CN108309422A - 一种股骨用髓内钉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种股骨用髓内钉,其包括髓内钉主体、拉力螺钉和固定螺钉;所述髓内钉主体包括:钉杆以及设置在所述钉杆尾部的尾帽;所述钉杆内轴向设置有贯穿孔,所述贯穿孔由前后两段连通,前后两段的中心线相交之间的角度为3‑8度;所述钉杆的后端呈圆锥台斜面设置,圆锥台斜面的角度为0.5‑2度;所述拉力螺钉与所述钉杆的前段的中心线之间的角度为120‑140度;所述尾帽伸进贯穿孔的端部顶住所述拉力螺钉;所述髓内钉主体由PEEK复合材料制备而成,上述股骨用髓内钉结构稳定,使用时不会产生松动现象,同时,与人体骨骼相溶性好。
Description
技术领域
本发明涉及整形外科用医疗器械技术领域,具体涉及一种股骨用髓内钉。
背景技术
髓内钉通常由髓内钉主体、拉力螺钉和固定螺钉组合而成。其可以用于定位和固定诸如股骨等长骨的骨折,在断裂的股骨中,可以将髓内钉主体插入股骨的髓腔中并且放置成沿股骨的骨折线延伸,让后,采用固定螺钉或其他固定装置插入穿过在断裂的股骨的相对侧上形成在髓内钉主体中的孔,以确保断裂的股骨的相对段固定在一起。
如果长骨的头和/或颈例如股骨的头/颈已经断裂,可以将拉力螺栓插入形成在髓内钉主体中的横向孔内,该孔被布置成使得拉力螺钉延伸穿过长骨的颈并至长骨的头并且穿过骨折线,这使得拉力螺钉能减少长骨的头和/颈的断裂。在髓内钉使用时,通过固定螺钉实现轴向及环向的锁定,但是拉力螺钉不能实现自锁定,存在安全隐患。为了解决这一技术问题中国专利文献CN104000647A公开了一种伽玛髓内钉,由髓内钉主体、拉力螺钉和固定螺钉组合而成,所述髓内钉主体由长条圆柱状的钉杆和设置在尾部的尾帽构成,钉杆的前端外壁设置有沿轴向均匀分布的多条长形槽,钉杆的前部设置有固定螺钉相匹配的前横向贯穿孔,钉杆的尾部设置有与拉力螺钉相配合的后横向贯穿孔;所述拉力螺钉有旋转刀头、连接螺栓、防旋套管和抗旋螺母组成,旋转刀头的前部外壁设置有螺旋体,后部为圆柱体结构,螺旋刀头的尾部设置有卡槽,并且在其后端面上设置有第一齿状条纹;连接螺栓的前部设置有与卡槽相配合的圆环凸头,连接螺栓的后部外部设置有外螺纹;防旋套管为管状结构,其套装在螺旋刀头的后部、连接螺栓和抗旋螺母的外部;抗旋螺母的内壁设置有与连接螺栓的后部外螺纹相配合的内螺纹,抗旋螺母的前端面上设置有与螺旋刀头的后端面上设置的第一齿状条纹相配合的第二齿状条纹。该技术虽然将所述拉力螺钉设置成旋转刀头、连接螺栓、防旋套管和抗旋螺母组成的形状,通过旋转刀头的螺旋体的形状来实现自锁定,不可否认,上述结构能够在股骨中实现这个功能,但是,其是在患者处于基本不活动的状态下,能够起到不错的效果。如果患者活动时,髓内钉在拉力螺钉处还是能够处于活动状态,这种状况现在还没有得到好的解决。
同时,现有技术中,髓内钉主体一般都是采用钛金属材料制作,钛金属材料相对于新出现的聚醚醚酮(PEEK)材料又称为PEEK复合材料来说具有密度大且强度小的缺点,同时,钛金属材料的生物力学相溶性较差。虽然,PEEK复合材料在医疗设备上已经存在应用先例,但是,在髓内钉上并没有合适参数的PEEK复合材料出现,因为PEEK复合材料的制备并不是稳定的,也就是说,PEEK复合材料的制备是存在很大瓶颈的,已知,PEEK复合材料制备的瓶颈在于预浸,目前常规预浸方法制得的PEEK复合材料的拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量、抗冲击强度等性能不是很理想,以T700碳丝为原料制成的PEEK预浸单向布和复合材料为例,800根/mm密度的预浸单向布0°拉伸强度为2600Mpa,拉伸模量为139Gpa,弯曲强度为2254Mpa,弯曲模量为131Gpa,单向布以0°,30°,60°,90°,120°,150°,180°……360°的方向进行铺层得到的碳纤维复合材料,在0-180°之间每隔10°取样加工成拉伸弯曲和冲击样条的拉伸强度约为800-1100Mpa,拉伸模量为40-50Gpa,弯曲强度为800-900Mpa,弯曲模量为40-50Gpa,冲击强度为1.8-1.9KJ/m2。使用上述PEEK复合材料制备后的髓内钉的使用结果并不是很理想,现正亟待能够制备后更好性能参数的PEEK复合材料来制备髓内钉。
发明内容
为此,本发明所要解决的技术问题在于提供一种由PEEK复合材料制备且性能好、结构更加合理的股骨用髓内钉。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种股骨用髓内钉,其包括:髓内钉主体、拉力螺钉和固定螺钉;
所述髓内钉主体包括:钉杆以及设置在所述钉杆尾部的尾帽;所述钉杆的前端外壁设置有沿轴向方向均匀排布的多条长条槽,所述钉杆上设置有分别与固定螺钉和拉力螺钉相配合的前横向贯穿孔和后横向贯穿孔;
所述钉杆内轴向设置有贯穿孔,所述贯穿孔由前后两段连通,前后两段的中心线相交之间的角度为3-8度;所述钉杆的后端呈圆锥台斜面设置,圆锥台斜面的角度为0.5-2度;所述拉力螺钉与所述钉杆的前段的中心线之间的角度为120-140度;
所述尾帽伸进贯穿孔的端部顶住所述拉力螺钉;
所述髓内钉主体由PEEK复合材料制备而成,所述PEEK复合材料的制备方法包括以下步骤:
步骤1:展宽碳纤维碳丝,然后放入气体氧化炉中氧化;
步骤2:配制PEEK水性分散液,步骤1所述的展宽后的碳丝在该分散液中预浸并烘干得到预浸碳丝;
步骤3:轧制步骤2所述的预浸碳丝得到碳纤维预浸单向布;
步骤4:用步骤3所述的预浸单向布进行铺层;
步骤5:将步骤4所得的铺层结构放入模具中进行模压,得到PEEK复合材料;
其特征在于:所述步骤1中,碳纤维碳丝被展宽到700-900根/毫米;所述步骤2中,配制的PEEK水性分散液的表面张力在20dyn/cm以下,粘度为1800-2000CPS;所述步骤3中,轧制的次数为1-3次;所述步骤4中,铺层时各层是不同角度交错的。
进一步地,步骤3还包括切割部分步骤3所述的预浸单向布,编制成平纹展宽预浸编织布;步骤4还包括将步骤3所述的预浸单向布和平纹展宽预浸编织布进行混合铺层;
优选地,所述步骤2所采用的分散液为超纯水;
优选地,当预浸单向布和平纹展宽预浸编织布混合铺层时,预浸单向布和平纹展宽预浸编织布以1:1-3:1的比例混合铺层;更优选地,预浸单向布和平纹展宽预浸编织布以5:2的比例混合铺层,且铺层结构单元为:单向布3层/预浸编织布1层/单向布2层/预浸编织布1层。
优选地,所述步骤4在铺叠时,各单向布层的角度从0度起始,以30-45度为单位,各层依次等幅递增排布。
本发明对PEEK复合材料工艺的改进的原理如下:
展宽的程度关系到步骤3轧制,我们发现,700根/mm时,轧制1次能够满足要求,而700根/mm每再增加100根/mm,轧制过程需再增加一次,轧制过程超过3次,碳纤维丝会因为反复的轧制造成疲劳断裂,PEEK树脂也因在高温的作用造成降解,另外,我们发现,碳纤维密度小于等于600根/mm时,PEEK分散液虽能很好的预浸到碳纤维丝中的间隙中去,但会因为在高温和轧制压力的作用下发生断裂,这是因为,600根/mm碳纤维过于稀薄,轧制压力会产生一定轧制应力,高温和轧制后的冷却会因为PEEK和碳纤维热膨胀系数的巨大差异,产生热应力,当热应力和轧制应力大于材料自身的强度是时候,碳纤维就会发生断裂。因此,综合来讲,选择700-900根/毫米能够实现较好的效果。
对于步骤2预浸步骤,我们选择水性分散体表面张力小于等于20dyn/cm,分散液液体粘度为1800-2000CPS,过高的液体表面张力会使分散液成水珠状分散在碳纤维表面,而不能完全的浸透碳纤维展宽丝,即无法均匀分布在碳纤维的孔隙中。PEEK分散液的液体粘度大于2000cps,碳纤维通过PEEK分散液时会携带过多的PEEK分散液,也会因为粘度过大影响PEEK分散液的浸渍性;PEEK分散液的液体粘度小于1800cps,PEEK分散液对碳纤维的浸渍性能改善,但PEEK分散液中PEEK颗粒因为粘度的下降而变得宜沉降,影响PEEK粉末在分散液中分布的均匀性,导致最终产品PEEK和碳纤维比例不稳定。
对于步骤4的混合铺层,其对最终产品的力学性能有很重要的影响,传统方法是单向布按照一定的角度排列铺层,本发明通过在单向布铺层结构中加入一定比例的平纹编织布,并按照特定比例制成多层三明治结构,使最终产品的力学性能,尤其是抗冲击强度明显优于已有产品。
本发明通过对PEEK复合材料工艺的改进,尤其是对单向布制造环节中,碳丝展宽程度,氧化温度和时长的选择,以及对PEEK预浸液表面张力、粘度的选择,以及对轧制次数的选择,使得制得的PEEK单向布的孔隙率,PEEK降解率以及各项力学性能得到明显提升,以此PEEK单向布为基础,通过对铺层结构及角度的研究选择,使得最终得到的PEEK复合材料的力学性能,尤其是抗冲击强度明显优于已有产品。
当髓内钉的髓内钉主体采用上述PEEK复合材料制备时,具有强度大、模量高、密度低和线膨胀系数小等优点,同时,具有良好的生物相溶性,在体内不会被腐蚀或者磨损,不会产生对机体有害的离子,低温热解同时碳还具有罕见的抗凝血性能,性能优异。
本发明的髓内钉,所述钉杆内轴向设置有贯穿孔,所述贯穿孔由前后两段连通,前后两段的中心线相交之间的角度为3-8度;所述钉杆的后端呈圆锥台斜面设置,圆锥台斜面的角度为0.5-2度;所述拉力螺钉与所述钉杆之间的角度为120-140度;所述尾帽伸进贯穿孔的端部顶住所述拉力螺钉。通过上述设置,使得髓内钉主体更快捷的融入髓腔,同时更加符合生理解剖设计,固定螺钉与拉力螺钉成角度设计,更能提供较强的固定;加长尾帽设计,顶住拉力螺钉,防止拉力螺钉旋转退出,更能提高髓内钉的使用稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案,下面将对具体实施方式中所需要使用的附图做简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,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得到其他的附图。
图1是本发明所述髓内钉的结构示意图;
图2是本发明所述髓内钉的剖视结构示意图;
图3是本发明拉力螺钉的立体结构示意图;
图4是本发明拉力螺钉的装配结构示意图;
图5是图3中螺旋刀头的结构示意图;
图6是图3中防旋套管的结构示意图;
图7是图6中防旋套管的左视结构示意图;
图8是图3中连接螺栓的结构示意图;
图9是图3中连接螺栓的另一视向结构示意图;
图10是图3中抗旋螺母的结构示意图;
图11是图3中抗旋螺母的另一视向结构示意图;
图中附图标记表示为:1-钉杆;2-尾帽;3-长条槽;4-固定螺钉;5-前横向贯穿孔;6-后横向贯穿孔;7-螺旋刀头;8-连接螺栓;9-防旋套管;10-抗旋螺母;11-卡槽;12-第一齿状条纹;13-圆环凸头;14-外螺纹;15-内六角凹槽;16-内螺纹;17-第二齿状条纹;18-弹性卡扣;19-扁形孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的内容进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。居于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
碳纤维丝的制造
取T700碳纤维碳丝用展宽设备展宽到700根每毫米。
实施例2
碳纤维丝的制造
取T700碳纤维碳丝用展宽设备展宽到800根每毫米。
实施例3
碳纤维丝的制造
取T700碳纤维碳丝用展宽设备展宽到900根每毫米。
实施例4
碳纤维丝的制造
取T700碳纤维碳丝用展宽设备展宽到600根每毫米。
实施例5
碳纤维丝的制造
取T700碳纤维碳丝用展宽设备展宽到1000根每毫米。
实施例6
预浸液的制备
取PEEK粉末分散到超纯水中;水中添加生物级分散剂使混合后的水性分散体表面张力等于20dyn/cm,分散液液体粘度为1900CPS,固含量为32%。
实施例7
碳纤维丝的预浸和轧制
取实施例1展宽后的碳纤维丝在实施例6的PEEK水性分散体中预浸后取出,通过高温烘箱烘干后轧制一次,其中预浸速度0.8m/min,高温烘箱温度385℃,碳丝在烘箱中停留7分钟,轧制压力30N/mm。制得PEEK碳纤维预浸单向布。
实施例8
碳纤维丝的预浸和轧制
取实施例2展宽后的碳纤维丝在实施例7的PEEK水性分散体中预浸后取出,通过高温烘箱烘干后轧制二次,其中预浸速度0.8m/min,高温烘箱温度385℃,碳丝在烘箱中停留7分钟,轧制压力30N/mm。制得PEEK碳纤维预浸单向布。
实施例9
碳纤维丝的预浸和轧制
取实施例3展宽后的碳纤维丝在实施例6的PEEK水性分散体中预浸后取出,通过高温烘箱烘干后轧制三次,其中预浸速度0.8m/min,高温烘箱温度385℃,碳丝在烘箱中停留7分钟,轧制压力30N/mm。制得PEEK碳纤维预浸单向布。
实施例10
碳纤维丝的预浸和轧制
取实施例4展宽后的碳纤维丝在实施例6的PEEK水性分散体中预浸后取出,通过高温烘箱烘干后轧制一次,其中预浸速度0.8m/min,高温烘箱温度385℃,碳丝在烘箱中停留7分钟,轧制压力30N/mm。制得PEEK碳纤维预浸单向布。
实施例11
碳纤维丝的预浸和轧制
取实施例5展宽后的碳纤维丝在实施例6的PEEK水性分散体中预浸后取出,通过高温烘箱烘干后轧制四次,其中预浸速度0.8m/min,高温烘箱温度385℃,碳丝在烘箱中停留7分钟,轧制压力30N/mm。制得PEEK碳纤维预浸单向布。
实施例7-11所得PEEK碳纤维预浸单向布性能对比
实施例10 | 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 | 实施例11 | |
纤维密度 | 600根/mm | 700根/mm | 800根/mm | 900根/mm | 1000根/mm |
轧制次数 | 1 | 1 | 2 | 3 | 4 |
孔隙率% | 0.1 | 0.15 | 0.15 | 0.2 | 0.3 |
纤维断裂率% | 5% | 2% | 2% | 2% | 5% |
PEEK降解率% | 0.1 | 0.1 | 0.3 | 0.42 | 1.34 |
0°拉伸强度Mpa | 2560 | 2950 | 3140 | 2922 | 2440 |
0°拉伸模量Gpa | 136 | 138 | 145 | 137 | 136 |
0°弯曲强度Mpa | 2100 | 2450 | 2470 | 2340 | 2100 |
0°弯曲模度Gpa | 113 | 138 | 144 | 134 | 113 |
实施例12
铺层和模压(单一铺层)
取预浸好的单向布以0°,30°,60°,90°,120°,150°,180°……360°的方向进行铺层,共铺200层,然后放入模具中进行模压,从室温升温,升温速率为12℃/min,升温段压力0.7Mpa,升到380℃后保压10min,压力1.5Mpa,然后降温到150℃取出,降温速度为3.5℃/min,降温保压4Mpa。
实施例13
铺层和模压(混合铺层)
取预浸好的单向布切割成15mm宽的预浸单向布,然后编织成平纹展宽预浸编织布,和原有的预浸单向布进行混合铺层,铺层结构单元为:单向布3层/预浸编织布1层/单向布2层/预浸编织布1层,单向布层的角度排布同实施例12,共铺200层,然后放入模具中进行模压,从室温升温,升温速率为12℃/min,升温段压力0.7Mpa,升到380℃后保压10min,压力1.5Mpa,然后降温到150℃取出,降温速度为3.5℃/min,降温保压4Mpa。
实施例14
铺层和模压(混合铺层)
取预浸好的单向布切割成15mm宽的预浸单向布,然后编织成平纹展宽预浸编织布,和原有的预浸单向布进行混合铺层,铺层结构单元为:单向布3层/预浸编织布1层,单向布层的角度排布同实施例12,共铺200层,然后放入模具中进行模压,从室温升温,升温速率为12℃/min,升温段压力0.7Mpa,升到380℃后保压10min,压力1.5Mpa,然后降温到150℃取出,降温速度为3.5℃/min,降温保压4Mpa。
实施例15
铺层和模压(混合铺层)
取预浸好的单向布切割成15mm宽的预浸单向布,然后编织成平纹展宽预浸编织布,和原有的预浸单向布进行混合铺层,铺层结构单元为:单向布1层/预浸编织布1层,单向布层的角度排布同实施例12,共铺200层,然后放入模具中进行模压,从室温升温,升温速率为20℃/min,升温段压力4Mpa,升到380℃后保压5分钟,压力3Mpa,然后降温到250℃,降温速率25℃/min,压力6Mpa,然后继续降温到100℃,降温速率1.5℃/min,压力10Mpa取出。
实施例16
制品性能对比
实施例12-15制得的碳纤维/PEEK复合材料树脂含量为35-37%(重量比),密度为1.54-1.56g/cm2,孔隙率小于1%,并满足生物相容性等相关技术要求,在350*350*10mm的样板上,在0-180°之间每隔10°取样加工成拉伸弯曲和冲击样条。
注:以上性能测试在23℃,50%湿度环境下测试;其中拉伸测试按照ASTM D3039,弯曲测试按照ASTM D790;冲击测试标准号ISO180/A,有缺口冲击
实验结果分析:
通过以上结果分析可知,由本发明工艺制备的PEEK预浸碳纤维丝单向布铺层模压或与编织布混合铺层模压制得的PEEK复合材料制品的各项性能均明显优于现有技术的参数,其中,实施例13铺层方法制得的PEEK复合材料制品,在保持拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度、弯曲模量等力学性能优异的情况下,其抗冲击强度还显著高于其他几种铺层方式的制品,从中我们发现,随着混合铺层中,编织布比例的增加,制品的抗冲击强度并非呈线性变化,而是在实施例13的编织布比例时,达到最优性能,因此,实施例13是本发明的最优实施方式。
可以看出实施例13制备的PEEK复合材料为最优的制备髓内钉主体的材料。同时,该材料(X光照射下,在体内无显影,避免因金属覆盖产生的阴影,)后期更好的观察骨头愈合情况
实施例17
如图1和2所示,本实施例提供一种使用实施例1-16制备的PEEK复合材料制备的股骨用髓内钉,其包括:髓内钉主体、拉力螺钉和固定螺钉4;所述髓内钉主体包括:钉杆1以及设置在所述钉杆1尾部的尾帽2;在所述钉杆1的前端外壁设置有沿轴向方向均匀排布的多条长条槽3,所述长条槽3的个数不做限制,在本实施例中,优选4个;所述钉杆1上设置有分别与固定螺钉4和拉力螺钉相配合的前横向贯穿孔5和后横向贯穿孔6,上述结构是髓内钉上常见的结构,在本实施例中,所述前横向贯穿孔5为腰形孔,如图3和4所示,所述拉力螺钉有螺旋刀头7、连接螺栓8、防旋套管9和抗旋螺母10组成,如图5所示,螺旋刀头7的前部外壁设置有螺旋体,后部为圆柱形结构,螺旋刀头7的尾部设置有卡槽11,并且在起后端面上设置有第一齿状条纹12;如图8和9所示,连接螺栓8的前部设置有卡槽11相配合的圆环凸头13,连接螺栓8的后部外部设置有外螺纹14,连接螺栓8的后端面中设置有内六角凹槽15;如图6和7所示,防旋套管防旋套管9为管状结构,其套装在螺旋刀头7的后部、连接螺栓8和抗旋螺母10的外部;如图10和11所示,抗旋螺母10的内壁设置有与连接螺栓8的后部外螺纹14相配合的内螺纹16,抗旋螺母10的前端面上设置有与螺旋刀头7的后端面上设置的第一齿状条纹12相配合的第二齿状条纹17;如图6和7所示,所述防旋套管9的前段内壁为与螺旋刀头7的后部相配合的圆柱形结构,防旋套管9的后段内壁为扁形孔19,如图10和11所示,所述抗旋螺母10的外壁为与扁形孔19相配合的形状,并且抗旋螺母10的外壁两侧设置有弹性卡扣18。通过扁形孔19实现抗旋螺母10与防旋套管9之间的环向锁定;如图6和7所示,所述防旋套管9的外壁设置有两个凸出部。通过设置凸出部,使得防旋套管9的外壁为非圆柱体,在植入骨骼后不易旋动;所述固定螺钉4为常用的圆头带外螺纹的螺钉。
所述钉杆1内轴向设置有贯穿孔,所述贯穿孔由前后两段连通,前后两段的中心线相交之间的角度C为3-8度;所述钉杆的后端呈圆锥台斜面设置,圆锥台斜面的角度A为0.5-2度;所述拉力螺钉与所述钉杆的前段的中心线之间的角度B为120-140度;优选的,三个角度为5度、1度和130度。
所述尾帽2伸进贯穿孔的端部顶住所述拉力螺钉使拉力螺钉更加稳定,不易反旋出钉杆1。
在使用时,使用专用的器械将髓内钉主体植入骨骼中,将固定螺钉4穿入前横向贯穿孔5中,从而固定螺钉4的尾部实现限位,将拉力螺钉穿入后横向贯穿孔6中,从而实现髓内钉主体的轴向及环向的锁定。在拉力螺钉安装时,首先将螺旋刀头7穿过后横向贯穿孔6,植入骨骼内部,将连接螺栓8的前部的圆环凸头13卡在螺旋刀头7的卡槽11中,然后将套管套装在其外部,将抗旋螺母10设置在防旋套管9内,通过扁形孔19及弹性卡扣18,实现抗旋螺母10与防旋套管9之间的环向锁定,采用六角头工具,旋动连接螺栓8,使得抗旋螺母10的内螺纹16与连接螺栓8的外螺纹14相啮合,此时抗旋螺母10逐步相连接螺旋靠近,并且至抗旋螺母10前端面中的齿状条纹与螺旋刀头7后端面上的齿状条纹相咬合为止,通过齿状条纹的相互咬合实现锁定。
需要说明的是,在钉杆1的尾端出设置有辅助定位孔,在此不做细说;如图2所示,在所述尾帽2伸进贯穿孔的端部处的贯穿孔的侧壁上设置有螺纹,此处螺纹可有可无,设置后,当使用拉力螺钉为外螺纹钉的时候,通过此处螺纹用带相配螺纹的固定件将拉力螺钉固定住,再将尾帽2(此处的尾帽2需要做缩短处理,只要顶住上述固定件即可)安装在钉杆1的尾部。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (6)
1.一种股骨用髓内钉,其特征在于,包括:
髓内钉主体、拉力螺钉和固定螺钉;
所述髓内钉主体包括:钉杆以及设置在所述钉杆尾部的尾帽;
所述钉杆的前端外壁设置有沿轴向方向均匀排布的多条长条槽,所述钉杆上设置有分别与固定螺钉和拉力螺钉相配合的前横向贯穿孔和后横向贯穿孔;
所述钉杆内轴向设置有贯穿孔,所述贯穿孔由前后两段连通,前后两段的中心线相交之间的角度为3-8度;所述钉杆的后端呈圆锥台斜面设置,圆锥台斜面的角度为0.5-2度;所述拉力螺钉与所述钉杆的前段的中心线之间的角度为120-140度;
所述尾帽伸进贯穿孔的端部顶住所述拉力螺钉;
所述髓内钉主体由PEEK复合材料制备而成,所述PEEK复合材料的制备方法包括以下步骤:
步骤1:展宽碳纤维碳丝;
步骤2:配制PEEK水性分散液,步骤1所述的展宽后的碳丝在该分散液中预浸并烘干得到预浸碳丝;
步骤3:轧制步骤2所述的预浸碳丝得到碳纤维预浸单向布;
步骤4:用步骤3所述的预浸单向布进行铺层;
步骤5:将步骤4所得的铺层结构放入模具中进行模压,得到PEEK复合材料;
其特征在于:所述步骤1中,碳纤维碳丝被展宽到700-900根/毫米;所述步骤2中,配制的PEEK水性分散液的表面张力在20dyn/cm以下,粘度为1800-2000CPS;所述步骤3中,轧制的次数为1-3次;所述步骤4中,铺层时各层是不同角度交错的。
2.根据权利要求1所述的股骨用髓内钉,其特征在于,步骤3还包括切割部分步骤3所述的预浸单向布,编制成平纹展宽预浸编织布;步骤4还包括将步骤3所述的预浸单向布和平纹展宽预浸编织布进行混合铺层。
3.根据权利要求1所述的股骨用髓内钉,其特征在于,所述步骤2所采用的分散液为超纯水。
4.根据权利要求1所述的股骨用髓内钉,其特征在于,所述步骤4在铺叠时,各单向布层的角度从0度起始,以30-45度为单位,各层依次等幅递增排布。
5.根据权利要求1或5所述的股骨用髓内钉,其特征在于,当预浸单向布和平纹展宽预浸编织布混合铺层时,预浸单向布和平纹展宽预浸编织布以1:1-3:1的比例混合铺层。如权利要求1所述的制造方法,其特征在于,所述步骤4在铺叠时,各单向布层的角度从0度起始,以30-45度为单位,各层依次等幅递增排布。
6.根据权利要求6所述的股骨用髓内钉,其特征在于,预浸单向布和平纹展宽预浸编织布以5:2的比例混合铺层,且铺层结构单元为:单向布3层/预浸编织布1层/单向布2层/预浸编织布1层。
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