專利名稱：一種股骨頭內(nèi)支撐架的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種人體植入物，具體是一種植入股骨頭內(nèi)用于治療股骨頭壞死的支 撐架。
背景技術：
股骨頭壞死的常用治療方法為髓芯減壓術，為防止因髓芯減壓術后遺留的骨缺損 和股骨頸薄弱導致加速股骨頭塌陷，人們采用內(nèi)部支撐物提供支撐力。常用的支撐材料 有
1.金屬類實心或空心棒，如鈦及鈦合金棒、鉭棒、鈷鉻合金棒、不銹鋼棒等。金屬支 撐物的優(yōu)點是支撐力大，一次永久性植入。但其彈性模量比骨大很多倍，例如鈦的彈性模量 近114GPa，而骨骼的彈性模量只有10-30Gpa，在動態(tài)受力時會產(chǎn)生應力屏蔽，植入物與骨 的形變不同步，引起結(jié)合處骨骼損傷，發(fā)生松動。再者，對金屬植入物不能從X射線片上判 斷其內(nèi)部骨融合情況，在CT、MRI圖像上產(chǎn)生偽影，限制了以影像學手段觀察骨與植入物界 面的結(jié)合和生長情況。
2.作填塞用的生物骨材料和人工骨材料。生物骨材料如自體骨、同種異體骨、異種 骨、脫鈣骨基質(zhì)(DBM)；人工骨材料如膠原與海藻酸鈉、納米羥基磷灰石合成的人工骨，膠 原與納米羥基磷灰石合成的人工骨，羥基磷灰石(HA)、磷酸三鈣(TCP)、雙向鈣磷(BCP)。這 類材料的優(yōu)點是傳遞成骨和誘導成骨的骨組織生長條件好，與骨融合生長成自體骨組織。 缺點是強度低，短期支撐力不夠。
3.生物可吸收聚合物如聚乳酸(PLLA)、聚乙交酯(PGA)、聚己內(nèi)酯(PCL)，在植入 物中期起暫時性支撐作用，待骨骼生長后此類植入材料被吸收。
4.聚醚醚酮(PEEK)及增強碳纖維(CAGE)可用于永久性植入物，常用于高應力領 域。其彈性模量為4GPa到21Gpa，與人體骨小梁結(jié)構(gòu)松質(zhì)骨的彈性模量18_20Gpa最為接 近。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種股骨頭內(nèi)支撐架設計方案，該支撐架可以提供股骨頭 內(nèi)永久結(jié)構(gòu)性支撐力并減小和消除因彈性模量差引起的應力屏障，同時提供傳遞成骨和誘 導成骨的骨組織生長條件，可與骨融合生長成自體骨組織。
本發(fā)明股骨頭內(nèi)支撐架為中空的圓柱形體，分為頭部、體部、尾部三部分。頭部、體 部、尾部三部分在同一軸線上前后銜接。其中，支撐架的體部為一圓管體，是支撐架的主體， 其前端端頭部為半球形殼，封閉管腔，稱為支撐架的頭部。頭部半球形的直徑與體部圓管的 直徑相同。支撐架的尾部也為中空管形，其管腔與體部管腔等粗，其管壁較體部加厚，設外 螺紋，備作旋入股骨頭骨質(zhì)內(nèi)將支撐架與股骨頭固定。尾部的后端面為平面，設有一字槽或 十字槽，備作容納改錐，向股骨頭內(nèi)旋入支撐架用。在支撐架頭部的球面壁和體部、尾部的 側(cè)壁均設有交通孔，備作將支撐架安裝于股骨頭后人體成骨細胞通過交通孔向管長。在支撐架從頭部到尾部的中空腔內(nèi)填充人工骨誘導材料。
作為優(yōu)化，支撐架的總體長度為30_130mm，在此范圍內(nèi)設置若干長度規(guī)格，以適應 不同個體和不同病情需要。支撐架的體部和頭部的外徑為5-20mm，常用10mm。支撐架的體 部和頭部管壁的厚度為0. 5-3mm。
作為優(yōu)化，支撐架尾部螺紋段長10-35mm，常用25mm ；尾部直徑10-20mm，常用為 14mm ；尾部壁厚2-5mm，常用4mm。
作為優(yōu)化，支撐架的各個側(cè)面，除尾部的后端面外均設置交通孔，交通孔直徑 0.5-3mm，常用1mm。交通孔在各側(cè)面均勻分布，孔隙率為20-60%。尾部螺紋段的交通孔設 置于螺紋槽內(nèi)，避免破壞螺紋結(jié)構(gòu)。
用以制作本發(fā)明股骨頭內(nèi)支撐架圓柱形主體部分的材料可以是以下材料中的任 何一種植入級聚醚醚酮(PEEK)、增強碳纖維、鈦合金(TA1，TA2，TC4)。其中優(yōu)選聚醚醚酮。
用以本發(fā)明股骨頭內(nèi)支撐架中空腔內(nèi)填充的人工骨誘導材料可以是以下材料中 的任何一種膠原與海藻酸鈉、納米羥基磷灰石合成的人工骨；膠原與納米羥基磷灰石合 成的人工骨；羥基磷灰石(HA)；磷酸三鈣(TCP)；雙向鈣磷(BCP)。
本發(fā)明優(yōu)選與骨骼彈性模量接近的植入級聚醚醚酮做主體結(jié)構(gòu)支撐，較之常用的 金屬材料，避免了彈性模量大引起應力屏蔽和某些金屬元素的溶出。采用中空結(jié)構(gòu)，則在保 證足夠支撐力的條件下，可讓骨組織向內(nèi)生長，并留出減壓通道。在中空部位填充人工骨誘 導材料既提高了植入體整體的強度又加強了傳遞成骨和誘導成骨的骨組織生長條件，防止 股骨頭塌陷的發(fā)生和發(fā)展，有利于股骨頭壞死的修復與重建，實際應用治療效果良好。


圖1為本發(fā)明股骨頭內(nèi)支撐架結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明股骨頭內(nèi)支撐架縱剖面結(jié)構(gòu)示意圖3為本發(fā)明股骨頭內(nèi)支撐架體部橫截面結(jié)構(gòu)示意圖4為本發(fā)明股骨頭內(nèi)支撐架帶螺紋尾部側(cè)視圖5為本發(fā)明股骨頭內(nèi)支撐架植入狀態(tài)示意圖。
圖中標號所表示的部件或部位為1-支撐架體部；2-支撐架頭部；3-支撐架尾 部；4-管壁交通孔；5-尾端一字槽；6—用于填充人工骨材料的中空腔；7-股骨頭。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的說明。
選取與骨骼彈性模量相接近的植入級聚醚醚酮材料制作本發(fā)明股骨頭內(nèi)支撐架 的主體部分。本發(fā)明股骨頭內(nèi)支撐架的主體部分是圓柱形中空結(jié)構(gòu)，分為頭部2、體部1、 尾部3三部分。頭部2、體部1、尾部3三部分在同一軸線上前后銜接。其中，支撐架的體 部1為一圓管體，其前端為支撐架頭部2。頭部2為半球形殼，封閉管腔6，頭部2半球形的 直徑與體部1圓管的直徑相同，為5-20mm，常用10mm。支撐架的體部和頭部管壁的厚度為 0. 5_3mm0
支撐架的尾部3也為中空管形，其管腔與體部3的管腔等粗，其管壁較體部3加 厚，設外螺紋。螺紋段長10-35mm，常用25mm。帶有螺紋的尾部3直徑為10-20mm，常用為14mm。螺紋采用T型螺紋，螺距2_3mm，常用2. 5mm。尾部3的后端面為平面，設有一字槽5， 備作插入改錐用。尾部3后端面中央部為空洞，成為尾部3中空腔的開放口。
在支撐架頭部2的球面壁和體部1、尾部3的側(cè)壁均設有交通孔4，使殼內(nèi)外相通。 交通孔4在管壁均勻分布，孔隙率為20-60%，每個交通孔的孔徑為0. 5-3mm。尾部3螺紋 段的交通孔設置于在螺紋槽內(nèi)，避免破壞螺紋結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明股骨頭內(nèi)支撐架的主體部分也可以采用增強碳纖維、鈦合金(TC4)材料制作。
在支撐架從頭部2到尾部3的中空腔6內(nèi)填充人工骨誘導材料，同時也盡量將人 工骨誘導材料填充于各交通孔內(nèi)。人工骨誘導材料可選取“膠原+海藻酸鈉+納米羥基磷 灰石”合成的人工骨、“膠原+納米羥基磷灰石”合成的人工骨、羥基磷灰石(HA)、磷酸三鈣 (TCP)、雙向鈣磷(BCP)中的一種。
本發(fā)明股骨頭內(nèi)支撐架安裝操作程序?qū)乃拦晒穷^進行定位鉆孔擴孔攻絲后， 選擇長度合適的股骨頭內(nèi)支撐架，在透視引導下沿髓芯減壓孔緩緩打入至尾部螺紋起始 處，再用改錐旋擰，使支撐架進到孔底部，與骨組織緊密貼合。
權(quán)利要求
1.一種股骨頭內(nèi)支撐架，其特征在于，其主體為中空的圓柱形體，分為頭部、體部和尾 部三部分，在同一軸線上前后銜接；其中，體部為一圓管體，前端銜接半球形頭部，頭部半球 形的直徑與體部圓管的直徑相同；支撐架的尾部也為中空管形，其管腔與體部管腔等粗，其 管壁較體部加厚，設外螺紋，尾部后端面為平面，設有一字槽或十字槽；在支撐架頭部的球 面壁和體部、尾部的側(cè)壁均設有交通孔，在支撐架從頭部到尾部的中空腔內(nèi)填充人工骨誘 導材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的股骨頭內(nèi)支撐架，其特征在于，支撐架的總體長度為 30-130mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的股骨頭內(nèi)支撐架，其特征在于，支撐架的體部和頭部的外徑 為 5-20mmo
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的股骨頭內(nèi)支撐架，其特征在于，支撐架的體部和頭部管壁的 厚度為0. 5-3mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的股骨頭內(nèi)支撐架，其特征在于，支撐架尾部螺紋段長 10-35mm，尾部直徑10_20mm，尾部壁厚2_5mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的股骨頭內(nèi)支撐架，其特征在于，支撐架的各個側(cè)面，除尾部的 后端面外均設置交通孔，交通孔在各側(cè)面均勻分布，孔隙率為20-60%，各交通孔的直徑為 0. 5_3mm0
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的股骨頭內(nèi)支撐架，其特征在于，支撐架尾部螺紋段的交通孔 設置于螺紋槽內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一權(quán)利要求所述的股骨頭內(nèi)支撐架，其特征在于，用以制作支 撐架主體結(jié)構(gòu)的材料是以下材料中的任何一種植入級聚醚醚酮、增強碳纖維、鈦合金。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一權(quán)利要求所述的股骨頭內(nèi)支撐架，其特征在于，用以填充支 撐架中空腔的人工骨誘導材料是以下材料中的任何一種膠原與海藻酸鈉、納米羥基磷灰 石合成的人工骨；膠原與納米羥基磷灰石合成的人工骨；羥基磷灰石；磷酸三鈣；雙向鈣 磷。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種股骨頭內(nèi)支撐架，其主體為中空的圓柱形體，其體部為一圓管體，前端銜接半球形頭部；其尾部管壁較體部加厚，設外螺紋，尾部后端面為平面，設有一字槽或十字槽；在支撐架頭部的球面壁和體部、尾部的側(cè)壁均設有側(cè)向交通孔，在支撐架從頭部到尾部的中空腔內(nèi)填充人工骨誘導材料。應用本發(fā)明股骨頭內(nèi)支撐架避免了彈性模量大引起應力屏蔽和某些金屬元素的溶出，既有足夠的整體強度又加強了傳遞成骨和誘導成骨的骨組織生長條件。
文檔編號A61F2/36GK102028566SQ20101057386
公開日2011年4月27日 申請日期2010年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月6日
發(fā)明者吳春生, 尹曉宇, 沈龍, 邱芹 申請人:北京暢想天行醫(yī)療技術有限公司