CN105030383A - 一种组合式全有机高分子材料单髁人工膝关节 - Google Patents

一种组合式全有机高分子材料单髁人工膝关节 Download PDF

Info

Publication number
CN105030383A
CN105030383A CN201510232899.4A CN201510232899A CN105030383A CN 105030383 A CN105030383 A CN 105030383A CN 201510232899 A CN201510232899 A CN 201510232899A CN 105030383 A CN105030383 A CN 105030383A
Authority
CN
China
Prior art keywords
condyle
knee joint
liner
tibia
femur
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510232899.4A
Other languages
English (en)
Inventor
朱健
徐龙伟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Okani Medical Technology Co Ltd
Original Assignee
Jiangsu Okani Medical Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jiangsu Okani Medical Technology Co Ltd filed Critical Jiangsu Okani Medical Technology Co Ltd
Priority to CN201510232899.4A priority Critical patent/CN105030383A/zh
Priority to PCT/CN2015/000723 priority patent/WO2016179728A1/zh
Publication of CN105030383A publication Critical patent/CN105030383A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02—Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30—Joints
    • A61F2/38—Joints for elbows or knees

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Prostheses (AREA)

Abstract

一种组合式全有机高分子材料单髁人工膝关节，包括聚醚醚酮(PEEK)或其衍生物的股骨髁和胫骨托以及超高分子量聚乙烯(UHMWPE)的胫骨衬垫，其中胫骨托呈D型形状，包括平台和支撑平台的支点；平台上表面为内凹面；胫骨衬垫的上下表面分别与股骨髁和平台的内凹面接合；股骨髁对胫骨衬垫的滑动面具有缓冲，胫骨托对胫骨衬垫的固定面可以微动，并且两者相匹配。本发明的所有内植物部件的主要部分由高分子材料组成，降低了金属和其腐蚀可能引起的过敏、毒性问题；PEEK的弹性模量与自然骨相匹配，减轻了应力遮挡问题；PEEK股骨髁和胫骨托对UHMWPE胫骨衬垫的滑动面和固定面微动结合，大幅降低了磨损问题，同时加入了增强和显影部件，实用性得到进一步提高。

Description

一种组合式全有机高分子材料单髁人工膝关节
技术领域
本发明涉及一种医疗康复器械，更具体地，涉及一种组合式全有机高分子材料单髁人工膝关节。
背景技术
单髁膝关节置换术以典型的Oxford假体为代表(内髁置换，双滑动面)，自上世纪80年代应用于临床以来，目前已经得到广泛使用。包括内髁或者外髁置换，双滑动式或固定式(SmithJR,RobinsonJR,PorteousAJ,MurrayJR,HassaballaMA,ArtzNandNewmanJH,Fixedbearinglateralunicompartmentalkneearthroplasty--shorttomidtermsurvivorshipandkneescoresfor101prostheses.Knee.2014Aug；21(4):843-7.doi:10.1016/j.knee.2014.04.003.Epub2014Apr13)或采用骨水泥固定或者生物型固定(LiddleAD,PanditH,MurrayDWandDoddCA,Cementlessunicondylarkneearthroplasty,OrthopClinNorthAm.2013Jul；44(3):261-9,vii.doi:10.1016/j.ocl.2013.03.001)。但所有的内植物的材料基本由钴铬钼(CoCrMo)合金和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)构成。CoCrMo合金应用于股骨髁和胫骨托，超高分子量聚乙烯应用于胫骨衬垫和髌骨摩擦面。和全膝关节置换一样，钛合金曾经被应用于股骨髁和胫骨托，但由于钛合金对超高分子量聚乙烯摩擦面不理想，即使表面镀层后其磨损问题并没有显著改善，因而没能广泛应用。近年来，陶瓷材料代替CoCrMo合金应用于股骨髁以减低超高分子量聚乙烯的磨损，但由于其弹性模量或刚度太高，抗冲击力较弱，只局限于小范围的应用(BaderR,BergschmidtP,FritscheA,AnsorgeS,ThomasP,MittelmeierW.(2008)Alternativematerialsandsolutionsintotalkneearthroplastyforpatientswithmetalallergy.Orthopade.2008Feb；37(2):136-42)。本世纪初以来，表面陶瓷化的锆铌合金被应用于股骨髁置换，但由于其表面刚度依然过高，机体较软，磨损问题并没有完全解决(EssnerA,HerreraL,HughesP,KesterM.(2011)Theinfluenceofmaterialanddesignontotalkneereplacementwear.JKneeSurg.2011Mar；24(1):9-17)，且价格昂贵，仍然局限于小范围的应用。最近有采用碳纤维增强的PEEK代替UHMWPE，但磨损问题仍然没有很好解决(ScholesSCandUnsworthA,Pitch-basedcarbon-fibre-reinforcedpoly(ether-ether-ketone)OPTIMAassessedasabearingmaterialinamobilebearingunicondylarkneejoint.ProcInstMechEngH.2009Jan；223(1):13-25.PMID:19239064[PubMed-indexedforMEDLINE]；GruppTM,UtzschneiderS,C,SchwiesauJ,FritzB,MaasA,W,JanssonV.Biotribologyofalternativebearingmaterialsforunicompartmentalkneearthroplasty.ActaBiomater.2010Sep；6(9):3601-10.doi:10.1016/j.actbio.2010.04.003.Epub2010Apr4.)。因此，在单髁人工膝关节置换二十五年多的历史上，CoCrMo合金对超高分子量聚乙烯是最常用的内植物材料。
金属或陶瓷材料不管是应用于股骨髁还是胫骨托都存在不尽如意的临床问题。第一，超高分子量聚乙烯滑动面的磨损问题(KinneyMC,KamathAF.(2013)Osteolyticpseudotumoraftercementedtotalkneearthroplasty.AmJOrthop(BelleMeadNJ).2013Nov；42(11):512-4)，而广泛使用于髋关节的高交联UHMWPE还不能广泛使用于膝关节(HinarejosP,I,TorresA,PratsE,Gil-GómezG,Puig-VerdieL.(2014)Highlycrosslinkedpolyethylenedoesnotreducethewearintotalkneearthroplasty:invivostudyofparticlesinsynovialfluid.JArthroplasty.2013Sep；28(8):1333-7)；第二，超高分子量聚乙烯对金属胫骨托非滑动面的微动磨损问题，同样的问题也发生在髋关节(BanerjeeS,CherianJJ,BonoJV,KurtzSM,GeesinkR,MeneghiniRM,DelanoisRE,MontMA.(2014)GrossTrunnionFailureAfterPrimaryTotalHipArthroplasty.JArthroplasty.2014Nov26.pii:S0883-5403(14)00899-7)；第三，金属或陶瓷股骨髁对自然骨的应力遮挡问题(PanegrossiG,CerettiM,PapaliaM,CasellaF,FavettiF,FalezF.(2014)Bonelossmanagementintotalkneerevisionsurgery.IntOrthop.2014Feb；38(2):419-27)；第四：金属胫骨托对自然骨的应力遮挡问题(PanegrossiG,CerettiM,PapaliaM,CasellaF,FavettiF,FalezF.(2014)Bonelossmanagementintotalkneerevisionsurgery.IntOrthop.2014Feb；38(2):419-27)；第五，CoCrMo合金含有少量的镍元素，引起部分病人的过敏反应(InnocentiM,CarulliC,MatassiF,CarossinoAM,BrandiML,CivininiR.(2014)Totalkneearthroplastyinpatientswithhypersensitivitytometals.IntOrthop.2014Feb；38(2):329-33)；第六，金属材料在人体中不可避免地产生腐蚀，释放出Co,Cr,Mo,Ni等离子，过量的金属离子释放会产生毒性(KretzerJP,ReindersJ,SonntagR,HagmannS,StreitM,JeagerS,MoradiB.(2014)Wearintotalkneearthroplasty--justaquestionofpolyethylene？:Metalionreleaseintotalkneearthroplasty.IntOrthop.2014Feb；38(2):335-40)；第七，金属材料特别是CoCrMo严重影响核磁共振(MRI)成像(BachschmidtTJ,SutterR,JakobPM,PfirrmannCW,NittkaM.(2014)Kneeimplantimagingat3Teslausinghigh-bandwidthradiofrequencypulses.JMagnResonImaging.2014Aug23.doi:10.1002/jmri.24729.[Epubaheadofprint])。
针对滑动面的设计，早在上世纪90年代，英国医生和科学家曾尝试过全部由有机高分子材料构成的全膝关节置换在临床上的应用(Plante-BordeneuveP,FreemanMA.(1993)Tibialhigh-densitypolyethylenewearinconformingtibiofemoralprostheses.JBoneJointSurgBr.1993Jul；75(4):630-6)。股骨髁由Polyacetal(Delrin)高分子材料构成，胫骨摩擦面由超高分子量聚乙烯(UHMWPE)构成，Polyacetal股骨髁与自然骨之间的固定采用骨水泥或没有骨水泥的挤压式固定，胫骨聚乙烯摩擦部件与自然骨之间采用骨水泥固定。十年的临床跟踪发现，Polyacetal对UHMWPE摩擦面没有出现异常的磨损问题，Polyacetal股骨髁也没有机械破坏问题。而引起翻修的问题主要是松动及早期感染(BradleyGW,FreemanMA,TukeMA,McKellopHA.(1993)Evaluationofwearinanall-polymertotalkneereplacement.Part2:clinicalevaluationofwearinapolyethyleneonpolyacetaltotalknee.ClinMater.1993；14(2):127-32；McKellopHA,T,BradleyG.(1993)Evaluationofwearinanall-polymertotalkneereplacement.Part1:laboratorytestingofpolyethyleneonpolyacetalbearingsurfaces.ClinMater.14(2):117-26；MooreDJ,FreemanMA,RevellPA,BradleyGW,TukeM.(1998)Canatotalkneereplacementprosthesisbemadeentirelyofpolymers？JArthroplasty.13(4):388-95)。由于Polyacetal在伽玛射线灭菌后的化学稳定性差，Polyacetal作为股骨髁的临床应用被停止。
因此，到目前为止，临床上应用的膝关节假体全部为金属材料特别是CoCrMo合金，上述高分子材料由于有一系列的缺点一直得不到实际应用。
近年来，美国科学家和研究人员发现，高强度及高稳定性的生物相容性非常好的聚醚醚酮(PEEK)高分子材料作为髋关节股骨头对UHMWPE髋臼杯衬垫的摩擦面比CoCrMo合金对UHMWPE摩擦面具有更好的耐磨性(WangAG,ZhangZT,LawrynowiczDEandYauSS(2010)OrthopedicPAEK-on-polymerbearings,HOWMEDICAOSTEONICSCORP,IPC8Class:AA61F230FI,USPCClass:623-1811,Patentapplicationnumber:20100312348,2010-12-09；Singh,V，Ogden,C，Sitton,KandSitton,K(2012)Wearevaluationofdifferentpolymericmaterialsfortotaldiscreplacement(TDR),ProceedingsoftheASME/STLEInternationalJointTribologyConference,LosAngeles,CA,2011,35-37,2012)。
虽然上述研究提出了PEEK对聚乙烯滑动表面的概念，但是PEEK对聚乙烯滑动表面的摩擦，其只适合具有良好匹配度的、低表面接触应力的关节面，例如球窝结构的髋关节(磨损量：16.5±1.8mm3/million,WangAG,ZhangZT,LawrynowiczDEandYauSS(2010)OrthopedicPAEK-on-polymerbearings,HOWMEDICAOSTEONICSCORP,IPC8Class:AA61F230FI,USPCClass:623-1811,Patentapplicationnumber:20100312348,2010-12-09)。而且，PEEK对高分子量聚乙烯在髋关节上的低磨损不能直接在膝关节中体现出来，膝关节由于不同运动的要求，加上远远大于髋关节的冲击力，表面形状非常复杂，匹配度相对较差，这会导致膝关节表面压强(10～20MPa)远远高于髋关节(2～5MPa)。这些比较恶劣的机械环境和具有较高刚性的金属胫骨托的耦合导致磨损大幅增大。根据ISO14243标准测试，PEEK股骨髁对高分子量聚乙烯衬垫的磨损可以达到18.0±3.0mm3/million，高于目前使用的CoCrMo对聚乙烯的磨损量(9.0±4.0mm3/million,FisherJ,JenningsLM,GalvinAL,JinZM,StoneMH,InghamE.(2010)KneeSocietyPresidentialGuestLecture:Polyethylenewearintotalknees.ClinOrthopRelatRes.2010Jan；468(1):12-8.doi:10.1007/s11999-009-1033-1.Epub2009Aug11)，这也进一步印证了到目前为止，为什么临床上应用的膝关节假体全部为金属材料特别是CoCrMo合金。
针对上述问题，我们做了大量试验，通过对PEEK股骨髁对高分子量聚乙烯衬垫的摩擦表面进一步处理，摩擦状况有了一定改善，但还是没有达到理想的结果。以上试验无论是在金属胫骨托上还是将高分子量聚乙烯作为衬垫用骨水泥直接固定在胫骨上，结果都相差无几。
进一步地，我们研究发现，根据摩擦学原理，在高强度运动负荷下，关节磨损具有一定的传导转移作用，应该可以对胫骨托作进一步优化来降低这种冲击负荷，来间接达到降低PEEK股骨髁对高分子量聚乙烯衬垫的磨损量。但是，由于膝关节结构特点，胫骨托承担了最大的负荷，不管是临床实践，还是文献上从来就没有采用或提到过胫骨托可以采用其他材料。因此，本发明关键在于是否能找出这个替代材料，来同时满足强度、减缓冲击负荷降低磨损的使用要求，使得整个单髁人工膝关节系统整体上优于目前的全金属材料特别是CoCrMo合金的单髁人工膝关节。
发明内容
本发明的目的是首次提出由高分子聚合物组成的单髁人工膝关节系统，其包括股骨髁，胫骨衬垫和胫骨托，其中股骨髁和胫骨托由PEEK或其衍生物材料构成，胫骨衬垫由高分子量聚乙烯材料构成。本发明的单髁膝关节结构由于创造性地采用了PEEK或其衍生物材料的胫骨托，使得PEEK股骨髁对高分子量聚乙烯胫骨衬垫在膝关节系统中应用有了可能。在本发明中，通过聚乙烯胫骨衬垫和PEEK胫骨托之间材料属性的匹配，增加PEEK股骨髁对聚乙烯胫骨衬垫的滑动面的缓冲，控制两者之间的微位移，影响了PEEK股骨髁对高分子量聚乙烯胫骨衬垫的磨损机理，加上PEEK胫骨托能够将运动负荷有效传导下去，使PEEK股骨髁与聚乙烯胫骨衬垫之间的滑动表面和聚乙烯衬垫与PEEK胫骨托之间的微动运动相匹配，降低由于多向运动造成的交变剪切，从而可以大大减低聚乙烯衬垫两个表面的总体磨损。按照ISO14243标准测试，磨损量降低到5.0±1.2mm3/million，已经大幅优于目前使用的CoCrMo对聚乙烯的磨损量(9.0±4.0mm3/million)，因此可以预测，基于磨损的膝关节寿命可以从目前的20年达到40年。这充分提供了基于PEEK材料的全膝关节系统或者单髁膝关节系统临床使用的可能性。
另外，本发明由于减少了金属材料使用所造成的临床问题，例如，金属离子的敏感，毒性，假性肿瘤等问题以及由于PEEK材料的弹性模量(3GPa)远远低于金属(200GPa)而和骨的弹性模量差不多(0.8～17GPa)，所以采用PEEK的胫骨托可以降低胫骨的应力遮挡，避免骨吸收，从而达到超过30年的长期良好的固定效果；这些优点将使全高分子聚合物组成的单髁膝关节系统可以广泛用于不同患者，尤其是年轻患者，而不需要临床翻修；这不仅可以降低病人的痛苦，还可以大大减少医疗成本。此外，本发明还进一步解决了聚合物手术过程中的夹持问题，以便不损坏聚合物假体，解决了临床的实际使用问题，同时本发明也解决了聚合物假体手术后的显影问题，以便观察手术效果和假体在人体中的长期服役。
为了实现上述发明，本发明采用如下技术方案：
一种组合式全有机高分子材料单髁人工膝关节，其特征在于，包括股骨髁，胫骨衬垫以及胫骨托，其中：
所述胫骨托呈D型形状，所述胫骨托包括胫骨托平台以及支撑所述胫骨托平台的支点；所述胫骨托平台的上表面为内凹面；所述胫骨衬垫的下表面与所述胫骨托平台的内凹面相匹配；所述胫骨衬垫的上表面与所述股骨髁接合；所述股骨髁、所述胫骨衬垫和所述胫骨托均由高分子材料构成，其中所述股骨髁和所述胫骨托由聚醚醚酮或其衍生物构成，所述胫骨衬垫由超高分子量聚乙烯构成；所述股骨髁对所述胫骨衬垫的滑动面具有缓冲，所述胫骨托对所述胫骨衬垫的固定面可以微动，所述股骨髁对所述胫骨衬垫的滑动面与所述胫骨托对所述胫骨衬垫的固定面的微动运动相匹配。
进一步地，所述胫骨衬垫与所述胫骨托之间匹配方式包括固定式。
进一步地，所述胫骨衬垫与所述胫骨托之间匹配方式还包括双滑动式。
进一步地，所述股骨髁和所述胫骨托与人体骨的固定采用骨水泥固定或生物固定或两者混合固定。
进一步地，所述单髁人工膝关节用于膝关节的内髁或外髁置换。
进一步地，所述股骨髁和所述胫骨托中还包含X-光显影添加物。
进一步地，所述股骨髁的左右两侧设置有夹槽；所述夹槽包含与其形状匹配的金属或陶瓷加强物；所述金属或陶瓷加强物厚度不小于0.5mm，不大于3.0mm。
进一步地，所述胫骨托平台的内凹面侧壁上包含一个或多个金属带状部件；所述金属带状部件的高度和厚度不小于0.5mm，不大于3.0mm。
进一步地，所述金属或陶瓷加强物和金属带状部件均由生物相容性金属或其合金构成。
进一步地，所述生物相容性金属或其合金包括钴铬钼合金、钛或钛合金、钽或钽合金、不锈钢和锆铌合金。
由于采用以上技术方案，本发明的有益效果为：
1)本发明提供的单踝人工膝关节的所有内植物部件的主要部分均有高分子材料组成，从而降低金属腐蚀和金属可能引起的过敏、毒性问题；
2)本发明中的PEEK的弹性模量与自然骨相匹配，减轻了应力遮挡问题；
3)本发明中的PEEK股骨髁和胫骨托对UHMWPE胫骨衬垫的滑动摩擦面和固定面降低了磨损问题；
4)本发明中全部由有机高分子材料组成的所有内植物部件对核磁共振成像不造成干扰。
附图说明
图1为本发明提供的组合式全有机高分子材料单髁人工膝关节结构的示意图；
图2为本发明中的股骨髁和胫骨托的结构示意图。
附图标记说明
1股骨髁、11金属或陶瓷加强物、2胫骨衬垫、3胫骨托、31胫骨托平台、32支点、33内凹面、34金属带状部件。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1和2所示，本发明提供的一种组合式全有机高分子材料单髁人工膝关节，包括股骨髁1，胫骨衬垫2以及胫骨托3，其中：
胫骨托3呈D型形状，胫骨托3包括胫骨托平台31以及支撑所述胫骨托平台31的支点32；胫骨托平台31的上表面为内凹面33；胫骨衬垫2的下表面与所述胫骨托平台31的内凹面33相匹配；胫骨衬垫2的上表面与股骨髁1接合；股骨髁1、胫骨衬垫2和胫骨托3均由高分子材料构成，其中股骨髁1和胫骨托3由聚醚醚酮或其衍生物构成，胫骨衬垫2由超高分子量聚乙烯构成；股骨髁1对胫骨衬垫2的滑动面具有缓冲，胫骨托3对胫骨衬垫2的固定面可以微动，股骨髁1对胫骨衬垫2的滑动面与胫骨托3对胫骨衬垫2的固定面的微动运动相匹配。
另外，在本发明中，股骨髁1对胫骨衬垫2的滑动面具有缓冲，胫骨托3对胫骨衬垫2的固定面可以微动，滑动面的缓冲可以控制胫骨托3对胫骨衬垫2之间的微位移，由于PEEK胫骨托3能够将运动负荷有效传导下去，所以股骨髁1对胫骨衬垫2的滑动面与胫骨托3对胫骨衬垫2的固定面的微动运动相匹配，从而降低由于多向运动造成的交变剪切，大大减低了聚乙烯胫骨衬垫2两个表面的总体磨损。
在本发明的一个实施例中，胫骨衬垫2与胫骨托3之间匹配方式可以包括固定式。在本发明的另一个实施例中，胫骨衬垫2与胫骨托3之间匹配方式还可以包括双滑动式。
在本发明的一个实施例中，股骨髁1和胫骨托3与人体骨的固定可以采用骨水泥固定或生物固定或两者混合固定。
在本发明的一个实施例中，本发明的单髁人工膝关节用于膝关节的内髁或外髁置换。
通过上述技术方案，按照ISO14243标准测试可以得到，聚乙烯胫骨衬垫2的两个表面的磨损量降低到了5.0±1.2mm3/million，已经大幅优于目前使用的CoCrMo对聚乙烯的磨损量9.0±4.0mm3/million，因此，可以预测，基于磨损的膝关节寿命可以从目前的20年达到40年。这充分提供了基于PEEK材料的单髁膝关节系统临床使用的可能性。
另外，采用上述技术方案，由于减少了金属材料使用所造成的临床问题，例如，金属离子的敏感，毒性，假性肿瘤等问题以及由于PEEK材料的弹性模量(3GPa)远远低于金属(200GPa)而和骨的弹性模量差不多(0.8～17GPa)，所以采用PEEK的胫骨托3可以降低胫骨的应力遮挡，避免骨吸收，从而达到超过30年的长期良好的固定效果；这些优点将使全高分子聚合物组成的膝关节系统可以广泛用于不同患者，尤其是年轻患者，而不需要临床翻修；这不仅可以降低病人的痛苦，还可以大大减少医疗成本。
此外，在上述技术方案中，本发明中的PEEK股骨髁1可以通过进一步的优化设计来解决两个潜在的临床使用问题。第一，PEEK股骨髁1对X-光的成像问题；第二，PEEK股骨髁1在手术过程中与手术夹具的结合问题。临床中及术后高分子材料内植物的X-光显影通常是在相关部位镶入钽金属珠(Ta)来解决。在本发明中，股骨髁1与手术夹具之间的结合由在股骨髁1左右两侧的夹槽来实现。但是，在实现过程中由于PEEK的硬度和强度远低于由金属材料制作的手术夹具(手术夹具一般由不锈钢制成)，所以PEEK夹槽制成的槽壁存在手术中被损伤的风险。为了解决X-光显影问题和防止PEEK股骨髁夹槽壁在手术中被损伤的风险，本发明在上述技术方案中加入如下结构：如图1所示，在PEEK股骨髁1两侧设置有金属或陶瓷加强物11；金属或陶瓷加强物11的厚度均不小于0.5mm，不大于3.0mm；金属或陶瓷加强物11由生物相容性的金属或其合金构成，例如钴铬钼(CoCrMo)合金，钛或钛合金，钽或钽合金，不锈钢，锆铌合金等。基于上述结构，金属或陶瓷加强物11的PEEK股骨髁1将完成X-光显影和防止手术夹具对股骨髁1潜在损伤的双重功效。
在上述技术方案中，本发明中的PEEK胫骨托3也可以通过进一步的优化设计来解决两个潜在的问题：第一，PEEK胫骨托3对X-光的显影问题；第二，PEEK胫骨托3与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)胫骨衬垫2之间的固定问题(骨水泥固定式)或次滑动问题(双滑动式)。在本发明中，如图2所示，在PEEK胫骨托3平台的内凹面33的侧壁(手术中与胫骨衬垫结合部)，特别是前侧壁镶入金属带状部件34，金属带状部件34可以是一个部件，也可以是多个部件；金属带状部件34以不小于0.5mm的高度和厚度或直径，不超过3.0mm的高度和厚度或直径为最佳；金属带状部件34由具有生物相容性的金属或其合金构成，例如钴铬钼(CoCrMo)合金，钛或钛合金，不锈钢，钽或钽合金，锆铌合金等。基于上述结构，镶入金属侧壁的PEEK胫骨托3将完成对X-光的显影和加固与聚乙烯胫骨衬垫2之间的固定的双重功效。
因此，本发明解决了聚合物手术过程中的夹持问题，以便不损坏聚合物假体，解决了临床的实际使用问题。同时本发明也解决了聚合物假体手术后的显影问题，以便观察手术效果和假体在人体中的长期服役。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；如果不脱离本发明的精神和范围，对本发明进行修改或者等同替换，均应涵盖在本发明权利要求的保护范围当中。

Claims (10)

1.一种组合式全有机高分子材料单髁人工膝关节，其特征在于，包括股骨髁，胫骨衬垫以及胫骨托，其中：
所述胫骨托呈D型形状，所述胫骨托包括胫骨托平台以及支撑所述胫骨托平台的支点；所述胫骨托平台的上表面为内凹面；所述胫骨衬垫的下表面与所述胫骨托平台的内凹面相匹配；所述胫骨衬垫的上表面与所述股骨髁接合；所述股骨髁、所述胫骨衬垫和所述胫骨托均由高分子材料构成，其中所述股骨髁和所述胫骨托由聚醚醚酮或其衍生物构成，所述胫骨衬垫由超高分子量聚乙烯构成；所述股骨髁对所述胫骨衬垫的滑动面具有缓冲，所述胫骨托对所述胫骨衬垫的固定面可以微动，所述股骨髁对所述胫骨衬垫的滑动面与所述胫骨托对所述胫骨衬垫的固定面的微动运动相匹配。
2.根据权利要求1所述的组合式全有机高分子材料单髁人工膝关节，其特征在于，所述胫骨衬垫与所述胫骨托之间匹配方式包括固定式。
3.根据权利要求2所述的组合式全有机高分子材料单髁人工膝关节，其特征在于，所述胫骨衬垫与所述胫骨托之间匹配方式还包括双滑动式。
4.根据权利要求1所述的组合式全有机高分子材料单髁人工膝关节，其特征在于，所述股骨髁和所述胫骨托与人体骨的固定采用骨水泥固定或生物固定或两者混合固定。
5.根据权利要求1所述的组合式全有机高分子材料单髁人工膝关节，其特征在于，所述单髁人工膝关节用于膝关节的内髁或外髁置换。
6.根据权利要求1所述的组合式全有机高分子材料单髁人工膝关节，其特征在于，所述股骨髁和所述胫骨托中还包含X-光显影添加物。
7.根据权利要求1所述的组合式全有机高分子材料单髁人工膝关节，其特征在于，所述股骨髁的左右两侧设置有夹槽；所述夹槽包含与其形状匹配的金属或陶瓷加强物；所述金属或陶瓷加强物厚度不小于0.5mm，不大于3.0mm。
8.根据权利要求1所述的组合式全有机高分子材料单髁人工膝关节，其特征在于，所述胫骨托平台的内凹面侧壁上包含一个或多个金属带状部件；所述金属带状部件的高度和厚度不小于0.5mm，不大于3.0mm。
9.根据权利要求7或8所述的组合式全有机高分子材料单髁人工膝关节，其特征在于，所述金属或陶瓷加强物和金属带状部件均由生物相容性金属或其合金构成。
10.根据权利要求9所述的组合式全有机高分子材料单髁人工膝关节，其特征在于，所述生物相容性金属或其合金包括钴铬钼合金、钛或钛合金、钽或钽合金、不锈钢和锆铌合金。
CN201510232899.4A 2015-05-08 2015-05-08 一种组合式全有机高分子材料单髁人工膝关节 Pending CN105030383A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510232899.4A CN105030383A (zh) 2015-05-08 2015-05-08 一种组合式全有机高分子材料单髁人工膝关节
PCT/CN2015/000723 WO2016179728A1 (zh) 2015-05-08 2015-10-28 一种组合式全有机高分子材料单髁人工膝关节

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510232899.4A CN105030383A (zh) 2015-05-08 2015-05-08 一种组合式全有机高分子材料单髁人工膝关节

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105030383A true CN105030383A (zh) 2015-11-11

Family

ID=54437764

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510232899.4A Pending CN105030383A (zh) 2015-05-08 2015-05-08 一种组合式全有机高分子材料单髁人工膝关节

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN105030383A (zh)
WO (1) WO2016179728A1 (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105640671A (zh) * 2016-03-03 2016-06-08 华中科技大学同济医学院附属同济医院 一种单髁人工膝关节
CN107789099A (zh) * 2016-08-31 2018-03-13 嘉思特华剑医疗器材(天津)有限公司 保留骨量单关节置换膝关节假体
CN109966030A (zh) * 2019-03-08 2019-07-05 山东新华联合骨科器材股份有限公司 基于3d打印的单髁人工膝关节假体系统
CN110652382A (zh) * 2018-06-28 2020-01-07 苏州微创骨科医疗工具有限公司 关节假体
CN110680568A (zh) * 2019-10-21 2020-01-14 北京安颂科技有限公司 人造胫骨假体及人造膝关节
CN112842633A (zh) * 2020-12-31 2021-05-28 上海晟实医疗器械科技有限公司 一种3d打印胫骨髓内钉全踝关节假体
WO2022088705A1 (zh) * 2020-10-30 2022-05-05 嘉思特华剑医疗器材(天津)有限公司 含氧化层锆铌合金分区骨小梁单间室股骨髁及制备方法
CN114983635A (zh) * 2022-08-02 2022-09-02 北京爱康宜诚医疗器材有限公司 关节衬垫结构

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112545720A (zh) * 2020-12-16 2021-03-26 上海联影智融医疗科技有限公司 胫骨承托组件

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050209703A1 (en) * 1999-04-02 2005-09-22 Fell Barry M Surgically implantable prosthetic system
CN1845713A (zh) * 2003-07-17 2006-10-11 精密技术公司 活动支承件膝盖假体
WO2006130350A2 (en) * 2005-05-27 2006-12-07 Amedica Corporation Knee prosthesis with ceramic tibial component
CN101160107A (zh) * 2005-02-22 2008-04-09 马科外科公司 膝关节移植
CN101879099A (zh) * 2009-05-07 2010-11-10 德普伊(爱尔兰)有限公司 前稳定膝关节植入物
US8105387B2 (en) * 2006-10-13 2012-01-31 Depuy Products, Inc. Mobile/fixed prosthetic knee systems
CN203852451U (zh) * 2014-05-23 2014-10-01 北京威高亚华人工关节开发有限公司 旋转平台型膝关节假体
CN204709086U (zh) * 2015-05-08 2015-10-21 江苏奥康尼医疗科技发展有限公司 一种组合式全有机高分子材料单髁人工膝关节

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101534751A (zh) * 2006-09-15 2009-09-16 先锋外科技术公司 具有活动连接部件的关节成形装置
US8470047B2 (en) * 2007-09-25 2013-06-25 Depuy (Ireland) Fixed-bearing knee prosthesis
US20130060344A1 (en) * 2011-09-07 2013-03-07 Biomet Manufacturing Corp. Femoral component with reinforced articulating surface
CN102793594B (zh) * 2012-08-18 2015-11-18 深圳清华大学研究院 一种人工膝关节

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050209703A1 (en) * 1999-04-02 2005-09-22 Fell Barry M Surgically implantable prosthetic system
CN1845713A (zh) * 2003-07-17 2006-10-11 精密技术公司 活动支承件膝盖假体
CN101160107A (zh) * 2005-02-22 2008-04-09 马科外科公司 膝关节移植
WO2006130350A2 (en) * 2005-05-27 2006-12-07 Amedica Corporation Knee prosthesis with ceramic tibial component
US8105387B2 (en) * 2006-10-13 2012-01-31 Depuy Products, Inc. Mobile/fixed prosthetic knee systems
CN101879099A (zh) * 2009-05-07 2010-11-10 德普伊(爱尔兰)有限公司 前稳定膝关节植入物
CN203852451U (zh) * 2014-05-23 2014-10-01 北京威高亚华人工关节开发有限公司 旋转平台型膝关节假体
CN204709086U (zh) * 2015-05-08 2015-10-21 江苏奥康尼医疗科技发展有限公司 一种组合式全有机高分子材料单髁人工膝关节

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105640671A (zh) * 2016-03-03 2016-06-08 华中科技大学同济医学院附属同济医院 一种单髁人工膝关节
CN107789099A (zh) * 2016-08-31 2018-03-13 嘉思特华剑医疗器材(天津)有限公司 保留骨量单关节置换膝关节假体
CN110652382A (zh) * 2018-06-28 2020-01-07 苏州微创骨科医疗工具有限公司 关节假体
CN109966030A (zh) * 2019-03-08 2019-07-05 山东新华联合骨科器材股份有限公司 基于3d打印的单髁人工膝关节假体系统
CN110680568A (zh) * 2019-10-21 2020-01-14 北京安颂科技有限公司 人造胫骨假体及人造膝关节
WO2022088705A1 (zh) * 2020-10-30 2022-05-05 嘉思特华剑医疗器材(天津)有限公司 含氧化层锆铌合金分区骨小梁单间室股骨髁及制备方法
CN112842633A (zh) * 2020-12-31 2021-05-28 上海晟实医疗器械科技有限公司 一种3d打印胫骨髓内钉全踝关节假体
CN112842633B (zh) * 2020-12-31 2023-03-31 上海晟实医疗器械科技有限公司 一种3d打印胫骨髓内钉全踝关节假体
CN114983635A (zh) * 2022-08-02 2022-09-02 北京爱康宜诚医疗器材有限公司 关节衬垫结构

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016179728A1 (zh) 2016-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105030383A (zh) 一种组合式全有机高分子材料单髁人工膝关节
Kelmer et al. Reasons for revision: primary total hip arthroplasty mechanisms of failure
CN105030382A (zh) 一种有机高分子材料双滑动人工膝关节
Thomas et al. The seven-year wear of highly cross-linked polyethylene in total hip arthroplasty: a double-blind, randomized controlled trial using radiostereometric analysis
CN104887354B (zh) 一种组合式有机高分子材料人工膝关节
Mellon et al. Hip replacement: landmark surgery in modern medical history
Nakamura et al. Long-term durability of ceramic tri-condylar knee implants: a minimum 15-year follow-up
CN204618488U (zh) 一种组合式全有机高分子材料人工膝关节
Roussot et al. The evolution of patellofemoral prosthetic design in total knee arthroplasty: how far have we come?
CN204709086U (zh) 一种组合式全有机高分子材料单髁人工膝关节
CN111110405B (zh) 一种人工膝关节
Diamond et al. Five cases of tibial post fracture in posterior stabilized total knee arthroplasty using Prolong highly cross-linked polyethylene
Gustke et al. All-polyethylene tibial component use for elderly, low-demand total knee arthroplasty patients
CN105030378B (zh) 一种有机高分子材料人工半髋关节假体
Iida et al. Mid-term clinical results of alumina medial pivot total knee arthroplasty
Norgren et al. All-poly tibial component better than metal-backed: a randomized RSA study
CN204709085U (zh) 一种有机高分子材料双滑动人工膝关节
Bauman et al. Can a high-flexion total knee arthroplasty relieve pain and restore function without premature failure?
Ho et al. Metallosis in cemented titanium alloy total knee arthroplasty without apparent metal-on-metal articulation
Shen et al. Survivorship comparison of all-polyethylene and metal-backed tibial components in cruciate-substituting total knee arthroplasty—Chinese experience
Amin et al. The early radiological follow-up of a medial rotational design of total knee arthroplasty
CN204709080U (zh) 一种有机高分子材料人工半髋关节假体
Kim et al. Midterm clinical and radiographic results of mobile-bearing revision total knee arthroplasty
Higuera et al. 18 Causes and Diagnosis of Aseptic Loosening After Total Knee Replacement
CN105078620A (zh) 一种有机高分子材料人工肩关节假体

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20151111

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication