CN104970902B - 羽量化的股骨柄 - Google Patents

Abstract

一种羽量化的股骨柄，是以金属粉末积层(additive manufacturing或3D printing)一体成型，其中该基柱，包括：至少一内网格体，位于该基柱的里部，各内网格体是由数个小梁所组成的镂空状结构，而具有数个相互堆叠的洞孔；以及融合层，包围在该内网格体的外围，该融合层至少有一区域，是由数个微梁所组成呈镂空状的外网格体所构成，该外网格体具有数个相互堆叠的微孔，且令该内网格体的密度(kg／m³)与外网格体的密度(kg／m³)不相等；使本发明除借由呈多孔隙的内、外网格体，大大降低股骨柄的重量，降低病患身体负荷外，借由不同密度排列的内、外网格体，可提高本发明的抗弯及抗剪能力。

Description

羽量化的股骨柄

技术领域

本发明是有关于一种羽量化的股骨柄，尤指一种以金属粉末积层方式一体成型，且其基柱由不同密度呈镂空状的内、外网格体所构成，除可大大降低股骨柄的重量外，也可以增进抗弯及抗剪强度。

背景技术

人体的髋关节可能因为先天性髋关节发育不良、退化、病变或外力所致等诸多原因，导致股骨头变形、髋臼磨损等状况，使患者的腿部有酸痛、不良于行的困扰。目前的解决方式，大多数是施予人工髋关节置换术，使患者无需承受因髋关节病变所产生的身体不适。

上述的人工髋关节置换术，是先于患者的股骨体中，植入一纵长的股骨柄，再于该股骨柄的顶端连接一人工股骨头与臼杯，完成置换。上述的股骨柄，大多数是以铸造或传统机械加工一体成型，材料大多数采用钛合金或其它合金钢，呈一纵长且渐尖状，用以插入患者股骨体中，患者在手术复原的过程中，股骨体所新生的骨细胞会紧附于该股骨柄上，但是由于该股骨柄的表面是呈平滑状，不利于新生骨细胞的附着，因此，容易有松动、摇晃的情况发生，这种现象更易发生在患有骨质疏松症的患者身上，为了防止此一现象的发生，有些以固定片加予锁固，或者如美国专利第8529569号所示的人工髋关节，于股骨柄的表面，是以机械加工方式形成粗糙面，借由该粗糙面，使该股骨柄插入股骨体的松骨组织后，新生的骨细胞可以紧紧地附着于股骨柄的粗糙面上，以增进该股骨柄与股骨体的附着能力，使该股骨柄可以紧固于股骨体中。但此种以机械加工或烧结方式所形成的粗糙面仅能形成在股骨柄的最外层表面，导致新生的骨细胞仅能附着在该粗糙面的表面上，并无法盘根错节地深入于该股骨柄内，因此，该现有前案所揭示的股骨柄与人体的股骨体间，并非真正地融合成一体，仅是「附着」在一起，因此无法真正达到融合的目的，而显有改进的必要。

另外，但是现有的股骨柄，由于是以铸造或以传统机械加工一体成型，为一实心的金属块，其重量十分沉重，在植入人体股骨体中后，会增加人体骨骼的负荷，导致人体运动时两腿施力的不平均而显其缺点。

本发明人有鉴于此，予以研究创新，揭示出本发明所示羽量化的股骨柄。

发明内容

本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种羽量化的股骨柄，使本发明除借由呈镂空状的内、外网格体，降低股骨柄的重量外，并借由不同密度排列的内、外网格体，提高本发明的抗弯及抗剪能力，再者，可借由数个呈堆叠微孔的外网格体，使骨细胞可以深入多层微孔中生长，使本发明与所植入的股骨体产生良好的融合效果。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种羽量化的股骨柄，是以金属粉末积层一体成型，含有一基柱，于该基柱的顶端形成有柄头，该基柱包括：

至少一内网格体，位于该基柱的里部，各内网格体是由数个小梁所组成的镂空状结构，而具有数个相互堆叠的洞孔；以及

融合层，包围在该内网格体的外围，该融合层至少有一区域，是由具数个微梁所组成呈镂空状的外网格体所构成，该外网格体具有数个相互堆叠的微孔，令各该微孔的孔径介于100～500μm，且令该内网格体的密度(kg／m³)与外网格体的密度(kg／m³)不相等。

所述羽量化的股骨柄，其中，于该内网格体与该外网格体间，形成一补强壁。

所述羽量化的股骨柄，其中，于该补强壁呈一环状。

所述羽量化的股骨柄，其中，该补强壁外缘，呈放射状突设有数个肋板，并于各该肋板间形成该外网格体。

所述羽量化的股骨柄，其中，令该内网格体的密度(kg／m³)小于该外网格体的密度(kg／m³)。

所述羽量化的股骨柄，其中，具有数个洞孔的各该内网格体，令各该洞孔的孔径大于1mm。

所述羽量化的股骨柄，其中，该基柱穿设有一连接孔，以供锁接一延伸骨柄。

所述羽量化的股骨柄，其中，该融合层另含有至少一区域，是由凹穴或网体所构成，令各该凹穴或网体的穴径或网隙大于1mm，以于该凹穴或网体中填入骨粉或骨水泥。

所述羽量化的股骨柄，其中，该柄头的顶端，突设有一人工股骨颈。

所述羽量化的股骨柄，其中，该柄头设有一工具连接穴。

本发明的有益效果是，使本发明除借由呈镂空状的内、外网格体，降低股骨柄的重量外，并借由不同密度排列的内、外网格体，提高本发明的抗弯及抗剪能力，再者，可借由数个呈堆叠微孔的外网格体，使骨细胞可以深入多层微孔中生长，使本发明与所植入的股骨体产生良好的融合效果。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明第一实施例的立体图示意图；

图2是图1中的2-2方向所示的剖面结构示意图；

图3是本发明第二实施例的立体局部剖面示意图；

图4是图3中的4-4方向所示的剖面结构示意图；

图5是显示新生骨细胞深入外网格体各层微孔中的示意图；

图6是本发明衔接一延伸骨柄实施例的剖面结构示意图。

图中标号说明：

10股骨柄 10’延伸骨柄 11基柱

111内网格体 111’洞孔 112融合层

112a外网格体 112’微孔 112b凹穴或网体

113补强壁 114肋板 12柄头

121人工股骨颈 13衔接穴 14工具连接穴

15连接孔 20股骨体

具体实施方式

请参阅图1、图2、图5、及图6所示，本发明是有关于一种羽量化的股骨柄10，是以金属粉末积层(additive manufacturing或3D printing)一体成型，含有一基柱11，于该基柱11的顶端形成有柄头12，并于该柄头12上突设有一人工股骨颈121；其中该基柱11，包括：至少一内网格体111，位于该基柱11的里部，各该内网格体111是由数个小梁所组成的镂空状结构，而具有数个相互堆叠的洞孔111’；以及融合层112，包围在该内网格体111的外围，该融合层112至少有一区域，是由数个微梁所组成呈镂空状的外网格体112a所构成，该外网格体具有数个相互堆叠的微孔112’(如图5所示)，且令该内网格体的密度(kg／m³)与外网格体的密度(kg／m³)不相等；使本发明除借由具有数个洞孔111’与微孔112’的内、外网格体111、112a，降低股骨柄10的重量外，并借由不同密度kg／m³排列的内、外网格体111、112a，可提高本发明整体或局部区域的抗弯及抗剪能力。

如图4所示，本发明所揭示羽量化的股骨柄，其中于该内网格体111与该外网格体112a间，形成一补强壁113，该补强壁113可以呈一环状；该环状的补强壁113外缘，可进一步地呈放射状径向突设有数个肋板114，并于各该肋板114间形成该外网格体112a。

如图3、图4及图5所示，本发明所揭示羽量化的股骨柄，令该内网格体111的密度(kg／m³)小于该外网格体112a的密度(kg／m³)，也即该内网格体111所形成的洞孔111’的孔径大于该外网格体112a所形成的微孔112’的孔径，借由密度(kg／m³)较小的内网格体111大量分布在股骨柄10的基柱11内部，形成支撑股骨柄10的主体结构，以大幅降低该股骨柄10的重量，减轻病患的负荷；另外借由具数个微孔的外网格体112a，与所植入的人体股骨体20接触，使新生的骨细胞可以顺利深入该外网格体112a的各层微孔112’内生长，如图5的箭头引线即表示新生骨细包生长方向，形成盘根错节状，因而可产生良好的融合效果。

本发明所揭示羽量化的股骨柄，其中，令内网格体111所形成的各该洞孔111’，其孔径大于1mm；另外，该外网格体112a所形成的各该微孔112’，令其孔径介于100～500μm，最佳为150μm，200μm与250μm。

本发明所揭示羽量化的股骨柄，其中，令该内网格体111所形成的各该洞孔111’与外网格体112a所形成的各该微孔112’，可为六角蜂巢状、三角形、多边形、圆形等几何形状或形成不规则形状，本发明并不自限该洞孔111’或微孔112’的形状。

如图6所示，本发明所揭示羽量化的股骨柄10，其中位于该柄头12顶端的人工股骨颈121，可与该柄头12一体成型；或者令该柄头12的顶端，凹设有一衔接穴13，以吻合地衔接一人工股骨颈121；上述的人工股骨颈121呈一实心体，而该衔接穴13的穴壁具一厚度的实心状。

如图1及图6所示，本发明所揭示羽量化的股骨柄10，于该柄头12进一步设有一工具连接穴14，用以衔接手术所需的操作工具，该工具连接穴14可为凹穴或螺孔，本发明并不予自限。

如图6所示，本发明所揭示羽量化的股骨柄10，其中该基柱11的底端，穿设一连接孔15，以供锁接一延伸骨柄10’，以因应不同患者所需的植入深度，该延伸骨柄10’可制自金属材料或塑胶、纤维或如聚醚醚酮PEEK复合材料，而形成可弹性弯曲的延伸骨柄10’，本发明并不予自限。

本发明所揭示羽量化的股骨柄，其中于该融合层112上，另外含有至少一区域，是由凹穴或网体112b所构成，令各该凹穴或网体112b的穴径或网隙大于1mm，以于该凹穴或网体112b中填入骨粉或骨水泥，使本发明植入人体股骨体20中后，可以借由骨粉诱发骨组织的生长或借骨水泥与人体股骨体紧密接着。

本发明所揭示羽量化的股骨柄，其主要特征在于，该基柱11是由具数个洞孔111’的内网格体111及具数个微孔112’的融合层112所构成，使本发明可以大幅降低股骨柄10的重量，并借由不同密度排列的内、外网格体111、112a，提高本发明的抗弯及抗剪能力。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种羽量化的股骨柄，其特征在于，是以金属粉末积层一体成型，含有一基柱，于该基柱的顶端形成有柄头，该基柱包括：

至少一内网格体，位于该基柱的里部，各内网格体是由数个小梁所组成的镂空状结构，而具有数个相互堆叠的洞孔；以及

融合层，包围在该内网格体的外围，该融合层至少有一区域，是由具数个微梁所组成呈镂空状的外网格体所构成，该外网格体具有数个相互堆叠的微孔，令各微孔的孔径介于100～500μm，且令该内网格体的密度(kg/m³)小于该外网格体的密度(kg/m³)。

2.根据权利要求1所述羽量化的股骨柄，其特征在于，于所述内网格体与该外网格体间形成一补强壁。

3.根据权利要求2所述羽量化的股骨柄，其特征在于，于所述补强壁呈一环状。

4.根据权利要求2所述羽量化的股骨柄，其特征在于，所述补强壁外缘，呈放射状突设有数个肋板，并于各该肋板间形成该外网格体。

5.根据权利要求1所述羽量化的股骨柄，其特征在于，具有数个洞孔的各该内网格体，令各该洞孔的孔径大于1mm。

6.根据权利要求1所述羽量化的股骨柄，其特征在于，所述基柱穿设有一连接孔，供锁接一延伸骨柄。

7.根据权利要求1所述羽量化的股骨柄，其特征在于，所述融合层另含有至少一区域，是由凹穴或网体所构成，令各凹穴或网体的穴径或网隙大于1mm，以于该凹穴或网体中填入骨粉或骨水泥。

8.根据权利要求1所述羽量化的股骨柄，其特征在于，所述柄头的顶端，突设有一人工股骨颈。

9.根据权利要求1所述羽量化的股骨柄，其特征在于，所述柄头设有一工具连接穴。