CN101541265A - 指关节假体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能提高稳定性的指关节假体，该指关节假体包括：具有第一关节元件和第二关节元件的关节体(14)，所述第一关节元件和所述第二关节元件围绕一旋转轴线被能枢转地连接在一起；以及从所述第一关节元件和所述第二关节元件中的每一个延伸出来的锚固栓(30、32)，用于固定到近端指骨和/或远端指骨，其中，所述锚固栓(30、32)具有带有开口的眼状件(40、42、44)，用于接纳固定螺钉；根据本发明，所述第一关节元件具有带有插入开口(22)的外中空体，所述第二关节元件具有内中空体，所述内中空体在安装位置中能够通过所述插入开口(22)能相对移动地插入所述外中空体中；以及心轴(48)，该心轴(48)在所述安装位置中能够被插到所述内中空体中，用于与所述外中空体能旋转地移动连接。

Description

指关节假体
技术领域
本发明涉及一种指关节假体，该指关节假体包括具有第一关节元件和第二关节元件的关节体。所述第一关节元件和第二关节元件围绕一旋转轴线能枢转地连接在一起，以及从每一个关节元件延伸出来的是伸长的锚固栓，用于固定到近端指骨和/或远端指骨。具有孔的用于接纳固定螺钉的一个或更多个眼状件也被设置在所述锚固栓上。
背景技术
常常由于遗传变性疾病或关节病而一方面导致手指中间关节功能性障碍。在这种情况下，疾病会导致关节软骨的“磨损”，进而相应地在关节表面中产生完全改变了的不适当的拉伸和压力，从而导致关节功能的障碍甚至是丧失。另一方面，手指中间关节的功能性障碍也常常由于外伤导致，例如关节脱臼或关节骨折。关节骨折后的初步治疗通常会导致受伤关节产生一种被称做“外伤后的关节病”，这也会导致手指中间关节功能的障碍甚至是丧失。
一种消除上述功能性问题的方法是将关节牵引到便于其功能实现的位置中。所述过程公认地会达到消除病痛的效果，但是这意味着关节的完全的功能性不宜手术性。
对于更早的指关节假体的植入，在指关节处的内侧韧带必须被松弛以进行尺骨接入。该关节要沿横向脱位并且掌骨的一部分被分离。需要重新确定第一指骨的头部和第二指骨的基部的尺寸，使得在两指骨之间提供一预先设定的间距。由此，通过在每个指骨中使用挫来刮出一沿着中央轴线延伸的矩形空间。轴引导器被粘接到该矩形空间中。关节元件通过将各自的锚固栓插入轴引导器来完成装配，所述指骨背向弯曲并通过将轴插入对准的开口中来使第一关节元件和第二关节元件铰链连接在一起。
在植入现在已知的指关节假体过程中，因为手指中间关节必须沿横向脱位，会导致所述指关节的伸肌腱系统、两个屈肌腱和横向韧带的损伤，从而导致后期指功能的不良影响。另外，植入所述指关节假体同时要将轴引导器沿指关节中央轴线方向插入，此过程中会损失大量骨质。
在发明人Christoph Ranft的公开号为EP1096906的专利中披露了一种显著改进的手指关节假体。其中提供了一种新颖且改进的方法以避免上面出现的诸多不足。在EP1096906记载的技术方案中，所述指关节假体能够在组装好的状态下沿径向植入到指关节中的预先设置的孔中，这显著简化了安装过程并且对手指的损伤非常轻微。
另一方面，指关节假体结构易损且强度和耐久度均不足。
发明内容
依照本申请说明书开头部分所述，本发明的目的在于进一步研发一种指关节假体，从而能至少部分克服前述缺点，所述指关节假体具有更高的稳定性水平，同时也能够在微创条件下容易地植入患者体内。
发明目的通过以下手段达到：第一关节元件具有包括带有插入开口的外中空体，第二关节元件具有内中空体，所述内中空体在安装位置中能通过插入开口被能相对移动地插入外中空体中，以及一心轴能在安装位置中被插入到内中空体中，用于与外中空体能旋转地移动连接。外中空体和内中空体都分别设置有外周表面和内周表面。所述内中空体的外周表面比所述外中空体的内周表面略小，使得所述内中空体能够在安装位置中被相对能移动地插入所述外中空体中。所述外中空体和内中空体都是旋转对称结构并具有相同的几何形状，以确保无障碍的旋转。与EP1096906中披露的结构相比，能彼此相对移动并且一个在另一个中滑动的中空体形式的结构大大提高了弯曲和扭转的几何惯性力矩，尤其是扭转力集中于中央心轴。
在尤其优选的实施例中，所述外中空体和内中空体都是空心圆筒的形式。
已经证实，因为金属在人体活环境中具有高水平的稳定性和疲劳强度，所以所述外中空体和内中空体由金属制成具有明显的优点。在这方面，钛金属具有明显优越的滑动和摩擦特性，亚硝酸钛具有生物相容性和良好的耐磨损性，故而得到优选应用。
如果所述中空体由金属制成，则所述心轴可以由塑料材料制成，从而与中空体形成十分良好的材料副。其中聚乙烯作为优选使用的材料。然而依照本发明，中央心轴也可以由金属制成。
为了减小内中空体和外中空体的端部之间的摩擦力，可以在内中空体和外中空体的端面之间装配塑料盘或垫片，该塑料盘优选由聚乙烯制成。
根据本发明的指关节假体优选应用于PIP关节并且能够毫无问题地承载所述关节处出现的力。为了提供所需的力承载能力，所述外中空体的外径大致是所述心轴的外径的1.5到2倍。在PIP关节的情况下，优选所述外中空体具有12mm的外径，而所述心轴具有6mm的外径。然而，作为替代，用于DIP和MCP关节也在本发明范围之内。理论上依照本发明所述的结构也可用于具有适当地不同尺寸而同时保持了上述优点的大小关系的其它关节。
所述内中空体和外中空体之间可以设置抵接件，用于将旋转角度限制为预定大小。在尤其优选的实施例中，所述抵接件在所述内中空体外周表面以台阶的形式出现，该抵接件在安装位置中能够抵靠在所述外中空体的插入开口的边缘上。优选的旋转角度是0度至135度，尤其优选0度到90度。
为了更进一步实现本发明的目的，可以采用包含至少一个销状(peg-like)放大部分的锚固栓。优选地，所述放大部分平行于所述轴线方向延伸，也就是说横交于所述锚固栓的纵向方向延伸。除了用于所述锚固栓的槽之外，骨皮质上必须还要为所述放大部分设置相应的凹陷。如果需要承载横交于所述锚固栓的纵向方向并且沿关节体的纵向方向的负载，则在所述锚固栓上的至少一个销状放大部分用作支撑件，用于支撑所述指关节假体。
也可以在所述锚固栓上设置多个销状放大部分，这些放大部分沿着所述锚固栓的纵向方向以开口的方式相互间隔开。在俯视图中，所述放大部分基本上涉及W、U或V的几何形状。作为优选，所述放大部分与所述锚固栓上的眼状件以移位的关系分布，以便不会阻止将固定螺钉拧入指关节骨骼中并且也允许固定螺钉被倾斜地拧入。为了实现该目的，也可以在所述锚固栓上设置斜面。
优选，销状放大部分被设置在所述锚固栓的在安装位置中朝向指关节骨骼的前侧处。
为了承载作用在锚固栓上的力，已经证实，尤其需要将至少一个放大部分设置在所述锚固栓的外侧自由端处，以及将另一个放大部分设置在锚固栓与所述中空体的连接区域处。
通过在所述锚固栓的远离指关节骨骼的前侧上可选地或另外设置一放大部分，可以进一步增大在指关节骨骼中的接触表面面积。
在俯视图中，位于所述锚固栓前侧和/或后侧的放大部分形成V或W形结构，其中在W形结构中优选近端锚固栓略长，而在V形结构中优选远端锚固栓略短。
附图说明
本发明更多的细节、特征和优点将通过下文的描述而变得明了，其中参考以下附图详细描述了根据本发明的结构示例的实施例，其中：
图1示出了指中间关节的径向示意图，其中示出了指关节假体的植入位置；
图2示出了依照本发明的指关节假体的前视图；
图3示出了图2的指关节假体的俯视图；以及
图4示出了图3的指关节假体的分解透视图；
相同的附图标记将用来表示相同或者相似的部件。
具体实施方式
图1示出了手指中间关节2的径向侧视图，手指中间关节2具有近端指骨4(也就是朝向人体的指骨)和远端指骨6(也就是远离人体的指骨)。所述伸肌腱8显示在指骨的下方而屈肌腱10显示在中间指骨的上方。
图2至4中示出的指关节假体用于在图1中以中心处的圆形表示的指关节的位置处沿径向植入图1所示的指关节中。
图2示出了组装后的指关节假体的侧视图。该指关节假体包括具有第一关节元件和第二关节元件的关节体14，所述第二关节元件与第一关节元件铰链连接，使得第二关节元件能围绕图3中所示的竖直轴线A相对于第一关节元件枢转。
图2和3示出了指关节假体在植入位置中的侧视图和俯视图。第一关节元件包括外中空圆筒20，其具有在所述轴线A一侧处的插入开口22。第二关节元件的内中空圆筒24能够被可旋转移动地插入到外中空圆筒20的插入开口22中，所述插入开口22延伸超过该圆筒的外周表面的一半。在第二关节元件的内中空圆筒24上向外形成的是抵接件28，该抵接件28在大约90度的角度部分上方延伸并且形成内中空圆筒24的抵接边缘，用于抵接在外中空圆筒20的插入开口22的内边缘上。根据抵接件28的适当结构，可以根据需要调节可移位的角度范围。
在近端延伸的、呈面状(areal)的近端锚固栓30在所述外中空圆筒20的外周表面上的一侧处被形成为一体件。该近端锚固栓30从所述外中空圆筒20的后侧大致延伸到其中央。该近端锚固栓30形成了一个横交于关节体14的轴线A延伸的表面。该近端锚固栓的高度大约为关节体14的总长度的四分之一。如图2所示，近端锚固栓30在延伸通过所述轴线的中点的假想水平面上方一点被形成在外中空圆筒20的外周表面上。
在图2所示的植入位置中，从抵接件28的后侧大致延伸到抵接件28的中央的远端锚固栓32在内中空圆筒24上在与近端锚固栓30相同的平面中被形成为一体件。远端锚固栓32从内中空圆筒24沿远端向外延伸并同时具有面状特性。
近端锚固栓30和远端锚固栓32在安装位置中朝向骨骼的各自的前侧上均具有腿状放大部分34、36。这些放大部分34、36横交于锚固栓30、32的纵向方向沿横向向前延伸大致为关节体14的一半的长度。至少一个放大部分34、36被设置在锚固栓30、32的外侧自由端处，以便在此也承载作用在锚固栓30、32上的力。
远端锚固栓30能够从附图中所示的植入位置相对于近端锚固栓32向上枢转大约90度。
第一固定眼状件40以与近端锚固栓30的外侧自由端相邻并略微向内移位的关系整体形成在近端锚固栓30的顶侧上。具有同样几何形状的第二固定眼状件42被整体形成在近端锚固栓30上的在外中空圆筒20的方向上沿径向向内移位的间隔处。第一固定眼状件40和第二固定眼状件42在近端锚固栓30上被配置成使得它们正好位于相互间隔开的腿状放大部分34、36之间的开口区域中，从而允许固定螺钉被拧入固定眼状件40、42中的、与关节体14的中心轴线基本上平行延伸的开口中。为了使固定螺钉能够被倾斜地拧入安装眼状件40、42中，在放大部分34、36之间的开口的顶点处，在固定眼状件40、42的区域中，斜面38被设置在所述锚固栓30、32上。材料的厚度在后侧方向上从前端逐渐增加到锚固栓的最大材料厚度0.7mm到1.3mm。固定眼状件40、42也可以相对于竖直方向倾斜5度到10度，以利于固定螺钉倾斜地拧入。
在俯视图中，近端锚固栓基本上是W形的几何形状。
近端锚固栓30的后侧(在安装位置中远离指骨)从外中空圆筒20的后侧以大致45度角向后延伸到顶点，从这里以小角度上升到外侧自由端。通过这种方式形成的锚固栓30、32的支翼在它们之间形成优选为150度至170度的钝角，使得锚固栓与手指骨骼的自然几何形状相匹配，以便在不影响所述关节的活动性的前提下通过增大骨骼中的支撑接触表面来提高稳定性。
基本上平行于轴线A延伸的两个放大部分36也形成在远端锚固栓32上。放大部分36通过在中间顶点处设置斜面的操作而被相互间隔开。在从所述开口略微向外移位的位置处，第三固定眼状件44整体形成在远端锚固栓32的下侧处。该第三固定眼状件44基本上整体形成在远端锚固栓32的前支翼的顶点处。
聚乙烯(PE)心轴48被插入通过外中空圆筒20的端部中的前端处的端部开口，用于使第一关节元件和第二关节元件可相对移动地连接。心轴48通过内中空圆筒24中的圆筒开口并从而将其固定到外中空圆筒20中。依靠在所述心轴48和外中空圆筒20之间的适当的压力装配，心轴48被捕获地与外中空圆筒20连接。在心轴48的前端处，具有直径减小的销部分，该销部分可以被压入外中空圆筒20的前端面中。
为了减小由亚硝酸钛制成的内中空圆筒24的外侧前端与同样是由亚硝酸钛制成的外中空圆筒20的内侧前端之间的摩擦，可以插入聚乙烯环形盘50。
为了植入指关节假体，在剥离相应的横向韧带后，可以在图中以中心圆表示的位置处，借助于圆形钻孔器从径向侧钻一个孔。在远端指骨6从伸展位置向弯曲位置进行枢转运动的开始处，孔的中心点对应于指骨4、6的旋转中心点。所述孔的内径和高度对应于关节体14的外径和高度。钻孔完成后，使用开槽器从径向侧钻两个狭槽52、54，这两个槽从所述钻孔开始沿指骨的纵向中央方向延伸。在这方面，狭槽52、54的形状对应于锚固栓30、32的几何形状。
在钻孔和开槽52、54后，利用指关节假体的前端将指关节假体插入所钻的孔中，在这种情况下，锚固栓30、32被推入狭槽52、54中，直到固定眼状件40、42和44抵靠在手指骨骼上。然后，锚固栓30、32被固定到相应的指骨4、6的骨骼材料上。这通过使钛螺钉通过固定眼状件40、42和44被拧入骨骼材料中来实现。
所述指关节假体的组成部件优选采用金属制成，尤其优选采用钛或者亚硝酸钛制成。这种材料的优点是，通过使骨骼生长到材料的多孔表面中，获得了持久的高水平的植入稳定性。还可以在所述材料的表面上设置能促进骨骼生长到材料表面中的生物相容涂层。例如羟基磷灰石就非常有利。
为了在心轴和中空体之间形成适当的抗摩擦副，心轴优选具有由与中空体材料硬度不同的材料形成，所选用的材料能够一起形成良好的抗摩擦副即可。当使用钛或者亚硝酸钛材质的中空体时，使用塑料材料特别是超高分子量聚乙烯制成的心轴已被证实是有利的。然而，所有其它具有适当的滑动特性的适当的材料副都是可选用的。
根据要替换的指关节的大小，所述指关节假体的尺寸在下列范围内是优选的：
  关节体直径：   6到8mm
  心轴直径：   3到4mm
  锚固栓长度：   4到8mm
  锚固栓厚度：   0.7到1.3mm
本发明详细阐述了关于使用本发明的指关节假体替换手指的中间关节。同样，也可以在保持大小关系的同时采用适当的适配尺寸，使用指关节假体替换手指的端部关节。
本发明的主题不仅仅包括各个权利要求的主题，也包括各个权利要求相互组合的主题。到目前为止，作为本发明的必要特征，在本申请包括摘要特别是附图中图示的三维结构中所公开的所有特征和细节均被请求保护，因为它们单独或者组合后相对现有技术具有新颖性。
附图标记列表
A    轴线
2    手指中间关节
4    近端指骨
6    远端指骨
8    伸肌腱
10   屈肌腱
14   关节体
20   外中空圆筒
22   插入开口
24   内中空圆筒
28   抵接件
30    近端锚固栓
32    远端锚固栓
34    放大部分
36    放大部分
38    斜面
40    第一固定眼状件
42    第二固定眼状件
44    第三固定眼状件
46    端部开口
48    心轴
50    环形盘
52    狭槽
54    狭槽

Claims (15)

1.一种指关节假体，该指关节假体包括：具有第一关节元件和第二关节元件的关节体(14)，所述第一关节元件和所述第二关节元件围绕一旋转轴线被能枢转地连接在一起；以及从所述第一关节元件和所述第二关节元件中的每一个延伸出来的锚固栓(30、32)，用于固定到近端指骨和/或远端指骨，其中，所述锚固栓(30、32)具有带有开口的眼状件(40、42、44)，用于接纳固定螺钉；其特征在于，所述第一关节元件具有带有插入开口(22)的外中空体，所述第二关节元件具有内中空体，所述内中空体在安装位置中能够通过所述插入开口(22)能相对移动地插入所述外中空体中；以及心轴(48)，该心轴(48)在所述安装位置中能够被插入到所述内中空体中，用于与所述外中空体能旋转地移动连接。
2.根据权利要求1所述的指关节假体，其特征在于，所述外中空体和所述内中空体均由金属制成。
3.根据前述任一权利要求所述的指关节假体，其特征在于，所述心轴由塑料材料制成。
4.根据前述任一权利要求所述的指关节假体，其特征在于，环形盘(50)在端部处被装配在所述外中空体和内中空体之间。
5.根据前述任一权利要求所述的指关节假体，其特征在于，所述外中空体的外径大约是所述心轴的外径的1.5到2倍。
6.根据前述任一权利要求所述的指关节假体，其特征在于，所述外中空体和所述内中空体均是圆筒状的。
7.根据前述任一权利要求所述的指关节假体，其特征在于，抵接件(28)被设置在所述外中空体和所述内中空体之间。
8.根据权利要求7所述的指关节假体，其特征在于，所述抵接件(28)被设置在所述内中空体上。
9.根据权利要求7或8所述的指关节假体，其特征在于，所述抵接件(28)包含大约130度的角度。
10.一种指关节假体，该指关节假体包括：具有第一关节元件和第二关节元件的关节体(14)，所述第一关节元件和所述第二关节元件围绕一旋转轴线被能枢转地连接在一起；以及从所述第一关节元件和所述第二关节元件中的每一个延伸出来的锚固栓(30、32)，用于固定到近端指骨和/或远端指骨，其中，所述锚固栓(30、32)具有带有开口的眼状件(40、42、44)，用于接纳固定螺钉，其特征在于，所述锚固栓(30、32)具有优选平行于所述轴线方向延伸的至少一个腿状放大部分(34、36)。
11.根据权利要求10所述的指关节假体，其特征在于，所述放大部分被设置在所述锚固栓的自由端处。
12.根据权利要求10或权利要求11所述的指关节假体，其特征在于，所述锚固栓(30、32)具有多个腿状放大部分(34、36)，所述放大部分(34、36)沿着所述锚固栓(30、32)的纵向方向借助于一个或更多个开口相互间隔开。
13.根据权利要求10至12所述的指关节假体，其特征在于，至少一个所述放大部分(34、36)被设置在所述锚固栓(30、32)的前侧处。
14.根据权利要求10至13中的一项所述的指关节假体，其特征在于，一附加的放大部分被设置在所述锚固栓(30、32)的后侧上。
15.根据权利要求14所述的指关节假体，其特征在于，所述设置在所述后侧上的放大部分与骨骼的几何形状相匹配。
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