一种生物型膝关节假体的制作方法

1.本实用新型属于医用假体设计领域，具体涉及一种生物型膝关节假体。


背景技术：

2.膝关节假体是用来代替膝关节的外科植入物，其用于膝关节的表面置换手术中，将受损的膝关节进行处理并用膝关节假体替代。目前，膝关节假体在关节置换手术中得到了广泛的应用。然而，对于膝关节置换手术来说，膝关节假体是否能够稳定牢固地匹配在患者体内，对于手术的成功至关重要，同时也能够减小患者术后的痛苦，并降低术后翻修的可能性。现有的膝关节假体主要包括：用于与人体的股骨相连的股骨髁假体和用于与人体的胫骨相连的胫骨平台托，以及位于股骨髁假体与胫骨平台托之间的衬垫。然而，膝关节假体中的股骨髁假体与人体的股骨之间的固定，以及胫骨平台托与人体的胫骨之间的固定效果并不理想，容易导致膝关节假体与人体的骨组织之间的固定发生松动。


技术实现要素：

3.为了解决上述全部或部分问题，本实用新型目的在于提供一种生物型膝关节假体，以提高假体固定的稳定性。
4.本技术提供了一种生物型膝关节假体，包括：股骨髁假体，用于与人体的股骨相连；胫骨平台托，用于与人体的胫骨相连；以及衬垫，位于股骨髁假体与胫骨平台托之间；股骨髁假体包括用于与人体的股骨相连的内表面和与内表面相对的外表面，外表面用于与衬垫相连，其中，股骨髁内表面和胫骨平台托的底面设有多孔结构层，外表面设有摩擦降低层，摩擦降低层被构造成能够降低外表面的摩擦系数。
5.进一步地，摩擦降低层被构造成非晶碳薄膜层。
6.进一步地，内表面包括前髁连接面和后髁连接面，其中，位于前髁连接面和后髁连接面的表面上的多孔结构层的厚度大于内表面的其他部分的多孔结构层的厚度的范围为0.2mm至0.5mm。
7.进一步地，胫骨平台托包括平台部和连接部，平台部用于与衬垫相连；连接部与平台部垂直连接，并用于与胫骨相连，其中，连接部包括连接柱，连接柱用于插入至人体胫骨的骨腔内以连接，连接柱的外表面上设有多孔结构层。
8.进一步地，连接柱构造为六边形截面的实体柱。
9.进一步地，六边形截面的外接圆的直径尺寸范围为5mm至10mm。
10.进一步地，连接部还包括位于连接柱的两表的两个连接翼。
11.进一步地，股骨髁假体、胫骨平台托以及多孔结构层的材料为钛合金，衬垫的材料为超高分子量聚乙烯。
12.与现有技术相比，本实用新型的生物型膝关节假体具有以下优点：
13.第一方面，通过将由丝径相互交错连接形成的各孔隙相互连通，且将各孔隙的直径大小构造不一致，并对多孔结构层的孔隙的直径和孔隙率的范围进行具体设置，使得多
孔结构层的结构与人体的骨小梁结构更为接近，具有较高的孔隙率和联通性的多孔结构层能够很好的诱导骨长入，这样人体的骨质可快速自然地长入多孔结构层的孔隙中，从而提高了成骨细胞的粘附、增值、分化的能力，有效地促进了髂骨骨质的长入和爬行，进而有利于生物型膝关节假体在术后与人体膝关节的骨质速融合和固定，因此有效地提高了患者术后的恢复效果。
14.第二方面，外表面设有摩擦降低层，摩擦降低层可被构造成非晶碳薄膜层。通过该设置，本技术中的股骨髁假体的外表面通过设置非晶碳薄膜层能够具有更高的耐磨性和腐蚀性，同时降低的摩擦系数还能够降低因长时间的使用而对衬垫造成的磨损，从而能够有效地提高生物型膝关节假体在术后的整体使用寿命。
附图说明
15.图1为本实用新型实施例的生物型膝关节假体的连接示意图；
16.图2为图1所示的股骨髁假体的结构示意图；
17.图3为图1所示的胫骨平台托的结构示意图；
18.图4为图1所示的胫骨平台托的结构示意图的另一个视图。
具体实施方式
19.为了更好的了解本实用新型的目的、结构及功能，下面结合附图，对本实用新型的一种生物型膝关节假体做进一步详细的描述。
20.图1为本实用新型实施例的生物型膝关节假体的连接示意图；图2为图1所示的股骨髁假体的结构示意图；图3为图1所示的胫骨平台托的结构示意图；图4为图1所示的胫骨平台托的另一个结构示意图。结合图1至图4所示，本技术提供了一种生物型膝关节假体100，包括：股骨髁假体1，用于与人体的股骨相连；胫骨平台托2，用于与人体的胫骨相连；以及衬垫3，位于股骨髁假体1与胫骨平台托2之间；股骨髁假体1包括用于与人体的股骨相连的内表面11和与内表面11相对的外表面12，外表面12用于与衬垫3相连，其中，内表面11和/或胫骨平台托2的表面设有多孔结构层4，外表面12设有摩擦降低层5(图2中虚线所示)，摩擦降低层5被构造成能够降低外表面12的摩擦系数。
21.本实用新型实施例的生物型膝关节假体100在使用时，将股骨髁假体1与人体的股骨相连，股骨髁假体1的内表面11上设有的多孔结构层4与人体的股骨表面相贴合连接，胫骨平台托2与人体的胫骨相连，胫骨平台托2的表面设有的多孔结构层4与人体的胫骨表面相贴合。衬垫3位于股骨髁假体1与胫骨平台托2之间。
22.本技术中的第一方面，内表面11和/或胫骨平台托2的表面设有多孔结构层4，其中，多孔结构层4可包括多条丝径和由多条丝径相互交错连接形成的多个孔隙，各孔隙相互连通，其中，各孔隙的直径的范围可优选为10μm至800μm，多孔结构层4的孔隙率的范围可优选为30％至80％。通过该设置，本技术中，通过将由丝径相互交错连接形成的各孔隙相互连通，且将各孔隙的直径大小构造不一致，并对多孔结构层4的孔隙的直径和孔隙率的范围进行具体设置，使得多孔结构层4的结构与人体的骨小梁结构更为接近，具有较高的孔隙率和联通性的多孔结构层4能够很好的诱导骨长入，这样人体的骨质可快速自然地长入多孔结构层4的孔隙中，从而提高了成骨细胞的粘附、增值、分化的能力，有效地促进了髂骨骨质的
长入和爬行，进而有利于生物型膝关节假体100在术后与人体膝关节的骨质速融合和固定，因此有效地提高了患者术后的恢复效果。
23.本技术中的第二方面，外表面12设有摩擦降低层5，优选地，摩擦降低层5可被构造成非晶碳薄膜层。通过该设置，本技术中的股骨髁假体1的外表面通过设置非晶碳薄膜层能够具有更高的耐磨性和腐蚀性，同时降低的摩擦系数还能够降低因长时间的使用而对衬垫3造成的磨损，从而能够有效地提高生物型膝关节假体100在术后的整体使用寿命。
24.需要注意的是，由丝径形成的各孔隙的截面不是规则的圆形，其截面形状可以是各种形状，鉴于此，这里提到的各孔隙的“直径”应当理解为将各孔隙的截面等效为圆形时，该圆形的直径。由于该截面等效为圆形的直径是按照截面的实际面积计算得出，因此所得的直径的数值为精确的数值。优选地，多孔结构层4可采用金属粉末通过3d技术打印形成，该金属粉末可以是钛合金、纯钛或钽金属等。优选地，多孔结构层4由钛合金材料制成，优选由ti6al4v制成。通过该设置，多孔钛/钛合金的强度和弹性模量能够通过改变孔隙率来调整，达到与被修复骨组织相匹配的力学性能，从而减轻或消除应力屏蔽效应，延长植入体的使用寿命。
25.在图2所示的优选地实施例中，内表面11可包括前髁连接面111和后髁连接面112。其中，位于前髁连接面111和后髁连接面112的表面上的多孔结构层4的厚度大于内表面11的其他部分的多孔结构层4的厚度的范围为0.2mm至0.5mm。优选为0.3mm。通过该设置，前髁连接面111和后髁连接面112的表面上的多孔结构层4的厚度更厚，能够使得前髁连接面111和后髁连接面112具有更好的骨质融合的效果，从而能够起到与股骨更好的连接作用，进一步地提高股骨髁假体1与人体股骨的连接的稳定性。
26.在图3和图4所示的优选地实施例中，胫骨平台托2可包括平台部21和连接部22，平台部21用于与衬垫3相连；连接部22与平台部21垂直连接，并用于与胫骨相连，其中，连接部22包括连接柱221，连接柱221用于插入至人体胫骨的骨腔内以连接，连接柱221的外表面上设有多孔结构层4。通过该设置，多孔结构层4能够提高连接柱221与骨质的融合性，这样，能够有效地提高连接柱221植入胫骨内后连接的稳定性。
27.优选地，结合图3所示，连接柱221可构造为六边形截面的实体柱。通过该设置，一方面，实体住能够提高连接柱221的结构强度；另一方面，六边形截面能够在连接柱221与人体胫骨连接后，有效地减缓胫骨平台托2植入后转动的问题，提高了胫骨平台托2连接后的稳定性。
28.在一个优选地实施方式中，六边形截面的外接圆的直径尺寸范围可为5mm至10mm。优选为7mm。通过该设置，能够提高胫骨平台托2的承受能力。
29.在图3所示的优选地实施例中，连接部22还可包括位于连接柱221的两表的两个连接翼222。通过该设置，两个连接翼222能够增加胫骨平台托2与胫骨的骨组织接触面积，这样不仅能够减缓胫骨平台托2在植入后的松动，还能够促进骨长入，使得胫骨平台托2连接后的稳定性更好。此外，还能够进一步地减缓胫骨平台托2在植入后的旋转。
30.在一个优选地实施方式中，股骨髁假体1、胫骨平台托2以及多孔结构层4的材料为钛合金，衬垫3的材料为超高分子量聚乙烯。
31.需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。
32.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。