专利名称：双球型人工肩关节的制作方法
技术领域：
本发明属于医学矫形外科人工关节技术领域。
背景技术：
正常的人体肩部，在盂肱关节、肩锁关节和胸锁关节的复合作用下，可以完成人们日常生活所需要的各种运动，即上臂可以在冠状面上达到180度外展，在水平面上达到110度的屈伸范围，在矢状面上实现360度转动。
对于肩部广泛损伤、严重关节炎或因肿瘤等病变需要切除肱骨近端、肩胛盂或需要牺牲周围软组织特别是旋转袖时，肩部的稳定性和运动功能多数无法保全。由于肱骨假体不能依靠旋转袖的作用而支撑在肩胛盂或其假体上，即使三角肌功能正常，病人仍不能完成肩外展和上举动作。为此，必须使用支点人工全肩关节，其特点是肱骨侧假体与盂假体之间的关系为制约式或半制约式，以提供机械支点的方式来弥补旋转袖功能的丧失。
目前多数的人工全肩关节是球臼型的，其结构是与肩胛骨(或肱骨)相连的盂假体为过半径的半球形臼体，与肱骨(或肩胛骨)相连的球装入臼内，形成球臼型铰链。这类关节具有共同的缺点活动度较小(冠状面和水平面的活动度一般均不能大于110度)，并且在极限位置上受到较大力时球与臼之间产生磕碰，导致半脱位、脱位或假体松动。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术缺点，提供了一种空间尺寸较小、结构简单、手术方便、具有较大活动度、不易产生磕碰、稳定性好、不脱位的人工肩关节。
本发明的目的是通过以下技术方法来实现的本发明公开一种双球型人工肩关节。包括球头、球主件、A叉轴、B叉轴、连接杆，还包括球副件。所述的球副件的外形为圆柱体和部分球体的组合，部分球体的下部被切除，球副件内部有一个半球窝，半球窝的直径略大于球头的直径，半球窝的上部开有扇形槽。所述的球主件的外形为球体、内部设有半球窝，半球窝的直径略大于球头的直径，半球窝的上部开有扇形槽，半球窝侧面加工有圆柱孔。球主件上的扇形槽、球副件上的扇形槽在球主件、球副件组合形成双球型球铰组件后共同构成了一个大的扇形槽，其扇形槽宽度小于球头直径、大于连接杆的直径。人工肩关节连接方式为球头和连接杆构成的球头组件的球头放入球主件内的球窝中，将球副件装入球主件后，形成双球型球铰组件；销轴与A叉轴、B叉轴之间采用过盈配合；在双球型球铰组件上的球主件的小圆柱孔和球副件的小圆柱孔上，分别装上销轴与双球型球铰组件构成柱型铰链。
本发明所公开双球型人工肩关节其优点表现在1、结构上环环相扣，避免了脱位的可能性。2、套筒的设置大大降低了螺钉退出的概率3、全面满足了肩关节活动度的要求，4、结构简单、手术方便、便于推广应用。
图1A为本发明双球型人工肩关节的主视图。
图1B为如图1A所示双球型人工肩关节沿A-A线的旋转剖面图。
图2A为球主件的主视图。
图2B为球主件的侧视剖面图。
图3A为球副件的主视剖面图。
图3B为球副件的侧视图。
图4A是本发明双球型人工肩关节装配后活动度示意4B为双球型人工肩关节沿B-B线的旋转剖面图。
图5A为全肩人工肩关节假体示意图。
图5B为图5A中夹板沿C-C方向的剖面图。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述。
请参阅图1A、图1B，其中有球头1、球主件2、球副件3、A叉轴4、B叉轴5、套筒6、螺钉7、螺钉8、销轴9、连接杆10、扇形槽26。其中，球头1和连接杆10可以制作成一个整体形成球头组件。销轴9分别与A叉轴4、B叉轴5之间选用过盈配合后分别形成A叉轴组件和B叉轴组件。
销轴9的材料可以选用钛合金、医用不锈钢、钴基合金及陶瓷制作；球主件2和球副件3可以选用高分子聚乙烯、陶瓷、钴基合金制作，当销轴9选用陶瓷制作时，球主件2和球副件3也可以选用陶瓷制作；其他零件的材料可以选用钛合金、医用不锈钢、钴基合金。
请参阅图2A、图2B，其中有扇形槽11、半球窝12、圆柱孔13、保留的部分14、球体15、小圆柱孔16。其中，球主件2的外形为球体15、内部设有半球窝12，半球窝12的直径略大于球头1的直径，半球窝12的球心与外球体15的球心之间有一个偏心距e，偏心距为1-10毫米，优选为3-5毫米。半球窝12的上部开有扇形槽11，半球窝12侧面加工有圆柱孔13，在有圆柱孔13附近的外球面被部分切除，被保留的部分14用来阻挡球副件3装入球主件2后，两者之间发生相对转动。球主件2位于开有圆柱孔13侧面的对面加工有一小圆柱孔16，用来安装销轴9。
请参阅图3A、图3B，其中有半球窝17、圆柱体18、扇形槽19、部分球体20、小圆柱孔21、部分球体的下部22。其中，球副件3的外形为圆柱体18和部分球体20的组合，部分球体的下部22被切除。球副件3内部也有一个半球窝17，半球窝17的直径也略大于球头1的直径，半球窝17的球心与部分球体20的球心之间也有一个偏心距e，偏心距为1-10毫米，优选为3-5毫米。半球窝17的上部也开有扇形槽19。球副件3上也开有一小圆柱孔21，用来安装销轴9。
进一步说明本发明的连接方式参阅图1A、1B、2A、2B、3A、3B。将球头1和连接杆10构成的球头组件的球头放入球主件2内的球窝12中，将球副件3装入球主件2后，形成内部有球窝12、球窝12内装有球头1、外形为球形的双球型球铰组件。组件上由球主件2、球副件3上的扇形槽11、19共同构成的扇形槽26，其扇形槽宽度小于球头1直径、大于连接杆10的直径，以提供连接杆活动空间并避免球头1从球窝脱位。销轴9与A叉轴4、B叉轴5之间采用过盈配合。在双球型球铰组件上的球主件2的小圆柱孔16和球副件3的小圆柱孔21上，分别装上销轴9与双球型球铰组件构成柱型铰链。双球型球铰组件球窝的球心与柱型铰链的轴线之间有偏心距e，偏心距为1-10毫米，优选为3-5毫米。以便使得在不过多削弱双球型球铰组件薄弱部位强度的情况下，使扇形槽26获得较大的扇形角α见图1B；用螺钉8将A叉轴4和B叉轴5连接在一起，套筒6的薄壁部位被消除半边，转动套筒6使得薄壁部被保留的半边挡住螺钉8的退路，然后螺钉7将套筒6固定在A叉轴4上。
图4是本发明装配后，A叉轴4、B叉轴5相对于连接杆10在冠状面、矢状面、水平面上的活动度示意图。与人体生理需要和目前球臼型全盂肱人工关节活动度比较表如下。
请参阅图5A、图5B，其中有A叉轴4、套筒6、螺钉7、连接杆10、夹板22、侧压板23、双球型人工肩关节24、螺钉25。夹板22是与肩胛骨相连接的夹板，夹板22通过连接杆10与球头1连接，A叉轴4与肱骨连接。侧压板23是为了防止A叉轴4相对于肱骨内孔发生旋转的侧压板，侧压板23的上端卡在套筒6的槽中，并通过螺钉7将侧压板23与套筒6、A叉轴4连接在一起。夹板22、A叉轴4、侧压板23和双球型人工肩关节24一起构成一个完整的全肩人工肩关节假体。
使用时，剥离显露病变的肩胛骨及肱骨上段，凿除肩胛骨的病变部分并加以修整，将图5夹板22插入体内，使肩胛骨处于夹板22中间，调整双球型人工肩关节24的位置使之接近正常肩关节的旋转中心后，以3-5枚螺钉贯穿夹板和肩胛骨固定；按病情需要截除肱骨近段，用髓腔钻加工肱骨内孔后灌入骨水泥，将A叉轴4插入肱骨内孔内；然后安装侧压板23，侧压板23的上端通过螺钉7与套筒6、A叉轴4连接，螺钉25穿过侧压板23的下端、皮质骨及骨水泥紧压在A叉轴4上。假体安装完毕后，缝合肌肉完成手术。
权利要求
1.一种双球型人工肩关节，至少包括球头(1)、球主件(2)、A叉轴(4)、B叉轴(5)、连接杆(10)，其特征在于还包括球副件(3)，所述的球副件(3)的外形为圆柱体(18)和部分球体(20)的组合，部分球体的下部(22)被切除，球副件(3)内部有一个半球窝(17)，半球窝(17)的直径略大于球头(1)的直径，半球窝(17)的上部开有扇形槽(19)，所述的球主件(2)的外形为球体(15)、内部设有半球窝(12)，半球窝(12)的直径略大于球头(1)的直径，半球窝(12)的上部开有扇形槽(11)，半球窝(12)侧面加工有圆柱孔(13)，球主件(2)、球副件(3)上的扇形槽(11)、(19)共同构成的扇形槽(26)，其底部宽度小于球头(1)直径、大于连接杆(10)的直径，人工肩关节连接方式为球头(1)和连接杆(10)构成的球头组件的球头放入球主件(2)内的球窝(12)中，将球副件(3)装入球主件(2)后，形成双球型球铰组件；销轴(9)与A叉轴(4)、B叉轴(5)之间配合，在双球型球铰组件上的球主件(2)的小圆柱孔(16)和球副件(3)的小圆柱孔(21)上，分别装上销轴(9)与双球型球铰组件构成柱型铰链。
2.根据权利要求1所述的双球型人工肩关节，其特征在于双球型人工肩关节还包括套筒(6)、螺钉(7)、螺钉(8)，其中螺钉(8)将A叉轴(4)和B叉轴(5)连接在一起，套筒(6)的薄壁部位被消除半边，转动套筒(6)使得薄壁部被保留的半边挡住螺钉(8)的退路，然后螺钉(7)将套筒(6)固定在A叉轴(4)上。
3.根据权利要求1所述的双球型人工肩关节，其特征在于双球型球铰组件球窝的球心与柱型铰链的轴线之间有偏心距，偏心距为1-10毫米。
4.根据权利要求3所述的双球型人工肩关节，其特征在于双球型球铰组件球窝的球心与柱型铰链的轴线之间偏心距优选值为3-5毫米。
5.根据权利要求1所述的双球型人工肩关节，其特征在于所述的销轴(9)与A叉轴(4)、B叉轴(5)之间采用过盈配合。
6.根据权利要求1所述的双球型人工肩关节，其特征在于所述的销轴(9)的材料选用钛合金、医用不锈钢、钴基合金及陶瓷中的一种制作；球主件(2)和球副件(3)选用高分子聚乙烯、陶瓷、钴基合金制作。
7.根据权利要求1所述的双球型人工肩关节，其特征在于夹板(22)通过连接杆(10)与球头(1)连接，侧压板(23)的上端卡在套筒(6)的槽中，并通过螺钉(7)将侧压板(23)与套筒(6)、A叉轴(4)连接在一起。
全文摘要
本发明公开一种双球型人工肩关节，包括球头、球主件、球副件、A叉轴、B叉轴、连接杆，人工肩关节连接方式为球头和连接杆构成的球头组件的球头放入球主件内的球窝中，将球副件装入球主件后，形成双球型球铰组件；销轴与A叉轴、B叉轴之间采用过盈配合；在双球型球铰组件上的球主件的小圆柱孔和球副件的小圆柱孔上，分别装上销轴与双球型球铰组件构成柱型铰链。本发明所公开的双球型人工肩关节结构上环环相扣，避免了脱位的可能性；套筒的设置大大降低了螺钉退出的概率；全面满足了肩关节活动度的要求；结构简单、手术方便、便于推广应用。
文档编号A61F2/40GK1672662SQ20051002528
公开日2005年9月28日 申请日期2005年4月21日 优先权日2005年4月21日
发明者王钧, 戴尅戎, 王成焘 申请人:上海第二医科大学附属第九人民医院, 上海第二工业大学, 上海交通大学