CN111281610A - 多孔性结构和基底的连接结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多孔性结构和基底的连接结构，将多孔性结构与中间体预先连接形成一复合体；通过中间体与基底连接，使复合体与基底得以连接，进而使多孔性结构能够覆在基底表面。基底是实心的或是高致密度的多孔性结构；中间体是实心的或是高致密度的多孔性结构，其致密度介于多孔性表面结构与基底之间。本发明实现了多孔性结构和基底的有效结合，满足了机械结构整体和表面性能不同时的连接要求，同时避免了热压工艺等造成基底的力学性能大幅下降的问题。
Description
技术领域
本发明涉及机械结构的连接技术，特别涉及医疗器械，提供一种多孔性结构和基底的连接结构。
背景技术
工程应用常常对机械结构的整体性能和表面性能有不同的要求。比如，人工髋关节的髋臼杯和股骨柄，其整体性能(如疲劳强度)要满足假体在植入体内后几十年、平均每年一百万到两百万次走路时承受的动态载荷下的抗疲劳要求，而且对假体表面有特定的性能需要，以满足假体表面与病人的骨骼组织牢固结合在一起，保证假体不松动。否则病人会有疼痛，就必须取出假体，使病人再经过一次翻修手术，植入一个新的假体。其它骨科植入物(如脊柱)也有类似情况和需求。事实上，在其它领域，也有基底和表面有不同性能需求，而两者之间需要可靠有效连接的情况。
关节假体常用的人工材料是钛合金、钴铬钼合金、不锈钢等，和骨头无法形成有效的生物或化学结合。假体和骨之间的界面一般主要通过物理/机械结合。比如，高度抛光的假体表面和骨组织无法形成有效的结合力，所以，现有技术可以在假体表面通过喷砂、等离子喷钛等方式形成粗糙表面，来增加假体和骨组织之间的界面摩擦力，帮助增强假体和骨骼界面的物理/机械固定。在骨科领域，这被称为“骨长上”的表面。有时，可以用羟基磷灰石等材料(或可结合生长因子，干细胞等附加物)作为假体粗糙表面上面的涂层，增加骨传导、骨诱导、骨再生，以加速或加强骨组织在假体表面的附着，进一步提高“骨长上”的性能。
另外，有时钛丝或钛珠等可以用烧结或扩散焊等方法在假体(如髋臼杯/股骨柄)的表面形成多孔性的涂层。或者，用金属3D打印增材制造工艺、气相沉淀工艺等等，预先制作出具有多孔结构的薄片1，然后用扩散焊的方式把薄片1与假体的实心基底2结合起来，如图1所示。这些方式为假体提供了多孔性的表面，与假体接触的骨组织能够再生，新的骨组织填充于互相贯通的多孔结构里，达到了“骨长入”假体的效果。但是，这些工艺都有一个不可避免的后果，就是基底的力学强度会大幅降低，从而提高了假体断裂的风险，特别是当假体(比如股骨柄)受到弯曲扭矩或拉伸应力情况下，容易断裂。所以，如何可靠牢固地把一个多孔性结构与其基底结合，同时保证基底力学性能不受太明显的影响成为一个工艺难点。
相对而言，焊接工艺对基底的力学性能影响较低。但是，当多孔性结构的孔隙率很高时(>50％)，互相连接的支架占比较低，而且薄弱；支架之间形成大量孔隙。这样的高孔隙率结构无论用金属3D打印增材制造工艺实现，还是通过烧结等方式实现，在直接用激光焊接对多孔性结构和基底进行连接时，只要激光束有效直径接近甚至大于支架宽度时，激光能量可能直接击断支架结构，打透多孔性结构，无法对多孔性结构的支架和基底支架实现焊接连接。又或者，当采用渗透焊对多孔性结构和基底进行连接时，由于必须处于高温高压的工艺条件下，基底结构的强度会大幅降低。
发明内容
本发明提供一种多孔性结构和基底的有效连接结构，可以保持基底力学性能，满足了机械结构整体和表面性能不同时的连接要求，适用于人工植入假体。
为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供一种多孔性结构和基底的连接结构，包含：
复合体，包含预先连接的第一多孔性结构与中间体；
基底，通过与中间体相连接，实现复合体与基底的连接。
可选地，所述中间体是实心结构，或者是第二多孔性结构；
所述第二多孔性结构的致密度，高于所述第一多孔性结构的致密度。
可选地，所述基底是实心结构，或者是第三多孔性结构；
所述第三多孔性结构的致密度，高于所述第一多孔性结构的致密度。
可选地，所述第二多孔性结构的致密度，在所述第一多孔性结构的致密度和所述第三多孔性结构的致密度之间。
可选地，所述第一多孔性结构是一种多孔性表面结构，通过中间体及基底的连接，使所述多孔性表面结构位于基底的表面。
可选地，所述基底通过锻造或铸造或机加工或粉末冶金或金属粉末注射成型制成。
可选地，所述复合体的第一多孔性结构与中间体是一体成型的结构。
可选地，所述复合体的第一多孔性结构与中间体，通过3D打印增材制造工艺、或气相沉淀工艺、或烧结实现。
可选地，所述基底由金属材料制成；
所述第一多孔性结构由金属材料制成；
所述中间体由金属材料制成。
可选地，所述中间体与基底之间有至少一对接触面；
所述中间体与基底在两者之间的至少一对接触面处连接固定。
可选地，所述中间体与基底在两者之间的至少一对接触面通过焊接来连接固定。
可选地，所述基底包含一个连接区域，其与一个复合体的中间体接触且连接，或分别与多个复合体的中间体接触且连接；
或者，所述基底包含多个连接区域，其与同一个复合体的中间体接触且连接；
或者，所述基底包含多个连接区域，其中的每个连接区域和与之对应的一个复合体的中间体接触且连接，或每个连接区域和与之对应的多个复合体的中间体分别接触且连接。
可选地，所述基底包含有多个连接区域时，所述多个连接区域处在同一平面，或者一部分连接区域与该基底上的其他连接区域不处在同一平面；
基底上的多个连接区域各自独立布置，或者基底上的至少一部分连接区域与该基底上的其他连接区域相互连通。
可选地，所述中间体与基底在两者之间的至少一对接触面焊接，称一对相互焊接的接触面为一对第一接触面；
所述中间体与基底在两者之间的至少一对接触面相应地设置有定位结构，称一对相应设置有定位结构的接触面为一对第二接触面；
相应设置有定位结构的第二接触面，属于相互焊接的第一接触面；或者，相应设置有定位结构的第二接触面，不属于相互焊接的第一接触面。
可选地，所述定位结构，包含：
限位口，形成在任意一对第二接触面之中的一个接触面；
突起，形成在所述任意一对第二接触面之中的另一个接触面，并插入到对应位置的所述限位口内。
可选地，任意一对第二接触面通过相配合的表面形状及尺寸，来形成定位结构。
可选地，所述基底的连接区域包含开设在基底的凹部；
所述复合体包含嵌置于凹部内的嵌入部分，位于嵌入部分内的中间体与基底凹部之间有至少一对接触面；位于嵌入部分内的中间体与基底凹部在两者之间的至少一对接触面处焊接。
可选地，所述基底的凹部设有开口，以及与所述开口相对的顶面；所述开口与顶面之间设有侧边；
位于嵌入部分内的中间体包含底部，所述中间体的底部与基底凹部的顶面之间焊接固定；
或者，位于嵌入部分内的中间体包含底部及周边，所述中间体的底部与基底凹部的顶面之间焊接固定，和/或所述中间体的至少一侧周边与基底凹部的至少一侧侧边之间焊接固定。
可选地，所述中间体与基底在两者之间的至少一对接触面，通过相配合的表面形成定位结构；所述定位结构，包含：
基底凹部的至少一个侧边为斜面，其与基底凹部的顶面形成设定的角度；
与所述至少一个侧边相对应的所述中间体的至少一个周边为斜面，其与所述中间体的底部形成设定的角度。
可选地，所述角度为锐角。
可选地，所述复合体的中间体为板状或片状。
可选地，所述复合体的中间体，包含与所述第一多孔性结构预先连接的若干个锚点；所述复合体通过锚点与所述基底相接触且连接固定；
所述锚点之间相互独立；或者，每个锚点与至少一个其他锚点之间通过联结体相互连接。
可选地，所述锚点包含锚点底部，其与所述基底相接触且连接固定；
所述锚点底部的上方有空隙，所述空隙内没有形成所述第一多孔性结构；或者，所述锚点底部的上方被所述第一多孔性结构填充。
可选地，所述锚点包含锚点底部，和至少一侧设立在锚点底部上的锚点周边；所述锚点中的锚点底部和/或至少一侧锚点周边，与所述基底相接触；所述锚点与所述基底在两者之间的至少一对接触面连接固定；
所述锚点底部的上方及锚点周边围成的空间为空隙，所述空隙内没有形成所述第一多孔性结构；或者，所述锚点底部的上方及锚点周边围成的空间，被所述第一多孔性结构填充。
可选地，每个锚点与至少一个其他锚点之间通过联结体相互连接时，所述联结体包含联结体底部，所述联结体底部与锚点连接；
或者，所述联结体包含联结体底部，和至少一侧设立在联结体底部上的联结体侧壁；所述联结体底部和/或至少一侧所述联结体侧壁，与锚点连接。
可选地，所述联结体中的联结体底部，与所述基底之间无接触且无连接、或者相接触而无连接、或者相接触且相连接；
所述联结体中的联结体侧壁，与所述基底之间无接触且无连接、或者相接触而无连接、或者相接触且相连接。
可选地，所述联结体底部的上方有空隙，所述空隙内没有形成所述第一多孔性结构；或者，所述联结体底部的上方被所述第一多孔性结构填充；
所述联结体侧壁的上方有空隙，所述空隙内没有形成所述第一多孔性结构；或者，所述联结体侧壁的上方被所述第一多孔性结构填充。
可选地，所述锚点是实心结构；
或者，所述锚点是比所述第一多孔性结构的致密度更高的多孔性结构。
可选地，所述联结体是实心结构；
或者，所述联结体是比所述第一多孔性结构的致密度更高的多孔性结构；
所述联结体的致密度与所述锚点的致密度一致或不一致。
可选地，所述复合体形成为壳体，包裹在基底的连接区域上；其中，所述壳体的外层包含第一多孔性结构；所述壳体的内层包含中间体，其与所述基底的连接区域连接。
可选地，所述复合体形成的壳体是一个整体；
或者，所述复合体形成的壳体包含多个壳体片体；其中，多个壳体片体相互独立，或者相邻的壳体片体之间在至少一侧的邻边相连接。
可选地，所述基底上形成有凸起的裙边；
所述裙边位于基底的连接区域的边缘；每个连接区域的一个或多个边缘设有裙边；
所述裙边是实心结构，或者是比所述第一多孔性结构的致密度更高的多孔性结构。
可选地，所述裙边的第一个侧面，面对复合体的一侧边缘，与所述复合体的这一侧边缘相接触而无连接，或者与所述复合体的这一侧边缘相接触且相连接；
所述裙边的第二个侧面，开放设置而不与任何复合体相接触或相连接；或者，所述裙边的第二个侧面，面对另一个复合体的一侧边缘，与所述另一个复合体的这一侧边缘相接触而无连接，或者与所述另一个复合体的这一侧边缘相接触且相连接。
可选地，所述基底的裙边和相应复合体的边缘之间通过焊接来连接固定。
可选地，所述裙边在其所在的连接区域的边缘处连续布置或分段间隔布置。
可选地，所述复合体的边缘形成有封边；
所述封边位于以下的一个或多个位置：中间体的边缘、第一多孔性结构的边缘、中间体与第一多孔性结构的交界处的边缘；
所述封边是实心结构，或者是比所述第一多孔性结构的致密度更高的多孔性结构。
可选地，所述封边在其所在的边缘处连续布置或分段间隔布置。
本发明示例的连接结构，通过3D打印或其它工艺制造一个复合体，包含多孔表面结构和相对其有更高致密度的中间体；通过锻造、铸造或机加工或粉末冶金等工艺制造一个实心(高致密度)的基底；或者，基底可以是多孔性结构，但多孔表面结构的致密度要低于基底，而中间体的致密度介于多孔表面结构和基底之间。将所述复合体配置于基底处，根据需要选择设置反斜面和/或卡扣等定位结构；在选择的位置焊接，将复合体连接到基底上，使得基底表面覆上多孔表面结构。
本发明实现了多孔表面结构和实心基底的有效结合，满足了机械结构整体和表面性能不同时的连接要求，同时避免了热压工艺等造成基底的力学性能大幅下降的问题，，使基底的强度不受实质性影响。本发明还避免了对整个实心基底进行3D打印，使得加工操作得以简化，降低了制造成本，也节约了时间。
本发明利用所述的多孔表面结构和基底的连接结构及方法，制成了各种人工植入假体，尤其是各种骨科假体、关节假体，比如股骨柄体，髋臼杯体等，使假体主体便于加工且具有高强度，同时通过与之有效结合的多孔表面结构优化骨长入的性能，还可以使假体(如股骨柄)的截面最小化。
附图说明
图1是现有技术中多孔性表面结构与基底直接连接的示意图；
图2是本发明的复合体与基底连接的示意图；
图3是本发明的复合体与有凹部的基底连接的示意图；
图4是本发明的复合体与基底的凹部在两侧有对应斜边的示意图；
图5是本发明的复合体与基底的凹部在一侧有对应斜边的示意图；
图6是本发明的复合体与基底的凹部在两侧有卡扣结构的示意图；
图7是本发明的复合体与基底的凹部在一侧有卡扣结构的示意图；
图8是本发明的复合体的独立式锚点结构的俯视方向示意图；
图9是本发明的独立式锚点结构的锚点上方有空隙的示意图；
图10是本发明独立式锚点结构的锚点上方被多孔结构填充的示意图；
图11是本发明独立式锚点结构的锚点包含底部及周边的示意图；
图12是本发明复合体的联结式锚点结构的俯视方向示意图；
图13是本发明联结式锚点结构的锚点上方有空隙的示意图；
图14是本发明联结式锚点结构的锚点上方被多孔结构填充的示意图；
图15是本发明联结式锚点结构的锚点包含底部及周边的示意图；
图16是本发明联结式锚点结构的各联结体的侧壁高度相同的示意图；
图17是本发明联结式锚点结构的各联结体的侧壁高度不同的示意图；
图18a是本发明股骨柄应用多孔性表面结构与基底的连接结构的主视图；
图18b是本发明股骨柄应用多孔性表面结构与基底的连接结构的侧视图；
图19a是本发明用于股骨柄的一个壳体片体的正面示意图；
图19b是本发明用于股骨柄的一个壳体片体的背面示意图；
图19c是本发明用于股骨柄的一个壳体片体的局部截面示意图；
图20a是本发明用于股骨柄的一个柄体壳体未合拢时正面的示意图；
图20b是本发明用于股骨柄的一个柄体壳体未合拢时背面的示意图；
图20c是本发明以两个壳体片体包裹股骨柄的横向截面示意图；
图21a是本发明股骨柄的柄体主体无裙边而连接复合体的主视图；
图21b是本发明股骨柄的柄体主体无裙边而连接复合体的侧视图；
图22a是本发明股骨柄的柄体主体有裙边而连接复合体的主视图；
图22b是本发明股骨柄的柄体主体有裙边而连接复合体的侧视图；
图23a是本发明髋臼杯的杯体主体无裙边且不分区连接复合体的主视图；
图23b是本发明髋臼杯的杯体主体无裙边且不分区连接复合体的侧视图；
图24a是本发明髋臼杯的杯体主体有裙边而不分区连接复合体的主视图；
图24b是本发明髋臼杯的杯体主体有裙边而不分区连接复合体的侧视图；
图25是图22b、图24a、图30所示假体适用的基底与复合体连接结构实物的示意图；
图26a是本发明髋臼杯的杯体主体有裙边且分区连接复合体的主视图；
图26b是本发明髋臼杯的杯体主体有裙边且分区连接复合体的侧视图；
图27a是本发明髋臼杯的杯体主体无裙边而分区连接复合体的主视图；
图27b是本发明髋臼杯的杯体主体无裙边而分区连接复合体的侧视图；
图28a是本发明的髋臼杯假体在图27a中B-B截面及其局部放大示意图；
图28b是本发明的髋臼杯假体在图27b中A-A截面及其局部放大示意图；
图29是本发明的融合器主体无裙边而连接复合体的示意图；
图30是本发明的融合器主体有裙边而连接复合体的示意图；
图31是本发明的股骨髁主体有裙边且分区连接复合体的示意图；
图32是本发明的股骨髁主体无裙边且分区连接复合体的示意图；
图33是本发明的股骨髁假体在图32中C-C截面及其局部放大的示意图；
图34是本发明的胫骨平台主体有裙边且分区连接复合体的示意图；
图35是本发明的胫骨平台主体无裙边且分区连接复合体的示意图；
图36是本发明的胫骨平台假体在图35中D-D截面及其局部放大示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的多个实施例进行说明。
实施例一
本发明涉及一种连接结构，如图2所示，包含基底30、中间体20、多孔性表面结构10。其中，多孔性表面结构10与中间体20形成为复合体，通过中间体20与基底30之间的连接，使该复合体与基底30实现连接。
优选的基底30是实心的，有利于连接结构的整体强度。示例的基底30由金属材料制成，通过锻造、铸造、粉末冶金或金属粉末注射成型等各种方式成型，并可以对其实行各种机械加工。中间体20与基底30之间优选通过焊接(如激光焊)进行有效地结合，图2中的符号40表示两者之间的焊接点40，焊接点40的位置根据应用需要自由选择。不限制在某些示例中，在中间体20与基底30之间的某些部位，通过粘接、使用连接件(螺钉等)，或其他各种连接方式进行结合，本文对此不做赘述。
中间体20可以是实心的，也可以是一种多孔性结构。多孔性结构包含众多交错布置的支架(或梁)，在这些支架(或梁)之间构成一些多向贯通、形状规则或不规则的孔隙。相比构成多孔性表面结构10的第一多孔性结构，中间体20使用第二多孔性结构构成时，所述第二多孔性结构的致密度更高，如表现为第二多孔性结构中的支架(梁)更粗和/或孔隙率更低。
优选的示例中，多孔性表面结构10、中间体20均由金属材料制成。多孔性表面结构10与中间体20是一体成型的结构，例如通过3D打印增材制造工艺、或气相沉淀工艺、或烧结等实现。
本发明对焊接位置不做具体限定，可以根据应用需要选择至少一对接触面进行焊接。图2示出的中间体20包含底部，整体呈薄片状或薄板状；中间体20的底部与基底30顶面进行焊接固定的情况。或者，某些示例中，中间体20包含底部，并向底部上方的至少一侧延伸形成中间体20的周边；中间体20的底部与周边可以具有相同或不同的形状、尺寸(如厚度)、致密度等。
图3示出在基底30上设有凹部的情况，多孔性表面结构10与中间体20的复合体嵌置于凹部内，且中间体20的底部21和周边22与基底30凹部的顶面31和侧边32对应接触，并在这些接触面分别焊接固定。当然，本发明对凹部的形状、尺寸或其在基底30上的位置等都不做限定；也不限定在其他示例中，仅在中间体20与基底30或其凹部的其中一部分接触面之间进行焊接固定(而在其他接触面之间不做焊接)；例如，仅在中间体20的底部21与基底30凹部的顶面31焊接，或者仅在中间体20的周边22与凹部侧边32焊接。又例如，还可以在某些示例中，使得复合体既有嵌入于凹部的部分，又有接触于基底30非凹部位置的部分(如接触于凹部开口旁边的基底30表面33的部分)，复合体的这些接触部分都可以与基底30的相应位置焊接或者仅有其中一些与基底30的相应位置焊接。
在图3示例的基础上，可以做以下的结构变化：图3中基底30凹部的侧边32与凹部顶面31是大致垂直的；中间体20的周边22与底部21也是大致垂直的。图4中基底30凹部的所有侧边(图示为两侧)均为倾斜的斜面321；
图5中基底30凹部的部分侧边为斜面321(图示凹部一侧为斜面，另一侧侧边与凹部顶面大致垂直)。图4或图5中，基底30凹部处倾斜的侧边，表示基底30凹部的该处侧边与凹部顶面之间形成有设定的角度；所述角度优选为锐角；则凹部(截面)为上窄下宽的梯形，越远离凹部顶面，凹部的开口越小。
为此，中间体20的周边也相应地设置成倾斜的斜面221，其与中间体20的底部也具有设定的角度(优选为锐角)；因而，多孔性表面结构10与中间体20的复合体嵌置于凹部时，中间体20的倾斜周边(斜面221)能够与基底30凹部的倾斜侧边(斜面321)相配合；中间体20的底部和周边与基底30凹部的顶面和侧边对应接触，并在这些接触面分别焊接固定。本发明对中间体20与基底30(或其凹部)之间接触面的所在位置、焊接位置、形状(如改为曲面、弧面等)、尺寸等都不做具体限定，可以根据实际应用情况设计。
在图3示例的基础上，还可以做以下的结构变化：图6或图7的示例中，在基底30凹部与中间体20的接触面之间对应设置有卡扣结构。图6示出基底30凹部的每侧侧边、中间体20的每侧周边(图示为两侧)，均对应设有卡扣结构；图7示出基底30凹部的部分侧边、中间体20的部分周边对应设有卡扣结构(图示一侧有卡扣结构，另一侧没有)。所述卡扣结构，例如是在凹部的侧边开设限位口322，比方是凹孔或凹槽的形式；相应地，在中间体20的周边设有突起222，如插销状或条状，可以嵌入到相应位置的限位口322内。多孔性表面结构10与中间体20的复合体嵌置于凹部时，中间体20与基底30凹部通过卡扣结构定位，且中间体20的底部和周边与基底30凹部的顶面和侧边对应接触，并在这些接触面分别焊接固定。
图6或图7所示卡扣结构中的突起222，大致是自中间体20的底部向外横向延伸的，基本位于中间体20周边与底部的交界处(限位口322在基底30上的对应位置)；而在其他示例中，可以使卡扣结构中的突起，形成在中间体20周边和/或中间体20底部的其他位置(将限位口设在基底30上的对应位置)，不局限于周边与底部的交界处。又或者，在不影响复合体嵌入的前提下，也可以将卡扣结构中的突起形成在基底30的顶面和/或侧边(将限位口设在中间体20上的对应位置)。因而，本发明对卡扣结构的所在部件、位置、形状、尺寸等都不做具体限定，可以根据实际应用情况设计。
上述多个示例中的基底30凹部与中间体20的接触部位的斜面结构、卡扣结构，可以单独或配合地设置。将这些结构统称为定位结构，主要是在对基底30与中间体20进行焊接时，确保两者可以紧贴在一起，不产生移位；而在完成焊接后，也可以起辅助的固定作用。基底30接触面处的斜面或限位口等定位结构，可以在通过成型工艺制成基底30本体时一并成型，或者也可以在基底30本体成型后再通过机加工手段形成。中间体20接触面处的斜面或突起等定位结构，优选是与中间体20其他部位一体成型的，利用3D打印或其它工艺制成(但不限制在某些示例中，在中间体20本体成型后再采用一定的机加工手段形成斜面或突起等结构)。
实施例二
对于上述的实施例一，中间体大致包含底部(或同时包含底部及周边)，底部大致是薄片或薄板状；一个中间体(或多个中间体组合后)的形状、大小，可以与基底上的连接区域的形状、大小基本一致；中间体与基底的连接区域焊接，使得与中间体形成复合体的多孔性表面结构覆盖基底的连接区域，构成连接区域处的表面。
与实施例一的主要区别在于，本实施例二所述多孔性表面结构与基底的连接结构之中，多孔性表面结构与基底之间的中间体使用锚点形式，多孔性表面结构与多个锚点形成为复合体，通过锚点与基底的焊接，使该复合体与基底实现连接。本实施例二中，基底、中间体、多孔性表面结构的材质及制作工艺等，都可以参见实施例一。锚点可以是实心的，或是比多孔性表面结构致密度更高的多孔性结构。
图8是本实施例二所述连接结构的俯视图，各个锚点形式的中间体是相互独立的，分布地设置在多孔性表面结构10之中，称其为独立式锚点结构200；图9～图11是三个示例，对应图8所示A-A向的侧视图。示例中使用有凹部的基底30，独立式锚点结构200或210与多孔性表面结构10的复合体嵌置于基底30的凹部内(不限制在未示出的示例中，使用其他结构的基底30与本实施例二的复合体连接)。
图9示出的每个独立式锚点结构200包含底部，各个独立式锚点结构200的底部上方是隔开的，留出有空隙50，空隙50内没有形成多孔性表面结构10。图10示出的每个独立式锚点结构200包含底部，各个独立式锚点结构200的底部上方没有留出空隙，被多孔性表面结构10填充。图9或图10所示的各个独立式锚点结构50的底部与基底30凹部的顶面相应位置焊接固定，实现复合体(多孔性表面结构10)与基底30的可靠连接。
图11示出的每个独立式锚点结构210包含底部和周边；基底30凹部的侧边高度与独立式锚点结构210的周边的高度可以相等，也可以不相等(如锚点的周边不超出凹部侧边的高度)。本例中锚点的底部上方、由周边围成的空间内留有空隙50，没有形成多孔性表面结构10；在所述空间内实行焊接作业，将各个独立式锚点结构210的底部与基底30凹部的顶面相应位置焊接固定，实现复合体(多孔性表面结构10)与基底30的可靠连接。
本例中的独立式锚点结构210没有设置在复合体的边缘部位；处在边缘部位的多孔性表面结构10位于相应一些独立式锚点结构210的周边与基底30凹部的侧边之间，直接接触于基底30凹部的侧边(可以仅保持两者的接触；或者某些示例中仍以锚点与基底30的焊接为主，而在多孔性表面结构10与基底30凹部的侧边之间增加焊接点)。
作为变形，可以在其他某些示例中，将锚点设置到复合体的边缘部位，使独立式锚点结构210的周边直接接触基底30凹部的侧边；或者可以在独立式锚点结构210的周边与基底30凹部的侧边增加焊接点；又或者，可以进一步在两者之间设置相配合的斜面和/或卡扣等定位结构(参见实施例一)。
实施例三
对于上述的实施例二，若干个锚点形式的中间体相互独立，与多孔性表面结构形成复合体；一个复合体(或多个复合体组合后)的形状、大小，可以与基底上的连接区域的形状、大小基本一致；独立式锚点结构与基底的连接区域的相应点位焊接，使得复合体覆盖基底的连接区域，(主要以多孔性表面结构)构成连接区域的表面。
与实施例二的主要区别在于，本实施例三所述多孔性表面结构与基底的连接结构之中，多孔性表面结构与基底之间的中间体使用联结式锚点结构，即，包含多个锚点，并且每个锚点与其他至少一个锚点之间还通过联结体相互连接。多孔性表面结构与锚点及其联结体形成为复合体，通过锚点与基底的焊接，使该复合体与基底实现连接。
本实施例三中，基底、中间体、多孔性表面结构的材质及制作工艺等，都可以参见实施例一。联结体与锚点的材料一致，形态可以相同或不同；锚点可以是实心的，或是比多孔性表面结构致密度更高的多孔性结构；锚点之间的联结体可以是实心的，或是比多孔性表面结构致密度更高的多孔性结构；锚点与联结体都为多孔性结构时，两者的致密度可以一致或不一致。锚点与联结体优选通过3D打印或其他方式一体成型；但不限制在某些示例中，两者是分别成型(辅以机加工)后再组合到一起的。
图12是本实施例三所述连接结构的俯视图，若干锚点220及连接部分锚点220的联结体250，位于多孔性表面结构10之中。联结体250的形状(条形或块状等)、尺寸不限；通过联结体250相互连接的锚点220可以是相邻的，也可以是不相邻的。
图13～图17是联结式锚点结构的五个示例，对应图12所示A-A向的侧视图。示例中使用有凹部的基底30，联结式锚点结构与多孔性表面结构10的复合体嵌置于基底30的凹部内(不限制在未示出的示例中，使用其他结构的基底30与本实施例三的复合体连接)。
图13或图14示出的联结式锚点结构中，有间隔地实行焊接操作，焊接点所在位置对应锚点220，锚点220之间为联结体250(这两例中的锚点220与联结体250本身形态可以没有区别，是同一个部件的延伸)。即，各个锚点220的底部与基底30凹部的顶面相应位置焊接固定，实现复合体(多孔性表面结构10)与基底30的可靠连接。其中，联结体250上方形成有多孔性表面结构10；而图13所示各锚点220的上方留有空隙50，空隙50内没有多孔性表面结构10；而图14所示各锚点220的上方没有空隙，被多孔性表面结构10填充。
图15～图17示出的锚点与联结体本身的形态不同。图15中的每个锚点230包含底部和周边，每个联结体包含底部251(与之相比，图13或图14的锚点220和联结体250分别包含底部)；部分锚点230的底部与相应联结体的底部251相连接。基底30凹部的侧边高度与锚点230的周边的高度可以相等，也可以不相等(如锚点230的周边不超出凹部侧边的高度)。本例中锚点230的底部上方、由周边围成的空间内留有空隙50，没有形成多孔性表面结构10；在所述空间内实行焊接作业，将各个锚点230的底部与基底30凹部的顶面相应位置焊接固定，实现复合体(多孔性表面结构10)与基底30的可靠连接。
图16或图17中每个联结部包含底部251，及设立在其底部251上的侧壁252；每个锚点240包含底部。部分锚点240的底部与相应联结体的底部251相连接(可以是一个部件的横向延伸)。基底30凹部的侧边高度与联结体的侧壁252高度可以相等，也可以不相等(如联结体侧壁252不超出凹部侧边的高度)。不同联结体的侧壁252，可以具有相同或不同的高度(分别参见图16、图17)。本例中锚点240的底部上方没有空隙，被多孔性表面结构10填充(不限制在其他未示出的示例中使用底部上方留有空隙的锚点)；将各个锚点240的底部与基底30凹部的顶面相应位置焊接固定，实现复合体(多孔性表面结构10)与基底30的可靠连接。
图13～图17的示例中，联结式锚点结构没有设置在复合体的边缘部位；处在边缘部位的多孔性表面结构10位于基底30凹部的侧边与相应一些联结式锚点结构(如锚点230周边或联结体的侧壁252)之间；边缘部位的多孔性表面结构10直接接触于基底30凹部的侧边(可以仅保持两者的接触；或者某些示例中仍以锚点与基底30的焊接为主，而在多孔性表面结构10与基底30凹部的侧壁之间增加焊接点)。
作为变形，可以在其他某些示例中，使联结式锚点结构的至少部分锚点和/或至少部分联结体设置到复合体的边缘部位；带周边的锚点/带侧壁的联结体在边缘部位时，锚点的周边/联结体的侧壁，可以直接接触基底凹部的侧壁；或者，锚点的周边/联结体的侧壁可以与基底凹部的侧边之间增加焊接点，又或者，可以进一步在锚点的周边/联结体的侧壁与基底凹部的侧边之间，设置相配合的斜面和/或卡扣等定位结构(参见实施例一)。此外，图例中的联合式锚点结构均位于复合体的底部，而在某些示例中，还可以单独地或配合地在复合体的周边(如接触基底凹部侧边)设置若干联合式锚点结构。
一个连接结构中，可以对基底设置一个连接区域，或设置相连或隔开的多个连接区域；各个连接区域的连接结构可以相同或不同；并且，每个连接区域也可以应用实施例一到实施例三及其各自变形示例中的一种或多种结构，来实现复合体(多孔性结构表面)与基底的连接(例如，对复合体底部与周边，分别使用不同实施例描述的中间体等)。
实施例四
本实施例四中提供一种人工植入假体，优选是一种骨科假体；可以使用上述实施例一到实施例三及其各自变形示例中的任意一种或多种连接结构及方法；假体的主体对应于连接结构中的基底，假体主体的至少部分表面作为连接区域，与包含中间体及多孔性表面结构的复合体连接，通过中间体与基底的连接(优选为焊接)，实现多孔性表面结构与基底的连接，形成对假体上连接区域的表面的覆盖。
<人工髋关节>
以人工髋关节为例进行说明。人工髋关节包含股骨柄、股骨球头(图未示出)、髋臼杯、衬体(图未示出)，均为假体，使用可植入人体的医用材料制成，例如是钛合金、钴铬钼合金、不锈钢等金属材料，陶瓷，超高分子量聚乙烯等聚合物，且不限于此。
如图18a～图18b，图21a～图22b所示，所述股骨柄600包含头部、颈部、柄体，可以是一体的或是组装形成的，常用金属材料制成。股骨柄600的头部为锥台结构，一端通过颈部与柄体连接，头部与颈部相对柄体有一定的偏转角度，以相对于柄体一侧(内侧)倾斜的形式布置。柄体下部插入股骨髓腔。柄体下部可以开设若干纵向的沟槽。在柄体的表面，示例地，是在柄体上部的表面形成多孔性结构；柄体下部可以具有光滑表面。
股骨柄600的头部的另一端插入至股骨球头的内锥安装结构；如图23a～图28b所示，一些示例中的髋臼杯700为部分球形(如半球形)的穹顶状；髋臼杯700套设在与之配合的衬体的外侧；股骨球头与衬体的内凹面形成接触，使股骨球头可在此处旋转。所述髋臼杯700上可以开设通孔701，用于设置将髋臼杯700连接至髋臼窝的连接件(螺钉等)；衬体可以开设对应的通孔或者不开设通孔。衬体可以由金属材料或者由非金属材料(如聚乙烯或陶瓷等)制成，以减少人工关节的磨损。髋臼杯700通常由金属材料制成。髋臼杯700的外周面，优选使用多孔性结构。
一些示例中，髋臼杯700的内侧面有若干内陷结构702(见图28b)，衬体的外表面与髋臼杯700的内侧面相匹配，且衬体的外表面形成有若干凸起的结构，能够相应地嵌入到髋臼杯700内侧面的内陷结构702中，增强两者之间配合的可靠性。另一些示例中可以没有衬体，髋臼杯的内凹面与股骨球头直接接触。
其中，股骨柄600的柄体上部(近端)表面，髋臼杯700的外周面使用多孔性结构，一方面可以增大粗糙度，帮助假体在骨骼宿主部位达到有效初始稳定性；另一方面可以诱使成骨细胞骨长入，进而有效地将股骨柄600与股骨，髋臼杯700与髋臼窝固定连接，形成良好的长期生物固定，增强人工髋关节与宿主骨组织之间的界面稳定性。
基于上述实施例一至实施例三或其变形示例的结构及方法，图22b框线E处局部放大的侧剖视图在图25示出，所述股骨柄的柄体主体630对应于连接结构中的基底；包含中间体620及多孔性表面结构610的复合体，在本例中形成为一种柄体壳体650(见图19a～图20c)，其覆盖在柄体主体630(近端)的连接区域，通过中间体620与基底(柄体主体630)的焊接，实现多孔性表面结构610对基底上连接区域的覆盖，从而在股骨柄柄体的表面形成多孔性结构。图中焊点640数量及位置是示意性的。
柄体主体630与柄体壳体650(或其包含的中间体620)在接触及连接的部位相适配。示例地，柄体壳体的中间体620，可以是薄片或薄板状，可以底部或包含底部及周边，还可以使用独立式或联结式锚点结构；柄体主体630的连接区域，可以设有嵌设柄体壳体650或壳体一部分的凹部；或者柄体主体630可以没有凹部，而使柄体壳体650直接包裹在柄体主体630的连接区域之外(图20c)；柄体主体630与柄体壳体650的中间体620接触的部位，还可以进一步设置斜面和/或卡扣等定位结构。
柄体主体630使用锻造、铸造、粉末冶金或机加工等方式制成，优选是实心结构，便于加工且具有高强度；或者柄体主体630也可以是高致密度的多孔性结构；中间体620可以是实心的，或是比多孔性表面结构610致密度更高的多孔性结构；柄体主体630与中间体620都使用多孔性结构时，中间体620的致密度介于柄体主体630与多孔性表面结构610的致密度之间。柄体壳体650的中间体620与多孔性表面结构610，优选使用3D打印增材制造工艺实现，可以很好地形成符合设计要求的孔隙等。柄体主体630与柄体壳体650的中间体620通过焊接实现有效连接，避免了目前通过热压工艺(如渗透焊工艺)等在股骨柄表面连接多孔性结构时整体强度大幅下降的问题。
一个具体示例中，股骨柄600的柄体主体630上部(近端)设有连接区域；股骨柄600的头部与颈部倾斜布置的一侧为该股骨柄600的内侧，柄体主体630的后侧、外侧、前侧在图18a中以逆时针方向布置作为示意，内侧与外侧相对，后侧与前侧相对。图18a示出为股骨柄600的前侧，图18b示出为股骨柄600的外侧。
本例中，股骨柄600的连接区域，对应于柄体主体630包含柄体主体630上部(近端)对应内侧、后侧、外侧、前侧的部分表面。如图19a～图20c所示，柄体壳体650包含两个壳体片体650-1及650-2，其中一个壳体片体650-1对应柄体主体630上部的内侧表面的一部分、后侧表面、外侧表面的一部分；另一个壳体片体650-2对应柄体主体630上部内侧表面的剩余部分、前侧表面、外侧表面的剩余部分。两个壳体片体650-1及650-2合拢后，分别接触并焊接至柄体主体630上部所述连接区域的对应位置。每个壳体片体的内层为中间体620，外层全部或大部分为多孔性表面结构610。
两个壳体片体可以是对称的(或者两者可以是错位交叉的，图未示出)。示例地，两个壳体片体在成型和合拢后，邻边都可以是相互分离而不进行连接的。或者，两个壳体片体在成型时一侧的邻边(如对应外侧的邻边)可以是相连的，并且可以在邻边附近有一定弯曲(以使两个壳体片体合拢)时仍保持连接。又或者，两个壳体片体在成型时邻边相互分离，而在合拢后对每一侧的邻边都进行连接(例如焊接或使用连接件或其他连接方式)。所述邻边是指两个壳体片体合拢后相邻的边缘。邻边的相互连接，可以是对每个壳体片体内层的中间体620和/或外层的多孔性表面结构610进行连接。
髋臼杯外周面的多孔性结构，可以类似地使用上述实施例一至实施例三或其变形示例的结构及方法实现。如图23a～图24b，图26a～图28b所示，图24a框线E处局部放大的侧剖视图在图25示出，所述髋臼杯700处，杯体主体730对应于连接结构中的基底；包含中间体720及多孔性表面结构710的复合体，形成在杯体主体730的外侧，且覆盖在杯体主体730的连接区域，通过中间体720与基底(杯体主体730)的焊接，实现多孔性表面结构710与基底的连接，形成对杯体主体730上连接区域的覆盖，得到髋臼杯700外周面上的多孔性结构。图中焊点740的数量及位置是示意性的。
髋臼杯700的杯体主体730与复合体(或其包含的中间体720)在接触及连接的部位相适配。示例地，中间体720可以是薄片或薄板状，可以包含底部或包含底部及周边，还可以使用独立式或联结式锚点结构；杯体主体730的连接区域，可以设有嵌设复合体或其一部分的凹部；或者杯体主体730可以没有凹部，而使复合体直接包裹在杯体主体730的连接区域之外；杯体主体730与中间体720接触的部位，还可以进一步设置斜面和/或卡扣等定位结构。
髋臼杯700的杯体主体730使用锻造、铸造、粉末冶金或机加工等方式制成，优选是实心结构，便于加工且具有高强度；或者杯体主体730也可以是高致密度的多孔性结构；中间体720可以是实心的，或是比多孔性表面结构710致密度更高的多孔性结构；杯体主体730与中间体720都使用多孔性结构时，中间体720的致密度介于杯体主体730与多孔性表面结构710的致密度之间。中间体720与多孔性表面结构710，优选使用3D打印增材制造工艺实现，可以很好地控制孔隙等，以满足设计要求。杯体主体730与中间体720通过焊接实现有效连接，避免了目前通过热压工艺(如渗透焊工艺)等造成整体强度大幅下降的问题。
具体的示例中，如图23a～图24b所示，可以将杯体主体730的整个外表面作为一个连接区域，设置一个整体的复合体与之对应接触并通过所包含的中间体720在连接区域进行焊接。如图26a～图27b所示，也可以在杯体主体730的整个外表面划分多个独立的连接区域(本例分为三个区域)；多个复合体(各自可以是片状或其他形状，与穹顶状的髋臼杯700相适配)，分别与这些连接区域对应接触，并通过各自的中间体720在这些连接区域相应焊接。其中，每个复合体的内层为中间体720，外层全部或大部分为多孔性表面结构710。
<椎间融合器>
以椎间融合器为例进行说明。在出现脊柱损伤，例如是腰椎间盘突出和颈椎病等症状的椎间盘退变性疾病时，为了在两个涉及损伤的椎体之间对脊椎进行加强，一般在从椎间腔或椎间盘间隙中移除损伤的椎间盘之后，将椎间融合器置入两个直接相叠的椎体之间，以便在椎体间保持预设的距离，并且使融合器最终融入椎间，提高椎体间稳定性。
如图29或图30所示，示例的椎间融合器800中，融合器主体包含上端面、下端面(如在图29、图30中对应于纸面的内、外方向)，其在植入后会分别接触两个椎体；连通上、下端面，形成有环绕在四周的侧壁；上、下端面开设有纵向贯穿的一个或多个通孔801，可以用于植入自体骨或骨替代物等；侧壁上也可以开设横向贯穿的通孔(图未示出)，来和周围的骨组织等连通。
融合器主体830起主要的力学支撑作用；而为了促进骨长入，加快上下椎体与融合器的骨性融合，可以将多孔性表面结构810优选地覆盖至所述融合器主体830的上端面、下端面；或者，可以进一步在融合器主体830的侧壁的至少部分外表面，和/或在侧壁处(环绕纵向/横向通孔)的至少部分内表面，也以多孔性表面结构810覆盖。通过本发明的连接结构及方法，可以使椎间融合器800表面的多孔性结构810的覆盖面积更大，而不会影响到融合器主体本身的结构或强度。
为此，可以在所述椎间融合器800中，类似地使用上述实施例一至实施例三或其变形示例的结构及方法，图30框线E处局部放大的侧剖视图在图25示出，融合器主体830对应于连接结构中的基底；包含中间体及多孔性表面结构810的复合体，覆盖在融合器主体830的连接区域(如前述的上/下端面等)，通过中间体与基底的焊接，实现复合体与基底的连接，形成对融合器主体830上连接区域的覆盖，得到融合器主体830表面上的多孔性结构。图中焊点840的数量及位置是示意性的。
融合器主体830与复合体(或其包含的中间体)在接触及连接的部位相适配。示例地，中间体可以是薄片或薄板状，可以包含底部或包含底部及周边，还可以使用独立式或联结式锚点结构；融合器主体830的连接区域，可以设有嵌设复合体或其一部分的凹部；或者融合器主体830可以没有凹部，而使复合体直接覆盖在融合器主体830的连接区域上；融合器主体830与中间体接触的部位，还可以进一步设置斜面和/或卡扣等定位结构。
融合器主体830使用锻造、铸造、粉末冶金或机加工等方式制成，优选是实心结构，便于加工且具有高强度；或者融合器主体830也可以是高致密度的多孔性结构；中间体可以是实心的，或是比多孔性表面结构810致密度更高的多孔性结构；融合器主体830与中间体都使用多孔性结构时，中间体的致密度介于融合器主体830与多孔性表面结构810的致密度之间。中间体与多孔性表面结构810，优选使用3D打印增材制造工艺实现，可以很好地控制孔隙等，以满足设计要求。融合器主体830与中间体通过焊接实现有效连接，避免了目前通过热压工艺(如渗透焊工艺)等造成整体强度大幅下降的问题。
<人工膝关节>
以人工膝关节为例进行说明。人工膝关节的假体，包含股骨髁、胫骨平台(常以金属材料制成)，设置在二者之间的衬垫(可用聚乙稀等材料制成)，及髌骨假体(常以金属材料制成)。股骨髁连接到股骨远端，胫骨平台连接到胫骨近端。衬垫的下部与胫骨平台的上表面接触，股骨髁的外凸面与衬垫的上部及髌骨假体关节面接触，可以在规定范围内实现屈伸、滑动、旋转等活动。
参见图31或图32所示的股骨髁900，股骨髁主体930是弯曲的，大致呈鞍型，前端和后端分别上翘；股骨髁900的前端到前部可以是一体的；而在中部、后部到后端，形成为对应内侧髁和外侧髁的左右两半，这两半分别位于髁间窝906的两边。一些示例中，衬垫上可以形成向上延伸的限位凸缘(柱子)适配地接触于髁间窝906内。一些示例中，股骨髁主体930的中部可以进一步形成向上延伸的立柱907，其插入到股骨远端，提高植入假体的牢固性。
股骨髁主体930的外凸面通常较为光滑，以减少其与衬垫之间的摩擦损耗；而股骨髁主体930会在其内凹面，与股骨远端形成的截骨截面相匹配且相接触，因而优选地是在股骨髁主体930的内凹面上形成多孔结构，帮助截骨截面露出的骨小梁向着孔隙中生长，实现紧密结合，提高了假体的力学相容性和生物相容性。
示例地，在股骨髁900处，鉴于髁曲面及髁间窝907的存在，可以将股骨髁主体930的内凹面划分出多个连接区域，例如：上翘的前端、前部，分别对应左右一体的区域901、902；中部、后部及上翘的后端，各自有左右分开的两个区域903、904、905。这些区域均可以设置多孔性表面结构910。这些区域901～905可以是相互独立的，也可以是相连接的；位于这些区域901～905的多孔性表面结构910，可以是相互独立的，或者是相连接/相连通的。
为此，在所述股骨髁900中，类似地使用上述实施例一至实施例三或其变形示例的结构及方法，如图33所示，将股骨髁主体930对应于连接结构中的基底；包含中间体920及多孔性表面结构910的复合体，覆盖在股骨髁主体930的内凹面的若干连接区域，通过中间体920与基底的焊接，实现多孔性表面结构910与基底的连接，形成对股骨髁主体930上连接区域的覆盖，得到股骨髁主体930表面的多孔性结构。
如图34、图35所示是膝关节假体的胫骨平台1000，包含平台托和连接部1001，两者连接大致呈T型结构；所述平台托的上表面与衬垫相接触(互相可以固定或相对旋转)；所述连接部1001从平台托的下表面向下延伸，插入至胫骨中，实现胫骨平台的可靠固定。其中，平台托的下表面(例如在连接板旁划分两个区域)形成多孔结构，以促进骨长入，实现生物型紧固，提高假体的稳定性和使用寿命。
为此，在所述胫骨平台1000中，类似地使用上述实施例一至实施例三或其变形示例的结构及方法，参见图36所示，将胫骨平台主体1030对应于连接结构中的基底；包含中间体1020及多孔性表面结构1010的复合体，覆盖在胫骨平台主体1030的下表面的若干连接区域，通过中间体1020与基底的焊接，实现多孔性表面结构1010与基底的连接，形成对胫骨平台主体1030上连接区域的覆盖，得到胫骨平台主体1030表面的多孔性结构。
上述的股骨髁主体/胫骨平台主体，与各自的复合体(或其包含的中间体)在接触及连接的部位相适配。示例地，中间体可以是薄片或薄板状，可以包含底部或包含底部及周边，还可以使用独立式或联结式锚点结构；股骨髁主体/胫骨平台主体的连接区域，可以设有嵌设复合体或其一部分的凹部；或者股骨髁主体/胫骨平台主体可以没有凹部，而使复合体直接覆盖在股骨髁主体/胫骨平台主体的连接区域上；股骨髁主体/胫骨平台主体与中间体接触的部位，还可以进一步设置斜面和/或卡扣等定位结构。
股骨髁主体/胫骨平台主体使用锻造、铸造、粉末冶金或机加工等方式制成，优选是实心结构，便于加工且具有高强度；或者股骨髁主体/胫骨平台主体也可以是高致密度的多孔性结构；中间体可以是实心的，或是比多孔性表面结构致密度更高的多孔性结构；股骨髁主体/胫骨平台主体与中间体都使用多孔性结构时，中间体的致密度介于股骨髁主体/胫骨平台主体与多孔性表面结构的致密度之间。中间体与多孔性表面结构，优选使用3D打印增材制造工艺实现，可以很好地控制孔隙、弯曲程度等，以满足设计要求。股骨髁主体/胫骨平台主体与中间体通过焊接实现有效连接，避免了目前通过热压工艺(如渗透焊工艺)等造成整体强度大幅下降的问题。髌骨假体同样可以使用上述实施例一至实施例三或其变形示例的结构及方法，在其与骨骼接触的表面增加多孔性结构。
基于本实施例四的描述，实施例一至实施例三或其变形示例的结构及方法，可以在其他任意种类的骨科假体、人工关节等各种人工植入假体广泛应用，譬如是脊柱假体、踝关节、肩关节、肘关节、指关节、趾关节、椎间小关节、下颌关节、腕关节等等；本发明在各种假体本体上，通过使中间体接触并焊接固定至假体本体的连接区域，令与中间体预先连接的多孔性表面结构得以在假体本体上连接区域的表面覆盖(各种假体本体的基础结构和工作原理，则可参照本领域的现有技术实现，在此不做赘述)。
此外，任意一种假体，在完成复合体与基底的连接之后，例如在假体表面、接触骨组织的位置，包含但不限于假体的多孔性表面结构处，可以通过喷涂等方式形成例如骨传导或骨诱导的涂层(如羟基磷灰石(HA)涂层)，或形成含有细胞/生长因子的载体(如使用凝胶/胶原蛋白等材料作为载体)，或形成抗菌涂层(如抗菌素/银离子)等。
可选的示例中，本发明所述复合体的某些边缘，可以形成对复合体的内层中间体的边缘、外层多孔性表面结构的边缘，或两者交界处边缘的封边(图未示出)。所述封边可以是致密度高于多孔性表面结构的多孔性结构或是实心结构。每个封边在其所在的边缘处，可以是连续布置的一段，也可以是间隔布置的多段。
可选的示例中，本发明在所述基底的正面，即对应连接复合体的一面，形成若干裙边；所述裙边可以是致密度高于多孔性表面结构的多孔性结构或是实心结构。可以将所述裙边设置基底上连接区域的某些边缘。每个裙边在其所在的连接区域的边缘，可以是连续布置的一段，也可以是间隔布置的多段。
以上述实施例记载的假体为例，比如股骨柄600处的裙边650，可以位于柄体主体630(上部)的连接区域的上边缘及下边缘(图22a、图22b)。比如髋臼杯700处的裙边750，位于每个独立的连接区域的边缘(图24a、图24b；图26a、图26b)。比如椎间融合器800的裙边850，可以位于上端面/下端面各自的外边缘和内边缘，纵向/横向的通孔的边缘等(图30)。比如股骨髁900的裙边950，位于股骨髁主体930内凹面的每个连接区域的边缘(图31)。比如胫骨平台1000的裙边1050，位于胫骨平台主体1030的下表面的每个连接区域的边缘(图34)。
不同的示例中，裙边可以是勾勒所在边缘轮廓的条状结构，该结构本身具有一定宽度，整个在基底表面凸起，该结构的一侧接触(或进一步连接)复合体的相对边缘，相对的另一侧可以开放布置(不与其他部件接触或连接)，或者该相对的另一侧可以与另一个复合体的相对边缘接触(或进一步连接)。或者，裙边与复合体的相对边缘接触(或进一步连接)的一侧，可以类似地以基底的凹部侧边形式实现，裙边上与之相对的另一侧可以延伸为凹部开口旁的基底部分而不突起于基底表面。在裙边与复合体的相对边缘接触(或进一步连接)的一侧，可以设置如斜面和/或卡扣等定位结构。
本发明对基底与复合体的焊接点数量及位置不限；示例地，可以将焊接点分布在复合体的非边缘区域。而在基底设置有裙边时，可以优选地将其中一些焊接点分布设置在基底的裙边和与该裙边对应接触的复合体的相应边缘上；可以没有其他焊接点，或者可以布置一些其他焊接点在复合体的非边缘区域。对应裙边位置的焊接相对较容易实施，连接的可靠性也相对较高，并且简化了对焊接点位置的设计选择过程，提高了效率。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (37)
1.一种多孔性结构和基底的连接结构，其特征在于，包含：
复合体，包含预先连接的第一多孔性结构与中间体；
基底，通过与中间体相连接，实现复合体与基底的连接。
2.如权利要求1所述多孔性结构和基底的连接结构，其特征在于，
所述中间体是实心结构，或者是第二多孔性结构；
所述第二多孔性结构的致密度，高于所述第一多孔性结构的致密度。
3.如权利要求2所述多孔性结构和基底的连接结构，其特征在于，
所述基底是实心结构，或者是第三多孔性结构；
所述第三多孔性结构的致密度，高于所述第一多孔性结构的致密度。
4.如权利要求3所述多孔性结构和基底的连接结构，其特征在于，
所述第二多孔性结构的致密度，在所述第一多孔性结构的致密度和所述第三多孔性结构的致密度之间。
5.如权利要求3所述多孔性结构和基底的连接结构，其特征在于，
所述第一多孔性结构是一种多孔性表面结构，通过中间体及基底的连接，使所述多孔性表面结构位于基底的表面。
6.如权利要求3所述多孔性结构和基底的连接结构，其特征在于，
所述基底通过锻造或铸造或机加工或粉末冶金或金属粉末注射成型制成。
7.如权利要求3所述多孔性结构和基底的连接结构，其特征在于，
所述复合体的第一多孔性结构与中间体是一体成型的结构。
8.如权利要求3所述多孔性结构和基底的连接结构，其特征在于，
所述复合体的第一多孔性结构与中间体，通过3D打印增材制造工艺、或气相沉淀工艺、或烧结实现。
9.如权利要求3所述多孔性结构和基底的连接结构，其特征在于，
所述基底由金属材料制成；
所述第一多孔性结构由金属材料制成；
所述中间体由金属材料制成。
10.如权利要求3所述多孔性结构和基底的连接结构，其特征在于，
所述中间体与基底之间有至少一对接触面；
所述中间体与基底在两者之间的至少一对接触面处连接固定。
11.如权利要求10所述多孔性结构和基底的连接结构，其特征在于，
所述中间体与基底在两者之间的至少一对接触面通过焊接来连接固定。
12.如权利要求11所述多孔性结构和基底的连接结构，其特征在于，
所述基底包含一个连接区域，其与一个复合体的中间体接触且连接，或分别与多个复合体的中间体接触且连接；
或者，所述基底包含多个连接区域，其与同一个复合体的中间体接触且连接；
或者，所述基底包含多个连接区域，其中的每个连接区域和与之对应的一个复合体的中间体接触且连接，或每个连接区域和与之对应的多个复合体的中间体分别接触且连接。
13.如权利要求12所述多孔性结构和基底的连接结构，其特征在于，
所述基底包含有多个连接区域时，所述多个连接区域处在同一平面，或者一部分连接区域与该基底上的其他连接区域不处在同一平面；
基底上的多个连接区域各自独立布置，或者基底上的至少一部分连接区域与该基底上的其他连接区域相互连通。
14.如权利要求10所述多孔性结构和基底的连接结构，其特征在于，
所述中间体与基底在两者之间的至少一对接触面焊接，称一对相互焊接的接触面为一对第一接触面；
所述中间体与基底在两者之间的至少一对接触面相应地设置有定位结构，称一对相应设置有定位结构的接触面为一对第二接触面；
相应设置有定位结构的第二接触面，属于相互焊接的第一接触面；或者，相应设置有定位结构的第二接触面，不属于相互焊接的第一接触面。
15.如权利要求14所述多孔性结构和基底的连接结构，其特征在于，
所述定位结构，包含：
限位口，形成在任意一对第二接触面之中的一个接触面；
突起，形成在所述任意一对第二接触面之中的另一个接触面，并插入到对应位置的所述限位口内。
16.如权利要求14所述多孔性结构和基底的连接结构，其特征在于，
任意一对第二接触面通过相配合的表面形状及尺寸，来形成定位结构。
17.如权利要求1～16中任意一种所述多孔性结构和基底的连接结构，其特征在于，所述基底的连接区域包含开设在基底的凹部；
所述复合体包含嵌置于凹部内的嵌入部分，位于嵌入部分内的中间体与基底凹部之间有至少一对接触面；位于嵌入部分内的中间体与基底凹部在两者之间的至少一对接触面处焊接。
18.如权利要求17所述多孔性结构和基底的连接结构，其特征在于，
所述基底的凹部设有开口，以及与所述开口相对的顶面；所述开口与顶面之间设有侧边；
位于嵌入部分内的中间体包含底部，所述中间体的底部与基底凹部的顶面之间焊接固定；
或者，位于嵌入部分内的中间体包含底部及周边，所述中间体的底部与基底凹部的顶面之间焊接固定，和/或所述中间体的至少一侧周边与基底凹部的至少一侧侧边之间焊接固定。
19.如权利要求18所述多孔性结构和基底的连接结构，其特征在于，
所述中间体与基底在两者之间的至少一对接触面，通过相配合的表面形成定位结构；所述定位结构，包含：
基底凹部的至少一个侧边为斜面，其与基底凹部的顶面形成设定的角度；
与所述至少一个侧边相对应的所述中间体的至少一个周边为斜面，其与所述中间体的底部形成设定的角度。
20.如权利要求19所述多孔性结构和基底的连接结构，其特征在于，
所述角度为锐角。
21.如权利要求1～16中任意一项所述多孔性结构和基底的连接结构，其特征在于，所述复合体的中间体为板状或片状。
22.如权利要求1～16中任意一项所述多孔性结构和基底的连接结构，其特征在于，所述复合体的中间体，包含与所述第一多孔性结构预先连接的若干个锚点；所述复合体通过锚点与所述基底相接触且连接固定；
所述锚点之间相互独立；或者，每个锚点与至少一个其他锚点之间通过联结体相互连接。
23.如权利要求22所述多孔性结构和基底的连接结构，其特征在于，
所述锚点包含锚点底部，其与所述基底相接触且连接固定；
所述锚点底部的上方有空隙，所述空隙内没有形成所述第一多孔性结构；或者，所述锚点底部的上方被所述第一多孔性结构填充。
24.如权利要求22所述多孔性结构和基底的连接结构，其特征在于，
所述锚点包含锚点底部，和至少一侧设立在锚点底部上的锚点周边；所述锚点中的锚点底部和/或至少一侧锚点周边，与所述基底相接触；所述锚点与所述基底在两者之间的至少一对接触面连接固定；
所述锚点底部的上方及锚点周边围成的空间为空隙，所述空隙内没有形成所述第一多孔性结构；或者，所述锚点底部的上方及锚点周边围成的空间，被所述第一多孔性结构填充。
25.如权利要求23或24所述多孔性结构和基底的连接结构，其特征在于，
每个锚点与至少一个其他锚点之间通过联结体相互连接时，所述联结体包含联结体底部，所述联结体底部与锚点连接；
或者，所述联结体包含联结体底部，和至少一侧设立在联结体底部上的联结体侧壁；所述联结体底部和/或至少一侧所述联结体侧壁，与锚点连接。
26.如权利要求25所述多孔性结构和基底的连接结构，其特征在于，
所述联结体中的联结体底部，与所述基底之间无接触且无连接、或者相接触而无连接、或者相接触且相连接；
所述联结体中的联结体侧壁，与所述基底之间无接触且无连接、或者相接触而无连接、或者相接触且相连接。
27.如权利要求25所述多孔性结构和基底的连接结构，其特征在于，
所述联结体底部的上方有空隙，所述空隙内没有形成所述第一多孔性结构；或者，所述联结体底部的上方被所述第一多孔性结构填充；
所述联结体侧壁的上方有空隙，所述空隙内没有形成所述第一多孔性结构；或者，所述联结体侧壁的上方被所述第一多孔性结构填充。
28.如权利要求24所述多孔性结构和基底的连接结构，其特征在于，
所述锚点是实心结构；
或者，所述锚点是比所述第一多孔性结构的致密度更高的多孔性结构。
29.如权利要求27所述多孔性结构和基底的连接结构，其特征在于，
所述联结体是实心结构；
或者，所述联结体是比所述第一多孔性结构的致密度更高的多孔性结构；
所述联结体的致密度与所述锚点的致密度一致或不一致。
30.如权利要求1～16中任意一项所述多孔性结构和基底的连接结构，其特征在于，所述复合体形成为壳体，包裹在基底的连接区域上；其中，所述壳体的外层包含第一多孔性结构；所述壳体的内层包含中间体，其与所述基底的连接区域连接。
31.如权利要求30所述多孔性结构和基底的连接结构，其特征在于，
所述复合体形成的壳体是一个整体；
或者，所述复合体形成的壳体包含多个壳体片体；其中，多个壳体片体相互独立，或者相邻的壳体片体之间在至少一侧的邻边相连接。
32.如权利要求1～16中任意一项所述多孔性结构和基底的连接结构，其特征在于，所述基底上形成有凸起的裙边；
所述裙边位于基底的连接区域的边缘；每个连接区域的一个或多个边缘设有裙边；
所述裙边是实心结构，或者是比所述第一多孔性结构的致密度更高的多孔性结构。
33.如权利要求32所述多孔性结构和基底的连接结构，其特征在于，
所述裙边的第一个侧面，面对复合体的一侧边缘，与所述复合体的这一侧边缘相接触而无连接，或者与所述复合体的这一侧边缘相接触且相连接；
所述裙边的第二个侧面，开放设置而不与任何复合体相接触或相连接；或者，所述裙边的第二个侧面，面对另一个复合体的一侧边缘，与所述另一个复合体的这一侧边缘相接触而无连接，或者与所述另一个复合体的这一侧边缘相接触且相连接。
34.如权利要求33所述多孔性结构和基底的连接结构，其特征在于，
所述基底的裙边和相应复合体的边缘之间通过焊接来连接固定。
35.如权利要求32所述多孔性结构和基底的连接结构，其特征在于，
所述裙边在其所在的连接区域的边缘处连续布置或分段间隔布置。
36.如权利要求1～16中任意一项所述多孔性结构和基底的连接结构，其特征在于，所述复合体的边缘形成有封边；
所述封边位于以下的一个或多个位置：中间体的边缘、第一多孔性结构的边缘、中间体与第一多孔性结构的交界处的边缘；
所述封边是实心结构，或者是比所述第一多孔性结构的致密度更高的多孔性结构。
37.如权利要求36所述多孔性结构和基底的连接结构，其特征在于，
所述封边在其所在的边缘处连续布置或分段间隔布置。
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