[發(fā)明專利]一種鎳－鈦形狀記憶合金聚髕器一次熱成形復合模具及其操作方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610117714.6
• 申請日: 2006-10-30
• 公開（公告）號: CN101172294A
• 公開（公告）日: 2008-05-07
• 發(fā)明（設計）人: 王鈞
• 申請（專利權）人: 上海第二工業(yè)大學
• 主分類號: B21D37/10
• 分類號: B21D37/10;B21D37/12;B21D37/16;B21D11/10;B21D11/20;B21D11/22;A61F2/28;A61B17/56
• 代理公司: 上海三和萬國知識產(chǎn)權代理事務所
• 代理人: 季申清;王禮華

技術領域

本發(fā)明系一種加工人體骨骼加固器具的模具，特別是涉及鎳-鈦形狀記憶合金聚髕器的一種熱成形模具及其使用方法。

背景技術

髕骨骨折是骨科常見病。

髕骨骨折治療原則是使關節(jié)面復位平滑，內固定牢固可靠，骨折愈合快，關節(jié)活動早恢復。故如有較明顯移位及關節(jié)面不平整，宜行手術內固定治療。以往常采用單純鋼絲或克氏針鋼絲聯(lián)合固定即張力帶鋼絲，前者須輔以石膏托外固定，影響關節(jié)功能練習，后者固定雖可靠，但手術操作繁瑣且常見克氏針尾刺激皮膚，致關節(jié)活動練習時疼痛，而鎳鈦形態(tài)記憶合金的抗彎強度和極限強度是普通不銹鋼板的18倍，彈性模量只有不銹鋼的1/4，與骨接近，且耐腐蝕、生物相容性好。臨床應用有操作簡便，固定可靠，強度高、抗疲勞性能佳，允許早期關節(jié)功能練習，適用于各種類型髕骨骨折，無須鉆孔損傷骨質，年紀較大者可不取出等優(yōu)點。

形狀記憶合金不但具有獨特的形狀記憶功能，即在低溫0-5℃時，可隨意變形，當溫度升高至人體溫度時，可以自行恢復至原來的形狀，而且具有優(yōu)良的生物相容性、低生物退變性和與人骨較為接近的彈性模量，這便給應用于骨科醫(yī)療領域的諸多方面提供了良好的發(fā)展前景。

聚髕器是形狀記憶合金在骨科內固定領域應用的一個典型實例。聚髕器是根據(jù)髕骨的幾何形狀特征，制作成大小不等的系列產(chǎn)品，在治療粉碎性髕骨骨折時，根據(jù)患者髕骨的實際尺寸，選用合適規(guī)格的聚髕器，在低溫0-5℃的冰水中將其撐開，然后把它放在已經(jīng)經(jīng)過初步復位的粉碎髕骨外部，由于形狀記憶合金具有獨特的形狀記憶功能，當其溫度升高至人體溫度時，可以自行恢復至原來的形狀，將粉碎的髕骨牢牢固定，從而使得手術方便簡捷。

聚髕器的原材料為鎳-鈦形狀記憶合金板材，通過線切割獲得產(chǎn)品毛坯，采用熱成形獲得產(chǎn)品的幾何形狀，然后再通過熱處理的方式獲得其記憶效應。

鎳-鈦形狀記憶合金的熱成形溫度的允許溫度一般范圍比較小(±100℃)，過高過低的成形溫度，過多的成形次數(shù)都將導致產(chǎn)品上出現(xiàn)微裂紋。聚髕器上的微裂紋有可能導致產(chǎn)品斷裂在患者體內，產(chǎn)生醫(yī)療事故。因此，熱成形工序必須盡可能控制好材料成形時的溫度，盡可能減少成形次數(shù)。

公知，聚髕器的結構形狀呈兩端圓弧的凹字形。一側為三根彎曲的爪條，另一側為兩根彎曲的爪條，三條爪和兩條爪之間為一節(jié)平面底板，而且每一側的三根或兩根爪條并不在一個弧度上，相互略有差異。

其加工方式為落料、加熱、熱成型、脫模，由于現(xiàn)有技術的限制，其加工過程必須是，首先將經(jīng)過線切割獲得成形的平面板料毛坯加熱，然后在模具中頭道加熱成形，將兩端的三條爪和兩條爪各自彎成向上彎起的弧形，這樣便于上下垂直脫模，在頭道熱成形后再進行第二次熱成形，即，將兩端圓弧形的三條爪和兩條爪向中間彎曲，使其達到最終凹字形成型的位置和形狀。

現(xiàn)有技術，為了使上下模能垂直形式合模脫模，不受聚髕器產(chǎn)品向內彎曲凹入形狀的影響，其加工工藝過程不得不采用分兩次成型的辦法，設置兩套加工裝置、制造兩套上下模具，分兩道工序加工制作。成型次數(shù)多，不但增加了加工的復雜性，提高了產(chǎn)品生產(chǎn)成本，而且由于在三條爪、兩條爪與底部平板接觸部位，在兩次變形過程中變形的方向是相反的，存在雙向應力，對材料的強度影響較大，使得產(chǎn)生裂紋的可能性進一步增大，影響產(chǎn)品的強度和質量，尤其是人體內部使用的輔助支架，其質量、使用壽命直接關系到患者的健康和生命安全，因此，很有必要改變其加工成形方式，改善和提高聚髕器部件的質量。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的擬提供一種鎳-鈦形狀記憶合金聚髕器一次熱成形復合模具及其操作方法，通過一副復合模具，一次熱成形來完成聚髕器加工并使聚髕器成品每一部位變形方向相同。

本發(fā)明的目的是如此來實現(xiàn)的。

本發(fā)明包括上凸模和下凹模。設上凸模在上方，下凹模在下方，靠近操作者的一面為模具的前方，反之為模具的后方。

其特征在于，上凸模包括凸模塊和壓板。

凸模塊為兩端呈圓弧的腰形實體，其形狀、尺寸與彎曲成形后的聚髕器相匹配，即，一側為呈弧形的m條爪，一側為呈弧形的n條爪，m條爪和n條爪之間為平面底板，m條爪和n條爪的爪條各自之間有大于爪條寬度的空缺溝槽，本技術方案中m為三，n為兩。

上凸模的壓板部件呈長條形，位于凸模塊的后方，凸模塊下端面的上方。

下凹模包括轉動凹模塊和凸輪。