[发明专利]一种具有多孔层结构的金属髋关节假体及其制备方法

权利要求书

1.一种具有多孔层结构的金属髋关节假体，包括髋臼外杯，髋臼内衬，股骨球头和髋关节股骨柄，所述髋关节股骨柄包括股骨柄颈部、股骨柄近端和股骨柄远端，所述髋关节股骨柄颈部上端套有所述股骨球头，与所述髋臼内衬相配合使用，所述髋臼内衬外套有髋臼外杯，其特征在于，

所述金属髋关节假体与宿主骨组织接触面均为具有近似人体骨小梁样三维连通的多孔结构，具体包括具有孔隙层的髋关节股骨柄及多孔的髋臼外杯，其中，所述股骨柄远端采用全部多孔结构，所述股骨柄远端孔隙层孔径小于股骨柄近端孔隙层孔径；所述髋臼外杯和所述髋关节股骨柄的材质为钽、钽合金；

所述股骨柄近端和所述股骨柄远端的表面均设有孔隙层，其中，所述股骨柄近端孔隙层Ⅰ的孔隙率Ⅰ为75-90％，孔隙层Ⅰ的孔径Ⅰ为550-650μm，孔隙层Ⅰ厚度为2-6.5mm，内部为可提供足够的力学支撑的实心结构；所述股骨柄远端孔隙层Ⅱ的孔隙率Ⅱ为75-90％，孔隙层Ⅱ的孔径Ⅱ为200-550μm。

2.根据权利要求1所述的具有多孔层结构的金属髋关节假体，其特征在于，所述髋臼内衬的材质为高交联聚乙烯；所述股骨球头的材质为氧化铝陶瓷或医用金属材料。

3.根据权利要求1所述的具有多孔层结构的金属髋关节假体，其特征在于，所述髋臼外杯为多孔结构，孔径为100-3000μm，所述髋臼外杯孔隙层厚度为0.5-3.0mm。

4.根据权利要求3所述的具有多孔层结构的金属髋关节假体，其特征在于，所述髋臼外杯上开设有用于螺钉固定髋臼的通孔。

5.根据权利要求1所述的具有多孔层结构的金属髋关节假体，其特征在于，所述髋关节股骨柄的总长度为100-190mm，所述髋关节股骨柄的颈干角范围为125-135°。

6.一种如权利要求1-5任意权利要求所述的具有多孔层结构的金属髋关节假体的制备方法，其特征在于，所述髋关节股骨柄和所述髋臼外杯均采用3D打印技术一体成型制备。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述3D打印技术一体成型制备包括以下步骤：

S1、利用Micro-CT扫描仪对目标髋关节进行断层扫描，将所得扫描数据导入逆向工程软件中，得到所述目标髋关节的股骨缺损模型；

S2、根据所述目标髋关节的股骨缺损模型建立目标髋关节假体部件的初始模型，根据所述髋关节股骨柄的孔隙层结构及髋臼外杯的多孔结构对所述目标髋关节假体部件的初始模型进行一次优化；

S3、将所述目标髋关节假体部件的一次优化模型导入拓扑优化软件中，根据临床样本采集得到的数据作为预设载荷，对所述目标髋关节假体部件的一次优化模型进行拓扑优化，得到目标髋关节假体部件的拓扑优化模型；

S4、采用3D打印机对所述拓扑优化目标髋关节的股骨柄及髋臼外杯分别进行一体成型制备。