組裝式的股骨頭假肢的製作方法

2023-10-20 03:44:37 1

專利名稱：組裝式的股骨頭假肢的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種組裝式的股骨頭假肢，它包括一個用來插入股骨髓心孔中的柄部 和一個帶有定位面的頸部，後者用螺栓固定在柄部近端上的支撐面上。
背景技術：
在由於磨損或生病引起自然股骨頭區域產生缺損並在植入人工髖關節的情況下 裝配股骨頭假肢是有療效的。眾所周知，股骨頭假肢有各式各樣的結構型式，其中的差別特 別表現在股骨的固定方式上。確切地說，這種差別涉及插入柄的形狀和尤其是其長度。柄 及其長度的選擇應適應患者個體的解剖學的比例關係。為了使所需的不同假肢件數保持 很少，股骨頭假肢須按模塊方式進行組裝，這是熟知的。例如有一種熟知的結構就是把錨 定在股骨的一個髓心管中的柄部和支承構成髖關節關節球的頭部用膨脹螺栓連接在一起 (ΕΡ-Α-0 843 251)。用這種組裝式的股骨頭假肢固然可以達到所需的件數的明顯減少，但 要考慮所需的柄長和/或頭部高度方面的個體差別，仍然需要相當多的件數。

發明內容
本發明的目的在於對上述組裝式的股骨頭假肢進行如下改進，使之用較少的件數 即可滿足需要。本發明的解決方案示於具有獨立權利要求所述特徵的股骨頭假肢中，諸多有利的 改進則可從各項從屬權利要求中得知。組裝式的股骨頭假肢包括一個用於插入股骨的髓心孔中的柄部和一個帶有定位 面的頸部、後者用螺栓固定在頸部近端上的支撐面上，根據本發明，至少配置了一個分離的 墊圈，該墊圈布置在柄部的支撐面和頸部的定位面之間並用螺栓固定。本發明用這種在柄部和頸部之間布置墊圈的方式達到了患者個體解剖學上需要 的股骨頭假肢的較好適配性，其中由於該墊圈被框入凹槽中，達到了高的連接安全性。使用 本發明墊圈可改變股骨頭假肢的有效的柄長度而無需許多具有不同長度的柄部。所以手術 醫生在手術中也能改變股骨頭假肢的有效的柄長，而不需要另外的柄部。這樣，例如在骨缺 損比手術計劃預期的範圍擴大並由此需要較長的柄長的情況下，手術醫生也能靈活地在手 術過程中對改變的要求有效地作出反應。此外，沉入式布置的優點是，通過柄部的墊圈相互 嚙合到頸部的凹槽內，構成了一個導向裝置，來使柄部和頸部相互保持在一個規定的位置 內。所以本發明兼有件數少和可變性大的優點，也即由於沉入式的布置，而不減弱各部件之 間的連接穩定性。支撐面和定位面宜設計成基本上呈平面，這裡所謂基本上呈平面指的是這兩個面 沒有類似定心銷那樣的結構元件。平面的形狀一方面具有容易製作的優點，另一方面的優 點則是為力的傳遞提供了大的不間斷的面積。同樣地，還容易進行裝配，因為這與裝有結構 元件的情況有所不同，不會在柄部和頸部連接時產生傾斜或卡住。所用的螺栓最好為膨脹螺栓。所謂膨脹螺栓這裡指的是其螺紋和螺栓頭之間的一段螺杆直徑比螺紋芯部直徑小的螺栓。這種形狀的膨脹螺栓具有這樣的優點，即使在安裝 植入的部件時或在持續負荷和振蕩負荷的影響下，螺栓也不會產生鬆動的危險，這對使用 多個墊圈的情況尤為重要。通過使用這種膨脹螺栓，明顯地提高了植入的假肢的固定可靠 性和功能可靠性。框狀的凹槽最好設計成套狀，該套的內表面包圍住柄部的近端，而其底部則構成 定位面、這樣柄部近端的整個橫截面面積都可作為支撐面使用，從而提供了一個大的傳遞 載荷的面積。柄部的近端的外表面最好設計成導向面。這裡所謂導向面指的是它與該套共 同作用，對傾覆力矩和彎曲力矩提供了 一個實際上沒有間隙的支撐。此外，螺栓的螺紋段的長度最好大於該墊圈的厚度。這樣，不論在具體使用情況中 是否使用某一種墊圈，都可使用同一種螺栓。因此，無需為本發明帶有或不帶有墊圈的假肢 的使用配置單獨的螺栓。這特別適用於配置有不同厚度的多種墊圈的情況。如果螺紋的長 度至少是最薄那種墊圈的厚度時，則可實現螺栓數目的減少。最好配置兩種不同的墊圈，其厚度保持1 3的比例。在這種情況下，通過選用兩 種墊圈就可提供5種不同的長度(完全不用或用一個1倍厚度的墊圈、用兩個2倍厚度的墊 圈、用一個3倍厚度和1倍厚度的墊圈)。如果不用兩種墊圈而用三個其厚度比為5 :2:1 的墊圈，則可達到長度變化可能性的加倍。用這三種墊圈可在最薄的墊圈的1倍和8倍之間 調節總厚度。加上根本就不配置墊圈的方案，則對這三種墊圈來說，就可產生總共9種不同 的長度方案。當然，作為長度變化不只用一種螺栓為宜，而是按不同的長度配置多種螺栓。 這樣可進一步減少不同零件的數目。其中螺栓最好這樣設計，特別是螺紋長度應選擇是夠 大，以使不同的螺栓數目小於組合的墊圈數目。支撐面和定位面最好設置相互配合的嚙合齒。由於這種嚙合齒，柄部和頸部可有 效地防止不希望出現的相互扭轉。為此，這種嚙合齒宜做成徑向嚙合齒。這種徑向嚙合齒 一方面能可靠地防止兩個零件的不希望的相互扭轉，另一方面又可實現相互的定中心。最好配置一個力矩支撐柄，使其以可拆卸的方式與頸部連接，這樣就可通過它承 受在擰緊螺栓時對頸部產生的反向扭矩，從而可避免反向扭矩的不希望的引入柄部。力矩 支撐柄最好為頸部的定位錐體設置一個定位裝置。通常為了支承關節球而設置的現成的固 定錐體反正設計得足夠大而且一般可供使用。力矩支撐柄用上述定位裝置就可以簡便的方 式連接到頸部。如果在該定位裝置上布置一個帶手動偏心輪的夾緊機構乃是特別適宜的。 這樣，作手術的醫生無需別的工具就可把力矩支撐柄與頸部連接起來，或者在擰緊螺栓後 又可從頸部鬆開。最好配置一個測定扭矩的擰緊扳手。這裡所謂測定扭矩的擰緊扳手指的是這種扳 手可調到預定的力矩值。通過指針和標度顯示特別適用，即當預定的力矩值達到後，指針便 指到該標度。本發明進一步涉及到一套帶有多個不同厚度的墊圈的組裝式股骨頭假肢。


下面參照附圖來說明本發明，附圖中示出了一個有利的實施例。附圖表示圖1本發明組裝式股骨頭假肢的零件分解圖；圖加-c圖1所示本發明組裝式股骨頭假肢的不同長度的三個例子；
圖3圖1所示本發明組裝式股骨頭假肢所用的螺栓的結構型式；圖4圖1組裝式股骨頭假肢的墊圈；圖5該組裝式股骨頭假肢用一個墊圈的頸部的放大圖；圖6用在圖1組裝式股骨頭假肢上的力矩支撐柄的俯視圖；圖7圖6所示力矩支撐柄的夾緊裝置的放大圈；圖8圖3所示螺栓的擰緊扳手。
具體實施例方式按附圖所示的實施例，組裝式股骨頭假肢包括一個柄部1和一個頸部2，它們通過 一個放置在頸部2上的並嚙合到柄部1的、作為螺栓緊固件的膨脹螺栓3相互連接在一起。 此外，這種「組裝式股骨頭假肢可具有一或多個墊圈4。柄部1包括一逐漸呈錐形縮小的下錨定區11，該錨定區帶有若干沿著柄部1的縱 向延伸的錨固筋12。此外柄部1在其上部區域包括一個減小了橫截面的連接件13，該連接 件基本上具有圓柱形的表面14，其外輪廓與墊圈4的外輪廓一致。在其上端，它具有一個配 有徑向嚙合齒16的支撐面15。頸部2分為兩個功能區第一功能區為固定區21，它包括人工髂關節的關節球 (未示出)用的構成截頭錐體的固定軸；而其第二功能區則包括錨固區22，其遠端鄰接固定 區21並沿股骨頭假肢的縱軸方向延伸。錨固區22在其遠端有一個錨固套M，其口徑和形 狀設計成與墊圈4和圓柱形連接件13的口徑和形狀一致。該套M用其大致垂直於股骨頭 假肢縱軸延伸的底部25構成定位面，該定位面設計成與柄部1的支撐面15共同作用。為 此，該定位面25具有徑向嚙合齒，該嚙合齒與柄部1的徑向嚙合齒互補。該套M的深度是 這樣選擇的，即墊圈4和支撐面15在裝配好的狀態下至少可以沉入其中，因而構成一個框 腔。由於徑向嚙合齒以及由於該框腔，便可藉助套M實現兩個部分的可靠而精確定位的裝 配。柄部1在其近端在支撐面15的中心有一個螺栓連接孔16，該孔做成盲孔並配有內 螺紋，其尺寸與膨脹螺栓31的螺紋一致。所以通過螺栓31的簡單擰緊就可達到本發組裝 式股骨頭假肢的柄部1和頸部2之間的牢固和抗扭的連接。此外，不只配有一個墊圈4，而是配有一組不同的墊圈4、4』、4」，其區別主要是厚 度不同；其餘外部尺寸以及底面和頂面的徑向嚙合齒最好都是相同的。螺栓連接件設計成 帶有減小螺杆直徑31的市售膨脹螺栓3，膨脹螺栓3的下端即遠端設置有細螺紋32，其長 度是這樣選擇的，即只用一個螺栓就可實現組裝式股骨頭假肢的兩個不同的尺寸(長度)。 為此，膨脹螺栓3的螺紋32的長度至少要像兩個不同墊圈4、4』的厚度差那樣長。這樣就可 把同一個膨脹螺栓3用於墊圈4、4』、4」的至少兩種不同的尺寸。從而達到了這樣的目的 只用圖3所示的少量不同長度的膨脹螺栓3、3』即可組合大量的墊圈。這裡所謂螺紋32的 長度指的是實際的有效長度，即扣除了螺紋始端或終端的可能沒有完全承載的螺紋線。膨 脹螺栓3設計成用一定的力從而用一定的扭矩即可實現預擰緊，其優點是可在螺栓連接中 集成一定的彈性，這樣即使在頸部2、墊圈4、4』、4」和柄部1之間產生小運動(所謂微運動) 的情況下，也不會出現螺栓連接的鬆動。為了用正確的扭矩擰緊膨脹螺栓3，最好用圖8所 示的擰緊扳手，對這種扳手稍後還要進行詳細說明。
圖4所示的不同墊圈4、4』、4」具有5 2 1的厚度比。例如最小厚度的墊圈4 具有5毫米的厚度，中等厚度的墊圈4』具有10毫米的厚度，而最大厚度的墊圈4」則具有 25毫米的厚度。用這種厚度比只需三種不同的墊圈4、4』、4」即可達到最小墊圈4的厚度 的一倍至八倍的全部厚度尺寸，其中最多用三種墊圈，並在一直到七倍厚度的全部情況中 只需兩種墊圈。這樣，一方面從靈活性來說幾乎達到了最佳的折衷，另一方面又達到了墊圈 4、4』、4」數的減少。這樣組成的不同長度的股骨頭假肢2、2』、2」的例子如圖h、b、c所示。在手術過程中，手術醫生只需根據具有情況就可確定組裝式股骨頭假肢的希望長 度，並根據這個長度選出墊圈4、4』、4」的數量和種類。墊圈被插入頸部2的套M中，如圖 5所示。安裝時通過墊4推動膨脹螺栓3的螺紋32，直至它從墊圈4伸出為止，然後繼續擰 入膨脹螺栓，直至沒有螺紋32為止，於是墊圈4包圍柄31。這時可接上連接件13並把膨脹 螺栓3的螺紋32擰入定位孔16中。通過用擰緊工具6擰緊，柄部1和頸部2便相互牢固 連接。如欲組裝式股骨頭假肢具有長一點的長度，則只需用較大厚度的墊圈4』代替墊圈4 即可。因為螺紋32的長度宜大於墊圈4和墊圈4』的厚度之間的厚度差，所以螺紋32即使 在戴上較厚的墊圈4』時仍然在下方從墊圈4』伸出，這樣它就可在不作任何改變的情況下 直接引入柄部1的定位孔16中並擰緊。只有在需要使用多個或相差大的墊圈4」的較大長 度變化時，才可能需要使用另一種較長的膨脹螺栓3』(見圖3)。為了便於植入組裝的股骨頭假肢，專門設置了一個扭矩支撐柄5，該柄是為了更好 地支撐在最終擰緊螺栓3時產生的反向扭矩設計的，被推到用於定位關節頭(未示出)設 置的錐體22上。這樣就能使在擰緊螺栓時產生的力矩不作用到柄部1。扭矩支撐柄5包括 一個可用一隻手握住的手柄51，在其遠端52有一個定位頭52，在手柄51和定位頭52之間 的過渡區設置一個環53作為擋塊。在定位頭52內為頸部2的錐體22設置了一個定位孔 M。此外，在頭部52還設置了一個夾緊裝置55，該裝置包括一個夾緊片56，後者布置在環 53的遠端的正面而可旋轉，並具有一個伸入定位孔M區域內的偏心輪57。在定位孔M中 布置了一個塑料杯58，該杯罩住定位孔M的側壁和底部。塑料杯58是柔性的，其外表面緊 貼夾緊裝置陽的偏心輪區57。偏心輪區57是這樣設計的，即它在夾緊片56轉到環53上 時可擠壓塑料杯58。這樣，插入定位孔M內的錐體22就能可靠固定在扭矩支撐柄5上。 偏心輪57通過葉片56的簡單的返回運動回到塑料杯58不再擠壓錐體22的位置、於是該 錐體被鬆開、則可輕易取下扭矩支撐柄5。為了在植入時螺栓3即使在困難的條件下也能可靠地用要求的扭矩擰緊，特為此 配置了一個擰緊扳手6，它包括一個手柄61，後者通過一根延長的扭力棒62與插套63連 接。該插套設計成可套裝在螺栓頭33上，以便轉動膨脹螺栓3。為此，插套63的下部有一 個六角孔，其口徑與螺栓頭33的外輪廓匹配。插套63的上部抗扭地布置了一個用鋼製成 的剛性測杆64，該測杆與扭力棒62平行延伸且在其手柄側端有一個指針65。該指針與固 定布置在手柄61上的扭矩標度67共同作用。後者設有零力矩以及希望的擰緊力矩的刻度 66。擰緊扳手6按眾所周知的方式使用，即在擰緊膨脹螺栓3時，可在扭矩標度尺67上觀 察到在扭力棒62和剛性測杆64之間通過相對扭轉所施加的扭矩。所以手術醫生只需觀察 標度尺67上的相應刻度66，即使在困難的植入情況或操作情況時也能保證擰緊扭矩的正 確值。
權利要求
1.組裝式的股骨頭假肢包括一個用來插入股骨髓心孔中的柄部(1)和一個帶有定位 面0 的頸部O)，後者用螺栓(3)固定在柄部(1)的端部，其特徵為，至少配置了一個分離的墊圈G)，該墊圈放置在柄部(1)的支撐面(1 和頸部O)的 定位面0 之間並用該螺栓固定，而定位面0 則沉入一個框住墊圈的凹槽中。
2.按權利要求1的組裝式股骨頭假肢， 其特徵為，支撐面(1 和定位面0 基本上都是平面。
3.按權利要求1或2的組裝式股骨頭假肢， 其特徵為，該螺栓是膨脹螺栓(3)。
4.按前述權利要求任一項的組裝式股骨頭假肢， 其特徵為，在套04)的底部構成定位面(25)，其內表面包圍住柄部(1)的近端。
5.按權利要求4的組裝式股骨頭假肢， 其特徵為，柄部⑴近端的外表面(14)構成導向面。
6.按前述權利要求任一項的組裝式股骨頭假肢， 其特徵為，該螺栓具有螺紋段(34)，其長度大於墊圈的厚度。
7.按前述權利要求任一項的組裝式股骨頭假肢， 其特徵為，配置了具有不同厚度的多種墊圈01、42、43)。
8.按權利要求7的組裝式股骨頭假肢， 其特徵為，配置了兩種墊圈，其厚度比為1 3。
9.按權利要求7的組裝式股骨頭假肢， 其特徵為，配置了三種墊圈(4、4』、4」)，其厚度比為5 2 1。
10.按權利要求7至9任一項的組裝式股骨頭假肢， 其特徵為，配置了具有不同長度的多種螺栓。
11.按權利要求10的組裝式股骨頭假肢， 其特徵為，不同螺栓的數目小於墊圈G、4』、4」)的組合數目。
12.按前述權利要求任一項的組裝式股骨頭假肢， 其特徵為，在支撐面(1 和定位面0 上設置有相互嚙合的齒部(16)。
13.按權利要求12的組裝式股骨頭假肢，其特徵為，該齒部是徑向嚙合齒(16)。
14.按權利要求1至13任一項的組裝式股骨頭假肢組成的組裝式股骨頭假肢組， 其特徵為，配置了具有不同厚度的多種墊圈G、4』、4」)。
15.按權利要求14的組裝式股骨頭假肢組， 其特徵為，配置了一個扭矩支撐柄(5)，該支撐柄以可拆卸的方式與頸部( 抗扭連接。
16.按權利要求15的組裝式股骨頭假肢組， 其特徵為，扭矩支撐柄( 為頸部O)的定位錐體0 配置了一個定位裝置。
17.按權利要求16的組裝式股骨頭假肢組， 其特徵為，在該定位裝置上設置了一個帶有一隻手操作偏心輪(57)的夾緊裝置(55)。
18.按權利要求14至17任一項的組裝式股骨頭假肢組， 其特徵為，為螺栓C3)配置了一個測定扭矩的擰緊扳手(6)。
全文摘要
本發明涉及一種組裝式的股骨頭假肢，它包括一個用來插入股骨的髓心孔中的柄部(1)和一個帶有定位面(25)的頸部(2)，後者用螺栓(3)固定在柄部(1)的端部。根據本發明，至少配置了一個分離的墊圈(4)，該墊圈放置在柄部(1)的支撐面(15)和頸部(2)的定位面(25)之間並用螺栓(3)固定。這樣，通過一個零件的簡單交換就可便捷地製備不同尺寸的股骨頭假肢，這種假肢有利於手術醫生即使在手術中發現困難時也能調整假肢的長度。
文檔編號A61F2/36GK102056572SQ200980121090
公開日2011年5月11日 申請日期2009年4月7日 優先權日2008年4月7日
發明者A·凱勒 申請人:沃爾德馬連接兩合公司