本發(fā)明涉及人工髖關節(jié)假體，尤其涉及一種用于髖關節(jié)翻修置換手術的短型股骨柄假體及其制作方法。

背景技術：

1、在人體髖關節(jié)病變壞死后，可通過假體置換手術恢復人體正?；顒?。具體地，將股骨柄假體植入股骨髓腔內，并在股骨柄假體的股骨頭錐位置設置球頭，該球頭嵌入髖臼內，并與髖臼轉動配合，以恢復人體的正常關節(jié)活動。而初次植入的髖關節(jié)假體由于各種原因導致生效后，需要進行翻修手術，用翻修的髖關節(jié)假體替換。

2、目前在售的翻修型股骨柄假體通常為加長的翻修股骨柄假體，其ct值通常不小于200毫米，以期達到遠端固定從而穩(wěn)定和固定翻修型股骨柄假體。由于翻修手術中需要取出原有失效股骨柄假體，近端的骨小梁損失較大，實現近端固定的可能性下降。現有技術中，翻修型股骨柄假體分為生物型和骨水泥型。

3、現有技術存在以下缺陷：

4、1?、遠端擴髓和磨銼過程中進一步損失骨量，尤其在年輕患者中，一次翻修不足以使用到生命終點，首次翻修不宜破壞過多骨量；

5、2?、過度依賴遠端固定，導致近端應力遮擋，加速骨吸收；

6、3?、需要清除髓腔遠端骨性、骨水泥基座，操作繁瑣，有時需要股骨遠端開窗處理，術中骨折風險大。

7、因此，亟需一種用于髖關節(jié)翻修置換手術的短型股骨柄假體及其制作方法，以解決上述問題。

技術實現思路

1、本發(fā)明的一個目的在于針對上述不足之處提供一種用于髖關節(jié)翻修置換手術的短型股骨柄假體及其制作方法，是一種短柄型和近端有利于骨長入的高孔隙率的多孔結構的生物固定的翻修型股骨柄假體。生物固定的股骨柄假體能達到預期的骨長入而實現近端固定的前提條件是近端柄體（31）能實現與取出初次置換或者翻修假體后的近端骨小梁壓配合。在滿足強度要求的前提下，提高假體與近端骨小梁和遠端皮質骨的匹配度，實現壓配合并減少應力遮擋。

2、為達上述目的，本發(fā)明用于髖關節(jié)翻修置換手術的短型股骨柄假體采用以下技術方案實現：

3、用于髖關節(jié)翻修置換手術的短型股骨柄假體包括依次連接的股骨頭錐（1）、股骨頸部（2）以及柄體（3）；所述股骨頭錐（1）為用于安裝股骨頭假體，股骨頸部（2）的冠狀面為由股骨頭錐（1）和股骨頸部（2）的軸線（101）和柄體的軸線（310）構成的平面，所述股骨頸部（2）的冠狀面由所述股骨頭錐（1）至所述柄體（3）的方向逐漸增大；

4、所述柄體（3）被配置為植入于股骨髓腔內用于替換原植入的失效的初次置換股骨柄假體，所述柄體（3）包括依次連接的近端柄體（31）和遠端柄體（32）組成,其中近端柄體（31）由多孔結構（303）及其下的柄體基體（315）組成，近端柄體（31）起于截骨線（307）和止于多孔結構（303）的遠端終止線（308）；所述柄體（3）由所述近端柄體（31）至所述遠端柄體（33）逐漸減小以適配股骨近端髓內形狀；股骨柄假體的ct為股骨頭錐（1）上的安裝的股骨頭中心點（102）到遠端柄體（32）的最遠端圓弧（309）最大距離，所述股骨柄假體的ct為115至145毫米，且柄體（3）的長度l為93至135毫米，ct和l隨著股骨柄假體的規(guī)格增大而增大，為現存股骨柄假體設計類型中的短柄；

5、所述的近端柄體（31）的外壁嵌設有多孔結構（303），所述多孔結構（303）被配置為用于與股骨的骨小梁接觸，所述的多孔結構（303）覆蓋于近端（31），多孔結構（303）的長度h為柄體（3）長度l的1/3-1/2，有利于骨小梁的長入；

6、所述的股骨頭錐（1）、所述股骨頸部（2）、所述柄體（3）和所述多孔結構（303）一體成型。

7、所述的柄體（3）的矢狀面遠端柄體（32）前側和后側夾角α為1°至3°，遠端到近端逐漸粗大，而近端柄體（31）前側和后側夾角β為3°至5°，并且同一規(guī)格股骨柄假體的β大于α至少1°。

8、所述的遠端柄體（32)最遠端設有最遠端圓?。?09），且最遠端圓?。?09）與前側和后側通過前、后側圓弧（311）相切連接，以期避免遠端柄體（32）前后側與其可能接觸的股骨皮質骨產生應力集中。

9、所述的柄體（3）的冠狀面的近端柄體（31）的外側和內側夾角θ為5°至6°，外側延伸至近端柄體（31）的多孔結構（303）區(qū)域，而為保留近端股骨的骨小梁骨量近端柄體（31）進行消肩處理，近端外側削肩（304），其角度γ為12°至15°，近端柄體（31）內側為股骨距圓?。?06），其半徑為110毫米至125毫米，并延伸至遠端柄體（32）內側與遠端柄體內側相切。

10、所述的遠端柄體（32)最遠端為最遠端圓?。?09），其與內側相切，外側通過遠端外側圓弧（305）相切連接，以期避免外側遠端柄體與其接觸的股骨皮質骨產生應力集中。

11、所述的用于髖關節(jié)翻修置換手術的短型股骨柄假體，近端柄體（31）的多孔結構截止線（308）與柄體軸線(310)的夾角ε為45°至90°。

12、所述的用于髖關節(jié)翻修置換手術的短型股骨柄假體，柄體（3）的橫截面a-a和b-b截面內側圓?。?12）的半徑由近端至遠端逐漸減小。

13、所述的用于髖關節(jié)翻修置換手術的短型股骨柄假體，遠端柄體（32）的橫截面由與內側圓?。?12）相切的前后側面（313）的截面線、遠端外側前后斜面（302）的截面線和遠端外側面（314）截面線封閉構成，其中遠端外側前后斜面（302）延伸至近端柄體（31）。

14、近端柄體（31）的橫截面由與圓?。?12）相切的前后側面截面線（313）、近端外側前后斜面（301）的截面線和近端外側削肩面（304）的截面線封閉構成；近端柄體（31）由內側圓?。?12）構成的曲面以及包括前后側面（313）、近端外側前后斜面（301）、近端外側消肩面（304）、部分遠端外側面（314）和部分遠端外側前后斜面（302）構成直紋面封閉形成的柄體基體（315）和多孔結構（303）。

15、所述的用于髖關節(jié)翻修置換手術的短型股骨柄假體，近端柄體（31）相對于傳統(tǒng)設計的圓形、矩形增加外側前后斜面（301）以及部分遠端外側前后斜面（302）以及多孔結構（303）與股骨近端骨小梁的接觸面積，導致骨長入后的穩(wěn)定性增加而抗扭性能增大，其近端柄體（31）截面c-c的近端厚度a大于遠端厚度b，以及近端柄體（31）由近端至遠端逐步增大以期增加植入后的壓應力而促使骨長入。

16、所述的用于髖關節(jié)翻修置換手術的短型股骨柄假體，多孔結構（303）是一種非規(guī)則的空間立體網格狀結構，多孔結構（303）的厚度為0.7至3毫米。

17、所述的用于髖關節(jié)翻修置換手術的短型股骨柄假體，遠端柄體（32）通過調整增材制造工藝參數，得到表面粗糙度為ra2-20的粗糙面，增加柄身的粗糙度，防止假體遠期下沉。

18、所述用于髖關節(jié)翻修置換手術的短型股骨柄假體采用鈦合金材料制備而成。

19、用于髖關節(jié)翻修置換手術的短型股骨柄假體的制作方法包括以下步驟：

20、s1、對所述用于髖關節(jié)翻修置換手術的短型股骨柄假體進行尺寸和外形設計，并建立力學模型；

21、s2、查找所述力學模型的應力集中位置和危險截面，并針對所述應力集中位置和所述危險截面進行優(yōu)化；

22、股骨柄在受到集中載荷的作用下，考察股骨柄遠端危險截面與頸部的疲勞強度；其受力情況可以簡化為偏心受壓模型，通過力系的簡化，可將偏心受壓模型簡化為壓彎組合變形，

23、其中壓應力，

24、最大彎曲應力，

25、設計要求應滿足，

26、其中，f為試驗加載的集中力，考察股骨柄遠端危險截面的疲勞強度時，，考察股骨頸的疲勞強度時，；為危險截面的面積；為危險點到加載點的水平距離；為危險截面的彎曲截面系數，與截面的形狀和截面有關；為股骨柄制造材料的許用疲勞強度。

27、s3、加工成型所述用于髖關節(jié)翻修置換手術的短型股骨柄假體坯件；

28、以鈦合金粉為原料，其中鋁al為5.5%-6.75%,釩v為3.5%-4.5%,其余為鈦ti（重量百分比），采用激光增材制造技術形成股骨柄假體毛坯，其頭錐及頸部留有加工余量，用干冰清除股骨柄假體毛坯近端多孔結構內的殘粉，然后放入真空燒結設備中，進行真空燒結，真空燒結溫度為750-850°c，真空度為10-2pa以下，真空燒結時間為30-60分鐘，燒結成型股骨柄假體坯件。

29、s4、對成型后的所述用于髖關節(jié)翻修置換手術的短型股骨柄假體坯件進行精密機械加工，車加工頭錐等部位，然后進行頸部拋光，產品清洗，包裝滅菌，制成用于髖關節(jié)翻修置換手術的短型股骨柄假體成品。

30、所述的用于髖關節(jié)翻修置換手術的短型股骨柄假體的制作方法，其特征在于，

31、在步驟s1中，可以根據術前計劃改變近端柄體的形狀及其尺寸。

32、所述的用于髖關節(jié)翻修置換手術的短型股骨柄假體的制作方法，在步驟s3中，所述用于髖關節(jié)翻修置換手術的短型股骨柄假體采用增材制造設備（3d打印機）一體打印成型。

33、所述柄體（3）總體呈多錐面，相對于現存的圓柱體、圓錐體或者雙錐面設計，增加了翻修后的近端骨量損失后能與骨小梁產生壓配合的可能性。

34、所述遠端柄體（32）的橫截面為多邊形，相對于現存的的圓形、矩形設計，增加骨小梁接觸面積，增加骨長入的可能性和植入的防旋性能。

35、所述股骨頭錐（1）、所述股骨頸部（2）、所述柄體（3）、所述加強結構、所述支撐結構以及所述多孔結構（303）一體成型。多孔結構是一種非規(guī)則的空間立體網格狀結構。

36、所述的用于髖關節(jié)翻修置換手術的短型股骨柄假體采用增材制造，其產品制造的數字化和柔性化，可以通過術前計劃，調整近端柄體（31）的設計實現與術后的骨小梁充分匹配，實現近端固定。

37、本發(fā)明用于髖關節(jié)翻修置換手術的短型股骨柄假體的有益效果：

38、1?、保留骨量，本發(fā)明用于髖關節(jié)翻修置換手術的短型股骨柄假體，只需要磨銼股骨髓腔近端，能最大化保留骨量。過去常用的翻修型加長股骨柄，在遠端擴髓與磨銼過程中，會進一步損失骨量，造成醫(yī)源性的骨量破壞；

39、2?、減少股骨近端應力遮擋，幫助近端骨重塑，本發(fā)明用于髖關節(jié)翻修置換手術的短型股骨柄假體，完全靠近端壓配，使股骨近端承受壓應力，在3d打印骨小梁結構和ha涂層的雙重幫助下，誘導骨長入、刺激骨重塑。避免了過去翻修長柄過度依賴遠端固定導致的股骨近端應力遮擋和近端的骨吸收；

40、3?、降低大腿痛，本發(fā)明用于髖關節(jié)翻修置換手術的短型股骨柄假體應力集中在股骨近端，完全避免了對股骨遠端的激惹，降低了病人大腿痛的風險；

41、4?、減少遠端峽部骨折風險，本發(fā)明用于髖關節(jié)翻修置換手術的短型股骨柄假體不用磨銼股骨遠端，在骨質疏松的病人、股骨峽部遮擋及股骨前弓異常的案例里面，遠端固定翻修長柄經常因為股骨遠端擴髓導致鉆頭穿出、峽部骨折等多種情況。本發(fā)明用于髖關節(jié)翻修置換手術的短型股骨柄假體可以完全規(guī)避這些；

42、5?、操作簡便，與初次置換髖關節(jié)股骨柄完全一致的操作，幾乎沒有學習曲線。