CN219423056U - 支撑结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种支撑结构，支撑结构包括支撑托，沿第一预设方向沿伸；支撑架，沿第一预设方向沿伸，支撑架与支撑托连接；支撑垫，沿第一预设方向沿伸，支撑垫与支撑托连接，支撑垫环绕设置在支撑架上；支撑垫上设置有用于供骨骼长入的孔隙。本实用新型的支撑结构解决了现有技术中的人工膝关节的胫骨托的稳定性差的问题。

Description

支撑结构

技术领域

本实用新型涉及医疗领域，具体而言，涉及一种支撑结构。

背景技术

在慢性膝关节疾病的治疗方式中，全膝置换手术是一种可行的方式，全膝置换手术是将发生病变且无法进行自我修复的股骨关节面软骨、胫骨关节面软骨、半月板等软骨组织全部去除，然后换上与此膝关节解剖结构和几何尺寸相近的人工膝关节。

人工膝关节的胫骨托的整体性能(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牢固结合在一起，保证假体不松动；否则，病人一旦疼痛，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。另一方面，传统的胫骨平台主要由不锈钢、CoCr合金以及钛合金制备，但这几种材料都存在弹性模量高，造成应力遮蔽，影响植入效果，因此，现有的治疗方式均未达到理想的治疗效果。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种支撑结构，以解决现有技术中的人工膝关节的胫骨托的稳定性差的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种支撑结构。支撑结构包括：支撑托，沿第一预设方向沿伸；支撑架，沿第一预设方向沿伸，支撑架与支撑托连接；支撑垫，沿第一预设方向沿伸，支撑垫与支撑托连接，支撑垫环绕设置在支撑架上；支撑垫上设置有用于供骨骼长入的孔隙。

进一步地，支撑结构包括支撑垫，支撑垫的孔隙率的取值范围是60％至90％；和/或，沿支撑垫远离支撑托的方向，支撑垫的孔隙率的取值逐渐缩小。

进一步地，支撑垫包括：一级支撑垫，一级支撑垫环绕设置在支撑架上，一级支撑垫的孔隙率的取值为75-90％；二级支撑垫，二级支撑垫环绕设置在一级支撑垫的外侧，二级支撑垫的孔隙率的取值为70-80％。

进一步地，支撑垫包括三级支撑垫，三级支撑垫环绕设置在二级支撑垫的外侧，三级支撑垫的孔隙率的取值为60-75％。

进一步地，支撑垫包括多个相互连接的连接单元，各个连接单元均为三周期极小曲面单元结构，各个连接单元的边长的取值范围均为1mm至4mm。

进一步地，沿第一预设方向，支撑垫的厚度的取值范围是0.5cm至2cm。

进一步地，支撑垫包括第一支撑垫和第二支撑垫，第一支撑垫与第二支撑垫以预设平面为对称面相互对称地设置。

进一步地，第一支撑垫与第二支撑垫之间设置有凹槽，凹槽的至少部分的内壁面为弧面。

进一步地，支撑结构还包括：第一支撑梁，第一支撑梁与支撑托和支撑架均连接，第一支撑梁穿过第一支撑垫；第二支撑梁，与第一支撑梁相间隔地设置，第二支撑梁与支撑托和支撑架均连接，第二支撑梁穿过第二支撑垫。

进一步地，支撑架为圆锥形结构。

应用本实用新型的技术方案，支撑结构包括支撑托，沿第一预设方向沿伸；支撑架，沿第一预设方向沿伸，支撑架与支撑托连接；支撑垫，沿第一预设方向沿伸，支撑垫与支撑托连接，支撑垫环绕设置在支撑架上；支撑垫上设置有用于供骨骼长入的孔隙。采用上述装置，支撑结构在真空环境下一体成型，避免了在成型过程受到氧、碳等杂质元素的污染，实现了精度高且工艺方便高效的效果；另外，支撑垫上设置有用于骨骼长入的孔隙，有利于细胞及骨生长因子固着并攀附生长。这种支撑结构在保留了高表面高摩擦系数的前提下，同时满足胫骨平台对质量、强度以及骨长入等性能的要求。解决了现有技术中的人工膝关节的胫骨托的稳定性差的问题，

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的支撑结构的实施例的结构示意图；

图2示出了支撑结构的实施例的主视示意图；

图3示出了支撑结构的实施例的仰视示意图；

图4示出了支撑结构的支撑垫的实施例的仰视示意图；

图5示出了支撑结构的G型极小曲面的三周期极小曲面连接单元示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、支撑托；2、支撑架；3、支撑垫；4、孔隙；5、一级支撑垫；6、二级支撑垫；7、三级支撑垫；8、连接单元；9、第一支撑垫；10、第二支撑垫；11、凹槽；12、第一支撑梁；13、第二支撑梁。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

参见图1至图3，本实施例的支撑结构包括支撑托1，沿第一预设方向沿伸；支撑架2，沿第一预设方向沿伸，支撑架2与支撑托1连接；支撑垫3，沿第一预设方向沿伸，支撑垫3与支撑托1连接，支撑垫3环绕设置在支撑架2上；支撑垫3上设置有用于供骨骼长入的孔隙4。

采用上述装置，支撑结构在真空环境下一体成型，避免了在成型过程受到氧、碳等杂质元素的污染，实现了精度高且工艺方便高效的效果；另外，支撑垫3上设置有用于骨骼长入的孔隙，有利于细胞及骨生长因子固着并攀附生长。这种支撑结构在保留了高表面高摩擦系数的前提下，同时满足胫骨平台对质量、强度以及骨长入等性能的要求。解决了现有技术中的人工膝关节的胫骨托的稳定性差的问题。

参见图3，在本实施例的支撑结构中，支撑垫3的孔隙率的取值范围是65％至90％；和/或，沿支撑垫3远离支撑托1的方向，支撑垫3的孔隙率的取值逐渐缩小。

采用上述装置，沿支撑垫3远离支撑托1的方向，支撑垫3的孔隙率逐渐减小，支撑垫3内部大的孔隙4降低了支撑结构的质量，外部小的孔隙4增加了表面积。同时限定了孔隙率的取值范围，这种特殊结构的支撑垫3有利于细胞及骨生长因子固着并攀附生长。

参见图3，在本实施例的支撑结构中，支撑垫3包括：一级支撑垫5，一级支撑垫5环绕设置在支撑架2上，一级支撑垫5的孔隙率的取值为75-90％；二级支撑垫6，二级支撑垫6环绕设置在一级支撑垫5的外侧，二级支撑垫6的孔隙率的取值为70-80％。

采用上述装置，根据支撑架2的位置对支撑垫3划分为一级支撑垫5与二级支撑垫6，对一级支撑垫5及二级支撑垫6的孔隙率取值作了具体说明，实现了沿支撑垫3远离支撑托1的方向，支撑垫3的孔隙率逐渐减小的目的，这种特殊结构的支撑垫3有利于细胞及骨生长因子固着并攀附生长。

参见图3，在本实施例的支撑结构中，支撑垫3包括三级支撑垫7，三级支撑垫7环绕设置在二级支撑垫6的外侧，三级支撑垫7的孔隙率的取值为60-75％。

采用上述装置，对三级支撑垫7的孔隙率取值及位置作了具体说明，实现了沿支撑垫3远离支撑托1的方向，支撑垫3的孔隙率逐渐减小的目的，这种特殊结构的支撑垫3有利于细胞及骨生长因子固着并攀附生长。

参见图5，在本实施例的支撑结构中，支撑垫3包括多个相互连接的连接单元8，各个连接单元8均为三周期极小曲面单元结构，各个连接单元8的边长的取值范围均为1mm至4mm。

采用上述装置，确立了支撑垫3是由多个相互连接的连接单元8组成，同时确立了连接单元8的结构形式及边长取值范围。明确了支撑垫3的结构组成。极小曲面是满足一定的约束条件(如边界一定或容纳体积满足一定条件)下表面积最小的曲面，是一种在三维空间中由非自交的曲面相互缠绕形成的曲面，极小曲面的曲面上每一点的曲率都为零。在极小曲面中，最具代表性的极小曲面是具有立方对称、可将空间划分为两个不相交却相互缠绕而连续的子空间域、可以在三维空间中均呈周期性的三周期极小曲面。三周期极小曲面包含了Diamond(D)、Gyroid(G)、Primitive(P)、I-WP(I)型极小曲面。

参见图1至图2，在本实施例的支撑结构中，沿第一预设方向，支撑垫3的厚度的取值范围是0.5cm至2cm。

参见图图3，图4，在本实施例的支撑结构中，支撑垫3包括第一支撑垫9和第二支撑垫10，第一支撑垫9与第二支撑垫10以预设平面为对称面相互对称地设置。

采用上述装置，第一支撑垫9及第二支撑垫10是相互对称的，符合人体胫骨解剖结构，有助于病人恢复相关运动功能。

参见图1、图3，图4，在本实施例的支撑结构中，第一支撑垫9与第二支撑垫10之间设置有凹槽11，凹槽11的至少部分的内壁面为弧面。

采用上述装置，第一支撑垫9与第二支撑垫10之间设置有凹槽11。凹槽11的内壁面为弧面，符合人体胫骨解剖结构，有助于病人恢复相关运动功能。

参见图1至图4，在本实施例的支撑结构中，支撑结构还包括第一支撑梁12，第一支撑梁12与支撑托1和支撑架2均连接，第一支撑梁12穿过第一支撑垫9；第二支撑梁13，与第一支撑梁12相间隔地设置，第二支撑梁13与支撑托1和支撑架2均连接，第二支撑梁13穿过第二支撑垫10。

采用上述装置，能够实现第一支撑梁12，第二支撑梁13，支撑托1，支撑架2，第一支撑垫9，第二支撑垫10的紧密连接，进一步实现了支撑结构的牢固可靠性，提高了其在病人身体的稳定性。

参见图1至图4，在本实施例的支撑结构中，支撑架2为圆锥形结构，圆锥形结构的高所在的直线与圆锥形结构的母线之间的夹角的角度不大于1°。

采用上述装置，明确了支撑架2的形态结构，有助于医生在手术时方便植入。

对本实施例的实体结构的说明如下：

实施例一：

本实用新型实施例提供的一种支撑结构，由球形钽或钛粉经粉床电子束增材制造技术一体化成型制备，支撑结构包括支撑托1，支撑架2，支撑垫3。其中支撑垫3环绕设置在支撑架2上，支撑垫3上设置有用于供骨骼长入的孔隙4。支撑垫3由三级支撑垫构成，包括一级支撑垫5、二级支撑垫6、三级支撑垫7，其中一级支撑垫5环绕设置在所述支撑架2上，二级支撑垫6环绕设置在一级支撑垫5的外侧，三级支撑垫7环绕设置在二级支撑垫6的外侧。一级支撑垫5的孔隙率的取值为80％，一级支撑垫5结构大小为2.5mm，二级支撑垫6的孔隙率的取值为70％，二级支撑垫6单元结构大小为2.5mm，三级支撑垫7的孔隙率的取值为60％，三级支撑垫7单元结构大小为2.5mm，该支撑垫3包括的一级支撑垫5、二级支撑垫6、三级支撑垫7相互贯通。支撑架2外表面包含第一支撑梁12，第二支撑梁13；第一支撑梁12、第二支撑梁13的顶部与支撑架2的上端具有相同高度。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

本实用新型实施例提供一种多孔钽或钛胫骨平台，采用球形钽或钛粉经粉床电子束增材制造技术在真空环境下一体成型，避免了成型过程中氧、碳等杂质元素的污染，实现了精度高且工艺方便高效的效果；支撑垫3包括单一孔结构的支撑垫3以及多级孔结构的支撑垫3，其中支撑垫3内部大的孔隙4降低了多孔钽或钛胫骨平台的质量，外部小的孔隙4增加了表面积，有利于细胞及骨生长因子固着并攀附生长。本实用新型实施例提供的多孔钽或钛胫骨平台在保留了高表面高摩擦系数的前提下，同时满足胫骨平台对质量、强度以及骨长入等性能的要求，解决了现有技术中的人工膝关节的胫骨托的稳定性差的问题。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种支撑结构，其特征在于，包括：

支撑托(1)，沿第一预设方向沿伸；

支撑架(2)，沿所述第一预设方向沿伸，所述支撑架(2)与所述支撑托(1)连接；

支撑垫(3)，沿所述第一预设方向沿伸，所述支撑垫(3)与所述支撑托(1)连接，所述支撑垫(3)环绕设置在所述支撑架(2)上；所述支撑垫(3)上设置有用于供骨骼长入的孔隙(4)。

2.根据权利要求1所述的支撑结构，其特征在于，

所述支撑垫(3)的孔隙率的取值范围是60％至90％；和/或，

沿所述支撑垫(3)远离所述支撑托(1)的方向，所述支撑垫(3)的孔隙率的取值逐渐缩小。

3.根据权利要求1所述的支撑结构，其特征在于，所述支撑垫(3)包括：

一级支撑垫(5)，所述一级支撑垫(5)环绕设置在所述支撑架(2)上，所述一级支撑垫(5)的孔隙率的取值为75-90％；

二级支撑垫(6)，所述二级支撑垫(6)环绕设置在所述一级支撑垫(5)的外侧，所述二级支撑垫(6)的孔隙率的取值为70-80％。

4.根据权利要求3所述的支撑结构，其特征在于，所述支撑垫(3)包括三级支撑垫(7)，所述三级支撑垫(7)环绕设置在所述二级支撑垫(6)的外侧，所述三级支撑垫(7)的孔隙率的取值为60-75％。

5.根据权利要求1所述的支撑结构，其特征在于，所述支撑垫(3)包括多个相互连接的连接单元(8)，各个所述连接单元(8)均为三周期极小曲面结构，各个所述连接单元(8)的边长的取值范围均为1mm至4mm。

6.根据权利要求1所述的支撑结构，其特征在于，沿所述第一预设方向，所述支撑垫(3)的厚度的取值范围是0.5cm至2cm。

7.根据权利要求1所述的支撑结构，其特征在于，所述支撑垫(3)包括第一支撑垫(9)和第二支撑垫(10)，所述第一支撑垫(9)与所述第二支撑垫(10)以预设平面为对称面相互对称地设置。

8.根据权利要求7所述的支撑结构，其特征在于，所述第一支撑垫(9)与所述第二支撑垫(10)之间设置有凹槽(11)，所述凹槽(11)的至少部分的内壁面为弧面。

9.根据权利要求7所述的支撑结构，其特征在于，所述支撑结构还包括：

第一支撑梁(12)，所述第一支撑梁(12)与所述支撑托(1)和所述支撑架(2)均连接，所述第一支撑梁(12)穿过所述第一支撑垫(9)；

第二支撑梁(13)，与所述第一支撑梁(12)相间隔地设置，所述第二支撑梁(13)与所述支撑托(1)和所述支撑架(2)均连接，所述第二支撑梁(13)穿过所述第二支撑垫(10)。

10.根据权利要求1所述的支撑结构，其特征在于，所述支撑架(2)为圆锥形结构。