CN220025312U - 一种膝关节股骨髁假体 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种膝关节股骨髁假体，属于医疗假体技术领域；其包括股骨髁，所述股骨髁的凹面骨小梁层，骨小梁层和股骨髁通过银钎焊金属层连接；所述股骨髁的材料为钴铬钼合金，所述骨小梁层为钽材料通过3D打印形成的双层多孔结构；所述多孔结构的内层与银钎焊金属层接触，其孔径大小为200μm—400μm，厚度为1mm；所述银钎焊金属层部分浸入多孔结构的内层，部分浸入至股骨髁的凹面。本实用新型具有制备方法简单、成本低，有利于实施和临床应用，适合于广大患者的需要的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及到医疗假体技术领域，特别涉及一种膝关节股骨髁假体。
背景技术
膝关节假体是用来代替人体膝关节部分的外科植入物。是由生物材料制成的人工假体大力推广骨水泥固定人工关节，使得人工关节技术得以完善。现代人工膝关节材料主要是钴铬钼合金、超高分子聚乙烯等。
膝关节假体包括：股骨髁、垫片、胫骨平台，目前膝关节假体使用骨水泥型固定方式，用于膝关节置换手术。虽可替代膝关节部分，但是在实际使用时却发现还存在有若干缺点，而其缺点可归纳如下：
1、股骨髁使用骨水泥固定会过敏反应，会引起患者的血压下降，严重的时候可能会危及到病人的生命，还有一个副作用就是异物反应，患者可以有局部的疼痛、肿胀甚至会出现感染的情况，这就是临床中骨水泥对老人的副作用。偶尔可引起骨髓腔内高压，致使脂肪滴进入血管，引起栓塞。骨水泥在手术后具有易碎性，在翻修手术时取出也十分困难。在使用骨水泥时骨水泥的单体有一定的心脏毒性，并且会产生一定的栓塞的风险。
2、假体周围慢性或急性感染，导致假体周围骨溶解、吸收，对假体的承托性下降而导致松动。它毕竟与人体骨骼不同，时间过久，人工关节仍可能发生松动。
由于是骨水泥固定，术后矢状面和冠状面的股骨力线有偏差。
实用新型内容
根据上述提出的技术问题，本实用新型提供了一种膝关节股骨髁假体，其具有制备方法简单、成本低，有利于实施和临床应用，适合于广大患者的需要的优点。
为了实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案为：
一种膝关节股骨髁假体，包括股骨髁，所述股骨髁的凹面骨小梁层，骨小梁层和股骨髁通过银钎焊金属层连接；
所述股骨髁的材料为钴铬钼合金，所述骨小梁层为钽材料通过3D打印形成的双层多孔结构；所述多孔结构的内层与银钎焊金属层接触，其孔径大小为200μm—400μm，厚度为1mm；
所述银钎焊金属层部分浸入多孔结构的内层，部分浸入至股骨髁的凹面。
进一步的，所述多孔结构的外层的孔径大小为600μm—800μm，厚度为50mm。
进一步的，所述骨小梁层的耐压强度为20MPa～180MPa，弹性模量为10GPa～20GPa，孔隙率为75～85％。
进一步的，所述3D打印选用的材料为15～45μm的球形钽粉，所述球形钽粉的纯度>99.9％，含氧量<500ppm，球形度>90，霍尔流速<10s/50g；激光正离焦光斑为135μm，速率为150mm/s，线间距为0.5mm，功率为250W；基板的温度优选为100℃。
本实用新型采取上述技术方案所产生的有益效果在于：
1、本实用新型通过3D打印钽金属骨小梁结构，细胞结构状的骨小梁金属非常类似松质骨结构，而且在物理特性和机械特性方面比其他任何一种假体金属更接近于骨。
2、本实用新型骨小梁钽独特的、高孔性的、骨小梁样的构造非常有利于骨诱导的发生，并且能够快速、广泛得使软组织渗入并牢固附着。并且具有很高的负重强度和较低的弹性模量，从而容许生理负重条件下使得应力遮挡最小化，钽材料表面有优益的生物相容性。
3、本实用新型多孔钽呈三维连通的孔隙结构，孔隙率为75-85％，孔径400-600μm。多孔钽骨小梁的孔隙率高过CoCr烧结体(30-50％)及钛纤维网(40-50％)高孔隙率结构決定了其优异的力学性能。首先，多孔钽最大抗弯曲强度达110MPa，可为新生骨组织提供足够的生理支持；其次，它与骨组的摩檩系数比传统金属植入材料高40～80％，有助于与宿主骨的结合，增虽初期稳定性；再者，其弹性模量约3GPa，介于皮质骨(12-I8GPa)和松质骨(0.2-0.5GPa)之间，明显低于钛合金和结铬合金，与人骨组织匹配的弹性模量可有效降低应力屏蔽效应，有利于骨组织重塑。
4、本实用新型的多孔钽金属杯工艺，制备方法简单、成本低，有利于实施和临床应用，适合于广大患者的需要。
附图说明
图1为本实用新型实施例的结构示意图；
图2为本实用新型实施例的股骨髁的结构示意图；
图3为本实用新型实施例的骨小梁层的结构示意图；
图4为本实用新型实施例的银钎焊金属层的结构示意图。
具体实施方式
下面，结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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获得其他的附图。
一种膝关节股骨髁假体，包括股骨髁，所述股骨髁的凹面骨小梁层，骨小梁层和股骨髁通过银钎焊金属层连接；
所述股骨髁的材料为钴铬钼合金，所述骨小梁层为钽材料通过3D打印形成的双层多孔结构；所述多孔结构的内层与银钎焊金属层接触，其孔径大小为200μm—400μm，厚度为1mm；
所述银钎焊金属层部分浸入多孔结构的内层，部分浸入至股骨髁的凹面。
进一步的，所述多孔结构的外层的孔径大小为600μm—800μm，厚度为50mm。
进一步的，所述骨小梁层的耐压强度为20MPa～180MPa，弹性模量为10GPa～20GPa，孔隙率为75～85％。
进一步的，所述3D打印选用的材料为15～45μm的球形钽粉，所述球形钽粉的纯度>99.9％，含氧量<500ppm，球形度>90，霍尔流速<10s/50g；激光正离焦光斑为135μm，速率为150mm/s，线间距为0.5mm，功率为250W；基板的温度优选为100℃。
下面为一更具体的实施例：
参照图1至图4，本实施例的表面钽骨小梁3D打印钎焊工艺，表面粗糙度有所加强，有利于骨长入。
其采用3D打印，骨小梁层的钽网内孔处，孔径为200μm—400μm，厚度为1mm,利于钽网与银钎焊金属层钎焊后更结实；骨小梁层外孔为孔径为600μm—800μm的多孔结构厚度50mm，有利于植入件的固定和新生的骨组织的长入，其能够加强假体材料的各项理化特性，本实施例提供的多孔钽网耐压强度为120～180MPa，弹性模量为10～20GPa，孔隙率为75～85％。同时能够与自由基结合，提高假体材料的抗氧化率，延长假体材料的远期疗效。
得到的格式文件导入3D打印机进行3D打印，得到多孔钽网。3D打印的材料优选为15～45μm的球形钽粉，所述球形钽粉的纯度>99.9％，含氧量<500ppm，球形度>90，霍尔流速<10s/50g。激光正离焦光斑为135μm，速率为150mm/s，线间距为0.5mm，功率为250W；基板的温度优选为100℃。采用GB/T1964-1996测试多孔钽棒的力学性能，结果为耐压强度达到180MPa以上，弹性模量达到15GPa以上。采用GB/T5163-2006测定多孔钽网的孔隙率，达到75％以上。
Claims (4)
1.一种膝关节股骨髁假体，包括股骨髁，其特征在于，所述股骨髁的凹面骨小梁层，骨小梁层和股骨髁通过银钎焊金属层连接；
所述股骨髁的材料为钴铬钼合金，所述骨小梁层为钽材料通过3D打印形成的双层多孔结构；所述多孔结构的内层与银钎焊金属层接触，其孔径大小为200μm—400μm，厚度为1mm；
所述银钎焊金属层部分浸入多孔结构的内层，部分浸入至股骨髁的凹面。
2.根据权利要求1所述的一种膝关节股骨髁假体，其特征在于，所述多孔结构的外层的孔径大小为600μm—800μm，厚度为50mm。
3.根据权利要求1所述的一种膝关节股骨髁假体，其特征在于，所述骨小梁层的耐压强度为20MPa～180MPa，弹性模量为10GPa～20GPa，孔隙率为75～85％。
4.根据权利要求1所述的一种膝关节股骨髁假体，其特征在于，所述3D打印选用的材料为15～45μm的球形钽粉，所述球形钽粉的纯度>99.9％，含氧量<500ppm，球形度>90，霍尔流速<10s/50g；激光正离焦光斑为135μm，速率为150mm/s，线间距为0.5mm，功率为250W；基板的温度为100℃。
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