[发明专利]一种股骨头支撑架及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种人体植入物，具体是一种植入股骨头内用于治疗股骨头坏死的支撑架。本发明还涉及制造该股骨头支撑架的工艺方法。

背景技术

股骨头坏死的常用治疗方法为髓芯减压术，为防止因髓芯减压术后遗留的骨缺损和股骨颈薄弱导致加速股骨头塌陷，人们采用内部支撑物提供支撑力，设计有各种股骨头支撑架，多数采用机械加工方法制造。为使支撑架能与骨组织结合良好，需要支撑架有粗糙的外表面和多孔的体内结构。现有的机加工方法难以将支撑架的实体加工成与骨组织结构相近的多孔结构。有专利ZL200810111686.6公开了一种采用电子束重熔加工金属粉的方法加工，对加工支撑架实体的多孔结构是个很大进步，但其成本高，所得产品孔隙缺少均一性。

发明内容

本发明的目的在于提出一种股骨头支撑架设计方案，以及实施该方案的制造方法。该支撑架可以提供股骨头内永久结构性支撑力并减小和消除因弹性模量差引起的应力屏障，同时提供骨组织向内生长的条件。

本发明股骨头支撑架总体形状为圆柱形，前后分为体部和尾部。体部按内外布局又分为芯柱和半球柱形壳体。芯柱位于支撑架体部的中轴部位，后端与支撑架尾部连接；半球柱形壳体罩于芯柱上，前端为半球形，内壁与芯柱相适应。支撑架尾部为设有外螺纹的圆柱体。

整个支撑架为实体金属构件与多孔金属构件相结合的复合结构。支撑架体部的芯柱和支撑架尾部是由实体金属制作的骨架，支撑架体部的半球柱形壳体是由多孔金属制作的。所述实体金属是指金属的常态，密实无孔隙；所述多孔金属为孔径在20μm-800μm、孔隙率为20％-70％的金属材料。

用于制作本发明股骨头支撑架的金属材料，包括实体金属部分和多孔金属部分，可以为纯钛、钛合金、植入级不锈钢或钴铬钼合金。

制造本发明股骨头支撑架的方法为：

实体金属部分采用机械加工方法制作，所涉及的构件包括支撑架体部的芯柱和支撑架尾部。

支撑架体部的半球柱形壳体为多孔金属构件，应用粉末冶金技术制作。具体方法有二：一是将金属粉末模压在芯柱上，之后真空烧结，获得多孔金属结构的半球柱形壳体，附着于实体金属构件芯柱上；二是设计独立的半球柱形壳体，其外形符合股骨头支撑架体部要求，其内壁与芯柱相适应。按设计模压金属粉末并烧结得独立的半球柱形壳体，套于芯柱上，再与实体金属件焊接组装成一体。

制作多孔金属结构的半球柱形壳体的一种改进方法为：在金属粉中添加易于加热挥发的粘合剂作造孔剂，在模具中加压成型，再通过加温挥发脱去粘合剂，之后高温真空烧结，从而获得多孔金属结构支撑架。所述粘合剂可以是碳酸氢铵、甲基纤维素、聚甲基丙烯酸甲酯、石蜡聚乙烯材料中的任何一种或任意种的组合。所加入粘合剂的比例与所得多孔金属结构中孔径大小和孔隙率高低呈正相关。因此，掺加粘合剂的方法可以获得大孔径、高孔隙率的半球柱形壳体。

本发明股骨头支撑架采用多孔金属与实体金属复合结构制造，既有足够的表面粗糙度、大孔径、高孔隙率，又有高强度，植入人体避免了弹性模量大引起应力屏蔽，多孔金属结构利于骨组织的附着和向支撑架内生长，兼顾了适合骨组织生长和提供股骨头内永久结构性支撑力的需要。

附图说明

图1为本发明股骨头支撑架复合结构示意图；

图2A为本发明股骨头支撑架复合结构中实体金属构件部分；

图2B为本发明股骨头支撑架复合结构中多孔金属构件部分。

图中标号所表示的部件或部位为：1-支撑架尾部；2-支撑架体部半球柱形壳体；3-支撑架体部芯柱；4-支撑架体部。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明股骨头支撑架总体形状为圆柱形，分为体部4和尾部1。体部4由位于中轴部的芯柱3和芯柱3外周的半球柱形壳体2构成；支撑架尾部1为设有外螺纹的圆柱体。支撑架体部的芯柱3和支撑架尾部1的质地是实体金属，支撑架体部4的半球柱形壳体2质地是多孔金属。

图2A和图2B所示为本发明复合结构股骨头支撑架制作装配的一个实施例：