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CN106510903B - 一种自适应后期稳定型股骨柄假体 - Google Patents

一种自适应后期稳定型股骨柄假体 Download PDF

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李涤尘
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Abstract

一种自适应后期稳定型股骨柄假体，包括股骨柄假体近端部分和股骨柄假体远端部分，股骨柄假体近端部分为实体，股骨柄假体远端部分为可控多孔结构，股骨柄假体近端部分和股骨柄假体远端部分的过渡区域为交界部分，可控多孔结构使用多孔子单元进行阵列的方式来构建，并且位于股骨柄假体远端部分不同位置的多孔子单元的孔隙率不同，通过对多孔子单元进行阵列实现股骨柄假体远端多孔部分的建模，股骨柄假体能够降低股骨柄远端弹性模量，植入时能够根据载荷和周围骨形貌实现自适应形变，提高假体近端和周围骨的接触程度，促进载荷向近端股骨传递，避免应力屏蔽造成的近端骨质流失，降低近端松动和下沉的风险。

Description

一种自适应后期稳定型股骨柄假体
技术领域
本发明属于股骨柄假体技术领域，具体涉及一种自适应后期稳定型股骨柄假体。
背景技术
人工髋关节股骨柄植入后的远期近端松动是限制其使用寿命的最主要因素。引起近端远期松动的原因在于股骨柄假体近端的应力屏蔽效应，股骨柄假体远端与周围骨紧密接触并形成稳固固定，而假体近端与骨的接触程度较低，应力难以从假体传导至股骨近端。根据Wolff定律，骨会根据所处应力环境实现自适应生长，所承担应力减少时，会造成骨质流失，使假体近端缺乏有效支撑，造成近端松动。假体一旦松动，则需实行翻修手术，而由于骨质流失造成剩余骨量缺乏则进一步增加了翻修手术的难度。
因此，要避免近端松动，应当减小假体局部的弹性模量以缓解应力屏蔽效应，促进应力向股骨近端传递。根据Gibson模型，多孔结构的等效弹性模量与其孔隙率相关，因此，将股骨柄假体远端部分设计为多孔结构，能够改变假体和骨之间的应力传递，提高股骨近端所受应力，以避免应力屏蔽造成的骨质流失以及随之而来的远期松动和下沉。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供一种自适应后期稳定型股骨柄假体，以减小假体植入后股骨近端的应力屏蔽，促进股骨近端骨组织生长，避免假体植入后松动和下沉。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种自适应后期稳定型股骨柄假体，包括股骨柄假体近端部分和股骨柄假体远端部分，股骨柄假体近端部分为实体，股骨柄假体远端部分为可控多孔结构，股骨柄假体近端部分和股骨柄假体远端部分的过渡区域为交界部分。
所述的交界部分的位置能够调整，调整范围为距离股骨柄假体虚拟球心位置五分之一到五分之四倍的股骨柄假体全长。
所述的可控多孔结构使用多孔子单元进行阵列的方式来构建，并且位于股骨柄假体远端部分不同位置的多孔子单元的孔隙率不同，多孔子单元的尺寸范围为0.5-5mm，孔隙率范围为0-70％。
所述的交界部分的多孔子单元的孔隙率从上端至下端梯度变化，该梯度变化不仅限于沿自适应后期稳定型股骨柄假体柄部轴线方向上。
所述的自适应后期稳定型股骨柄假体选用的材料包括具有生物相容性的金属材料、陶瓷材料、高分子材料或复合材料。
所述的自适应后期稳定型股骨柄假体，在局部或所有与骨接触的部位的表面敷设涂层，涂层材料选用具有生物相容性的金属颗粒、陶瓷颗粒、高分子材料颗粒或复合材料颗粒。
所述的自适应后期稳定型股骨柄假体采用增材制造技术或机加工技术，分段或一体化制造。
本发明的优点和效果在于：
1.本发明能够降低股骨柄远端部分的弹性模量，使得假体的远端部分在打压植入过程中能够根据周围骨形貌和应力环境产生自适应的形变，进而通过过盈配合来实现植入初期股骨远端稳定固定；同时，股骨柄远端低模量部分也能够通过降低与骨接触应力进而降低由于假体和骨弹性模量差异过大导致的应力屏蔽现象，促进应力向股骨近端传导，避免近端骨质流失。
2.股骨柄假体远端通过可控多孔结构能够促进周围骨组织向多孔部分内向生长，植入后期形成更加坚固的生物固定。同时，远端的生物固定会进一步削弱股骨近端应力屏蔽现象，因此，更有利于保持股骨柄假体的长期稳定性。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
图2-1为图1股骨柄假体近端部分1的A-A截面示意图；图2-2为图1股骨柄假体远端部分3的B-B截面示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细描述，应当理解，此处所描述的实施案例仅用于说明和解释本发明，但本发明的实施方式不仅限于此。
如图1所示，一种自适应后期稳定型股骨柄假体，包括股骨柄假体近端部分1和股骨柄假体远端部分3，股骨柄假体近端部分1为实体，截面形貌如图2-1所示；股骨柄假体远端部分3为可控多孔结构，截面形貌如图2-2所示；股骨柄假体近端部分1和股骨柄假体远端部分3的过渡区域为交界部分2，交界部分2的位置能够调整，定义自适应后期稳定型股骨柄假体的虚拟球头中心为C点，定义自适应后期稳定型股骨柄假体的最末端为T点，定义自适应后期稳定型股骨柄假体的柄部轴线4和交界部分2的最上端交点为P，定义P点在直线CP上的投影为Q，定义CQ两点的距离为D，交界部分2的位置调整使得D的变化范围为在本例中取使用具有体心立方结构的多孔子单元进行阵列的方式来构建股骨柄假体远端部分3的可控多孔结构；在股骨柄假体远端部分3中，沿柄部轴线4的方向向下，具有体心立方结构的多孔子单元的孔隙率逐渐提高；在垂直于柄部轴线4的平面内，具有体心立方结构的多孔子单元的孔隙率沿径向向外逐渐提高；股骨柄假体远端部分3的最上端的中心位置孔隙率为10％，外轮廓位置的孔隙率为20％；股骨柄假体远端部分3的最下端中心位置的孔隙率为50％，外轮廓位置的孔隙率为60％；多孔子单元的尺寸为2mm。
在交界部分2的具有体心立方结构的多孔子单元的孔隙率从上至下逐渐提高，交界部分最上端孔隙率为0，交界部分2最下端孔隙率和股骨柄假体远端部分的最上端中心位置的孔隙率一致，为10％；自适应后期稳定型股骨柄假体选用的材料为医用钛合金；在股骨柄假体近端部分1的表面的与骨接触的部分敷设涂层，涂层材料选用羟基磷灰石颗粒；自适应后期稳定型股骨柄假体采用激光选区烧结技术一体化制造。

Claims (4)

1.一种自适应后期稳定型股骨柄假体，包括股骨柄假体近端部分和股骨柄假体远端部分，其特征在于：股骨柄假体近端部分为实体，股骨柄假体远端部分为可控多孔结构，股骨柄假体近端部分和股骨柄假体远端部分的过渡区域为交界部分；
所述的交界部分的位置能够调整，调整范围为距离股骨柄假体虚拟球心位置五分之一到五分之四倍的股骨柄假体全长；
所述的可控多孔结构使用多孔子单元进行阵列的方式来构建，并且位于股骨柄假体远端部分不同位置的多孔子单元的孔隙率不同，多孔子单元的尺寸范围为0.5-5mm，孔隙率范围为0-70％；
所述的交界部分的多孔子单元的孔隙率从上端至下端梯度变化，该梯度变化不仅限于沿自适应后期稳定型股骨柄假体柄部轴线方向上。
2.根据权利要求1所述的一种自适应后期稳定型股骨柄假体，其特征在于：所述的自适应后期稳定型股骨柄假体选用的材料包括具有生物相容性的金属材料、陶瓷材料、高分子材料或复合材料。
3.根据权利要求1所述的一种自适应后期稳定型股骨柄假体，其特征在于：所述的自适应后期稳定型股骨柄假体，在局部或所有与骨接触的部位的表面敷设涂层，涂层材料选用具有生物相容性的金属颗粒、陶瓷颗粒、高分子材料颗粒或复合材料颗粒。
4.根据权利要求1所述的一种自适应后期稳定型股骨柄假体，其特征在于：所述的自适应后期稳定型股骨柄假体采用增材制造技术或机加工技术，分段或一体化制造。
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