CN109009576B - 单髁式膝关节假体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种单髁式膝关节假体，包括：具有沉孔和/或通孔的髁基，包括腔外部、凸台式腔内部和凸棱式腔内部，腔外部包括第一骨表复制面、第一折面、接骨顶面及接骨侧面，凸台式腔内部设置在接骨顶面上，凸棱式腔内部设置在接骨侧面上；髁帽，包括第二骨表复制面和第二折面，第二折面与第一折面匹配接合并使髁帽对髁基的底端进行包覆，第二骨表复制面能独立作为股骨髁关节面并与第一骨表复制面匹配拼接。该单髁式膝关节假体能与患者的胫骨相配合，避免医生在膝关节置换手术之中对股骨髁病变而胫骨无病变的患者实施胫骨截骨操作，有效降低截骨操作的难度、优质骨质的损失量、手术引起的创伤面积和术后的恢复时间等一系列不良问题。

Description

单髁式膝关节假体
技术领域
本发明属于假体设计及制造领域，具体涉及一种能与患者的胫骨相配合的单髁式膝关节假体。
背景技术
就目前医疗而言，通过膝关节假体置换患者体内发生病变的膝关节是解决膝关节肿瘤的常用手术。虽然该手术能解决膝关节肿瘤给患者带来的痛苦而使之恢复行走能力。但由于已有膝关节假体都由股骨组件、胫骨组件和垫片三大部分组成，因此无论局部病变还是整体病变的膝关节都不得不实施股骨截骨操作和胫骨截骨操作。也就是说，由于已有技术之中没有与患者的胫骨相配合的单髁式膝关节假体，所以对于股骨髁病变而胫骨无病变的患者实施膝关节置换手术时，也得对患者实施股骨截骨操作和胫骨截骨操作，其中胫骨截骨不仅对优质的胫骨造成不必要的损失，增加截骨操作的难度，而且也增加手术引起的创伤面积和术后的恢复时间等。
发明内容
为了解决上述全部或部分问题，本发明的目的是提供了一种单髁式膝关节假体，其能与患者的胫骨相配合，避免医生在膝关节置换手术之中对股骨髁病变而胫骨无病变的患者实施胫骨截骨，有效降低截骨操作的难度、优质骨质的损失量、手术引起的创伤面积和术后的恢复时间等一系列不良问题。
本发明提供了一种单髁式膝关节假体，包括：具有沉孔和/或通孔的髁基，包括腔外部、凸台式腔内部和凸棱式腔内部，所述腔外部包括第一骨表复制面、第一折面、接骨顶面及接骨侧面，其中所述凸台式腔内部设置在所述接骨顶面上，所述凸棱式腔内部设置在所述接骨侧面上；髁帽，包括第二骨表复制面和第二折面，所述髁帽的第二折面与髁基的第一折面匹配接合并使所述髁帽对所述髁基的底端进行包覆，所述第二骨表复制面能独立作为股骨髁关节面并与所述第一骨表复制面匹配拼接。
本发明的单髁式膝关节假体首先通过第一和第二折面匹配接合实现髁基与髁帽的连接，再通过髁基的接骨面(含接骨顶面和接骨侧面)、凸台式腔内部和凸棱式腔内部，以及帮助固定的结构(即沉孔和/或通孔)及额外增加的固定件(如螺钉或医用不锈钢丝)实现髁基与已完成股骨截骨操作的股骨之间的定位和固定，最后通过匹配拼接的第一和第二骨表复制面顶替患者股骨在截去病变股骨髁之后缺失的表面，并利用第二骨表复制面作为能患者胫骨配合的股骨髁关节面，这不仅在单髁式膝关节假体上保留个体股骨的独特构造，降低患者的排斥反应，而且可以有效提高该单髁式膝关节假体与患者无病变股骨的匹配程度，保证该单髁式膝关节假体能与患者的胫骨近似完美配合，避免医生在膝关节置换手术之中对股骨髁病变而胫骨无病变的患者实施胫骨截骨，有效降低截骨操作的难度、优质骨质的损失量、手术引起的创伤面积和术后的恢复时间等一系列不良问题。
此外，本发明的单髁式膝关节假体的结构简单、制造方便，使用安全可靠，便于实施推广应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为根据本发明实施例的单髁式膝关节假体的爆炸图；
图2为根据本发明实施例的单髁式膝关节假体的侧视图；
图3为根据本发明实施例的单髁式膝关节假体的立体图。
图4为根据本发明实施例的单髁式膝关节假体的安装示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
图1为根据本发明实施例的单髁式膝关节假体的爆炸图；图2为根据本发明实施例的单髁式膝关节假体的侧视图；图3为根据本发明实施例的单髁式膝关节假体的立体图；图4为根据本发明实施例的单髁式膝关节假体的安装示意图。如图1到图4所示，该单髁式膝关节假体10既可以是对股骨的外侧髁进行置换的膝关节外侧髁假体，也可以是对股骨的内侧髁进行置换的膝关节内侧髁假体。该单髁式膝关节假体10包括髁基1。髁基1通常由钛合金或钴铬钼合金打印成型。该髁基1带有能够帮助固定的沉孔1a和/或通孔，并包括腔外部11、凸台式腔内部12和凸棱式腔内部13。凸台式腔内部12和凸棱式腔内部13能够进入到已完成股骨截骨操作的股骨20的髓腔202内，但腔外部11却不能进入到已完成股骨截骨操作的股骨20的髓腔202内。值得说明是，髁基1的占用范围不严格限制或界定于股骨髁的所在范围内，其完全可以突破股骨髁所占范围而再延及到股骨的其他部位，例如股骨远端。其中，通孔一般沿着径向贯穿腔外部11，以允许医用不锈钢丝穿过并将髁基1绑扎固定在已完成股骨截骨操作的股骨20之上。
腔外部11包括第一骨表复制面111(图中由不规则网格表示具体范围)、第一折面112、接骨顶面113和接骨侧面114。该腔外部11的表面既可仅由骨表复制面111、第一折面112、接骨顶面113和接骨侧面114四个表面构成。当然，该腔外部11的表面也可以由前述四面和额外增加的其他表面共同构成。凸台式腔内部12设置在接骨顶面113上，并能沿着轴向进入到已完成股骨截骨操作的股骨20的髓腔202内，并将接骨顶面113抵靠在该股骨20的切面201上，使得单髁式膝关节假体10能够被精准地定位于该股骨20上。凸台式腔内部12的形状优选为圆柱形或圆台形，以降低其进入骨髓202之后给股骨20带来的刺激或不适。凸棱式腔内部13设置在接骨侧面114上，并能沿着径向进入到已完成股骨截骨操作的股骨20的髓腔202内，使接骨侧面114抵靠在该股骨20的切面201上，保证该单髁式膝关节假体10能够被准确定位于该股骨20上。
继续如图1所示，该单髁式膝关节假体10还包括髁帽2。髁帽2通常由聚乙烯或陶瓷打印成型。该髁帽2包括第二骨表复制面21(图中由规则网格表示具体范围)和第二折面22。髁帽2的第二折面22与髁基1的腔外部11的第一折面112匹配接合，并使髁帽2对髁基1的底端进行包覆。第二骨表复制面21能与第一骨表复制面111匹配拼接并独立作为股骨髁关节面。也就是，该第二骨表复制面21至少包含对患者的原股骨髁关节面进行复制的表面。优选地，髁帽2的第二折面22与髁基1的腔外部11的第一折面112通过骨水泥相连，以保证髁帽2能够与髁基1稳固相连。
为了实现第一骨表复制面111和第二骨表复制面21对骨表的复制，髁基1和髁帽2的制造方法主要包括股骨扫描步骤和三维打印步骤，或者包含股骨扫描步骤和传统机加工步骤(如车、铣和/或磨等)。下面举例说明髁基1和髁帽2的制造方法，也就是在三维打印之前，通过CT设备对患者病变股骨进行扫描，并获得与患者股骨高度匹配的股骨模型，然后在计算器内使用常规模型处理软件对股骨模型进一步处理(含切除及对髁基和髁帽的分界)以获得打印髁基1用的髁基模型和打印髁帽2用的髁帽模型，最后用三维打印设备依据髁基模型和髁帽模型分别打印出单髁式膝关节假体10的髁基1和髁帽2。
本发明实施例的单髁式膝关节假体10首先通过第一折面112和第二折面22匹配接合实现髁基1与髁帽2的连接，再通过髁基1的接骨面(含接骨顶面113和接骨侧面114)、凸台式腔内部12和凸棱式腔内部13，以及帮助固定的结构(如沉孔1a和/或通孔)及额外增加的固定件(如螺钉或医用不锈钢丝)实现髁基1与已完成股骨截骨操作的股骨20之间的定位和固定，最后通过匹配拼接的第一和第二骨表复制面111，21顶替患者病变股骨髁在截骨时所截取的表面，并利用第二骨表复制面21作为能与患者胫骨配合的股骨髁关节面，这不仅保留个体股骨的独特构造，降低患者的排斥反应和不适程度，而且可以有效提高该单髁式膝关节假体10与患者无病变股骨的匹配程度，保证该单髁式膝关节假体10能与患者的胫骨近似完美配合，避免医生在膝关节置换手术之中对股骨髁病变而胫骨无病变的患者实施胫骨截骨，有效降低截骨操作的难度、优质骨质的损失量、手术引起的创伤面积和术后的恢复时间等一系列不良问题。
接骨侧面114既可以是平坦表面，也可以是折面。不过在本实施例中，为了降低优质骨质的截骨量，接骨侧面114选为折面，并具体包括第一子平面114a和沿轴向延伸的第二子平面114b。该第一子平面114a的顶边与第二子平面114b的底边相连，而其底边与第一折面112相连，第二子平面114b的顶边与接骨顶面113相连，其中第一子平面114a和第二子平面114b之间的处于腔外部13内的夹角α为钝角。由于第一子平面114a和第二子平面114b之间的处于腔外部13内的夹角α为钝角，所以第一子平面114a相对于第二子平面114b倾斜，并能够完整或部分躲避股骨髁间窝，以降低对该股骨髁间窝的截骨量。
在本实施例中，凸棱式腔内部13完整地形成在接骨侧面114的第二子平面114b上，凸棱式腔内部13的径向截面为半圆形，并且该凸棱式腔内部13的径向截面面积朝远离凸台式腔内部12的方向逐渐减小，以保证凸棱式腔内部13能沿着径向顺畅、完整且不易划伤地进入已完成股骨截骨操作的股骨20的髓腔202内。
在本实施例中，髁帽2还包括与第二骨表复制面21和第二折面22相连的接骨斜面23，髁帽2的接骨斜面23与髁基1的接骨侧面114的第一子平面对接并彼此共面。髁帽2的接骨斜面23能够同髁基1的接骨侧面114一起抵靠股骨的切面201，并进一步增加该单髁式膝关节假体10与已完成股骨截骨操作的股骨20之间的接触面积，有助于提高其固定在患者的股骨20之后的稳定性。事实上，该髁帽2的表面既可以仅由第二骨表复制面21和第二折面22构成，也可以由仅由第二骨表复制面21、第二折面22及接骨斜面23构成，也可以有第二骨表复制面21、第二折面22和其他表面构成。不过在一个优选的实施例中，该髁帽2的表面由第二骨表复制面21、第二折面22及接骨斜面23构成。
在本实施例中，沉孔2a包括沿着径向贯穿腔外部11和凸棱式腔内部13的多个径向沉孔，多个径向沉孔沿着轴向间隔开。径向沉孔准许入骨螺钉(又称骨螺钉)沿着径向进入其中，使得该入骨螺钉能够在拧入股骨之后将髁基1固定在该股骨20之上。从销售的角度来看，该入骨螺钉既可以跟随被单髁式膝关节假体10一同销售，也可以不跟随被单髁式膝关节假体10一同销售，所以该入骨螺钉既可以被单髁式膝关节假体10所包含，也可以不被单髁式膝关节假体10所包含。也是说，被单髁式膝关节假体10最好包含入骨螺钉，以节约购买者的购买程序和时间。
在本实施例中，为了提高髁基1和髁帽2之间的稳定性，该单髁式膝关节假体10还可包括能够插入髁基1并拧入髁帽2内的紧固螺钉(未示出)。髁基1与髁帽2的连接通过第一折面112和第二折面22匹配接合来实现，在此基础之上又通过紧固螺钉再次将髁基1与髁帽2连接，使得髁基1与髁帽2之间的连接更加牢固，即便出现意外，髁帽2也很难脱离髁基1。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“顶”和“底”分别是靠近图1的上边界的位置和靠近图1的下边界的位置，术语“轴向”是指凸台式腔内部12的中轴线的延伸方向，“径向”是指垂直该中轴线的方向，它们指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连通”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种单髁式膝关节假体，其特征在于，包括：
具有沉孔和/或通孔的髁基，包括腔外部、凸台式腔内部和凸棱式腔内部，所述腔外部包括第一骨表复制面、第一折面、接骨顶面及接骨侧面，其中所述凸台式腔内部设置在所述接骨顶面上，所述凸棱式腔内部设置在所述接骨侧面上；
髁帽，包括第二骨表复制面和第二折面，所述髁帽的第二折面与髁基的第一折面匹配接合并使所述髁帽对所述髁基的底端进行包覆，所述第二骨表复制面能独立作为股骨髁关节面并与所述第一骨表复制面匹配拼接。
2.根据权利要求1所述的单髁式膝关节假体，其特征在于，所述接骨侧面包括第一子平面和沿轴向延伸的第二子平面，所述第一子平面的顶边与第二子平面的底边相连，而其底边与所述第一折面相连，所述第二子平面的顶边与所述接骨顶面相连，其中所述第一子平面和第二子平面之间的处于所述腔外部内的夹角为钝角。
3.根据权利要求2所述的单髁式膝关节假体，其特征在于，所述凸棱式腔内部完整地形成在所述接骨侧面的第二子平面上，所述凸棱式腔内部的径向截面为半圆形，并且所述凸棱式腔内部的径向截面面积朝远离所述凸台式腔内部的方向逐渐减小。
4.根据权利要求2所述的单髁式膝关节假体，其特征在于，所述髁帽还包括与第二骨表复制面和第二折面相连的接骨斜面，所述接骨斜面与第一子平面对接并彼此共面。
5.根据权利要求4所述的单髁式膝关节假体，其特征在于，所述髁帽的表面由所述第二骨表复制面、第二折面和接骨斜面构成，所述腔外部的表面由所述第一骨表复制面、第一折面、接骨顶面及接骨侧面构成。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的单髁式膝关节假体，其特征在于，所述沉孔包括沿着径向同时贯穿所述腔外部和凸棱式腔内部的多个径向沉孔，多个所述径向沉孔沿着轴向间隔开。
7.根据权利要求1到5中任一项所述的单髁式膝关节假体，其特征在于，所述单髁式膝关节假体还包括能够沿着轴向插入所述髁基并拧入所述髁帽内的紧固螺钉。
8.根据权利要求1到5中任一项所述的单髁式膝关节假体，其特征在于，所述凸台式腔内部为圆柱形或圆台形。
9.根据权利要求1到5中任一项所述的单髁式膝关节假体，其特征在于，所述髁帽由聚乙烯或陶瓷打印成型，所述髁基由钛合金或钴铬钼合金打印成型。
10.根据权利要求1到5中任一项所述的单髁式膝关节假体，其特征在于，所述髁基的第一折面和所述髁帽的第二折面通过骨水泥粘连。
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