CN101999949A - 钽涂层人工肩关节假体的设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及到人工肩关节假体，特别涉及到一种表面设置有钽微孔涂层的人工肩关节假体的设计方法，它包括假体柄身、柄身再向上延伸为柄颈、柄颈上端套接肱骨球头，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。
Description
技术领域
本发明涉及到人工肩关节假体，特别涉及到一种表面设置有钽微孔涂层的钽涂层人工肩关节假体的设计方法，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已成为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，形成具有一定孔隙结构的涂层复合材料来增加假体植入后的骨长入量，并达到假体在体内稳定效果。中国专利说明书CN 201154007Y就公开了一种羟基磷灰石涂层人工关节假体，在假体柄身及假体肩臼外表面设置有羟基磷灰石涂层，中国专利说明书CN 201154008Y则公开了一种钛涂层人工关节假体，在假体柄身及假体肩臼外表面设置有钛涂层。
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，尤其是钽涂层具有优于其它生物涂层的物理特性及机械强度，使其在矫形外科的应用更具有了可行性。
发明内容
本发明的目的是提供一种钽涂层人工肩关节假体的设计方法，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。
本发明的技术方案是：提供一种钽涂层人工肩关节假体的设计方法，它包括用于植入肱骨骨髓腔的假体柄身、柄身再向上延伸为柄颈、柄颈上端套接肱骨球头，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。
所述的钽表面厚度为30-800μm，微孔率为20％-50％。
所述的钽表面厚度为30-800μm，微孔率为20％-50％。
所述柄身为圆柱状体或圆锥体，圆柱状体或圆锥体的一端细，另一端逐渐变粗，假体沿上下两侧逐渐增宽并形成弧度过度，形成厚度为6-12mm的扇形板状结构-柄颈，柄颈中轴与柄身夹角为90-145°。柄颈中央有一贯通柄颈通孔形状为圆柱形或长方体形，柄颈通孔用于手术时固定肩关节韧带及骨组织；柄颈底部边缘与肱骨球头的底部均有聚乙烯套环及聚乙烯套垫衬垫，防止金属组件直接接触，减少植入后的组件磨损。柄颈延伸过渡为锥体状的柄颈底部，柄颈底部有数个短柱状凸起结构与半球状肱骨球头的底部数个圆柱形凹槽相套接来固定半球状肱骨球头，肱骨球头的上面为表面光滑的球面，构成人工肩关节的肱骨关节面。
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。
所述的肩臼杯外表包裹的钽表面厚度为30-800μm，孔隙率为20％-50％。
所述的人工肩关节假体基体为医用不锈钢00Cr18Ni14Mo3或00Cr18Ni15Mo3N或钛Ti或钛合金Ti-6Al-4V或钴铬钼合金Co30Cr6Mo0.35C材料。
本发明钽涂层人工肩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。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
图1是本发明钽涂层人工肩关节假体较佳实施例的结构示意图；
图2是本发明钽涂层人工肩关节假体的柄身、柄颈及肱骨球头部分的组合剖视图；
图中：1、柄身；2、柄颈；3、柄颈底部；4、肱骨球头底部；5、肱骨球头；6、柄颈底部中央短柱状凸起；7、柄颈底部四周短柱状凸起；8、肱骨球头底部中央短柱状圆柱形凹槽；9、肱骨球头底部四周短圆柱形凹槽；10，柄颈通孔；11、钽表面；12柄颈底部聚乙烯衬垫环；13、肱骨球头底部聚乙烯衬垫。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，本发明包括柄身1、柄颈2及肱骨球头5三个部分；柄身1的上端为一个起连接作用的柄颈2，该柄颈2上套接有肱骨球头5，柄身为圆柱状体或圆锥体，圆柱状体或圆锥体的一端细，另一端逐渐变粗，假体沿上下两侧逐渐增宽并形成弧度过度，形成厚度为6-12mm的扇形板状结构-柄颈2，柄颈中轴与柄身夹角为90-145°。柄颈中央有一贯通柄颈通孔10，形状为圆柱形或长方体形，柄颈通孔10用于手术时固定肩关节韧带及骨组织；柄颈2延伸过渡为锥体状的柄颈底部3，柄颈底部3有数个短柱状凸起6、7结构与半球状肱骨球头底部4数个圆柱形凹槽8、9相套接来固定半球状肱骨球头5，肱骨球头5的上面为表面光滑的球面，构成人工肩关节的肱骨关节面。
图1、2所示，柄身1外表面包裹有钽表面11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11为微孔结构，钽表面11厚度为30-800μm，微孔率为20％-50％。
图2所示，柄颈底部3边缘与肱骨球头的底部4分别有聚乙烯套环12及聚乙烯垫13衬垫，防止金属组件直接接触，减少植入后的组件磨损。
图2所示，柄颈底部3通过五个短柱状凸起6、7嵌入半球状肱骨球头底部4五个圆柱形凹槽8、9中，柄颈底部3的五个短柱状凸起中一个较大的凸起6位于柄颈底部3中央，其余四个较小的凸起7位于较大的凸起6四周。肱骨球头的底部4的五个圆柱形凹槽8、9的位置与柄颈底部3的五个短柱状凸起6、7相对应；凹槽8较大，其余四个较小凹槽9位于较大凹槽8四周；肱骨球头的上面为表面光滑的球面，构成人工肩关节的肱骨关节面。
所述柄身1外表面包裹有钽表面11，钽表面11的涂层厚度为30-800μm，孔隙率为20％-50％，其中涂层厚度为400μm，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。
本发明通过在人工肩关节假体柄身1表面包裹一层30-800μm、孔隙率为20％-50％的钽表面11，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00Cr18Ni14Mo3或00Cr18Ni15Mo3N、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及肩臼杯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(00Cr18Ni14Mo3或00Cr18Ni15Mo3N)、钛(Ti)、钛合金(Ti-6Al-4V)或钴铬钼合金(Co30Cr6Mo0.35C)，仅为本发明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，因此本发明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，仅为本发明较佳实施例的具体实施方式，本发明并不限于该实施例，对于本领域的技术人员，在本发明给出的范畴内进行技术特征的添加和替换均属于本发明的范围，因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.钽涂层人工肩关节假体的设计方法，它包括假体柄身（1）、柄身（1）再向上延伸为柄颈（2）、柄颈（2）上端套接肱骨球头（5），其特征是：柄身（1）外表面包裹有钽涂层（11），钽涂层（11）为微孔结构。
2.根据权利要求1所述的钽涂层人工肩关节假体的设计方法，其特征是：所述的钽涂层（11）厚度为30-800μm，微孔率为20%-50%。
3.根据权利要求1所述的钽涂层人工肩关节假体的设计方法，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，另一端逐渐变粗，假体沿上下两侧逐渐增宽并形成弧度过度，形成厚度为6-12mm的扇形板状结构-柄颈（2），柄颈中轴与柄身（1）夹角为90-145°；柄颈延伸过渡为锥体状的柄颈底部（3），柄颈底部（3）有数个短柱状凸起结构（6）（7）与半球状肱骨球头的底部（4）数个圆柱形凹槽（8）（9）相套接来固定半球状肱骨球头（5）。
4.根据权利要求1所述的钽涂层人工肩关节假体的设计方法，其特征是：所述假体沿上下两侧逐渐增宽并形成弧度过度，形成厚度为6-12mm的扇形板状结构-柄颈（2），柄颈中央有一贯通柄颈通孔（10）形状为圆柱形或长方体形，柄颈通孔（10）用于手术时固定肩关节韧带及骨组织。
5.根据权利要求3所述的钽涂层人工肩关节假体的设计方法，其特征是：所述柄颈底部（3）通过五个短柱状凸起（6）（7）嵌入半球状肱骨球头的底部（5）五个圆柱形凹槽（8）（9）中，柄颈底部（3）五个短柱状凸起（6）（7）中一个较大的凸起（6）位于柄颈底部（3）中央，其余四个较小的凸起（7）位于较大的凸起（6）四周；肱骨球头的底部（4）五个圆柱形凹槽（8）（9）的位置与柄颈底部（3）五个短柱状凸起（6）（7）相对应；凹槽（8）较大，其余四个较小凹槽（9）位于较大凹槽（8）四周；肱骨球头（5）的上面为表面光滑的球面，构成人工肩关节的肱骨关节面。
6.根据权利要求4所述的钽涂层人工肩关节假体的设计方法，其特征是：所述柄颈底部（3）边缘有聚乙烯套环（12）套垫，肱骨球头的底部（4）聚乙烯衬垫（13）衬垫，防止金属组件直接接触，减少植入后的组件磨损。
7.根据权利要求1所述的钽涂层人工肩关节假体的设计方法，其特征是：所述的柄身（1）外表面包裹有钽表面（11）的部位是柄身（1）上部或柄身（1）任何部位的外表面。
8.根据权利要求1所述的钽涂层人工肩关节假体的设计方法，其特征是：所述的肱骨球头（5）植入后与肩胛骨的关节盂软骨面接触形成盂肱关节。
9.根据权利要求1所述的钽涂层人工肩关节假体的设计方法，其特征是：所述的钽涂层人工肩关节假体基体为医用不锈钢00Cr18Ni14Mo3或00Cr18Ni15Mo3N或钛Ti或钛合金Ti-6Al-4V或钴铬钼合金Co30Cr6Mo0.35C材料。
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| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
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