CN111194194A - 用于髋臼杯或关节盂杯的改进的所谓衬里的假体组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种改进的假体组件(1)，例如矫形假体(12)的髋臼杯或关节盂杯(2)或被约束在杯(2)内且用于接收人工股骨头或肱骨头(10)的球形关节(4，5)的衬里，组件基本上为半球形，具有限定衬里(1)的下边缘的基部(6)。有利地，根据本发明，插入件或衬里(1)包括：突出越过基部(6)的唇部(8)，换句话说，唇部(8)突出越过衬里(1)的半球形的赤道线，部分地占据半球形的缺失半球以限定底切边缘；以及唇部(8)的延伸部分(20)，其延伸达基部(6)的至少一个片区以便在组件(1，1')内的球形部分(9)中接收和保持双移动头。

Description

用于髋臼杯或关节盂杯的改进的所谓衬里的假体组件

技术领域

本发明涉及一种改进的所谓衬里型假体组件，其被约束在矫形假体的髋臼杯或关节盂杯内并且旨在接收股骨或肱骨人工头的球形关节，所述组件基本上为半球形，具有限定衬里下边缘的基部。

更具体地，但不是唯一地，本发明的假体组件可以结合到股骨或肱骨类型的矫形假体中，而这不代表对申请人权利的限制。然而，下面的描述将参考股骨假体进行，唯一的目的是简化股骨假体的陈述。

背景技术

如在该技术领域中众所周知的，股骨头置换是髋外科手术，其中股骨关节由假体置换。假体可以是部分的，在这个意义上仅替换股骨头(内假体)，或者假体可以是全部的，在这个意义上髋臼，即股骨头在其中旋转的髋关节囊也被替换；两种类型都可以是双关节的。

执行这种手术的原因有多种，例如用于治疗髋或股骨颈外伤性骨折或股骨头或髋臼退化，或者还用于治疗严重形式的类风湿性或肿瘤性关节炎。当其它医疗或理疗治疗失败时，显然要进行髋部手术。假体组件的复杂性和特征与待治疗的解剖学和运动缺陷的复杂性成比例。

一种用于置换髋部的完整股骨关节的矫形假体，至少包括插入天生的髋臼中的髋臼杯和由金属或陶瓷材料制成的大致球形的人工股骨头。

股骨头通过本领域已知的方式锚定到股骨，例如通过插入髓管中的杆。

更特别地，髋臼杯具有半球形钟状物的形状，通常由金属合金制成，在髋臼杯内部存在具有共轭形状并限定用于接收人工股骨头的支座的插入件或衬里。

该插入件可以由与髋臼杯不同的材料制成，例如与制成髋臼杯的金属合金不同的合成塑料材料如聚乙烯或钴-铬-钼金属合金，或者仍然是陶瓷材料。

现有技术提出了各种技术方案，以便使限定用于接收人工股骨头支座的插入件与髋臼杯结合，但是这些解决方案不在本发明的范围内。

相反，本发明涉及的髋臼杯或插入件，其可被限定为保持性的，这意味着其具有结构特征，以便抵消保持在髋臼杯或衬里内的人工头部的可能脱位。

现有技术提出的实现该目的第一种解决方案在例如美国专利No7,682,398B2中被描述，其中描述了具有圆形物36的髋臼衬里，该圆形物36在内凹表面的开口50处具有可变的边缘。该边缘还具有与所述圆形物连接的具有倒角轮廓的突起26。

该圆形物在会聚到突起26之前通过短的圆柱形片区增加了衬里的赤道边缘。尽管在几个方面是有利的，但是这种解决方案过度地增加了衬里的高度，并且不允许在人工头部插入的步骤中获得很大的自由度。

在Zimmer的美国专利申请NoUS2007/106390中描述了另一种解决方案，该专利公开了一种约束类型的衬里，其中两个相对的突起占据半球形衬里的缺失半球。该解决方案虽然在几个方面是有利的，但是也过度地改变了衬里构造，并且没有为假体人造头的插入留下自由度。

例如，在矫形研究所有限公司的美国专利No7,192,449B1中，描述了一种假体，其包括髋臼杯22、插入件或衬里24以及保持环26，该保持环固定到杯的圆周边缘上以将衬里24保持在适当位置。

在美国专利申请No 2010/0174380A1中，描述了一种通过另一中间元件保持在髋臼杯内的衬里，该另一中间元件具有穿过髋臼杯的孔的螺纹销。

尽管在各个方面是有利的，但是所有这些现有技术解决方案具有共同的缺点，这是由于为了适当地保持假体人造头部的球形关节，需要附加组件，诸如上述保持环，或者需要构造具有突起的衬里等，该突起使得其用途通用性较低。

本发明的技术问题是构思一种假体组件，特别是髋臼杯或约束在矫形假体的髋臼杯或关节盂杯内的衬里，其具有的结构性和功能性的特征，以允许有效地且单独地包含假体球形关节，而不使用附件或附加组件，诸如保持环等，这些特征仍然限制现有技术的解决方案。

本发明的另一个目的是允许假体球形关节的关节连接，同时将各种假体组件彼此约束，防止关节分离，即脱位。

本发明的另一个目的是构思一种约束在矫形假体的髋臼杯或关节盂杯内的衬里，该衬里具有的结构性和功能性的特征，以便允许上述衬里与当前提供的矫形标准中典型的双活动头耦接。

发明内容

本发明的解决方案思想是提供一种唇部，该唇部突出越过衬里的半球形的赤道线达半球形的基部的至少一个片区，以便接收和保持矫形假体的双移动头。根据所述解决方案思想，通过假体组件解决了技术问题，例如矫形假体的髋臼杯或关节盂杯或被约束在杯内并且旨在接收人工股骨或肱骨头的球形关节的衬里，所述组件基本上为半球形，具有限定衬里的下边缘的基部，其特征在于，包括：唇部，所述唇部突出越过基部并且越过半球形的赤道线，部分地占据半球形的缺失半球，以限定底切边缘，以及所述唇部的延伸部分，所述延伸部分延伸达所述基部的至少一个片区，以在组件内的球形部分中接收和保持双移动头。

有利地，人造头是包括最外面的球形本体的双移动头，该球形本体内部中空，在内部接收球形关节，并且在该球形本体内所述唇部从基部的圆周边缘延伸。

在替代实施例中，所述唇部的所述延伸部分在圆周方向上延伸达至少一个片区，该片区不大于基部的一半。

唇部优选是连续的，并突出达所述半球形的半径的大约3％。

或者，该唇部是锯齿状，并具有由空间或中断部隔开的片区，该空间或中断部对应于朝向基部降低或与基部重合的部分。

在任何情况下，唇部与衬里在结构上是一体的，该唇部与衬里制成一体。

基本上，唇部由与制成衬里的材料相同的材料制成。

有利地，衬里的内部部分是具有半球形的球形部分，该半球形完全中空并且旨在接收所述假体的双移动头。

换句话说，双移动性头包括最外面的球形本体，该球形本体内部中空，在内部接收球形关节。

根据本发明的假体组件的特征和优点将参照附图从以下对仅用于说明性和非限制性目的实施例的描述中得到。

附图说明

-图1示出了完整的矫形假体的透视示意图，该矫形假体与根据本发明制造的假体组件结合，以接收矫形假体的双移动头；

-图2示出了根据本发明的应用于肩部的肱骨假体组件的透视图；

-图3、图4分别示出了根据本发明制成的作为整体杯的假体组件的侧视图和截面图；

-图5示出了根据本发明的股骨假体组件的透视图，该股骨假体组件应用于盆部的髋臼座；

-图6示出了图1的假体截面图，该假体应用在图3的髋臼座中；

-图7示出了图1的假体组件的底部透视示意图，该假体组件接收矫形假体的双移动头；

-图8以第一种形式示出了图1的假体组件的透视图，该假体组件适于用作图5的股骨假体组件；

-图9示出了沿图8的组件的线A-A截取的截面图；

-图10、图11分别示出了假体组件的侧视图和截面图，该假体组件为根据本发明制造的作为用于模块化杯体的衬里插入件；

-图12示出了图10的插入件的仰视图；

-图13、14和15示出了图10的衬里插入件的另一个实施例在竖直平面上的相应的截面图；

-图16至19分别示出了同一假体组件在其接收矫形假体的另一组件、特别是双移动头时的侧视图和剖视图。

具体实施方式

参考这些图，1和1’整体地和示意性地表示了根据本发明改进的假体组件，以便接收矫形假体12的球形关节5，例如人造股骨或肱骨头10。有利地，头10是将在下文更详细地描述的双移动头。

更特别地，如图2所示，本发明的假体组件1可以是如图2所示的肱骨假体的一部分，或者是如图5所示的股骨假体的一部分。

在两种情况下，组件都可以被制成整体单件，在这种情况下用附图标记1’表示。例如，如图3和4所示，组件1’可以执行髋臼杯的功能，在这种情况下，我们谈到整体杯。

或者，如图8和9所示，假体组件1可被构造为插入件或衬里以限制在髋臼杯内，在这种情况下，我们谈到模块化杯。

在下文中，我们将专注于用作插入件的组件1上，在本发明的技术领域中称为“衬里”，并且在说明书的其余部分中，我们将用该特定技术术语来指代它。

插入件或衬里1通常被约束在矫形假体12的髋臼杯2或关节盂杯内，例如图1、5和6中所示的股骨假体。

或者，本领域技术人员将很好地理解衬里1如何能够被应用在类似矫形假体的肱骨杯内，该肱骨杯旨在人工地替换例如图2中所示的荷马头。

以下描述将参考单独的股骨假体进行，但这不表示对申请人权利的限制。

髋臼杯2(或关节盂)基本上是整体钟状物，其锚定到髋的天生髋臼(或者，考虑到适当的比例，锚定在肩胛骨的关节盂座中)。

髋臼杯被约束或粘合到髋臼的形式不在本发明的范围内，并且对于这些形式，应当参考本领域的现有技术。

因此，根据本领域已知的模式，衬里1可以被约束到髋臼杯2，所述髋臼杯2位于本发明的衬里的结构面之外，并且将在下面进行描述。

例如，在同一申请人的美国专利申请No2010/0234965A1中描述了一种将衬里约束到髋臼杯的解决方案，其中，衬里具有预定粗糙度的外表面，该外表面允许防止衬里和髋臼杯之间的相对运动。

例如，如图9的截面所示，衬里1通过髋臼杯2的空腔中的干涉而被阻挡，并且具有上孔19，紧固螺钉18穿过该上孔插入并接合到在杯2中获得的上螺纹孔22中。

然而，准确地说，衬里1被约束到或可约束到髋臼杯2的形式必须全部被认为与衬里1的结构特征相兼容且可组合，这将在下文中描述。与现有技术解决方案不同，本发明不需要使用固定环。

衬里1具有外表面11，该外表面可以是滚花的、不规则的，或者它还可以是具有预定粗糙度的外表面，该预定粗糙度允许防止衬里和髋臼杯2之间的相对运动，例如，如同一申请人的意大利专利No IT1288859B1中所述。

或者，当衬里1’被构造为整体杯时，衬里1’的外表面11的至少一部分可受到根据平行线延伸的线条或条纹的影响，例如图3所示。

又或者，如图9所示，衬里1可以与髋臼杯2相连接，该髋臼杯设有允许骨螺钉或稳定螺钉通过的孔23，或者衬里还可以设有销，该销用于与髋臼杯内的相应座接合，以便用髋臼杯2约束衬里，例如，如同一申请人的欧洲专利No1336394B1中所述的。

最后，如图10所示，衬里1可具有基本光滑的外表面，但具有至少一个环形台阶或凸起13。

有利地，无论外表面11的构造如何，本发明的衬里1基本上具有球形壳体或球部分的形状，该球形壳体或球部分由切割平面X界定的球形限定。

在优选实施例中，切割平面X穿过球形的直径，即穿过球形的赤道平面，使得衬里1可被限定为半球。因此，我们可以说，衬里1具有基本上半球形状。

如几何结构所限定的，由球形和切割平面X所界定的圆周被称为球形壳体的“基部”。因此，衬里1还具有基部6，该基部也可以被认为是衬里的下边缘。

下面我们将看到，该参考平面x也可以倾斜β角，并且将其自身与前面限定的赤道平面区分开。

通过衬里1的基部6的中心C的半径是衬里1的对称轴线，并且在称为顶点7的点处与壳体相交。包括在基部6和顶点7之间的半径部分是衬里1的高度h。

在这种意义上，如果将顶点7看作上端，则基部6可以被定义为衬里1的下边缘。基底6属于切割平面X。

衬里1的内部球形部分9，即包括在球形壳体和切割平面X之间的体积，由假体人工股骨或关节盂头10占据，这从说明书的其余部分以及图6和7中将清楚地示出。

假体头10是双移动头，并且包括两个组件，一个组件在另一个组件内部，即内部接收和覆盖球形关节5的球形主体4。

双移动性基本上包括双关节。

第一关节，也称为小关节，位于球形头部5(即所谓的小头部)和由屈服材料制成的覆盖插入件4之间。用于小关节的材料可以是聚乙烯、PEEK或陶瓷，其中头部5插入覆盖插入件4内并在其中可完全移动。

第二关节，称为大关节，可以确定在聚乙烯的插入件4和衬里1之间，或者在整体杯的情况下确定为髋臼杯1’。

关于标准假体，杯2和由聚乙烯制成的插入件4之间的界面是变化的，因为第二关节是可移动的，而不是固定的。

有利地，根据本发明，衬里1具有突出越过基部6的唇部8。

唇部8是相对于衬里1的高度h的相对适度的突起，并且优选地小于半球形的半径的大约3％。

换句话说，唇部8稍微突出越过由衬里1的半球形的平面x表示的赤道线，基本上就像它部分地占据半球形的另一个缺失半球一样。

换句话说，唇部8代表基本底切的容纳边缘，在这个意义上，其轮廓基本上遵循衬里1的内部空腔的球形运动。

唇部8优选是连续的。

有利地，仍然根据本发明，唇部8具有相对于由半球形的平面x表示的赤道线更加突出的延伸部分20。该延伸部分20相对于参考平面x可以达到小于或等于半球形的半径的大约6％的尺寸或延伸量H。

唇部8的该延伸部分20仅周向延伸达基部6的至少一个片区。

更特别地，唇部8的所述延伸部分20延伸达不大于基部6的一半的至少一个片区。优选地，延伸部分20延伸达至少基部6的三分之一。

更具体地，如图12中所示，延伸部分20的周向延伸基本上由可在最小值0°与最大值180°之间变化的“α”角限定。

显然，在锚定等于0°的情况下，就像不存在延伸部分20一样。

在图13、14和15中，分别示意性地示出了唇部8和延伸部分20的三个不同实施例在竖直平面上的截面。

附图涉及本发明的衬里的实施例的三种不同变型，其将分别被限定为：开口唇部衬里；闭合唇部倾斜衬里和开口唇部倾斜衬里。

在这些实施例的变型中，延伸部分20通过相应的拱形片区21连接到唇部8。

此外，延伸部分20的中心部分22可以比初始部分延伸得少，以便在中心具有拱形轮廓，如图12所示。

在这种情况下，可以定义尺寸参数K，其表示延伸部分20的中心部分22相对于参考平面x的最大延伸量；而尺寸参数K仍然保持延伸部分20相对于参考平面x的延伸量或最大突出量。

在这些图13、14和15中，还示出了相对于衬里1的赤道面x的倾斜角度以及可被适当地采用以生产与本发明的原理完全兼容的衬里的尺寸参数的首字母。特别地，还指示了参考平面x相对于赤道面可能的倾斜角β(β)。

这些实施例的尺寸参数可以总结在表格中，其中以相对项记录尺寸参数之间的关系。此外，我们可以将这些参数定义为左栏中的通用参数、中央栏中的限制性更高的参数和右栏中的限制性参数。

K≤H

β≤20°→β≤10°→β≤7.5°

0°≤α≤180°→45°≤α≤160°→90°≤α≤140°

或者，本领域技术人员可以理解，唇部8是如何形成锯齿状的，即形成有由空间或中断部间隔开的片区，该空间或中断部对应于朝向基部6降低的片区或者可能与之重合的片区。

唇部8与衬里1在结构上成一体，衬里1与其制造成一体，且由与制成衬里的材料相同的材料制成，例如钛合金。

有利地，衬里1的内部部分9是具有半球的球形部分，该半球是完全中空的并且旨在接收假体12的双移动头10，例如股骨假体。假体12通常被构造有具有尖锐远端14的柄3和配备有球形头部5的近端15。

如已经描述的，本发明需要与假体或肱骨股骨头的连接，并且通过与荷马或大腿骨的骨组件一致来连接；所述元件通常以术语肱骨或股骨柄而公知，并且在矫形外科技术中是已知的，在图中用附图标记12表示。

仅仅为了描述的完整性，应当注意，这种假体12可以与旨在插入长骨例如股骨或荷马的髓管中的突出远端一致，而近端具有人造关节的球形头5。

假体12可以是金属的，由与人体内植入物兼容的合金制成，例如由钛或钛合金或钴-铬制成。假体12的整体结构可以根据应用需要而不同。

有利地，根据本发明，头部10是双移动类型的，并且包括内部中空的最外面球形本体4和最里面球形关节5，如图1和2所示。

球形本体4适配在球形关节5上，以便能够在其上以非常小的间隙自由旋转。

球形关节5具有截头圆锥形空腔16，其允许将其约束到假体12的柄3的近端。这种关节5是假体12的双移动球形头部10的组件。

衬里1的整体结构通过简单的比例调节而构成适于髋关节或肩关节的球窝型假体关节组件，该衬里插入髋臼杯2内并进而接收由假体12的头部10的球形主体4覆盖的球形关节5。

这种结构给予本发明的衬里为约束衬里或捕获衬里的定义。

因此，根据本发明的衬里1的特性是允许与双移动头或与矫形外科标准的类似产品大幅度快速卡扣耦接。

具有唇部8的衬里1和其延伸部分20的特殊形状，都突出越过基部6，这允许将头部4根据箭头F的方向插入到独特的位置，如图16至19所示，该独特的位置基本上对应于内部球形部分或半球形空腔9的高度h。此外，衬里1的形状确保了在不使用附加组件的情况下将同一头部4保持在其任何其它可能的角位置，因为唇部8代表底切边缘，该底切边缘实际上防止头部10从衬里中脱离。

头部10的球形主体4的保持主要通过下唇部8以及通过用延伸部分20获得的最小干涉而精确地实现。基部6可能延伸达片区17小于一毫米，这种延伸提供了覆盖物，以便确保头部10的进一步稳定性。

即使在图10至19中示出，这种结构也是可以替代和可选的，其中赤道边缘或片区17不具有与基部6连续的解决方案，而唇部8从其缺失半球的方向延伸，而不是直接从基部6延伸。

边缘17类似于基部6的小于一毫米的赤道圆柱形延伸部，并且存在于基部的整个圆周上。

本发明的衬里1的特殊形状允许最小化所谓的关节运动范围(ROM)，以及将唇部8和其延伸部20适当地定位在对于患者的解剖最合适的位置。

然而考虑到拉出头部的稳定性值，通过保持几乎半球形形状，ROM被最大化用于主关节运动。

该组件可以用于与金属壳的锥形耦接，如图5所示，或者用于与金属壳结合或直接与解剖表面结合的胶接植入。

根据本发明的假体组件解决了技术问题并提供了几个优点，第一个优点是由于与替代的现有技术方案相比，衬里的结构被进行适度的结构修改，不过确保了双移动头的容易插入，这种衬里是特别期望的，并且一旦插入头部几乎不可能脱臼。

Claims (12)

1.一种矫形假体组件(1，1')，例如矫形假体(12)的髋臼杯或关节盂杯(2)或被约束在杯(2)内并且旨在接收人工股骨头或肱骨头(10)的球形关节(4，5)的衬里，所述组件基本上为半球形，具有限定衬里(1)的下边缘的基部(6)，其特征在于，所述组件包括：唇部(8)，所述唇部突出越过基部(6)并且越过半球形的赤道线，部分地占据半球形的缺失半球以便限定底切边缘；以及所述唇部(8)的延伸部分(20)，所述延伸部分(20)延伸达所述基部(6)的至少一个片区以便在组件(1，1’)内的球形部分(9)中接收和保持双移动头。

2.根据权利要求1所述的假体组件(1)，其特征在于，所述唇部(8)从所述基部(6)的圆周边缘(17)延伸并且突出达所述半球形的半径的大约3％。

3.根据权利要求1所述的假体组件(1)，其特征在于，所述唇部(8)的延伸部分(20)在圆周方向上延伸达不大于所述基部(6)一半的至少一个片区。

4.根据权利要求1所述的假体组件(1)，其特征在于，所述唇部(8)的所述延伸部分(20)周向延伸达包括在0°和180°之间的角度α。

5.根据权利要求1所述的假体组件(1)，其特征在于，所述唇部(8)的延伸部分(20)延伸不超过所述半球形的半径的6％。

6.根据权利要求1所述的假体组件(1)，其特征在于，所述唇部(8)优选地是连续的。

7.根据权利要求1所述的假体组件(1)，其特征在于，所述唇部(8)是锯齿状并且具有由空间或中断部间隔开的片区，所述空间或中断部对应于朝向所述基部(6)降低或与所述基部重合的片区。

8.根据权利要求1所述的假体组件(1)，其特征在于，所述唇部(8)与所述衬里(1)在结构上是一体的，因为所述唇部与所述衬里制成一体。

9.根据权利要求1所述的假体组件(1)，其特征在于，所述唇部(8)由与所述衬里(1)的材料相同的材料制成。

10.根据权利要求2所述的假体组件(1)，其特征在于，所述衬里(1)的内部部分(9)是具有半球的球形部分，所述半球是完全中空的并且旨在接收所述假体(12)的双移动头(10)，所述双移动头包括最外面球形主体(4)，所述最外面球形主体内部中空并且在内部接收球形关节(5)。

11.根据权利要求1所述的假体组件(1)，其特征在于，所述双移动头(10)能够根据与所述衬里(1)的空腔(9)的半球形的高度(h)相对应的方向(F)插入到所述空腔(9)中。

12.根据权利要求1所述的假体组件(1)，其特征在于，根据下表中所记录的值的范围来选择所述衬里的一些尺寸参数，其中：

W是包括(8)的衬里的半球形部分的总高度；

A是半球部分的半径；

H是所述延伸部分(20)的最大延伸量；

K是所述延伸部分(20)的中心部分(22)的延伸量；

β是参考平面(X)相对于赤道面的可能倾斜角度；

K≤H

β≤20°→β≤10°→β≤7.5°

0°≤α≤180°→45°≤α≤160°→90°≤α≤140°。

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