CN214285311U - 一种低弹性模量髋臼外杯 - Google Patents

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向小伟
王凯
郭凯旋
蒋金位
邹炜民
王国华
宋坤
刘江
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Abstract

本实用新型提供了一种低弹性模量髋臼外杯，涉及外科植入材料技术领域。所述髋臼外杯为双层曲面结构，外层为多孔钽杯体，内层为高强度钴基合金或钛合金制成的增强结构，所述增强结构与多孔钽杯体固定连接；所述增强结构包括：与所述多孔钽杯体曲面连接的呈十字型、米子型或网状增强结构，以及与所述多孔钽杯体边缘连接的圆环状增强结构。该髋臼外杯具有抗变形力复合临床要求，且弹性模量与人体骨组织接近，达到优异的骨长入效果。

Description

一种低弹性模量髋臼外杯
技术领域
本实用新型涉及外科植入材料技术领域，具体涉及一种低弹性模量髋臼外杯。
背景技术
人工髋关节金属髋臼外杯是人体植入物。用于人体髋关节病变需要进行骨科置换手术时植入人体髋关节的替换物，植入后使病人在一定程度上恢复髋关节的生理功能，缓解疼痛，改善运动与提高生活质量。
目前用于制造髋臼外杯的金属材料包括钴基合金、钛合金等，为了实现骨长入，实现长期固定的效果，通常还会在髋臼外杯的表面通过烧结一层金属圆珠或金属丝网等带有孔隙的涂层，也有通过3D打印的方式直接制备出外层为多孔结构的髋臼外杯。但上述结构的髋臼外杯的主体均为实心金属材料，通常弹性模量非常高，远超人体骨的弹性模量，因此存在“应力遮蔽”效应，造成骨溶解，使骨长入的效果大打折扣。金属钽是一种生物相容性极佳的材料，同时钽的弹性模量较低，为了降低髋臼外杯的弹性模量，有部分专利提出直接采用3D打印的方式，将整个髋臼外杯打印成多孔结构，以获得低弹性模量且骨长入效果优良的髋臼外杯。但这种多孔结构髋臼外杯强度非常低，抗变形能力难以满足医疗器械相关标准要求。
实用新型内容
本实用新型提供了一种低弹性模量髋臼外杯，其目的是为了解决现有技术中合金材料弹性模量高，存在应力遮蔽骨长入效果不佳，多孔结构髋臼外杯强度低，抗变形能力难以满足医疗器械相关标准的技术问题。
为了达到上述目的，本实用新型的实施例提供了一种低弹性模量髋臼外杯，所述髋臼外杯为双层曲面结构，外层为多孔钽杯体，内层为高强度钴基合金或钛合金制成的增强结构，所述增强结构与多孔钽杯体固定连接；
所述增强结构一体成型，与所述多孔钽杯体曲面连接的增强结构为网状，与所述多孔钽杯体边缘连接的增强结构为圆环状。
进一步的，所述髋臼外杯还包括：髋臼螺钉孔，所述髋臼螺钉孔设置在髋臼外杯的曲面上，孔径为6-10mm。
进一步的，所述多孔钽杯体的外径为46-70mm，壁厚2-6mm。
进一步的，所述增强结构的厚度为1-4mm。
进一步的，所述与多孔钽杯体边缘连接的圆环状增强结构的厚度大于与多孔钽杯体曲面连接的增强结构，形成凸台。
本实用新型的上述方案有如下的有益效果：
(1)本实用新型的低弹性模量髋臼外杯外层为多孔结构的金属钽材质，从而降低髋臼外杯的弹性模量，并实现良好的骨长入效果，并在多孔钽杯体的内侧设置有增强结构，该增强结构在扩孔钽杯体曲面上呈十字星、米子型或网状结构，使得髋臼外杯具有足够的强度，满足医疗器械所需的抗变形能力。
(2)本实用新型的低弹性模量髋臼外杯上设置有髋臼螺钉孔，方便插入髋臼螺钉，用于髋臼外杯的固定，并通过将增强结构厚度非统一设计，形成凸台，使得多孔钽杯体与增强结构更加稳定。
附图说明
图1是本实用新型的髋臼垫块的结构示意图；
图2是本实用新型的另一髋臼垫块的结构示意图；
图3是本实用新型的又一髋臼垫块的结构示意图；
图4是本实用新型的局部剖面图。
【附图标记说明】
1、多孔钽杯体；2、增强结构；3、髋臼螺钉孔；4、凸台。
具体实施方式
为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本实用新型为了解决现有技术中合金材料弹性模量高，存在应力遮蔽骨长入效果不佳，多孔结构髋臼外杯强度低，抗变形能力难以满足医疗器械相关标准的技术问题，本实用新型提供了一种低弹性模量外杯。
如图1-4所示，本实用新型的实施例提供了一种低弹性模量髋臼外杯，所述述髋臼外杯为双层曲面结构，外层为多孔钽杯体1，所述多孔钽杯体1由 3D打印的方式制备而成，包括但不限于电子束熔化成型、选择性激光烧结、选择性激光熔化等3D打印方式，多孔结构为四面体结构或菱形十二面体结构，丝径200-400μm，孔径300-700μm，多孔钽杯体1的外径46-70mm，壁厚2-6mm。内层为高强度钴基合金或钛合金制成的增强结构2，所述增强结构 2通过机械加工的方式一体成型，厚度为1-4mm，具体包括：与所述多孔钽杯体曲面连接的网状增强结构，具体为十字形、米字形或网格形，以及所述多孔钽杯体边缘连接的圆环状增强结构；所述髋臼外杯还包括：髋臼螺钉孔3，所述髋臼螺钉孔3设置在髋臼外杯的曲面上，孔径为6-10mm，其由高强度钴合金或钛合金制成，用于髋臼外杯的固定；为了进一步提高双层结构的稳定性，所述与多孔钽杯体边缘连接的圆环状增强结构的厚度大于与多孔钽杯体曲面连接的增强结构，形成凸台4；所述多孔钽杯体1和增强结构2之间通过激光焊接或扩散焊接等方式固定连接形成一个整体结构。
本实用新型的一种低弹性模量髋臼外杯采用多孔钽材料的外杯体和合金材料增强结构组合而成，不仅能够避免传统实心髋臼外杯弹性模量高的缺点，还能接解决髋臼外杯强度过低的问题，通过调整多孔钽杯体和强强结构的厚度，在满足足够抗变形能力的前提下获得弹性模量与人体骨组织接近的复合材料髋臼外杯，从而达到优异的骨长入效果。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种低弹性模量髋臼外杯，其特征在于，所述髋臼外杯为双层曲面结构，外层为多孔钽杯体，内层为高强度钴基合金或钛合金制成的增强结构，所述增强结构与多孔钽杯体固定连接；
所述增强结构一体成型，与所述多孔钽杯体曲面连接的增强结构为网状，与所述多孔钽杯体边缘连接的增强结构为圆环状。
2.根据权利要求1所述的低弹性模量髋臼外杯，其特征在于，所述髋臼外杯还包括：
髋臼螺钉孔，所述髋臼螺钉孔设置在髋臼外杯的曲面上，孔径为6-10mm。
3.根据权利要求1所述的低弹性模量髋臼外杯，其特征在于，所述多孔钽杯体的外径为46-70mm，壁厚2-6mm。
4.根据权利要求1所述的低弹性模量髋臼外杯，其特征在于，所述增强结构的厚度为1-4mm。
5.根据权利要求1所述的低弹性模量髋臼外杯，其特征在于，所述与多孔钽杯体边缘连接的圆环状增强结构的厚度大于与多孔钽杯体曲面连接的增强结构，形成凸台。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114099777A (zh) * 2021-11-19 2022-03-01 湖南普林特医疗器械有限公司 一种骨科植入物多层活性涂层及其制备方法
WO2023208388A1 (en) * 2022-04-29 2023-11-02 Depuy Ireland Unlimited Company Three-dimensional porous structures for bone ingrowth and methods for producing

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