人工髋臼杯及其制造方法与流程

本发明涉及医疗器械领域，具体涉及骨科植入物。

背景技术：

1、人工髋关节通常包括固定于人体上肢的人工髋臼杯，安装于人工髋臼杯内的半球形塑料件，通过固件件固定于人体下肢的球头。现有的人工髋臼杯通常包括实心金属座体和从实心金属座体延伸出的实心金属穹顶。现有的一些人工髋臼杯的穹顶外层还包覆有一层多孔结构层。

2、本申请的发明人发现，现有的人工髋臼杯，由于实心金属部分的厚度太厚，在受力时，大部分力会被实心金属部分所承受而难以传递到人体骨头，导致人体骨头受到的力刺激很小，甚至没有力刺激。而当人体骨头没有收到力刺激或者受到的力刺激很小，则骨头会停止生长。因此，需要开发一种更好的人工髋臼杯。

3、本申请的发明人还发现，现有的骨科植入物中，与人体骨头接触的部分尚难以很好与人体骨头配合，不能很好地促进骨骼生长。因此，需要开发更好的骨科植入物结构。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种生产成本更低，性能更好的人工髋臼杯。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种人工髋臼杯，所述人工髋臼杯具有环形座体和从所述环形座体延伸出的穹顶，其中，所述穹顶具有内层和覆盖所述内层的外层，所述穹顶的内层的至少一部分为实心层，所述穹顶的外层的至少一部分为多孔结构层，且所述内层的厚度小于所述多孔结构层的厚度。

3、一实施例中，所述穹顶的内层具有位于所述环形座体与所述穹顶的顶部之间并沿经度方向延伸的多根实心梁，多根所述实心梁沿纬度方向相互间隔开，以及相邻两根所述实心梁之间填充有多孔结构，且所述穹顶的外表面设有多孔结构。

4、一实施例中，所述穹顶的内层的至少一部分为多孔层，且所述穹顶的内层的多孔层部分相对于所述实心梁凹进。

5、一实施例中，所述穹顶的整个内层为实心层。

6、一实施例中，所述穹顶的整个外层为多孔结构层。

7、一实施例中，所述内层的厚度为所述外层的厚度的1/50～1/2。

8、一实施例中，至少一根所述实心梁处设有安装孔。

9、一实施例中，所述穹顶具有从所述环形座体的上端面一体延伸出的实心筒状部和从所述实心筒状部沿经度方向方向延伸的多根实心梁。

10、一实施例中，所述环形座体的内侧边缘设有朝向所述穹顶内侧开口且沿纬向相互间隔开的多个开口槽。

11、一实施例中，所述穹顶的外层的外表面分布有尖峰。

12、一实施例中，所述尖峰一体形成于所述穹顶的外层的外表面。

13、一实施例中，相邻两个所述尖峰之间的距离范围为300μm～1000μm。

14、一实施例中，所述尖峰的中心轴线与所述穹顶的外层的外表面的切线之间的角度范围为65°～110°。

15、一实施例中，所述穹顶的外层的外表面为弧面。较佳地，所述穹顶的外层的外表面为球形面。

16、一实施例中，所述人工髋臼杯通过3d打印制成。

17、一实施例中，所述人工髋臼杯由钛合金、纯钛、鈷铬合金、或不锈钢制成。

18、根据本申请的另一方面，提供了一种人工髋臼杯的制造方法，所述制造方法包括以下步骤：

19、s1、建立一人工髋臼杯数字模型，该人工髋臼杯数字模型具有环形座体和从所述环形座体延伸出的穹顶，所述穹顶的内层的至少一部分为实心层，所述穹顶的外层的至少一部分为多孔结构层，以及所述内层的厚度小于所述多孔结构层的厚度；

20、s2、对该人工髋臼杯数字模型进行3d打印。

21、一实施例中，步骤s1包括如下子步骤：

22、s11、建立多孔基体数字模型和实心基体数字模型；

23、s12、将一尖峰数字模型添加至所述多孔基体数字模型，使得该尖峰数字模型和所述多孔基体数字模型重叠；

24、s13、对该尖峰数字模型进行阵列化而获得多个尖峰数字模型；

25、s14、将阵列化获得的多个所述尖峰数字模型与所述多孔基体数字模型融合，并将多孔基体数字模型与所述实心基体数字模型融合。

26、一实施例中，所述制造方法进一步包括以下步骤：在进行3d打印之前，将阵列化获得的多个所述尖峰数字模型与所述多孔基体数字模型融合之后得到的数字模型与一多孔泡沫数字模型进一步融合。

27、一实施例中，将阵列化获得的多个所述尖峰数字模型与所述多孔基体数字模型融合通过布尔运算来完成。

28、一实施例中，步骤s1包括在所述外层的多孔结构的外表面切槽来获得尖峰，并通过调节槽间距和槽的深度来控制所述尖峰的粗细和高度。

29、本申请还提供了一种人工髋臼杯，所述人工髋臼杯具有环形座体和从所述环形座体延伸出的穹顶，其中，所述穹顶全部为多孔结构层。

30、一实施例中，所述环形座体的内侧边缘设有朝向所述穹顶内侧开口的开口槽。

31、一实施例中，所述穹顶的外层的外表面分布有尖峰。

32、一实施例中，所述尖峰一体形成于所述穹顶的外层的外表面。

33、一实施例中，相邻两个所述尖峰之间的距离范围为300μm～1000μm。

34、一实施例中，所述尖峰的中心轴线与所述穹顶的外层的外表面的切线之间的角度范围为65°～110°。

35、一实施例中，所述穹顶的外层的外表面为弧面。较佳地，所述穹顶的外层的外表面为圆弧面。

36、一实施例中，所述人工髋臼杯通过3d打印制成。

37、一实施例中，所述人工髋臼杯由钛合金、纯钛、鈷铬合金、或不锈钢制成。

38、本申请的人工髋臼杯的实心部分的体积最小化，而多孔部分占据大部分体积，并采用3d打印技术，使得该人工髋臼杯在相同刚度下，具有更轻的重量，更低的3d打印成本(更少的粉末使用量及短的打印时间)，并更有利于促进人体骨骼的生长。

技术特征：

1.一种人工髋臼杯，所述人工髋臼杯具有环形座体和从所述环形座体延伸出的穹顶，其特征在于，所述穹顶具有内层和覆盖所述内层的外层，所述穹顶的内层的至少一部分为实心层，所述穹顶的外层的至少一部分为多孔结构层，且所述内层的厚度小于所述外层的所述多孔结构层的厚度。

2.根据权利要求1所述的人工髋臼杯，其特征在于，所述穹顶的内层具有位于所述环形座体与所述穹顶的顶部之间并沿经度方向延伸的多根实心梁，多根所述实心梁相互间隔开，以及相邻两根所述实心梁之间布置有多孔结构。

3.根据权利要求2所述的人工髋臼杯，其特征在于，所述穹顶的内层的至少一部分为多孔层，且所述穹顶的内层的多孔层部分相对于所述实心梁凹进。

4.根据权利要求1所述的人工髋臼杯，其特征在于，所述穹顶的整个内层为实心层。

5.根据权利要求1所述的人工髋臼杯，其特征在于，所述穹顶的整个外层为多孔结构层。

6.根据权利要求1所述的人工髋臼杯，其特征在于，所述内层的厚度为所述外层的厚度的1/50～1/2。

7.根据权利要求2所述的人工髋臼杯，其特征在于，至少一根所述实心梁设有安装孔。

8.根据权利要求1所述的人工髋臼杯，其特征在于，所述穹顶具有从所述环形座体的上端面一体延伸出的实心筒状部和从所述实心筒状部沿所述穹顶的经度方向方向延伸的多根实心梁。

9.根据权利要求1所述的人工髋臼杯，其特征在于，所述穹顶的外层的外表面分布有尖峰。

10.根据权利要求9所述的人工髋臼杯，其特征在于，所述尖峰一体形成于所述穹顶的外层的外表面。

11.根据权利要求9所述的人工髋臼杯，其特征在于，相邻两个所述尖峰之间的距离范围为300μm～1000μm。

12.根据权利要求9所述的人工髋臼杯，其特征在于，所述尖峰的中心轴线与所述穹顶的外层的外表面的切线之间的角度范围为65°～110°。

13.根据权利要求1所述的人工髋臼杯，其特征在于，所述穹顶的外层的外表面为弧面。

14.根据权利要求1所述的人工髋臼杯，其特征在于，所述人工髋臼杯通过3d打印制成。

15.根据权利要求1所述的人工髋臼杯，其特征在于，所述人工髋臼杯由钛合金、纯钛、鈷铬合金、或不锈钢制成。

16.一种人工髋臼杯的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：

17.根据权利要求16所述的制造方法，其特征在于，步骤s1包括如下子步骤：

18.根据权利要求17所述的制造方法，其特征在于，所述制造方法进一步包括以下步骤：在进行3d打印之前，将阵列化获得的多个所述尖峰数字模型与所述多孔基体数字模型融合之后得到的数字模型与一多孔泡沫数字模型进一步融合。

19.根据权利要求17所述的制造方法，其特征在于，将阵列化获得的多个所述尖峰数字模型与所述多孔基体数字模型融合通过布尔运算来完成。

20.根据权利要求16所述的制造方法，其特征在于，步骤s1包括在所述外层的多孔结构的外表面切槽来获得尖峰，并通过调节槽间距和槽的深度来控制所述尖峰的高度。

21.一种人工髋臼杯，所述人工髋臼杯具有环形座体和从所述环形座体延伸出的穹顶，其特征在于，所述穹顶全部为多孔结构层。

22.根据权利要求21所述的人工髋臼杯，其特征在于，所述穹顶的外层的外表面分布有尖峰。

23.根据权利要求22所述的人工髋臼杯，其特征在于，所述尖峰一体形成于所述穹顶的外层的外表面。

24.根据权利要求22所述的人工髋臼杯，其特征在于，相邻两个所述尖峰之间的距离范围为300μm～1000μm。

25.根据权利要求22所述的人工髋臼杯，其特征在于，所述尖峰的中心轴线与所述穹顶的外层的外表面的切线之间的角度范围为65°～110°。

26.根据权利要求21所述的人工髋臼杯，其特征在于，所述穹顶的外层的外表面为弧面。

27.根据权利要求21所述的人工髋臼杯，其特征在于，所述人工髋臼杯通过3d打印制成。

28.根据权利要求21所述的人工髋臼杯，其特征在于，所述人工髋臼杯由钛合金、纯钛、鈷铬合金、或不锈钢制成。

技术总结
提供了一种人工髋臼杯(100)及其制造方法。人工髋臼杯(100)具有环形座体(101)和从环形座体延伸出的穹顶(102)。穹顶(102)具有内层(1021)和覆盖该内层的外层(1022)。穹顶(102)的内层(1021)的至少一部分为实心层。穹顶(102)的外层(1022)的至少一部分为多孔结构层。内层(1021)的厚度小于外层(1022)的多孔结构层的厚度。本申请的人工髋臼杯(100)生产成本更低，性能更好。

技术研发人员：张宗涛,厉平斯,洛瑞•麦克儿
受保护的技术使用者：宽岳医疗器材（苏州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16