專利名稱：鉭涂層人工肘關(guān)節(jié)假體的設(shè)計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到人工肘關(guān)節(jié)假體，特別涉及到一種表面設(shè)置有鉭微孔涂層的鉭涂層 人工肘關(guān)節(jié)假體的設(shè)計方法，屬于生物醫(yī)用復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
中國專利說明書CN 1177469A及CN 101262834A分別公開了兩種人工肘關(guān)節(jié)假 體，其抦身表面光滑、無孔隙。相關(guān)研究表明，這樣的人工假體表面結(jié)構(gòu)不利于植入后假體 周圍的骨長入及早期穩(wěn)定。目前，生物陶瓷涂層材料及微孔金屬涂層生物材料已成為假體 表面處理的主要方向，分別以羥基磷灰石(HA)及鈦(Ti )涂層為代表。它們是通過燒結(jié)或等 離子噴涂的工藝將HA (Caltl (PO4)6 (OH)2)及Ti金屬被覆在醫(yī)用不銹鋼或Ti金屬基體表面， 形成具有一定孔隙結(jié)構(gòu)的涂層復(fù)合材料來增加假體植入后的骨長入量，并達到假體在體內(nèi) 穩(wěn)定效果。中國專利說明書CN 201154007Y就公開了一種羥基磷灰石涂層人工關(guān)節(jié)假體， 在假體柄身及假體肘白外表面設(shè)置有羥基磷灰石涂層，中國專利說明書CN 201154008Y則 公開了一種鈦涂層人工關(guān)節(jié)假體，在假體柄身及假體肘白外表面設(shè)置有鈦涂層。上世紀中葉，鉭(Ta)金屬生物材料開始進入醫(yī)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域。首先，鉭金屬生物材 料的生物相容性及其在化學(xué)穩(wěn)定性、抗腐蝕性能方面優(yōu)于鈦及其他金屬生物材料的特性為 鉭金屬作為涂層材料在矯形外科應(yīng)用提供了理論依據(jù)，尤其是鉭涂層具有優(yōu)于其它生物涂 層的物理特性及機械強度，使其在矯形外科的應(yīng)用更具有了可行性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種鉭涂層人工肘關(guān)節(jié)假體的設(shè)計方法，它克服目前人工假 體涂層的不足，提高人工假體在人體內(nèi)的固定效果，延長人工假體的使用壽命。本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種鉭涂層人工肘關(guān)節(jié)假體的設(shè)計方法，它包括用于 植入遠端肱骨骨髓腔的肱骨組件、植入近端尺骨骨髓腔的尺骨組件及植入近端橈骨骨髓腔 的橈骨組件，上述組件均由組件的關(guān)節(jié)部分及抦身部分構(gòu)成，關(guān)節(jié)部分具有不同程度的旋 轉(zhuǎn)運動功能以保證假體植入后關(guān)節(jié)的運動，抦身部分為插入骨髓腔的部分，達到固定假體 的作用。其特征是柄身外表面包裹有鉭表面，鉭表面為微孔結(jié)構(gòu)。所述的鉭表面厚度為30-800 μ m,微孔率為20%_50%。所述的所述肱骨組件的柄身為圓柱狀體或圓錐體，圓柱狀體或圓錐體的一端細， 另一端稍粗，且沿一邊增加寬度，使粗端呈圓弧狀過度并形成中央為曲軸；尺骨組件近端為 套管結(jié)構(gòu)與肱骨組件的的曲軸相嵌套形成關(guān)節(jié)連接結(jié)構(gòu)，套管結(jié)構(gòu)向遠端延伸并逐漸變細 形成外觀呈直線或弧線形的圓柱狀體或圓錐體柄身，柄身由近至遠逐漸變細，近端向尺側(cè) 呈微圓弧狀過度，遠端恢復(fù)呈直線形。橈骨組件近端為關(guān)節(jié)球頭與尺骨組件近端向橈側(cè)伸 出一個白槽結(jié)構(gòu)相嵌套形成關(guān)節(jié)連接結(jié)構(gòu)，關(guān)節(jié)球頭向遠端延伸并逐漸變細形成外觀呈直 線形的圓柱狀體或圓錐體柄身。所述的柄身為假體植入時插入相應(yīng)骨髓腔的部分，外表面包裹有鉭表面的部位是柄身上部或柄身任何部位的外表面。所述尺骨組件近端為套管結(jié)構(gòu)與肱骨組件的曲軸相嵌套形成關(guān)節(jié)連接結(jié)構(gòu)，套管 結(jié)構(gòu)的內(nèi)層及兩端均有聚乙烯套管及聚乙烯套墊襯墊組成；橈骨組件近端為關(guān)節(jié)球頭與尺 骨側(cè)臼的臼槽結(jié)構(gòu)相嵌套形成關(guān)節(jié)連接，臼槽內(nèi)襯一個球形中空聚乙烯襯墊，球形中空聚 乙烯襯墊套接于橈骨球頭外面，聚乙烯襯墊與金屬白杯套接，防止金屬組件間的直接接觸， 減少植入后的組件磨損。臼槽結(jié)構(gòu)由一個中空的半球形的金屬臼杯及其內(nèi)部的中空半球形聚乙烯襯墊組 成，中空半球形聚乙烯襯墊套接于橈骨球頭外面，中空半球形聚乙烯襯墊外部由半球形的 金屬肘臼杯套接，聚乙烯襯墊用于防止金屬組件直接接觸，減少植入后的組件磨損。。所述的柄身是醫(yī)用不銹鋼00Crl8Nil4Mo3或00Crl8Nil5Mo3N或鈦Ti或鈦合金 Ti-6A1-4V或鈷鉻鉬合金Co30Cr6Mo0. 35C材料作為基體。本發(fā)明鉭涂層人工肘關(guān)節(jié)假體利用基體材料較高的機械強度為假體提供較強的 力學(xué)強度，使假體在承受人體的生理載荷及運動載荷的情況下不出現(xiàn)材料的疲勞或損壞， 同時采取生物相容性好、耐腐蝕、耐磨損、結(jié)合強度高金屬鉭材料作為涂層材料，在假體的 基體與被植入人體骨骼的接觸部分被覆有一層鉭微孔涂層，在對假體基體表面起到強化和 保護的作用的同時為假體表面創(chuàng)造一個具有微孔隙環(huán)境，以增加假體植入后的骨長入量及 假體的穩(wěn)定性。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步的說明。圖1是本發(fā)明鉭涂層人工肘關(guān)節(jié)假體較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明鉭涂層人工肘關(guān)節(jié)假體的柄身、關(guān)節(jié)連接、橈骨頭及肘白部分的組合剖 視圖3是本發(fā)明鉭涂層人工肘關(guān)節(jié)假體的肱骨組件的柄身及肱尺關(guān)節(jié)軸部分的結(jié)構(gòu)示 意圖4是本發(fā)明鉭涂層人工肘關(guān)節(jié)假體的肱尺關(guān)節(jié)軸剖視圖中1、肱骨組件；2、尺骨組件；3、橈骨組件；4、肱骨組件關(guān)節(jié)曲軸；5、橈骨組件關(guān)節(jié) 套管；6、尺骨組件與橈骨組件連接體；7、肱骨柄身；8、橈骨柄身；9、尺骨柄身；10、肱骨關(guān) 節(jié)曲軸外層的聚乙烯套墊；11、橈骨小頭外周的聚乙烯襯墊(位于尺、橈骨連接體的白槽周 圍)；12、尺、橈骨連接體臼槽；13、橈骨小頭；14、肱骨組件的關(guān)節(jié)運動限制凸；15、尺骨關(guān)節(jié) 套管卡突；16、假體柄身鉭涂層；17尺骨關(guān)節(jié)套管兩側(cè)的聚乙烯襯墊。
具體實施例方式實施例1
如圖1、2、3所示，本發(fā)明包括肱骨組件1、尺骨組件2及橈骨組件3三個部分；3三個 組件均含有柄身及關(guān)節(jié)連接結(jié)構(gòu)，各組件柄身的形狀與相應(yīng)人體的骨髓腔空間的形狀相吻 合，便于柄身插入相應(yīng)的骨髓腔；柄身外形呈由粗到細過度的錐形，用于防止柄身的在骨髓 腔內(nèi)下沉移位；肱骨組件由從細到粗過度的圓柱狀體或圓錐體柄身7及較粗一端端呈圓弧 狀膨大過度的關(guān)節(jié)連接結(jié)構(gòu)組成，關(guān)節(jié)連接結(jié)構(gòu)中央為曲軸4，與套于其外的橈骨關(guān)節(jié)套管5、周圍的聚乙烯襯墊10、17共同構(gòu)成關(guān)節(jié)連接結(jié)構(gòu)。尺骨組件1與肱骨組件2可以通過關(guān) 節(jié)連接結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)運動進行有限屈伸運動(0-140° )。尺骨關(guān)節(jié)套管5的后部有一卡突結(jié) 構(gòu)15，在受到肱骨組件的關(guān)節(jié)運動限制凸14阻擋時限制尺骨組件與肱骨組件過伸運動。肱骨柄身7、尺骨柄身8及橈骨柄身9外表面包裹有鉭涂層16，鉭涂層16厚度為 30-800 μ m,微孔率為 20%-50%。橈骨組件3近端為關(guān)節(jié)球頭(橈骨小頭)13與尺骨組件2近端向橈側(cè)伸出一個連 接體6的臼槽結(jié)構(gòu)12相嵌套形成關(guān)節(jié)連接，橈骨小頭13向遠端延伸并逐漸變細形成外觀 呈直線形的圓柱狀體或圓錐體柄身8 ；橈骨關(guān)節(jié)球頭13在白槽12內(nèi)以橈骨長軸為軸心進 行旋轉(zhuǎn)，完成橈骨的旋前、旋后運動。圖2、3、4所示所述尺骨組件近端為套管結(jié)構(gòu)5與肱骨曲軸4相嵌套形成關(guān)節(jié)連接 結(jié)構(gòu)，肱骨曲軸4外周套有聚乙烯套管10，尺骨套管兩側(cè)各有一聚乙烯襯墊17，防止金屬組 件直接接觸，減少植入后的組件磨損。圖1、2所示橈骨關(guān)節(jié)球頭(橈骨小頭)13與尺骨組件近端向橈側(cè)伸出的連接體6 的臼槽12相嵌套形成關(guān)節(jié)連接結(jié)構(gòu)，臼槽結(jié)構(gòu)12由一個中空的圓柱形金屬臼杯6及其內(nèi) 部的中空圓柱形聚乙烯襯墊12組成，中空圓柱形聚乙烯襯墊11套接于橈骨小頭13外面， 中空圓柱形聚乙烯襯墊11外部由圓柱形中空的金屬臼杯6套接，聚乙烯襯墊可以防止金屬 組件直接接觸，減少橈骨小頭旋轉(zhuǎn)對組件造成的磨損。所述肱骨柄身7、尺骨柄身8及橈骨柄身9外表面包裹有鉭涂層16，鉭表面6的涂 層厚度為30-800 μ m,孔隙率為20%-50%，其中涂層厚度為400 μ m,孔隙率為35%為優(yōu)選值； 涂層被覆于上述柄身的部位可以是柄身的上部或柄身任何部位外表面，優(yōu)選的是涂層被覆 部位在柄身上部的外表面。該鉭微孔涂層，在對假體基體表面起到強化和保護的作用的同 時為假體表面創(chuàng)造一個具有微孔隙環(huán)境，以增加假體植入后的骨長入量及假體的穩(wěn)定性。本發(fā)明通過在人工肘關(guān)節(jié)假體肱骨柄身7、尺骨柄身8及橈骨柄身9表面包裹一 層30-800μπκ孔隙率為20%-50%的鉭表面16，來增加了假體表面的粗糙度及孔隙率，使假 體表面形成既有粗糙面又有細小孔隙的骨結(jié)合面，增大了骨骼與假體的錨定面積，還為新 生骨組織向孔隙內(nèi)長人創(chuàng)造了先決條件，使得植入后的假體與人體骨骼間建立起一種骨性 結(jié)合而達到生物固定，避免假體的松動及下沉，從而進一步保證了假體的固定效果和使用 壽命。實施例2
以醫(yī)用不銹鋼00Crl8Nil4Mo3或00Crl8Nil5Mo3N、鈦Ti、鈦合金Ti_6Al_4V或鈷鉻鉬 合金Co30Cr6Mo0. 35C等材料作為假體的基體部分，利用其具有較高機械強度的特點，來人 工假體提供較強的力學(xué)強度，使得假體能在承受人體的生理載荷及運動載荷的情況下不出 現(xiàn)材料的疲勞或損壞；應(yīng)用硬質(zhì)Al2O3或SiC砂作為介質(zhì)，對人工假體基體的柄身1及肘臼 杯3的外表面進行噴砂預(yù)處理，在假體基體表面形成粗糙面，以利于涂層的結(jié)合強度；采取 生物相容性好、耐腐蝕、耐磨損、結(jié)合強度高金屬鉭材料作為涂層材料，在假體的基體與被 植入人體骨骼的接觸部分被覆有一層鉭微孔涂層，在對假體基體表面起到強化和保護的作 用的同時為假體表面創(chuàng)造一個具有微孔隙環(huán)境，以增加假體植入后的骨長入量及假體的穩(wěn) 定性。在假體制備過程中，可根據(jù)患者不同病情及損傷情況將假體制成帶有橈骨組件及不帶橈骨組件的鉭涂層人工肘關(guān)節(jié)假體，不帶有橈骨組件的假體將不具有尺骨側(cè)白及橈骨 組件。以上所述鉭涂層人工假體的基體材料如醫(yī)用不銹鋼(OOCr 18Ni 14Mo3或 00Crl8Ni 15Mo3N)、鈦(Ti)、鈦合金(Ti-6A1-4V)或鈷鉻鉬合金(Co30Cr6Mo0. 35C)，僅為本 發(fā)明較為典型幾種實施例的具體實施方式
，由于醫(yī)用醫(yī)用不銹鋼、純金屬及合金的種類較 多，因此本發(fā)明并不限于上述幾種實施例所提及人工假體的基體材料。以上所述，僅為本發(fā)明較佳實施例的具體實施方式
，本發(fā)明并不限于該實施例， 對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在本發(fā)明給出的范疇內(nèi)進行技術(shù)特征的添加和替換均屬于本發(fā)明 的范圍，因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護范圍為準。
權(quán)利要求
鉭涂層人工肘關(guān)節(jié)假體的設(shè)計方法，它包括假體的肱骨組件(1)、尺骨組件(2)及橈骨組件三個組件，各組件由相應(yīng)的柄身如肱骨柄身(7)、尺骨柄身(8)及橈骨柄身(9)及相應(yīng)的關(guān)節(jié)連接體如肱骨曲軸(4)、尺骨套管(5)、尺骨側(cè)臼(6)、及橈骨小頭(13)，其特征是各組件柄身外表面包裹有鉭涂層(16)，鉭涂層(16)為微孔結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉭涂層人工肘關(guān)節(jié)假體的設(shè)計方法，其特征是所述的各組 柄身為假體植入時插入相應(yīng)骨骼骨髓腔的部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉭涂層人工肘關(guān)節(jié)假體的設(shè)計方法，其特征是所述的鉭表 面(16)厚度為30-800 μ m,微孔率為20%_50%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉭涂層人工肘關(guān)節(jié)假體的設(shè)計方法，其特征是所述肱骨組 件的柄身(7)為圓柱狀體或圓錐體，圓柱狀體或圓錐體的一端細，另一端稍粗，且沿一邊增 加寬度，使粗端呈圓弧狀過度并形成中央為曲軸(4)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉭涂層人工肘關(guān)節(jié)假體的設(shè)計方法，其特征是所述尺骨組 件近端為套管結(jié)構(gòu)(5)與肱骨組件的的曲軸(4)相嵌套形成關(guān)節(jié)連接結(jié)構(gòu)(2)，套管結(jié)構(gòu) (5)向遠端延伸并逐漸變細形成外觀呈直線或弧線形的圓柱狀體或圓錐體柄身(8)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉭涂層人工肘關(guān)節(jié)假體的設(shè)計方法，其特征是所述橈骨組 件(3)近端為橈骨小頭(13)與尺骨組件近端向橈側(cè)伸出一個連接橈骨小頭(13)的側(cè)臼 (12)，側(cè)臼(6)內(nèi)為一圓柱形中空凹槽(12)，凹槽(12)與橈骨小頭(13)嵌套形成上尺橈關(guān) 節(jié)，橈骨小頭(13)向遠端延伸為橈骨柄身(8)并逐漸變細形成外觀呈圓錐體柄身。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉭涂層人工肘關(guān)節(jié)假體的設(shè)計方法，其特征是所述的肱骨 柄身(7)、尺骨柄身(8)及橈骨柄身(9)外表面包裹有鉭表面(16)的部位是柄身上部或柄身 任何部位的外表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鉭涂層人工肘關(guān)節(jié)假體的設(shè)計方法，其特征是所述的肱骨 組件(1)、尺骨組件(2)可以通過關(guān)節(jié)連接結(jié)構(gòu)如肱骨曲軸(4)、尺骨套管(5)的旋轉(zhuǎn)運動 進行假體植入后的關(guān)節(jié)有限屈伸運動(0-140° )；尺骨組件套管(5)的后部有一卡突結(jié)構(gòu) (15)，在受到肱骨組件(1)的關(guān)節(jié)限制凸(14)阻擋時限制尺骨組件(2)過伸運動；所述的 橈骨組件(3)近端為關(guān)節(jié)球頭(13)與尺骨組件(2)近端向橈側(cè)伸出一個側(cè)臼(6)內(nèi)的臼槽 (12)相嵌套形成關(guān)節(jié)連接，橈骨關(guān)節(jié)球頭(13)在白槽(12)內(nèi)以橈骨長軸為軸心進行旋轉(zhuǎn)， 完成橈骨的旋前、旋后運動；所述尺骨套管結(jié)構(gòu)(5)與肱骨組件的曲軸(4)相嵌套形成關(guān)節(jié) 連接；尺骨套管(5)的內(nèi)層為聚乙烯套(10)，兩端為聚乙烯套墊襯墊(17)組成，防止兩金屬 組件直接接觸，減少植入后組件的運動磨損。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鉭涂層人工肘關(guān)節(jié)假體的設(shè)計方法，其特征是所述橈骨組 件近端為關(guān)節(jié)球頭(13 )與尺骨組件(2 )近端尺骨側(cè)白(6 )的白槽(12 )相嵌套形成關(guān)節(jié)連 接，臼槽(12)為圓柱形金屬臼杯(6)內(nèi)部的中空結(jié)構(gòu)，臼槽(12)內(nèi)襯一個球形中空聚乙烯 襯墊(11)，球形中空聚乙烯襯墊(11)套接于橈骨球頭(13)外面，聚乙烯襯墊(11)外部呈圓 柱形，與金屬白杯(6)套接，聚乙烯襯墊可以防止金屬組件直接接觸，減少植入后的組件磨 損。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉭涂層人工肘關(guān)節(jié)假體的設(shè)計方法，其特征是所述的人工 肘關(guān)節(jié)假體是醫(yī)用不銹鋼00Crl8Nil4Mo3或00Crl8Nil5Mo3N或鈦Ti或鈦合金Ti_6Al_4V 或鈷鉻鉬合金Co30Cr6Mo0. 35C材料作為基體。
全文摘要
本發(fā)明涉及到人工肘關(guān)節(jié)假體，特別涉及到一種表面設(shè)置有鉭微孔涂層的人工肘關(guān)節(jié)假體的設(shè)計方法，它包括用于植入遠端肱骨骨髓腔的肱骨組件、植入近端尺骨骨髓腔的尺骨組件及植入近端橈骨骨髓腔的橈骨組件，上述組件均由組件的關(guān)節(jié)部分及柄身部分構(gòu)成，關(guān)節(jié)部分具有不同程度的旋轉(zhuǎn)運動功能以保證假體植入后關(guān)節(jié)的運動，柄身部分為插入骨髓腔的部分，達到固定假體的作用。肱骨組件與尺骨組件關(guān)節(jié)部分依靠可以旋轉(zhuǎn)嵌合的曲軸相連接，橈骨組件關(guān)節(jié)球頭通過與連接在尺骨組件近端的一個關(guān)節(jié)臼槽嵌合套接相連接。其特征是柄身外表面包裹有鉭表面，鉭表面為微孔結(jié)構(gòu)，提高人工假體在人體內(nèi)的固定效果，延長人工假體的使用壽命。
文檔編號A61F2/38GK101984939SQ20101059191
公開日2011年3月16日 申請日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月16日
發(fā)明者朱慶生, 李敬娥, 李矛, 段永宏, 王仁, 郭飛, 阮紹萍, 阮驪韜 申請人:西安福安創(chuàng)意咨詢有限責(zé)任公司