[实用新型]一种具有仿生骨小梁结构的多孔钛合金股骨头支撑棒

说明书

技术领域

本实用新型属于医疗器械领域，具体涉及一种用于治疗人类早期股骨头坏死，降低早期股骨头坏死塌陷风险的具有仿生骨小梁结构的多孔钛合金股骨头支撑棒。

背景技术

股骨头坏死好发于20-50岁的中青年人，如不及时治疗，常进展为股骨头坏死塌陷，不得不行全髋关节置换术。目前，临床上应用的髋关节假体使用寿命一般为15-20年，中青年人行全髋关节置换术后常面临假体翻修的问题。因此，如何积极有效治疗早期股骨头坏死，延缓或者避免患者行全髋关节置换术是目前临床上面临的一个难题。

常见早期股骨头坏死的治疗方法包括髓芯减压、髓芯减压联合骨瓣移植治疗、钽棒支撑治疗和截骨术。髓芯减压术由于去除了股骨头内坏死骨质，软骨下骨缺乏有效的力学支撑，坏死股骨头仍然存在一定的塌陷风险。因此，多数学者倾向于髓芯减压后移植物支撑治疗，带血管蒂的骨移植物可为软骨下骨提供有效的力学支撑，且移植物易存活，但此方法术式复杂、术后制动时间较长。截骨术术式复杂、术后患髋存活率低，并发症高，且增加塌陷后行全髋关节置换术的难度。

钽支撑棒是美国Zimmer公司生产的具有规则多孔结构的等模量植入物。其由纯钽制成连通的多孔结构，孔隙率为75％-80％，平均孔径430μm，弹性模量3GPa。其2年有效率为81.7％，4年有效率为68.1％。棒体松动患者股骨头组织病理学研究发现，平均骨长入程度只有1.9％，分散的骨长入仅限于棒体周边，深度小于2mm。此外，部分文献报道，采取钽支撑棒治疗后患者大转子基底部骨折的风险增加。

钛合金是生物惰性材料，具有良好的生物相容性，越来越广泛地应用于骨科及齿科领域。同时，新兴的3D打印技术可实现复杂多孔状结构钛合金植入体的轻松制备。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种骨长入良好、长期随访有效率高、骨折风险低的骨科植入物，为髓芯减压后股骨头软骨下骨提供有效的力学支撑的具有仿生骨小梁结构的多孔钛合金股骨头支撑棒。

为达到上述目的，本实用新型的制备方法如下：支撑棒由体部和尾部组成，体部为圆柱状的仿生多孔小梁结构，直径10mm，长度为80±25mm，体部末梢设计成半球状，尾部为圆柱状，直径12mm，长度为20mm，外部为螺纹状。

所述的外部螺纹纹距2mm、螺纹高1mm。

所述的尾部末梢有内六方锁定孔。

所述的支撑棒小梁表面设置有聚乳酸-羟基乙酸共聚物纳米微球、骨形态发生蛋白-2和血管内皮生长因子的复合层。

本实用新型支撑棒体部具有和人类股骨头颈部松质骨骨小梁结构相似的小梁结构，尽可能实现和人类股骨头颈部弹性模量相仿，可有效减少棒体松动现象发生。

另外，支撑棒小梁表面构建有聚乳酸-羟基乙酸共聚物[poly(lactic-co-glycolic acid)，PLGA]纳米微球、骨形态发生蛋白-2(bone morphogenetic protein-2,BMP-2)和血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)复合体，实现生长因子缓释效应，有利于骨组织长入。

附图说明

图1为本实用新型的正视图

图2为图1的剖视图

图3为图1尾部的斜视图

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型的制备方法如下：

1)首先，构建具有人类股骨头内部松质骨结构的仿生骨小梁结构的仿生支撑棒三维模型；

2)其次，选用粒径小于45μm的Ti6Al4V或Ti2448球形粉末，采取选区激光熔化快速成型(Selective Laser Melting，SLM)或电子束熔融(Electron Beam Melting,EBM)技术打印出与仿生支撑棒三维模型一致的支撑棒；

3)打印完成后，将支撑棒依次按照丙酮、酒精、蒸馏水的顺序依次超声清洗10分钟后干燥，钴60辐射灭菌，将硝酸、氢氟酸和水按1:4:5的摩尔比混合得到酸性混合液，将支撑棒置于酸性混合液中侵蚀棒体，以去除游离钛合金粉末、增加支撑棒仿生骨小梁表面粗糙度；

将贻贝粘附蛋白溶于质量浓度为5％乙酸中，配制浓度为5μg/μL的贻贝粘附蛋白溶液，再将酸性溶液侵蚀后的支撑棒浸入贻贝粘附蛋白溶液中负压处理10分钟，再侵泡30分钟，挥发去除乙酸，灭菌去离子水清洗，室温放置干燥；