CN112869917A - 一种3d打印的双动全髋臼 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种3D打印的双动全髋臼，其包括外杯、以及连接板，所述外杯为内部中空且开设有敞口的半球形结构，还包括设置外杯与所述连接板之间的角度调节件、以及依次连接在外杯、所述角度调节件和连接板上的螺栓；在外杯的外表面上以及在连接板上均开设有环形齿；角度调节件为筒状结构，其两端均倾斜且两端倾斜的角度相对设置，在角度调节件的两个端面上均开设有环形齿，角度调节件上的环形齿与位于外杯上和连接板上的环形齿相适配。本申请具有便于对外杯和连接板之间的角度进行适应性调整，从而更好适配病患体内髂骨的效果。

Description

一种3D打印的双动全髋臼

技术领域

本申请涉及假体置换的领域，尤其是涉及一种3D打印的双动全髋臼。

背景技术

目前，随着人口老龄化进程的加速，髋关节病患也不断增加，当髋关节上的髋臼窝的位置出现患病情况后，需要对髋臼窝的位置使用假体进行置换，以建立正常的解剖结构，恢复髋关节功能。

现有的全髋臼包括连接板、与连接板固接的外杯、安装在外杯上的内衬、以及能转动设置在内衬内部的双极头，连接板上开设有多个通孔，将螺栓穿设在通孔内，再将螺栓连接在髂骨上，即可将连接板与髂骨连接，从而将全髋臼假体固定在病患体内。

针对上述中的相关技术，发明人认为存在有由于全髋臼假体的结构相对不变，且由于病患的髂骨的形状各不相同的情况，导致全髋臼假体不能更好地适配病患。

发明内容

为了改善相对不变的全髋臼假体不能更好地适配病患髂骨形状的缺陷，本申请提供一种3D打印的双动全髋臼。

本申请提供的一种3D打印的双动全髋臼采用如下的技术方案：

一种3D打印的双动全髋臼，包括外杯、以及连接板，所述外杯为内部中空且开设有敞口的半球形结构，还包括设置外杯与所述连接板之间的角度调节件、以及依次连接在外杯、所述角度调节件和连接板上的螺栓；

在外杯的外表面上以及在连接板上均开设有环形齿；

角度调节件为筒状结构，其两端均倾斜且两端倾斜的角度相对设置，在角度调节件的两个端面上均开设有环形齿，角度调节件上的环形齿与位于外杯上和连接板上的环形齿相适配。

通过采用上述技术方案，全髋臼整体采用3D打印工艺制作而成，既能满足假体结构强度的要求，还具有制作周期短等优点，转动角度调节件后，在角度调节件倾斜两端的作用下，能够使得连接板与外杯之间的角度进行随意调整，从而能使全髋臼能够更好地与病患的髂骨进行适配，增强全髋臼的适用性，将环形齿相互啮合后，在环形齿的限制作用下，能保持外杯与连接板之间的角度不能随意变动，从而提升全髋臼的使用稳定性，使用螺栓由外杯的内部向外穿设后，再穿设在角度调节件上，最终与连接板螺纹连接，便于将外杯、角度调节件与连接板进行连接的同时，松动螺栓后，在螺栓与连接板连接的前提下，便于转动角度调节件从而还便于对三者之间的角度进行调整。

可选的，在所述外杯的外表面上设有第一连接头，所述第一连接头背离外杯的端面上开设环形齿；

在连接板上设有第二连接头，在所述第二连接头背离连接板的端面上开设有环形齿。

通过采用上述技术方案，在第一连接头和第二连接头上开设环形齿，能够降低破坏外杯以及连接板本体结构的可能性，同时还便于在外杯和连接板上开设环形齿。

可选的，在所述第一连接头和第二连接头内均转动安装有转环，两个所述转环之间连接有拉伸弹簧。

通过采用上述技术方案，连接在两个连接头内的拉伸弹簧能对外杯和连接板形成预紧力，从而在松动螺栓对外杯和连接板的角度进行调整时，连接板与外杯之间也不会随意脱离，位于连接头内的两个转环对拉伸弹簧形成限制，从而在转动连接板和外杯时，不会扭动拉伸弹簧，从而对拉伸弹簧的结构强度形成保护。

可选的，在所述第一连接头和第二连接头内固均接有固定环，所述固定环的外径与转环的外径一致，且固定环的内径大于转环的内径。

通过采用上述技术方案，固定环既能将转环稳定现在连接头内，还不会对拉伸弹簧与转环之间的连接造成干涉，结构简单、使用稳定。

可选的，所述外杯内固定设置有内衬，所述内衬为内部中空且设有开口的半球形结构，在内衬的外壁上加工有环形面。

通过采用上述技术方案，弧形面能限制内衬在外杯的内部不会随意转动，从而提升内衬在外杯内的使用稳定性，内衬安装在外杯内部后，能够对连接在外杯上的螺栓的端部进行覆盖，使螺栓不会干涉髋臼杯的正常使用。

可选的，在所述外杯的内壁上开设有环槽，在所述环槽内安装有锁环，所述锁环上设有开口，当内衬位于外杯内时，锁环能与内衬的开口相抵接。

通过采用上述技术方案，设有开口的锁环具有一定的弹性，便于将锁环安装在环槽内，使用锁环便于将内衬稳定安装在外杯内部的同时，还便于从外杯内取出内衬，从而便于对内衬进行更换。

可选的，在所述锁环的两端上均设有卡接部，在所述外杯的敞口上开设有供卡接部卡设的卡口。

通过采用上述技术方案，卡接部开设在卡口内，能对锁环形成限位的同时，还增大锁环两端的体积，按住两个卡接部便于对锁环进行操作。

可选的，所述内衬的内部转动安装有双极头，所述双极头为内部中空且设有开口的半球形结构，所述双极头的外表面与内衬的内表面相提盒，双极头的外径小于锁环的内径。

通过采用上述技术方案，将股骨的端部设置在双极头的内部，便于将股骨与全髋臼进行连接，股骨的端部设置在双极头的内部后，股骨与双极头、双极头与内衬之间均能相对转动，从而形成双动全髋臼。

可选的，所述外杯和连接板的外表面上设有仿生骨小梁结构。

通过采用上述技术方案，仿生骨小梁结构自身为网格状结构，从而将双动全髋臼连接在患者体内后，仿生骨小梁结构利于骨生长，促进双动全髋臼与髂骨形成稳定连接。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1. 通过设置角度调节件和螺栓，转动角度调节件后，能够使得连接板与外杯之间的角度进行随意调整，从而能使全髋臼能够更好地与病患的髂骨进行适配，增强全髋臼的适用性；

2. 通过设置转环和拉伸弹簧，拉伸弹簧能对外杯和连接板形成预紧力，从而在松动螺栓对外杯和连接板的角度进行调整时，连接板与外杯之间也不会随意脱离；

3. 通过设置固定环，固定环既能将转环稳定现在连接头内，还不会对拉伸弹簧与转环之间的连接造成干涉，结构简单、使用稳定。

附图说明

图1是一种3D打印的双动全髋臼的结构示意图；

图2是双动全髋臼的爆炸结构示意图；

图3是双动全髋臼的剖面结构示意图；

图4是图3中A部分的局部放大示意图。

附图标记说明：1、外杯；11、卡口；12、第一连接头；2、内衬；3、锁环；31、卡接部；4、双极头；5、角度调节件；6、连接板；61、第二连接头；62、加强部；7、螺栓；8、环组件；81、转环；82、固定环；9、拉伸弹簧。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请公开的一种3D打印的双动全髋臼，结合图1、图2，双动全髋臼包括外杯1、可拆卸安装在外杯1内部的内衬2、安装在外杯1上用于对内衬2形成限位的锁环3、转动安装在内衬2内部的双极头4、一端由外杯1内部向外杯1外部穿设的螺栓7、套设在螺栓7上的角度调节件5、以及连接在螺栓7端部上的连接板6，外杯1、内衬2和双极头4均为内部中空且设有开口的半球形结构，股骨头的端部可设置在双极头4内，连接板6上开设有多个通孔，使用螺钉双摄在通孔内，即可将连接板6与髂骨进行连接。

在外杯1外表面上与连接板6的板面上均设置有仿生骨小梁结构，仿生骨小梁结构自身为网格状结构，从而将双动全髋臼连接在患者体内后，仿生骨小梁结构利于骨生长，促进双动全髋臼与髂骨形成稳定连接。

外杯1与连接板6均采用3D打印工艺制作而成，具有制作周期短等优点的同时，还能够根据患者患病髋关节的形状进行定制，从而使双动全髋臼更好地与患者体内的髂骨进行适配，内衬2由钛合金材料制成，从而能够提升内衬2的耐磨损性。

参照图2，在内衬2开进其开口的外表面上加工形成有环形面，将内衬2安装在外杯1内部后，环形面既能有效限制内衬2在外杯1内部不能随意转动，环形面还能对螺栓7位于外杯1内的端部形成让位，降低内衬2与螺栓7端部相干涉的可能性。

参照图2，锁环3上设有开口，锁环3的外径大于外杯1开口的内径，且锁环3的内径小于外杯1开口的内径，在外杯1的内壁上开设有用于安装锁环3的环槽，在外杯1开口的端面上开设有卡口11，锁环3在开口的作用下能够提升锁环3的柔性，从而便于将锁环3安装在环槽内，将内衬2安装在外杯1内部后，锁环3能够与内衬2开口的端面相抵接，即可将内衬2稳定锁定在外杯1内部。

锁环3的两端上均设有卡接部31，将锁环3安装在环槽内后，两个卡接部31能卡设在卡口11内，从而将锁环3的两端限制在卡口11内，使锁环3在环槽内不能随意转动，从而在更换内衬2时，便于将锁环3从环槽内取出，进而便于对内衬2进行更换。

参照图2，外杯1的外表面上一体成型设置有圆柱状的第一连接头12，第一连接头12背离外杯1的端面上开设有环形齿，在连接板6的侧面上一体成型设置有柱状的第二连接头61，第二连接头61背离连接板6本体的端面上同样开设有环形齿。

结合图2、图3，角度调节件5呈柱状且其周面为弧形面，角度调节件5内径大于螺栓7的直径，角度调节件5的两端均加工成倾斜端面，且两端的倾斜角度相对设置，角度调节件5的两端面上同样开设有环齿，角度调节件5上的环齿能分别与位于第一连接头12和位于第二连接头61上的环齿相互啮合。

螺栓7的端部穿过角度调节件5后与第一连接头12螺纹连接，在角度调节件5倾斜两端的前提下，转动角度调节件5，即可改变连接板6与外杯1之间夹角的角度，从而能够使得全髋臼假体能更好地与患者体内的髂骨进行适配连接，调整连接板6与外杯1之间的角度后，将环形齿相互啮合，第一连接头12、角度调节件5和第二连接头61形成相对稳定的连接，进而使连接板6与外杯1之间的角度不能随意转动，提升双动全髋臼假体的使用稳定性。

参照图3，在连接板6的一个板面上且靠近第一连接头12的一侧上，一体成型设置有加强部62，加强部62凸出于连接板6的板面，从而增大连接加班与第一连接头12、以及连接板6连接在髂骨时，连接位置的结构强度，结构简单，易于制造。

结合图3、图4，实际使用时，调整好外杯1与连接板6之间的角度，并使用螺栓7连接外杯1与连接板6时，还需要工作人员用手同时握住连接板6和外杯1，以防止相互啮合的环形齿出现松动，导致连接板6与外杯1之间的调整好的角度发生变化而出现重新调节角度的情况，进而还在第一连接头12和第二连接头61内分别设置有环组件8、以及连接在环组件8上的拉伸弹簧9，以对连接板6和外杯1之间施加预紧力，降低连接板6与外杯1之间随意发生预连接不稳定的可能性。

参照图4，在第一连接头12和第二连接头61的内部，由设有环齿的一端向第一连接头12和第二连接头61内部，并沿第一连接头12和第二连接头61的轴线方向均开设有安装孔，安装孔的内径大于螺栓7的直径，从而形成供拉伸弹簧9安装的让位腔，环组件8的外径与安装孔的内径相一致。

环组件8包括转动设置在安装孔孔底处的转环81、以及固定连接在安装孔孔壁上的固定环82，固定环82的外径与安装孔的内径相一致，且其内径大于转环81的内径，拉伸弹簧9的两端固定连接在两个转环81上，固定环82的内径大于安装环的内径能对拉伸弹簧9的端部形成让位，从而便于将拉伸弹簧9的端部稳定连接在转环81上。

拉伸弹簧9始终位于外杯1与连接板6之间，能够对连接板6与外杯1之间形成预紧力，从而使得环形齿相啮合后，连接板6与外杯1之间不能随意发生转动，进而提升外杯1、角度调节件5与连接板6之间的连接稳定性，利于工作人员进行调整、使用。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种3D打印的双动全髋臼，包括外杯(1)、以及连接板(6)，所述外杯(1)为内部中空且开设有敞口的半球形结构，其特征在于：还包括设置外杯(1)与所述连接板(6)之间的角度调节件(5)、以及依次连接在外杯(1)、所述角度调节件(5)和连接板(6)上的螺栓(7)；

在外杯(1)的外表面上以及在连接板(6)上均开设有环形齿；

角度调节件(5)为筒状结构，其两端均倾斜且两端倾斜的角度相对设置，在角度调节件(5)的两个端面上均开设有环形齿，角度调节件(5)上的环形齿与位于外杯(1)上和连接板(6)上的环形齿相适配。

2.根据权利要求1所述的一种3D打印的双动全髋臼，其特征在于：在所述外杯(1)的外表面上设有第一连接头(12)，所述第一连接头(12)背离外杯(1)的端面上开设环形齿；

在连接板(6)上设有第二连接头(61)，在所述第二连接头(61)背离连接板(6)的端面上开设有环形齿。

3.根据权利要求2所述的一种3D打印的双动全髋臼，其特征在于：在所述第一连接头(12)和第二连接头(61)内均转动安装有转环(81)，两个所述转环(81)之间连接有拉伸弹簧(9)。

4.根据权利要求3所述的一种3D打印的双动全髋臼，其特征在于：在所述第一连接头(12)和第二连接头(61)内固均接有固定环(82)，所述固定环(82)的外径与转环(81)的外径一致，且固定环(82)的内径大于转环(81)的内径。

5.根据权利要求1或4所述的一种3D打印的双动全髋臼，其特征在于：所述外杯(1)内固定设置有内衬(2)，所述内衬(2)为内部中空且设有开口的半球形结构，在内衬(2)的外壁上加工有环形面。

6.根据权利要求5所述的一种3D打印的双动全髋臼，其特征在于：在所述外杯(1)的内壁上开设有环槽，在所述环槽内安装有锁环(3)，所述锁环(3)上设有开口，当内衬(2)位于外杯(1)内时，锁环(3)能与内衬(2)的开口相抵接。

7.根据权利要求6所述的一种3D打印的双动全髋臼，其特征在于：在所述锁环(3)的两端上均设有卡接部(31)，在所述外杯(1)的敞口上开设有供卡接部(31)卡设的卡口(11)。

8.根据权利要求6所述的一种3D打印的双动全髋臼，其特征在于：所述内衬(2)的内部转动安装有双极头(4)，所述双极头(4)为内部中空且设有开口的半球形结构，所述双极头(4)的外表面与内衬(2)的内表面相提盒，双极头(4)的外径小于锁环(3)的内径。

9.根据权利要求1所述的一种3D打印的双动全髋臼，其特征在于：所述外杯(1)和连接板(6)的外表面上设有仿生骨小梁结构。

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