假体关节连接结构论文和设计-张晓永

全文摘要

本实用新型提供一种假体关节连接结构，用于肩关节置换手术，包括固定件和关节盂托，固定件包括钉帽、固定杆及环形凸起，环形凸起位于固定杆外壁，且环形凸起具有锥面；关节盂托为盘状结构，具有第一通孔，固定件可插入第一通孔，通过钉帽和第一通孔固定连接，而固定杆伸出第一通孔，利用固定件外壁具有锥面的环形凸起结构，可以牢固的固定在关节盂内，提高了连接稳定性，延长衬垫的使用寿命。同时允许衬垫和关节盂托在体外安装牢固后，再将其整体通过敲击装置击打进关节内，实现衬垫的体外安装。

主设计要求

1.一种假体关节连接结构，其特征在于，包括：固定件，所述固定件包括钉帽、固定杆及环形凸起，所述固定杆具有第一端和第二端，所述钉帽固定于所述固定杆的第一端，所述环形凸起位于所述固定杆外壁，所述环形凸起具有外径向所述第二端逐渐缩小的锥面，所述环形凸起的最大外径为所述锥面的最大外径；关节盂托，为盘状结构，所述关节盂托盘面上具有第一通孔，用于与所述钉帽固定连接，且所述第一通孔的内径大于所述环形凸起的最大外径。

设计方案

1.一种假体关节连接结构，其特征在于，包括：

固定件，所述固定件包括钉帽、固定杆及环形凸起，所述固定杆具有第一端和第二端，所述钉帽固定于所述固定杆的第一端，所述环形凸起位于所述固定杆外壁，所述环形凸起具有外径向所述第二端逐渐缩小的锥面，所述环形凸起的最大外径为所述锥面的最大外径；

关节盂托，为盘状结构，所述关节盂托盘面上具有第一通孔，用于与所述钉帽固定连接，且所述第一通孔的内径大于所述环形凸起的最大外径。

2.根据权利要求1所述的假体关节连接结构，其特征在于，所述环形凸起包括多个，多个所述环形凸起沿所述固定杆的轴向方向排布。

3.根据权利要求2所述的假体关节连接结构，其特征在于，所有所述环形凸起的最大外径相等。

4.根据权利要求2所述的假体关节连接结构，其特征在于，相邻两个所述环形凸起中，靠近所述第一端方向的所述环形凸起的最大外径大于远离所述第一端方向的所述环形凸起的最大外径。

5.根据权利要求1所述的假体关节连接结构，其特征在于，所述环形凸起沿所述固定杆轴向方向的高度为0.3mm～5mm。

6.根据权利要求1所述的假体关节连接结构，其特征在于，所述环形凸起沿所述固定杆径向方向由所述固定杆外壁伸出的最大长度为0.3mm～2mm。

7.根据权利要求1所述的假体关节连接结构，其特征在于，所述钉帽外壁具有外螺纹，所述第一通孔具有内螺纹，所述内螺纹与所述外螺纹形成螺纹连接。

8.根据权利要求1所述的假体关节连接结构，其特征在于，所述关节盂托盘面上还包括用于固定假体的第二通孔，所述第二通孔一端的外缘具有向所述第二通孔外部方向延伸的延伸段。

9.根据权利要求8所述的假体关节连接结构，其特征在于，所述第二通孔数量为一个，位于所述关节盂托中心；所述第一通孔数量为多个，分布于所述第二通孔周围。

10.根据权利要求1所述的假体关节连接结构，其特征在于，所述第一通孔的其中一端内径小于其他部位内径，且大于所述固定件环形凸起的最大外径。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及医疗装置技术领域，具体而言，涉及一种假体关节连接结构。

背景技术

骨折、关节炎等疾病是老年人常见的病症，对于此类病人，选择人工关节置换术，具有手术时间短，术中出血少，功能恢复快，术后疗效好等优点。

以肩关节为例，人工肩关节置换手术包括正肩关节置换手术和反肩关节置换手术，都是通过安装假体(衬垫或反肩关节盂头)，形成肩关节处的球窝结构。在两种手术中，衬垫和反肩关节盂头通过同一个连接结构(关节盂托)安装在人体上。

肩关节置换手术有两种传统的安装方法：一种是先将关节盂托以圆杆或螺钉固定在肩胛盂上，再将衬垫固定在关节盂托上，转反肩置换手术时取下衬垫，直接安装反肩关节盂头；另一种是先将衬垫固定在关节盂托上，再通过圆杆固定在肩胛盂上，转反肩置换手术时，取下衬垫，直接安装反肩关节盂头。但是第一种方法在人体上安装衬垫，很难保证衬垫的安装牢固性，第二种方法通过圆杆固定稳固性不好，特别是在之后的转反肩关节之后很容易出现松动。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种假体关节连接结构，解决现有技术存在的一种或多种问题。

根据本实用新型的一个方面，提供一种假体关节连接结构，包括：

关节盂托，为盘状结构，所述关节盂托盘面上具有第一通孔，用于与所述钉帽固定连接，且所述第一通孔的内径大于所述环形凸起的最大外径。

在本实用新型的一种示例性实施方式中，所述环形凸起包括多个，多个所述环形凸起沿所述固定杆的轴向方向排布。

在本实用新型的一种示例性实施方式中，所有所述环形凸起的最大外径相等。

在本实用新型的一种示例性实施方式中，相邻两个所述环形凸起中，靠近所述第一端方向的所述环形凸起的最大外径大于远离所述第一端方向的所述环形凸起的最大外径。

在本实用新型的一种示例性实施方式中，所述环形凸起沿所述固定杆轴向方向的高度为0.3mm～5mm。

在本实用新型的一种示例性实施方式中，所述环形凸起沿所述固定杆径向方向由所述固定杆外壁伸出的最大长度为0.3mm～2mm。

在本实用新型的一种示例性实施方式中，所述钉帽外壁具有外螺纹，所述第一通孔具有内螺纹，所述内螺纹与所述外螺纹形成螺纹连接。

在本实用新型的一种示例性实施方式中，所述关节盂托盘面上还包括用于固定假体的第二通孔，所述第二通孔一端的外缘具有向所述第二通孔外部方向延伸的延伸段。

在本实用新型的一种示例性实施方式中，所述第二通孔数量为一个，位于所述关节盂托中心；所述第一通孔数量为多个，分布于所述第二通孔周围。

在本实用新型的一种示例性实施方式中，所述第一通孔的其中一端内径小于其他部位内径，且大于所述固定件环形凸起的最大外径。

本实用新型的连接结构中，固定件外壁的环形凸起具有锥面，即形成倒刺或反齿的结构，既可以牢固的固定在关节盂内，不易晃动，提高了连接稳定性，延长衬垫的使用寿命，同时允许衬垫和关节盂托在体外进行安装，保证衬垫与关节盂托的安装牢固性之后，整体通过敲击装置敲打进人体关节，关节盂托实现衬垫的体外安装，安装固定效果更好的螺钉等结构，提高后期关节盂头的安装稳定性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型连接结构与衬垫配合的立体图；

图2为连接结构与衬垫配合的前视图；

图3为关节盂托和固定件的连接结构示意图；

图4为环形凸起的第一种结构示意图；

图5为环形凸起的第二种结构示意图；

图6为环形凸起的第三种结构示意图；

图7为环形凸起的第四种结构示意图；

图8为环形凸起的第五种结构示意图；

图9为环形凸起的第六种结构示意图；

图10为关节盂托与衬垫配合的局部剖视图；

图11为关节盂托与关节盂头配合的立体图；

图12为关节盂托与关节盂头配合的前视图；

图13为关节盂托和中央螺钉的局部剖视图。

图中：1、固定件；2、关节盂托；3、第一通孔；4、衬垫；5、螺钉；6、锁紧螺母；7、关节盂头；8、第二通孔；9、延伸段；10、伸出端；11、钉帽；12、固定杆；13、环形凸起；81、中央螺钉。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

肩关节由肱骨头与肩胛骨的关节盂构成，是典型的球窝关节。在人工肩关节置换手术中，常规手术方案是在病发初期先做正肩关节置换手术，即在肩胛盂一侧安装聚乙烯衬垫，以聚乙烯衬垫替代软组织结构，用于在肱骨近端和肩胛盂之间形成缓冲。伴随衬垫的磨损及人体组织结构的退化，必要条件下进行反肩关节置换手术，即将衬垫取下置换成反肩关节盂头，并在肱骨近端形成与反肩关节盂头配合的骨面并安装聚乙烯衬垫，即球窝结构反向。在两种手术中，衬垫和反肩关节盂头作为假体，都通过关节盂托安装在人体上。

安装关节盂托常见的方法包括两种：一种是在正肩关节置换手术时，先将关节盂托固定在肩胛盂上，再将聚乙烯衬垫固定在关节盂托上，进行反肩置换手术时取下聚乙烯衬垫，直接在关节盂托上安装关节盂头。该方案先安装关节盂托，可以将关节盂托安装牢固，但在安装聚乙烯衬垫时由于是在人体上安装，很难保证提供足够大的敲击力使聚乙烯衬垫安装牢固。另一种是在正肩关节置换手术时，在体外先将聚乙烯衬垫固定在关节盂托上，再将二者整体固定在肩胛盂上，转反肩置换手术时取下聚乙烯衬垫，直接在关节盂托上安装关节盂头。该方案为体外安装聚乙烯衬垫，将衬垫先行覆盖在关节盂托上表面，关节盂托只能通过圆杆固定，无法用螺钉固定关节盂托(衬垫已覆盖无法旋拧)，这样虽然聚乙烯衬垫在使用中不会出现松动，但圆杆的安装牢固性不佳，有可能会引起松动，特别是转反肩关节置换手术安装关节盂头后，因此，圆杆和螺钉都无法达到肩关节置换手术最理想的手术效果。

本实用新型实施方式中提供了一种假体关节连接结构的固定件，替代圆杆或螺钉，用于在正肩关节置换手术时将关节盂托固定在关节上，以实现假体和关节的连接。

参考图1-图4，本实用新型实施方式的假体关节连接结构包括固定件1和关节盂托2。固定件1包括钉帽11、固定杆12和环形凸起13；固定杆12具有第一端和第二端，钉帽11固定于固定杆12的第一端，环形凸起13位于固定杆12的外壁，环形凸起13具有外径向第二端逐渐缩小的锥面，环形凸起13的最大外径为锥面的最大外径。关节盂托2为盘状结构，盘面上具有第一通孔3，用于与钉帽11固定连接，且第一通孔3的内径大于环形凸起13的最大外径。

在进行正肩关节置换手术时，预先在体外将固定件1的固定杆12插入第一通孔3，然后通过钉帽11固定连接在关节盂托2的第一通孔3内，使固定件1的固定杆12露出关节盂托2(参考图3)，然后在关节盂托2上安装衬垫4。可选的，钉帽11安装在第一通孔3内后，钉帽11的顶面不高于关节盂托2的盘面，优选位于盘面之下。安装牢固后，将其整体通过敲击装置击打进关节盂内(可通过导向器提前预钻孔)，实现衬垫4体外稳固安装的同时，由于位于固定杆12外壁的环形凸起13具有锥面，可以形成类似倒刺或反齿的结构，可以牢固的固定在关节盂内，不易晃动，提高了连接稳定性，延长衬垫4的使用寿命。

在进行反肩关节置换手术时，先取下衬垫4，然后通过扳手等工具将固定件1拧下并从关节盂骨头内拔出，保留关节盂托2。然后参考图11，将螺钉5插入第一通孔3，利用螺纹结构旋拧进关节盂骨头内，再将具有外螺纹的锁紧螺母6旋拧进第一通孔3，使锁紧螺母6和第一通孔3形成螺纹连接，并固定连接在螺钉5的顶端，使关节盂托保持稳定，最后将关节盂头7安装在关节盂托2上。在反肩关节置换手术中使用螺钉5，可保证关节盂托2和关节盂安装牢固，对反关节盂头可提供足够的支撑力。

本实用新型的连接结构中，位于固定件1外壁的环形凸起13具有锥面可以形成倒刺或反齿的结构，既可以牢固的固定在关节盂内，不易晃动，提高了连接稳定性，延长衬垫4的使用寿命，同时允许衬垫4和关节盂托2在体外进行安装，保证衬垫4与关节盂托2的安装牢固性之后，整体通过敲击装置敲打进人体关节，实现关节盂托2与衬垫4的体外安装，而且在后续的转反肩关节置换手术中还可以将固定件1取出，安装固定效果更好的螺钉5等结构，提高后期关节盂头的安装稳定性。

下面对本实用新型实施方式的假体关节连接结构进行详细说明：

可选的，钉帽11外壁具有外螺纹。第一通孔3具有内螺纹。钉帽11的外螺纹与第一通孔3的内螺纹可以形成螺纹连接，从而将固定件1固定在关节盂托2上。当然也可以通过钉帽11与第一通孔3的过盈配合等方式将固定件1固定在关节盂托2上。

固定杆12为直杆，其横截面形状可以为圆形，矩形，三角形等任意形状，相应的，环形凸起13可以为圆形，椭圆形，矩形等多种形状。环形凸起13的形状可以与固定杆12的横截面形状一致，也可以不一致。环形凸起13的轴心线可以与固定杆12轴心线重合，即环形凸起13的环面与固定杆12的轴心线垂直，如图4所示。环形凸起13可以只包括锥面，如图4，也可以还包括筒形面或其他形状连接面，如图5、图6，但环形凸起13的最大外径为锥面的最大外径，以确保固定件可以敲击进关节盂内。环形凸起13的数量不限，可以只有一个，也可以为多个。环形凸起13的数量可以为1-10个。优选的，环形凸起13的数量为3-5个，具体的可以为3个、4个或5个。环形凸起13锥面的角度可以根据需要进行设计，本实用新型不做限定。固定件1整体的材质可以是钛合金、医用不锈钢、聚醚醚酮树脂等具有人体相容性的生物医用材料。

在本示例性实施方式中，为了确保固定件1和关节之间固定的更为牢固，环形凸起13可以包括多个，多个环形凸起13沿固定杆12的轴向方向排布，且每一环形凸起13都具有外径向第二端逐渐缩小的锥面。举例而言，如图4所示，该固定件1的固定杆12为圆形直杆，上端为钉帽11，固定杆12的外壁上具有五个圆环形凸起13，每个环形凸起13都具有锥面，锥面顶角向下。五个环形凸起13上下依次连接，形成连续的反齿状。在其他实施例中，多个环形凸起13之间也可以不连续。在其他实施例中，环形凸起13还可以为其他数量。对于肩关节置换术，环形凸起13的数量最好不超过10个，以免对关节盂造成过度损伤。另外，多个环形凸起13的结构可以相同，也可以不同。

在一种示例性实施方式中，所有环形凸起13的最大外径相等。如图4-图6所示，多个环形凸起结构13相同，每个环形凸起13的锥面的最大外径相等，即环形凸起13的最大外径相等。

在另一种示例性实施方式中，相邻两个环形凸起13中，靠近第一端方向的环形凸起13的最大外径大于远离第一端方向的环形凸起13的最大外径。如图7-图9所示，多个环形凸起13结构相同，但锥面的最大直径由上至下逐渐减小，即所有环形凸起13的整体外形由上到下呈逐渐收缩的形状。该形状有利于顺利向关节盂内敲击。

在本示例性实施方式中，任一环形凸起13沿固定杆12径向方向由固定杆12外壁伸出的最大长度为0.3mm～2mm，即锥面最外缘到固定杆12外壁的水平距离为0.3mm～2mm。任一环形凸起13沿固定杆12轴向方向的高度为0.3mm～5mm，即任一环形凸起13在竖直方向的总高度为0.3mm～5mm。若尺寸过小，固定不牢固，尺寸过大，不易敲击进入关节盂，容易伤害关节盂。该尺寸范围有利于固定件1与关节盂牢4固配合，也不会对关节盂造成损害。

在本示例性实施方式中，如图4-图9所示。固定杆12的下端具有锥形尖角，有助于向关节盂内敲击。

在本示例性实施方式中，如图1、图10、图11所示，关节盂托2还包括用于固定假体的第二通孔8，第二通孔8一端的外缘具有向第二通孔8外部方向延伸的延伸段9。相应的，假体(聚乙烯衬垫或反关节盂头)，假体一侧具有与延伸段9内部形状吻合的伸出端10。如图10所示，衬垫4中心具有伸出端10，其可以插入关节盂托4的第二通孔8，使二者结合在一起。为了使二者连接稳定，第二通孔8的延伸段9的内壁和衬垫4的伸出端10的外壁可以通过螺纹进行连接；也可以在衬垫4的伸出端10的外壁设置与固定件1相似的带锥面的环形凸起13(即倒刺或反齿结构)，也可以是普通的具有弹性的凸起结构，还可以通过增大衬垫4的伸出端10的直径与延伸段9形成过盈配合等，延伸段9和衬垫4之间还可以通过凸台和凹槽形成插接等其他形式进行固定，本实用新型不一一列举。在反肩关节置换手术中，为了增强关节盂托2对关节盂头7的支撑力，可以在第二通孔8内再旋入一个中央螺钉81，如图12所示，进一步增强连接稳定性。延伸段9的形状可以是筒形，也可以是锥形等形状，本实用新型不对此进行特殊限定。

在本示例性实施方式中，如图1、图11所示，第二通孔8数量为一个，位于关节盂托2的中心；第一通孔3数量为多个，分布于第二通孔8的周围。优选的，第一通孔3数量为四个，均匀分布于第二通孔8周围。第二通孔8位于中心处可给假体提供更稳定的支撑力，多个第一通孔3可以呈环形分布在第二通孔8的周围，以使固定连接力分布均衡。第一通孔3的数量、孔径大小与固定件1相对应，根据需要设计。

在本示例性实施方式中，第一通孔3的其中一端内径小于其他部位内径，且大于固定件1的环形凸起13的最大外径。该端是指贴近关节的一端。如图13所示，第一通孔3的下端内径小于上部内径，形成收口形状，且大于固定件1的环形凸起13的最大外径，因此固定件1在伸入第一通孔3时，固定杆12可顺利穿过第一通孔3，钉帽11则会被收口卡住，固定在第一通孔3最下端而不会脱离第一通孔3。同理，如图13，第二通孔8最外端的内径可以小于其他部分内径，且大于中央螺钉81的直杆部分的外径，使得中央螺钉81的钉帽11卡在第二通孔8内而不会脱离第二通孔8。

以上实施方式以肩关节为例进行说明，本领域技术人员可以理解的是，本实用新型的固定件和连接结构还可以用于其他关节连接，如膝关节、肘关节、指关节等等需要安装假体的部位，其原理相同，此处不再赘述。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素\/组成部分\/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素\/组成部分\/等之外还可存在另外的要素\/组成部分\/等。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

设计图

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