[发明专利]局部网架结构人工关节假体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种医疗器械技术领域的人工关节及其制备方法，具体涉及一种局部网架结构人工关节假体及其制备方法。

背景技术

人工关节置换就是对因疾病或肿瘤造成的关节破坏进行修复，解除关节疼痛、畸形和功能障碍，重建一个功能接近正常的关节。目前，人工关节置换术，特别是人工髋关节和人工膝关节置换术，被认为是效果非常肯定的治疗方法。髋关节是受力复杂的负重关节，在负重情况下，同时承受拉、压、扭转和界面剪切力及反复疲劳、磨损的综合作用。因此，要求假体必须具有足够的强度和抗磨损、抗腐蚀的能力。目前，人工假体柄使用的主要材料均为金属材料，包括不锈钢、钴铬合金、钛及其合金。这些金属材料都具有良好的力学性能，植入人体后，能够满足患者日常行为活动过程中受力的要求。除了需要良好的力学性能，假体还必须能够与宿主骨长合在一起，形成生物固定。虽然钛及其合金具有良好的耐腐蚀性和生物相容性。但是，目前临床上使用的各种钛及其合金材料的假体在生物学性能方面仍然存在严重的缺陷，如：大块金属假体不能与人体软硬组织很好的长合。为了克服这一问题，假体的局部被尝试着制作成了多孔结构，以便为人体细胞、组织的长入提供空间，促进新生组织与假体的长合，实现生物固定。孔隙结构直接影响着组织的长入和新骨的形成。合适的孔隙结构(包括孔的尺寸、形状、分布、空间走向和相互连通性)有利于新骨组织的形成和再血管化。

等离子喷涂技术是目前普遍采用的一种在假体表面的局部制备多孔结构的方法。这一技术是采用等离子弧作为热源，将金属材料加热到熔融或半熔融状态，并以高速喷向经过预处理的工件表面而形成附着牢固的表面层的方法，属于高温热处理技术。在向假体表面喷涂金属粉末的过程中，由于高温的作用，假体本身的力学性能就会受到影响，导致假体力学性能的降低，置换到人体后容易发生断裂。而且，所制备的孔隙十分不规则，无法保证孔隙之间的相互连通性。因此，在不降低假体本身力学性能的前提下，构建假体表面局部规则的、相互连通的孔隙结构，为细胞、组织的长入提供空间，促进新生组织与假体的长合，具有重要的工程意义和临床应用价值。

经对现有技术文献的检索发现，申请号：87101194.8，公开号：CN1033559名称：《多孔层烧结面人工关节制造工艺》，该技术公开的是一种将球形颗粒直接烧结在假体柄上的一种制造工艺，这种工艺过程中的假体柄同样要受到高温的作用，从而影响假体柄本身的力学性能；全球著名的Zimmer公司开发的多孔结构人工关节假体(www.zimmer.com)，是采用等离子喷涂技术制备的一种局部多孔结构人工关节假体，假体柄的力学性能会受到高温的影响而有所降低。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种局部网架结构人工关节假体及其制备方法，使其克服现有制备人工关节假体表面多孔结构过程中损伤假体本身力学性能的不足，构建规则的、相互连通的孔隙结构，为人体细胞、组织的长入提供合适的空间结构，促进新生组织与关节假体的长合，实现假体的生物固定。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明所涉及的局部网架结构人工关节假体，包括：假体柄、网架结构体，网架结构体焊接在假体柄的预设部位，形成局部网架结构的人工关节假体。

所述网架结构体包括：金属钛板和钛金属纤维丝，钛金属纤维丝按照正交形、菱形或星形形状编织排列，并烧结在金属钛板上，网架结构体的孔隙率在30％-60％，孔隙尺寸为200μm-1200μm。

所述钛金属纤维丝是钛及其合金纤维丝，其直径为50μm-500μm。

所述金属钛板是钛及其合金板，其长30mm～50mm、宽20mm～30mm、厚度3mm～5mm。

上述的假体中，假体柄的作用是承载受力，网架结构体的作用是为细胞、组织的生长提供空间，实现假体的生物固定。

本发明所涉及的局部网架结构人工关节假体的制备方法，包括如下步骤：

第一步，将钛金属纤维丝按照正交形、菱形或星形编织在一块钛板上，形成孔隙尺寸为200-1200μm的三维网架结构体，孔隙率在30％-60％；

所述钛金属纤维丝，其直径为50μm-500μm。

所述钛板，其长30mm～50mm、宽20mm～30mm、厚度3mm～5mm。

第二步，将上述具有钛丝编织结构的钛板置入真空烧结炉，进行烧结，入炉温度为室温，将炉温升温至1200℃-1400℃，烧结过程中向具有钛丝编织结构的钛板施加压力，保温、保压，其后将炉温炉冷却至室温，获得一种表面网架结构的钛及其合金板；