[发明专利]带有毛细管结构的股骨头假体

说明书

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，涉及一种人工髋关节假体，尤其是一种用于髋关节置换术的带有毛细管结构的股骨头假体。

背景技术

人工髋关节假体在植入到人体之后，其使用寿命在很大程度上取决于假体界面的摩擦磨损性能。界面摩擦具体包括：干摩擦、边界摩擦和浸润摩擦，其中浸润摩擦的磨损率最低。提高人工髋关节假体的使用寿命，最理想的方式就是使摩擦界面在寿命期内长期处于浸润摩擦状态。

当今的人工髋关节假体中股骨头假体与髋臼假体之间采用的是干摩擦的形式，摩擦界面间设计成一定的间隙，用于容纳组织液或者血液，其目的是使摩擦界面达到边界摩擦或者浸润摩擦的效果。但是，无论采用陶瓷/金属对聚乙烯、陶瓷对陶瓷、金属对金属哪一种配伍方式，都没有办法完全使摩擦副处于浸润状态。

为了解决这一问题，本发明创造性地提出将毛细管结构应用到摩擦界面中，利用毛细现象在关节假体表面形成一层液膜，就能够使得摩擦界面长期处于浸润状态，达到延长关节假体使用寿命的效果。

发明内容

本发明的目的是为了降低髋关节假体摩擦界面的磨损，延长髋关节假体的使用寿命。

为实现以上的目的，本发明采取以下设计方案：

带有毛细管结构的股骨头假体包括外表面1、基体2和内锥面3。其特征在于：股骨头假体基体2由具有生物相容性的金属材料制成，基体2内具有毛细管结构4，毛细管结构4可以采用V型结构或者U型结构，毛细管结构4的横截面形状采用圆形4.1、椭圆形4.2或多边形4.3，横截面采用多边形时，多边形的边数优选3～10个，毛细管结构4的横截面面积优选为0.01mm²～0.25mm²，毛细管结构4在外表面1上的孔间距优选为1mm～5mm，带有毛细管结构的股骨头假体采用3D打印技术成型。

本发明的优点是：

1、带有毛细管结构的股骨头假体利用股骨头假体外表面的毛细管结构将组织液或者血液等液体吸附到毛细管结构内，当股骨头假体与髋臼假体匹配时，在压力作用下摩擦界面间会充满一层液膜，这层液膜会使得股骨头假体与髋臼假体在运动过程中处于浸润摩擦状态，这就会大大的降低磨损率，显著的延长髋关节假体的使用寿命。

2、带有毛细管结构的股骨头假体采用具有生物相容性的金属材料制成，采用3D打印技术的方法制造，加工更容易，并且外表面粗糙度要求低，不需要抛光处理，成本更低。

附图说明

图1为根据本发明的带有毛细管结构的股骨头假体；

图2为根据本发明另一种实施方案的带有毛细管结构的股骨头假体，具有V型毛细管结构；

图3为根据本发明另一种实施方案的带有毛细管结构的股骨头假体，具有U型毛细管结构；

图4为根据本发明的带有毛细管结构的股骨头假体中毛细管结构横截面示意图；

图5为根据本发明的带有毛细管结构的股骨头假体的3D打印加工成型过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述，但本发明并不限于如下实施方案。

带有毛细管结构的股骨头假体包括外表面1、基体2和内锥面3。外表面1为超半球的球形表面，球直径优选：22mm、26mm、28mm、32mm、36mm和40mm。

股骨头假体基体2由具有生物相容性的金属材料制成，金属材料优选：钛合金、不锈钢和钴铬钼合金。

股骨头假体内锥面3采用人工关节行业通用的锥度，锥度优选：10/12、12/14和14/16。内锥面3的深度和直径根据使用要求进行设计，在不同型号间存在差异。

股骨头假体基体2内紧密排布毛细管结构4，该结构不允许将外表面1和内锥面3连通，否则将失去外表面1上形成液膜的充分必要条件。因为外表面1和内锥面3一旦连通，被毛细管吸附的液体将会在股骨头假体与髋臼假体相互运动时产生的压力下，流到内锥面3内，并且会出现液体的持续流失，所以外表面1和内锥面3不连通是带有毛细管结构的股骨头假体设计的第一要素。

毛细管结构4在基体2内可以呈现出多种结构形式，这些结构形式优选V型结构和U型结构，如图2和图3所示。毛细管结构4的结构形式务必保证开口处于外表面1上，管身通路处于基体2内。因为毛细管的吸附能力取决于管的粗细，所以不同的毛细管结构4的长度并不会影响使用效果，这也就使得毛细管结构4的结构形式呈现多样化。但是，简单的结构形式更易于液体在管内的流通。