[实用新型]一种用于制备髋臼杯的模具

说明书

本实用新型公开了一种用于制备髋臼杯的模具，所述模具包括成型容器和底座；所述成型容器包括底板和侧壁，所述底板上设有与髋臼杯凹槽相适应的第一凸起，所述第一凸起与侧壁之间形成髋臼杯成型空间；所述底座包括第二凸起和支撑件，所述第二凸起可卡入第一凸起；所述第二凸起内部为空腔，所述支撑件卡入第二凸起且不与第二凸起接触；所述第一凸起、第二凸起的导热系数不小于300W/(m·K)。本实用新型能提供半径方向上的温度梯度，使得制得的髋臼杯具有沿半径方向的梯度孔。

技术领域

本实用新型属于多孔陶瓷制备技术领域，具体说涉及一种用于制备髋臼杯的模具。

背景技术

将髋臼杯制成多孔结构，一方面促进髋臼杯与周围骨的结合以免出现松动，另一方面可以降低假体的弹性模量，降低应力屏蔽效应。目前应用较多的多孔结构髋臼杯是3D打印技术制取的金属髋臼杯。

一般来说，孔径的大小会影响不同类型组织的生长，其中5-15 μm的孔有利于成纤维细胞生长，70-120μm的孔有利于软骨细胞生长，100-400μm的孔有利于骨再生。

但是限于3D打印设备精度，目前小梁钛的孔径为300-800μm 之间，这个孔径范围仅能修复和重建一种组织。

近年来，氮化硅由于其优良的特性，成为热点生物材料，且冷冻干燥法制取多孔陶瓷技术的发展为制备梯度孔氮化硅髋臼杯提供了更大空间。

但是现有的定向冷冻方法是将金属模具底端浸入液氮中，利用温度传递实现冷冻，这种方法存在以下问题：①液氮在室温下挥发速度极快，所以冷冻过程中会消耗大量液氮；②无法获得温度稳定的冷源，如此制备的多孔材料的孔径无法均匀变化，会影响其力学性能；③近来，有研究发现半球状髋臼杯植入人体后，主要的承重点集中在其中部或中上部位附近，但是由于传热原因，冷冻时温度梯度不会与模具底部完美垂直，而是稍稍倾斜，现有方法会使得中心部位的温度梯度低于两侧，所以会造成在两侧都冷冻的情况下中间部位的浆料体积变化受限，进而导致中心部位存在一定缺陷，与髋臼杯承重特点不符。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于制备髋臼杯的模具，能够节省冷却液，达到在半径方向上的温度梯度，且同一半径位置中心部位温度不会成为温度最高点，进而制得的氮化硅髋臼杯利于其在人体内的受力和固定，所说的半径是指半球状髋臼杯的半径。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种用于制备髋臼杯的模具，包括成型容器和底座；

所述成型容器包括底板和侧壁，所述底板上设有与髋臼杯凹槽相适应的第一凸起，所述第一凸起与侧壁之间形成髋臼杯成型空间；

所述底座包括第二凸起和支撑件，所述第二凸起可卡入第一凸起；

所述第二凸起内部为空腔，所述支撑件卡入第二凸起且不与第二凸起接触；

所述第一凸起、第二凸起的导热系数不小于300W/(m·K)。

本技术方案的有益效果为：

第一凸起和第二凸起都是与髋臼杯形状相同的半球状，且导热系数高，利用此模具冷冻浆料时能得到沿髋臼杯半径方向的温度梯度，靠近冷表面的浆料在过高的温度梯度下，生成大量微小晶核，由于晶核数量多，冻结时间短，使得晶体生长受到抑制，因此所冷冻的晶体靠近冷面的位置晶体尺寸小，制得的髋臼杯对应位置更为致密，具有良好的机械性能，远离冷面的位置晶体尺寸大，制得的髋臼杯对应位置孔隙率高，利于骨组织的长入，且制备的髋臼杯孔径沿半径方向连续变化，整体力学性能良好。

优选的，所述底座上相对位于侧壁的外侧设有导向件；所述底座上设有用于稳定所述底板的稳定件。