CN102846409A - 棘状金属颗粒体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于关节软骨塌陷支撑填充的棘状金属颗粒体，该棘状金属颗粒体具有类似海胆状或树枝状的棘突结构，手术时可根据需要将一定数量的棘状金属颗粒体与自体骨或异体骨的骨块、骨颗粒、骨泥混合搅拌填充于股骨头软骨凹陷下方的骨缺损空腔，经打压后以完全充盈的形式将骨缺损空腔填满，由于棘状金属颗粒体自身所具有的强度及其外部棘突与周围骨组织的嵌入式结合，给植入后的填充物提供了初始稳定功能以形成对软骨凹陷部位的支撑，患者康复过程中骨细胞与微细血管沿着与棘状金属颗粒体共同搅拌混合植入的自体骨或异体骨的骨块、骨颗粒、骨泥等等爬行长入，最终形成具有活性的融合嵌入式骨修复体。

Description

棘状金属颗粒体

技术领域

本发明涉及骨科手术植入体，特别是一种用于关节软骨塌陷支撑填充的棘状金属颗粒体。

背景技术

股骨头缺血性坏死是一种常见的骨科疾病，现代医学实施髋关节置换手术治疗股骨头缺血性坏死已经相当成熟，但在一些早期发病的病例中，由于股骨头软骨下的松质骨退化缺损导致软骨关节面出现相对轻度的凹陷，若能及时在股骨头软骨下给予一定的支撑并设法使软骨下已出现退化缺损的骨结构获得重建修复，则可延缓甚至终止股骨头坏死进程，从而将患者接受髋关节置换手术的时间向后大大延迟；当前医学界有若干种方法用于类似目的的治疗，如软骨下植入自体骨或异体骨，内置金属支撑器等等。但由于自体骨来源有限，异体骨价格昂贵且有生物学方面的风险，因此并不是每一位需要进行骨缺损填充的患者都能够得到满意的治疗；而内置金属支撑器由于受股骨颈粗细的约束，植入的支撑器其直径有限，无法真正充盈于股骨头软骨下的缺损空腔，因此其治疗效果亦有所局限。

发明内容

本发明的目的是提供一种可用于软骨塌陷支撑填充的棘状金属颗粒体，该棘状金属颗粒体具有类似海胆状或树枝状的棘突结构，手术时可根据需要将一定数量的棘状金属颗粒体与自体骨或异体骨的骨块、骨颗粒、骨泥混合搅拌填充于股骨头软骨凹陷下方的骨缺损空腔，经打压后以完全充盈的形式将骨缺损空腔填满，由于棘状金属颗粒体自身所具有的强度及其外部棘突与周围骨组织的嵌入式结合，给植入后的填充物提供了初始稳定功能以形成对软骨凹陷部位的支撑，患者康复过程中骨细胞与微细血管沿着与棘状金属颗粒体共同搅拌混合植入的自体骨或异体骨的骨块、骨颗粒、骨泥等等爬行长入，最终形成具有活性的融合嵌入式骨修复体。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：

棘状金属颗粒体，其特征在于，该棘状金属颗粒体外部轮廓为球形、圆柱形、多面体形，具有类似海胆状或树枝状的棘突结构，其外部轮廓尺寸为2～15mm，使用时将适当数量的棘状金属颗粒体与自体骨或异体骨的骨块、骨颗粒、骨泥混合搅拌后填充于骨缺损部位。

所述棘状金属颗粒体其特征在于，该棘状金属颗粒体具有类似海胆状或树枝状的棘突结构，其棘突结构的直径0.10～2mm，当棘状金属颗粒体与自体骨或异体骨的骨块、骨颗粒、骨泥混合搅拌并被植入骨缺损部位后，其棘突部位会嵌插入缺损空腔周围的骨组织内以形成初始定位，由于棘突结构的作用仅限于支撑和嵌插，因此其横截面可以是任意形状，此外各个棘状金属颗粒体的棘突相互嵌插也使得相邻的棘状金属颗粒体和骨块、骨颗粒、骨泥之间相互位置被锁定而具有了一定的整体强度，这一整体强度可对塌陷的软骨部位提供支撑。

所述棘状金属颗粒体其特征在于它采用医用金属制成，所述医用金属包括但不局限于钛及钛合金、钴合金、不锈钢以及钽金属、镁合金。

所述棘状金属颗粒体表面全部或局部具有羟基磷灰石涂层，该羟基磷灰石涂层有诱导骨细胞生长的功能。

所述棘状金属颗粒体的加工方法是：使用激光或高能电子束快速成型技术、高温烧结、化学腐蚀、电化学沉积等等技术，其他的加工方法还包括精密铸造、焊接、机械切削、放电加工成型等；羟基磷灰石涂层则通过高温喷涂或电化学沉积得到。

本发明的优点是：

1.本发明棘状金属颗粒体，其外部轮廓为球形、圆柱形、多面体形，具有类似海胆状或树枝状的棘突结构，其外部轮廓尺寸为2～15mm，以提供各种骨缺损填充形状与尺寸的多种选择。

2.本发明棘状金属颗粒体，在使用时由医生根据需要选择适当数量、大小和形状的棘状金属颗粒体与患者自体或异体碎骨颗粒及骨泥混合搅拌成混合填充物，装填于骨缺损处加压捣实以获得填充体的初始稳定，术后恢复期时周围的骨质与棘状金属颗粒体周围的骨泥、碎骨颗粒融合生长成一体后即可形成一相对稳定并具有生物活性的支撑结构，同时这种支撑结构还可造成对周围血运的刺激以促进受损软骨的修复。由于使用棘状金属颗粒体部分替代自体骨和异体骨，可大大降低患者的经济负担并一定程度上克服了获取自体骨和异体骨的数量上的困难与不足；同时棘状金属颗粒体的棘突结构会嵌插入缺损空腔周围的骨组织内而形成初始定位，而这种初始定位所产生对软骨的支撑力要远远大于传统的骨块、骨颗粒填充方法的支撑力；患者自体碎骨颗粒及骨泥可以在手术中通过必要的截骨、钻骨等操作过程得到。

3.本发明棘状金属颗粒体，其颗粒体表面全部或局部具有羟基磷灰石涂层，该羟基磷灰石涂层具有诱导骨细胞生长的功能。

4.本发明棘状金属颗粒体，采用医用金属制成，所述医用金属包括但不局限于钛及钛合金、钴合金、不锈钢以及钽金属、镁合金，此类金属材料的生物相容性已经得到国内外多年骨科植入应用的实践证实。

5.所述棘状金属颗粒体的加工方法是：使用激光或高能电子束快速成型技术、高温烧结、化学腐蚀、电化学沉积等等技术，其他的加工方法还包括精密铸造、焊接、机械切削、放电加工成型等；羟基磷灰石涂层则通过高温喷涂或电化学沉积得到。

所述利用激光或高能电子束快速成型技术，其加工方法如下：

1)在计算机中设计建造棘状金属颗粒体的三维数据模型；

2)使用专业软件对三维数据模型进行分层，以获得一系列单层切片的轮廓数据；

3)向激光或高能电子束快速成型设备输入上述系列层片数据；

4)在激光或高能电子束快速成型设备加工舱内铺设与前述三维数据模型分层时层高相应厚度的金属粉末；

5)由计算机控制激光束或高能电子束对金属粉末进行扫描并有选择的熔化；

6)重复前述铺设粉末、扫描熔化步骤以使各层被选择熔化的材料相互熔结成整体；

7)完成全部层面的熔融过程后去除未熔融的粉末即可得到所需要形状结构的棘状金属颗粒体。

目前典型的金属快速成型加工设备有：德国EOS公司的激光EOSINTM270金属激光烧结系统和瑞典ARCAM公司的EBM A1及A2电子束熔融系统。

前述其他各种加工方法均已为金属加工行业公知的成熟技术，故本说明书中不做更多阐述。

附图说明

图1为本发明实施例球形结构示意图

图2为本发明实施例圆柱形结构示意图

图3为本发明实施例多面体形结构示意图

图4为本发明实施例填充于股骨头软骨下示意图

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施做进一步详细说明。

如图1、图2、图3所示，本发明棘状金属颗粒体(1)，其外部轮廓为球形、圆柱形、多面体形，具有类似海胆状或树枝状的棘突结构(2)，该棘状金属颗粒体(1)外部轮廓尺寸为2～15mm，其棘突结构(2)的直径0.10～2mm，由于棘突结构(2)的作用仅限于支撑和嵌插，因此其横截面可以是任意形状，

如图4所示，手术时首先开通一条可抵达股骨头软骨凹陷位置下方的通道(4)，再将棘状金属颗粒体(1)与自体或异体碎骨颗粒及骨泥(3)混合搅拌成混合填充物装填于骨缺损处加压捣实，通道(4)可以用棘状金属颗粒体(1)与自体或异体碎骨颗粒及骨泥(3)混合搅拌物填充，也可单纯的用自体或异体碎骨颗粒及骨泥(3)填充，必要时使用骨螺钉(5)进行封堵，通道(4)的入路及方向由医生在术中根据患者具体情况而定。

本发明棘状金属颗粒(1)的加工方法是：使用激光或高能电子束快速成型技术、高温烧结、化学腐蚀、电化学沉积等等技术，其他的加工方法还包括精密铸造、焊接、机械切削、放电加工成型等，羟基磷灰石涂层则通过高温喷涂或电化学沉积得到，上述加工方法均为相当成熟的加工方法，应用上不存在技术困难。

本发明棘状金属颗粒体，采用医用金属制成，所述医用金属包括但不局限于钛及钛合金、钴合金、不锈钢以及钽金属、镁合金，此类金属材料在ISO-583系列国际标准中均有规定，其生物相容性已经得到国内外多年骨科植入应用的实践证实。

Claims (4)

1.一种棘状金属颗粒体，其特征在于，该棘状金属颗粒体(1)其外部轮廓为球形、圆柱形、多面体形，该棘状金属颗粒体(1)外部轮廓尺寸为2～15mm。

2.根据权利要求1所述的棘状金属颗粒体，其特征在于该棘状金属颗粒体(1)具有类似海胆状或树枝状的棘突结构(2)，该棘突结构(2)的直径为0.10～2mm。

3.根据权利要求1和权利要求2所述的棘状金属颗粒体，其特征在于，该棘状金属颗粒体(1)采用医用金属制成，所述医用金属包括钛及钛合金、钴合金、不锈钢以及钽金属、镁合金。

4.根据权利要求1和权利要求2所述的植骨填充金属颗粒体，其特征在于，该棘状金属颗粒体(1)表面全部或局部具有羟基磷灰石涂层。

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