CN102438557B - 用于将球窝插入件插入到髋球窝的球盖中的插入装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于将球窝插入件(17)插入到假体的髋球窝(18)中的用于髋假体的插入装置(9)，其带有保持爪(2)，保持爪(2)通过弹性元件(16)与大致环形的支承元件(12)相连接，其中插入装置(9)可安放到球窝插入件上并且通过保持爪(2)可与其卡接地相连接。由此使用者获得关于操作区域中的事件的直接的触诊的信息并且不遭受感觉到的失控，建议的是支承元件(12)包围可自由接近的、大致圆形的有效的穿透区域(11)，其中心点位于插入装置的纵轴线上。

Description

用于将球窝插入件插入到髋球窝的球盖中的插入装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于将球窝插入件(Pfanneneinsatz)插入到假体(endoprothetisch)的髋球窝(Hüftpfanne)中的用于髋假体(Hüftendoprothetik)的插入装置。
背景技术
在市场上存在用于在痛苦的、外伤性的、发炎的或者其它变化的情况中替代自然的髋关节的多种假体系统。在此，通常使用所谓的模块化系统，在其中，球窝插入件被插入到大多由金属合金制成的髋球窝中，该插入件形成人工的滑动轴承的一部分并且其可由金属合金、陶瓷材料、塑料或者由上述材料的混合来制成。球窝插入件与髋球窝之间的联结经常通过所谓的锥形的卡接(Klemmung)来实现，在其中，球窝插入件的外部尺寸的锥形成型的部分与髋球窝的内部尺寸的配合的锥形成型的部分形成摩擦结合的连接，参见图1。
图1显示了带有所插入的球窝插入件的根据现有技术的髋球窝(阴影)的剖面图，球窝插入件通过锥形的卡接与髋球窝相联结。
可在外科手术中出现的问题中的一个为球窝插入件翻倾地插入到髋球窝中。那么，取代所描述的锥形的卡接，在髋球窝的卡接锥形(Klemmkonus)内部的三个接触点之间可出现球窝插入件的卡住(Verklemmen)。根据在卡住时所施加的力的大小，由于逐点的卡住出现了如此高的摩擦力，使得球窝插入件的位置在外科手术中不可再修正，参见图2。
图2显示了带有翻倾地插入的球窝插入件的根据现有技术的髋球窝(阴影)的剖面图。
在球窝插入件翻倾地插入时，髋关节假体的功能的效果基本上取决于球窝插入件的材料，并且从经过腐蚀而磨损增大直至球窝插入件的完全损坏而变动。所以翻倾地插入的球窝插入件可以是之后的复杂的、痛苦的并且昂贵的校正手术的原因。
为了避免翻倾地插入球窝插入件，在市场上可使用一系列的插入装置。它们的功能大致基于下列三个步骤：
1.在上部的外部的边缘处抓住球窝插入件。
2.使带有球窝插入件的装置在髋球窝处取向，使得髋球窝和球窝插入件的对称轴平行地伸延。
3.急冲地、迅速地将球窝插入件推入到髋球窝中，在此提升保持把手并且产生卡接连接。
通过该装置在上部的外部的边缘处抓住球窝插入件在此通常通过所谓的三点式收纳来实现。对此，该装置具有爪形的元件，其在至少三个点处突出于球窝插入件的外部的边缘并且相应地将法向力或摩擦力施加到在球窝插入件的端面下面的点状的位置上。
带有球窝插入件的装置的取向通常通过将该装置安置到髋球窝的端面上或安置到靠近端面的元件(例如凹槽或凸起)上而实现，元件再次位于平行于端面的平面中。
在球窝插入件与髋球窝之间产生卡住时，将球窝插入件从把手元件中急冲地推出通常通过在插入装置处的附加的推杆或者在使用所谓的冲击装置下来实现。
这种插入装置例如在文件EP 1 076 537 B1和文件DE 299 22 792U1中进行描述。
存在的解决方案的缺点为：
将球窝插入件推入到髋球窝中并且产生初始的卡住是通过推杆或者冲击装置来实现。两者导致，手操作的外科医生手指不再接触球窝插入件，而因此失去对于构件的运动的一部分控制。外科医生(其触诊地(palpatorisch)取得关于他们的手术区域的其信息的基本部分)通常觉得这非常不舒服，并且导致插入装置的微小的可接受性(Akzeptanz)(＝使用)。
插入装置的使用在大多数情况中示出了附加的工作步骤，这由于为了提高手术室中效率的压力而导致插入装置的微小的可接受性。
插入装置(其为了球窝插入件的取向放置在髋球窝的整个端面上)在取向时可被骨骼组织和软组织(其从外突出于髋球窝边缘)损坏，使得利用该装置无翻倾地插入球窝插入件是不可能的，或又提高了翻倾风险。
该插入装置在外科医生的装置组中经常示出一种附加的装置，这引起了在准备手术装置时附加的费用。
该插入装置(其在装置组中未示出附加的装置，而被考虑用于一次性应用)或者作为单独的产品来供应(＝附加的包装造成附加的包装时间和附加的垃圾)，或者要求球窝插入件的包装的特殊的实施，以便同样在其中安放该插入装置。
发明内容
所描述的问题的解决方案通过根据权利要求1的特征的根据本发明的插入装置来实现。
球窝插入件插入到假体的髋球窝中和通过锥形的卡接在那里固定，利用根据本发明的插入装置来实现，插入装置被安置到球窝插入件的端面上并借助于保持爪与球窝插入件卡接地连接。为了插入，球窝插入件利用所安置的插入装置还两侧无接触地插入并定位到假体的髋球窝中。接下来通过作用到球窝插入件上或作用到球窝插入件的球盖(Kalotte)上的压力在接合力足够时，球窝插入件从插入装置的保持爪中滑出并且与髋球窝处于摩擦结合的接触。
为了抓住和为了球窝插入件在髋球窝中的精确的定位使用该插入装置。作用到球窝插入件的内部的球盖上的压力直至足够的接合力在无压力传递装置时直接地并唯一地通过使用者的手指来实现。由此，所描述的缺点被消除，并且外科医生或使用者获得了关于手术区域中的事件的直接的触诊的信息，并且不会遭受感觉到的失控。
根据本发明的插入装置的特征在于，支承元件包围了可自由接近的大致圆形的有效的穿透区域(Durchsteckflaeche)，它的中心点位于插入装置的纵轴线上。大致圆形的有效的穿透区域必须足够的大，使得使用者或外科医生的手指可以穿透。在此该穿透区域必须小得使插入装置具有足够的稳定性，而另一方面不允许小得使使用者的手指不可穿透。
在优选的实施形式中，穿透区域的有效的直径大于或等于2.0cm，特别优选地大于或等于2.5cm。
对于包围了作为穿透区域的圆(参见图3)的支承元件，有效的直径为圆的直径。然而，如果支承元件包围了偏离于圆的穿透区域，如其在图7a、7b和8所显示的那样，那么有效的直径被理解为内接圆的直径(参见图7a，附图标识20)。有效的直径被理解为对于使用者的手指标准的直径，而不是穿透区域的对于手指的穿透基本没有意义的范围(参见图7a，附图标识21)。
在本发明的设计方案中，弹性元件和支承元件联合成一体的支承弹性元件，并且保持爪布置在支承弹性元件处。在该实施形式中，插入装置为一件式，并且可容易地制造。
优选地，支承弹性元件为弹性可弯曲的环，其中，保持爪布置在环的外圆周上。为了安置在球窝插入件的外边缘上，保持爪必须仅通过径向的张紧被推过球窝插入件的外边缘，这意味着，保持弹性元件变形并且作用弹力到保持爪上。因此，保持爪的每个保持面施加压力到球窝插入件上，其与相应的保持爪处的弹力在大小和方向上相同的。
在另一种本发明的设计方案中，支承弹性元件具有三角形或n角形的形状。风琴状的形状也可以是有利的。总是必须注意的是，有效的穿透区域足够的大，使得手指可穿透。通过支承弹性元件的形状的设计可调节弹力。
在一个可选的实施形式中，支承元件和弹性元件为分离的构件，并且保持爪通过弹性元件与支承元件相连接。通过弹性元件的合适的选择，弹力能够单独匹配。
在一个实施形式中，弹性元件具有风琴形的形状，其优选地垂直于保持爪的平面来布置。替代地，支承弹性元件或支承元件在保持爪之间为了产生刚性的和柔性的区域，具有在它的高度和宽度上可变的横截面。
支承弹性元件或支承元件在保持爪之间为了产生刚性的和柔性的区域，也可具有横截面几何形状的变化。
具体实施方式
接下来，根据附图进一步阐述本发明。
关于图1和图2(其显示了现有技术)参考说明书引言。
图3显示了根据本发明的插入辅件，其包括带有保持爪2的环形的、可弯曲的支承弹性元件12。
插入装置在本实施形式中包括可弯曲的、环形的支承弹性元件12，在弹性元件12处联接有三个保持爪2。在此，插入装置的设计在制造技术方面有利地作为整体式构件来实现，其例如可通过浇铸来制造。支承弹性元件12的可弯曲性导致保持爪2可径向移动。随着保持爪2的增加的径向移动，在此待克服的弹力升高。可通过环形的支承弹性元件12的相应的几何形状上的设计来影响保持爪2的力-位移-特性曲线。
保持爪2各具有一个保持面3(参见图4)。保持爪2利用它的下端6(参见图6)在已装配的状态中放置在球窝插入件17的外表面上。在已装配的状态中，支承弹性元件12位于球窝插入件17的球盖5中，并且保持爪抓住球窝插入件17的端面和外棱边。不过，实施形式也可想象成，在其中，支承弹性元件12和保持爪2位于在球窝插入件17的球盖5上面的平面中。
图4显示了带有可见的保持面3的根据本发明的插入辅件。
根据本发明，该插入装置如此地来定义尺寸，即保持爪2可仅通过在径向上的张紧推过球窝插入件17的外边缘。这意味着，支承弹性元件12变形，并且弹力作用到保持爪2上。因此，每个保持面3施加了压力到球窝插入件17上，其与相应的保持爪2处的弹力在大小和方向上相等的。通过压力，在保持面3与球窝插入件17的外表面之间同样作用有摩擦力，其抵抗插入装置从球窝插入件17中拔出。这对于插入装置的功能是重要的。
图5显示了带有在已装配的状态中的根据本发明的插入装置的球窝插入件17。
如果带有已装配的插入装置的球窝插入件17被推到髋球窝18中，则保持爪2在它的下端6处与髋球窝18的端面保持接触。因为保持爪2都具有向下相等的伸展，所以接触点形成平面，其不仅平行于髋球窝18的端面，而且平行于球窝插入件17的端面。因此，由此同样地实现了两个端面的取向，使得它们彼此处于平行。由此抵抗球窝插入件17的可能的翻倾。通过在该时刻仍存在的、在球窝插入件17与髋球窝8之间的侧向上的间隙，球窝插入件17在髋球窝18中的微小的移动是可能的。通过球窝插入件17在髋球窝18中多次的来回移动——相应地直至轻微地与手指7撞击——对于使用者可能的是，检测球窝插入件17在髋球窝18中的正确的位置。特别是轻微的可移动性的存在以及部件的撞击向使用者提供了关于球窝插入件17在髋球窝18中的正确的位置的非常好的触诊的反馈。
为了将球窝插入件推到髋球窝18中最后直至两个锥面的摩擦结合的接触(在球窝插入件外部并在髋球窝内部)，必须克服在插入装置的保持面3与球窝插入件18的外表面之间的摩擦力。这通过连续的或者优选地通过由使用者的手指7的轴向接合力的突然的升高来实现。球窝插入件17滑动任意短的距离进入髋球窝18中，其中，球窝插入件17的值得考虑的翻倾不再可能。可能的微小的翻倾通过锥形的卡接连接的自定心的作用来补偿和修正。
图6显示了带有对于将球窝插入件17插入到髋球窝18中的已装配状态中的根据本发明的插入装置的球窝插入件17。
一旦保持爪2已与球窝插入件17松开，那么弹性元件或支承弹性元件12返回到它的初始形状。通过快速的回位运动，插入装置进一步由髋球窝18的端面挤压，并且沿着使用者的手指7滑动几厘米，直至插入装置的运动停止。如果使用者戴了橡胶手套，如在手术期间强制规定的那样，那么插入装置通过使用者的手指处的手套来抓住。由此当使用者将他的手从手术区域中取出时，它不可避免地将插入装置从手术区域移除。
根据本发明的实施例的优点在于：
在利用使用者(外科医生)的手指7插入时直接操作球窝插入件17，使得使用者获得关于在手术区域中的事件的直接的触诊的信息并且不会遭受感觉到的失控。
通过保持爪2在髋球窝18的端面上的三点支承，其通过三个保持爪2的使用来达到并且因此导致了在构件彼此取向时的稳定的确定性。然而，如果髋球窝18的端面的部件应通过所突出的组织来遮盖，则也可实现通过利用插入装置旋转球窝插入件17来寻找所有三个保持爪2与髋球窝端面有接触的位置。在爪2之间的空间在此不必要没有组织。
插入装置的小的结构高度，使得它仅微小地突出球窝插入件17的端面，并且因此在现有的用于球窝插入件17的消毒包装中可一同包装，而包装的几何形状的改变不是必须的。
插入装置的整体的和简单的构形，其使成本有利的制造、操作和消毒成为可能，并且使一次性使用成为可能。
其它的实施形式通过环形的可弯曲的元件(即支承弹性元件12)的构形变化来产生。在此，一方面支承元件12的基本构形在俯视图中根据图3可变化。另外，环形的元件的横截面的构形的变化或者两种变化措施的组合是可想到的。
所以，例如三角形或者n角形的几何形状也是可想到的，参见图7。
图7在上俯视图中显示了两个不同的插入装置。环形的、可弯曲的元件的几何形状的变化例如可通过三角形(图7a)或n角形形状(图7b)来发生。
另外，可能的是，在三个保持爪2之间通过可弯曲的伸展元件构造直接的连接段。例如实现了连接段13的风琴状的构形(参见图8)，所以由此在导致保持爪2的径向移动的力的作用下产生了伸展元件的可变形性。通过风琴弧形的数量和构形，在该情况中保持爪2的力-位移-特性曲线的特殊的构形也是可能的。
另外可想到的是，风琴状的构形不布置在平行于保持爪的平面的平面中，而是垂直于此地来布置，参见图9。为了在这里还使能够集成在现有的包装中，合理地将风琴弧形在构形上移动到球窝插入件17的球盖5的区域中。
图8在俯视图中显示了一种根据本发明的插入装置，其中通过爪2之间的风琴状的弹性元件或支承弹性元件12或连接段13，三个保持爪2直接连接。
图9在俯视图(图9a)中和在剖面图(图9b)中显示了一种根据本发明的插入装置。三个保持爪2的连接利用中心的环或支承元件15通过风琴状的弹性元件16来实现，弹性元件16垂直于三个保持爪2的平面来布置。在该弹性元件16处紧固有保持爪2。
环形的、可弯曲的元件或支承弹性元件12的横截面的变化可以以柱形的形状在环形的、可弯曲的元件或支承弹性元件12的圆周上实现。所以，保持爪2的力-位移-特性曲线和环形的、可弯曲的元件或支承弹性元件12的构形在变形期间可被影响。例如当通过扭转可能出现在球窝插入件17或髋球窝18的边缘上保持爪2的不希望的倾翻时，环形的元件的因此可能的扭转在变形期间同样可被有目的地压制或影响。
横截面的变化在此可通过它的高度和宽度的改变来实现，使得产生柔性的和刚性的区域，例如刚性的区域在保持爪2的区域中，而柔性的区域在保持爪2之间的区域中，参见图10。
图10显示了带有可变的环横截面的根据本发明的一种插入装置(在两个保持爪之间的剖面)，横截面的高度和宽度变化以产生刚性的和柔性的区域。
另外，横截面几何形状在圆周上完全的变化同样是可想到的，例如在保持爪的区域中的矩形的横截面变成正好在两个保持爪2之间的环的中心上的圆形的横截面，参见图11。
图11显示了带有可变的环横截面的根据本发明的一种插入装置(在两个保持爪之间的剖面)，横截面几何尺寸从矩形变化到圆形并再回到矩形。
同样地，借助于有限元仿真和在所谓的匹配算法的应用下，横截面几何形状的无级的优化是可想到的。在此产生的几何形状可任意偏离于优化的初始横截面(例如矩形或圆形)，但是位于相应规定的尺寸界限内。
根据本发明，插入装置因此包括保持爪2，其利用保持面3(参见图4)贴靠在球窝插入件17的外侧处(参见图9)。保持爪2与弹性元件16相连接，弹性元件16向球窝插入件17的内侧对保持爪2加载力。弹性元件16同时也可形成保持爪2彼此间的连接(参见图3、4、5、6、7、8、10、11)，并且/或者与支承弹性元件12相连接。

Claims (14)

1.一种用于将球窝插入件(17)插入到假体的髋球窝(18)中的用于髋假体的插入装置(9)，其带有保持爪(2)，所述保持爪(2)通过弹性元件(16)与大致环形的支承元件(12)相连接，其中所述插入装置(9)能够安放到球窝插入件上并且通过所述保持爪(2)能够与所述球窝插入件卡接地相连接，其特征在于，所述支承元件(12)包围能够自由接近的有效的穿透区域(11)，所述穿透区域(11)是大致圆形的且在所述插入装置(9)已经位于所述球窝插入件(17)上时能够自由接近，且所述穿透区域(11)的中心点位于所述插入装置的纵轴线上。
2.根据权利要求1所述的插入装置，其特征在于，所述穿透区域(11)的有效的直径大于或等于2.0cm。
3.根据权利要求2所述的插入装置，其特征在于，所述穿透区域(11)的有效的直径大于或等于2.5cm。
4.根据权利要求3所述的插入装置，其特征在于，所述穿透区域(11)的直径为2.5cm。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的插入装置，其特征在于，所述弹性元件(16)和所述支承元件(12)联合成一体的支承弹性元件，并且所述保持爪(2)布置在所述支承弹性元件处。
6.根据权利要求5所述的插入装置，其特征在于，所述支承弹性元件为弹性可弯曲的环。
7.根据权利要求5所述的插入装置，其特征在于，所述支承弹性元件具有三角形的形状。
8.根据权利要求5所述的插入装置，其特征在于，所述支承弹性元件具有n角形的形状。
9.根据权利要求5所述的插入装置，其特征在于，所述支承弹性元件具有风琴状的形状。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的插入装置，其特征在于，所述支承元件(12)和所述弹性元件(16)为分离的构件，并且所述保持爪(2)通过所述弹性元件(16)与所述支承元件(12)相连接。
11.根据权利要求10所述的插入装置，其特征在于，所述弹性元件(16)具有风琴状的形状。
12.根据权利要求11所述的插入装置，其特征在于，所述弹性元件(16)垂直于所述保持爪(2)的平面来布置。
13.根据权利要求5所述的插入装置，其特征在于，为了产生刚性的和柔性的区域，所述支承弹性元件或所述支承元件(12)在保持爪(2)之间具有在它的高度和宽度上可变的横截面。
14.根据权利要求5所述的插入装置，其特征在于，为了产生刚性的和柔性的区域，所述支承弹性元件或所述支承元件(12)在保持爪(2)之间具有横截面几何形状的变化。
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