一种髋臼杯制造技术

一种髋臼杯，包括半球形内衬、衬背及多孔材料，多孔材料装在衬背外表面，所述多孔材料为多级孔金属材料，该多级孔金属材料分级级数至少两级以上，该多级孔金属材料由以材料孔径大小进行分级的各级孔腔，及围绕形成孔腔的各级腔壁构成，呈三维空间围绕构成上级大孔腔的腔壁由下级多孔金属材料构成，每级孔腔均各自相互贯通且各级孔腔相互间也彼此贯通；该种髋臼杯有利于组织长满髋臼杯内部，实现髋臼杯与周围骨组织的紧密融合，使界面稳固，避免了松动现象。

Acetabular cup

An acetabular cup, including a hemispherical liner, backing and porous materials, porous material arranged on the surface of the backing, the porous material for hierarchical porous metal materials, the hierarchical porous metal material grade series of at least two or more, the hierarchical porous metal material by various cavity with pore size grading, and about the formation of cavity cavity wall structure at all levels, a three-dimensional space around a large cavity wall cavity composed of superior inferior porous metal material, each cavity are interconnected and at all levels between each other through the cavity; the acetabular cup is beneficial to the organization with the acetabular cup, to achieve closer integration of acetabulum cup with surrounding bone tissue, so that the interface stability, avoid loosening.

【技术实现步骤摘要】
一种髋臼杯
本专利技术涉及医疗器械领域，尤其涉及一种人工髋臼杯。
技术介绍
髋关节是人体最大、最重要的关节之一，其承受着人体很大一部分体重。然而，骨性关节炎、类风湿性关节炎、股骨头无菌性坏死、创伤性关节炎、先天性髋臼发育不良等疾病会导致髋关节疼痛及其功能的丧失，从而严重影响病患生活。目前，人工全髋关节置换术是治疗髋关节终末期疾病最成功的手段，其中髋臼杯是人工全髋关节系统的重要部件。目前的髋臼杯主要由内衬与衬背材料构成，内衬可选金属、陶瓷、高分子材料，内衬目前用的较多的是高分子材料，如超高分子聚乙烯(UHMWPE)。由于衬背与人体髋臼接触，为避免人工全髋关节松动，目前，常对衬背进行表面处理，例如在衬背表面进行钛珠烧结、或喷涂钛合金粉末、生物陶瓷粉、羰基磷灰石(HA)涂层等，虽然这些表面处理虽然可以缓解松动问题，但与人体骨组织的融合性不足，稳定性仍然较差。为此，对衬背表面进一步改进，在其表面制备多孔涂层或安装多孔材料，如美国专利US20030050705Acetabularcup中的衬背采用喷涂的多孔氧化铝，美国专利US20020040245Pressfitacetabularcupandassociatedmethodforsecuringthecuptoanacetabulum采用Porocoat.RTM.多孔涂层，Biomet,Inc.公司生产的髋臼杯衬背材料采用了多孔钛，Zimmer公司生产的髋臼杯衬背材料采用金属骨小梁（多孔钽），专利“CN104840277A一种人工髋臼外杯”中采用的多孔钛等。但上述所用的多孔材料均为单一孔隙的材料，而单一孔隙的材料不足之处在于其孔的腔壁仍为致密材料，髋臼杯植入后，在受力时，尽管材料整体弹性模量不高，但作为腔壁的致密材料由于弹性模量较大，使得多孔材料的孔的腔壁上的细胞难以感受到力的刺激作用，出现应力屏蔽，不利于细胞生长，不利于组织长入髋臼杯，不利于髋臼杯与周围骨的融合，从而使得髋臼杯与相邻骨组织的界面不牢固，会出现松动，难以满足人工全髋关节置换对髋臼杯的功能需求。
技术实现思路
：本专利技术的目的是提供一种结构设计合理、防止人工髋关节与髋臼间松动的髋臼杯。本专利技术目的通过如下技术方案实现：一种髋臼杯，包括半球形内衬、衬背及多孔材料，多孔材料装在衬背外表面，所述多孔材料为多级孔金属材料；该多级孔金属材料分级级数至少两级以上；该多级孔金属材料由以材料孔径大小进行分级的各级孔腔，及围绕形成孔腔的各级腔壁构成；呈三维空间围绕构成上级大孔腔的腔壁由下级多孔金属材料构成；每级孔腔均各自相互贯通且各级孔腔相互间也彼此贯通。进一步说，所述的髋臼杯，所述多级孔金属材料分级级数为三级时，第一级孔腔的孔径为微米级孔，第三级孔腔孔径为纳米级孔，第二级孔腔的孔径介于第一级孔腔与第三级孔腔的孔径之间，该种结构特别有利于髋臼杯安装后的骨组织再生。进一步说，所述的髋臼杯，所述多级孔金属材料中最小级多孔金属材料的孔径为1微米以下，最小级多孔金属材料的弹性模量为80GPa以下，孔隙率不小于40%为佳，该孔隙率是指材料仅有该级孔腔的孔隙率，最小级孔在上一级孔的腔壁上，从而使得上一级孔的腔壁的弹性模量小于致密金属材料的弹性模量。进一步说，所述的髋臼杯，多级孔金属材料中，比最小级孔腔大一级的上级多孔金属材料的弹性模量小于50GPa，孔隙率不小于55%为佳，该上级多孔金属材料的腔壁上最小级孔腔的存在使得腔壁的弹性模量小于致密金属材料的弹性模量，另外，该多级孔金属材料的整体弹性模量相对于只有单一上极孔材料的弹性模量也进一步降低。进一步说，所述的髋臼杯，所述多级孔金属材料中，比最小级孔腔大二级的上级多孔金属材料的弹性模量小于12GPa，孔隙率不小于70%为佳，该弹性模量值及孔隙率值结合下两级孔的存在有利于骨组织再生。进一步说，所述的髋臼杯，所述多级孔金属材料整体弹性模量为1.5-5GPa，与动物松质骨整体弹性模量相当，有利于髋臼杯上的细胞得到应力刺激。进一步说，所述的髋臼杯，所述多级孔金属材料中的每一级的同级多孔金属材料的孔腔在所述材料本体内是均匀分布的，从而使得髋臼杯性能均匀、一致。进一步说，所述的多级孔金属材料可用多种金属材料制备，例如：由医用钛及合金、医用铌及合金、医用钽及合金、医用不锈钢、医用钴基合金制备等材料制备而得。本专利技术的有益效果：（1）本专利技术提供的髋臼杯，衬背外表面安装了多级孔结构的多孔金属材料，材料本体是由以材料孔径大小进行分级的孔腔，及围绕形成孔腔的腔壁构成，每级多孔金属材料的孔腔均各自相互贯通且各级多孔材料的孔腔相互间也彼此贯通。由于上级孔腔的腔壁上有下级孔，使得该孔腔的弹性模量相对致密材料显著降低，从而使孔内粘附在腔壁上的细胞能感受到应力的刺激，避免应力屏蔽，促进细胞快速生长，加速了骨组织再生；而且由于贯通性很好，加之腔壁上孔具有毛细作用，使组织液、新陈代谢物能快速、充分传输，组织顺利生长，能完全长入多孔材料内部，实现髋臼杯与相邻骨组织的紧密融合，相对安装单一孔隙的多孔材料髋臼杯能使骨组织较快地长入位于髋臼杯衬背外表面的多孔材料内，更快更紧密的与髋臼融合，使髋臼杯牢固地固定在髋臼上，克服了界面不稳、松动问题，避免了髋关节返修，减轻了病人痛苦，延长了人工髋关节寿命。（2）本专利技术提供的髋臼杯，衬背外表面安装的多级孔结构的多孔金属材料采用的三级孔结构特别有利于髋臼杯安装后的骨组织再生，第一级孔腔尺寸有益于满足组织长入的需求，第二级孔腔有益于多种细胞的寄居，第三级孔腔有益于满足细胞的的黏附、分化需求。（3）本专利技术提供的髋臼杯，衬背外表面安装的多级孔结构的多孔金属材料最小级孔、最小级孔上一级孔及上二级孔材料的弹性模量、孔隙率数值的设定有助于使孔腔腔壁的弹性模量相对于致密金属材料显著降低，有助于使孔内粘附在腔壁上的细胞能感受到应力的刺激，且整体弹性模量与动物松质骨整体弹性模量相当，有利于髋臼杯上的细胞得到应力刺激。（4）多级孔金属材料中的每一级的同级多孔金属材料的孔腔在所述材料本体内是均匀分布的，从而使得髋臼杯性能均匀、一致。附图说明下面将结合附图与实施例对本专利技术作进一步阐述。图1为本专利技术髋臼杯结构示意图，图2显示了用于制备髋臼杯上多级孔金属材料的结构。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作说明，实施方式以本专利技术技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不仅限于下述的实施方式。如图1所示，1为髋臼杯内衬，2为衬背，3为衬背上多孔材料。图2显示多级孔金属材料为二级孔材料，4为大孔，5为大孔的腔壁，6为大孔腔壁上的小孔。实施例1本实施例髋臼杯内衬材料采用超高分子聚乙烯(UHMWPE)，衬背采用金属钛，衬背上多孔材料采用二级孔结构的多孔钴基合金材料CoCrMo制备，均匀分布的第一级孔腔孔径为120µm-400µm，在第一级孔腔的腔壁上有均匀分布的第二级孔腔即第一级孔腔的腔壁是由均匀分布的第二级孔腔构成的下级多孔金属材料构成，第二级孔腔的孔径为400nm-630nm，第一级孔腔、第二级孔腔各自互相贯通且第一级孔腔与第二级孔腔之间也相互贯通。该髋臼杯制备方法是：（1）用热冲压先制备钛衬背毛坯，再粗加工，得钛衬背粗加工坯；（2）将粒径为90nm-130nm的钴基合金Co本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种髋臼杯，包括半球形内衬、衬背及多孔材料，多孔材料设置在衬背外表面，其特征在于：所述多孔材料为多级孔金属材料；该多级孔金属材料分级级数至少两级以上；该多级孔金属材料由以材料孔径大小进行分级的各级孔腔，及围绕形成孔腔的各级腔壁构成；呈三维空间围绕构成上级大孔腔的腔壁由下级多孔金属材料构成；每级孔腔均各自相互贯通且各级孔腔相互间也彼此贯通。

【技术特征摘要】
1.一种髋臼杯，包括半球形内衬、衬背及多孔材料，多孔材料设置在衬背外表面，其特征在于：所述多孔材料为多级孔金属材料；该多级孔金属材料分级级数至少两级以上；该多级孔金属材料由以材料孔径大小进行分级的各级孔腔，及围绕形成孔腔的各级腔壁构成；呈三维空间围绕构成上级大孔腔的腔壁由下级多孔金属材料构成；每级孔腔均各自相互贯通且各级孔腔相互间也彼此贯通。2.如权利要求1所述的髋臼杯，其特征在于：所述多级孔金属材料分级级数为三级时，第一级孔腔的孔径为微米级孔，第三级孔腔孔径为纳米级孔，第二级孔腔的孔径介于第一级孔腔与第三级孔腔的孔径之间。3.如权利要求1所述的髋臼杯，其特征在于：所述多级孔金属材料中最小级多孔金属材料的孔径为1微米以下，最小级多孔金属材料的弹性模量为80GPa以下，孔隙率不小于40%。4.如权利要求2所述的髋臼杯，其特征在于：所述多级孔金属材料中最小级多孔金属材料的弹性模量为80GPa以下，孔隙率不小于40%。5.如权利要求1至4任...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶雷，
申请(专利权)人：重庆润泽医药有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50