专利名称：部分替代管状骨的假肢的制作方法各种类型的内假肢很久以来就已经知道用来替代生病的或有缺陷的骨骼和关节。 使用具有延伸超过要替代骨骼的长度的轴的假肢来替代管状骨，尤其是考虑到肿瘤疾病。 所述轴替代和/或增强所述生病或者失去的骨骼部分。它常常连接到替代邻近关节(例如膝关节或肘关节)的关节机构。所述假肢轴的尺寸因而必须根据病人各自的骨骸和病理进行选择。已经知道提供不同尺寸的假肢以匹配个体的需求。然而，甚至不能够以良好的等级最佳地匹配许多不同的要求。这更加适用于仍在成长的病人，即小孩。为了能够充分辅助那些病人，假肢已经装配有长度调整机构。因而，已知膝关节假肢包括轴和关节机构，它具有设置在轴上以改变轴的长度的套叠机构(US 4，384，373)。在这个装置中，在手术过程中能够调整所述轴的长度。对随后的调整不做任何准备。也为了能够在手术后调整所述轴的长度，已知精制的假肢中设置了用于操纵的锁紧螺母(US 4，502，160)。它包括外齿环，外齿环的外齿能够借助要横向插入的套筒扳手进行操纵。所述套筒扳手能够穿过切口，因而即使在手术后也允许调整轴的长度。为了避免所述假肢旋转，尤其是所述轴相对于所述关节旋转，甚至在在改变所述长度时，可以设置旋转锁( US 4，892，546)。锁定螺钉防止所述轴相对于所述关节旋转并且被松弛以允许调整长度。这些已知假肢的一个缺点是它们在每种情况下都是高度具体的(手术后可操纵， 免于旋转等)，因而只具有狭窄的应用领域。发明内容本发明的目的在于进一步改进开头所涉及类型的内假肢以便使它用于更宽的范围中。根据本发明的解决方案存在于独立权利要求的特征中。更有利的其他方面是从属权利要求的主题。
在一种用于替代至少一部分管状骨和邻近关节的假肢中包括具有第一和第二端的细长轴与布置在所述轴的第二端部的关节机构，在该假肢中设置长度调整机构，它以套叠的方式沿所述轴的轴线操纵所述轴，根据本发明设置的是，所述轴和关节机构经互补的连接结构联接，其中，所述长度调整机构是模块化设计并且在它的近端部和远端部设有互补的连接结构，还设有以形状配合方式动作的防转动装置。互补应理解为是指在两个端部中的一个端部设置阳连接结构，在另一端部设置阴连接结构。所述连接结构优选是圆锥形连接结构。
本发明的要点是如下构思，即以模块方式设计所述长度调整机构并且还在它的近端部和远端部设置与在所述轴和假肢关节之间的过渡部设置的连接结构相同类型的连接结构。因而不同于现有技术，所述长度调整机构不是假肢的整体部分，而是可在需要时插入。可以说，它能够用没有长度调整机构的传统标准的轴构件更换。
因而，本发明实际上允许任何关节的假肢以简单且高效的方式设有长度调整机构。这显著改善假肢对个体病人的骨骸和/或病理学条件的适应性，但这不需要大量不同尺寸的不同部件。所述关节机构实际上可以具有任何设计并且能够辅助或限制在关节中的运动从完全自由变化到刚性的各种程度。根据本发明，由于所述长度调整机构明显不同于作为模块化设计的实际关节假肢，本发明还能够容易地适用于其他假肢，只要它们包括相应的圆锥形连接结构。由于以形状配合方式动作的集成的防旋转装置，各自基本假肢不需要满足其他要求以免于转动。
所述防旋转装置防止所述轴和它的部件的不希望的相对旋转。免于转动和长度调整的结构集成的其他优点是操纵构件能够相互靠近地安置。因而，手术后的调整需要从狭窄的受限制区域进入。最小的侵入刺伤切口充分改变所述假肢的长度。利用这种轻柔的手术技术，所述假肢尤其适合用于小孩中。
优选地，所述轴具有由长度调整机构作用的外杆和内杆。因而能够使用适当的工具直接作用在所述长度调整机构上，所述长度调整机构相应地相对于所述内杆以套叠方式移动所述外杆。·
尽管简单的可调整性，为了保证充分防止非故意调整，优选设置双固定机构，该双固定机构除免受旋转外，还借助两个邻近的螺钉形成一个调整锁。在这点上，其中一个螺钉还优选不可旋转地配置在所述外杆上并且另一个螺钉可旋转地配置在所述调整螺母上。
所述外杆有利地包括一个具有两个相对的轴环面的压缩凸缘，一个轴环面是用于圆锥形连接的止推轴承，另一个轴环面形成一个用于长度调整的止挡。这能够形成一个非常紧凑的结构，它也允许根据本发明的长度调整机构集成到要使用的相对小的假肢中，例如肘或手上。
对要设置的第二轴长度调整机构便利的是，优选装配有逆向配置的圆锥形连接结构。在长轴的情况下，尤其是用该长轴来替代股骨的情况中，这也允许在另一端部调整所述长度。这不仅延长了调整的范围，从生理学角度来看，也常常是更有利的。
本发明还延伸到一种假肢系统，其具有不同长度的几个可连接的刚性轴构件和一个可连接的长度调整机构，其中，优选至少一个刚性轴构件与所述长度调整机构在它的初始位置时具有相同的长度。因而，假肢系统可以包括具有一个长度固定的轴或长度可调整的轴的假肢，利用该轴能够简单地更换刚性轴模块为长度可调整的轴模块以从一个设计改变成另一设计。这也能够在外科手术中完成，从而根据病例的情况，外科医生可以决定在手术过程中应该优选在各病例中使用哪种变型。
根据可能值得独立保护的特别有利的变型，在替代至少一部分管状骨时，设置一个用于所述长度调整机构的操纵机构，所述操纵机构包括位于内杆的螺纹和旋拧到所述螺纹上的调整螺母，并且具有一个圆周齿，其中，在外杆上设置一个支承孔，用于接合所述圆周齿的调整扳手。优选提供的是，所述调整螺母利用它的上边缘可提升地搁置在所述外杆的前表面上，并且与其协作，但不具有底切。
本发明的这个方面的要点是如下构思，即当使用用于调整扳手的支承孔时只需要一个非常小的、对病人友好的进入口。于是，所述长度常常能够被再次调整，尤其是在较年轻的病人中，使其适应该病人的成长。当不存在用于调整的更多空间时，由于模块化结构， 能够容易地更换所述长度调整机构为更大的长度调整机构。
由于所述调整螺母优选以自由浮动的方式安装，所述调整螺母相对于所述外杆可轴向移动，即它只搁置在它的前侧上，不利用形状配合的导向结构，尤其是底切，固定在那儿；所述调整螺母因而能够从所述外杆自由移离。
两个基本优点与这个结构相关联。一方面，它使所述假肢的部件相互分离。因而需要移植管状骨假肢的病人可以相当更小。这对病人而言明显较不繁重，对外科医生而言更容易处理。
另一个优点是由于安装的调整螺母不需要底切的特性，在前表面上，在所述调整螺母和外杆之间可能得到更大的施力表面。由于这个更大的施力表面，所述假肢因而受到更小的应变和/或能够设计得更小和因而更细长，但同时提供相同的坚固性。对于年轻病人的移植中，恰恰是这最后的特性构成了显著的优点。
已知在替代包括邻近关节的管状骨的假肢中，通过在关节和管状骨之间的过渡部设置锥齿轮来调整所述管状骨的长度(US 4，892，546)。这不可否认地提供了能够调整长度但不需要较大的外科手术干涉的优点。然而，它的缺点是所需要的锥齿轮是比较庞大的。 因此，该假肢较不适合应用于年轻病人，尤其是小孩。而且，管状骨假肢是已知的，它具有包括轴和套筒的套叠式轴，其中，在所述套筒上设置锁紧螺母(US 4，502，160)。所述锁紧螺母被在所述套装上轴向导向，以形状配合的方式固定到那里，以便能够只旋转，但不在纵向方向上移动。所述锁紧螺母利用它的内螺纹而与配置在轴上的外螺纹相协作。所述长度能够通过旋转所述锁紧螺母来改变。由于所述锁紧螺母以形状配合的方式固定到所述套筒上， 所述假肢能够在完全组装时才移植。因为对于所述完全组装的假肢需要大的进入口，这使移植复杂。结果，所述外科伤口因而变得不成比例地大，尤其对年轻病人人群来说，这代表着沉重的负担。·
根据本发明的假肢因而对病人而言是明显较不繁重的，对于成长行为而言是更有利的，因而它尤其适用于在年轻病人的成长期间医治年轻病人(小孩)。原因是在移植过程期间骨骼的生长板必须常常被切除。然而，根据本发明的假肢也完美地适合应用于成年人经受的手术后改换，例如因为韧带增长。
所述圆周齿优选设计为陡峭齿。陡峭齿理解为是指承受载荷的齿侧面包括从至少 50°到不多于85°，优选是至少60°的齿侧面角度。由于所述调整扳手的操纵以及它作用到所述调整螺母的圆周齿上，承受载荷的齿侧面的这种陡峭取向抑制或大大地避免轴向力的产生。由所述调整扳手引起的不希望的寄生的长度调整或不希望的轴向移动因而可被避免。因而保证所述长度调整单独地基于所述调整螺母因其内螺纹的引导产生的旋转运动而引起的轴向移动。
优选地，所述齿镶嵌在适当的圆周凹部中。在这里，所述凹部优选形成在所述上侧的外边缘上。借助该措施，所述圆周齿不突出，即在轴向方向上没有顶部突出。这有效地消除了对周围组织引起刺激的风险。
此外，下述适用于所有实施例
所述调整螺母的内螺纹优选是单头螺纹。在这里，“单头”理解为是指只有一条从螺母的一侧到相对侧的螺纹。结果只存在一条螺纹，它能够以限定的方式相对于所述内杆在旋转方向上定位所述调整螺母。这简化了精确对齐并且因而简化了长度调整，消除了定位模糊的风险。
优选地，所述内杆的螺纹是被弄平的。在这里，“被弄平”理解为是指内杆上螺纹的顶部被做倒角，即在狭义上讲不是尖锐的，而是用优选平坦的区域替代。这个平坦区域整体上形成中空的圆筒形壳体。内杆的螺纹因而不具有影响它的周围环境的较不锐利边缘。这降低了刺激的风险。
所述调整螺母有利地具有抛光的周缘表面。这阻止周围组织不利地影响所述调整螺母，并因而几乎不存在任何附着。因而，即使在移植后很多年，所述调整螺母仍保持是可调整的，并且不被在其上方生长的组织(结缔组织)阻挡。所述抛光的周缘表面还能够通过以其他方式设计而导致减小附着的该表面实现。在这里能够想象到该表面的阳极氧化，尤其是在钛内假肢的情况下。
所述调整螺母在它的周缘表面上便利地具有多个径向孔，它们优选以有规则的角距离布置。这些径向孔用于容纳调整销。该调整销被插入到这些孔中的一个孔中，因而使所述调整螺母旋转特定的角度量，直到所述调整销已经到达它的停止位置。通过将所述调整销再次插入其他优选以相等角度布置的径向孔中的一个径向孔中，它能够被再次操纵， 结果实现所述调整螺母的转动，并因而调整长度。这还提供若所述长度调整机构不能够借助所述调整扳手操纵，允许紧急操纵的优点。
所述调整螺母便利地具有圆形的触觉标示。该触觉标示能够在旋转方向上精确地限定所述调整螺母的“零位置 ”。要重新调整的长度或者长度的增加以数学方式进行转换， 在所述调整螺母旋转时进行测量，这是便利的。为了在这里具有零位置，所述触觉标示是特别有利的。便利地，所述外杆在毗邻它的前侧具有所述调整螺母，所述外杆包括所述触觉标示的相同形状的延续部分。因而，在所述调整螺母上的触觉标示和所述外杆上的延续部分之间产生协调过渡部。这有效地消除了引起刺激周围组织的风险。
所述内杆有利地具有设置在其上的凹部，配置在所述外杆上的棘爪构件接合在所述凹部中。这些凹部可以是配置在所述轴的外侧上的一系列孔。它们便利地配置在轴向沟槽中。它们的目的是接收拧入其中的螺钉，利用螺钉的尖端接合到所述凹部中，藉此使所述内杆免于意外的轴向运动。用这种方法安全地避免所述内杆非故意地分离所述外杆，并因而是被抵制。所述紧固螺钉有利地设计为埋头螺钉。当需要小的间隙时，还能够确保充分安全地锁定所述长度调整机构。
优选地，两个元件中的至少一个元件，即所述内杆的螺纹和/或所述调整螺母的内螺纹，包括无钛材料，尤其是锆铬材料。这提供了不会发生螺纹咬合的优点，特别是与钛结合，假肢制造的材料选择。防止螺纹尤其因咬合而不利地阻塞表示根据本发明的管状骨假肢的显著优点，它的重要性能是它的纵向可移动性。


现在参照显示有利实施例的附图解释本发明，在附图中
图1是根据本发明第一实施例的膝关节假肢的剖面图2是根据图1的第一实施例的整个假肢的前视图和侧视图3显示图2的分解图4是一个变型的剖面图5a_e显示如何执行长度调整；
图6是本发明的第二实施例的分解图7a_c是第二实施例的放大详图8显示长度调整机构的功能；
图9是完全装配的视图；以及
图10是一个透视图。


图1显示根据本发明的假肢的一个实施例，它意图作为替代部分膝关节和部分远侧股骨的关节假肢。作为部件，它包括轴1，关节机构2和长度调整机构3。轴I包括外杆11和内杆12，内杆12被引导在外杆11内部以便沿着它的中心轴10可套叠地移动。外杆 11在它的第一端部具有阴圆锥形连接结构19，它用于在需要时联接其他杆部分(图1中未显示)；应注意它也可以用盲塞密封或者可以完全省去。在它的第二端部，外杆具有前凸缘 13，前凸缘13具有径向取向的前表面。内杆12在它的第一端部具有互补的阳连接结构18， 它适合接合在关节机构2上的匹配阴圆锥形连接结构29中。在到圆锥形连接结构18的过渡部处，内杆12具有轴环14，它的面对固定端的端表面用作圆锥形连接结构18的止挡，并且它的面对轴的内杆12的另一表面用作调整螺母30的止挡。
操纵机构3包括调整螺母30，调整螺母30具有单头内螺纹39，它与配置在内杆12 上的单头调整螺纹32相啮合。调整螺母30在它的侧向表面上具有多个配置为径向孔的接合缝隙31。它们适合接收销9 (参见图5c)作为操纵构件。这被用于相对于具有配合螺纹 32的内杆12旋转调整螺母30，借助配合螺纹32，调整螺母30沿着中心轴10移动。在调整螺母30的初始位置中，调整螺母30与外杆11的前凸缘13直接邻接，并且当它移动时，使后者与其一起移动。这引起外杆11沿着纵轴10相对于内杆12移动，使得调整螺母30和轴环14之间的距离增加，进而轴I的总长度增加。当调整螺母30在相反方向上旋转时，在相反方向上发生该过程并且总长度变短。
设置紧固机构以固定设定的长度。紧固机构包括调整锁35和防旋转装置37。调整锁35包括夹紧螺钉，它插入到调整螺母30的一个径向孔31中并且用它的尖端作用在外杆12的平坦部分15上。因而，调整螺母30以形状配合的方式被锁定。因而确定地保证即使受到大的且常常变化的载荷，调整螺母30也不会非故意地旋转，也没有相应的长度变化。防旋转装置37在结构上类似，并且具有配置在外杆上前凸缘13区域中的径向孔内的固定螺钉。该固定螺钉用它的尖端作用在配合螺纹32的区域中，因而使外杆11免于相对于内杆12旋转。内杆12相对于关节机构2的意外旋转又被借助本身已知的圆锥锁27的两个在直径上对置的固定螺钉进行防止。因而，从关节机构2到长度调整机构3和轴I被连续地防止旋转。
图5以已移植的假肢为实例例示该长度调整过程，该已移植的假肢被调整到更长的长度以便适应病人的成长。这首先需要所述假肢借助最小的侵入性外科手术进入。刺伤切口对此常常是足够的。在第一步骤(图5a)中，螺丝刀8滑过该切口，并且与用于防旋转装置37的紧固螺钉相接合。该防旋转锁通过拧松螺钉而被释放。在第二步骤(图5b)中，调整锁35以完全相同的方式被释放。长度调整机构3因而变得不接合并且能够被操纵。螺丝刀8被移除，调整销9插过该切口并且与调整螺母的一个径向孔31相接合。通过转动销 9，调整螺母30在某种程度上被旋转，然后，销9重新插入到相邻径向孔中，并且调整螺母30 再旋转一些。在所示实施例中，螺纹导程选择为使得调整螺母30每转动一周引起长度变化 2mm。一旦已经设定所需要的长度，销9被取出，并且螺丝刀8被再次引入以依次重新安装， 并因而重新操纵调整锁35 (图5d)和防旋转装置(图5e)。
图1中所示的实施例显示一个基本的假肢。它能够增加额外的元件，如图2和图 3所示。设置额外的轴部分5，6，它们经由配合轴I的圆锥形连接结构18，19和关节机构2 的圆锥形连接结构29的圆锥形连接结构被联结，以便形成一个长轴(参见图3中的分解视图)。在其上端部布置股骨颈假肢7。这样形成整个股骨假肢，不同于现有技术，该整个股骨假肢能够不只设计为具有分级的长度，而是由于模块化长度调整机构3，它甚至可无级调整。这允许精细地调整。在长度调整机构3位于初始位置(如图1所示)中时，轴I优选与其中一个轴部分具有相同的长度，该其中一个轴部分是例如轴部分5。因而设置假肢系统， 其中，在需要时，通过简单地替换元件1，5就能够形成长度可调整的轴或长度固定的轴。
图4显示了一个替代实施例，其中，相同的元件用相同的附图标记表示。与第一实施例的不同之处主要在于，外杆11’和内杆12’被相反地布置，即外杆11’布置在关节机构 2上，且内杆12’形成具有圆锥形连接结构19的第一端部。这种相反地设计的长度调整机构3’也可以设置在具有几个轴部分5，6的长轴的第一端部上。
现在参照图6-10所示的第二实施例。它包括用于长度调整机构的特殊的操纵机构。相同类型的元件用相同的附图标记 表示。插入区域43从轴环14延伸到轴12的另一、 自由端部。该插入区域包括外螺纹32。外螺纹32是单头螺纹，并且单个螺纹的横截面形状是具有被弄平的顶部的大致三角形。而且，除在大致对应1. 5倍内杆直径的短引导部分45 外，该内杆包括纵向沟槽46，纵向沟槽46在它的底部配置多个盲孔47，多个盲孔47排成一行，以平行于该纵轴的方式进行取向。
触觉标示55配置为凸起，布置在调整螺母30的大致平滑的外表面上(参见图7a)。 8个埋头孔57以规则的角距离也布置在该外表面上并且在一致的径向平面中，其中一个埋头孔布置在触觉标示55中。在它的面对内杆12的下边缘上，调整螺母30设计成与轴环14 互补并且包括一个平的外接触面52。内螺纹39布置在调整螺母30的一部分中，它是由锆铬(CoCr)制成的；优选地，整个调整螺母30是由锆铬材料制成的。
该调整螺母在它的上边缘上具有圆周齿81，圆周齿81是操纵机构8的一部分。齿 81包括具有圆形顶部82和根部83的波动轮廓。联结顶部82和根部83的齿侧面84设计为陡峭侧壁，它在其中心部分具有60°的倾角(基于上边缘56所限定的径向平面)。根部 83从外侧上升到内测，导致圆锥形的锥形齿结构，尤其适用于正交轴齿轮传动。齿81配置在沿着上边缘56的外侧延伸的凹部80上，使得顶部82不伸出，但最终与该上边缘限定的平面齐平(参见图9，为了更清楚起见，没有显示外杆)。结果，在上边缘上存在一些种类的双壳体结构，圆周内环形成一个平的且无底切的接触表面作为内壳体，齿81、齿81的圆形顶部82最终与内环56’相齐平，作为外壳体。
外杆11的前凸缘13是基本上平的，特别是没有底切，即任何地方都没有底切。在外杆11的外表面上配置邻近边缘的第二突出部51。第二突出部51具有径向孔38，径向孔 38用作操纵机构8的调整扳手89的支承座。如下面将更详细地说明的，径向孔38和前凸缘13之间的距离适应调整扳手89的尺寸。
埋头螺钉37可作为锁定工具设置在外杆11上。埋头螺钉37优选能够拧紧到支承孔38中并且在拧紧就位时用其尖端突出到纵向沟槽46中，以精确地拧紧到盲孔47中， 因而使内杆12免于不希望的脱臼动作。
调整扳手89以同样的方式构造为斜齿轮键，如已知用于操纵卡盘。调整扳手89 在其末端包括操纵手柄88，在最简单的情况下，操纵手柄88可以是十字杆件。在前端设置圆锥形齿86，圆锥形86设计为能够与调整螺母30的齿81相啮合。为了啮合圆锥形齿86 和齿81，在前尖端形成支承销87，支承销87设计为与径向孔38互补，因而形成可枢转的轴承。从径向孔38到前凸缘13的距离适应圆锥形齿96的直径，以使得当调整扳手89插入到径向孔38中时，圆锥形齿86与调整螺母30的齿81相啮合，使调整螺母30的上边缘与外杆11的前凸缘13相齐平。
操纵机构8以如下方式操纵。在其初始状态中，调整螺母30拧入到内杆12的外螺纹32上。内杆12被推进外杆11中，直到调整螺母30的上边缘与外杆11的前凸缘13 相齐平。通过转动被插入到支承孔31中的调整扳手89，其圆锥形齿86与调整螺母30的齿 81相啮合，藉此使调整螺母30转动并且内杆12被推出外杆11。推动距离在这里由与调整螺母30协作的外螺纹32的导程确定，并且由圆锥形齿86与齿81之间的传动比确定。在调整过程中，调整螺母30保持与外杆11邻接。
如果病人的成长(或者支撑韧带变长)导致股骨变长，根据本发明的内假肢能够适应它。这通过调整调整螺母30来完成。借助较小的和因而对病人友好的干涉，对此将驱动工具89插入到支承孔38中就足够了，并且通过转动来重新调整该调整螺母30。重新调整的量由 调整扳手89的转数清楚地确定。为了能够容易地控制该转数，在调整螺母30上设置触觉标示55。在它的初始位置中，触觉标示55与外杆11上同类的突出部51齐平，并且每当调整螺母30旋转一整周，触觉标示55总是返回到齐平位置。这也能够通过触摸从外部容易核实正确位置。
为了保证即使在长时间移植后，操纵机构8也正常起作用，对调整扳手89的圆锥形齿86设置齿保护环50，齿保护环50具有模制部分52，并且设置多盖53，多盖53包括几个(即在所示实施例中为3个)销短管54 (参见图7b，C)。该齿保护环配置在调整螺母30 和外杆11的前凸缘13之间，并且在外侧覆盖齿81。这防止组织长到该齿中，进而防止阻塞的相关风险。为了进一步防止长到径向孔31，38中而设置多盖53。多盖53是大致立方体形的块体，它利用它的销短管54插入到径向孔31，38中，并且保持夹紧在其中。多盖53覆盖图10中阴影显示的区域，并因而可靠地防止阻止的不希望的增长。为了调整长度，只需要移除它，以便允许不受限制地接近螺钉35，37以及接近齿81。
为了接收调整扳手89的支承销87，在图10所示的变型中设置离散的孔，它与螺钉 37被接纳于其中的孔不同，以便防止旋转(而不是图1-8所示的组合设计)。


本发明涉及一种用于至少部分替代管状骨和邻接关节的假肢，包括具有第一端部和第二端部的细长轴(1)，和布置在所述轴(1)的第二端部的关节机构(2)，其中，设置长度调整机构(3)，它以套叠的方式沿着其轴线(10)。