一种髋关节假体柄结构及髋关节假体组件的制作方法

本实用新型涉及髋关节技术领域，具体而言，涉及一种髋关节假体柄结构及髋关节假体组件。

背景技术：

人工关节置换已经成为治疗关节疾病的终极治疗手段，是骨科领域在二十一世纪取得的最重要的进展之一。人工髋关节置换手术已成为治疗髋关节终末期疾病的成熟手段，如退行性关节炎，而随着人口老龄化的加剧，该类患者逐年增加。目前临床上使用的人工髋关节假体包括骨水泥固定型假体和非骨水泥固定型假体。钛合金材料具有密度低、比强度高、机械性能好、耐腐蚀和良好的生物相容性等特点，已经被广泛应用于医疗领域，其在人工植入物中也得到了一定的应用，而目前临床使用的多为实体植入物，随着研究的不断深入以及临床实验的证明，钛合金实体植入物的弹性模量与人体骨组织不匹配，在植入后会对真骨组织界面产生应力集中和应力遮蔽效应，力学相容性较差，对种植成功率和远期寿命产生影响。而且，使用实体髋关节假体柄植入后，股骨与植入体四周贴合紧密，股骨髓腔内的血液、空气等排出困难。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种髋关节假体柄结构，旨在降低植入时的阻力，减少疼痛感。

本实用新型的另一目的在于提供一种髋关节假体组件，其包括上述髋关节假体柄结构，其植入阻力小，能够有效缓解病人的不适。

本实用新型是这样实现的：

本实用新型提供一种髋关节假体柄结构，包括柄体和倾斜延伸的支杆，支杆的底部与柄体的顶部侧壁相连，柄体的底部呈尖锥形，柄体上设置有多条凹形槽，多条凹形槽至少包括未经过支杆的第一凹形槽和经过支杆的第二凹形槽，第一凹形槽均从柄体的顶端延伸至底端，第二凹形槽从支杆表面延伸至柄体的底端。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，支杆包括相互连接的柄颈部和颈椎口部，柄颈部的底部与柄体的顶部侧壁相连，柄颈部的顶部与颈椎口部相连。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，第二凹形槽从柄颈部的顶部延伸至柄体的底端。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，柄体为圆柱形，且第一凹形槽和第二凹形槽均呈弧形。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，支杆为圆柱形，且颈椎口部的直径大于柄颈部的直径。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，颈椎口部为实体结构，柄体和柄颈部均为多孔结构。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，柄体的顶部为过渡连接部，支杆的底部与过渡连接部相连，且支杆的底端与过渡连接部弧形过渡。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，柄体的顶端设置有内凹槽，内凹槽的槽体深度为0.2-0.4mm。

进一步地，在本实用新型较佳的实施例中，髋关节假体柄的表面还设置有微纳米晶层，微纳米晶层的厚度为10-20nm。

本实用新型还提供一种髋关节假体组件，包括上述髋关节假体柄结构。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过上述设计得到的髋关节假体柄结构，其包括柄体和连接于柄体的顶侧且倾斜向上的支杆，柄体的底部呈尖锥形；通过在柄体上设置多条凹形槽，从顶端延伸至底端，在植入时能起到降低阻力的作用，减轻病人的疼痛感，同时也为细胞、血液的上下流动提供通道。

本实用新型还提供一种髋关节假体组件，包括上述髋关节假体柄结构，同样能够在植入时能起到降低阻力的作用，减轻病人的疼痛感。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型实施方式提供的髋关节假体柄结构的第一视角结构示意图；

图2是本实用新型实施方式提供的髋关节假体柄结构的第二视角结构示意图；

图3是本实用新型实施方式提供的髋关节假体柄结构的第三视角结构示意图；

图4是本实用新型实施方式提供的髋关节假体柄结构的第四视角结构示意图。

图标：100-髋关节假体柄结构；110-柄体；111-尖锥部；112-过渡连接部；113-凹形槽；114-第一凹形槽；115-第二凹形槽；116-内凹槽；117-弧形过渡部；120-支杆；121-柄颈部；122-颈椎口部。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

请参照图1-图3，本实用新型实施例提供一种髋关节假体柄结构100，包括柄体110和倾斜延伸的支杆120，支杆120的底部与柄体110的顶部侧壁相连，柄体110的底部呈尖锥形，即柄体110包括尖锥部111。整体结构包括了多边形支架，是一体化结构，制备工艺简便且能够更好地符合人体结构。

具体地，柄体110的顶部为过渡连接部112，支杆120的底部与过渡连接部112相连，且支杆120的底端与过渡连接部112弧形过渡，即弧形过渡部117。采用弧形过渡的方式能够使连接处平滑过渡，在应用过程中的阻力小。从图2中可以看出，柄体110的顶面为平面，且柄体110与支杆120的连接处均为弧形过渡。

进一步地，请结合图1和图4，柄体110上设置有多条凹形槽113，多条凹形槽113至少包括未经过支杆120的第一凹形槽114和经过支杆120的第二凹形槽115，第一凹形槽114均从柄体110的顶端延伸至底端，第二凹形槽115从支杆120表面延伸至柄体110的底端。凹形槽113的设置能够使植入时起到降低阻力的作用，减轻病人的疼痛感，同时也为细胞、血液的上下流动提供通道。

进一步地，支杆120包括相互连接的柄颈部121和颈椎口部122，柄颈部121的底部与柄体110的顶部侧壁相连，柄颈部121的顶部与颈椎口部122相连。支杆120为圆柱形，且颈椎口部122的直径大于柄颈部121的直径，柄体110的顶端设置有内凹槽116，内凹槽116的槽体深度为0.2-0.4mm。此部分的设计也是为了更好地符合人体髋关节的结构。

在本实用新型较佳的实施例中，第二凹形槽115从柄颈部121的顶部延伸至柄体110的底端。整体结构能够更有效地降低阻力，为细胞、血液的上下流动提供通道。

在一些实施例中，可以将第一凹形槽114设计为均匀分布的3条，将第二凹形槽115设计为1条。

优选地，柄体110为圆柱形，且第一凹形槽114和第二凹形槽115均呈弧形。弧形凹槽结构的中心线垂直于柄体110的底面直径，整体为圆柱形、弧形结构，具体的弧度可以根据患者的实际情况在打印模型设计时进行调节。

进一步地，颈椎口部122为实体结构，柄体110和柄颈部121均为多孔结构，可以称为整体多孔结构。本实用新型采用多孔结构，使重量大大降低，从而减轻了植入物周围骨组织的承重能力，降低了再次骨折的风险。

具体地，本实用新型采用的多孔结构以支架结构组成，多孔结构为骨细胞的再生提供了合适的微环境，其具有一定粗糙度的内外表面有利于细胞的黏附、增殖和分化，使植入体和骨组织能够形成机械绞锁加生物结合的稳固结构，最终融为一体，有效降低植入体的弹性模量的同时也能提供足够的强度，能够减轻或避免植入后与真骨组织界面产生的应力集中和应力遮蔽效应，提高了植入相容性。此外，多孔结构有很高的结构稳定性，各部位结构受力均匀，避免产生局部应力集中而造成长时间使用后的疲劳断裂，增加骨传导性与延长了植入体的寿命。

进一步地，髋关节假体柄的表面还设置有微纳米晶层(图未示)，微纳米晶层的厚度为10-20nm。微纳米晶层可以进一步提高植入物的生物相容性及疲劳特性。

本实用新型还提供一种髋关节假体组件，包括上述髋关节假体柄结构，还可以包括髋关节的其他部分，同样能够在植入时能起到降低阻力的作用，减轻病人的疼痛感。

本实用新型还提供一种髋关节假体柄结构的制备方法，包括：

s1、结构设计

结构设计可以采用magics等软件进行，设计出柄体110和支杆120(包括尖锥部111、过渡连接部112、凹形槽113、柄颈部121、颈椎口部122等)，整体为多孔结构的一体化髋关节假体模型。

s2、3d打印

采用3d打印工艺将设计好的柄体110和支杆120一次打印成型。优选地，3d打印过程采用3d激光熔融法，一次性打印成型，无需进行切削、拼接等加工，其原材料可以为钛合金。采用一体式多孔结构，并采用一体式打印成型，省去了复杂繁琐的加工过程，有效地节约了成本。具体地，3d激光熔融法为一种现有的3d打印工艺，其具体操作在此不做过多赘述。

s3、微纳米晶层的制备

用微弧氧化技术在假体柄结构表面形成微纳米晶层。具体地，微弧氧化又称微等离子体氧化，是通过电解液与相应电参数的组合，在铝、镁、钛及其合金表面依靠弧光放电产生的瞬时高温高压作用，生长出以基体金属氧化物为主的陶瓷膜层。具有材料表面硬度高、耐磨性能好、工艺可靠、设备简单、操作方便等特点，具体操作和工艺参数可以参照现有技术。

需要说明的是，本实用新型实施例提供的髋关节假体柄结构100的工作原理：该种3d打印髋关节假体柄为多孔结构，多孔结构使得假体柄的重量下降，实现轻量化，并为细胞的增长提供空间，提高骨传导性及骨整合性；多孔结构使用多边形支架结构组成，使得力学性能更稳定，弹性模量降低，减小植入物与真骨组织之间的应力遮蔽，防止骨质疏松。

综上所述，本实用新型提供的一种髋关节假体柄结构，其包括柄体和连接于柄体的顶侧且倾斜向上的支杆，柄体的底部呈尖锥形；通过在柄体上设置多条凹形槽，包括第一凹形槽和第二凹形槽，均从整体结构的顶端延伸至底端，在植入时能起到降低阻力的作用，减轻病人的疼痛感，同时也为细胞、血液的上下流动提供通道。

本实用新型还提供一种髋关节假体柄结构的制备方法，其采用3d打印一次成型，无需进行切削、拼接等加工；通过微弧氧化技术在假体柄结构表面形成微纳米晶层，进一步提高植入物的生物相容性及疲劳特性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。