專利名稱：一種梯度結(jié)構(gòu)人工髖臼臼杯及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型人工髖關(guān)節(jié)白杯，用于延長(zhǎng)現(xiàn)有的人工髖關(guān)節(jié)置換中的髖臼臼杯使用壽命，并減少因材料的磨損等而引起的并發(fā)癥。
背景技術(shù)：
人工關(guān)節(jié)材料最為重要的生物材料組成部分，近百年來尤其是近二十年來得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。人工關(guān)節(jié)包括髖、膝、肩、腕、踝等關(guān)節(jié)，近年來。人工關(guān)節(jié)置換數(shù)量逐年增加，主要以膝、髖關(guān)節(jié)置換為主。全球每年全髖關(guān)節(jié)置換就有上百萬例。在美國(guó)每年開展的髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)不少于20萬例，同時(shí)民政部門報(bào)告顯示，我國(guó)僅肢 體不自由使用者就約有1500萬，其中殘疾約780萬，并且隨著社會(huì)、科技與醫(yī)學(xué)的發(fā)展，人工關(guān)節(jié)的需求量將會(huì)越來越大。醫(yī)用超高分子量聚乙烯是目前廣泛采用的髖關(guān)節(jié)白杯材料，它與金屬髖關(guān)節(jié)頭的摩擦系數(shù)接近人體髖關(guān)節(jié)的摩擦系數(shù)，其配副方式最為廣泛。純超高分子量聚乙烯髖關(guān)節(jié)臼杯一般是經(jīng)過熱壓成型或由棒材經(jīng)車床切削制備而成，它具有良好的生物相容性、化學(xué)穩(wěn)定性、抗沖擊性、耐磨性以及耐腐性，是一種理想的高分子材料。但是由于由純超高分子量聚乙烯制備的人工髖關(guān)節(jié)白杯在長(zhǎng)期應(yīng)用過程中，超高分子量聚乙烯因被氧化、磨損以及磨屑積聚，容易引起骨質(zhì)溶解進(jìn)而導(dǎo)致無菌松動(dòng)，從而加重了使用者的痛苦并降低了人工髖關(guān)節(jié)的使用壽命。因此，人們正在積極努力探索如何提高超高分子量聚乙烯耐磨性及如何減少因人工髖關(guān)節(jié)白杯磨損而引起的骨質(zhì)溶解、達(dá)到延長(zhǎng)人工髖關(guān)使用壽命目的的有效方法。羥基磷灰石與人體硬組織(骨和牙)的無機(jī)物質(zhì)組成相同，植入人體后可直接與骨形成骨性結(jié)合，與骨之間界面結(jié)合強(qiáng)度達(dá)到甚至超過骨和植入體自身的強(qiáng)度，即羥基磷灰石具有較好的生物活性，但是由于純羥基磷灰石的晶體脆性大、抗折強(qiáng)度低，不適合用作承載較大的硬組織修復(fù)與替代材料。劉其斌的實(shí)用新型專利(CN 101053675A)提出一種由不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鈦粉和復(fù)合陶瓷粉制備的一種梯度生物活性陶瓷涂層材料，該實(shí)用新型專利是將陶瓷粉和稀土氧化物混合均勻后再與鈦粉混合研磨均勻，得到涂層粉末材料，將配好的涂層粉末材料與粘合劑混合后預(yù)壓在鈦合金表面，最后采用寬帶激光熔覆工藝在鈦合金表面熔覆第一梯涂層，清理表面，然后采用同樣的方法制備第二、三梯涂層以得到在鈦合金TC4表面制得梯度生物活性陶瓷。但是本方法制備的梯度結(jié)構(gòu)人工髖關(guān)節(jié)白杯只是在表面具有生物涂層，其主體結(jié)構(gòu)依然是金屬材料，不符合人體髖白的生物結(jié)構(gòu)，并且表面涂層在長(zhǎng)期使用過程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生脫落現(xiàn)象，這將會(huì)引起身體的排異反應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明將具有較高生物活性的羥基磷灰石與生物相容性較好的超高分子量聚乙烯復(fù)合制備出具有仿人體梯度髖關(guān)節(jié)白杯，能減緩人工關(guān)節(jié)在正常磨損情況下的骨溶解及假體松動(dòng)的發(fā)生，延長(zhǎng)了人工髖關(guān)節(jié)的使用壽命，減輕使用者的病痛及經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種梯度結(jié)構(gòu)人工髖臼臼杯，整個(gè)髖臼臼杯由多層帽狀臼體疊合而成，各單層帽狀臼體采用體積百分?jǐn)?shù)不大于31. 5%的羥基磷灰石與分子量不小于300萬的超高分子量聚乙烯復(fù)合而成，羥基磷灰石的含量由內(nèi)向外逐層遞減。本發(fā)明具有以下特點(diǎn)1、本發(fā)明中復(fù)合材料中添加了羥基磷灰石，生物體內(nèi)骨骼無機(jī)鹽的主要成分，因而具有較高的生物活性。即使在其使用過程中產(chǎn)生必不可少的磨屑也不會(huì)因生物體自身的免疫反應(yīng)而引起假體周圍骨質(zhì)的吸收和溶解，進(jìn)而有效地減少假體松動(dòng)的現(xiàn)象。2、本發(fā)明制備的人工髖關(guān)節(jié)白杯整體是由多層不同羥基磷灰石含量的超高分子量聚乙烯復(fù)合材料疊合而成，具有與生物體髖白相似的生物梯度結(jié)構(gòu)，能夠有效的滿足髖臼在不同運(yùn)動(dòng)模式以及不同受力時(shí)間下應(yīng)力傳遞等特點(diǎn)。3、本發(fā)明中制備人工髖關(guān)節(jié)白杯的原料是具有良好化學(xué)穩(wěn)定性和生物相容性且耐摩性好的超高分子量聚乙烯材料和具有較高生物活性的羥基磷灰石，并且在髖白與股骨頭接觸的梯度層含有大量的羥基磷灰石有助于人體自身骨細(xì)胞在其表面生長(zhǎng)。4、超高分子量聚乙烯基體材料中添加一定量的羥基磷灰石制備的復(fù)合材料與純超高分子量聚乙烯材料在相同的負(fù)載下，前者的摩擦系數(shù)比后者小(如表I所示)，并且在高負(fù)載(1200N)時(shí)前者的磨損率較后者小(如表2所示)。表I不同負(fù)載下各組樣品的摩擦系數(shù)
權(quán)利要求
1.一種梯度結(jié)構(gòu)人工髖臼臼杯，其特征在于，整個(gè)髖臼臼杯由多層帽狀臼體疊合而成，各單層帽狀曰體采用體積百分?jǐn)?shù)不大于31. 5%的羥基磷灰石與分子量不小于300萬的超高分子量聚乙烯復(fù)合而成，羥基磷灰石的含量由內(nèi)向外逐層遞減。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可有效抑制骨溶解過程并延長(zhǎng)人工髖臼臼杯使用壽命的梯度結(jié)構(gòu)人工髖臼，其帽狀臼體為由內(nèi)向外的多層構(gòu)成，每個(gè)單層結(jié)構(gòu)是由超高分子量聚乙烯/羥基磷灰石復(fù)合材料制備而成，且由內(nèi)向外各單層的羥基磷灰石含量逐漸減小。由于該使用新型制備的人工髖臼臼杯具有與人體骨骼相類似的梯度結(jié)構(gòu)，同時(shí)在材料中添加了具有生物活性的羥基磷灰石，能有效的降低骨溶解以及假體松動(dòng)，大大延長(zhǎng)了人工關(guān)節(jié)的使用壽命。
文檔編號(hào)A61F2/34GK103006354SQ201210496640
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者賓月珍, 侯代水, 時(shí)曉梅 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)