CN114343926A - 一种记忆固定式仿生全掌指关节置换件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种记忆固定式仿生全掌指关节置换件，包括关节本体和髓内连接体，所述关节本体分为近端关节体和远端关节体，所述关节本体顶面为关节面结构，即所述近端关节体与远端关节体之顶面分别与关节衬垫之工作面关节式活动配合，所述近端关节体或远端关节体均按人体生物力学与解剖学结构设计，其底端设置髓内连接体，所述髓内连接体为分体组合式椎形结构。本发明基于“人体工学结构设计+Ni‑Ti记忆合金制作”，充分发挥了两者的技术优势，使得仿生掌指关节置换部件的适形性更好，更符合人体生物力学结构，机械配合性好；记忆合金不会因骨质愈合及人体运动而造成其松动，提高患者治疗及预后效果。本发明结构简单，使用简便，有益于临床应用与推广。

Description

一种记忆固定式仿生全掌指关节置换件

技术领域

本发明属于骨科器械技术领域，具体涉及一种结构合理、配装简便的记忆固定式仿生全掌指关节置换件。

背景技术

手是人最重要的劳动器官,而掌指关节是手部重要结构。人们在日常生产与生活过程，难免会受到意外造成手掌骨及指骨骨折，或者因为类风湿等疾病导致手掌指关节活动受限，甚至失去正常的生理功能。对掌指软骨损伤、关节僵硬而手术松解无效或关节功能无法恢复的患者,可选择关节融合术、趾跖关节游离移植术和人工指关节置换术治疗。关节融合术是目前最常用、操作相对简便、费用较低的治疗方式,但是关节功能丢失严重；趾跖关节游离移植术可最大程度保留关节活动度,术后供足功能也无明显影响,但存在对术者显微外科技术要求较高、手术创伤较大、多发关节病变不能同时行关节移植术等缺点；大部分患者，尤其是年轻患者，希望在解决疼痛的同时，能够最大限度的保留关节功能，最大程度满足美观需求，因此，重建掌指关节、恢复其活动度、缓解关节疼痛、保持外观优美成为当今手外科医生关注的重点，同时也是手外科的难题。

最好的改善掌指关节功能的治疗方式就是人工假体进行关节置换，但是，用现有假体进行置换，不仅初始稳定性不好，而且骨长入不好导致长期稳定性也不好。用现有假体置换术后进行长期随访，前述弊端更加凸显出来，所以仍未设计出一种成熟的掌指关节假体。究其原因在于假体关节面的适形性差，结合面的连接结构不合理，髓内部分稳定性差，导致上述不良效果的发生。传统指关节假体需要与骨髓腔进行匹配，指关节假体与人体指骨的手术技术是通过前期经铰刀或锉刀处理后假体压配打入指骨髓腔的，现有指关节假体结构复杂，不易打入狭小空间的骨髓腔内，且容易产生松动，指关节假体安装不牢靠，甚至会造成指骨骨折，使用寿命低。本发明人根据长期的临床实践，开发了高灵活度仿生掌骨关节置换件（已申请国家专利发明或发明）专利，也取得了较好的临床应用效果。但是，还存在操作相对比较繁琐的缺陷。本发明人针对现有技术之不足，开发更符合人体生物力学结构，机械配合性好，成本低廉，适形性好且耐固接的仿生指关节置换部件，代替现有技术之假体或置换件，是克服现有技术缺陷的有效方式。

发明内容

本发明的目的在于提供一种更符合人体生物力学结构，机械配合性好，成本低廉的记忆固定式仿生掌指关节置换件

本发明的目的是这样实现的，本发明所述记忆固定式仿生全掌指关节置换件，由掌骨固定件本体、掌骨关节摩和垫和指骨固定件本体组成，所述掌骨关节摩和垫与指骨固定件本体两者插接配合，所述掌骨固定件本体1通过其前端设置的掌骨关节面与掌骨关节摩和垫上的掌骨摩和面关节式活动配合；所述掌骨固定件本体后部对称设置掌骨内撑部，掌骨内撑部之前段外侧设置掌骨内固定齿；所述指骨固定件本体之平端面上设置有结合桩孔，其后部对称设置有指骨内撑部，指骨内撑部之前段外侧设置指骨内固定齿；所述掌骨关节摩和垫一侧设置掌骨摩和面，另一侧设置有与指骨固定件本体上的结合桩孔相配合的指骨结合桩。

本发明基于“人体工学结构设计+Ni-Ti记忆合金制作”，充分发挥了两者的技术优势，使得仿生掌指关节置换部件的适形性更好，更符合人体生物力学结构，机械配合性好；Ni-Ti记忆合金部件，不仅让手术操作更简便，快捷，不需要使用螺钉、钢丝等辅助器械，将钻孔、楔入等人为损伤性操作降至最低；独特的“记忆”功能造就了骨科内固定器械独特的持续自动加压功能，其持续的“抱合力”为患骨愈合提供了良好的生物力学条件，不会因骨质愈合及人体运动而造成其松动，减少患者治疗及预后的。本发明结构简单，使用简便，有益于临床应用与推广。

附图说明

图1为本发明掌指关节替换件整体结构半剖示意图；

图2为掌骨固定件主视示意图；

图3为图2之左视图；

图4为图2之掌骨固定件展开视图；

图5为图1之指骨固定件主视示意图；

图6为图8之左视图；

图7为图8之指骨固定件展开视图；

图8为图1之掌骨关节摩和垫整体结构示意图；

图9为图8之左视图；

图10为图8之仰视图；

图中：1~掌骨固定件本体；11~掌骨关节面；12~掌骨内撑部；13~掌骨内固定齿；2~掌骨关节摩和垫；21~掌骨摩和面；22~指骨结合桩；3~指骨固定件本体；31~指骨配合面；32~结合桩孔；33~指骨内撑部；34~指骨内固定齿；R1~R9分别为圆弧半径；h1~h9分别为间距高度；d为单齿宽度。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。

如附图1~10所示，本发明所述记忆固定式仿生全掌指关节置换件，由掌骨固定件本体1、掌骨关节摩和垫2和指骨固定件本体3组成，所述掌骨关节摩和垫2与指骨固定件本体3两者插接配合，所述掌骨固定件本体1通过其前端设置的掌骨关节面11与掌骨关节摩和垫2上的掌骨摩和面21关节式活动配合；所述掌骨固定件本体1后部对称设置掌骨内撑部12，掌骨内撑部12之前段外侧设置掌骨内固定齿13；所述指骨固定件本体3之平端面上设置有结合桩孔32，其后部对称设置有指骨内撑部33，指骨内撑部33之前段外侧设置指骨内固定齿34；所述掌骨关节摩和垫2一侧设置掌骨摩和面21，另一侧设置有与指骨固定件本体3上的结合桩孔32相配合的指骨结合桩22。

图2、3示出了掌骨固件的结构关系。所述掌骨固定件本体1之主视面上段呈下部开口的半圆环形，掌骨固定件本体1前端面为与掌骨关节摩和垫2配合的掌骨关节面11，掌骨固定件本体1后部对称设置一对相背外展的掌骨内撑部12；掌骨内撑部12前段外侧设置有掌骨内固定齿13；所述掌骨固定件本体1之侧面视图呈对称结构，两侧为圆弧支撑面，中间为掌骨内撑部12，掌骨内撑部12前段设置掌骨内固定齿13。

所述掌骨内固定齿13之前端面圆弧面/后端圆弧面半径R3为10~30mm；掌骨内固定齿13之齿距d，d/W2为1:1.2~2.0；齿谷圆弧半径R4为3~8mm；掌骨内固定齿齿高H1/掌骨内撑部12宽度W2为1:2~4；所述掌骨内固定齿13段的长度L4与掌骨内撑部12单侧长度L3之比为1:3~5；

图4示出了掌骨固定件展开状态下的结构关系。所述掌骨固定件本体1为整体裁切成形，且依工艺对称折弯成工作状态的立体结构件，其掌骨摩和面21之顶面圆弧半径R6为40~60mm，掌骨摩和面21两翼形成开口的圆环状；掌骨内支撑部12对称折弯成“π”形，在与掌骨摩和面21连接处形成圆弧过渡的方头肩，两侧的掌骨内撑部12中上部外展圆弧开口角α2为2.5~3.5°，下部的外展圆弧半径为60~120mm。

所述掌骨内支撑部12与掌骨内固定齿13结合的扭转线4处扭转90°，使内固定齿向外展。

图5、6示出了指骨固定件的结构关系。所述指骨固定件本体3之主视面呈“π”形，其前端设置有与掌骨关节摩和垫2配合的指骨配合面31，所述指骨固定件本体3后部对称设置一对相背外展的指骨内撑部33；指骨内撑部33前段外侧设置掌骨内固定齿34；所述指骨固定件本体3之侧面视图呈“T”形，中间为指骨内撑部33，其前段设置指骨内固定齿34。

图7示出了指骨固定件展开状态下的结构关系。所述指骨固定件本体3为整体裁切成形，并依工艺对称折弯成工作状态的立体结构件，其指骨配合面31之顶面为平面；所述指骨配合面31两翼横向轴线上对称设置结合桩孔32，并与掌骨关节摩和垫2上设置的指骨结合桩22紧配合；所述指骨内支撑部33对称折弯成“π”形，在与指骨配合面31连接处形成圆弧过渡的方头肩，两侧指骨内撑部33的中上段外展圆弧开口角α2为2.5~3.5°，下段圆弧形外展，其圆弧半径为60~120mm。

所述指骨内支撑部33与指骨内固定齿34结合的扭转线4处扭转90°，使内固定齿向外展。

所述掌骨关节替换件之掌骨固定件本体和/或指骨固定件本体为记忆合金材料制作，植入体内后，体温下记忆合金部件自动复型后，各自伸入髓腔的内撑部与髓腔内壁紧密贴合，形成持续施力的固接配合。

图8~10示出了掌骨关节摩和垫的结构关系。所述的掌骨关节摩和垫2的一面为平面，其上对称设置指骨结合桩22，与指骨固定件本体3之指骨配合面31上设置的结合桩孔32紧配合；另一面设置掌骨摩和面21，与掌骨关节面11摩和式配合。

所述掌骨摩和面21之圆弧半径R6为 50~70mm；所述掌骨摩和面21横向宽度W1；所述掌骨摩和面21顶面中心长度L2；掌骨摩和面21两翼之展开长度为L1；所述掌骨内撑部12之宽度为W2；W2/W1为1：2~5；掌骨摩和面21两翼尖端与掌骨内撑部12之间的宽度W3，W3/W2为1:2~4；所述掌骨摩和面21横向长轴端面圆弧半径R1为50~60mm，两侧圆弧面半径R2为60~80mm；掌骨摩和面21两翼尖端夹角α1为45~90°

本发明工作原理和工作过程：

本发明基于人体生物力学原理，使得仿生掌指关节置换部件之整体及配合面更符合原骨结构特征，同时保证置换部件与截骨端结合更牢固，初始稳定性更好，更便于骨生长，保持部件固接的长期稳定与牢固，减少患者的痛苦。

对于全掌指关节骨折缺损或风湿病患者，使用本发明置换部件时，首先选配合适的型号，尤其针对手全掌指关节进行配型。首先将掌骨固定件本体1、指骨固定件本体3放入0~5℃得到盐水中，让其“失忆”，然后将两者分别置入掌骨髓腔、指骨髓腔内，将掌骨关节摩和垫2与指骨固定件本体3通过结合桩配合紧密，再将掌骨关节摩和垫2与掌骨固定件本体1的掌骨摩和面21贴服配合，最后，常规手术处理即可。记忆合金制作的掌骨固定件本体和指骨固定件本体在体内人体温度环境下，内撑部“复型”外展，内固定齿紧密贴合髓腔内壁，并持续施力，保持“紧配合”状态，并随着周围组织（结构）的“生长”，使得植入物与人体骨骼“相融合”，和谐共生。

Claims (10)

1.一种记忆固定式仿生全掌指关节置换件，由掌骨固定件本体（1）、掌骨关节摩和垫（2）和指骨固定件本体（3）组成，其特征在于所述掌骨关节摩和垫（2）与指骨固定件本体（3）两者插接配合，所述掌骨固定件本体（1）通过其前端设置的掌骨关节面（11）与掌骨关节摩和垫（2）上的掌骨摩和面（21）关节式活动配合；所述掌骨固定件本体（1）后部对称设置掌骨内撑部（12），掌骨内撑部（12）之前段外侧设置掌骨内固定齿（13）；所述指骨固定件本体（3）之平端面上设置有结合桩孔（32），其后部对称设置有指骨内撑部（33），指骨内撑部（33）之前段外侧设置指骨内固定齿（34）；所述掌骨关节摩和垫（2）一侧设置掌骨摩和面（21），另一侧设置有与指骨固定件本体（3）上的结合桩孔（32）相配合的指骨结合桩（22）。

2.根据权利要求1所述的记忆固定式仿生全掌指关节置换件，其特征在于所述掌骨固定件本体（1）之主视面上段呈下部开口的半圆环形，掌骨固定件本体（1）前端面为与掌骨关节摩和垫（2）配合的掌骨关节面（11），掌骨固定件本体（1）后部对称设置一对相背外展的掌骨内撑部（12）；掌骨内撑部（12）前段外侧设置有掌骨内固定齿（13）；所述掌骨固定件本体（1）之侧面视图呈对称结构，两侧为圆弧支撑面，中间为掌骨内撑部（12），掌骨内撑部（12）前段设置掌骨内固定齿（13）。

3.根据权利要求1所述的记忆固定式仿生全掌指关节置换件，其特征在于所述指骨固定件本体（3）之主视面呈“π”形，其前端设置有与掌骨关节摩和垫（2）配合的指骨配合面（31），所述指骨固定件本体（3）后部对称设置一对相背外展的指骨内撑部（33）；指骨内撑部（33）前段外侧设置掌骨内固定齿（34）；所述指骨固定件本体（3）之侧面视图呈“T”形，中间为指骨内撑部（33），其前段设置指骨内固定齿（34）。

4.根据权利要求1或2所述的记忆固定式仿生全掌指关节置换件，其特征在于所述掌骨内固定齿（13）之前端面圆弧面/后端圆弧面半径R3为10~30mm；掌骨内固定齿（13）之齿距d，d/W2为1:1.2~2.0；齿谷圆弧半径R4为3~8mm；掌骨内固定齿齿高H1/掌骨内撑部（12）宽度W2为1:2~4；所述掌骨内固定齿（13）段的长度L4与掌骨内撑部（12）单侧长度L3之比为1:3~5。

5.根据权利要求1或2所述的记忆固定式仿生全掌指关节置换件，其特征在于所述掌骨固定件本体（1）为整体裁切成形，且依工艺对称折弯成工作状态的立体结构件，其掌骨摩和面（21）之顶面圆弧半径R6为 40~60mm，掌骨摩和面（21）两翼形成开口的圆环状；掌骨内支撑部（12）对称折弯成“π”形，在与掌骨摩和面（21）连接处形成圆弧过渡的方头肩，两侧的掌骨内撑部（12）中上部外展圆弧开口角α2为2.5~3.5°，下部的外展圆弧半径为60~120mm。

6.根据权利要求1或2所述的记忆固定式仿生全掌指关节置换件，其特征在于所述掌骨内支撑部（12）与掌骨内固定齿（13）结合的扭转线（4）处扭转90°，使内固定齿向外展。

7.根据权利要求1或3所述的记忆固定式仿生全掌指关节置换件，其特征在于所述指骨固定件本体（3）为整体裁切成形，并依工艺对称折弯成工作状态的立体结构件，其指骨配合面（31）之顶面为平面；所述指骨配合面（31）两翼横向轴线上对称设置结合桩孔（32），并与掌骨关节摩和垫（2）上设置的指骨结合桩（22）紧配合；所述指骨内支撑部（33）对称折弯成“π”形，在与指骨配合面（31）连接处形成圆弧过渡的方头肩，两侧指骨内撑部（33）的中上段外展圆弧开口角α2为2.5~3.5°，下段圆弧形外展，其圆弧半径为60~120mm。

8.根据权利要求1或3所述的记忆固定式仿生全掌指关节置换件，其特征在于所述指骨内支撑部（33）与指骨内固定齿（34）结合的扭转线（4）处扭转90°，使内固定齿向外展。

9.根据权利要求1~8任意一项所述的记忆固定式仿生全掌指关节置换件，其特征在于所述掌骨关节替换件之掌骨固定件本体和/或指骨固定件本体为记忆合金材料制作，植入体内后，体温下记忆合金部件自动复型后，各自伸入髓腔的内撑部与髓腔内壁紧密贴合，形成持续施力的固接配合。

10.根据权利要求1所述的记忆固定式仿生全掌指关节置换件，其特征在于所述的掌骨关节摩和垫（2）的一面为平面，其上对称设置指骨结合桩（22），与指骨固定件本体（3）之指骨配合面（31）上设置的结合桩孔（32）紧配合；另一面设置掌骨摩和面（21），与掌骨关节面（11）摩和式配合；所述掌骨摩和面（21）横向宽度W1；所述掌骨摩和面（21）顶面中心长度L2；掌骨摩和面（21）两翼之展开长度为L1；所述掌骨内撑部（12）之宽度为W2；W2/W1为1：2~5；掌骨摩和面（21）两翼尖端与掌骨内撑部（12）之间的宽度W3，W3/W2为1:2~4；所述掌骨摩和面（21）横向长轴端面圆弧半径R1为50~60mm，两侧圆弧面半径R2为60~80mm；掌骨摩和面（21）两翼尖端夹角α1为45~90°；所述掌骨摩和面（21）之圆弧半径R6为 50~70mm。

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