Спосіб виготовлення головки ендопротеза кульшового суглоба

Реферат: Винахід стосується способу виготовлення головки ендопротеза кульшового суглоба шляхом спікання суцільно керамічної заготовки, яка є максимально наближеною за формою до сферичної форми готової головки і має в торцевій частині глухий вісесиметричний отвір та підлягає подальшому механічному обробленню головки, при якому всередині заготовки шліфуванням крізь отвір формують внутрішню порожнину різної форми, зокрема сферичної, і з мікрорельєфом, придатним для осадження теплопровідного шару, далі наносять останній UA 115790 C2 (12) UA 115790 C2 плазмовим напиленням, заповнюють утворену порожнину лазерним наплавленням не менш ніж одним шаром металу та формують у ньому механічним обробленням конусний посадковий отвір, потім на утворену внутрішню поверхню головки після напилення теплопровідного шару наносять шар полімеру, поверхню якого вкривають додатковим теплопровідним шаром. UA 115790 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до медичної техніки і може бути використаний при виготовленні головки ендопротеза суглоба людини, що використовується в ортопедії і травматології при лікуванні захворювань і пошкоджень кульшового суглоба. У сучасній медицині застосовуються ендопротези з кераміки. Відомий спосіб отримання керамічного ендопротеза кульшового суглоба людини (див. головки Biolox® CeramTec https://www.ceramtec.com/biolox/) не дозволяє одержати багатошарову конструкцію ендопротеза. Як прототип прийнятий відомий спосіб виготовлення суцільно керамічної головки ендопротеза кульшового суглоба людини, який включає в себе отримання спіканням керамічної заготовки, форма якої є максимально наближеною до сферичної форми готової головки. Крім того, заготовка має в торцевій частині глухий вісесиметричний отвір. В подальшому до поверхонь заготовки застосовують механічне оброблення аж до отримання готової головки. Однак існуючий спосіб обробки не дозволяє отримати багатошарову конструкцію, тому що спосіб не передбачає особливості запропонованої конструкції. В основу винаходу поставлено задачу розроблення способу виготовлення головки ендопротеза кульшового суглоба шляхом того, щоб отриману заготовку з кераміки або сапфіру обробити алмазним інструментом, для подальшого нанесення плазмовим напиленням теплопровідного шару і формування внутрішнього шару лазерним наплавленням, в якому виконується конусний отвір, що дозволяє отримати багатошарову конструкцію визначеної форми. В способі виготовлення головки ендопротеза кульшового суглоба, що виготовляють з заготовок, отриманих шляхом спікання кераміки, або заготовок з монокристалу сапфіру, новим є те, що спочатку в заготовці алмазним шліфуванням формують порожнину і наносять певний мікрорельєф, потім в ній плазмовим напиленням утворюють теплопровідний шар, на який згодом наплавляють метал лазерним наплавленням. Між ознаками винаходу і технічним результатом, що забезпечується запропонованим винаходом, існує причинно-наслідковий зв'язок. Запропонований спосіб виготовлення головки ендопротеза людини має наступні переваги. 1. Отримання заготовки з кераміки або сапфіру, методом спікання або вирощування монокристала відповідно, і подальше їх оброблення забезпечує збереження властивостей використовуваних матеріалів в найбільшому ступені. Тому що нанесення їх викликало б проблеми в реалізації запропонованої конструкції. Керамічний шар виконаний шляхом нанесення не відповідає заданим вимогам міцності в порівнянні з суцільно-отриманим. З огляду на технологічні проблеми, зокрема складність спікання зовнішнього елемента з кераміки (температура спікання 1600-1700 °C, усадка матеріалу під час спікання до 30 %) на внутрішньому елементі конструкції з металу, або складністю вирощування зовнішнього елемента з сапфіру при температурі понад 2200 °C на підкладці з важкотопкого металу, приходимо до висновку, що отримання відповідної заготовки і подальше її оброблення є більш раціональним. 2. Нанесення мікрорельєфу виконує функцію підвищення схоплюваності шарів і попередження виникнення між шарами відносного руху. З огляду на характеристики оброблюваного матеріалу алмазне шліфування в змозі виконати поставлену задачу. 3. Перед нанесенням основного шару матеріалу потрібно виконати плазмове напилення технологічного прошарку, який виконує роль теплопровідного шару, що має запобігти локальним перегрівам матеріалу керамічної або сапфірової основи. Використання для нанесення цього прошарку плазмового напилення забезпечує отримання шару контрольованої товщини без концентраторів напружень і теплового нагріву в керамічній або сапфіровій основі. 4. Для формування внутрішнього шару використовується технологія лазерного наплавлення, що дозволить сформувати основний об'єм матеріалу не заподіявши теплових чи інших деформацій зовнішнім шарам. Всі вищезазначені чинники забезпечують продуктивне виготовлення даної конструкції головки ендопротеза, що в свою чергу підвищує рівень якості життя пацієнта. Винахід пояснюється наступним чином: отримана спіканням керамічна заготовка або вирощений монокристал сапфіру підлягає алмазному шліфуванню кінцевим алмазним інструментом. Після утворення задовільної форми на внутрішній поверхні утвореної заготовки формується мікрорельєф. Після формування якого за допомогою плазмового напилення наносять теплопровідний технологічний прошарок, після чого лазерним наплавленням формують внутрішній шар в якому механічним обробленням утворюють глухий вісесиметричний отвір, призначений для з'єднання головки ендопротеза з шийкою ніжки. Для згладження температурних впливів один з шарів можуть виконати з полімерного матеріалу. 1 UA 115790 C2 За рахунок описаних особливостей способу виготовлення головки ендопротеза кульшового суглоба створюється позитивний ефект, що полягає в виготовленні головки ендопротеза суглоба людини зі збільшеним терміном служби, що в свою чергу сприяє поліпшенню якості життя пацієнта. 5 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 1. Спосіб виготовлення головки ендопротеза кульшового суглоба шляхом спікання суцільно керамічної заготовки, яка є максимально наближеною за формою до сферичної форми готової головки і має в торцевій частині глухий вісесиметричний отвір та підлягає подальшому механічному обробленню головки, який відрізняється тим, що всередині заготовки шліфуванням крізь отвір формують внутрішню порожнину різної форми, зокрема сферичної, і з мікрорельєфом, придатним для осадження теплопровідного шару, далі наносять останній плазмовим напиленням, заповнюють утворену порожнину лазерним наплавленням не менш ніж одним шаром металу та формують у ньому механічним обробленням конусний посадковий отвір. 2. Спосіб виготовлення головки ендопротеза кульового суглоба за п. 1, який відрізняється тим, що на утворену внутрішню поверхню головки після напилення теплопровідного шару наносять шар полімеру, поверхню якого вкривають додатковим теплопровідним шаром. 20 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2