CN111166533A - 一种表面置换股骨头的制造工艺以及股骨头 - Google Patents

一种表面置换股骨头的制造工艺以及股骨头 Download PDF

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Abstract

本发明属于医疗技术领域，具体公开了一种表面置换股骨头的制造工艺以及股骨头，包括股骨柄和股骨头本体，所述股骨头本体内部开设有指向股骨柄的置换固定腔，所述股骨头本体表面打磨有置换切割面，所述置换切割面表面固定安装有置换股骨头面，所述置换股骨头面包括置换面和插接杆，所述置换面紧密贴合置换切割面，所述置换面内部设置有贴合股骨头本体的贴合腔，所述贴合腔内部与置换面中部之间设置有插接杆，本发明科学合理，使用安全方便，对于置换假体的改进，使得置换假体由置换面和插接杆组成，使得置换面可以使用锻造工艺进行制造，增加了置换面的强度和耐磨性能，使得插接杆可以使用任意制造工艺进行制造和生产，降低了生产制造的成本。

Description

一种表面置换股骨头的制造工艺以及股骨头
技术领域
本发明涉及医疗技术领域，具体是一种表面置换股骨头的制造工艺以及股骨头。
背景技术
股骨是人体最重要的骨骼，股骨头更为重要，人的直立行走、活动、劳动都依靠股骨头的支撑作用，所以股骨头也是最容易受伤的部位，股骨头坏死之后，常见的手术手段是全髋关节置换术、股骨头置换术和表面置换术；
现有的表面置换术所置换的股骨头面在使用过程中存在以下缺点：
1、置换的假体多为铸造假体，无法进行整体锻造，导致不耐磨，使用寿命低，容易导致需要经过多次手术置换，给患者带来经济压力以及心理压力；
2、如果进行二次假体的置换，需要对整个假体进行置换，使得置换的成本增高，增加患者经济负担；
所以，人们急需一种表面置换股骨头的制造工艺以及股骨头来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种表面置换股骨头的制造工艺以及股骨头，以解决现有技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种股骨头，包括股骨柄和股骨头本体，所述股骨头本体内部开设有指向股骨柄的置换固定腔，所述股骨头本体表面打磨有置换切割面，使得可以去除坏死的股骨头面，所述置换切割面表面固定安装有置换股骨头面，使得可以利用人工制造的置换股骨头面假体对坏死的股骨头面进行更换，避免了更换整个股骨头，减少了医疗费用的投入；
所述置换股骨头面包括置换面和插接杆，所述置换面紧密贴合置换切割面，所述置换面内部设置有贴合股骨头本体的贴合腔，所述贴合腔内部与置换面中部之间设置有插接杆，使得可以利用插接杆对整个置换股骨头面进行固定和安装。
作为优选技术方案，所述置换面与插接杆之间为可拆卸连接，使得可以利用锻造的方式对置换面进行生产和制造，提高置换面的各项性能，延长了置换面的使用寿命，同时，当置换面磨损严重时，只需对置换面进行拆卸和更换，不需要对整体的置换股骨头面进行更换，降低了医疗成本。
作为优选技术方案，所述置换面内侧中部开设有第一自锁面，所述第一自锁面下方开设有固定螺纹槽，所述固定螺纹槽下方开设有第二自锁面，所述插接杆顶端设置有第二自锁锥台，所述第二自锁锥台顶端设置有固定螺纹头，所述固定螺纹槽和固定螺纹头用于对置换面和插接杆之间进行初步的固定，所述固定螺纹头顶端设置有第一自锁锥台，所述第一自锁面与第一自锁锥台相互配合，所述第二自锁面与第二自锁锥台相互配合，实现对置换面和插接杆初步固定之后的自锁，避免置换面在使用的过程中与插接杆之间发生松动现象。
作为优选技术方案，所述第一自锁面、第二自锁面、第一自锁锥台和第二自锁锥台的锥度均为5°42′，利用自锁角度，避免置换面与插接杆之间发生松动。
一种表面置换股骨头的制造工艺，该制造工艺包括以下步骤：
S1、对置换股骨头面进行制造和生产；
S2、对置换股骨头面进行车加工；
S3、对自锁面和自锁锥台进行磨砂处理；
S4、对固定螺纹槽进行二次车加工；
S5、对置换股骨头面进行打磨加工；
S6、对置换面进行抛光处理。
作为优选技术方案，所述步骤S1中，利用钴铬钼合金对置换面进行锻造，利用钴铬钼合金对插接杆进行锻造或铸造，并对生产制造之后的置换面进行热处理，消除锻造应力，改善钴铬钼合金的切削性能，所述热处理的温度为1320-1360℃，热处理之后通入氮气，冷却至室温；
所述步骤S2中，利用数控车床对生产制造之后的置换面外表面和插接杆进行车加工，利用数控机床对第一自锁面、固定螺纹槽和第二自锁面进行车加工；
所述步骤S3中，利用喷砂机将金刚砂喷射在第一自锁面、固定螺纹槽、第二自锁面内部和第一自锁锥台、第二自锁锥台表面，利用研磨机的研磨头对第一自锁面、固定螺纹槽、第二自锁面内部和第一自锁锥台、第二自锁锥台表面进行研磨；
所述步骤S4中，再次利用数控车床对研磨之后的固定螺纹槽进行车加工；
所述步骤S5中，利用打磨机床对车加工之后的置换面和插接杆进行打磨；
所述步骤S6中，首先利用喷涂机喷涂抛光剂，所述抛光剂为微粉磨料、石蜡和油脂的混合物，利用抛光机的抛光盘对置换面外表面进行抛光处理。
作为优选技术方案，所述步骤S1中，所述置换面的直径为46.5-56.5mm，所述插接杆的直径为7-9mm，固定螺纹头为M5型号；
所述步骤S2中，车加工之后的置换面直径为45.5mm-55.5mm，车加工之后的插接杆直径为6-8mm；
所述步骤S3中，所述研磨头的研磨转速为60-80r/min，所述第一自锁面、第二自锁面、第一自锁锥台和第二自锁锥台表面的摩擦系数为1-1.2。
所述步骤S4中，利用数控车床对固定螺纹槽内部进行二次车加工；
所述步骤S5中，所述打磨机床的打磨头转速为200-300r/min，所述打磨机床的打磨时长为8-10min；
所述步骤S6中，所述抛光盘的转速为1800-2000r/min，抛光时间为15-20min。
作为优选技术方案，所述步骤S3中，所述金刚砂的细度模数为0.7-1.5，使得可以对第一自锁面、第二自锁面、第一自锁锥台和第二自锁锥台表面进行磨砂处理，增加表面的摩擦力，使得自锁的效果更佳。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、对于置换假体的改进，使得置换假体由置换面和插接杆组成，使得置换面可以使用锻造工艺进行制造，增加了置换面的强度和耐磨性能，使得插接杆可以使用任意制造工艺进行制造和生产，降低了生产制造的成本。
2、对于置换面与插接杆连接的改进，设置有第一自锁面、第二自锁面、第一自锁锥台和第二自锁锥台，使得可以实现对置换面与插接杆连接处的自锁，避免了在使用过程中，置换面与插接杆之间松动导致整个置换面不稳定。
3、对于工艺的改进，增加了对于第一自锁面、第二自锁面、第一自锁锥台和第二自锁锥台的磨砂工艺，增加了其表面的摩擦力，使得自锁效果更佳，进一步避免了置换面与插接杆之间的松动现象。
附图说明
图1为本发明股骨头本体表面置换假体的结构示意图；
图2为本发明股骨头本体表面切割的结构示意图；
图3为本发明置换面与插接杆的安装结构示意图；
图4为本发明置换面、自锁面和固定螺纹槽的结构示意图；
图5为本发明插接杆、自锁锥台和固定螺纹头的结构示意图。
图中标号：1、股骨柄；2、股骨头本体；3、置换固定腔；4、置换切割面；5、置换股骨头面；6、置换面；7、插接杆；8、贴合腔；9、第一自锁面；10、固定螺纹槽；11、第二自锁面；12、第二自锁锥台；13、固定螺纹头；14、第一自锁锥台。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基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所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-5所示，一种股骨头，包括股骨柄1和股骨头本体2，所述股骨头本体2内部开设有指向股骨柄1的置换固定腔3，所述股骨头本体2表面打磨有置换切割面4，使得可以去除坏死的股骨头面，所述置换切割面4表面固定安装有置换股骨头面5，使得可以利用人工制造的置换股骨头面5假体对坏死的股骨头面进行更换，避免了更换整个股骨头本体2，减少了医疗费用的投入；
所述置换股骨头面5包括置换面6和插接杆7，所述置换面6紧密贴合置换切割面4，所述置换面6内部设置有贴合股骨头本体2的贴合腔8，所述贴合腔8内部与置换面6中部之间设置有插接杆7，使得可以利用插接杆7对整个置换股骨头面5进行固定和安装。
所述置换面6与插接杆7之间为可拆卸连接，使得可以利用锻造的方式对置换面6进行生产和制造，提高置换面6的各项性能，延长了置换面6的使用寿命，同时，当置换面6磨损严重时，只需对置换面6进行拆卸和更换，不需要对整体的置换股骨头面5进行更换，降低了医疗成本。
所述置换面6内侧中部开设有第一自锁面9，所述第一自锁面9下方开设有固定螺纹槽10，所述固定螺纹槽10下方开设有第二自锁面11，所述插接杆7顶端设置有第二自锁锥台12，所述第二自锁锥台12顶端设置有固定螺纹头13，所述固定螺纹槽10和固定螺纹头13用于对置换面6和插接杆7之间进行初步的固定，所述固定螺纹头13顶端设置有第一自锁锥台14，所述第一自锁面9与第一自锁锥台14相互配合，所述第二自锁面11与第二自锁锥台12相互配合，实现对置换面6和插接杆7初步固定之后的自锁，避免置换面6在使用的过程中与插接杆7之间发生松动现象。
所述第一自锁面9、第二自锁面11、第一自锁锥台14和第二自锁锥台12的锥度均为5°42′，利用自锁角度，避免置换面6与插接杆7之间发生松动。
实施例一：一种表面置换股骨头的制造工艺，该制造工艺包括以下步骤：
S1、对置换股骨头面进行制造和生产；
S2、对置换股骨头面进行车加工；
S3、对自锁面和自锁锥台进行磨砂处理；
S4、对固定螺纹槽进行二次车加工；
S5、对置换股骨头面进行打磨加工；
S6、对置换面进行抛光处理。
所述步骤S1中，利用钴铬钼合金对置换面6进行锻造，利用钴铬钼合金对插接杆7进行锻造或铸造，并对生产制造之后的置换面6进行热处理，消除锻造应力，改善钴铬钼合金的切削性能，所述热处理的温度为1320℃，热处理之后通入氮气，冷却至室温；
所述步骤S2中，利用数控车床对生产制造之后的置换面6外表面和插接杆7进行车加工，利用数控机床对第一自锁面9、固定螺纹槽10和第二自锁面11进行车加工；
所述步骤S3中，利用喷砂机将金刚砂喷射在第一自锁面9、固定螺纹槽10、第二自锁面11内部和第一自锁锥台14、第二自锁锥台12表面，利用研磨机的研磨头对第一自锁面9、固定螺纹槽10、第二自锁面11内部和第一自锁锥台14、第二自锁锥台12表面进行研磨；
所述步骤S4中，再次利用数控车床对研磨之后的固定螺纹槽10进行车加工；
所述步骤S5中，利用打磨机床对车加工之后的置换面6和插接杆7进行打磨；
所述步骤S6中，首先利用喷涂机喷涂抛光剂，所述抛光剂为微粉磨料、石蜡和油脂的混合物，利用抛光机的抛光盘对置换面6外表面进行抛光处理。
所述步骤S1中，所述置换面6的直径为46.5-56.5mm，所述插接杆7的直径为7-9mm，固定螺纹头13为M5型号；
所述步骤S2中，车加工之后的置换面6直径为45.5mm-55.5mm，车加工之后的插接杆7直径为6-8mm；
所述步骤S3中，所述研磨头的研磨转速为60r/min，所述第一自锁面9、第二自锁面11、第一自锁锥台14和第二自锁锥台12表面的摩擦系数为1。
所述步骤S4中，利用数控车床对固定螺纹槽10内部进行二次车加工；
所述步骤S5中，所述打磨机床的打磨头转速为200r/min，所述打磨机床的打磨时长为8min；
所述步骤S6中，所述抛光盘的转速为1800r/min，抛光时间为15min。
所述步骤S3中，所述金刚砂的细度模数为1.5。
实施例二：一种表面置换股骨头的制造工艺，该制造工艺包括以下步骤：
S1、对置换股骨头面进行制造和生产；
S2、对置换股骨头面进行车加工；
S3、对自锁面和自锁锥台进行磨砂处理；
S4、对固定螺纹槽进行二次车加工；
S5、对置换股骨头面进行打磨加工；
S6、对置换面进行抛光处理。
所述步骤S1中，利用钴铬钼合金对置换面6进行锻造，利用钴铬钼合金对插接杆7进行锻造或铸造，并对生产制造之后的置换面6进行热处理，消除锻造应力，改善钴铬钼合金的切削性能，所述热处理的温度为1340℃，热处理之后通入氮气，冷却至室温；
所述步骤S2中，利用数控车床对生产制造之后的置换面6外表面和插接杆7进行车加工，利用数控机床对第一自锁面9、固定螺纹槽10和第二自锁面11进行车加工；
所述步骤S3中，利用喷砂机将金刚砂喷射在第一自锁面9、固定螺纹槽10、第二自锁面11内部和第一自锁锥台14、第二自锁锥台12表面，利用研磨机的研磨头对第一自锁面9、固定螺纹槽10、第二自锁面11内部和第一自锁锥台14、第二自锁锥台12表面进行研磨；
所述步骤S4中，再次利用数控车床对研磨之后的固定螺纹槽10进行车加工；
所述步骤S5中，利用打磨机床对车加工之后的置换面6和插接杆7进行打磨；
所述步骤S6中，首先利用喷涂机喷涂抛光剂，所述抛光剂为微粉磨料、石蜡和油脂的混合物，利用抛光机的抛光盘对置换面6外表面进行抛光处理。
所述步骤S1中，所述置换面6的直径为46.5-56.5mm，所述插接杆7的直径为7-9mm，固定螺纹头13为M5型号；
所述步骤S2中，车加工之后的置换面6直径为45.5mm-55.5mm，车加工之后的插接杆7直径为6-8mm；
所述步骤S3中，所述研磨头的研磨转速为70r/min，所述第一自锁面9、第二自锁面11、第一自锁锥台14和第二自锁锥台12表面的摩擦系数为1.1。
所述步骤S4中，利用数控车床对固定螺纹槽10内部进行二次车加工；
所述步骤S5中，所述打磨机床的打磨头转速为250r/min，所述打磨机床的打磨时长为9min；
所述步骤S6中，所述抛光盘的转速为1900r/min，抛光时间为17min。
所述步骤S3中，所述金刚砂的细度模数为1.1。
实施例三：一种表面置换股骨头的制造工艺，该制造工艺包括以下步骤：
S1、对置换股骨头面进行制造和生产；
S2、对置换股骨头面进行车加工；
S3、对自锁面和自锁锥台进行磨砂处理；
S4、对固定螺纹槽进行二次车加工；
S5、对置换股骨头面进行打磨加工；
S6、对置换面进行抛光处理。
所述步骤S1中，利用钴铬钼合金对置换面6进行锻造，利用钴铬钼合金对插接杆7进行锻造或铸造，并对生产制造之后的置换面6进行热处理，消除锻造应力，改善钴铬钼合金的切削性能，所述热处理的温度为1360℃，热处理之后通入氮气，冷却至室温；
所述步骤S2中，利用数控车床对生产制造之后的置换面6外表面和插接杆7进行车加工，利用数控机床对第一自锁面9、固定螺纹槽10和第二自锁面11进行车加工；
所述步骤S3中，利用喷砂机将金刚砂喷射在第一自锁面9、固定螺纹槽10、第二自锁面11内部和第一自锁锥台14、第二自锁锥台12表面，利用研磨机的研磨头对第一自锁面9、固定螺纹槽10、第二自锁面11内部和第一自锁锥台14、第二自锁锥台12表面进行研磨；
所述步骤S4中，再次利用数控车床对研磨之后的固定螺纹槽10进行车加工；
所述步骤S5中，利用打磨机床对车加工之后的置换面6和插接杆7进行打磨；
所述步骤S6中，首先利用喷涂机喷涂抛光剂，所述抛光剂为微粉磨料、石蜡和油脂的混合物，利用抛光机的抛光盘对置换面6外表面进行抛光处理。
所述步骤S1中，所述置换面6的直径为46.5-56.5mm，所述插接杆7的直径为7-9mm，固定螺纹头13为M5型号；
所述步骤S2中，车加工之后的置换面6直径为45.5mm-55.5mm，车加工之后的插接杆7直径为6-8mm；
所述步骤S3中，所述研磨头的研磨转速为80r/min，所述第一自锁面9、第二自锁面11、第一自锁锥台14和第二自锁锥台12表面的摩擦系数为1.2。
所述步骤S4中，利用数控车床对固定螺纹槽10内部进行二次车加工；
所述步骤S5中，所述打磨机床的打磨头转速为300r/min，所述打磨机床的打磨时长为10min；
所述步骤S6中，所述抛光盘的转速为2000r/min，抛光时间为20min。
所述步骤S3中，所述金刚砂的细度模数为0.7。
实施例一 实施例二 实施三
金刚砂细度模数 1.5 1.1 0.7
摩擦系数 1 1.1 1.2
综上所述：实施例一、二、三中，对于金刚砂细度模数的改变，由1.5到1.1到0.7可知，随着金刚砂细度模数的逐渐减小，使得第一自锁面9、第二自锁面11、第一自锁锥台14和第二自锁锥台12表面的摩擦系数不断地增大，使得置换面6与插接杆7的连接更加的稳定。
工作原理：在制造假体的过程中，利用锻造的方式对置换面6进行制造，增大置换面6的机械性能，提高置换面6的耐磨性能，利用锻造或者铸造的方式对插接杆7进行制造，在使用置换假体对股骨头本体2表面进行置换时，首先，将插接杆7一端插入置换面6内，使得固定螺纹槽10与固定螺纹头13之间通过螺纹初步固定，随着固定螺纹槽10与固定螺纹头13的逐步固定，使得第一自锁面9与第一自锁锥台14接触，第二自锁面11与第二自锁锥台12接触，利用角度自锁，使得置换面6与插接杆7之间固定稳定，然后将坏死的股骨头本体2表面切除，使得股骨头本体2表面可以与贴合腔8相互贴合，此时，在股骨头本体2中部打磨出置换固定腔3，将插接杆7插入置换固定腔3中，使得贴合腔8完全与切除之后的股骨头本体2表面相接触，完成对置换假体的固定安装，当置换面6由于长时间使用导致磨损严重时，再次进行手术时，只需要对置换面6进行更换即可，不需要对插接杆7进行更换。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种股骨头，包括股骨柄(1)和股骨头本体(2)，其特征在于：所述股骨头本体(2)内部开设有指向股骨柄(1)的置换固定腔(3)，所述股骨头本体(2)表面打磨有置换切割面(4)，所述置换切割面(4)表面固定安装有置换股骨头面(5)；
所述置换股骨头面(5)包括置换面(6)和插接杆(7)，所述置换面(6)紧密贴合置换切割面(4)，所述置换面(6)内部设置有贴合股骨头本体(2)的贴合腔(8)，所述贴合腔(8)内部与置换面(6)中部之间设置有插接杆(7)。
2.根据权利要求1所述的一种股骨头，其特征在于：所述置换面(6)与插接杆(7)之间为可拆卸连接。
3.根据权利要求2所述的一种股骨头，其特征在于：所述置换面(6)内侧中部开设有第一自锁面(9)，所述第一自锁面(9)下方开设有固定螺纹槽(10)，所述固定螺纹槽(10)下方开设有第二自锁面(11)，所述插接杆(7)顶端设置有第二自锁锥台(12)，所述第二自锁锥台(12)顶端设置有固定螺纹头(13)，所述固定螺纹头(13)顶端设置有第一自锁锥台(14)，所述第一自锁面(9)与第一自锁锥台(14)相互配合，所述第二自锁面(11)与第二自锁锥台(12)相互配合。
4.根据权利要求3所述的一种股骨头，其特征在于：所述第一自锁面(9)、第二自锁面(11)、第一自锁锥台(14)和第二自锁锥台(12)的锥度均为5°42′。
5.一种表面置换股骨头的制造工艺，其特征在于：该制造工艺包括以下步骤：
S1、对置换股骨头面进行制造和生产；
S2、对置换股骨头面进行车加工；
S3、对自锁面和自锁锥台进行磨砂处理；
S4、对固定螺纹槽进行二次车加工；
S5、对置换股骨头面进行打磨加工；
S6、对置换面进行抛光处理。
6.根据权利要求5所述的一种表面置换股骨头的制造工艺，其特征在于：所述步骤S1中，利用钴铬钼合金对置换面(6)进行锻造，利用钴铬钼合金对插接杆(7)进行锻造或铸造，并对生产制造之后的置换面(6)进行热处理，所述热处理的温度为1320-1360℃，热处理之后通入氮气，冷却至室温；
所述步骤S2中，利用数控车床对生产制造之后的置换面(6)外表面和插接杆(7)进行车加工，利用数控机床对第一自锁面(9)、固定螺纹槽(10)和第二自锁面(11)进行车加工；
所述步骤S3中，利用喷砂机将金刚砂喷射在第一自锁面(9)、固定螺纹槽(10)、第二自锁面(11)内部和第一自锁锥台(14)、第二自锁锥台(12)表面，利用研磨机的研磨头对第一自锁面(9)、固定螺纹槽(10)、第二自锁面(11)内部和第一自锁锥台(14)、第二自锁锥台(12)表面进行研磨；
所述步骤S4中，再次利用数控车床对研磨之后的固定螺纹槽(10)进行车加工；
所述步骤S5中，利用打磨机床对车加工之后的置换面(6)和插接杆(7)进行打磨；
所述步骤S6中，首先利用喷涂机喷涂抛光剂，所述抛光剂为微粉磨料、石蜡和油脂的混合物，利用抛光机的抛光盘对置换面(6)外表面进行抛光处理。
7.根据权利要5所述的一种表面置换股骨头的制造工艺，其特征在于：所述步骤S1中，所述置换面(6)的直径为46.5-56.5mm，所述插接杆(7)的直径为7-9mm，固定螺纹头(13)为M5型号；
所述步骤S2中，车加工之后的置换面(6)直径为45.5mm-55.5mm，车加工之后的插接杆(7)直径为6-8mm；
所述步骤S3中，所述研磨头的研磨转速为60-80r/min，所述第一自锁面(9)、第二自锁面(11)、第一自锁锥台(14)和第二自锁锥台(12)表面的摩擦系数为1-1.2。
所述步骤S4中，利用数控车床对固定螺纹槽(10)内部进行二次车加工；
所述步骤S5中，所述打磨机床的打磨头转速为200-300r/min，所述打磨机床的打磨时长为8-10min；
所述步骤S6中，所述抛光盘的转速为1800-2000r/min，抛光时间为15-20min。
8.根据权利要求6所述的一种表面置换股骨头的制造工艺，其特征在于：所述步骤S3中，所述金刚砂的细度模数为0.7-1.5。
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