜的观察(25X55倍放大)下，全假体骨细胞覆盖率达到56 %，脂肪源干细胞分化的网状血管群广泛分布在假体微孔内表面，在多孔结构的HA表面形成了致密的矿物质沉积，具备了良好的体内移植条件，病人体内移植后1周后全部取出，采用穿刺微量活体样本检验测定，人脂肪源干细胞接种的多孔股骨柄相对于无细胞接种假体对照具备更高的细胞密度(实验组:2.9X 107个/ml ;对照组:1.6X103个/ml)和更致密的网状血管分布，并在5个实施例中最为致密，确保了已形成的骨细胞和血管网络在体内环境中顺利的完成继续生长直至与周边骨组织一体化的过程。
[0088]实施例二
[0089]实施例二与实施例一的不同之处在于，实施例二的所述髋关节假体不包括领平面，如图2所示，其中，所述股骨柄的内外表面的羟基磷灰石层的厚度为40 μ m。所述髋臼采用三氧化二铝材料制成，髋白内部为三氧化二铝陶瓷关节窝。
[0090]所述股骨柄设置有孔状结构，孔状结构面积占股骨柄表面的83%，其中所述大孔的个数占所述孔状结构总量的8