CN111407469A - 一种膝关节假体 - Google Patents

Abstract

本发明属于医用假体技术领域，公开了一种膝关节假体。该膝关节假体包括股骨假体和胫骨平台衬垫。股骨假体的与胫骨平台衬垫相配合的面形成有内髁面和外髁面，以及形成在内髁面与外髁面之间的髁间通槽和与髁间通槽相连的髁间凹槽。胫骨平台衬垫的与股骨假体相配合的面上形成有用于对应支撑内髁面和外髁面的内髁支撑面和外髁支撑面，以及形成在内髁支撑面与外髁支撑面之间的导向立柱和凸部。其中，髁间凹槽的截面构造为扇形结构，扇形结构的构造圆心角的两个侧边之间的距离自髁间通槽沿远离髁间通槽的方向逐渐增大。本发明的膝关节假体能够提高假体植入后的稳定性，同时能够减少假体植入后刺激周围的软组织而引起疼痛的概率。

Description

一种膝关节假体

技术领域

本发明属于医用假体技术领域，具体涉及一种膝关节假体。

背景技术

膝关节假体是用来代替膝关节的外科植入物，其用于膝关节的表面膝置换手术中，将受损的膝关节进行处理并用膝关节假体替代。现有的膝关节假体主要包括：用于与人体的股骨相连的股骨假体和用于与人体的胫骨相连的胫骨平台托，以及位于股骨假体与胫骨平台托之间的衬垫。

目前，膝关节假体在关节置换手术中得到了广泛的应用。然而，现有技术的膝关节假体通常情况具有以下几方面的缺点：1)膝关节假体植入后会时常发生髌骨关节的髌前痛的问题。发生的原因为股骨假体与衬垫的相对滑动为单一方向上的滑动，单一方向上的滑动一方面大大提高了配合部位的磨损速度，从而直接造成了膝关节假体的匹配度降低；另一方面，还直接限制了植入假体后的膝关节的自由度，这样，在膝关节假体受到张力和剪力的反复作用后，膝关节假体容易刺激周围的软组织而引起疼痛。2)为了满足大部分患者的膝关节置换手术，常将胫骨平台托设计为对称式结构，该对称式结构的胫骨平台托并不能与患者的胫骨的自然轮廓完全相匹配，从而导致胫骨平台托无法完全覆盖胫骨的截骨平面以达到理想的骨覆盖面积，这样，不仅会降低胫骨平台托植入后的稳定性，从而增加了远期膝关节假体松动的风险，而且在长期使用中，还会刺激胫骨平台托与截骨平面的连接处周围的软组织而引起疼痛，从而增加了关节内出血的风险。

发明内容

为了解决上述全部或部分问题，本发明目的在于提供一种膝关节假体，以提高假体植入后的稳定性，同时能够减少假体植入后刺激周围的软组织而引起疼痛的概率。

本发明的膝关节假体包括股骨假体和与股骨假体滑动配合的胫骨平台衬垫。股骨假体的与胫骨平台衬垫相配合的面上形成有内髁面和外髁面，以及形成在内髁面与外髁面之间的髁间通槽和与髁间通槽相连且沿髁间通槽的长度方向延伸的髁间凹槽。胫骨平台衬垫的与股骨假体相配合的面上形成有左右设置的用于对应支撑内髁面和外髁面的内髁支撑面和外髁支撑面，以及形成在内髁支撑面与外髁支撑面之间的用于插设于髁间通槽内的导向立柱和用于与髁间凹槽滑动配合的凸部，凸部相对于髁间凹槽的滑动轨迹构造成股骨假体的髌骨关节面的运动轨迹。其中，髁间凹槽的截面构造为扇形结构，扇形结构的构造圆心角的两个侧边之间的距离自髁间通槽沿远离髁间通槽的方向逐渐增大。

进一步地，扇形结构的圆心角的角度范围在0°至30°之间。

进一步地，髁间通槽的远离髌骨关节面的一侧形成有横向上的第一减胶槽。

进一步地，股骨假体的与髌骨关节面相对的内侧面上形成有第二减胶槽，第二减胶槽形成在股骨假体的位于股骨假体的前髁端的位置。

进一步地，内髁面和外髁面构造为第一弧形面，内髁支撑面和外髁支撑面构造为与第一弧形面相配合的向下凹陷的第二弧形面。

进一步地，膝关节假体还包括用于支撑并固定胫骨平台衬垫的胫骨平台托，胫骨平台托包括：平台托支撑部，平台托支撑部包括用于与胫骨平台衬垫相连的顶面和与顶面相对且用于与人体胫骨的截骨平面相贴合的底面，以及连接顶面与底面的侧轮廓面；和平台托连接部，平台托连接部的一端与底面固定连接，另一端用于植入人体胫骨的髓腔内以与人体胫骨相连；其中，侧轮廓面的横截面构造为与人体胫骨的截骨平面相同。

进一步地，侧轮廓面包括靠近人体内侧的内侧轮廓和与内侧轮廓相连且靠近人体外侧的外侧轮廓，内侧轮廓的横截面面积大于外侧轮廓的横截面面积。

进一步地，平台托连接部包括与底面垂直固定连接的柱状柄部和与底面垂直连接且位于柱状柄部的两侧的两个板状筋结构，两个板状筋结构所在的平面成夹角。

进一步地，柱状柄部的端部形成有连接孔，膝关节假体还包括与柱状柄部的连接孔可拆卸连接的堵头部。

进一步地，股骨假体由钴铬钼合金材料制成，胫骨平台衬垫和堵头部由聚乙烯材料制成，胫骨平台托由钛合金材料制成。

本发明的膝关节假体具有以下几方面的优点：

1)本发明的膝关节假体的髌骨关节面的活动度的增加能够有效地避免单一方向上的滑动提高了配合部位的磨损速度而造成的膝关节假体的匹配度降低的问题，从而能够有效地减少因匹配度降低而引起的膝关节假体刺激周围的软组织引发的疼痛问题，即可有效地减少髌前痛；

2)本发明的膝关节假体通过设置第一减胶槽，使得髁间通槽在能够保证与股骨髓腔的连接的情况下，对其的合理减胶能够有效地减少截骨量，从而能够最大程度的保留原有的骨质，进而能够通过保留的骨质有效地减少股骨假体植入后周围出现骨折的现象发生；

3)本发明的膝关节假体的胫骨平台托可使胫骨周边的软组织能够更好的贴合侧轮廓面，从而有效的避免了胫骨平台托在植入后刺激其与截骨平面的连接处的周围软组织而引起疼痛的问题，进而能够有效的避免增加关节内出血的风险；

4)本发明的膝关节假体的胫骨平台托完全覆盖截骨平面增大了底面与截骨平面的覆盖率，从而能够有效的提高胫骨平台托在植入后的稳定性，进而降低了远期胫骨平台托的松动的风险。

附图说明

图1为本发明实施例的膝关节假体的结构爆炸图；

图2为图1所示的膝关节假体的主视图；

图3为图1所示的膝关节假体的侧视图；

图4为图1至图3所示的股骨假体的结构示意图；

图5为图4所示的股骨假体的侧视剖视图；

图6为图1所示的股骨假体与胫骨平台衬垫的连接示意图；

图7为图1所示的胫骨平台托的仰视图。

具体实施方式

为了更好的了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明的一种膝关节假体做进一步详细的描述。

图1至图3示出了根据本发明实施例的膝关节假体100的结构。如图1至图3所示，该膝关节假体100包括股骨假体1和与股骨假体1滑动配合的胫骨平台衬垫2，结合图4所示，股骨假体1的与胫骨平台衬垫2相配合的面上形成有内髁面11和外髁面12，以及形成在内髁面11与外髁面12之间的髁间通槽13和与髁间通槽13相连且沿髁间通槽13的长度方向延伸的髁间凹槽14；结合图1所示，胫骨平台衬垫2的与股骨假体1相配合的面上形成有左右设置的用于对应支撑内髁面11和外髁面12的内髁支撑面21和外髁支撑面22，以及形成在内髁支撑面21与外髁支撑面22之间的用于插设于髁间通槽13内的导向立柱23和用于与髁间凹槽14滑动配合的凸部24，凸部24相对于髁间凹槽14的滑动轨迹构造成股骨假体1的髌骨关节面的运动轨迹。其中，髁间凹槽14的截面构造为扇形结构(结合图4所示)，扇形结构的构造圆心角的两个侧边之间的距离自髁间通槽13沿远离髁间通槽13的方向逐渐增大。

本发明实施例的膝关节假体100在使用时，将股骨假体1与人体股骨的髓腔固定连接，将胫骨平台衬垫2固定在膝关节假体100的胫骨平台托3上。将股骨假体1的内髁面11与外髁面12放于对应的内髁支撑面21与外髁支撑面22上，同时将导向立柱23插设于髁间通槽13内以对股骨假体1相对于胫骨平台衬垫2的滑动进行限位。此时，凸部24滑动连接于髁间凹槽14内。股骨假体1相对于胫骨平台衬垫2滑动时，凸部24相对于髁间凹槽14滑动，以形成髌骨关节面的运动轨迹。本发明实施例的膝关节假体100将髁间凹槽14的截面构造为扇形结构，同时，扇形结构的两个侧边之间的距离自髁间通槽13沿远离髁间通槽13的方向逐渐增大，使得凸部24在髁间凹槽14内的活动度增加，即凸部24能够沿扇形结构的多个滑动方向移动。

通过上述设置，本发明实施例的膝关节假体100的髌骨关节面的活动度的增加能够使得股骨假体1与胫骨平台衬垫2的相对滑动形成为多个方向上的轨迹，即髌骨关节面的运动轨迹具有多个。这样，可有效地避免单一方向上的滑动提高了配合部位的磨损速度而造成的膝关节假体100的匹配度降低的问题，从而能够有效地减少因匹配度降低而引起的膝关节假体100刺激周围的软组织引发的疼痛问题，即可有效地减少髌前痛。

需要说明的是，髁间凹槽14的截面应当理解为如图4所示的平行于纸面方向的截面，即图4所示的具有剖面线的区域。

在一个优选地实施方式中，扇形结构的圆心角的角度范围可在0°至30°之间。优选地，扇形结构的圆心角的角度可为15°。通过该设置，既能保证股骨假体1与胫骨平台衬垫2配合的稳定性，以避免造成股骨假体1的脱位问题的发生，还能够有效地保证髌骨关节面形成多个运动轨迹，以提高髌骨关节面的活动度，减少髌前痛的问题发生。

在图5所示的优选地实施例中，结合图3所示，髁间通槽13的远离髌骨关节面的一侧可形成有横向上的第一减胶槽131。股骨进行截骨以连接股骨假体1时，由于股骨假体1上形成有髁间通槽13，使得股骨需要在该配合位置进一步地截骨处理。本实施例通过设置第一减胶槽131，使得髁间通槽13在能够保证与股骨髓腔的连接的情况下，对其的合理减胶能够有效地减少截骨量，从而能够最大程度的保留原有的骨质，进而能够通过保留的骨质有效地减少股骨假体1植入后周围出现骨折的现象发生。

在图5所示的优选地实施例中，股骨假体1的与髌骨关节面相对的内侧面上可形成有第二减胶槽132，第二减胶槽132可形成在股骨假体1的位于股骨假体1的前髁端15的位置。通过该设置，可使得股骨假体1的前髁端15的厚度减薄处理。这样，厚度减薄的前髁端15能够更好的与股骨的贴合，且厚度减薄的前髁端15能够更好使得骨质的长入，从而还能够加速股骨假体1与股骨的连接，减少患者的痛苦时间。

在图6所示的优选地实施例中，内髁面11和外髁面12可构造为第一弧形面，内髁支撑面21与外髁支撑面22可构造为与第一弧形面相配合的向下凹陷的第二弧形面。通过该设置，第二弧形面可构造为与第一弧形面相配合的包裹面。这样，包裹面可使得内髁面11和外髁面12与相应的内髁支撑面21与外髁支撑面22的配合更为稳定，另外，再结合凸部24与髁间凹槽14的滑动配合，使得本发明实施例的膝关节假体100能够提供双关节面的接触滑动，从而不仅可有效地提高了膝关节假体100的稳定性，还能够有效地避免膝关节术后患者因中度屈曲不稳而导致的半脱位的问题，从而可避免患者进行二次手术而引起不必要的痛苦。

回到图1至图3，优选地，膝关节假体100还可包括用于支撑并固定胫骨平台衬垫2的胫骨平台托3，胫骨平台托3可包括：平台托支撑部31，平台托支撑部31可包括用于与胫骨平台衬垫2相连的顶面311和与顶面311相对且用于与人体胫骨的截骨平面相贴合的底面312，以及连接顶面311与底面312的侧轮廓面313；和平台托连接部32，平台托连接部32的一端与底面312固定连接，另一端用于植入人体胫骨的髓腔内以与人体胫骨相连。其中，侧轮廓面313的横截面构造为与人体胫骨的截骨平面相同。

结合图7所示，本发明实施例的胫骨平台托3在使用时，通过将平台托连接部32植入胫骨的髓腔内，以使得胫骨平台托3与胫骨相连，同时将平台托支撑部31的底面312与胫骨的截骨平面相贴合，以使底面312覆盖截骨平面。本发明实施例的胫骨平台托3将侧轮廓面313的横截面构造为与截骨平面相同，使得侧轮廓面313能够完全覆盖截骨平面。通过该设置，一方面，可使胫骨周边的软组织能够更好的贴合侧轮廓面313，这样，能够有效的降低胫骨平台托3对周围软组织及其他组织的影响，从而有效的避免了胫骨平台托3在植入后刺激其与截骨平面的连接处的周围软组织而引起疼痛的问题，进而能够有效的避免增加关节内出血的风险；另一方面，完全覆盖截骨平面增大了底面312与截骨平面的覆盖率，这样能够有利于骨组织更好的与胫骨平台托3的融合，从而能够有效的提高胫骨平台托3在植入后的稳定性，进而降低了远期胫骨平台托3的松动的风险；此外，完全覆盖截骨平面的胫骨平台托3还可以使患者能够更好的适应植入后的胫骨平台托3，以增强膝关节的运动学特征。

优选地，侧轮廓面313可由不同曲率的弧形曲面圆滑过渡连接而成。

在图7所示的优选地实施例中，侧轮廓面313可包括靠近人体内侧的内侧轮廓301和与内侧轮廓301相连且靠近人体外侧的外侧轮廓302，内侧轮廓301的横截面面积大于外侧轮廓302的横截面面积。这里需要说明的是，靠近人体内侧的内侧轮廓301和靠近人体外侧的外侧轮廓302可理解为：图7所示的中心线C的左右两侧的用于覆盖胫骨的截骨平面的外髁的外侧轮廓和用于覆盖胫骨的截骨平面的内髁的内侧轮廓。由内侧轮廓301和外侧轮廓302构造成的侧轮廓面313形成为不对称的横截面。这里的中心线C可定义为：当胫骨平台托3与胫骨的截骨平面相连时，沿垂直于胫骨的解剖面观察(即胫骨的上面观方向)，连接胫骨的截骨平面的中心点且平行于人体的前后方向的线；或定义为胫骨的截骨平面的用于分隔胫骨的截骨平面的内髁和外髁的平行于人体的前后方向的线。

通过上述设置，一方面，侧轮廓面313形成为不对称的横截面能够符合胫骨的截骨平面的生理形状，以使其能够更为广泛的适应大部分患者的胫骨的截骨平面，从而能够进一步的提高胫骨平台托3对大部分患者的胫骨截骨平面的覆盖面积；另一方面，不对称的侧轮廓面313还能够起到空间定向的作用，即在植入胫骨平台托时，可通过不对称的侧轮廓面313快速地调整胫骨平台托3的相对于截骨平面的位置，从而使其能够完全覆盖胫骨的截骨平面，以提高其固定的稳定性，同时还能够提高手术效率。

优选地，结合图1至图3以及图7所示，平台托连接部32可包括与底面312垂直固定连接的柱状柄部321和与底面312垂直连接且位于柱状柄部321的两侧的两个板状筋结构322，两个板状筋结构322所在的平面成夹角。通过该设置，在胫骨平台托3与胫骨连接后，成夹角设置的两个板状筋结构322能够使平台托支撑部31受到多个方向上的剪切应力，以使得平台托支撑部31的各个方向上的受力更为平衡，从而能够有效的降低胫骨平台托3相对于胫骨的微动的风险。优选地，两个板状筋结构322所在的平面的夹角范围可为90°至170°。

在图1至图3所示的优选地实施例中，柱状柄部321的端部可形成有连接孔(图中未示出)，膝关节假体100还可包括与柱状柄部321的连接孔可拆卸连接的堵头部4。通过该设置，本发明实施例的膝关节假体100需要安装延长髓针时，可将堵头部4拆除，以将延长髓针与连接孔连接使用。当膝关节假体100不需要安装延长髓针时，可将堵头部4与连接孔连接固定。这样，可使得本发明实施例的膝关节假体100适应于更多临床要求下的使用。优选地，堵头部4可与连接孔形成螺纹连接，也可通过紧配合进行连接。

在一个优选地实施方式中，股骨假体1可由钴铬钼合金材料制成，胫骨平台衬垫2和堵头部4可由聚乙烯材料制成，胫骨平台托3可由钛合金材料制成。其中，股骨假体1、胫骨平台衬垫2以及胫骨平台托3均可定制化加工，以使得股骨假体1、胫骨平台衬垫2以及胫骨平台托3可形成为产品间距尺寸小的多个型号规格，以最大程度地满足不同临床患者的需求。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“长度”、“宽度”、“左”、“右”、“顶”、“内”、“外”、等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。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

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)

1.一种膝关节假体，其特征在于，包括股骨假体和与所述股骨假体滑动配合的胫骨平台衬垫，

所述股骨假体的与所述胫骨平台衬垫相配合的面上形成有内髁面和外髁面，以及形成在所述内髁面与所述外髁面之间的髁间通槽和与所述髁间通槽相连且沿所述髁间通槽的长度方向延伸的髁间凹槽，

所述胫骨平台衬垫的与所述股骨假体相配合的面上形成有左右设置的用于对应支撑所述内髁面和所述外髁面的内髁支撑面和外髁支撑面，以及形成在所述内髁支撑面与所述外髁支撑面之间的用于插设于所述髁间通槽内的导向立柱和用于与所述髁间凹槽滑动配合的凸部，所述凸部相对于所述髁间凹槽的滑动轨迹构造成所述股骨假体的髌骨关节面的运动轨迹，

其中，所述髁间凹槽的截面构造为扇形结构，所述扇形结构的构造圆心角的两个侧边之间的距离自所述髁间通槽沿远离所述髁间通槽的方向逐渐增大。

2.根据权利要求1所述的膝关节假体，其特征在于，所述扇形结构的圆心角的角度范围在0°至30°之间。

3.根据权利要求1或2所述的膝关节假体，其特征在于，所述髁间通槽的远离所述髌骨关节面的一侧形成有横向上的第一减胶槽。

4.根据权利要求1或2所述的膝关节假体，其特征在于，所述股骨假体的与所述髌骨关节面相对的内侧面上形成有第二减胶槽，所述第二减胶槽形成在所述股骨假体的位于所述股骨假体的前髁端的位置。

5.根据权利要求1或2所述的膝关节假体，其特征在于，所述内髁面和所述外髁面构造为第一弧形面，所述内髁支撑面和所述外髁支撑面构造为与所述第一弧形面相配合的向下凹陷的第二弧形面。

6.根据权利要求1或2所述的膝关节假体，其特征在于，所述膝关节假体还包括用于支撑并固定所述胫骨平台衬垫的胫骨平台托，所述胫骨平台托包括：平台托支撑部，所述平台托支撑部包括用于与所述胫骨平台衬垫相连的顶面和与所述顶面相对且用于与人体胫骨的截骨平面相贴合的底面，以及连接所述顶面与所述底面的侧轮廓面；和平台托连接部，所述平台托连接部的一端与所述底面固定连接，另一端用于植入人体胫骨的髓腔内以与人体胫骨相连；其中，所述侧轮廓面的横截面构造为与人体胫骨的截骨平面相同。

7.根据权利要求6所述的膝关节假体，其特征在于，所述侧轮廓面包括靠近人体内侧的内侧轮廓和与所述内侧轮廓相连且靠近人体外侧的外侧轮廓，所述内侧轮廓的横截面面积大于所述外侧轮廓的横截面面积。

8.根据权利要求6所述的膝关节假体，其特征在于，所述平台托连接部包括与所述底面垂直固定连接的柱状柄部和与所述底面垂直连接且位于所述柱状柄部的两侧的两个板状筋结构，两个所述板状筋结构所在的平面成夹角。

9.根据权利要求8所述的膝关节假体，其特征在于，所述柱状柄部的端部形成有连接孔，所述膝关节假体还包括与所述柱状柄部的连接孔可拆卸连接的堵头部。

10.根据权利要求9所述的膝关节假体，其特征在于，所述股骨假体由钴铬钼合金材料制成，所述胫骨平台衬垫和所述堵头部由聚乙烯材料制成，所述胫骨平台托由钛合金材料制成。

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