專利名稱：鉭涂層人工膝關(guān)節(jié)假體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及到人工膝關(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 涂層人工膝關(guān)節(jié)假體，屬于生物醫(yī)用復(fù)合材料應(yīng)用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，生物陶瓷涂層材料及微孔金屬涂層生物材料是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金屬被覆在不銹鋼或Ti金屬基體表面，形成具有一定骨傳導(dǎo)、 誘導(dǎo)功能的生物涂層復(fù)合材料，克服了以往人體植入材料在機(jī)械強(qiáng)度、生物相容性、耐腐 蝕等綜合性能方面存在的不足，成為近年來比較理想的骨重建材料。中國專利說明書CN 201171731Y就公開了一種人工膝關(guān)節(jié)假體，在股骨假體及脛骨假體表面設(shè)置涂層構(gòu)成，涂 層是應(yīng)用羥基磷灰石構(gòu)成。但已有文獻(xiàn)報道，由于HA屬于人體可降解和吸收的材料，其涂 層降解后會使材料基體與組織間產(chǎn)生間隙，逐漸導(dǎo)致假體松動。對于Ti涂層復(fù)合生物材 料，雖然在表面機(jī)械強(qiáng)度、耐腐蝕以及假體晚期穩(wěn)定性方面優(yōu)于HA涂層生物材料，但在假 體植入早期，Ti涂層與HA涂層材料在骨傳導(dǎo)和骨誘導(dǎo)功能方面還存在一定差距。上世紀(jì)中葉，鉭(Ta)金屬生物材料開始進(jìn)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)，其次，鉭金屬作為假體涂層擺脫了 多孔鉅外襯組件在厚度、體積方面受假體本身力學(xué)要求的限制，具有可行性。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種鉭涂層人工膝關(guān)節(jié)假體，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。本實用新型采用的技術(shù)方案是鉭涂層人工膝關(guān)節(jié)假體，包括股骨髁組件、脛骨墊 組件、脛骨托組件及髕骨組件，股骨髁組件安裝于股骨遠(yuǎn)端，脛骨托組件與脛骨墊組件嵌合 后安置于脛骨平臺，髕骨組件與經(jīng)過截骨處理的人體髕骨相嵌合；股骨髁組件、脛骨墊組 件、脛骨托組件與髕骨組件復(fù)位后，再將周圍的韌帶積及肌腱組織復(fù)位、縫合固定，其特征 是股骨髁組件、脛骨托組件是鈦合金Ti-6A1-4V或鈷鉻鉬合金CO30Cr6MO0. 35C材料，髕骨 組件系高分子聚乙烯材料，股骨髁組件的上面或稱內(nèi)面、脛骨托組件的底面表層是微孔鉭 涂層。所述的微孔鉭涂層厚度為30-800微米，孔隙率為20%_50%。所述的微孔鉭涂層厚度值是150微米，孔隙率為35%。所述的股骨髁組件側(cè)面為具有一定厚度、弧頂向下的“C”弧形結(jié)構(gòu)，底面為光滑的 全弧形結(jié)構(gòu)，上面是數(shù)個平面兩兩交匯形成不同的二面角結(jié)構(gòu)，總體輪廓形狀與底部關(guān)節(jié) 面的弧形保持一致；底面的正面結(jié)構(gòu)與股骨髁關(guān)節(jié)面相似，兩側(cè)向下呈輪狀凸起，中央向上 凹陷或缺失。[0009]所述的脛骨墊組件和脛骨托組件是有一定厚度的聚乙烯材料，脛骨墊組件上面為 關(guān)節(jié)面，中央略凸起，兩側(cè)呈盤狀凹陷，與股骨髁組件下方的兩側(cè)輪狀凸起相匹配；脛骨托 組件的底面為中央帶有中空錐狀或柱狀凸起的平面結(jié)構(gòu)，脛骨托組件底面平面、凸起與脛 骨近端的處理面的骨組織緊密接觸。本實用新型的有益效果是由于本實用新型采用了具有相容性好、耐腐蝕、耐磨 損、結(jié)合強(qiáng)度高的金屬鉭材料作為涂層材料，同時涂層利用等離子噴涂技術(shù)，為假體的股骨 組件及脛骨組件外表面噴涂了一層厚度為30-800微米，孔隙率為20%_50%的鉭微孔涂層； 鉭微孔涂層介于假體和人體骨骼之間，在對假體表面起到強(qiáng)化和保護(hù)的作用的同時為假體 表面創(chuàng)造一個具有微孔隙環(huán)境，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(xì)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(dá)到生 物固定，避免假體的松動及脫落，增加假體植入后的骨長入量及假體的穩(wěn)定性，從而進(jìn)一步 保證了假體的固定效果和使用壽命。它主要用于治療因膝關(guān)節(jié)創(chuàng)傷、炎癥、腫瘤、退行性變 而引起的疼痛、僵直、運動障礙等病變，改善和提高患者的生存質(zhì)量。


。下面結(jié)合實施例附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明，但不作為對本實用新型的限 定圖1是本實用新型鉭涂層人工膝關(guān)節(jié)假體的股骨髁組件結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型鉭涂層人工膝關(guān)節(jié)假體的脛骨墊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型鉭涂層人工膝關(guān)節(jié)假體的脛骨托的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實用新型鉭涂層人工膝關(guān)節(jié)股骨髁組件的涂層部位示意圖；圖5是本實用新型鉭涂層人工膝關(guān)節(jié)脛骨托組件的涂層部位示意圖。圖中1、股骨髁組件；2、脛骨墊組件；3、脛骨托組件；4、帶涂層股骨髁組件；5、帶 涂層脛骨托組件；6、涂層部位。
具體實施方式
在實施例中沒有詳細(xì)敘述到的結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的已知結(jié)構(gòu)相同。如圖1-3所示，鉭涂層人工膝關(guān)節(jié)假體由股骨髁組件1、脛骨墊組件2、脛骨托組件 3及髕骨組件(未圖示)構(gòu)成，以上各組件組合在一起使用，股骨髁組件1安裝于股骨遠(yuǎn)端， 脛骨墊組件2與脛骨托組件3嵌合后安置于脛骨平臺，髕骨組件與經(jīng)過截骨處理的人體髕 骨相崁合；股骨髁組件1、脛骨托組件3、脛骨墊組件2與髕骨組件復(fù)位后，將周圍的韌帶積 及肌腱組織復(fù)位、縫合固定。股骨髁組件1、脛骨托組件3是鈦合金(Ti-6A1-4V)或鈷鉻鉬 合金(Co30Cr6Mo0. 35C)材料，髕骨組件系是高分子聚乙烯材料。用硬質(zhì)Al2O3或SiC砂作 為介質(zhì)，對股骨髁組件1的上面(或稱內(nèi)面)、脛骨托組件3的底面進(jìn)行噴砂預(yù)處理，在假體 表面形成粗糙面，以利于涂層的結(jié)合。如圖4、5所示，本實用新型采用了具有相容性好、耐腐蝕、耐磨損、結(jié)合強(qiáng)度高的 金屬鉭材料作為涂層材料，同時涂層利用等離子噴涂技術(shù)，為假體的股骨髁組件1的上面 (或稱內(nèi)面)、脛骨托組件3的底面噴涂了一層厚度為30-800微米，孔隙率為20%-50%的鉭 微孔涂層，鉭微孔涂層的優(yōu)選值是厚度為150微米孔隙率為35% ；噴涂的部位是帶涂層股骨髁組件4 (圖4)和帶涂層脛骨托組件5 (圖5)的涂層部位6的位置。股骨髁組件1側(cè)面為具有一定厚度、弧頂向下的“C”弧形結(jié)構(gòu)，底面為光滑的全弧 形結(jié)構(gòu)，上面(即內(nèi)面)是數(shù)個平面兩兩交匯形成不同的二面角結(jié)構(gòu)，總體輪廓形狀與底部 關(guān)節(jié)面的弧形保持一致。底面的正面結(jié)構(gòu)與股骨髁關(guān)節(jié)面相似，兩側(cè)向下呈輪狀凸起，中央 向上凹陷或缺失。上面(內(nèi)面)由數(shù)個平面兩兩交匯形成數(shù)個的二面角結(jié)構(gòu)，兩側(cè)相對于下 方輪狀凸起的部位各有一個向上的圓柱狀結(jié)構(gòu)或相對于下方向上凹陷的部位形成一個向 上凸起的方柱體結(jié)構(gòu)。圓柱狀凸起或方柱體凸起在關(guān)節(jié)置換手術(shù)時將嵌插入股骨遠(yuǎn)端的鉆 孔內(nèi)，上面(即內(nèi)面)的數(shù)個平面將與股骨的遠(yuǎn)端處理面(截骨面、鉆孔周圍)的骨組織緊密 接觸。脛骨墊組件2和脛骨托組件3是有一定厚度的聚乙烯材料，脛骨墊組件2由聚乙 烯平臺及其下方的錐狀或柱狀凸起構(gòu)成，通過錐狀或柱狀凸起嵌入脛骨托組件3中央自上 而下呈錐狀或柱狀延伸的洞槽內(nèi)，將二者連接起來。脛骨墊組件2上面為關(guān)節(jié)面，中央略凸 起，兩側(cè)呈盤狀凹陷，與股骨髁組件1下方的兩側(cè)輪狀凸起相匹配。脛骨托組件3的底面 為中央帶有中空錐狀或柱狀凸起的平面結(jié)構(gòu)，錐狀或柱狀凸起在關(guān)節(jié)置換手術(shù)時將嵌插入 脛骨近端的鉆孔內(nèi)，錐狀或柱狀凸起的中空內(nèi)部由脛骨墊組件2下方的錐狀或柱狀凸起插 入，脛骨托組件2底面平面、凸起將與脛骨近端的處理面(截骨面、鉆孔周圍)的骨組織緊密 接觸。本實用新型所述微孔鉭涂層主要被覆于股骨組件上面(即內(nèi)面)各個平面及凸起 結(jié)構(gòu)的表面，以及脛骨組件中脛骨托的底部平面及錐狀或柱狀凸起的表面。本實用新型通過鉭微孔涂層介于假體和人體骨骼之間，在對假體表面起到強(qiáng)化和 保護(hù)的作用的同時為假體表面創(chuàng)造一個具有微孔隙環(huán)境，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(xì)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(dá)到生物固定，避免假體的松動及脫落，增加假體植入后的骨長入量及 假體的穩(wěn)定性，從而進(jìn)一步保證了假體的固定效果和使用壽命。本實用新型鉭涂層人工膝關(guān)節(jié)假體，以鈦合金(Ti-6A1_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(jī)械強(qiáng)度的特點，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)，對人工假體基體進(jìn)行噴砂預(yù)處理，在假體表面形成粗糙面，以利于 涂層的結(jié)合強(qiáng)度；采取生物相容性好、耐腐蝕、耐磨損、結(jié)合強(qiáng)度高金屬鉭材料作為涂層材 料，在假體與被植入人體骨骼的接觸部分被覆有一層鉭微孔涂層，使得它對假體表面起到 強(qiáng)化和保護(hù)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。以上所述鉭涂層人工假體的基體材料，如鈦合金(Ti-6A1_4V)或鈷鉻鉬合金 (Co30Cr6Mo0. 35C)僅為本實用新型較為典型實施例的具體實施方式
，由于醫(yī)用醫(yī)用合金的 種類較多，因此本實用新型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，僅為本實用新型較佳實施例的具體實施方式
，本實用新型并不限于該 實施例，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在本實用新型給出的范疇內(nèi)進(jìn)行技術(shù)特征的添加和替換 均屬于本實用新型的范圍，因此，本實用新型的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求鉭涂層人工膝關(guān)節(jié)假體，包括股骨髁組件(1)、脛骨墊組件(2)、脛骨托組件(3)及髕骨組件，股骨髁組件(1)安裝于股骨遠(yuǎn)端，脛骨托組件(3)與脛骨墊組件(2)嵌合后安置于脛骨平臺，髕骨組件與經(jīng)過截骨處理的人體髕骨相嵌合；股骨髁組件(1)、脛骨墊組件(2)、脛骨托組件(3)與髕骨組件復(fù)位后，再將周圍的韌帶積及肌腱組織復(fù)位、縫合固定，其特征是股骨髁組件(1)、脛骨托組件(3)是鈦合金Ti 6Al 4V或鈷鉻鉬合金Co30Cr6Mo0.35C材料，髕骨組件是高分子聚乙烯材料，股骨髁組件(1)的內(nèi)面和脛骨托組件(3)的底面表層是微孔鉭涂層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉭涂層人工膝關(guān)節(jié)假體，其特征是所述的微孔鉭涂層厚度 為30-800微米，孔隙率為20%-50%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鉭涂層人工膝關(guān)節(jié)假體，其特征是所述的微孔鉭涂層厚度 值是150微米，孔隙率為35%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉭涂層人工膝關(guān)節(jié)假體，其特征是所述的股骨髁組件(1)側(cè) 面為具有一定厚度、弧頂向下的“C”弧形結(jié)構(gòu)，底面為光滑的全弧形結(jié)構(gòu)，上面是數(shù)個平面 兩兩交匯形成不同的二面角結(jié)構(gòu)，總體輪廓形狀與底部關(guān)節(jié)面的弧形保持一致；底面的正 面結(jié)構(gòu)與股骨髁關(guān)節(jié)面相似，兩側(cè)向下呈輪狀凸起，中央向上凹陷或缺失。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉭涂層人工膝關(guān)節(jié)假體，其特征是所述的脛骨墊組件(2)和 脛骨托組件(3)是聚乙烯材料，脛骨墊組件(2)上面為關(guān)節(jié)面，中央略凸起，兩側(cè)呈盤狀凹 陷，與股骨髁組件(1)下方的兩側(cè)輪狀凸起相匹配；脛骨托組件(3)的底面為中央帶有中空 錐狀或柱狀凸起的平面結(jié)構(gòu)，脛骨托組件(3)底面平面、凸起與脛骨近端的處理面的骨組織 緊密接觸。
專利摘要本實用新型涉及到人工膝關(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膝關(guān)節(jié)假體，它包括股骨髁組件、脛骨墊組件、脛骨托組件及髕骨組件，股骨髁組件安裝于股骨遠(yuǎn)端，脛骨托組件與脛骨墊組件嵌合后安置于脛骨平臺，髕骨組件與經(jīng)過截骨處理的人體髕骨相嵌合；股骨髁組件、脛骨托組件、脛骨墊組件與髕骨組件復(fù)位后，將周圍的韌帶積及肌腱組織復(fù)位、縫合固定，其特征是股骨髁組件、脛骨托組件是鈦合金或鈷鉻鉬合金材料，髕骨組件系是高分子聚乙烯材料，股骨髁組件的上面或稱內(nèi)面、脛骨托組件的底面表層是微孔化的鉭涂層。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。
文檔編號A61L27/16GK201668542SQ20102018774
公開日2010年12月15日 申請日期2010年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月12日
發(fā)明者朱慶生, 朱澍, 朱錦宇, 段永宏 申請人:中國人民解放軍第四軍醫(yī)大學(xué)