专利名称：具有倒圆锥形导销的陶瓷窝插入件的制作方法
技术领域：
本发明描述了一种髋关节假体，其具有窝插入件(socket insert)和臀窝(hip socket)、安放于窝插入件的极(pole)上的圆锥形导销以及安放于臀窝的基座处的引导孔，当窝插入件在臀窝中处于安装状态时导销位于引导孔中。
背景技术：
目前市场上存在用于更换自然髋关节的多种假体系统。这些假体系统大体由被联接至球头2的柄1和被联接至窝插入件3的臀窝4组成(见
图1)。柄1和臀窝4通过分别向内生长到股骨和盆骨中而被接合至身体，并且分别支撑球头2和窝插入件3。球头2以一个自由度被旋转地支撑在窝插入件3的球冠中。柄1和球头2大体通过圆锥夹持而联接。 这通常也应用于窝插入件3和臀窝4，其通常也通过圆锥夹持而联接。图1示出包括柄1、 球头2、臀窝3和窝插入件4的髋关节假体。在插入过程中，特别是薄壁金属窝插入盆骨中的插入过程中，金属窝会在夹持锥形区域发生变形，由此使被圆锥形夹持的窝插入件的正确机能性地适当插入更难。在极端的情况下，窝插入件和臀窝卡在窝插入件在臀窝中的倾斜位置中。窝插入件的倾斜改变了负荷条件，并导致集中负荷，这种集中负荷将显著地降低夹持连接的持久性以及窝插入件本身的使用寿命。另外，特别是对于微创手术，手术区中的可见性大体不足以例如通过视觉控制来正确地将窝插入件插入臀窝中。窝插入件在臀窝中的圆锥形夹持在插入过程中自定心。然而，在插入到臀窝中期间窝插入件的这种引导仅在初始倾斜角度较小时有效。如果由于外科医生的受限的可视性而产生较大的初始倾斜，则自定心失效，并且发生具有上述结果的倾斜夹持。由于这个原因，在此之前，在各种窝插入件的插入运动期间已经对窝插入件进行了额外引导。出于此目的，圆柱形的(见图2a、图2b)或圆锥形的(见图2c、图2d)导销被设在具体的窝插入件3的极上。当窝插入件3被插入对应形状的引导孔6中时，导销被引入到臀窝4的基座处，由此防止窝插入件3的倾斜。图加、图2b、图2c、图2d示出在后极处具有圆柱形(上部)或圆锥形(下部)导销5的窝插入件3。间隙宽度s (见图加、图2c) 确定了在插入到臀窝4中期间引导窝插入件3的准确度。由于导销5和引导孔6的安装空间较小，所以导销5的引导长度通常极其小，特别是在窝插入件被插入的时候；然而，当在引导孔里面的导销的长度仍然小时，对于窝插入件的适当插入而言是对于引导的需求是最大的。引导长度随着窝插入件逐渐地插入到臀窝中而增加，且增加了引导效果的改进。然而，在窝插入件与臀窝之间的圆锥形夹持连接的引导效果同样也增加了，其逐渐地减少了对通过导销引导的需求。因此，引导需求与导销的引导精度之间存在相反关系。必须实现合适的较大的引导间隙s以便避免引导的倾斜。另外，导销和引导孔的直径公差指示了引导间隙的必要最小尺寸。然而，随着引导间隙的尺寸的增加，导销与引导孔之间的引导准确度降低，并且窝插入件在臀窝中倾斜的风险增加。
发明内容
本发明的目的是以即使在较难的条件下也可能以较高的引导精度将窝插入件适当插入臀窝中的方式，精制分别根据权利要求1、6和7前序部分所述的髋关节假体、窝插入
件和臀窝。这个目的根据本发明通过权利要求1、6和7的特征来实现。
具体实施例方式根据本发明，导销具有倒圆锥形的锥形设计，导销在面向极的末端处的直径比导销背离极的末端处小。由于在窝插入件的极上设有导销，其是倒圆锥形的锥形并且被插入臀窝的基座中的圆柱形或类似地为倒圆锥形的引导孔中，所以系统的理论引导长度变为零，并且不同于经典的引导设计原理。然而，仍然要对窝插入件的插入进行引导且因而进行支撑以便避免倾斜位置。另外，极小的引导间隙和高的引导精度可以实现。特别地，当窝插入件首先被插入臀窝中时，实现了小的引导间隙且因此实现了高的引导精度。如所描述的，根据本发明的一个实施例的特征在于，引导孔具有倒圆锥形的锥形设计，引导孔在面向内部(即，臀窝的基座)的末端处的直径小于引导孔背离内部的末端处。根据本发明的另一个实施例的特征在于引导孔具有圆柱形设计。引导孔还可以优选地由两部分组成，引导孔在第一部分中为圆柱形，并且在第二部分中具有倒圆锥形的锥形设计。第一部分有利地位于引导孔面向臀窝内部的末端。根据本发明的用于髋关节假体的窝插入件具有位于极处的圆锥形导销以便插入到臀窝内的对应引导孔中，该窝插入件的特征在于，导销具有倒圆锥形的锥形设计，导销在面向极的末端处的直径比导销背离极的末端处小。根据本发明的用于髋关节假体的臀窝具有位于臀窝的基座处的圆锥形引导孔以便容纳窝插入件的导销，该臀窝的特征在于，引导孔具有倒圆锥形的锥形设计，引导孔在面向臀窝内部的末端处的直径比引导孔背离内部的末端处小。由于根据本发明的用于具有导销的髋关节假体的窝插入件的设计，该导销具有倒圆锥形的锥形设计，由于这样的事实，即窝插入件的插入运动的引导开始于插入过程的开始，因而避免了窝插入件倾斜地插入臀窝中。对于圆柱形引导孔，小引导间隙在引导的整个长度上保持恒定，而对于倒圆锥形引导孔，引导间隙随着窝插入件的插入深度的增加而增加。然而，引导精度的最终减小还对应于类似减小的引导需求，这是由于圆锥夹持逐渐地实现引导效果。图3a、图北示出在后极7处的具有倒圆锥形销5的窝插入件3。非常小的间隙宽度s产生大的引导效果和小的倾斜风险。当在组件上提供圆角半径(rounded radii)时，产生对倒圆锥形的销5的另一个积极效果。当使用易碎材料时，例如当窝插入件3用陶瓷材料制造时，这是必要的。在这种情况下，销5的边缘9必须被倒圆角以便减小触点压力和边缘剥落。圆柱形或圆锥形销上的圆角半径关于最大和最小许用圆角半径的公差分析表示出有时发生与窝极中的孔洞的碰撞。这些仅可通过限制公差或通过减小销直径来避免(见图4)。公差限制通常增加了制造成本。当窝插入件被插入时，减小销的直径会增加间隙宽度s并降低销5的引导效果。图4示出具有圆柱形销5和圆角边缘9的窝插入件。关于最大和最小边缘半径(虚线)的公差分析表示出与具有最大半径的通孔区域中的臀窝的碰撞。对于倒圆锥形的销5，销的逐渐变细在插入侧上在销的末端处产生增大的安装空间。对于相同的值，对于边缘圆角的公差分析因此导致了距离臀窝4中的通孔或引导孔6 的更大距离。在组件之间不发生不良碰撞的情况下(见图5)，销的引导效果被保持。图5 示出具有倒圆锥形销和圆角边缘9的窝插入件。关于最大和最小边缘半径(虚线)的公差分析表示出与臀窝没有碰撞。“销”和“导销”是两个不同的术语，然而其表示相同的主体。导销5或销背离极7的末端区域10被倒圆角；即，倒圆锥形的锥形导销5具有圆角的末端区域10 (见图4和图5)。除其他之外，这还简化了向引导孔6中的插入。
权利要求
1.一种髋关节假体，其具有窝插入件⑶和臀窝G)，位于所述窝插入件⑶的极⑵ 上的圆锥形导销(5)，以及位于所述臀窝的基座处的引导孔(6)，其中当所述窝插入件 (3)在所述臀窝(4)中处于安装状态时所述导销(5)位于所述引导孔(6)中，其特征在于， 所述导销( 具有倒圆锥形的锥形设计，所述导销( 在面向所述极(7)的末端处的直径比所述导销(5)背离所述极(7)的末端(8)处小。
2.根据权利要求1所述的髋关节假体，其特征在于，所述引导孔(6)具有倒圆锥形的锥形设计，所述引导孔(6)在面向内部的末端处的直径，即在面向所述臀窝⑷的所述基座处的末端处的直径比所述引导孔(6)背离所述内部的末端处小。
3.根据权利要求1所述的髋关节假体，其特征在于，所述引导孔(6)具有圆柱形设计。
4.根据权利要求1或2所述的髋关节假体，其特征在于，所述引导孔(6)由两部分组成，所述引导孔(6)在第一部分中是圆柱形，并且在第二部分中具有倒圆锥形的锥形设计。
5.根据权利要求4所述的髋关节假体，其特征在于，所述第一部分位于所述引导孔(6) 面向所述臀窝的内部的末端处。
6.一种用于髋关节假体的窝插入件(3)，其具有位于极(7)处的圆锥形导销(5)以便插入到臀窝中的对应引导孔(6)中，其特征在于，所述导销具有倒圆锥形的锥形设计， 所述导销(5)在面向所述极(7)的末端处的直径比所述导销(5)背离所述极(7)的末端处
7.一种用于髋关节假体的臀窝G)，其具有位于所述臀窝的基座处的圆锥形引导孔(6)以便容纳窝插入件(3)的导销(5)，其特征在于，所述引导孔(6)具有倒圆锥形的锥形设计，所述引导孔(6)在面向所述臀窝的内部的末端处的直径比所述引导孔(6)背离所述内部的末端处小。
8.根据权利要求1-5中的一项所述的髋关节假体或根据权利要求6所述的窝插入件， 其特征在于，所述窝插入件(3)由陶瓷制造，并且所述导销(5)具有圆角边缘(9，11)。
9.根据权利要求1_5、8中的一项所述的髋关节假体或根据权利要求6或8所述的窝插入件，其特征在于，所述导销(5)具有圆角的末端区域(10)。
全文摘要
本发明涉及一种髋关节假体，其具有窝插入件(3)和臀窝(4)，安放于窝插入件(3)的极(7)上的圆锥型导销(5)，以及位于臀窝(4)的基座处的引导孔(6)，并且当窝插入件(3)在臀窝(4)中处于安装状态时导销(5)位于引导孔(6)中。为了允许即使在困难的条件下窝插入件也能以高引导精度合适的插入臀窝中，根据本发明，提出导销(5)具有倒圆锥形的锥形设计，导销(5)在面向极(7)的末端处的直径比导销(5)在背离极(7)的末端(8)处小。
文档编号A61F2/34GK102341064SQ201080007383
公开日2012年2月1日 申请日期2010年2月4日 优先权日2009年2月11日
发明者R·普罗伊斯, T·博格尔, T·潘多夫, Y·布拉斯科 申请人:塞拉姆泰克公司