CN108186167B - 膝关节假体 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种膝关节假体，膝关节假体设置在股骨和胫骨之间，膝关节假体包括：股骨髁，设置在股骨靠近胫骨的一端，股骨髁朝向胫骨的一侧设置有第一曲面；胫骨平台，设置在胫骨靠近股骨的一端，胫骨平台朝向股骨的一侧设置有第二曲面；垫片，设置在股骨髁和胫骨平台之间，垫片朝向股骨的一侧设置有与第一曲面相配合的第三曲面，垫片能够沿第一曲面相对股骨髁移动，垫片朝向胫骨的一侧设置有与第二曲面相配合的第四曲面，垫片能够沿第二曲面相对胫骨平台移动。本发明的技术方案有效地解决了现有技术中垫片容易脱出胫骨平台的范围，进而增加受术患者受伤的可能的问题。

Description

膝关节假体

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体而言，涉及一种膝关节假体。

背景技术

膝关节单髁置换(UKA)用于治疗单间室的胫股关节炎已经有超过30年的历史。尽管早期报道效果不佳，但是现在已经发展成为一种安全可靠的治疗方法。要保证UKA的疗效，就需要选择适当的病例、精湛的手术技巧、避免过度矫正畸形。这种方法适用于局限性疼痛、活动度良好、同时影像学表现为单发的胫股关节炎的患者。与全膝关节置换相比，UKA术后的活动度更大、患者满意程度更高，而且中期的假体生存率相当。

目前膝关节单髁置换(UKA)胫骨部件包括两种主要设计模式：

固定垫片结构，垫片固定于胫骨平台之上，垫片上表面比较平坦，股骨髁在固定垫片上运动，点接触，接触应力较大，该设计垫片容易磨损，但股骨髁活动自由。

活动垫片假体，已Oxford为代表的活动垫片假体。活动半月板型假体垫片为塑料聚乙烯制作，胫骨平台是一个平坦的金属底座。垫片的上表面为凹球面，其形状与股骨髁高度匹配。垫片的下表面为平面，可以在同样是平面的胫骨平台表面上前后左右自由活动。

上述活动垫片假体的垫片和股骨髁容易脱出胫骨平台的范围，增加受术患者受伤的可能。

发明内容

本发明旨在提供一种膝关节假体，以解决现有技术中垫片容易脱出胫骨平台的范围，进而增加受术患者受伤的可能的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种膝关节假体，设置在股骨和胫骨之间，包括：股骨髁，设置在股骨靠近胫骨的一端，股骨髁朝向胫骨的一侧设置有第一曲面；胫骨平台，设置在胫骨靠近股骨的一端，胫骨平台朝向股骨的一侧设置有第二曲面；垫片，设置在股骨髁和胫骨平台之间，垫片朝向股骨的一侧设置有与第一曲面相配合的第三曲面，垫片能够沿第一曲面相对股骨髁移动，垫片朝向胫骨的一侧设置有与第二曲面相配合的第四曲面，垫片能够沿第二曲面相对胫骨平台移动。

进一步地，第二曲面为凹面，第四曲面为凸面。

进一步地，胫骨平台和垫片之间设置有止挡结构。

进一步地，止挡结构包括止挡柱，止挡柱从胫骨平台朝向股骨伸出。

进一步地，止挡结构还包括设置在垫片上的限位凹槽，限位凹槽能够容纳止挡柱并与止挡柱抵接。

进一步地，止挡柱远离胫骨平台的一端设置有导向面，导向面朝向垫片设置。

进一步地，导向面包括相对设置的两个锥面和连接两个锥面的斜面，两个锥面的轴线位于斜面的同侧。

进一步地，胫骨平台朝向胫骨的一侧设置有固定结构，固定结构均伸入胫骨中以固定胫骨平台。

进一步地，固定结构包括固定板和紧固件，固定板从胫骨平台向下伸出，固定板与胫骨相贴合，紧固件穿过固定板并伸入胫骨中，紧固件与胫骨平台成角度地设置。

进一步地，紧固件为多个，多个紧固件成角度地设置。

应用本发明的技术方案，股骨髁的第一曲面和垫片的第三曲面配合，胫骨平台的第二曲面和垫片的第四曲面配合，曲面的边缘和中心具有高度差，当两个相互配合的曲面之间出现偏离时，在两个曲面的内力作用下，两个曲面具有复位的趋势。当两个曲面偏离程度越大时，这种复位的趋势越强烈，进而保持通过曲面配合的两个结构的相对位置。曲面配合降低了股骨髁和垫片以及垫片和胫骨平台之间的相对活动范围，进而降低了受术患者受到伤害的可能。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的膝关节假体的实施例的结构示意图；

图2示出了图1的膝关节假体的俯视结构示意图；

图3示出了图2的膝关节假体的A-A向剖视结构示意图；

图4示出了图1的膝关节假体的胫骨平台的结构示意图；

图5示出了图4的胫骨平台的左视结构示意图；

图6示出了图1的膝关节假体的垫片的主视结构示意图；以及

图7示出了图6的垫片的左视结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

20、胫骨平台；21、第二曲面；22、固定柱；30、垫片；31、第三曲面；32、第四曲面；40、止挡结构；41、止挡柱；42、限位凹槽；43、导向面；431、第一锥面；432、第二锥面；433、斜面；50、固定结构；51、固定板；52、紧固件。

具体实施方式

本申请的膝关节组件设置在股骨和胫骨之间，膝关节有股骨内、外侧髁和胫骨内、外侧髁以及髌骨构成，为人体最大且构造最复杂、损伤机会较高的关节。目前的医学领域针对膝关节问题能够提供假体替换原生骨骼的治疗方法，膝关节置换具体地可分为单髁置换、膝关节表面置换和铰链式全膝关节置换。对于单纯的内侧或外侧间隔的病变，理论上可以选择单髁置换，即只置换股骨内侧髁和胫骨内侧髁或者股骨外侧髁和胫骨外侧髁。目前的膝关节单髁置换(UKA)认为股骨髁、胫骨平台以及垫片之间的相对移动范围有未替换的韧带及膝关节周围的肌肉组织等软组织进行限制，而本申请的发明人在实际临床中发现，患者术后的膝关节的限制能力达不到理想情况。本申请针对上述问题对膝关节假体的结构进行了改进。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

如图1至图7所示，本实施例的膝关节假体包括股骨髁、胫骨平台20和垫片30。其中，股骨髁设置在股骨靠近胫骨的一端，股骨髁朝向胫骨的一侧设置有第一曲面。胫骨平台20设置在胫骨靠近股骨的一端，胫骨平台20朝向股骨的一侧设置有第二曲面21。垫片30设置在股骨髁和胫骨平台20之间，垫片30朝向股骨的一侧设置有与第一曲面相配合的第三曲面31，垫片30能够沿第一曲面相对股骨髁移动；垫片30朝向胫骨的一侧设置有与第二曲面21相配合的第四曲面32，垫片30能够沿第二曲面21相对胫骨平台20移动。

应用本实施例的技术方案，股骨髁的第一曲面和垫片30的第三曲面31配合，胫骨平台20的第二曲面21和垫片30的第四曲面32配合，曲面的边缘和中心具有高度差，当两个相互配合的曲面之间出现偏离时，在两个曲面的内力作用下，两个曲面具有复位的趋势。当两个曲面偏离程度越大时，这种复位的趋势越强烈，进而保持通过曲面配合的两个结构的相对位置。曲面配合降低了股骨髁和垫片30以及垫片30和胫骨平台20之间的相对活动范围，进而降低了受术患者受到伤害的可能。

优选地，如图1和图2所示，本实施例的第三曲面31为凹球面，并且第三曲面31的曲率与股骨髁的第一曲面的曲率相等，以使股骨髁相对胫骨平台20移动时垫片30能够随股骨髁的移动在胫骨平台20上滑动。当股骨髁相对胫骨平台20转动时垫片30能够沿股骨髁的第一曲面移动。

本实施例的膝关节假体为单髁膝关节假体，并适用于内侧髁。其中，图2和图3中左侧朝向膝关节内侧、右侧朝向膝关节外侧；图5中左侧为膝关节后侧并朝向人体后方、右侧为膝关节前侧并朝向人体前方；与图5相对应的，图2中上方为膝关节后侧、下方为膝关节前侧。

如图4至图7所示，本实施例的第二曲面21为凹面形成滑道，第四曲面32为凸面并能够在滑道中滑动。滑道可根据人体股骨髁相对胫骨平台的运动轨迹进行设计，以符合人体运动的规律。第二曲面21和第四曲面32相配合可以起到一定的限位作用，防止垫片30的脱出。同时，用曲面关节面代替传统的平面接触，接触面积大，有利于分散应力、减少磨损。具体如图5所示，膝关节的前后有软组织包裹，同时前后活动范围较大、行程较长，第二曲面21的前后缘与第二曲面21的中心之间的高度差控制在2mm以上，即前侧脱离高度t4≥2mm、后侧脱离高度t3≥2mm，以有效地防止垫片30从第二曲面21中脱离。

相比于膝关节的前后方向有软组织包裹、运动形成较长，膝关节的中间有髁间结节等有骨组织限制左右方向移动，活动范围小、行程较短，脱离风险较大。因此，如图1至图3所示，本实施例的胫骨平台20和垫片30之间设置有止挡结构40。当垫片30有超出胫骨平台20范围的趋势时，止挡结构40能够为垫片30提供复位的作用力，进一步防止垫片脱出胫骨平台的范围，避免垫片30在受到意外外力的情况下脱离胫骨平台，为患者提供保护。

具体地，如图1和图4所示，本实施例的止挡结构40包括止挡柱41，止挡柱41从胫骨平台20朝向股骨伸出。止挡柱41能够与垫片30抵接以阻止垫片30继续向外移动。鉴于膝关节的中间有骨组织阻挡、不易脱离，本实施例的止挡柱41设置在膝关节的外侧边缘。与第二曲面21的前后缘相似的，第二曲面21的内外侧(或左右侧)边缘与第二曲面21的中心之间的高度差也控制在2mm以上，即内侧脱离高度t1≥2mm、外侧脱离高度t2≥2mm，以有效地防止垫片30从第二曲面21中脱离。

进一步地，如图1和图6所示，本实施例的止挡结构40还包括设置在垫片30上的限位凹槽42，限位凹槽42能够容纳止挡柱41并与止挡柱41抵接。限位凹槽42避让止挡柱41，避免止挡柱41影响垫片30的活动范围，同时当止挡柱41进入限位凹槽42时，限位凹槽42能够限制止挡柱41的活动范围，进一步限制股骨髁和胫骨平台之间的相对活动范围，为患者提供保护。优选地，本实施例的限位凹槽42的长度大于止挡柱41的宽度，以使止挡柱41进入限位凹槽42中时也能沿前后方向移动，以避免限位凹槽42过短导致前后内壁同时与止挡柱41相抵，影响膝关节的活动范围。

具体地，如图2至图4所示，本实施例的止挡柱41远离胫骨平台20的一端设置有导向面43，导向面43朝向垫片30设置。导向面43使止挡柱41更顺畅地进入限位凹槽42，减少限位凹槽42的边缘与止挡柱41的边缘之间的硬碰。

更具体地，如图2至图5所示，导向面43包括相对设置的两个锥面和连接两个锥面的斜面，两个锥面的轴线位于斜面的同侧。第一锥面431、斜面433和第二锥面432组合形成导向面43，加强了导向面43的导向作用。并且本实施例的导向面43的横截面呈半个腰圆形，能够提供一定的扭矩，在一定程度上限制了垫片30的活动范围，为患者提供保护。优选地，如图3所示，锥面的锥角和斜面的倾角θ在30°至60°之间。

如图1所示，本实施例的胫骨平台20朝向胫骨的一侧设置有固定结构50，固定结构50伸入胫骨中为胫骨平台20提供额外的稳定性，以固定胫骨平台20。

具体地，如图1至图5所示，本实施例的固定结构50包括固定板51和紧固件52，固定板51从胫骨平台20向下伸出并与胫骨相贴合，紧固件52穿过固定板51并伸入胫骨中，紧固件52与胫骨平台20成角度地设置。

在其他实施方式中，紧固件可以在头部上也设置螺纹，相应地在固定板的螺钉孔的内壁上设置内螺纹，以提高稳定性。

进一步地，如图1所示，本实施例的紧固件52为两个，两个紧固件52成角度地设置。

本实施例的胫骨平台还包括固定柱22，固定柱22能够插入患者胫骨中以对胫骨平台进行定位、固定。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

股骨髁的第一曲面和垫片的第三曲面配合，胫骨平台的第二曲面和垫片的第四曲面配合，曲面的边缘和中心具有高度差，当两个相互配合的曲面之间出现偏离时，在两个曲面的内力作用下，两个曲面具有复位的趋势。当两个曲面偏离程度越大时，这种复位的趋势越强烈，进而保持通过曲面配合的两个结构的相对位置。曲面配合降低了股骨髁和垫片以及垫片和胫骨平台之间的相对活动范围，进而降低了受术患者受到伤害的可能。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种膝关节假体，设置在股骨和胫骨之间，其特征在于，包括：

股骨髁，设置在所述股骨靠近所述胫骨的一端，所述股骨髁朝向所述胫骨的一侧设置有第一曲面；

胫骨平台(20)，设置在所述胫骨靠近所述股骨的一端，所述胫骨平台(20)朝向所述股骨的一侧设置有第二曲面(21)；

垫片(30)，设置在所述股骨髁和所述胫骨平台(20)之间，所述垫片(30)朝向所述股骨的一侧设置有与所述第一曲面相配合的第三曲面(31)，所述垫片(30)能够沿所述第一曲面相对所述股骨髁移动，所述垫片(30)朝向所述胫骨的一侧设置有与所述第二曲面(21)相配合的第四曲面(32)，所述垫片(30)能够沿所述第二曲面(21)相对所述胫骨平台(20)移动；

所述胫骨平台(20)和所述垫片(30)之间设置有止挡结构(40)；

所述止挡结构(40)包括止挡柱(41)，所述止挡柱(41)从所述胫骨平台(20)朝向所述股骨伸出；

所述止挡结构(40)还包括设置在所述垫片(30)上的限位凹槽(42)，所述限位凹槽(42)能够容纳所述止挡柱(41)并与所述止挡柱(41)抵接；

所述止挡柱(41)远离所述胫骨平台(20)的一端设置有导向面(43)，所述导向面(43)朝向所述垫片(30)设置；

所述导向面(43)包括相对设置的两个锥面和连接两个锥面的斜面，两个所述锥面的轴线位于所述斜面的同侧。

2.根据权利要求1所述的膝关节假体，其特征在于，所述第二曲面(21)为凹面，所述第四曲面(32)为凸面。

3.根据权利要求1所述的膝关节假体，其特征在于，所述胫骨平台(20)朝向所述胫骨的一侧设置有固定结构(50)，所述固定结构(50)均伸入所述胫骨中以固定所述胫骨平台(20)。

4.根据权利要求3所述的膝关节假体，其特征在于，所述固定结构(50)包括固定板(51)和紧固件(52)，所述固定板(51)从所述胫骨平台(20)向下伸出，所述固定板(51)与所述胫骨相贴合，所述紧固件(52)穿过所述固定板(51)并伸入所述胫骨中，所述紧固件(52)与所述胫骨平台(20)成角度地设置。

5.根据权利要求4所述的膝关节假体，其特征在于，所述紧固件(52)为多个，多个所述紧固件(52)成角度地设置。