肩假体和肩假体元件.pdf

本发明涉及一种肩假体，包括：关节窝元件(12,12',12”,12”',12””)，其具有关节窝铰接表面(16,16')；和肱骨元件(14)，其具有肱骨铰接表面(18)；以及独立可活动的盂肱韧带支承元件(20,20',20”,20”',20””)，其包括布置在盂肱韧带支承元件(20,20',20”,20”',20””)相反侧上的关节窝支承表面(22,22')和肱骨支承表面(24,24')。关节窝支承表面(22,22')在植入状态下接触关节窝铰接表面(16,16')，和/或肱骨支承表面(24,24')在植入状态下接触肱骨铰接表面(18)。关节窝支承表面(22,22')和肱骨支承表面(24,24')中的至少一个是凹形的。盂肱韧带支承元件(20,20',20”,20”',20””)在植入状态下设置在关节窝元件(12,12',12”,12”',12””)和肱骨元件(14)之间。关节窝铰接表面和肱骨铰接表面(16,18)两个都是凸形的。

权利要求书
1.  一种肩假体，其包括：
关节窝元件(12,12',12”,12”',12””)，其具有关节窝铰接表面(16,16')；和肱骨元件(14)，其具有肱骨铰接表面(18)；以及
分设的可活动的盂肱韧带支承元件(20,20',20”,20”',20””)，其包括布置在盂肱韧带支承元件(20,20',20”,20”',20””)相反侧上的关节窝支承表面(22，22')和肱骨支承表面(24,24')，其中关节窝支承表面(22,22')在植入状态下接触着关节窝铰接表面(16,16')，以及/或肱骨支承表面(24,24')在植入状态下接触着肱骨铰接表面(18)；
其特征在于，关节窝支承表面(22,22')和肱骨支承表面(24,24')中的至少一个是凹形的；
其中，盂肱韧带支承元件(20,20',20”,20”',20””)在植入状态下设置在关节窝元件(12,12',12”,12”',12””)和肱骨元件(14)之间；以及
其中，关节窝铰接表面(16)和肱骨铰接表面(18)两者都是凸形的。

2.  根据权利要求1所述的肩假体，其特征在于，盂肱韧带支承元件(20,20',20”,20”',20””)在肩假体的植入状态下相对于关节窝元件(12,12',12”,12”',12””)和/或肱骨元件(14)是可活动的。

3.  根据权利要求1或2所述的肩假体，其特征在于，关节窝支承表面(22,22')和肱骨支承表面(24,24')具有不同的曲率和/或尺寸大小。

4.  根据前述权利要求任一所述的肩假体，其特征在于，盂肱韧带支承元件(20”,20”')具有位于关节窝支承表面(22,22')中的中央凹槽(40)，和/或具有从关节窝支承表面(22,22')延伸到肱骨支承表面(24,24')处的中央孔(42)。

5.  根据前述权利要求任一所述的肩假体，其特征在于，关节窝元件(12,12',12”,12”',12””)包括关节窝骨头接口(29,29')，其被设置成连接到病人的肩胛骨(36)上；和/或肱骨元件(14)包括肱骨骨头接口，其被设置成连接到病人的肱骨(26)上，其中关节窝接口(29,29')或者肱骨骨头接口是凹形的。

6.  根据权利要求5所述的肩假体，其特征在于，关节窝骨头接口(29,29')设置在关节窝基部元件(30)上，该关节窝基部元件通过第一接 合装置而与承载着关节窝铰接表面(16)的、关节窝元件(12')的铰接元件(32)相接合，和/或肱骨骨头接口设置在肱骨基部元件上，该肱骨基部元件通过第二接合装置而与承载着肱骨铰接表面的、假体肱骨元件的铰接元件相接合。

7.  根据前述权利要求任一所述的肩假体，其特征在于，盂肱韧带支承元件(20,20',20”,20”',20””)由陶瓷和/或聚乙烯形成。

8.  根据前述权利要求任一所述的肩假体，其特征在于，关节窝铰接表面(16,16')、肱骨铰接表面(18)、关节窝支承表面(22,22')和肱骨支承表面(24,24')被设计成使得和/或其材料被选择成使得：关节窝铰接表面(16,16')和关节窝支承表面(22,22')之间的第一摩擦系数，是大体等于肱骨铰接表面(18)和肱骨支承表面(24,24')之间的第二摩擦系数。

9.  一种肩假体的假体关节窝元件，其包括：
关节窝铰接表面(16,16')，其被适配成可经由盂肱韧带支承元件(20,20',20”,20”')而直接地或者间接地与非人造的肱骨铰接表面或假体肱骨铰接表面(18)相协作配合；
关节窝骨头接口(29,29')，其被设置成连接到病人的肩胛骨(36)上，
其中，所述关节窝骨头接口(29,29')是凹形的。

10.  根据权利要求9所述的假体关节窝元件，其特征在于，关节窝铰接表面(16)是凸形的。

11.  一种根据权利要求1至8任一所述的肩假体的盂肱韧带支承元件。

12.  根据权利要求11所述的盂肱韧带支承元件，其特征在于，盂肱韧带支承元件(20,20',20”,20”',20””)包括被布置在盂肱韧带支承元件(20,20',20”,20”',20””)相反侧上的关节窝支承表面(22,22')和肱骨支承表面(24,24')，以及其中关节窝支承表面(22,22')和肱骨支承表面(24,24')之一是凹形的，而关节窝支承表面(22,22')和肱骨支承表面(24,24')中的另一个是平坦形状、凸形或者凹形之一。

13.  一种用于植入肩假体的的方法，该方法包括以下步骤：
提供一具有关节窝铰接表面(16,16')的假体关节窝元件(12,12',12”,12”',12””)，和/或提供一具有肱骨铰接表面(18)的假体肱骨元件(14)；
切除病人肩胛骨(36)的关节窝部分(35)，以及把关节窝元件 (12,12',12”,12”',12””)连接到切除后的关节窝部分(35)上；和/或切除病人肱骨(26)的近端部分，并且把肱骨元件(14)连接到切除后的近端部分上；
插入盂肱韧带支承元件(20,20',20”,20”',20””)，所述盂肱韧带支承元件具有关节窝支承表面(22,22')和肱骨支承表面(24,24')，其中关节窝支承表面(22,22')在植入状态下接触着关节窝铰接表面(16,16')，和/或肱骨支承表面(24,24')在植入状态下接触着肱骨铰接表面(18)；其中关节窝支承表面(22,22')和肱骨支承表面(24,24')中的至少一个是凹形。

14.  根据权利要求13所述的方法，其特征在于，切除病人肩胛骨(36)的关节窝部分(35)的步骤包括制备一凸形骨头部分的步骤，其中该凸形骨头部分被适配成与关节窝元件(12,12',12”,12”',12””)的相应成形的骨头接口(29,29')相协作配合。

15.  根据权利要求14所述的方法，其特征在于，提供关节窝元件(12,12',12”,12”')的步骤包括提供一具有凸形关节窝铰接表面(22)的关节窝元件(12,12',12”,12”')。

16.  根据权利要求14或者15所述的方法，其特征在于，把关节窝元件(12,12',12”,12”',12””)连接到切除后的关节窝部分(35)上的步骤包括：把关节窝元件(12,12',12”,12”',12””)放置到凸形骨头部分(35)上，并且使用螺钉、骨头胶合剂和压配合装置中至少一个将关节窝元件固定到肩胛骨(36)上。

17.  根据权利要求14－16中任一所述的方法，其特征在于，关节窝骨头接口(29,29')是凹形的。

18.  一种植入肩假体的方法，包括以下步骤：
提供一假体关节窝元件(12,12',12”,12”',12””)，所述假体关节窝元件具有关节窝铰接表面(16,16')和关节窝骨头接口(29,29')，该关节窝骨头接口被设置成连接到病人的肩胛骨(36)上；
切除病人肩胛骨(36)的关节窝部分，以形成凸形的骨头部分(35)，所述凸形的骨头部分被适配成与相应成形的骨头接口(29,29')相匹配，以及
把关节窝元件(12,12',12”,12”',12””)固定到切除后的关节窝部分(35)上。

说明书肩假体和肩假体元件
技术领域
本发明涉及一种用在肩关节成形术中的肩假体。
背景技术
肩病理学常常涉及肩关节的破坏和/或其功能元件的损伤。合适的治疗可以包括使用假体取代非人造关节的受影响元件。部分重建的肩关节包括重构或重建肩的关节窝元件或者肱骨元件的非人造铰接表面。在完全重建盂肱韧带关节时，其也称为全肩关节成形术(TSA)，两种上述非人造元件用假体植入物来取代。
专利文献EP0850609A1、US2009/0112328A1、US7799077B2和US5593445A公开了具有在运动原理上模仿非人造肩关节的运动的示例性肩关节假体，即假体的肱骨元件设置有凸形铰接表面。专利文献EP1649836A2公开了一种具有反向运动性能的假体。另一个示例性肩关节假体由WO94/10941A1公开。
发明内容
在这里，提出了一种肩假体的新原理，即其具有改进的运动性能并且能够可靠地固定到相关的骨头元件上。
根据权利要求1所述的肩假体设置有：关节窝元件，其具有关节窝铰接表面；和肱骨元件，其具有肱骨铰接表面。换句话说，下面这些是可能的，即提供了一种肩假体，其只包括关节窝元件或者肱骨元件。此外，提供了一种分设的(或独立的)、可活动的盂肱韧带支承元件，其包括布置在盂肱韧带支承元件相反侧上的关节窝支承表面和肱骨支承表面。关节窝支承表面在植入状态下接触关节窝铰接表面。可供选择地或者额外地，肱骨支承表面在植入状态下接触肱骨铰接表面。关节窝支承表面和肱骨支承表面中的至少一个是凹形的。
这种设计具有活动支承装置的优点，该活动支承装置起着在位置上位 于之间的插入垫块或间隔件的作用，同时非常紧凑并且具有有利的运动性能。这些支承表面中的至少一个的凹形形状使得在靠近假体的中心处发生铰接，从而产生了铰接运动，其非常类似于非人造的铰接运动。此外，可以实现减小施加在假体的各个元件和肱骨和/或肩胛骨的邻近部分上的应力和应变。
本申请上下文中的“活动或可活动”应该理解为没有安装到任何骨头或者任何其它假体元件上。在此，盂肱韧带支承元件仅与关节窝元件和/或肱骨元件相接合接触，并且不设置有这样的骨头连接装置，其把盂肱韧带支承元件紧固到所述一个或者两个元件上。因此，作为对这些元件的相对移动和/或相对旋转的反应，盂肱韧带支承元件被允许移动(仅受到相互作用表面的形状的限制)。盂肱韧带支承元件因此可以自动地呈现最佳的位置，该最佳的位置减小了作用在相关功能元件之间的接触应力。
关节窝铰接表面是凸形的。因此，与将铰接中心移向肱骨头部的非人造骨骼相比，关节窝元件的关节窝铰接表面是反转的或倒置的。
在肩假体的另一个实施例中，关节窝和肱骨支承表面具有不同的曲率和/或尺寸大小，从而获得理想的假体接合运动性。尤其地，关节窝支承表面小于关节窝铰接表面，和/或肱骨支承表面小于肱骨铰接表面。但是，在一个实施例中，所述表面的曲率和/或尺寸大小可以是类似或者相等。因此下面这些是可能的，即如需要的那样选择所述参数，从而实现理想的接合运动性。
根据本发明肩假体的另一个实施例，盂肱韧带支承元件包括位于关节窝支承表面和/或肱骨支承表面中的中央凹槽。可供选择地，可以设置从关节窝支承表面延伸到肱骨支承表面的中央开口。换句话说，盂肱韧带支承元件在支承元件的中心处或者在其附近可以设置有凹槽和/或孔，从而在没有减少其功能的情况下减小了支承元件的重量。
肩假体包括关节窝元件和肱骨元件，其中盂肱韧带支承元件在植入状态下设置在关节窝元件和肱骨元件之间。因此，关节窝元件和肱骨元件不是直接接触，以及盂肱韧带支承元件在各个元件的假体铰接表面之间起着介于之间的插入垫片的作用。关节窝铰接表面和肱骨铰接表面是凸形的，从而使假体的运动中心聚中在盂肱韧带支承元件上。在这种实施例中，盂肱韧带支承元件的两个支承表面是凹形的，以使得(非人造的或者假体的) 铰接表面的空间分离在假体的植入状态下相当小。这个原理尤其合适这样的情况，即表示需要全肩关节成形术治疗的情况。
在肩假体的另一个实施例中，关节窝元件包括关节窝骨头接口，其被设置成连接到病人的肩胛骨上；和/或肱骨元件包括肱骨骨头接口，其被设置成连接到病人的肱骨上，其中各自植入元件的关节窝骨头接口或者肱骨骨头接口是凹形的。尤其地，各自植入元件的关节窝骨头接口和肱骨骨头接口都是凹形的。使关节窝骨头接口和/或肱骨骨头接口提供有凹形设计，会减小了作用在骨头接口和骨头之间的张紧应力，尤其在施加偏心负载时更是如此。凹形的几何形状使负载朝向中心进行重新对准，因此减小了张紧应力的产生，而这些张紧应力尤其对各自假体元件边缘处的固定可靠性有害。换句话说，借助为所述元件提供凹形骨头接口，可改善了作用在软骨下骨头上的负荷分布，其中该软骨下骨头位于假体元件下方。此外，减小了与植入具有凹形关节窝骨头接口和/或凹形肱骨骨头接口的肩假体有关的外科手术影响，因为不得不被切除的骨头材料变得较少。而且，由于骨头材料被保留，如果需要的话以及在各自假体元件不得不被替换的情况下，适于容纳这种凹形骨头接口的凸形骨头表面可借助于切除，从而能够相对容易地被转变成平坦的或者凹形表面。应该注意的是，在不设置有可移动支承元件的肩假体、和/或设置有支承元件而没有至少一个凹形支承表面的肩假体中，原则上可以实现与凹形骨头接口有关的有益效果。
关节窝骨头接口可以设置在关节窝基部元件上，该基部元件通过第一接合装置与承载有关节窝铰接表面的、关节窝元件的铰接元件相接合；和/或肱骨骨头接口可以设置在肱骨基部元件上，该基部元件通过第二接合装置而与承载有肱骨铰接表面的、假体肱骨元件的铰接元件相接合。所述第一和/或第二接合装置可以包括至少一个螺栓、锥形装置和/或卡扣装置。换句话说，关节窝元件和/或肱骨元件可以包括提供不同功能的至少两个分设元件。例如，首先相应的基部元件固定到骨头上，以及在确定基部元件可靠地固定到骨头上之后，铰接元件连接到基部元件上。这种方法有利于植入肩假体。
根据肩假体的实施例，盂肱韧带支承元件由陶瓷和/或聚乙烯制成。关节窝元件(如果可适用的是关节窝铰接元件)和/或关节窝基部元件和/或肱骨元件(如果可适用的是肱骨铰接元件)和/或肱骨基部元件，都可以由 金属、金属合金、陶瓷和/或聚乙烯形成。
为了能够模仿肩关节的非人造铰接，为了和/或给病人提供适配于其具体需要的肩假体，必须相应地调整铰接表面和支承表面的各自曲率。但是，并不是强制各个铰接表面具有相同的曲率，或者各个支承表面具有相同的曲率。以下也不是强制的，即支承表面设置有与相应的铰接表面相同的曲率。尤其地，关节窝铰接表面的曲率和肱骨铰接表面的曲率可以相互不同的，并且可以不同于相应支承表面的曲率。更加具体地说，凹形表面的曲率可以小于由凹形表面所接触的相应凸形表面的曲率。
除了相互配合表面的曲率之外，肩关节元件的厚度和直径也在确定肩假体的运动中起重要作用。因此，也可以自由地选择这些参数，从而获得理想的运动。
影响肩假体运动性能的另一个重要方面是在铰接运动期间肩假体的各个元件之间的摩擦。在本发明肩假体的实施例中，关节窝铰接表面、肱骨铰接表面、关节窝支承表面和肱骨支承表面被如此地设计，和/或各个元件的材料如此地选择，以致关节窝铰接表面和关节窝支承表面之间的第一摩擦系数是与肱骨铰接表面和肱骨支承表面之间的第二摩擦系数大体相等。但是，可以想到不同的摩擦系数可产生特定的运动情况，从而满足特定病人的个体化需要。不同的摩擦系数可以把运动和/或相关的负荷集中在肩假体的肱骨侧或者关节窝侧。
此外，本发明提出一种肩假体的假体关节窝元件，其减少了作用在所述假体关节窝元件和其固定到其上的骨头之间的张紧负荷。
所述假体关节窝元件包括关节窝铰接表面，其适合通过盂肱韧带支承元件而直接地或者间接地与非人造肱骨铰接表面或假体肱骨铰接表面相协作配合。所述假体关节窝元件还包括关节窝骨头接口，该接口被设置成连接到病人的肩胛骨上，其中关节窝骨头接口是凹形的。与凹形骨头接口有关的优点已在上面结合本发明的肩假体进行了详细描述。这些考虑同样适用于本发明的假体关节窝元件。
根据假体关节窝元件的实施例，关节窝铰接表面是凸形的。
此外，本发明提出了一种盂肱韧带支承元件，其适合被用在上述实施例中任一的肩假体中。
在盂肱韧带支承元件的实施例中，盂肱韧带支承元件包括布置在盂肱 韧带支承元件相反侧部上的关节窝支承表面和肱骨支承表面。关节窝支承表面和肱骨支承表面中的一个是凹形的，而关节窝支承表面和肱骨支承表面中的另一个是平坦形状、凸形或者凹形中的一种。
本发明提出了一种植入肩假体的的方法，该方法包括下面这些步骤：提供具有关节窝铰接表面的假体关节窝元件，和/或提供具有肱骨铰接表面的假体肱骨元件；切除病人肩胛骨的关节窝部分；及把关节窝元件连接到切除后的关节窝部分上，和/或切除病人肱骨的近端；及把肱骨元件连接到切除后的近端部分上；及插入具有关节窝支承表面和肱骨支承表面的盂肱韧带支承元件；其中关节窝支承表面在植入状态下接触关节窝铰接表面；和/或肱骨支承表面在植入状态下接触肱骨铰接表面。关节窝支承表面和肱骨支承表面中的至少一个是凹形。
根据该方法的实施例，切除病人肩胛骨关节窝部分的步骤包括制备凸形骨头部分的步骤，其中该凸形骨头部分适合与关节窝元件相应成形的(尤其是凹形的)骨头接口相配合。
在本方法的另一个实施例中，提供关节窝元件的步骤包括提供具有凸形关节窝铰接表面的关节窝元件。
在本方法的又一个实施例中，把关节窝元件连接到切除后的关节窝部分上的步骤包括把关节窝元件放置到凸形骨头部分上，并且使用螺钉、骨头胶合剂和压配合装置中的至少一个把它固定到肩胛骨上。
用于植入肩假体的另一个方法包括这些步骤：提供具有关节窝铰接表面和关节窝骨头接口的假体关节窝元件，该接口被设置成连接到病人的肩胛骨上，切除病人肩胛骨的关节窝部分，从而形成凸形骨头部分，该凸形骨头部分适合与相应成形的(尤其凹形的)关节窝骨头接口相配合，以及把关节窝元件固定到切除后的关节窝部分上。
根据独立权利要求的范围和在这里所实现的各个特征，在上面描述的肩假体、假体关节窝元件、盂肱韧带支承元件和植入肩假体的方法的不同实施例中当然可以相互结合。
本发明的其它实施例也记载在从属权利要求、说明书和附图中。
在下文所提供的详细描述使得本发明其它应用区域变得显而易见。应该知道的，详细描述和具体例子只是用来解释目的，而不是以任何方式来用来限制本发明范围。这些附图以示意图被简化了。省去了理解本发明所 不需要的细节。
附图说明
详细描述和附图使本发明得到更加详细的解释，并且本发明变得完全理解。在附图中：
图1和2以不同的透视图示出了本发明肩假体的实施例；
图3示意性地示出了本发明肩假体的类似实施例；
图4和5示意性地示出了本发明假体关节窝元件的实施例；
图6示出了具有基部元件和铰接元件的假体关节窝元件的实施例；
图7a到7c示出了由不同的骨头接口几何形状所产生的不同负荷分布；
图8a和8b以不同的视图示出了本发明假体关节窝元件的又一个实施例；
图9示出了其被切除以容纳图9a和图9b的关节窝元件的肩胛骨；
图10示出了连接到切除后的肩胛骨上的、图9a和9b的关节窝元件；
图11a和11b示出了本发明假体关节窝元件的另一个实施例；
图12－14示出了本发明盂肱韧带支承元件的不同实施例；
图15示出了本发明假体关节窝元件的实施例；及
图16示出了本发明盂肱韧带支承元件的又一实施例。
具体实施方式
图1示出了肩假体10，其包括：关节窝元件12，该关节窝元件12在植入状态下连接到病人的肩胛骨上；和肱骨元件14，其在植入状态下连接到病人肱骨的肱骨头上。与自然骨骼或非人造骨骼相反，关节窝元件12包括凸形关节窝铰接表面16。肱骨元件14设置有肱骨铰接表面18。
在植入状态下，关节窝铰接表面16、肱骨铰接表面18没有相互直接接触，而是通过盂肱韧带支承元件20来分开。因此，盂肱韧带支承元件20起着设置在关节窝元件12、肱骨元件14之间的间隔块或垫片的作用。盂肱韧带支承元件20包括关节窝支承表面22，该关节窝支承表面22在肩假体10的植入状态下与关节窝铰接表面16相接触。在相反侧上，盂肱韧带支承元件20设置有肱骨支承表面24，该肱骨支承表面24在肩假体10的植入状态下与肱骨铰接表面18相接触。
盂肱韧带支承元件20没有连接到关节窝元件12、肱骨元件14上。因此它相对于关节窝铰接表面16、肱骨铰接表面18可以自由移动。盂肱韧带支承元件20相对于关节窝元件12、肱骨元件14的运动本质上是借助关节窝铰接表面16、肱骨铰接表面18、关节窝支承表面22、肱骨支承表面24的几何形状和性能以及在肩的接合或接合期间施加到假体上的负载来控制。换句话说，盂肱韧带支承元件20是分设的、可活动的元件，并且肩假体10可以被描述为可活动的支承肩装置，其尤其适合用于这样病人的全肩关节成形术，即该病人具有完全的并且发挥功能的肩袖肌肉组织。但是，应该知道的是，本发明肩假体的原理也可以应用到这样的假体中，即该假体用在病人肩关节成形术中，其中在该成形术中，非人造的肱骨头部得到保护或保存。
图2以透视图示出了肩假体10，从而示出了盂肱韧带支承元件20的透镜形设计。在这个例子中，盂肱韧带支承元件20具有凹形－凹形透镜的形状。但是，应该理解的是，凸形－凹形或者凹形－凸形设计也是可以想到的。
图3示意性地示出了肩假体10'，其功能与肩假体10的相类似。肩假体10'的肱骨元件14固定到肱骨26的近端上，至少部分地取代其头部。肱骨26的非人造接合面因此被肱骨元件14的假体接合面18所取代。
从图3中可以看到，盂肱韧带支承元件20的两个支承表面关节窝支承表面22、肱骨支承表面24是凹形的，以及没有连接装置被设置成把盂肱韧带支承元件20紧固或者固定到关节窝元件12、肱骨元件14中的一个或者这两个上。在肩的铰接期间，盂肱韧带支承元件20相对于关节窝元件12、肱骨元件14的活动受限制于关节窝铰接表面16、肱骨铰接表面18、关节窝支承表面22、肱骨支承表面24的几何形状、所施加的负载、一方面在关节窝铰接表面16和关节窝支承表面22之间的摩擦、以及另一方面在肱骨铰接表面18和肱骨支承表面24之间的摩擦。由于关节窝支承表面22、肱骨支承表面24是凹形设计，因此肩假体10'的活动、及类似地肩假体10的活动，都集中靠近于盂肱韧带支承元件10的中心。相反，如果关节窝支承表面22、肱骨支承表面24两个都是凸形，那么肩关节元件12相对于肩关节元件20的运动和肱骨元件14相对于盂肱韧带支承元件20的运动在空间上会是分开的，从而实质上导致整体上非自然的铰接运动。因此，肩假体 10'结合了可活动的支承系统的优点和紧凑设计，而且没有损害非人造的铰接。
换句话说，本发明的活动支承系统包括盂肱韧带支承元件20，该盂肱韧带支承元件20是紧凑的，在绝大多数情况下小于关节窝元件12、肱骨元件14，并且其是自由的以在关节窝元件12、肱骨元件14之间进行铰接和运动。关节窝铰接表面16、肱骨铰接表面18、关节窝支承表面22、肱骨支承表面24的几何形状和在接合期间所施加的负载产生了这样的力，其自动地把盂肱韧带支承元件20移动到最佳位置上，这导致接触应力得以减小。
而且，关节窝支承表面22、肱骨支承表面24的凹形设计，使得活动支承假体在关节窝元件12、肱骨元件14之间具有最小的距离，这又减小了植入本发明肩假体的手术影响。
图4以侧视图示出了假体10'的关节窝元件12。关节窝元件12通过锥形栓28可以连接到病人的肩胛骨上。原则上，在选择合适的方法来把关节窝元件12固定到肩胛骨上时，把假体连接到骨头上的所有已知原则都可以考虑。这同样适用于把肱骨元件14固定到肱骨26上的装置和方法。
图5示意性地从骨头接口侧示出了关节窝元件12、从而示出了关节窝元件12的骨头接口表面29的几何形状。它不是平坦的而是具有凹形形状，其中栓28从其进行延伸。
如图6所示那样，不是把关节窝元件12直接固定到肩胛骨上，而是设想到使关节窝元件12'设置有基部元件30，该基部元件30包括凹形骨头接口表面29'。基部元件30容纳铰接元件32，该铰接元件包括关节窝铰接表面16。关节窝元件12'因此包括具有不同功能的两个独立的基部元件30、铰接元件32。关节窝元件12'的基部元件30和铰接元件32各自包括凸形和凹形接触表面34a、34b，这些接触表面在关节窝元件12'装配好的状态下处于接触中。
例如，在植入关节窝元件12'期间，第一基部元件30连接到骨头上。然后，在下面步骤中把铰接元件32连接到基部元件30上。因此，基部元件30用作锚定件，其允许把铰接元件32固定到骨头上。应该知道的是，肱骨元件14可以设计成类似的。
图7a到7c示出了骨头接口表面在以所产生的形状进行接合期间、在应力和应变区域内的几何形状的效果。在所有示出的情况下，作用在假体 元件(或连接到骨头b上的植入物a1,a2,a3)上的负载用箭头L来表示。在骨头b中所产生的合成应力用小箭头l来表示。
在图8a中，植入物a1的骨头接口表面i1和容纳着骨头接口表面i1的、骨头b的切除骨头表面i2基本上是平坦的。该几何形状导致尤其在用圆圈表示的区域内的张力。
在图8b中，植入物a2设置有与凹形切除骨头表面i2相配合的凸形骨头接口表面i1。负载L在植入物a1的上端产生了挤压反作用力。在下部上，产生了附生性张力，例如用圆圈来表示。
在图8c中，植入物a3具有与凸形切除骨头表面i2相配合的凹形骨头接口表面i1。这种几何形状使负载L重新对准植入物a3的中心区域，因此大大地减小了如下的这些张力的产生，即这些张力尤其对于把植入物固定到骨头上是有害的。
图8a和8b示出了具有凹形骨头接口表面29的关节窝元件的另一个实施例12”。可以看到的是，关节窝元件12”比关节窝元件12、12'更加大而重，并且其铰接表面16的曲率更大。
图9示出了被制备来容纳关节窝元件12”的病人肩胛骨36的一部分。适当切除的骨头表面35是凸形的。如果需要的话，那么该制备过程只包括轻微的骨切除，这保存了足够的非人造骨头材料，以进行肩假体的后面修正。
图10示出了固定到肩胛骨36上的关节窝元件12”。应该知道的是，关节窝元件12”的固定可以使用超过一个固定栓，或者使用其它包括栓28在内或除了栓28之外的合适固定装置。骨头粘合剂可以被用来帮助把关节窝元件12”固定到肩胛骨36上。
图11a示出了设置有相对较大的固定栓28的关节窝元件12”'的另一个实施例，其被最佳化成从骨头接口表面29进行压配合地延伸。可以看到的是，骨头接口表面29的曲率半径r1小于关节窝铰接表面16的曲率半径r2。半径r2的中心向着关节窝元件12”'移动以补偿这样的事实，即表面骨头接口29、关节窝铰接表面16被隔开。
图11b示出了关节窝元件12”'的后视图，从而揭示了除了布置在中央的栓28之外，如果需要的话那么它还设置有螺纹孔38，这些孔可以被用来改善关节窝元件12”'与骨头之间的固定。当然，可以只提供一个螺纹孔38， 或者可以提供多于两个螺纹孔38。
图12示出了本发明盂肱韧带支承元件的、成透镜形状的实施例20'。关节窝支承表面22和肱骨支承表面24各自由特定曲率进行限定，其中考虑到相应的关节窝铰接表面16、肩胛铰接表面18的曲率而合适地选择该特定曲率。更加具体地说，关节窝支承表面22具有曲率半径r3，而肱骨支承表面24具有曲率半径r4。曲率半径r3、r4可以被选择为所需要的那样，例如r3＝r4,r3>r4，r3＜r4。为了获得理想运动而可以自由选择的其它参数，尤其是盂肱韧带支承元件20'的直径d或者它的最小厚度t1和/或它的最大厚度t2。
图13和14各自示出了本发明盂肱韧带支承元件的另一个实施例20”、20”'。在图13中示出的盂肱韧带支承元件20”在表面22、24的中心处设置有凹槽40，因此各自与关节窝铰接表面16、肩胛铰接表面18相接触集中或聚焦在环绕凹槽40的环形区域中。
如在图14中所看到的那样，在肩关节支撑元件20”'的中心区域内可以设置孔42，而不使用凹槽40，从而甚至节省了更多的材料并且减小了它的重量。比喻地说，盂肱韧带支承元件20”'成形为环形，即类似于油炸圈饼。当与合适的关节窝和肱骨元件相结合时，在盂肱韧带支承元件20”、20”'的中心区域中除去材料不会损害肩假体的活动。
图15公开了本发明关节窝元件的另一个实施例12””。关节窝元件12””具有曲率半径为r5的凹形骨头接口表面29和曲率半径为r6的凹形关节窝铰接表面16'。半径r5、r6可以相等或者不同。
例如，如图15所示的关节窝元件12””可以与肱骨元件14结合使用，如例如在图1－3所示那样。合适的盂肱韧带支承元件20””示出在图16中。它具有凸形的关节窝支承表面22'和凹形肱骨支承表面24'。因此，与盂肱韧带支承元件20、20'、20”、20”'的透镜型形状相比，盂肱韧带支承元件20””具有更加类似豆形的外形。
应该理解的是，盂肱韧带支承元件20””也可以用在这样的肩假体中，其具有凸形关节窝铰接表面和凹形肱骨铰接表面。
附图标记表：
10,10'  肩假体
12,12',12”,12”',12””   关节窝元件
14    肱骨元件
16,16'   关节窝铰接表面
18    肱骨铰接表面
20,20',20”,20”',20””   盂肱韧带(glenohumeral)支承元件
22,22'   关节窝支承表面
24,24'   肱骨支承表面
26    肱骨
28    栓
29,29'   骨头接口表面
30    基部元件
32    铰接元件
34a,34b  接触表面
35    切除后的骨头表面
36    肩胛骨
38    螺纹孔
40    凹槽
42    孔
r1,r2,r3,r4,r5,r6    曲率半径
a1,a2,a3    植入物
L,l   负载
B  骨头
i1    骨头接口表面
i2    切除后的骨头表面
t1,t2    厚度
d  直径