CN101951859B - 轴承件上具有曲率部的人工膝关节 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可以替代膝关节的轴承件上具有曲率部的人工膝关节，包括结合在大腿骨的胫骨侧尾端的大腿骨结合件与结合在胫骨的大腿骨侧尾端的胫骨结合件，俯视观察位于所述大腿骨结合件与胫骨结合件之间的轴承件时，上部面的沟部(Groove)的前侧与后侧具有不同的曲率，从而可以按照近似于实际膝盖运动的方式运动。侧视观察所述轴承时其前方曲率与后方曲率不同，前方较高而曲率较小以防止前方脱臼，后方较低而曲率较大以使后侧具有更大的自然弯曲作用(Flection)。因此，本发明的轴承件上具有曲率部的人工膝关节包括结合在大腿骨的胫骨侧尾端的大腿骨结合件、结合在胫骨的大腿骨侧尾端的胫骨结合件及位于所述大腿骨结合件与胫骨结合件之间的轴承件，所述轴承件为了使膝关节更加近似于实际膝盖运动而在上部面具备了包含俯视前方曲率部及俯视后方曲率部的沟部。

Description

轴承件上具有曲率部的人工膝关节

技术领域

本发明涉及一种可以替代膝关节的人工膝关节，包括结合在大腿骨的胫骨侧尾端的大腿骨结合件与结合在胫骨的大腿骨侧尾端的胫骨结合件，俯视观察位于所述大腿骨结合件与胫骨结合件之间的轴承件时，上部面的沟部(Groove)的前侧与后侧具有不同的曲率，从而可以按照近似于实际膝盖运动的方式运动。侧视观察所述轴承时其前方曲率与后方曲率不同，前方较高而曲率较小以防止前方脱臼，后方较低而曲率较大以使后方具有更大的自然弯曲作用(Flection)。

背景技术

在构成身体的众多关节中，膝关节是连接胫骨与大腿骨的关节部位，越来越多的患者由于膝关节磨耗、骨组织老化及事故而处于无法恢复的状态。位于大腿骨下端与胫骨上端及膝盖骨的后面之间的膝关节可以使腿在膝盖部位朝后弯曲。

膝盖骨的背面由4mm到6mm厚度的软骨覆盖，在膝盖的弯曲伸展过程中，可以在大腿骨尾端部前方的关节面上下移动(髌-大腿关节)而提高股四头肌驱使膝盖伸展的力量。在平地上走路时施加到髌-大腿关节上的压力等于体重的一半，爬楼梯时则等于体重的3倍，蹲坐后起来时则等于体重的8倍。关节囊从大腿骨下端的边缘开始并且附着在胫骨上端的边缘。此外，包括内侧及外侧的侧韧带、关节囊里的膝盖十字韧带在内的众多坚韧的韧带不仅增强了骨结合并且限制了运动方向与范围。

在膝关节的关节半月软骨损伤的症状方面，作为软骨组织的关节半月软骨位于构成膝关节的大腿骨与胫骨之间，关节半月软骨位于关节软骨之间，可以缓和冲击、为关节软骨供应营养、提高关节的稳定性，有助于膝关节的运动，还能传达体重负荷。

一般的关节半月软骨由内侧半月板与外侧半月板构成，欧洲与美国人的内侧半月板大于外侧而移动性较低，因此容易损伤并造成较严重的内侧半月板损伤，但韩国人却以外侧损伤较多。

半月软骨的损伤是比较常见的膝关节损伤之一，通常在运动竞技或登山或日常生活中受伤时发生。在膝盖弯曲的状态下施加旋转运动时，亦即膝关节受到扭曲力时容易发生该损伤，受到巨大的外力时还能同时出现十字韧带、侧韧带及胫骨骨折等损伤。

所述膝盖骨病症的大部分症状没有特殊外伤，其原因是髌-大腿关节的结构性功能异常。腿不正常地朝外弯曲或脚的外转过分时，髌-大腿关节将不断地承受过负荷而发生关节软骨的软化症，长时间不使用膝关节时也会因为股四头肌弱化及收缩而发生。髌-大腿关节发生结构性异常时，可以戴上稳定膝盖骨的辅助器材，损伤严重时还可以进行人工膝关节植入手术。

近来，针对关节部位严重损伤而无法恢复的患者比较频繁地进行植入手术，所述人工关节的关节运动部位使用金属或陶瓷或聚乙烯等材料，这些材料的机械特性优异、摩擦系数小、生物相容性较高。一般来说，人工膝关节包括大腿骨部分与胫骨部分、位于大腿骨部分与胫骨部分之间而相当于软骨的轴承部分。此时，大腿骨部分及胫骨部分主要使用金属合金，软骨部分则使用聚乙烯等材料制作。胫骨部分则利用插入胫骨的膝关节侧尾端的插入部加以固定。插入部则由胫骨的骨髓加以固定附着。然而膝关节反复受到荷重时，所述人工膝关节的结构性缺陷将使其无法发挥出充分的效果，持续施加的荷重迫使所述大腿骨部分与胫骨部分损伤，尤其是造成轴承部分破损而发生较大的问题。

所述轴承件的上部面形成了沟部(Groove)，该部位和所述大腿骨结合件接触并且引起摩擦，通过所述大腿骨件的接触滚动(Rolling)而允许膝盖的弯曲运动。然而实际上在所述膝盖的弯曲运动方面，人体的膝盖朝后弯曲时胫骨侧会稍微朝人体的内侧内转。所述膝盖伸展时却会稍微朝前弯曲，朝前弯曲时所述胫骨部位却会稍微朝外侧外转。如前所述，人体的实际膝关节在弯曲时本来就会有内转及外转的趋势，但现有人工膝关节却无法实现所述的膝盖运动。

图1与图2到图3例示了现有人工膝关节，图1是膝盖上植入了人工膝关节后的整体正视图，图2是CR型现有人工膝关节的轴承件俯视图，图3是PS型现有人工膝关节的轴承件俯视图。此时，CR型指的是在没有清除后十字韧带的状态下植入人工膝关节的人工膝关节类型，PS型指的是在清除了后十字韧带的状态下以轴承件的突柱替代所述后方十字韧带的人工膝关节类型。俯视观察所述现有人工膝关节的轴承件的上部沟部(Groove)时形成了纵向直线沟部。这样一来，位于其上部的大腿骨结合件在接触后滚动时只能沿着前后方直线进行弯曲运动。为了更加自然地进行膝盖弯曲运动，人工膝关节需要具备可以实现所述胫骨的内转与外转运动的所述轴承件。

如果侧视观察所述轴承件时前侧曲率与后侧曲率相同，则和其上部接触后滚动的大腿骨结合件朝前弯曲时可能会发生前方脱臼，朝后弯曲时则无法发挥出自然弯曲作用(Flection)。因此，为了防止前方脱臼并且发挥出自然弯曲作用，所述轴承件的侧视沟部(Groove)的曲率需要调解为不同的值。

发明内容

为了解决所述现有技术的问题，本发明的目的是提供一种轴承件上具有曲率部的人工膝关节，包括结合在大腿骨的胫骨侧尾端的大腿骨结合件、结合在胫骨的大腿骨侧尾端的胫骨结合件及位于所述大腿骨结合件与胫骨结合件之间的轴承件，俯视观察位于所述大腿骨结合件与胫骨结合件之间的轴承件时，上部面的沟部(Groove)的前侧与后侧具有不同的曲率，从而可以按照近似于实际膝盖运动的方式运动。

本发明的另一个目的是提供一种轴承件上具有曲率部的人工膝关节，俯视观察所述轴承件的沟部(Groove)的上部面时，为了更近似于实际的膝盖弯曲运动，前侧具有可以使胫骨部位在所述膝盖稍微朝前弯曲时扭曲一定角度的曲率，后侧则可以使胫骨部位在所述膝盖朝后弯曲时扭曲一定角度。

本发明的另一个目的是提供一种轴承件上具有曲率部的人工膝关节，所述轴承件的沟部(Groove)的前侧曲率与后侧曲率相比具有半径更小的曲率而得以扭曲更大的角度，所述沟部的后侧曲率则具有半径更小的曲率以扭曲更小的角度。

本发明的另一个目的是提供一种轴承件上具有曲率部的人工膝关节，侧视观察所述轴承件时其前侧曲率与后侧曲率不同，从而得以防止前方脱臼并且实现自然弯曲运动(Flection)。

本发明的另一个目的是提供一种轴承件上具有曲率部的人工膝关节，侧视及剖视观察所述轴承件时，前方突出部较高而曲率较小，在膝盖旋转运动中胫骨部位稍微朝前弯曲时可以防止大腿骨结合件在所述人工膝关节里朝前方脱臼的现象；后方突出部较低而曲率较大，在膝盖旋转运动中胫骨部位稍微朝后移动时可以提升弯曲运动(Flection)以实现自然旋转运动。

本发明的另一个目的是提供一种轴承件上具有曲率部的人工膝关节，使所述轴承件的后方突出部的高度较低，从而得以防止所述轴承件的后方突出部较高时出现的下列问题，在膝盖进行着以较大的角度朝内侧运动的回滚(rollback)等动作时，由于没有形成结合于所述大腿骨上的大腿骨结合件的大腿骨部位将接触到所述后方突出部而损伤。

具备了下列结构的本发明实施例可以实现所述目的。

在本发明的一较佳实施例中，本发明人工膝关节包括结合在大腿骨尾端的大腿骨结合件、结合在胫骨尾端的胫骨结合件及位于所述大腿骨结合件与胫骨结合件之间的轴承件，所述轴承件的上部面包括形成了俯视曲率部的沟部，可以使膝关节的运动近似于实际膝盖运动。

在本发明的另一个较佳实施例中，本发明人工膝关节的所述俯视曲率部包括作为膝盖朝后弯曲时的接触部位的俯视后方曲率部与作为膝盖朝前伸展时的接触部位的俯视前方曲率部。

在本发明的另一个实施例中，本发明人工膝关节的所述俯视前方曲率部的曲率半径小于所述俯视后方曲率部的曲率半径。

在本发明的另一个实施例中，本发明人工膝关节的所述轴承件包括侧视曲率部，该侧视曲率部的侧视前方曲率部与侧视后方曲率部为了实现膝关节的自然运动而具有不同的曲率半径。

在本发明的另一个实施例中，本发明人工膝关节的所述侧视前方曲率部的曲率半径小于所述侧视后方曲率部的曲率半径。

在本发明的另一个实施例中，本发明人工膝关节的所述轴承件另外包括前方突出部与后方突出部。

在本发明的另一个实施例中，本发明人工膝关节的所述前方突出部的高度高于所述后方突出部的高度，当膝盖弯曲时可以让膝盖的弯曲运动更加自然并且防止大腿骨结合件的前方脱臼现象。

在本发明的另一个实施例中，本发明人工膝关节为了使膝关节的运动近似于实际膝盖运动而在上部面上包括形成了俯视曲率部的沟部。

在本发明的另一个实施例中，本发明人工膝关节的所述俯视曲率部包括作为膝盖朝后弯曲的接触部位的俯视后方曲率部与作为膝盖朝前伸展时的接触部位的俯视前方曲率部，所述俯视前方曲率部的曲率半径小于所述俯视后方曲率部的曲率半径。

在本发明的另一个实施例中，本发明人工膝关节的所述轴承件另外包括前方突出部与后方突出部，所述前方突出部的高度高于所述后方突出部的高度，当膝盖弯曲时可以让膝盖的弯曲运动更加自然并且防止大腿骨结合件的前方脱臼现象。

如前所述，本发明通过所述解决课题的技术方案、下述结构及结合与动作关系而获得下列效果。

本发明人工膝关节包括结合在大腿骨的胫骨侧尾端的大腿骨结合件、结合在胫骨的大腿骨侧尾端的胫骨结合件及位于所述大腿骨结合件与胫骨结合件之间的轴承件，俯视观察位于所述大腿骨结合件与胫骨结合件之间的轴承件时，上部面的沟部(Groove)的前侧与后侧具有不同的曲率，从而可以设计成使其运动近似于实际膝盖运动。

侧视观察本发明的所述轴承件的上部面时，沟部(Groove)为了更近似于实际的膝盖弯曲运动而在前侧具有可以使胫骨部位在所述膝盖稍微朝前弯曲时扭曲一定角度的曲率，后侧则可以使胫骨部位在所述膝盖朝后弯曲时扭曲一定角度。

有鉴于人体的实际膝盖朝后弯曲时胫骨部位会稍微朝人体的内侧内转，膝盖伸展时所述胫骨部位却会朝人体的外侧外转，本发明为了得到更近似于实际膝关节的关节运动，所述轴承件的沟部(Groove)的前侧曲率与后侧曲率相比具有半径更小的曲率而得以扭曲更大的角度，所述沟部的后侧曲率则具有半径更小的曲率以扭曲更小的角度。

本发明的所述轴承件在侧视观察时，其前侧曲率与后侧曲率不同，从而得以防止前方脱臼并且实现自然弯曲运动(Flection)。

侧视及剖视观察本发明的所述轴承件时，前方突出部较高而曲率较小，在膝盖旋转运动中胫骨部位稍微朝前弯曲时可以防止大腿骨结合件在所述人工膝关节里朝前方脱臼的现象；后方突出部较低而曲率较大，在膝盖旋转运动中胫骨部位稍微朝后移动时可以提升弯曲运动(Flection)以实现自然旋转运动。

使本发明的所述轴承件的后方突出部的高度较低，从而得以防止所述轴承件的后方突出部较高时出现的下列问题，在膝盖进行着以较大的角度朝内侧运动的回滚(rollback)等动作时，由于没有形成结合于所述大腿骨上的大腿骨结合件的大腿骨部位将接触到所述后方突出部而损伤。

附图说明

图1是现有人工膝关节图；

图2是现有人工膝关节中CR型轴承件的沟部图；

图3是现有人工膝关节中PS型轴承件的沟部图；

图4是本发明的CR型轴承件中具有曲率的沟部图；

图5是本发明的PS型轴承件中具有曲率的沟部图；

图6是本发明人工膝关节在膝盖弯曲时的状态图；

图7是本发明的轴承件的俯视后方曲率部图；

图8是本发明人工膝关节在膝盖伸展时的状态图；

图9是本发明的轴承件的俯视前方曲率部图；

图10是本发明的轴承件的侧视曲率部图；

图11是本发明的轴承件的侧视前方突出部图；

图12是本发明的轴承件的侧视后方突出部图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明轴承件上具有曲率部的人工膝关节装置的结构及较佳实施例做详细说明。

图1是现有人工膝关节图，图2是现有人工膝关节中CR型轴承件的沟部图，图3是现有人工膝关节中PS型轴承件的沟部图，图4是本发明的CR型轴承件中具有曲率的沟部图，图5是本发明的PS型轴承件中具有曲率的沟部图，图6是本发明人工膝关节在膝盖弯曲时的状态图，图7是本发明的轴承件的俯视后方曲率部图，图8是本发明人工膝关节在膝盖伸展时的状态图，图9是本发明的轴承件的俯视前方曲率部图，图10是本发明的轴承件的侧视曲率部图，图11是本发明的轴承件的侧视前方突出部图，图12是本发明的轴承件的侧视后方突出部图。

首先，结合图1、图2及图3说明植入了现有人工膝关节的状态及轴承件50的沟部51。使用现有人工膝关节时，如图1所示把大腿骨1与胫骨3的接触部位的一部分切削后再把大腿骨结合件20及胫骨结合件30加以结合，轴承件50则位于大腿骨结合件20与胫骨结合件30之间以实现旋转及前后运动。轴承件50则沿着接触其上部面后进行旋转滚动运动的大腿骨结合件20形成了沟部(Groove)51。俯视观察轴承件50的沟部51的形态时，如图2与图3所示由俯视平面上平行的直线方向X构成。由上述直线X构成时，上部的大腿骨结合件20进行旋转滚动运动时只能单纯地沿着直线方向运动。图2是植入人工膝关节时在保存后方十字韧带的状态下进行手术的CR型轴承件，图3是在清除了后方十字韧带的状态下进行手术的PS型轴承件。如果是图3所示的PS型，轴承件50将包含突柱57，突柱57可以替代被清除的所述后方十字韧带的功能。实际膝盖在弯曲或伸展时可以朝左侧或右侧进行内转运动或外转运动，但不管是所述CR型或PS型，由于现有轴承件50的沟部51形态而无法实现实际的膝盖运动。本发明则提供了可以实现实际膝盖运动的改良型轴承件500。

在说明本发明人工膝关节的轴承件500之前，先结合图4与图5对植入本发明人工膝关节时的各构成要素进行说明。如图6与图8所示，本发明人工膝关节包括结合在大腿骨1的下部的大腿骨结合件100、结合在胫骨3的上部的胫骨结合件300及位于大腿骨结合件100及胫骨结合件300之间并且发挥出软骨功能的轴承件500。大腿骨结合件100接触轴承件500后发生摩擦，轴承件500则由于大腿骨结合件100的上部所传达的荷重而受到应力。大腿骨结合件100与轴承件500接触，脚由于韧带的作用而运动时，胫骨3可以前后移动，也可以左右移动。因此，膝关节在运动时，大腿骨结合件100与轴承件500的接触部位为了适当地分散应力而需要根据曲率维持各式各样的接触型态。

由生物相容性材料制成的大腿骨结合件100整体上呈“U”形，上部形成了可以允许大腿骨1结合的收容部位，下部则形成了略呈球形并具有各种曲率的曲面。大腿骨结合件100包括切开大腿骨的一部分后使其被大腿骨结合件100容纳的大腿骨收容部110、以及可以使大腿骨1更加坚固地结合在大腿骨收容部110的固定突出件150，下部面则包括与轴承件500接触的后述曲面型接触部130。

大腿骨收容部110相当于大腿骨结合件100上部的内部，可以坚固地结合在大腿骨1的下部切开面。优选地，大腿骨收容部110的表面为了与大腿骨1坚固地结合而具有粗糙的表面，或者由多孔型材料制成。

固定突出件150是一种可以在大腿骨收容部110的上侧内插入大腿骨1的突出物并且采取了螺栓形状，优选地，具有可以内插入大腿骨1后坚固地捉住大腿骨1的骨组织的卡持件等。固定突出件150也能采取包括组装型在内的各种形态，所述形态皆应包括在本发明的范围内。

接触部130和后述轴承件500的沟部510接触，优选地，其形状可以使大腿骨1运动时最大程度地扩大接触面积以便自然地分散应力。侧视观察接触部130时的接触部曲率与正视观察时的接触部曲率不同，采取不同曲率的原因是，前后膝关节移动时可以实现自然运动的同时还能扩大接触面积而有效地分散应力，朝左右稍微外转时、接触部130的一侧稍微举起时，另一侧会受到较大的应力，而该部分的接触面积维持较大值时能有效地分散应力。

由生物相容性材料制成的胫骨结合件300在一般人工膝关节上内插入胫骨上部并固定结合，可以支持后述的轴承件500。胫骨结合件300也可以采取各种型式，可以根据其和下述轴承件500之间的结合关系而粗分为移动式及固定式。如果是移动式，下述轴承件500可以在胫骨结合件300的上部进行旋转或前后移动，从而得以实现更自然的膝关节运动。如果是固定式，下述轴承件500被固定在胫骨结合件300而无法移动，所以难以进行自由运动，但可以通过坚固的固定方式而稳定地运动。如果是所述固定型，下述轴承件500可以和胫骨结合件300制成为一体型。此时，对于后述轴承件500通过和大腿骨结合件100之间的结合关系及接触关系所实现的效果，可以在胫骨结合件300实现。因此，本发明的轴承件500的构成要素及其作用与效果可以通过胫骨结合件300实现，此内容也应包含在本发明的保护范围内。

轴承件500是本发明的核心，在大腿骨结合件100与胫骨结合件300之间发挥着近似于人体软骨的作用，其材料不同于大腿骨结合件100及胫骨结合件300的材料，优选地使用聚乙烯，该材料在磨耗中不产生异物，也不因为摩擦等作用而产生热量，耐摩擦，表面光滑而可以自然地摩擦接触。轴承件500在上部面上具有可以和大腿骨结合件100的接触部130接触的沟部510，还包括侧视观察时轴承件500的后方及后方两尾端上的前方突出部530及后方突出部540。所述轴承件500还可以另外包含突柱570，该突柱570可以在本发明人工膝关节清除了后方十字韧带的状态下进行手术的PS型中替代后方十字韧带的功能。请参阅图4与图5，图4是维持着后方十字韧带的状态下进行手术的CR型人工膝关节的轴承件，图5是清除了后方十字韧带的状态下进行手术的PS型人工膝关节的轴承件，如前所述，图5的PS型轴承件还包含突柱570。

沟部510是在本发明的轴承件500的两个方向上形成的凹陷部位，该部位和大腿骨结合件100的接触部130接触，是大腿骨结合件100进行旋转运动时的摩擦部位。荷重将根据接触的情形而集中到该部位，因此需要尽量扩大接触面积以防止应力集中。因此，沟部510应该具有对应于大腿骨结合件100的接触部130的曲率。沟部510可以使本发明像实际膝盖的自然运动及滚动运动一样地运动。俯视观察现有发明中呈直线区段的沟部时，如图4及图5所示具有曲率轴Y。由于具备了曲率轴Y，因此在接触上部面的大腿骨结合件100进行滚动运动而弯曲或伸展时可以和实际膝盖的运动一样稍微朝左右移动。实际上，胫骨部位在膝盖弯曲时朝人体的内侧进行内转运动，膝盖伸展时胫骨部位朝人体的外侧进行外转运动。沟部510包括俯视曲率部及侧视曲率部，如图4与图5所示，俯视曲率部是从上部观察沟部510时在平面上具有曲率的部位；如图10所示，侧视曲率部是侧视观察沟部510时在剖面上具有曲率的部位。沟部510的俯视曲率部及侧视曲率部是本发明的要点，下面将给于详细说明。

如图4与图5、图6到图9所示，俯视曲率部包括曲率互不相同的俯视前方曲率部511与俯视后方曲率部512。下面首先说明俯视前方曲率部511及俯视后方曲率部512的相关术语，俯视前方曲率部指的是如图8所示膝盖完全伸展而稍微朝前弯曲时大腿骨结合件100的接触部130所接触的部位，大体上相当于轴承件500的沟部510的前侧。俯视后方曲率部512指的是如图6所示膝盖充分地朝后弯曲时大腿骨结合件100的接触部130所接触的部位，大体上相当于轴承件500的沟部510的后侧。图7及图9显示了俯视后方曲率部512及俯视前方曲率部511，需要注意的是，作为其起始点的轴如图所示仅仅是表示曲率半径的轴而已，不表示俯视前方曲率部及后方曲率部511，512的准确位置。亦即，如前所述，俯视前方曲率部511及俯视后方曲率部512是由接触部130根据大腿骨结合件100的弯曲角度而接触的部位所决定的。俯视前方曲率部511与俯视后方曲率部512的曲率互不相同的理由是，实际膝盖弯曲时的内转角度不同于膝盖完全伸展时由于稍微朝前弯曲而得到的外转角度。优选地，图7所示俯视后方曲率部512的曲率半径RB应该大于图9所示俯视前方曲率部511的曲率半径RA，其目的为，如图6与图8所示，在植入了本发明人工膝关节的状态下膝关节朝内侧弯曲(图6)或伸展状态下稍微朝外弯曲(图8)时可以分别进行不同角度的内转及外转运动。俯视前方曲率半径RA小于俯视后方曲率半径RB，这是因为，膝盖弯曲时发生Roll Back，大腿骨移动距离更长，大腿骨在同一轴方向旋转角度下半径越大移动距离越长。首先，请参阅图6与图7，本发明的轴承件500如图6所示在膝盖朝内侧弯曲时的内转角度更小，因此如图7所示让俯视后方曲率部512的曲率半径RB大于下述俯视前方曲率部511的曲率半径RA。然后，请参阅图8与图9，本发明的轴承件500如图8所示膝盖朝前伸展时外转角度更大，因此如图9所示让俯视前方曲率部511的俯视前方曲率半径RA小于俯视后方曲率部512的曲率半径RB。内转及外转角度的差异是因为大腿骨在同一轴方向旋转角度下半径越大移动距离越长。这样以来，可以通过俯视前方曲率部511及俯视后方曲率部512的不同的俯视前方曲率半径RA及后方曲率半径RB而实现更加自然的膝盖运动。

下面结合图10详细说明轴承件500的沟部510的侧视曲率部。侧视曲率部是侧视观察轴承件500时具有一定曲率的部位，如图10所示包括了曲率半径互不相同的侧视前方曲率部515及侧视后方曲率部516。和前面说明的俯视前方曲率部511及俯视后方曲率部512一样，侧视前方曲率部515及侧视后方曲率部516将根据膝关节运动时的弯曲伸展过程中大腿骨结合件100的接触部130与轴承件500的沟部510互相接触的部位而确定。因此，侧视前方曲率部515在剖视观察时大体上位于轴承件500的沟部510的前侧，侧视后方曲率部516在剖剖视观察时大体上位于轴承件500的沟部510的后侧。如图10所示，侧视前方曲率部515沿着a-a′圆弧而具有曲率半径R1，侧视后方曲率部516则沿着b-b′圆弧而具有曲率半径R2。可知侧视前方曲率部515的曲率半径R1小于侧视后方曲率部516，因此大腿骨结合件100的接触部130和轴承件500的沟部510接触并进行旋转运动时，侧视前方曲率部515可以通过较小的曲率半径R1防止前方脱臼现象的发生，侧视后方曲率部516则通过较大的曲率半径R2让大腿骨结合件100更加弯曲并且可以充分地进行回滚(Roll-Back)动作。侧视前方曲率部515及侧视后方曲率部516的曲率差异和后述说明的轴承件500的前方突出部530及后方突出部540的高度互不相同是相应的，不仅可以实现自然的膝盖运动，还可以有效地防止膝关节脱臼。

如图10到图12所示，前方突出部530与后方突出部540在作为基准的水平线C轴上具有高度不同的前方突出部的高度H1与后方突出部的高度H2，前方突出部530高于现有轴承件的前方突出部，后方突出部540则低于现有轴承件的后方突出部，和侧视前方曲率部515及侧视后方曲率部516的曲率差异一样，也是为了实现膝盖的自然运动并防止前方脱臼。也就是说，前方突出部530及后方突出部540是在侧视观察轴承件500时会在前方及后方突出一定高度的部位，尤其是前方突出部530的高度H1提高一定程度后，可以在植入了本发明人工膝关节的患者以较大的角度弯曲膝盖时防止大腿骨结合件100脱离轴承件500，后方突出部540的高度H2则采取较低值，可以在膝盖以较大角度弯曲回滚时防止脱臼并且维持稳定的膝关节运动。

突柱570仅在图5所示的PS型上存在，在清除了后方十字韧带的状态下以PS型进行本发明人工膝关节时形成。在人工膝关节弯曲时，突柱570可以针对前方脱臼或自然的膝盖运动而代替后方十字韧带的功能。此时，虽然图形中没有显示出来，大腿骨结合件100具有可以接触突柱570后互相啮合的凸轮。形成了轴承件500的突柱570与大腿骨结合件100的凸轮时，就可以在PS型中替代后方十字韧带的功能。由于PS型中的突柱与凸轮的结构是现有人工膝关节手术的技术人员通常熟知的内容，因此下面不予赘述。

下面结合附图对本发明人工膝关节装置的动作关系及使用状态的较佳实施例作详细说明。

图6是本发明人工膝关节在膝盖弯曲时的状态图，图7是本发明的轴承件的俯视后方曲率部图，图8是本发明人工膝关节在膝盖伸展时的状态图，图9是本发明的轴承件的俯视曲率部图，图10是本发明的轴承件的侧视曲率部图。

下面参照图6到图9说明本发明人工膝关节的动作关系，本发明的轴承件500为了可以根据俯视曲率部的形状以近似于实际膝关节的方式实现自然膝盖运动而具备了俯视前方曲率部515及俯视后方曲率部516。请参阅图6与图7，植入本发明人工膝关节后膝盖朝内弯曲时(图6)，大腿骨结合件100的接触部130将接触轴承件500的沟部510的俯视后方曲率部512并进行滚动运动。进行滚动运动时，由于轴承件的沟部510的俯视后方曲率部512如图7所示具有较大的俯视后方曲率半径RB，因此即使弯曲较大也能使该弯曲所造成的内转近似于实际膝盖。实际膝盖完全伸展时将如图8所示稍微朝前弯曲，在前方弯曲的情形下就会发生膝盖外转现象。此时，由于轴承件的沟部510的俯视前方曲率部511如图9所示具有较小的曲率半径RA而可以随着该弯曲程度而发生外转。

下面结合图10到图12针对可以实现自然膝盖运动、充分的回滚运动及防止前方脱臼的侧视曲率部、前方突出部及后方突出部给予详细说明。侧视曲率部如图10所示具有前方曲率与后方曲率相异的侧视前方曲率部515与侧视后方曲率部516。侧视前方曲率部515的曲率半径小于侧视后方曲率部516而且倾斜度比较陡，因此在膝盖朝后弯曲时可以更加稳定地进行运动并且防止前方脱臼。与此相反的是，侧视后方曲率部516的曲率半径取较大值而倾斜度较缓，因此在膝盖的弯曲运动中可以充分地进行回滚运动。侧视前方曲率部515及侧视后方曲率部516的曲率半径之间的差异将造成前方突出部530及后方突出部540的高度差异，前方突出部530的高度H1将大于后方突出部540的高度H2。形成了高度差异后，由于前方突出部530的高度H1较高而可以在膝盖朝前弯曲或完全伸展时防止前方脱臼，由于后方突出部540的高度H2较低而可以在本发明人工膝关节弯曲时以更大的角度朝内侧弯曲，如果后方突出部540较高，没有具备大腿骨结合件100的大腿骨1将在回滚等运动时接触到后方突出部540而造成损伤。

前文结合附图与实施例对本发明做了详细说明，但其仅是为了使本发明所属技术领域的一般技术人员容易实现本发明人工膝关节而做的说明，但不能限定于所述附图与实施例，更不能因此限定本发明。在本发明的技术思想范畴内，可以进行各种置换、变形及修改，这对于本领域技术人员来说是非常明显的，因此本领域技术人员可以轻易加以变形修改的部分也应包含在本发明的权利范围。

Claims (6)

1.一种人工膝关节，包括：

结合在大腿骨尾端的大腿骨结合件，

结合在胫骨尾端的胫骨结合件，以及

位于所述大腿骨结合件与所述胫骨结合件之间的轴承件，

其中，所述轴承件的上部面上包括沟部，所述沟部具有俯视曲率部，在从顶部观看所述沟部时所述俯视曲率部在一平面上具有曲率，

其中，所述沟部的所述俯视曲率部包括：俯视后方曲率部，所述俯视后方曲率部为当膝盖向后弯曲时与所述大腿骨结合件接触的接触部位，并且所述俯视后方曲率部具有允许所述胫骨向内内转的曲率；以及俯视前方曲率部，所述俯视前方曲率部为当所述膝盖向前伸展时与所述大腿骨结合件接触的接触部位，并且所述俯视前方曲率部具有允许所述胫骨向外外转的曲率，并且所述俯视后方曲率部的曲率半径大于所述俯视前方曲率部的曲率半径，这使得当所述膝盖随着所述俯视后方曲率部的曲率半径增加而弯曲时所述大腿骨能够自然地移动更长的距离。

2.根据权利要求1所述的人工膝关节，

其中，所述轴承件包括侧视曲率部，所述侧视曲率部包括侧视前方曲率部和侧视后方曲率部，所述侧视前方曲率部和所述侧视后方曲率部具有不同的曲率半径以便所述人工膝关节更自然地移动，

其中，所述侧视前方曲率部的曲率半径小于所述侧视后方曲率部的曲率半径。

3.根据权利要求2所述的人工膝关节，

其中，所述轴承件包括前方突出部与后方突出部。

4.根据权利要求3所述的人工膝关节，

其中，所述前方突出部的高度高于所述后方突出部的高度，当膝盖弯曲时可以让膝盖的弯曲运动更加自然并且防止大腿骨结合件的前方脱臼现象。

5.一种轴承件，包括：

上部面，一沟部形成在所述上部面上，所述沟部构造为在大腿骨结合件和胫骨结合件分别附接至大腿骨和胫骨的端部部分并且所述轴承件位于所述大腿骨结合件与所述胫骨结合件之间时接收大腿骨结合件，所述沟部具有俯视曲率部，当从顶部观看所述沟部时所述俯视曲率部在一平面上具有曲率，

其中，所述沟部的所述俯视曲率部包括：俯视后方曲率部，所述俯视后方曲率部为当膝盖向后弯曲时与所述大腿骨结合件接触的接触部位，并且所述俯视后方曲率部具有允许所述胫骨向内内转的曲率；以及俯视前方曲率部，所述俯视前方曲率部为当所述膝盖向前伸展时与所述大腿骨结合件接触的接触部位，并且所述俯视前方曲率部具有允许所述胫骨向外外转的曲率，并且所述俯视后方曲率部的曲率半径大于所述俯视前方曲率部的曲率半径，这使得当所述膝盖随着所述俯视后方曲率部的曲率半径的增加而弯曲时所述大腿骨能够自然地移动更长的距离。

6.根据权利要求5所述的轴承件，

其中，所述轴承件另外包括前方突出部与后方突出部，所述前方突出部的高度高于所述后方突出部的高度，当膝盖弯曲时可以让膝盖的弯曲运动更加自然并且防止大腿骨结合件的前方脱臼现象。

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