CN1158978C - 万向节式人工肩关节 - Google Patents

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Abstract

一种万向节式人工肩关节，属于矫形外科人工关节领域。在中心鼓上开设相互垂直的两个通孔，第一球面叉的一端与固定轴相联，固定轴又与固定于肩胛骨上的由第一夹翼和第二夹翼形成的音叉形构件相联，第一球面叉能绕固定轴转动，第二球面叉由两爿组成，与肱骨柄相联，第二球面叉两爿均具有耳销，两耳销插入中心鼓的横孔内共同形成一水平销轴，而两球面螺母和锁紧销轴形成一垂直销轴，其将第一球面叉与中心鼓相联，两球面叉和两球面螺母相关表面皆呈球面，整个人工肩关节呈表面封闭的球形，通过肱骨柄与肱骨相联，通过两夹翼与肩胛骨相联。本发明具有比现有球臼式人工全肩关节大的活动度(约大80%)，使患者术后臂部生理活动功能得到良好恢复。

Description

万向节式人工肩关节
技术领域
本发明涉及的是一种人工关节，特别是一种万向节式人工肩关节，属于矫形外科人工关节领域。
背景技术
制约式人工肩关节目前采用的设计基本结构为一球铰，实心球头被球壳包容，球壳的口部超过球头的赤道线，从而构成不可分离的球臼结构。它又可按球头位置分成两种：当球头位于肱骨侧时称为顺置式；当球头位于肩胛盂侧时称为逆置式。这种制约式人工肩关节在设计中存在几个问题：
1、碰撞问题
正常肩关节的旋转中心是远离胛盂表面的，非制约式全肩关节假体，安放后能保持这种原有的解剖关系，但在球臼式人工关节的设计中却遇到一个特殊问题，如将球假体安放在肱骨侧，臼假体安放在肩胛骨侧，则旋转中心将移至肩胛盂表面，甚至肩胛盂之内，此时如假体颈较短，肱骨大结节将触及肩峰而妨碍充分外展，严重影响关节活动度。如将假体颈加长，颈周又将出现大块死腔。为克服上述问题，出现了将球假体置于盂骨侧的逆置式人工肩关节，其优点是可保持旋转中心接近正常位置，避免碰撞且周围死腔小。但逆置型全肩关节也有缺点，即当上肢在体侧下垂时，盂侧假体锚固部分所受的转矩和剪力较大。
2、活动度
在没有软组织挛缩等限制因素的情况下，半肩关节置换后的人工肱骨头基本上不存在活动度的限制问题。但在全肩关节的设计和安放过程中，活动范围是重要关健之一。如人工关节的设计活动度小于正常生理活动度，则必将于术后出现假体间或假体——骨骼间碰撞，导致半脱位、脱位或假体松动。在冠状面上正常肩关节可以提供约92°外展。如所设计的人工关节活动度少于上述数值，则必将在手术后发生问题。
制约式全肩人工关节是球臼型的。由于球臼结构中，球壳口部分必须超过球头赤道部位，这种结构特点限制了人工肩关节的活动度，唯一办法是加大球径和减小颈直径，但这受到人体肩部位解剖结构尺寸限制，以致其活动度仍很难达到完全恢复正常生理动作的要求，这是影响人工肩关节置换术疗效的重要原因，
3、稳定性
人工全肩关节在近侧与肩胛骨衔接，远侧与肱骨近端衔接。远端的衔接因假体柄可插入肱骨的髓腔内，必要时加用骨水泥而获得有效保证。近侧的衔接一直是人工肩关节的技术难点之一。这是由于肩胛骨十分菲薄，只有肩胛盂、颈及肩胛骨外缘的上部稍厚，可供假体的短柄插入，长期稳定性很难保证。如因病情需要截除肩胛盂和颈，则因假体无法有效固定而被列为手术禁忌症。
经对现有技术的文献检索，至今尚未发现有与本发明主题一致的文献报道。由MECHANICAL ENGINEERING PUBLICATIONS LTD LONDON出版的“An Introduction tothe Bio-mechanics of Joints and Joint Replacement”一书第20篇：“TotalShoulder Replacement”，作者为：D.Dowson and V.Wright，该技术为一种球臼式人工全关节，存在着上述无法克服的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种万向节式人工肩关节。使其提供患者术后臂部生理活动功能得到良好恢复。本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：中心鼓、第一球面叉、第二球面叉、固定轴、第一球面螺母、第二球面螺母、锁紧销轴、肱骨柄、第一夹翼、第二夹翼和轴套，在超高分子量聚乙烯制成的中心鼓上开设相互垂直的两个通孔，从而起到十字销的作用，第一球面叉的一端与固定轴相联，固定轴又与固定于肩胛骨上的由第一夹翼和第二夹翼形成的音叉形构件相联，从而使第一球面叉能绕固定轴转动，第二球面叉由两爿组成，通过螺钉、螺母与肱骨柄相联，构成一完整的叉件，第二球面叉，其两爿均具有耳销，两耳销插入中心鼓的横孔内共同形成一水平销轴，而两球面螺母和锁紧销轴形成一垂直销轴，其将第一球面叉与中心鼓相联，上述水平销轴与垂直销轴共同构成十字形轴销的铰接连接，第一球面叉、第二球面叉和第一球面螺母、第二球面螺母相关表面皆呈球面，整个人工肩关节呈表面封闭的球形，通过肱骨柄与肱骨相联，通过第一夹翼、第二夹翼与肩胛骨相联。
在植入人体后由于软组织的长入和纤维组织形成，将妨碍关节各构件运动，特别是长期植入状态下，软组织长入构件之间的空间、更使关节逐渐丧失活动功能。本发明的全封闭球形关节结构，使关节不存在与外界相通的内部空间，从而软组织无法长入。
本发明的构件在不同介质中消毒，根据其特殊的要求，在消毒环境下快速组装为一体，其连接组装的方式为：
将塑料轴套压入第一球面叉，将固定轴穿入塑料轴套中，拧固于第一夹翼，将中心鼓推入第一球面叉的叉口内，将锁紧销轴的两端、两球面螺母分别设计为左右旋螺纹，故锁紧销轴旋转的结果使两螺母同时收紧，形成第一球面螺母、第二球面螺母和销轴相互予紧的一体化销轴状态，在安装所述锁紧销轴时，在中心鼓的横孔中插入一横销，以旋转锁紧销轴，完成这一步工作后，将横销拨除，从两侧将第二球面叉的耳销插入中心鼓，用螺钉、螺母将第二球面叉的两爿与肱骨柄联为一体。
万向节假体在肩胛骨侧的固定采用双翼外置加压固定，即使因病情需要而截除全部肩胛盂和颈(这是其它类型人工肩关节的禁忌症)时，仍能有效地夹持剩余的肩胛骨并依托于肩胛冈之下而获得良好的稳定性。当全部肩胛骨均需切除时，增设聚乙烯肩胛骨假体。后者固定于肩胛骨活动肌之间，然后将万向节假体固定在人工肩胛骨表面。当肱骨上段需截除时，可增设肱骨干近段假体，远端插入肱骨骨髓腔内，近端与万向节假体相连。
本发明具有实质性特点和显著进步，本发明具有比现有球臼式人工全肩关节大的活动度(约大80％)，使患者术后臂部生理活动功能得到良好恢复。整个关节机械地保持为一体，不可能脱开。本发明关节的直径足以满足肩部恢复外形的要求，能保证假体的锚固质量，并有利于在术中调整假体旋转中心位置，保证关节处于最佳位置，即逆置型球臼结构人工全肩膀关节的各种优点，均得到保留。
附图说明
以下结合附图对本发明进一步描述：
图1本发明结构示意图
图2本发明结构示意侧视图
图3本发明结构示意俯视图
具体实施方式
如图1、图2、图3所示，本发明包括：中心鼓1、第一球面叉2、第二球面叉3、固定轴4、第一球面螺母5、第二球面螺母6、锁紧销轴7、肱骨柄8、第一夹翼9、第二夹翼10和轴套11，在超高分子量聚乙烯制成的中心鼓1上开设相互垂直的两个通孔，第一球面叉2的一端与固定轴4相联，固定轴4又与固定于肩胛骨上的由第一夹翼9和第二夹翼10形成的音叉形构件相联，第二球面叉3由两爿组成，通过螺钉12、螺母13与肱骨柄8相联，构成一完整的叉件，第二球面叉3，其两爿均具有耳销，两耳销插入中心鼓1的横孔内共同形成一水平销轴，而两球面螺母5、6和锁紧销轴7形成一垂直销轴，其将第一球面叉2与中心鼓1相联，上述水平销轴与垂直销轴共同构成十字形轴销的铰接连接，第一球面叉2、第二球面叉3和第一球面螺母5、第二球面螺母6相关表面皆呈球面，整个人工肩关节呈表面全封闭的球形关节结构，通过肱骨柄8与肱骨相联，通过第一夹翼9、第二夹翼10与肩胛骨相联。
本发明的构件其连接组装的方式为：
将塑料轴套压入第一球面叉2，将固定轴穿入塑料轴套11中，拧固于第一夹翼9，将中心鼓1推入第一球面叉2的叉口内，将锁紧销轴7的两端、两球面螺母5、6分别设计为左右旋螺纹，故锁紧销轴7旋转的结果使两螺母同时收紧，形成第一球面螺母5、第二球面螺母6和销轴7相互予紧的一体化销轴状态，在安装所述锁紧销轴7时，在中心鼓1的横孔中插入一横销，以旋转锁紧销轴7，完成这一步工作后，将横销拨除，从两侧将第二球面叉3的耳销插入中心鼓1，用螺钉12、螺母13将第二球面叉3的两爿与肱骨柄8联为一体。
万向节假体在肩胛骨侧的固定采用双翼外置加压固定。

Claims (3)

1、一种万向节式人工肩关节，包括：肱骨柄(8)，其特征在于还包括：中心鼓(1)、第一球面叉(2)、第二球面叉(3)、固定轴(4)、第一球面螺母(5)、第二球面螺母(6)、锁紧销轴(7)、第一夹翼(9)、第二夹翼(10)和塑料轴套(11)，所述的中心鼓(1)由超高分子量聚乙烯制成，其上开设相互垂直的两个通孔，第一球面叉(2)的一端与固定轴(4)相联，固定轴(4)又与固定于肩胛骨上的由第一夹翼(9)和第二夹翼(10)形成的音叉形构件相联，第二球面叉(3)由两爿组成，通过螺钉(12)、螺母(13)与肱骨柄(8)相联，构成一完整的叉件，第二球面叉(3)，其两爿均具有耳销，两耳销插入中心鼓(1)的横孔内共同形成一水平销轴，而两球面螺母(5、6)和锁紧销轴(7)形成一垂直销轴，其将第一球面叉(2)与中心鼓(1)相联，上述水平销轴与垂直销轴共同构成十字形销轴的铰接连接，第一球面叉(2)、第二球面叉(3)和第一球面螺母(5)、第二球面螺母(6)相关表面皆呈球面，整个人工肩关节呈表面全封闭的球形关节结构，通过肱骨柄(8)与肱骨相联，通过第一夹翼(9)、第二夹翼(10)与肩胛骨相联。
2、根据权利要求1所述的万向节式人工肩关节，其特征是，其构件连接组装的方式为：将塑料轴套压入第一球面叉(2)，将固定轴穿入塑料轴套(11)中，拧固于第一夹翼(9)，将中心鼓(1)推入第一球面叉(2)的叉口内，将锁紧销轴(7)的两端、两球面螺母(5、6)分别设计为左右旋螺纹，故锁紧销轴(7)旋转的结果使两螺母同时收紧，形成第一球面螺母(5)、第二球面螺母(6)和销轴(7)相互予紧的一体化销轴状态，在安装所述锁紧销轴(7)时，在中心鼓(1)的横孔中插入一横销，以旋转锁紧销轴(7)，完成这一步工作后，将横销拨除，从两侧将第二球面叉(3)的耳销插入中心鼓(1)，用螺钉(12)、螺母(13)将第二球面叉(3)的两爿与肱骨柄(8)联为一体。
3、根据权利要求1所述的万向节式人工肩关节，其特征是，所述的人工肩关节在肩胛骨侧的固定采用双翼外置加压固定。
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