CN113813086A - 一种个体化肩关节假体及装配方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及医疗器械技术领域，具体公开了一种个体化肩关节假体及装配方法，包括假体柄、沉头螺钉、压板、滑块和球头，压板与球头之间通过沉头螺钉进行连接，球头的底面开设有异形沟槽，滑块的数量为两个，两个滑块对称设置于异形沟槽内，假体柄的一端贯穿压板，并与两个滑块相互配合。从而实现肩关节假体与人体的解剖完美适配，以及保证肩关节假体植入后的稳定性。

Description

一种个体化肩关节假体及装配方法
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种个体化肩关节假体及装配方法。
背景技术
肩关节由关节盂和肱骨头组成，属球窝关节。肱骨头较大，呈球形，关节盂浅而小，仅包绕肱骨头的1/3，关节囊薄而松弛，因此，肩关节屈伸、内收外展和内外旋运动的角度范围远比髋、膝、踝等其他关节的大，是人体最灵活的关节。肩关节骨性关节炎、类风湿关节炎，肱骨近端粉碎性骨折，肱骨头缺血性坏死，肩部恶性肿瘤等为肩关节好发疾病，人工肩关节置换术是这类疾病的一种有效治疗手段。
在人工肩关节置换术中需要使用到肩关节假体，但是现有的肩关节假体结构设计不合理，使用效果较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种个体化肩关节假体及装配方法，旨在解决现有技术中的肩关节假体结构设计不合理，使用效果较差的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的一种个体化肩关节假体，包括假体柄、沉头螺钉、压板、滑块和球头，所述压板与所述球头之间通过沉头螺钉进行连接，所述球头的底面开设有异形沟槽，所述滑块的数量为两个，两个所述滑块对称设置于所述异形沟槽内，所述假体柄的一端贯穿所述压板，并与两个所述滑块相互配合。
其中，所述假体柄包括柄下部、柄多孔部和柄上部，所述柄多孔部为中空结构，所述柄多孔部的外形及内腔均呈椭圆形结构设置，所述柄上部的一端贯穿所述柄多孔部的内腔，并与所述柄下部螺纹连接。
其中，所述柄上部包括小球头、颈筒、椭圆形台肩、椭圆杆和外螺纹杆，所述柄下部的一端设置有内螺纹，所述外螺纹杆的一端与所述内螺纹螺纹连接，所述外螺纹杆的另一端与所述椭圆杆的一端固定连接，所述椭圆杆的另一端与所述椭圆形台肩固定连接，且所述柄多孔部的顶端紧靠所述椭圆形台肩，所述颈筒的一端与所述椭圆形台肩固定连接，所述颈筒的另一端与所述小球头固定连接。
其中，每个所述滑块上设有直径与所述小球头直径相等的1/4球窝面，所述小球头与所述1/4球窝面贴合，所述1/4球窝面的背面由两个与顶面形成预设角度的向外倾斜的斜面组成，预设角度为1°～10°，两个1/4球窝面构成球窝。
其中，所述异形沟槽的其中两侧面为对称倾斜面构成的第一楔形槽，所述压板的一侧设置有加强凸台，且所述加强凸台上开设有与所述第一楔形槽长度相同的第二楔形槽。
其中，所述第一楔形槽长度和所述第二楔形槽的长度均比每个所述滑块的长度大3～8mm。
其中，所述压板上具有多个沉头孔，所述球头上具有多个螺纹孔，且每个所述沉头孔与每个所述螺纹孔的位置相对应，所述沉头螺钉贯穿所述沉头孔，并与所述螺纹孔螺纹连接。
本发明还提供一种采用上述所述的个体化肩关节假体的装配方法，包括如下步骤：
将柄上部插入柄多孔部后拧入柄下部；
将两个滑块对称放入第一楔形槽；
将小球头穿过第二楔形槽；
将两个滑块分开后，将所述小球头放入球窝；
将压板与球头上，旋入所有沉头螺钉，但不拧紧；
根据肱骨近端解剖学参数，调整球窝与小球头之间的相对位置和滑块在第一楔形槽内的位置；
根据预紧力要求，使用扭力扳手拧紧所有沉头螺钉。
本发明的一种个体化肩关节假体及装配方法，所述假体柄上部与所述柄下部采用螺纹连接，并将所述柄多孔部固定。所述柄多孔部的多孔设计不仅有利于骨细胞的长入并与骨嵌合，其椭圆外形也能提高假体柄的抗旋转能力，最终有效保证假体柄植入的长期稳定性。另外两个完全相同的所述滑块对称放置，使其球窝与所述小球头面贴合，同时所述滑块的斜面分别与所述第一楔形槽和所述第二楔形槽配合。两个所述1/4球窝面组成的球窝略大于半球面，阻止所述小球头从所述滑块中脱出，另外用所述沉头螺钉将所述压板和所述球头连接紧固，所述沉头螺钉的紧固力通过所述滑块的斜面传递并转化为所述滑块对所述小球头的合抱力，所述滑块与所述第一楔形槽和所述小球头之间分别产生的摩擦力使得所述球头和所述假体柄固定连接在一起，无法发生相对运动。所述个体化肩关节假体的结构设计更加合理，使用效果更好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的个体化肩关节假体的结构分解图。
图2是本发明的个体化肩关节假体的立体图。
图3是本发明的柄多孔部的内部结构示意图。
图4是本发明的柄上部的结构示意图。
图5是本发明的个体化肩关节假体的部分结构示意图。
图6是本发明的个体化肩关节假体的装配方法的步骤流程图。
1-假体柄、11-柄下部、12-柄多孔部、13-柄上部、131-小球头、132-颈筒、133-椭圆形台肩、134-椭圆杆、135-外螺纹杆、14-花键槽、2-沉头螺钉、3-压板、31-沉头孔、4-滑块、41-1/4球窝面、5-球头、51-螺纹孔、6-异形沟槽、61-第一楔形槽、62-加强凸台、621-第二楔形槽。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1至图5，本发明提供了一种个体化肩关节假体，包括假体柄1、沉头螺钉2、压板3、滑块4和球头5，所述压板3与所述球头5之间通过沉头螺钉2进行连接，所述球头5的底面开设有异形沟槽6，所述滑块4的数量为两个，两个所述滑块4对称设置于所述异形沟槽6内，所述假体柄1的一端贯穿所述压板3，并与两个所述滑块4相互配合。
在本实施方式中，通过所述假体柄1的一端贯穿所述压板3，并与两个所述滑块4相互配合，并且利用所述沉头螺钉2将所述压板3和所述球头5进行连接，能够使得该肩关节假体的结构连接更加牢固，结构设计更加合理，更加经久耐用，使用效果更好。
进一步地，所述假体柄1包括柄下部11、柄多孔部12和柄上部13，所述柄多孔部12为中空结构，所述柄多孔部12的外形及内腔均呈椭圆形结构设置，所述柄上部13的一端贯穿所述柄多孔部12的内腔，并与所述柄下部11螺纹连接。
所述柄上部13包括小球头131、颈筒132、椭圆形台肩133、椭圆杆134和外螺纹杆135，所述柄下部11的一端设置有内螺纹，所述外螺纹杆135的一端与所述内螺纹螺纹连接，所述外螺纹杆135的另一端与所述椭圆杆134的一端固定连接，所述椭圆杆134的另一端与所述椭圆形台肩133固定连接，且所述柄多孔部12的顶端紧靠所述椭圆形台肩133，所述颈筒132的一端与所述椭圆形台肩133固定连接，所述颈筒132的另一端与所述小球头131固定连接。
每个所述滑块4上设有直径与所述小球头131直径相等的1/4球窝面41，所述小球头131与所述1/4球窝面41贴合，所述1/4球窝面41的背面由两个与顶面形成预设角度的向外倾斜的斜面组成，预设角度为1°～10°，两个1/4球窝面41构成球窝。
所述异形沟槽6的其中两侧面为对称倾斜面构成的第一楔形槽61，所述压板3的一侧设置有加强凸台62，且所述加强凸台62上开设有与所述第一楔形槽61长度相同的第二楔形槽621。
所述第一楔形槽61长度和所述第二楔形槽621的长度均比每个所述滑块4的长度大3～8mm。
所述压板3上具有多个沉头孔31，所述球头5上具有多个螺纹孔51，且每个所述沉头孔31与每个所述螺纹孔51的位置相对应，所述沉头螺钉2贯穿所述沉头孔31，并与所述螺纹孔51螺纹连接。
在本实施方式中，所述柄多孔部12采用SLM、EBM等3D打印技术制备，其余部件可采用锻造等传统机械加工方式制备，也可直接采用3D打印技术制备。
所述柄上部13由小球头131、颈筒132、椭圆形台肩133、椭圆杆134和外螺纹组成。所述颈筒132的中心轴线与所述椭圆杆134的中心轴线的夹角(固定颈干角)为135°。
所述柄多孔部12为中空结构，外形和内腔截面均为椭圆形。所述柄多孔部12的多孔结构孔径400～800μm为最佳，孔隙率45％～75％。所述柄多孔部12的长度略大于所述椭圆杆134的长度，所述柄多孔部12上端紧靠所述椭圆形台肩133，且与所述椭圆形台肩133的外形一致。所述柄多孔部12内腔截面与所述椭圆杆134外形一致，内腔可插入所述柄上部13并与之紧密配合，椭圆形设计能够保证多孔部与柄上部13、柄下部11之间不发生旋转。所述柄下部11的外表壁上设置有多个呈圆周分布的花键槽14。所述柄下部11可设置不同长度以满足使用需求，其一端设有内螺纹。所述柄下部11的外形似花键，其最大外形尺寸与所述柄多孔部12的下端外形尺寸相同，植入时可在髓腔底部注入少量骨水泥，利用花键外形和骨水泥的嵌合实现假体植入后的初期稳定。
所述柄上部13与所述柄下部11采用螺纹连接，并将所述柄多孔部12固定。所述柄多孔部12的多孔设计不仅有利于骨细胞的长入并与骨嵌合，其椭圆外形也能提高所述假体柄1的抗旋转能力，最终有效保证所述假体柄1植入的长期稳定性。
所述滑块4上设有直径与所述小球头131直径相等的所述1/4球窝面41，如图所示，球窝面的背面由两个与顶面成一定角度的向外侧倾斜的斜面组成，此一定角度即为预设角度，一般设置为1°～10°，优选莫氏锥度。
所述球头5的底面上开有所述异形沟槽6和多个所述螺纹孔51，较短的沟槽两侧面为对称斜面构成第一楔形槽61，所述第一楔形槽61长度比滑块4的长度大3～8mm。
所述压板3上设有加强凸台62和若干沉头孔31，所述加强凸台62上开有与所述第一楔形槽61长度相同的第二楔形槽621。另外两个完全相同的所述滑块4对称放置，使其球窝与所述小球头131面贴合，同时所述滑块4的斜面分别与所述第一楔形槽61和所述第二楔形槽621配合。两个所述1/4球窝面41组成的球窝略大于半球面，阻止所述小球头131从所述滑块4中脱出，另外用所述沉头螺钉2将所述压板3和所述球头5连接紧固，所述沉头螺钉2的紧固力通过所述滑块4的斜面传递并转化为所述滑块4对所述小球头131的合抱力，所述滑块4与所述第一楔形槽61和所述小球头131之间分别产生的摩擦力使得所述球头5和所述假体柄1固定连接在一起，无法发生相对运动。
在拧紧所述沉头螺钉2之间，可根据需要调整所述球窝与所述小球头131之间的相对位置，实现所述球头5前后扭转角的连续无级调节，同时，在固定颈干角的基础上微调以实现假体颈干角的连续无级可调。此外，可同时通过调整所述滑块4在所述第一楔形槽61内的位置以实现所述球头5偏心距的连续无级可调，当所述滑块4的两端分别与所述第一楔形槽61对应的两端紧靠时，所述球头5的偏心距分别为0mm和最大偏心距3～8mm，其中优选6mm。
为尽可能利用设计空间，增加假体头偏心距的调节范围，压板3边缘和假体球头5边缘内侧均设有与底面成一定角度的倒角，该倒角使得假体球头5边缘厚度近似一致。所述个体化肩关节假体的结构设计更加合理，使用效果更好。
另外所述压块与所述球头5边缘内侧设置有倒角。以此尽可能利用设计空间，增加所述球头5偏心距的调节范围。
所述第一楔形槽61和所述第二楔形槽621的长度方向均位于底面直径上。既可以增大偏心距的调节范围，又使所述压板3的受力更为均匀，不易变形。
综上所述，本发明提供的一种个体化肩关节假体，通过调整所述球窝与所述小球头131之间的相对位置实现假体的颈干角和前后扭转角连续无级可调；通过调整滑块4在所述第一楔形槽61内的位置实现球头5偏心距连续无级可调，调节范围由所述第一楔形槽61的位置及其与滑块4的长度差决定，以上，可实现肩关节假体与人体的解剖完美适配。另外通过所述柄下部11的花键外形和所述柄多孔部12椭圆外形的设计，防止假体在髓腔内发生旋转，保证假体植入的初期稳定性，通过所述柄多孔部12的多孔设计，利用假体植入后骨细胞的粘附和长入，保证假体植入的长期稳定性，以上，可保证肩关节假体植入后的稳定性。
请参阅图6，本发明还提供一种采用上述所述的个体化肩关节假体的装配方法，包括如下步骤：
S1：将柄上部13插入柄多孔部12后拧入柄下部11；
S2：将两个滑块4对称放入第一楔形槽61；
S3：将小球头131穿过第二楔形槽621；
S4：将两个滑块4分开后，将所述小球头131放入球窝；
S5：将压板3与球头5上，旋入所有沉头螺钉2，但不拧紧；
S6：根据肱骨近端解剖学参数，调整球窝与小球头131之间的相对位置和滑块4在第一楔形槽61内的位置；
S7：根据预紧力要求，使用扭力扳手拧紧所有沉头螺钉2。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种个体化肩关节假体，其特征在于，
包括假体柄、沉头螺钉、压板、滑块和球头，所述压板与所述球头之间通过沉头螺钉进行连接，所述球头的底面开设有异形沟槽，所述滑块的数量为两个，两个所述滑块对称设置于所述异形沟槽内，所述假体柄的一端贯穿所述压板，并与两个所述滑块相互配合。
2.如权利要求1所述的个体化肩关节假体，其特征在于，
所述假体柄包括柄下部、柄多孔部和柄上部，所述柄多孔部为中空结构，所述柄多孔部的外形及内腔均呈椭圆形结构设置，所述柄上部的一端贯穿所述柄多孔部的内腔，并与所述柄下部螺纹连接。
3.如权利要求2所述的个体化肩关节假体，其特征在于，
所述柄上部包括小球头、颈筒、椭圆形台肩、椭圆杆和外螺纹杆，所述柄下部的一端设置有内螺纹，所述外螺纹杆的一端与所述内螺纹螺纹连接，所述外螺纹杆的另一端与所述椭圆杆的一端固定连接，所述椭圆杆的另一端与所述椭圆形台肩固定连接，且所述柄多孔部的顶端紧靠所述椭圆形台肩，所述颈筒的一端与所述椭圆形台肩固定连接，所述颈筒的另一端与所述小球头固定连接。
4.如权利要求3所述的个体化肩关节假体，其特征在于，
每个所述滑块上设有直径与所述小球头直径相等的1/4球窝面，所述小球头与所述1/4球窝面贴合，所述1/4球窝面的背面由两个与顶面形成预设角度的向外倾斜的斜面组成，预设角度为1°～10°，两个1/4球窝面构成球窝。
5.如权利要求4所述的个体化肩关节假体，其特征在于，
所述异形沟槽的其中两侧面为对称倾斜面构成的第一楔形槽，所述压板的一侧设置有加强凸台，且所述加强凸台上开设有与所述第一楔形槽长度相同的第二楔形槽。
6.如权利要求5所述的个体化肩关节假体，其特征在于，
所述第一楔形槽长度和所述第二楔形槽的长度均比每个所述滑块的长度大3～8mm。
7.如权利要求6所述的个体化肩关节假体，其特征在于，
所述压板上具有多个沉头孔，所述球头上具有多个螺纹孔，且每个所述沉头孔与每个所述螺纹孔的位置相对应，所述沉头螺钉贯穿所述沉头孔，并与所述螺纹孔螺纹连接。
8.采用如权利要求7所述的个体化肩关节假体的装配方法，其特征在于，包括如下步骤：
将柄上部插入柄多孔部后拧入柄下部；
将两个滑块对称放入第一楔形槽；
将小球头穿过第二楔形槽；
将两个滑块分开后，将所述小球头放入球窝；
将压板与球头上，旋入所有沉头螺钉，但不拧紧；
根据肱骨近端解剖学参数，调整球窝与小球头之间的相对位置和滑块在第一楔形槽内的位置；
根据预紧力要求，使用扭力扳手拧紧所有沉头螺钉。
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