本發(fā)明屬于股骨柄假體技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種自適應后期穩(wěn)定型股骨柄假體。
背景技術(shù):
人工髖關(guān)節(jié)股骨柄植入后的遠期近端松動是限制其使用壽命的最主要因素。引起近端遠期松動的原因在于股骨柄假體近端的應力屏蔽效應,股骨柄假體遠端與周圍骨緊密接觸并形成穩(wěn)固固定,而假體近端與骨的接觸程度較低,應力難以從假體傳導至股骨近端。根據(jù)Wolff定律,骨會根據(jù)所處應力環(huán)境實現(xiàn)自適應生長,所承擔應力減少時,會造成骨質(zhì)流失,使假體近端缺乏有效支撐,造成近端松動。假體一旦松動,則需實行翻修手術(shù),而由于骨質(zhì)流失造成剩余骨量缺乏則進一步增加了翻修手術(shù)的難度。
因此,要避免近端松動,應當減小假體局部的彈性模量以緩解應力屏蔽效應,促進應力向股骨近端傳遞。根據(jù)Gibson模型,多孔結(jié)構(gòu)的等效彈性模量與其孔隙率相關(guān),因此,將股骨柄假體遠端部分設(shè)計為多孔結(jié)構(gòu),能夠改變假體和骨之間的應力傳遞,提高股骨近端所受應力,以避免應力屏蔽造成的骨質(zhì)流失以及隨之而來的遠期松動和下沉。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點,本發(fā)明的目的在于提供一種自適應后期穩(wěn)定型股骨柄假體,以減小假體植入后股骨近端的應力屏蔽,促進股骨近端骨組織生長,避免假體植入后松動和下沉。
為了達到上述目的,本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
一種自適應后期穩(wěn)定型股骨柄假體,包括股骨柄假體近端部分和股骨柄假體遠端部分,股骨柄假體近端部分為實體,股骨柄假體遠端部分為可控多孔結(jié)構(gòu),股骨柄假體近端部分和股骨柄假體遠端部分的過渡區(qū)域為交界部分。
所述的交界部分的位置能夠調(diào)整,調(diào)整范圍為距離股骨柄假體虛擬球心位置五分之一到五分之四倍的股骨柄假體全長。
所述的可控多孔結(jié)構(gòu)使用多孔子單元進行陣列的方式來構(gòu)建,并且位于股骨柄假體遠端部分不同位置的多孔子單元的孔隙率不同,多孔子單元的尺寸范圍為0.5-5mm,孔隙率范圍為0-70%。
所述的交界部分的多孔子單元的孔隙率從上端至下端梯度變化,該梯度變化不僅限于沿自適應后期穩(wěn)定型股骨柄假體柄部軸線方向上。
所述的自適應后期穩(wěn)定型股骨柄假體選用的材料包括具有生物相容性的金屬材料、陶瓷材料、高分子材料或復合材料。
所述的自適應后期穩(wěn)定型股骨柄假體,在局部或所有與骨接觸的部位的表面敷設(shè)涂層,涂層材料選用具有生物相容性的金屬顆粒、陶瓷顆粒、高分子材料顆粒或復合材料顆粒。
所述的自適應后期穩(wěn)定型股骨柄假體采用增材制造技術(shù)或機加工技術(shù),分段或一體化制造。
本發(fā)明的優(yōu)點和效果在于:
1.本發(fā)明能夠降低股骨柄遠端部分的彈性模量,使得假體的遠端部分在打壓植入過程中能夠根據(jù)周圍骨形貌和應力環(huán)境產(chǎn)生自適應的形變,進而通過過盈配合來實現(xiàn)植入初期股骨遠端穩(wěn)定固定;同時,股骨柄遠端低模量部分也能夠通過降低與骨接觸應力進而降低由于假體和骨彈性模量差異過大導致的應力屏蔽現(xiàn)象,促進應力向股骨近端傳導,避免近端骨質(zhì)流失。
2.股骨柄假體遠端通過可控多孔結(jié)構(gòu)能夠促進周圍骨組織向多孔部分內(nèi)向生長,植入后期形成更加堅固的生物固定。同時,遠端的生物固定會進一步削弱股骨近端應力屏蔽現(xiàn)象,因此,更有利于保持股骨柄假體的長期穩(wěn)定性。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2-1為圖1股骨柄假體近端部分1的A-A截面示意圖;圖2-2為圖1股骨柄假體遠端部分3的B-B截面示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步詳細描述,應當理解,此處所描述的實施案例僅用于說明和解釋本發(fā)明,但本發(fā)明的實施方式不僅限于此。
如圖1所示,一種自適應后期穩(wěn)定型股骨柄假體,包括股骨柄假體近端部分1和股骨柄假體遠端部分3,股骨柄假體近端部分1為實體,截面形貌如圖2-1所示;股骨柄假體遠端部分3為可控多孔結(jié)構(gòu),截面形貌如圖2-2所示;股骨柄假體近端部分1和股骨柄假體遠端部分3的過渡區(qū)域為交界部分2,交界部分2的位置能夠調(diào)整,定義自適應后期穩(wěn)定型股骨柄假體的虛擬球頭中心為C點,定義自適應后期穩(wěn)定型股骨柄假體的最末端為T點,定義自適應后期穩(wěn)定型股骨柄假體的柄部軸線4和交界部分2的最上端交點為P,定義P點在直線CP上的投影為Q,定義CQ兩點的距離為D,交界部分2的位置調(diào)整使得D的變化范圍為在本例中取使用具有體心立方結(jié)構(gòu)的多孔子單元進行陣列的方式來構(gòu)建股骨柄假體遠端部分3的可控多孔結(jié)構(gòu);在股骨柄假體遠端部分3中,沿柄部軸線4的方向向下,具有體心立方結(jié)構(gòu)的多孔子單元的孔隙率逐漸提高;在垂直于柄部軸線4的平面內(nèi),具有體心立方結(jié)構(gòu)的多孔子單元的孔隙率沿徑向向外逐漸提高;股骨柄假體遠端部分3的最上端的中心位置孔隙率為10%,外輪廓位置的孔隙率為20%;股骨柄假體遠端部分3的最下端中心位置的孔隙率為50%,外輪廓位置的孔隙率為60%;多孔子單元的尺寸為2mm。
在交界部分2的具有體心立方結(jié)構(gòu)的多孔子單元的孔隙率從上至下逐漸提高,交界部分最上端孔隙率為0,交界部分2最下端孔隙率和股骨柄假體遠端部分的最上端中心位置的孔隙率一致,為10%;自適應后期穩(wěn)定型股骨柄假體選用的材料為醫(yī)用鈦合金;在股骨柄假體近端部分1的表面的與骨接觸的部分敷設(shè)涂層,涂層材料選用羥基磷灰石顆粒;自適應后期穩(wěn)定型股骨柄假體采用激光選區(qū)燒結(jié)技術(shù)一體化制造。