金属髋关节假体和金属髋关节假体制作方法与流程

本发明涉及人工关节，具体而言，涉及一种金属髋关节假体和金属髋关节假体制作方法。

背景技术：

1、随着老年社会的到来，关节疾病增多；同时由于社会进步人们对健康要求更高，关节置换的数量急剧增加。关节假体置换是一种手术治疗方法，主要目的是恢复关节功能，缓解疼痛，提高患者的生活质量。尽管关节置换手术过程及技术目前临床已标准化，但是关节置换后各种并发症时有发生，导致手术失败并需要进行手术翻修，而关节假体与骨界面松动是造成假体失效的主要原因，假体松动的原因十分复杂，无菌性松动是最常见的术后并发症。

2、在关节假体失效的原因中，活动磨损是无菌性松动的最主要的原因之一，据统计，在人工关节置换术后10年内，活动磨损失效占比约为50-60％；随着使用年限的增加，活动磨损失效的占比也会逐渐增加；其外，人工关节在磨损过程中，其超高分子量聚乙烯组件的磨屑散布到周围组织，从而会引发骨溶解现象，造成假体松动。

技术实现思路

1、本发明的目的包括，例如，提供了一种金属髋关节假体和金属髋关节假体制作方法，该金属髋关节假体采用锆铌合金制成，相比传统髋关节假体，通过锆铌合金材质的股骨头与臼杯直接形成运动接触面，可避免因超高分子量聚乙烯磨损产生的碎屑造成骨溶解，进而引发假体松动的风险，从而有利于提高假体植入的稳定。

2、本发明的实施例可以这样实现：

3、第一方面，本发明提供一种金属髋关节假体，金属髋关节假体包括股骨头、股骨柄和臼杯；

4、股骨头与股骨柄连接，臼杯与股骨头配合；其中，股骨头为3d金属打印件或锻造件，股骨柄及臼杯均为锆铌合金3d打印件。

5、在可选的实施方式中，股骨柄及臼杯与外部的骨体的结合处配置有金属骨小梁结构。

6、在可选的实施方式中，股骨柄及臼杯的金属骨小梁结构内均注有水凝胶，水凝胶包括复合胶体凝胶、超分子水凝胶及基水凝胶中的一种或多种。

7、在可选的实施方式中，臼杯与股骨头的配合面设置有由锆铌表面氧化形成的金属陶瓷界面，金属陶瓷界面厚3μm-35μm。

8、在可选的实施方式中，股骨头与臼杯配合的面及臼杯用于与股骨头配合的面中的一个或两个设置有微织构结构。

9、第二方面，本发明提供一种金属髋关节假体制作方法，用于制作上述的金属髋关节假体，股骨柄和臼杯的制备步骤包括：

10、以锆铌合金粉为原料，经3d打印成型得到第一股骨柄型体和第一臼杯型体；

11、将第一股骨柄型体和第一臼杯型体放入热等静压炉，在氦气或氩气保护下，升温至1250℃-1400℃，在140mpa-180mpa，恒温放置1h-3h，降至常压，随炉冷却至200℃以下取出，得到第二股骨柄型体和第二臼杯型体；

12、将第二股骨柄型体和第二臼杯型体放置于程序性降温盒中以1℃/mi n的速度降温至-80℃～-120℃，恒温放置5h-10h，从程序性降温盒中取出；在液氮中再放置16h-36h，调节温度至室温，得到第三股骨柄型体和第三臼杯型体；

13、将第三股骨柄型体和第三臼杯型体放置于程序性降温盒中以1℃/mi n的速度降温至-80℃～-120℃，恒温放置5h-10h；从程序性降温盒中取出；在液氮中再放置16h-36h，调节温度至室温；得到第四股骨柄型体和第四臼杯型体；

14、将第四股骨柄型体和第四臼杯型体进行机加工修整、抛光、清洗和干燥，得到第五股骨柄型体和第五臼杯型体；

15、将第五股骨柄型体和第五臼杯型体放置于管式炉内，通入含氧质量百分比为5％-15％的常压惰性气体，以5℃/mi n-20℃/mi n加热至500℃-700℃，以0.4℃/mi n-0.9℃/mi n降温至400℃-495℃，再自然冷却至200℃以下取出，得到股骨柄和臼杯；

16、股骨头的制备步骤包括：

17、将锆铌合金锻件进行机加工、修整、抛光、清洗和干燥，得到第一股骨头型体；

18、将第一股骨头型体放置于管式炉内，通入含氧质量百分比为5％-15％的常压氦气或氩气，以5℃/mi n-20℃/mi n加热至500℃-700℃，以0.4℃/mi n-0.9℃/mi n降温至400℃-495℃，再自然冷却至200℃以下取出，得到股骨头。

19、在可选的实施方式中，锆铌合金粉的颗粒直径是5μm-150μm，且在打印股骨柄及臼杯的金属骨小梁结构时，在锆铌合金粉内加入5μm-10μm的镁金属颗粒，镁金属颗粒占锆铌合金粉的体积中1％-5％。

20、在可选的实施方式中，金属髋关节假体制作方法还包括将臼杯和股骨柄分别浸泡到水凝胶容器中，以使水凝胶填充到骨小梁结构的孔隙中。

21、在可选的实施方式中，在将第四股骨柄型体和第四臼杯型体进行机加工修整、抛光、清洗和干燥的步骤之后，金属髋关节假体制作方法还包括：

22、在股骨头与臼杯配合的面及臼杯用于与股骨头配合的面中的一个或两个进行微织构结构制作。

23、在可选的实施方式中，股骨头的表面除微织构结构部分外的表面的粗糙度为ra≤0.050μm。

24、本发明实施例的有益效果包括：

25、该金属髋关节假体包括股骨头、股骨柄和臼杯；股骨头与股骨柄连接，臼杯与股骨头配合；其中，股骨头为3d金属打印件或锻造件，股骨柄及臼杯均为锆铌合金3d打印件。该金属髋关节假体采用锆铌合金制成，相比传统髋关节假体，通过锆铌合金材质的股骨头与臼杯直接形成运动接触面，可避免因超高分子量聚乙烯磨损产生的碎屑造成骨溶解，进而引发假体松动的风险，从而有利于提高假体植入的稳定。

技术特征：

1.一种金属髋关节假体，其特征在于:

2.根据权利要求1所述的金属髋关节假体，其特征在于:

3.根据权利要求2所述的金属髋关节假体，其特征在于:

4.根据权利要求1所述的金属髋关节假体，其特征在于:

5.根据权利要求1所述的金属髋关节假体，其特征在于:

6.一种金属髋关节假体制作方法，用于制作如权利要求1-5中任意一项所述的金属髋关节假体，其特征在于:

7.根据权利要求6所述的金属髋关节假体制作方法，其特征在于:

8.根据权利要求7所述的金属髋关节假体制作方法，其特征在于:

9.根据权利要求6所述的金属髋关节假体制作方法，其特征在于:

10.根据权利要求9所述的金属髋关节假体制作方法，其特征在于:

技术总结本发明涉及人工关节技术领域，具体而言，涉及一种金属髋关节假体和金属髋关节假体制作方法。金属髋关节假体包括股骨头、股骨柄和臼杯；股骨头与股骨柄连接，臼杯与股骨头配合；其中，股骨头为3D金属打印件或锻造件，股骨柄及臼杯均为锆铌合金3D打印件。该金属髋关节假体采用锆铌合金制成，相比传统髋关节假体，通过锆铌合金材质的股骨头与臼杯直接形成运动接触面，可避免因超高分子量聚乙烯磨损产生的碎屑造成骨溶解，进而引发假体松动的风险，从而有利于提高假体植入的稳定。技术研发人员：张春秋,刘念,宋新新,胡亚辉,邓桂茹,赵艺,李祺洋,静茂凯,刘淑红受保护的技术使用者：嘉思特医疗器材(天津)股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1