[发明专利]施加骨附着涂层的方法和设备

说明书

公开了将骨附着涂层施加到假体部件的方法和设备，骨附着涂层由被施加到所述假体部件的表面上的多个颗粒形成。该方法包括：局部地激励颗粒以增加颗粒的动能和/或热能；以及借助于压力机向颗粒施加压力，压力机被配置为将颗粒压靠在位于压力机和假体部件之间的假体部件的表面上。颗粒的动能和/或热能引起该部件的局部加热，使得所述颗粒可被嵌入到所述假体部件的面向骨的区域中。

本公开涉及用于施加骨附着涂层、特别是向假体部件施加骨附着涂层的方法和设备。

背景技术

传统的假体髋臼杯包括外金属杯和通常由聚合物材料制成的内衬。可以向金属杯添加涂层以增强骨固定。然而，包括金属杯和塑料衬的模块化系统比较昂贵，并且需要能够大批量生产的成本较低的髋臼杯。

先前提出的解决这个问题的办法是将外杯和内衬制造成一个部件。这被称为单体块。所希望的是为单体块选择的材料非常接近该矫形部件被植入的骨的刚度、例如弹性模量，以改善应力转移和固定，并减少应力遮挡。就这一点而言，已经尝试了陶瓷单体块杯(例如参见US20050273176A1)，但是这些杯缺乏与骨相似的弹性模量，因此一般被认为是不合适的。

相比之下，生物相容性聚合物，比如聚乙烯、例如超-高分子量聚乙烯(UHMWPE)，聚氨酯或其他聚合物基材料、比如碳纤维增强聚醚醚酮(CFR-PEEK)，的使用因具有与骨接近的硬度而受到青睐。此外，这种聚合物具有良好的载荷分布，能够适应骨盆变形，防止应力遮挡，并且与陶瓷相比具有较低的材料成本。FR2975001中公开了一种聚乙烯单体块杯的例子。该文件描述了由塑料制成的杯，该杯的基本上整个外表面涂覆有用于接触髋臼的骨传导性金属。

通常将涂层作为喷雾剂施加到假体部件上。例如，要喷射的材料的颗粒或粉末可以被注入到气体(例如氦，氩，氮或氢)中，气体和材料可被以相对较高的速度从喷嘴喷射。此外，在热型喷雾方法中，可以使用高温等离子体或气体火焰。此火焰温度可能超过2000℃。

但是，诸如UHMWPE的半结晶聚合物材料具有相对低的熔点(通常为130℃)。一旦被加热到材料熔点以上，就可能改变物理结构、机械和化学(氧化)性能。此变化会可能对整形外科手术的支承表面的强度和磨损性能以及耐久性产生不利影响。

因此，可期望能够在批量生产过程中施加促进骨到矫形植入体的聚合物表面(例如，UHMWPE)的附着的材料，同时不会对聚合物的性能造成永久的物理或化学变化。

发明内容

根据本公开的第一方面，提供了一种将骨附着涂层施加到假体部件的方法，所述骨附件涂层由被施加到假体部件的表面上的多个颗粒形成，所述方法包括：

激励颗粒以增加所述颗粒的能量，例如，动能、振动能和/或热能；

其中所述颗粒的能量引起假体部件的局部加热，使得颗粒可被嵌入到所述假体部件的面向骨的区域、例如表面内。

颗粒可以用优先被颗粒吸收同时不显著加热假体部件的形式(例如能量类型，频率，强度，方向)的能量激励。

该方法可以包括使用超声来激励颗粒，例如，来增加颗粒的振动能量。颗粒可以用超声波激励器或发射器激励。超声波发射器可以在与假体部件的分界面处提供表面。另外地或替代地，本方法可以包括使用电磁能来激励、例如热学地激励颗粒。有利地，此过程是快速的，容易自动化的并且对相关材料具有较低的热影响。

该方法可以包括加热颗粒。例如，可以借助于辐射(例如微波)或者来自周围介质(比如流体，例如形成流化床的超临界CO₂)的传导来加热颗粒。在另一示例中，该方法可以包括使用磁场来在颗粒内感应电流，从而加热颗粒。在通过任何上述方法增能之前，可以将颗粒预热。