[发明专利]一种新型人工髋关节及其制造方法

权利要求书

1.一种新型人工髋关节，包括高级多孔层PCA球冠（1）、合金髋臼杯（2）、金属陶瓷髋臼衬（3）、金属陶瓷股骨头（4）、金属柄（5）、领（6）、高级多孔层PCA平面圈（7）、金属柄导管（8）、高级多孔层PCA网圈（9），其特征在于，

金属柄（5）插入金属柄导管（8）中，两者以一定精度滑动配合；在领（6）平面上焊接高级多孔层PCA平面圈（7）；高级多孔层PCA平面圈（7）与股骨距截骨面紧贴；在金属柄导管（8）表面焊接高级多孔层PCA网圈（9），与股骨干（10）内的髓腔骨组织紧贴；在金属髋臼杯（2）表面上焊接高级多孔层PCA球冠（1），高级多孔层PCA球冠（1）的面积为金属髋臼杯（2）外表面积的一半。

2.如权利要求1所述的新型人工髋关节，其特征在于，金属柄（5）与金属柄导管（8）之间的间隙为0.03～0.06mm，金属柄（5）在金属柄导管（8）中作上下微量滑动，不转动、不摆动、也不传导应力。

3.如权利要求1所述的新型人工髋关节，其特征在于，在高级多孔层PCA平面圈（7）的孔隙中填入由羟基磷灰石和磷酸三钙粉末制成的人工骨膏状体，与股骨距截骨面紧贴，其截骨面分泌的酶使人工骨降解而逐渐转化成自然骨，使领（6）固定而间接固定了金属柄（5）。

4.如权利要求1、2或3所述新型人工髋关节，其特征在于，所述高级多孔层PCA球冠（1）、高级多孔层PCA平面圈（7）、高级多孔层PCA网圈（9）三种PCA结构件由相等直径，Co基－Cr29%－Mo6%－其它3%的合金小球，在其表面上经离子镀高强度中间合金层、有序紧密排列、经过活性扩散焊接而成；三种PCA结构件厚度均≤1.87mm，孔隙孔径为供骨单元长入，产生大的结合力；为避免电化学腐蚀，PCA结构件的合金小球表面经陶瓷化处理；PCA结构件的接头强度高、无颗粒脱落；PCA结构件外表面全部的金属小球与骨紧密地贴合。

5.一种如权利要求1-4中任意一权利要求所述新型人工髋关节的制造方法，其特征在于，步骤包括：

1）制造所述金属柄导管（8）并将其通过所述高级多孔层PCA网圈（9）固定在人体股骨干（10）内，与髓腔骨组织紧贴；

2）制造所述金属柄（5），将其插入所述金属柄导管（8）中，并使所述金属柄（5）上的领（6）通过所述高级多孔层PCA平面圈（7）与人体股骨距截骨面紧贴；

3）制造所述合金髋臼杯（2），与所述高级多孔层PCA球冠（1）、所述金属陶瓷髋臼衬（3）扩散焊接，再与所述金属陶瓷股骨头（4）、所述金属柄（5）组装成一体。

6.如权利要求5所述新型人工髋关节的制造方法，其特征在于，在所述步骤3）中，通过改变晶界的成分、阻止多晶质中微裂纹受力后的扩展、改变多晶质的结构或改换陶瓷等提高所述金属陶瓷髋臼衬（3）、金属陶瓷股骨头（4）的韧性，具体工艺包括：

（a）选用颗粒小于20μm的Al₂O₃陶瓷作主要原材料，添加合金细粉经1100～1200℃下扩散焊接或烧结成为专用的金属陶瓷：

①Al₂O₃小颗粒+Co Cr Mo合金细粉调匀，真空加压扩散焊接，合金芯将Al₂O₃小颗粒包围并彼此连接成一个整体，阻挡其中微裂纹扩展穿透到合金芯为止；为达到这种效果，严格控制合金的扩散焊温度和时间，使其既有陶瓷的硬度又有金属的韧性；

②Al₂O₃小颗粒+ZrO₂小颗粒+Zr Ni合金细粉，经热等静压烧结形成多元氧化物陶瓷，从而提高其整体韧性；

（b）改变多晶质的结构：

Al₂O₃小颗粒+ZrO₂小颗粒+合适长度的Ta细丝，经热等静压烧结，Al₂O₃使Ta丝表面形成TaO₂而结合，不熔化的Ta丝芯增加多晶质的韧性，阻碍微裂纹受力后扩展，大大提高其整体韧性；

（c）改换陶瓷：

ZrB₂+Fe Zr Ni合金细粉调匀，热压成型再烧结，提高韧性。