髋臼杯组件的制作方法

1.本发明涉及髋臼杯，特别是涉及一种髋臼杯组件。


背景技术：

2.矫形植入件正越来越多地被用于治疗退行性疾病和影响髋关节、膝关节、肩关节和其他关节功能的其他情形。矫形植入件的一个普遍应用是用于髋关节置换手术。髋关节由股骨的球形头部和骨盆的杯状髋臼组成。为了替换髋关节，在股骨中插入一杆。在杆的近端上，球仿制股骨的球形头部。在骨盆中植入杯件以仿制髋臼，髋臼与杆配合，以完成髋关节的置换。
3.现有的髋臼杯组件包括衬垫和杯体，但衬垫和杯体在装配时，需保证在第二锁定部分和第一锁定部分接触之前将衬垫的凸出部与凹陷部对准，否则将出现衬垫与杯体贴合不充分的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，针对上述技术问题，本发明提供了一种增强衬垫和杯体之间装配性能的髋臼杯组件。
5.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
6.一种髋臼杯组件，包括杯体，所述杯体具有限定内部空间的杯体内表面和限定外部表面的杯体外表面，连接所述杯体内表面和所述杯体外表面的端面，以及位于所述杯体内表面远离所述端面的顶点；所述杯体内表面上与所述端面邻近位置设有多个凹陷部，所述凹陷部的侧面上设置有第一锁定部分；衬垫，所述衬垫具有限定外部表面的衬垫外表面和衬垫端面，所述衬垫外表面靠近所述衬垫端面处设置有一个或多个凸出部，所述凸出部的侧面上设置有第二锁定部分；当所述衬垫安装在所述杯体中时，一个或多个所述凸出部分别与多个所述凹陷部适配，且通过所述第一锁定部分与所述第二锁定部分配合实现所述衬垫与所述杯体之间的轴向限位。
7.可以理解的是，本技术通过在所述凸出部上设置所述第二锁定部分，所述凹陷部上设置所述第一锁定部分，从而使得在所述第二锁定部分和所述第一锁定部分互相配合前，所述凸出部和所述凹陷部首先实现对准，然后再让所述第二锁定部分和所述第一锁定部分互相配合，如此避免了所述凸出部和所述凹陷部之间的多次对准，大大降低了所述衬垫和所述杯体之间的装配难度。
8.在其中一个实施例中，所述第一锁定部分为朝向所述杯体内形成的凹入段，所述第二锁定部分为朝向所述衬垫外形成的凸起段，所述凹入段和所述凸起段互相配合限定所述衬垫与所述杯体之间的轴向移动；或者，所述第一锁定部分为朝向所述杯体外形成的凸起段，所述第二锁定部分为朝向所述衬垫内形成的凹陷段，所述凸起段和所述凹陷段互相配合实现所述衬垫与所述杯体之间的轴向限位。
9.可以理解的是，通过所述凹入段和所述凸起段互相配合实现所述衬垫装入所述杯
体中的卡接，进而实现所述衬垫与所述杯体之间的轴向限位。
10.在其中一个实施例中，所述凹陷部的侧面上与所述端面相邻位置设置有第一导向段；所述凸出部的侧面上与所述衬垫端面相邻位置设置有第二导向段；所述第二导向段能够与所述第一导向段配合，以导向所述凸起段卡入所述凹入段内。
11.可以理解的是，通过所述第一导向段和所述第二导向段之间的互相配合，对所述凸出部装入所述凹陷部起到了导向作用，便于所述凸出部与所述凹陷部之间的对准安装。
12.在其中一个实施例中，所述杯体内表面上靠近顶点位置设置有第一抗旋部分，所述衬垫外表面设置有第二抗旋部分；当所述衬垫安装在所述杯体中时，所述第一抗旋部分与所述第二抗旋部分配合，以限定所述衬垫与所述杯体之间的非轴向移动。
13.可以理解的是，通过所述第一抗旋部分与所述第二抗旋部分配合，以限定所述衬垫与所述杯体之间的非轴向移动
14.在其中一个实施例中，所述第一抗旋部分为多个抗旋凹槽，所述第二抗旋部分为多个抗旋凸起；或者，所述第一抗旋部分为多个有抗旋凸起，所述第二抗旋部分为多个抗旋凹槽。
15.在其中一个实施例中，相邻所述凹陷部之间绕所述杯体中轴线的夹角相同。
16.在其中一个实施例中，相邻所述抗旋凹槽之间绕所述杯体中轴线的夹角相同。
17.在其中一个实施例中，相邻所述凹陷部之间绕所述杯体中轴线的夹角(α) 与相邻所述抗旋凹槽之间绕所述杯体中轴线的夹角(β)成倍数关系。
18.可以理解的是，通过使得相邻所述凹陷部之间绕所述杯体中轴线的夹角(α) 与相邻所述抗旋凹槽之间绕所述杯体中轴线的夹角(β)成倍数关系，从而使得所述衬垫与所述杯体之间实现正常对准装配，避免所述衬垫与所述杯体之间无法装配。
19.在其中一个实施例中，所述抗旋凹槽和所述抗旋凸起均呈环形设置。
20.在其中一个实施例中，当所述衬垫安装在所述杯体中时，所述杯体内表面与所述衬垫外表面之间间隙配合。
21.与现有技术相比，本技术通过在所述凸出部上设置所述第二锁定部分，所述凹陷部上设置所述第一锁定部分，从而使得在所述第二锁定部分和所述第一锁定部分互相配合前，所述凸出部和所述凹陷部首先实现对准，然后再让所述第二锁定部分和所述第一锁定部分互相配合，如此避免了所述凸出部和所述凹陷部之间的多次对准，大大降低了所述衬垫和所述杯体之间的装配难度。
附图说明
22.图1为本发明提供的髋臼杯组件的结构示意图；
23.图2为本发明提供的髋臼杯组件的剖面结构示意图；
24.图3为图2中a处的结构示意图；
25.图4为图2中b处的结构示意图；
26.图5为本发明提供的衬垫的结构示意图；
27.图6为本发明提供的杯体的结构示意图。
28.附图标号：
29.100、髋臼杯组件；10、杯体；11、端面；12、凹陷部；121、第一锁定部分；1211、凸起
段；1211a、第二平面段；1211b、第一椭圆弧段；1212、第二导向段；1212a、倒角段；1212b、导向弧段；13、杯体外表面；14、杯体内表面；141、第一抗旋部分；1411、抗旋凹槽；20、衬垫；21、凸出部；211、第二锁定部分；2111、凹入段；2111a、第一平面段；2112、第一导向段；2112a、第二椭圆弧段；2112b、倒圆角段；22、衬垫外表面；221、第二抗旋部分；2211、抗旋凸起；23、衬垫端面。
具体实施方式
30.为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
31.需要说明的是，当组件被称为“安装于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
32.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
33.请参考图1和图6，本发明提供一种髋臼杯组件100，该髋臼杯组件100 应用于髋关节置换手术中，主要用于对髋臼出现问题的人体进行髋关节的置换。
34.现有的髋臼杯组件在装配衬垫和杯体时需保证在第二锁定部分和第一锁定部分接触之前将衬垫的凸出部与凹陷部对准，否则将出现衬垫与杯体贴合不充分的问题；而第二锁定部分和第一锁定部分设计的不合理也将导致衬垫与杯体脱出力较小或装配力过大导致第二锁定部分和第一锁定部分损伤或挤压大变形等问题，进而导致髋臼杯组件易松动、易磨损等问题。
35.为解决现有的髋臼杯组件装配性能不高的问题。本发明提供了一种髋臼杯组件100，包括杯体10，杯体10具有限定内部空间的杯体内表面14和限定外部表面的杯体外表面13，连接杯体内表面14和杯体外表面13的端面11，以及位于杯体内表面14远离端面11的顶点；所述杯体内表面14上与端面11邻近位置设有一个或多个凹陷部12，凹陷部12的侧面上设置有第一锁定部分121；衬垫20，衬垫20具有限定外部表面的衬垫外表面22和衬垫端面23，衬垫外表面22靠近衬垫端面23处设置有一个或多个凸出部21，凸出部21的侧面上设置有第二锁定部分211；当衬垫20安装在杯体10中时，多个凸出部21分别与多个凹陷部12适配，且通过第一锁定部分121与第二锁定部分211配合实现衬垫 20与杯体10之间的轴向限位。
36.本技术通过在凸出部21上设置第二锁定部分211，凹陷部12上设置第一锁定部分121，从而使得在第二锁定部分211和第一锁定部分121互相配合前，凸出部21和凹陷部12首先实现对准，然后再让第二锁定部分211和第一锁定部分121互相配合，如此避免了凸出部
21和凹陷部12之间的多次对准，大大降低了衬垫20和杯体10之间的装配难度。
37.需要说明的是，衬垫20可以构造为作用于股骨植入件的球的支承件。杯体 10与衬垫20可以以多种尺寸设置以允许外科医生根据患者的解剖选择适当的尺寸。杯体10可以与多个衬垫20是可相容的。例如，单个杯体10可以与陶瓷内衬、聚合物内衬、金属衬垫20、以及其他适当材料的衬垫20是可相容的。
38.如图1及图2所示，杯体10呈内部具有容置空间的半球形状，衬垫20呈能够容置于本体中的半球型状。杯体10和衬垫20之所以设置成半球形状，就是为了仿制人体的髋关节部位，如此能够与人体髋关节进行更好的匹配。
39.在本实施例中，杯体10和衬垫20可以由任何适当的材料构造。例如，杯体10可以由钛合金、钴铬合金、不锈钢或聚醚醚酮等其他生物相容材料构造。衬垫20可以采用超高分子量聚乙烯、高交联聚乙烯以及掺杂有维生素e的聚乙烯等材料构造而成；在此对杯体10和衬垫20的材料不作限定。
40.进一步地，杯体10的杯体外表面13可以涂覆有改进骨向内生长或改进壳体在髋臼中的保持的涂层。例如，涂层可以是多孔涂层，也可以是烧结的金属涂层、气相沉积金属涂层、热喷涂金属涂层或是被化学蚀刻的，在此不作限定。
41.具体地，将衬垫20上的凸出部21与杯体10上的凹陷部12依次对准，然后将衬垫20装配于杯体10的杯体内表面14中，凸出部21与凹陷部12凹凸配合，实现了衬垫20与杯体10之间的装配；又由于凸出部21是沿衬垫20周向方向间隔设置的，相对应的，杯体10上的凹陷部12也是在端面11上同间隔设置，因此当凸出部21落入凹陷部12中凹凸配合时，杯体10与衬垫20之间实现了周向限位，即，衬垫20无法相对杯体10周向方向转动。
42.进一步地，当衬垫20安装在杯体10中时，杯体内表面14与衬垫外表面22 之间间隙配合。杯体内表面14与衬垫外表面22之间间隙配合可以避免杯体10 与衬垫20之间装配时，杯体内表面14与衬垫外表面22之间产生磨损。
43.如图3及图4所示，第二锁定部分211包括朝向杯体10方向凹陷的凹入段 2111，第一锁定部分121包括朝向杯体10方向凸出的凸起段1211。当将衬垫 20上的凸出部21与杯体10上的凹陷部12依次对准后，将衬垫20轻轻放入杯体10中，此时凸出部21轻轻落入凹陷部12中，但这时凸出部21上的凹陷段和凹陷部12上的凸起段1211依然是互相错开的，需要人为的对衬垫20施加朝向杯体10的力，凸起段1211才会卡入凹入段2111中，并且实现了杯体10与衬垫20之间的轴向限位，即，凸起段1211和凹入段2111沿轴向互相卡紧。
44.当然，凸起段1211并不局限于设置在凹陷部12上，凹入段2111也并不局限于设置在凸出部21上；在其中一实施例中，第二锁定部分211包括朝向远离杯体10方向凸出的凸起段1211，第一锁定部分121包括朝向远离杯体10方向凹陷的凹入段2111，凹入段2111和凸起段1211互相配合实现衬垫20与杯体10之间的轴向限位。在该实施例中，凸起段1211和凹入段2111的配合方式与上述实施例相同，在此不再赘述。
45.进一步地，凹入段2111包括第一平面段2111a，凸起段1211包括第二平面段1211a。当凸起段1211卡入凹入段2111中两者互相凹凸配合时，第一平面段 2111a和第二平面段1211a之间紧密贴合。面面贴合会增强凸起段1211和凹入段2111之间凹凸配合的紧固性，防止凸起段1211和凹入段2111互相脱离，从而导致衬垫20从杯体10中脱落，增强了凹入段2111和凸起段1211之间的卡接强度。
46.具体地，凸起段1211还包括与第二平面段1211a相连接的第一椭圆弧段 1211b。第一椭圆弧段1211b的半径与第二平面段1211a之间的半径之比设置为第一预设值，以使第二锁定部分211和第一锁定部分121之间卡接固定。第一预设值设置在0.3
‑
0.6之间。即，第一椭圆弧段1211b的半径与第二平面段1211a 之间的半径之比可以设置为0.3、0.4、0.5或者0.6；在本实施例中，第一椭圆弧段1211b的半径与第二平面段1211a之间的半径之比优选设置为0.45；当然，在其他实施例中，第一椭圆弧段1211b的半径与第二平面段1211a之间的半径之比还可以根据不同情况设置成其他数值，在此不作限定。
47.平面曲线的曲率就是针对曲线上某个点的切线方向角对弧长的转动率，表明曲线偏离直线的程度。对于曲线，它等于最接近该点处曲线的圆弧的半径。对于表面，曲率半径是最适合正常截面或其组合的圆的半径。曲率半径主要是用来描述曲线上某处曲线弯曲变化的程度。
48.根据衬垫20的材料可知衬垫20为具有弹性的柔性结构，那么第一椭圆弧段1211b的半径与第二平面段1211a之间的半径之比就可以根据衬垫20的弹性模量来设置。例如，对于弹性模量较大的衬垫20，第一椭圆弧段1211b的半径与第二平面段1211a之间的半径之比就需要适当增大。当衬垫20的材料弹性模量较大时，凸起段1211和凹入段2111之间的脱离可能性就会增大，因此此时就应该加大第一椭圆弧段1211b的曲率半径；而对于弹性模量较小的衬垫20，此时衬垫20的硬度较高，凸起段1211压入凹入段2111中的难度就会增加，此时就应该适当减小第一椭圆弧段1211b的曲率半径，便于凸起段1211和凹入段 2111之间的凹凸配合。
49.因此，需要将第一椭圆弧段1211b的半径与第二平面段1211a之间的半径之比设置在0.3
‑
0.6之间，在这个合适的范围值内选用第一椭圆弧段1211b的曲率半径，才能够更好的与衬垫20材料的弹性模量相适应。
50.进一步地，第二锁定部分211还包括第一导向段2112，第一导向段2112包括互相相切连接的第二椭圆弧段2112a和倒圆角段2112b。第二椭圆弧段2112a 位于凹入段2111靠近杯体10一端，且第二椭圆弧段2112a的两端分别连接第一平面段2111a和倒圆角段2112b，第二椭圆弧段2112a自第一平面段2111a朝向倒圆角段2112b的方向曲率半径逐渐增大。
51.第一锁定部分121还包括第二导向段1212，第二导向段1212包括互相连接的倒角段1212a和导向弧段1212b。倒角段1212a相对导向弧段1212b靠近端面 11设置，导向弧段1212b的两端分别连接倒角段1212a和第一椭圆弧段1211b。
52.具体地，第二椭圆弧段2112a的半径与第一平面段2111a之间的半径之比设置为第二预设值，以使第二锁定部分211和第一锁定部分121之间卡接固定。第二预设值设置在0.1
‑
0.2之间。即，第二椭圆弧段2112a的半径与第一平面段2111a之间的半径之比可以设置为0.1、0.12、0.14、0.16或者0.2；在本实施例中，第二椭圆弧段2112a的半径与第一平面段2111a之间的半径之比优选设置为0.16；当然，在其他实施例中，第二椭圆弧段2112a的半径与第一平面段2111a之间的半径之比还可以根据不同情况设置成其他数值，在此不作限定。
53.此处将第二椭圆弧段2112a的半径与第一平面段2111a之间的半径之比设置在0.1
‑
0.2之间，也是为了与杯体10材料的弹性模量相适应，在此不再赘述其原因。
54.当需要将衬垫20装配入杯体10的杯体内表面14时，凸出部21可以根据凹陷部12上的倒角段1212a实现快速定位并对准凹陷部12，此时倒圆角段2112b 与倒角段1212a相接
触，通过倒角段1212a的定位作用后，衬垫20上的凸出部 21与杯体10上的凹陷部12依次对准，此时将衬垫20轻轻放入杯体10中，凸出部21轻轻落入凹陷部12中，倒圆角段2112b由倒角段1212a处轻轻滑至导向弧段1212b处，此时第二椭圆弧段2112a与导向弧段1212b相接触，第一导向段2112和第二导向段1212之间的导向配合，为凸起段1211卡入凹入段2111 中做好了准备。
55.如图5及图6所示，杯体内表面14上靠近顶点位置设置有第一抗旋部分141，衬垫外表面22设置有第二抗旋部分221；当衬垫20安装在杯体10中时，第一抗旋部分141与第二抗旋部分221配合，以限定衬垫20与杯体10之间的非轴向移动。
56.需要说明的是，非轴向移动指的是除轴向方向以外任意方向的移动。由于凸出部21与凹陷部12之间的装配已经限制了衬垫20与杯体10之间的轴向运动，因此设置第一抗旋部分141和第二抗旋部分221与凸出部21与凹陷部12 之间配合便限定了衬垫20与杯体10之间的任意方向的运动，增强了衬垫20与杯体10之间的装配牢固性。
57.衬垫外表面22上开设有抗旋凹槽1411，杯体内表面14上设有与抗旋凹槽 1411相对应的抗旋凸起2211；或者，衬垫外表面22上开设有抗旋凸起2211，杯体内表面14上设有与抗旋凸起2211相对应的抗旋凹槽1411。抗旋凸起2211 随衬垫20装配于杯体10中而与抗旋凹槽1411相配合，以实现衬垫20与杯体 10之间的周向限位。
58.可选地，抗旋凸起2211的数量可以设置为一个或多个。需要注意的是，当抗旋凸起2211设置为一个时，抗旋凸起2211的截面形状不可设置为类似为圆形这种无法限制衬垫20与杯体10之间的周向转动的形状。在此对抗旋凸起2211 的数量不作具体限定，只要能够实现抗旋凸起2211和抗旋凹槽之间的配合能够实现衬垫20和杯体10之间的周向限位即可。
59.在本实施例中，抗旋凸起2211的数量优选设置为三个。且三个抗旋凸起2211 相对杯体10的中心呈中心对称分布。相对应的，抗旋凹槽1411的数量也设置为三个，且三个抗旋凹槽1411相对衬垫20的中心呈中心对称分布。
60.优选地，抗旋凹槽1411和抗旋凸起2211均呈环形设置；当然，在其他实施例中，抗旋凹槽1411和抗旋凸起2211还可以呈v字型等其他形状，在此不作限定。
61.可选地，抗旋凸起2211的截面形状为圆弧状或者多边形状。只要能够实现衬垫20和杯体10之间的周向限位即可，在此对抗旋凸起2211的截面形状不作具体限定。
62.进一步地，相邻凹陷部12之间绕杯体10中轴线的夹角(α)相同。也就是说，凹陷部12沿杯体10周向方向均匀分布于端面11上。
63.进一步地，相邻抗旋凹槽1411之间绕杯体10中轴线的夹角相同。也就是说，抗旋凹槽1411沿杯体10周向方向均匀分布于杯体内表面14中。
64.进一步地，相邻凹陷部12之间绕杯体10中轴线的夹角(α)与相邻抗旋凹槽1411之间绕杯体10中轴线的夹角(β)成倍数关系。
65.之所以这么设置是因为，相邻凹陷部12之间绕杯体10中轴线的夹角(α) 与相邻抗旋凹槽1411之间绕杯体10中轴线的夹角(β)成倍数关系时，则无论衬垫20如何旋转，都能方便的将抗旋凸起2211和抗旋凹槽、凸出部21和凹陷部12完整的配合在一起。假设当相邻凹陷部12之间绕杯体10中轴线的夹角(α) 与相邻抗旋凹槽1411之间绕杯体10中轴线的夹角(β)不成倍数关系时，则会使得抗旋凸起2211和抗旋凹槽配合的时候，凸出部21和凹陷部12之间只能在固定位置进行配合，则会大大增加装配的困难性，从而使得衬垫20与杯体10 之
间难以装配。
66.在衬垫20和杯体10互相装配的过程中，将衬垫20上的凸出部21与杯体 10的凹陷部12通过凹陷部12上倒角段1212a定位对齐压入，在凸出部21上的倒圆角段2112b与凹陷部12上的导向弧段1212b接触前，此时凸出部21与凹陷部12之间已实现周向锁合，即实现对心；随后继续下压衬垫20，使凸出部 21上的第二椭圆弧段2112a沿着凹陷部12上的导向弧段1212b下滑，最终实现凹入段2111上的第一平面段2111a与凸起段1211上的第二平面段1211a互相贴合，凸起段1211卡入凹入段2111中，此时衬垫20与杯体10实现装配，并且抗旋凸起2211与抗旋凹槽1411自动实现对准贴合。
67.本发明提供的髋臼杯组件100，通过在凸出部21上设置第二锁定部分211，凹陷部12上设置第一锁定部分121，从而使得在第二锁定部分211和第一锁定部分121互相配合前，凸出部21和凹陷部12首先实现对准，然后再让第二锁定部分211和第一锁定部分121互相配合，如此避免了凸出部21和凹陷部12 之间的多次对准，大大降低了衬垫20和杯体10之间的装配难度。
68.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
69.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。