專(zhuān)利名稱：人工假體涂層厚度測(cè)定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種人工假體涂層厚度測(cè)定裝置，其特別適用于包括基材及噴涂于該基材上的涂層的人工假體。
背景技術(shù)：
目前，在醫(yī)療領(lǐng)域中，采用包括基材及噴涂于該基材上的涂層的人工假體進(jìn)行置換手術(shù)是常用的治療手段。此類(lèi)人工假體可以是各類(lèi)人工關(guān)節(jié)等可植入人體的植入性人工假體，例如人工髖白等。該人工假體所使用的基材可以是鈦合金等金屬 基材，噴涂于該基材上的涂層可以是用于成骨細(xì)胞附著生長(zhǎng)的生物涂層。通常采用等離子噴涂技術(shù)在此類(lèi)人工假體表面制備生物涂層，通過(guò)該等離子噴涂技術(shù)能充分發(fā)揮鈦合金基材的良好力學(xué)性能以及生物涂層材料的生物學(xué)性能優(yōu)勢(shì)，因此該技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用。目前常用于進(jìn)行等離子噴涂的生物涂層材料主要有鈦和羥基磷灰石等涂層材料。以人工髖白假體為例，通過(guò)等離子噴涂技術(shù)在人工髖白表面制備的生物涂層的厚度一般在140至300微米之間。若涂層過(guò)薄，則不利于植入體內(nèi)后成骨細(xì)胞在該涂層表面附著生長(zhǎng)，而涂層過(guò)厚，則會(huì)殘存較大的內(nèi)應(yīng)力，降低其與基材間的結(jié)合強(qiáng)度。此外，未經(jīng)精確控制的涂層厚度還會(huì)妨礙人工髖白在手術(shù)中和真髖白間的配合，對(duì)手術(shù)順利進(jìn)行以及術(shù)后整合造成不利影響。因此人工髖白涂層的厚度測(cè)量已成為人工髖白成品質(zhì)量檢驗(yàn)必備的重要エ序，是產(chǎn)品達(dá)到優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的重要保證。金相法是涂層厚度檢測(cè)較為常用的方法，亦可用于人工髖白涂層厚度的測(cè)量。對(duì)人工髖白涂層進(jìn)行切割、鑲嵌、磨片制備涂層截面金相試樣，然后通過(guò)光學(xué)顯微鏡或掃描電鏡進(jìn)行觀察，可獲得涂層的厚度數(shù)據(jù)。但金相法是ー種有損測(cè)量方法，且存在操作繁瑣、周期長(zhǎng)等缺點(diǎn)，僅適用于鑒定檢驗(yàn)等非經(jīng)常性的抽樣檢驗(yàn)。涂層的無(wú)損檢測(cè)方法主要有X射線熒光法、β射線反射法、電容法、磁性測(cè)量法及電渦流測(cè)量法等，還可以在涂層材料噴涂前后采用游標(biāo)卡尺或螺旋測(cè)微尺進(jìn)行測(cè)量。X射線熒光法和β射線反射法可以進(jìn)行無(wú)接觸無(wú)損測(cè)量。例如，在CN101715393A號(hào)中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)中公開(kāi)了ー種多金屬擴(kuò)散涂層，其中記載了通過(guò)X射線熒光法進(jìn)行涂層厚度的測(cè)量。但此類(lèi)采用射線進(jìn)行厚度測(cè)定的裝置復(fù)雜而昂貴，測(cè)量范圍小，且因有放射源，還存在射線防護(hù)等問(wèn)題，不適合人工髖白的日常生產(chǎn)檢查。另外，電容法一般僅對(duì)導(dǎo)電體上較薄的絕緣覆層進(jìn)行厚度測(cè)試；磁性測(cè)量法則要求涂層與基材的導(dǎo)磁率之差要足夠大；電渦流測(cè)厚法主要應(yīng)用于金屬基體上各種非金屬涂鍍層的測(cè)量。由于人工髖白表面制備的鈦涂層和基材的鈦合金均為金屬材料，且成分與性能接近，上述三種方法也不適合人工髖白表面涂層的測(cè)量。此外，人工髖白的表面不是規(guī)則的平板或圓柱體形狀，而呈弧線形狀，因此亦難以采用常規(guī)的游標(biāo)卡尺或螺旋測(cè)微尺進(jìn)行涂層厚度測(cè)量。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題包括提供ー種人工假體涂層厚度測(cè)定裝置，該人エ假體包括基材及噴涂于基材上的生物涂層，該裝置操作簡(jiǎn)便、非破壞性、準(zhǔn)確性高且重復(fù)性好。本實(shí)用新型提供了ー種人工假體涂層厚度測(cè)定裝置，所述人工假體包括基材及噴涂于所述基材上的生物涂層，該裝置包括底座，人工假體定位于所述底座上；固定于所述底座上的活動(dòng)支架構(gòu)件；及固定于所述活動(dòng)支架構(gòu)件上的厚度測(cè)量構(gòu)件，通過(guò)調(diào)節(jié)所述活動(dòng)支架構(gòu)件，所述厚度測(cè)量構(gòu)件配置為與所述人工假體保持相對(duì)固定，所述厚度測(cè)量構(gòu)件包括與所述人工假體的表面相接觸的測(cè)量頭；所述涂層的厚度由在所述人工假體的表面上 噴涂涂層前后的所述測(cè)量頭的相對(duì)位移確定。本實(shí)用新型的人工假體涂層厚度測(cè)定裝置，保持厚度測(cè)量構(gòu)件與待測(cè)人工假體的相對(duì)固定，通過(guò)在人工假體的表面上噴涂涂層前后該涂層引起的人工假體的尺寸的變化，可利用與人工假體的表面相接觸的厚度測(cè)量構(gòu)件的測(cè)量頭的位置變化測(cè)得該人工假體的所述尺寸變化，從而確定涂層的厚度。本實(shí)用新型的裝置操作簡(jiǎn)便，且具有非破壞性、準(zhǔn)確性高及重復(fù)性好的優(yōu)點(diǎn)，可以有效地測(cè)定人工假體的涂層厚度。在本實(shí)用新型中，還可以，所述厚度測(cè)量構(gòu)件為百分表或千分表。采用本實(shí)用新型，利用包括百分表或千分表等在內(nèi)的位置誤差量具，可方便地進(jìn)行涂層厚度的測(cè)量，并可提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。待測(cè)人工假體的尺寸變化引起百分表或千分表的測(cè)量桿的微小直線位移，該位移經(jīng)過(guò)齒輪傳動(dòng)放大，變?yōu)橹羔樤诳潭缺P(pán)上的轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)噴涂前后讀取的讀數(shù)的差值即可得到待測(cè)人工假體的涂層的厚度。在本實(shí)用新型中，還可以，所述活動(dòng)支架構(gòu)件包括與所述底座固定的固定部以及與所述固定部相連且相對(duì)于所述固定部可活動(dòng)的活動(dòng)部，所述厚度測(cè)量構(gòu)件固定安裝于所述活動(dòng)部。采用本實(shí)用新型，有利于調(diào)節(jié)厚度測(cè)量構(gòu)件的位置，并可保持厚度測(cè)量構(gòu)件的穩(wěn)定，從而避免厚度測(cè)量構(gòu)件的不穩(wěn)定安裝造成測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確或使厚度測(cè)量構(gòu)件掉落。在本實(shí)用新型中，還可以，所述底座上固定有具有斜面的凸塊構(gòu)件，所述人工假體定位于所述凸塊構(gòu)件的斜面上。采用本實(shí)用新型，通過(guò)將該人工假體定位于凸塊構(gòu)件的斜面上，可便于對(duì)人工假體的側(cè)面上的涂層厚度進(jìn)行測(cè)量。在本實(shí)用新型中，還可以所述人工假體通過(guò)固定構(gòu)件定位于所述凸塊構(gòu)件的斜面上。采用本實(shí)用新型，可防止人工假體從所述凸塊構(gòu)件的斜面上滑落，并有利于保持人工假體與厚度測(cè)量構(gòu)件的相對(duì)固定，可確保涂層厚度測(cè)量的準(zhǔn)確性。在本實(shí)用新型中，還可以所述固定構(gòu)件包括用于定位所述人工假體的定位構(gòu)件以及用于將所述定位構(gòu)件固定于所述凸塊構(gòu)件的斜面上的緊固構(gòu)件。采用本實(shí)用新型，有利于將人工假體定位于所述凸塊構(gòu)件的斜面上，有利于防止人工假體從所述凸塊構(gòu)件的斜面上滑落。在本實(shí)用新型中，還可以所述斜面配置為與水平面呈40°至50°夾角。更優(yōu)選地，所述斜面可以配置為與水平面呈45°夾角。[0023]采用本實(shí)用新型，有利于對(duì)人工假體的各個(gè)位置上的涂層進(jìn)行測(cè)量。在本實(shí)用新型中，還可以通過(guò)調(diào)節(jié)所述活動(dòng)支架構(gòu)件使所述厚度測(cè)量構(gòu)件的測(cè)量頭與所述人工假體的表面 相垂直。采用本實(shí)用新型，可提高測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度。在本實(shí)用新型中，還可以所述人工假體可旋轉(zhuǎn)地定位以便通過(guò)旋轉(zhuǎn)所述人工假體使所述厚度測(cè)量構(gòu)件的測(cè)量頭與所述人工假體的表面上的多個(gè)位置相接觸以測(cè)量所述多個(gè)位置處的涂層厚度。采用本實(shí)用新型，可對(duì)人工假體的表面上的多個(gè)位置處的涂層厚度進(jìn)行測(cè)量，并可取其平均值作為該人工假體的涂層厚度，可提高該厚度的準(zhǔn)確性。在本實(shí)用新型中，所述人工假體為人工髖臼。本實(shí)用新型特別適用于對(duì)人工髖臼進(jìn)行涂層厚度測(cè)量。

圖I是本實(shí)用新型人工假體涂層厚度測(cè)定裝置的示意圖。圖2是采用本實(shí)用新型人工假體涂層厚度測(cè)定裝置進(jìn)行測(cè)量時(shí)的人工假體測(cè)量點(diǎn)分布圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，以更好地理解本實(shí)用新型的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型的人工假體涂層厚度測(cè)定裝置，適用于對(duì)包括基材及噴涂于該基材上的涂層的人工假體(特別是包括金屬基材及生物涂層的人工假體)進(jìn)行涂層厚度測(cè)量。該人エ假體包括各類(lèi)人工關(guān)節(jié)等可植入人體的植入性人工假體，包括人工髖臼。在本實(shí)施例中，以人工髖臼為例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)用新型的人工假體涂層厚度測(cè)定裝置包括ー用于固定放置人工髖白以進(jìn)行涂層厚度測(cè)量的底座。如圖I所示，人工髖臼2定位于底座I上。一活動(dòng)支架3固定于底座1，厚度測(cè)量構(gòu)件(在本實(shí)施例中，例如為百分表4)固定安裝于該活動(dòng)支架3上，該百分表4的位置可通過(guò)調(diào)節(jié)活動(dòng)支架3而改變。更具體地，該活動(dòng)支架3包括相對(duì)于底座I固定的固定部3a，以及與該固定部3a相連且相對(duì)于該固定部3a可活動(dòng)的活動(dòng)部3b，百分表4固定安裝于活動(dòng)支架3的活動(dòng)部3b上?？赏ㄟ^(guò)例如各類(lèi)支架安裝機(jī)構(gòu)等將百分表4固定夾持于活動(dòng)支架3的活動(dòng)部3b上，以保持百分表的穩(wěn)定，從而避免百分表的不穩(wěn)定安裝造成測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)確或使百分表掉落。通過(guò)調(diào)節(jié)活動(dòng)支架3的活動(dòng)部3b，可改變百分表4相對(duì)于底座I的位置，從而可使百分表4與底座I上固定的人工髖白2保持相對(duì)固定，且該百分表4的測(cè)量頭與人工髖白2的表面相接觸。在人工髖白2的表面上噴涂涂層之前，調(diào)節(jié)活動(dòng)支架3，使百分表4與人工髖臼2保持相對(duì)固定，該百分表4的測(cè)量頭與人工髖白2的表面相接觸，此時(shí)讀取百分表4的測(cè)量值，即、噴涂前測(cè)量值(相當(dāng)于記錄了噴涂涂層前百分表4的測(cè)量頭的位置)。在讀取該噴涂前測(cè)量值后，對(duì)人工髖白2進(jìn)行噴涂，例如可采用等離子噴涂技術(shù)等將生物涂層噴涂于人エ髖白2的表面上。在人工髖白2的表面上噴涂涂層之后，此時(shí)人工髖白2定位于底座I上的位置以及百分表4與人工髖白2的相對(duì)位置均保持不變，且使該百分表4的測(cè)量頭仍與人工髖白2的表面相接觸。由于在人工髖白2的表面上噴涂了具有一定厚度的涂層，百分表4的測(cè)量頭與人工髖白2的表面的接觸會(huì)使百分表4的測(cè)量桿比在噴涂前有所上升，即、百分表4的測(cè)量頭的位置在噴涂涂層前后發(fā)生變化，讀取噴涂后的百分表4的測(cè)量值，即、噴涂后測(cè)量值。噴涂前后的兩測(cè)量值之差即為在人工髖白2的表面上噴涂的涂層的厚度。因此通過(guò)在人工髖白2的表面上噴涂涂層前后的百分表4的測(cè)量頭的相對(duì)位移即可確定該涂層的厚度。在本實(shí)施例中，厚度測(cè)量構(gòu)件選用利用精密齒條齒輪機(jī)構(gòu)或杠桿齒輪機(jī)構(gòu)構(gòu)造的包括測(cè)量頭、測(cè)量桿、刻度盤(pán)及指針等部件的百分表。通過(guò)將待測(cè)人工髖白2的尺寸變化引起的測(cè)量桿的微小直線位移，經(jīng)過(guò)齒輪傳動(dòng)放大，變?yōu)橹羔樤诳潭缺P(pán)上的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而通過(guò)讀出的噴涂前后的數(shù)值之差確定待測(cè)人工髖白2的涂層的厚度。又，為了提高測(cè)得的涂層厚度的精度，也可采用千分表。但應(yīng)理解本實(shí)用新型并不限于此，也可以使用具有類(lèi)似功能的各類(lèi)位置誤差量具。 在本實(shí)施例中，優(yōu)選地，通過(guò)調(diào)節(jié)活動(dòng)支架3，可使百分表4的測(cè)量頭與人工髖臼2的表面相垂直，從而提高了測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度，并避免了百分表的測(cè)量桿活動(dòng)不靈敏。在圖I所示的實(shí)施例中，在底座I上固定有一具有斜面的凸塊5，且人工髖臼2定位于凸塊5的斜面上。通過(guò)將該人工髖臼2定位于凸塊5的斜面上，可便于對(duì)人工髖臼2的側(cè)面上的涂層厚度進(jìn)行測(cè)量。優(yōu)選地，凸塊5的斜面例如可配置為與水平面呈40°至50°夾角。更優(yōu)選地，如圖I所示，凸塊5的斜面配置為與水平面呈45°夾角，該角度的設(shè)置特別適合具有特定形狀的人工髖白。人工髖白2可通過(guò)固定構(gòu)件定位于凸塊5的斜面上。例如，如圖I所示，該固定構(gòu)件包括用于定位人工髖臼的髖臼定位柱6以及將該髖臼定位柱6固定于凸塊5的斜面上的固定栓7。不同規(guī)格的人工髖臼可采用不同尺寸的髖臼定位柱。應(yīng)理解，本實(shí)用新型并不限于采用該實(shí)施例中描述的髖臼定位柱和固定栓，還可采用任何其他類(lèi)型的固定構(gòu)件，以將人工髖白定位于凸塊的斜面上，防止人工髖白從凸塊的斜面上滑落，并有利于保持人工髖白與厚度測(cè)量構(gòu)件的相對(duì)固定，可確保涂層厚度測(cè)量的準(zhǔn)確性。本實(shí)用新型中，人工髖白2可旋轉(zhuǎn)地定位在底座I上，更具體地，人工髖白2可旋轉(zhuǎn)地定位在凸塊5的斜面上。從而，可旋轉(zhuǎn)人工髖白2，使百分表4的測(cè)量頭與人工髖臼2的表面上的多個(gè)位置相接觸以進(jìn)行多次測(cè)量，將測(cè)得的各點(diǎn)處的厚度的平均值作為人工髖臼的涂層厚度，以提高測(cè)量的準(zhǔn)確性。例如，圖2示出了采用本實(shí)用新型人工假體涂層厚度測(cè)定裝置進(jìn)行測(cè)量時(shí)的人工髖臼測(cè)量點(diǎn)分布圖。圖2中示出了人工髖臼2上的四個(gè)測(cè)量點(diǎn)11 14，其中第一個(gè)測(cè)量點(diǎn)11選擇在人工髖白兩個(gè)側(cè)孔的中間位置，其余三個(gè)測(cè)量點(diǎn)12 14以90度間隔均勻分布。記錄這四個(gè)測(cè)量點(diǎn)處在人工髖白噴涂涂層前后百分表的測(cè)量值，前后兩組數(shù)值的差值即為各點(diǎn)處人工髖白涂層的厚度值(測(cè)試結(jié)果參見(jiàn)表I)。將這四個(gè)測(cè)量點(diǎn)處的厚度值的平均值作為人工髖臼的涂層厚度。表I:
權(quán)利要求1.ー種人工假體涂層厚度測(cè)定裝置，所述人工假體包括基材及噴涂于所述基材上的涂層，其特征在于，該裝置包括底座,人工假體定位于所述底座上；固定于所述底座上的活動(dòng)支架構(gòu)件；固定于所述活動(dòng)支架構(gòu)件上的厚度測(cè)量構(gòu)件，通過(guò)調(diào)節(jié)所述活動(dòng)支架構(gòu)件，所述厚度測(cè)量構(gòu)件配置為與所述人工假體保持相對(duì)固定，所述厚度測(cè)量構(gòu)件包括與所述人工假體的表面相接觸的測(cè)量頭；所述涂層的厚度由在所述人工假體的表面上噴涂涂層前后的所述測(cè)量頭的相對(duì)位移確定。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的人工假體涂層厚度測(cè)定裝置，其特征在于，所述厚度測(cè)量構(gòu)件為百分表或千分表。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的人工假體涂層厚度測(cè)定裝置，其特征在于，所述活動(dòng)支架構(gòu)件包括與所述底座固定的固定部以及與所述固定部相連且相對(duì)于所述固定部可活動(dòng)的活動(dòng)部，所述厚度測(cè)量構(gòu)件固定安裝于所述活動(dòng)部。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的人工假體涂層厚度測(cè)定裝置，其特征在于，所述底座上固定有具有斜面的凸塊構(gòu)件，所述人工假體定位于所述凸塊構(gòu)件的斜面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的人工假體涂層厚度測(cè)定裝置，其特征在于，所述人工假體通過(guò)固定構(gòu)件定位于所述凸塊構(gòu)件的斜面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的人工假體涂層厚度測(cè)定裝置，其特征在于，所述固定構(gòu)件包括用于定位所述人工假體的定位構(gòu)件以及用于將所述定位構(gòu)件固定于所述凸塊構(gòu)件的斜面上的緊固構(gòu)件。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的人工假體涂層厚度測(cè)定裝置，其特征在干，所述斜面配置為與水平面呈40°至50°夾角。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一項(xiàng)所述的人工假體涂層厚度測(cè)定裝置，其特征在于，通過(guò)調(diào)節(jié)所述活動(dòng)支架構(gòu)件使所述厚度測(cè)量構(gòu)件的測(cè)量頭與所述人工假體的表面相垂直。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一項(xiàng)所述的人工假體涂層厚度測(cè)定裝置，其特征在于，所述人工假體可旋轉(zhuǎn)地定位以便通過(guò)旋轉(zhuǎn)所述人工假體使所述厚度測(cè)量構(gòu)件的測(cè)量頭與所述人工假體的表面上的多個(gè)位置相接觸以測(cè)量所述多個(gè)位置處的涂層厚度。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一項(xiàng)所述的人工假體涂層厚度測(cè)定裝置，其特征在于，所述人工假體為人工髖臼。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種人工假體涂層厚度測(cè)定裝置，所述人工假體包括基材及噴涂于所述基材上的生物涂層，該裝置包括底座，人工假體定位于所述底座上；固定于所述底座上的活動(dòng)支架構(gòu)件；及固定于所述活動(dòng)支架構(gòu)件上的厚度測(cè)量構(gòu)件，通過(guò)調(diào)節(jié)所述活動(dòng)支架構(gòu)件，所述厚度測(cè)量構(gòu)件配置為與所述人工假體保持相對(duì)固定，所述厚度測(cè)量構(gòu)件包括與所述人工假體的表面相接觸的測(cè)量頭；所述涂層的厚度由在所述人工假體的表面上噴涂涂層前后的所述測(cè)量頭的相對(duì)位移確定。
文檔編號(hào)A61F2/46GK202505523SQ20122000860
公開(kāi)日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月10日
發(fā)明者季珩, 鄭學(xué)斌, 黃利平 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所