CN111616841A - 一种新型锁合机构的膝关节假体 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型锁合机构的膝关节假体，包括胫骨平台托，所述胫骨平台托上端设置有胫骨垫片，所述胫骨平台托上端一侧设置有燕尾凹槽，所述胫骨垫片和燕尾凹槽对应的位置设置有燕尾凸起，所述胫骨平台托在和燕尾凹槽相对的一端设置有方形凸起，所述胫骨垫片上和方形凸起对应的位置设置有方形凹槽，所述方形凸起内设置有长方形孔，所述方形凹槽内和长方形孔相对应的位置设置有长圆形孔，所述长方形孔和长圆形孔内设置有内插片；本发明公开的一种新型锁合机构的膝关节假体，很大程度上增强了胫骨平台托和胫骨垫片之间连接强度，减少了胫骨平台托和胫骨垫片之间的微动，减少胫骨垫片碎屑的产生，减少患者骨溶解情况的发生。

Description

一种新型锁合机构的膝关节假体
技术领域
本发明涉及膝关节假体置换领域，具体是一种新型锁合机构的膝关节假体。
背景技术
目前国际和国内膝关节假体置换手术中，绝大多数采用全膝关节手术置换，即将股骨端安装在股骨假体上，胫骨端安装在胫骨假体上，现有技术中使用最广泛的胫骨假体都是胫骨平台托和胫骨垫片组合安装的技术。手术时，手术中将胫骨平台托植入后，将胫骨垫片推入胫骨平台托的燕尾槽内，再利用打入工具将垫片打入到胫骨托中，二者的连接方式是打入式的弹性卡接，此种方式虽然应用已经较为广泛，但是也存在一些问题。一、手术中胫骨垫片有损坏风险，因胫骨平台托和胫骨垫片为打入式，手术中如果医生用力不精确，将垫片推送不到位，会将垫片的锁钩损坏，导致垫片不能使用而不得不更换新的垫片，这会延长手术时间，造成患者痛苦；二、手术后胫骨垫片弹性降低，造成使用年限减少，胫骨垫片的材料是高分子的聚乙烯，具有一定的弹性，打入式的结构在使用一定年限后，胫骨垫片的锁钩处长时间使用会造成弹性下降、强度下降，时有发生胫骨垫片从胫骨平台托中脱出的医疗事故，给患者造成较严重伤害，需要重新进行膝关节置换；三、手术后胫骨垫片在极限状态下容易脱开，打入式的结构本身具有一定的结构缺陷，在关节手术置换完成后，患者屈膝时，胫骨垫片和胫骨平台托之间承受了较大的张力，尤其是极限屈膝时，例如屈膝程度达到135°时，胫骨垫片和胫骨平台托之间承受的张力最大，而胫骨垫片和胫骨平台托之间仅仅通过锁钩无法承受如此大的张力，就会造成胫骨垫片和胫骨平台托脱开，需要重新置换膝关节假体；四、手术后胫骨垫片和胫骨平台之间会发生微动，二者之间的摩擦使胫骨垫片产生磨屑，造成骨溶解。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型锁合机构的膝关节假体，以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型锁合机构的膝关节假体，包括胫骨平台托，胫骨平台托和传统结构一致，用于安装在人体胫骨上，替代人体部分膝关节，是用钛合金、钴铬钼合金等材料制成，所述胫骨平台托上端设置有胫骨垫片，所述胫骨垫片和传统结构一致，和胫骨平台托连接，用于替代人体部分膝关节，是用超高分子量聚乙烯材料制成，所述胫骨平台托上端一侧设置有燕尾凹槽，所述燕尾凹槽和传统结构一致，所述胫骨垫片和燕尾凹槽对应的位置设置有燕尾凸起，所述燕尾凸起和和燕尾凹槽的形状刚好吻合，二者配合用于固定胫骨平台托和胫骨垫片的一端，所述胫骨平台托在和燕尾凹槽相对的一端设置有方形凸起，所述方形凸起边缘形状和胫骨平台托的边缘形状一致，所述胫骨垫片上和方形凸起对应的位置设置有方形凹槽，所述方形凹槽边缘形状和胫骨垫片的边缘形状一致，所述方形凸起和方形凹槽的形状刚好吻合，所述方形凸起内设置有长方形孔，所述方形凹槽内和长方形孔相对应的位置设置有长圆形孔，所述长方形孔和长圆形孔对应形成一个大孔，该大孔的形状和内插片的形状一致，所述长方形孔和长圆形孔内设置有内插片，所述内插片插入长方形孔和长圆形孔内时，胫骨平台托和胫骨垫片被紧密的配合在一起。
优选的，所述方形凸起、方形凹槽、长方形孔、长圆形孔、内插片均为一个，所述方形凸起、方形凹槽、长方形孔、长圆形孔、内插片均在胫骨平台托和胫骨垫片的中心轴线上，此为本发明的方案一。
优选的，所述方形凸起、方形凹槽、长方形孔、长圆形孔、内插片均为两个，所述两个方形凸起、两个方形凹槽、两个长方形孔、两个长圆形孔、两个内插片分别在胫骨平台托和胫骨垫片的中心轴线两侧对称设置，此为本发明的方案二。
优选的，所述内插片前端是长圆形状的，内插片长圆形状的一端和长圆形孔对应，使内插片和胫骨垫片紧密连接，所述内插片后端是柱状的，内插片的柱状端和长方形孔对应，使内插片和和胫骨平台托紧密连接，所述内插片后端外侧设置有两个半球凸起，所述长方形孔内和半球凸起相对应的位置设置有两个半球凹槽，内插片柱状端具有一定的弹性，当内插片插入时，柱状端的弹性将半球凸起推入半球凹槽内，半球凸起和半球凹槽相配，使胫骨垫片和胫骨平台托贴合更紧密，脱落风险大大降低。
优选的，所述内插片后端的柱状位置设置有凸起，所述凸起上设置有细孔，如果胫骨平台托和胫骨垫片在极端情况下和年限较长的情况下损坏，该细孔配合工具可轻松的拆卸胫骨垫片和胫骨平台，使手术方便、快速。
优选的，所述内插片的宽度为20～40mm，即图6中m所示的距离，所述内插片的厚度是1.5～2mm，即图7中n所示的距离，所述内插片插入长方形孔的长度为5～8mm，所述内插片插入长圆形孔的长度是8～12mm。
优选的，所述内插片的宽度为10～20mm，即图6中m所示的距离，所述内插片的厚度是1.5～2mm，所述内插片插入长方形孔的长度为5～8mm，即图7中n所示的距离，所述内插片插入长圆形孔的长度是8～12mm。
优选的，所述内插片的材料为钛合金、钴铬钼、PEEK中的一种。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明提供的一种新型锁合机构的膝关节假体，胫骨平台托和胫骨垫片之间通过内插片连接，该连接方式在手术中不用对胫骨垫片给力，而是使用工具对内插片水平给力，即可将胫骨平台托和胫骨垫片连接，不会造成胫骨垫片损坏，手术失败的风险降低。
2、本发明中胫骨平台托和胫骨垫片之间通过内插片连接，使二者之间的接触面积增加，内插式的结构和弹性半球凸起的结构使二者连接强度增、连接紧密，不会造成水平方向和竖直方向的松动，手术完成后，患者高度屈膝时，胫骨平台托与胫骨垫片通过插片达到最大的剪切力，保证胫骨垫片不会从胫骨平台托中脱出，胫骨平台托和胫骨垫片之间瞬时脱开的风险降低，使用一定年限后，二者之间松动的风险也降低，且二者之间的微动减少，摩擦减少，胫骨垫片产生的磨屑减少，发生骨溶解的风险降低。
3、本发明的内插片后端设置了细孔，如果胫骨平台托和胫骨垫片在极端情况下和年限较长的情况下损坏，利用插片取出工具，对准内插片的细孔，用力夹持将内插片两端的半球凸起从半球凹槽中脱出，顺势拔出内插片，胫骨垫片取出即可，操作简单、方便、快速。
附图说明
图1为本发明方案一胫骨平台托的立体图；
图2为本发明方案一胫骨垫片的立体图；
图3为本发明方案二胫骨平台托的立体图；
图4为本发明方案二胫骨垫片的立体图；
图5为本发明内插片的立体图；
图6为本发明内插片的俯视图；
图7为本发明内插片的正视图；
图8为本发明静态拆卸实验的示意图。
附图标记：1、胫骨平台托；2、胫骨垫片；3、燕尾凹槽；4、燕尾凸起；5、方形凸起；6、方形凹槽；7、长方形孔；8、长圆形孔；9、内插片；10、半球凸起；11、半球凹槽；12、凸起；13、细孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：请参阅图1、2、5、6、7，使用钛合金材料制备一种新型锁合机构的膝关节假体，包括胫骨平台托1，胫骨平台托1上端设置有胫骨垫片2，胫骨平台托1上端一侧设置有燕尾凹槽3，胫骨垫片2和燕尾凹槽3对应的位置设置有燕尾凸起4，胫骨平台托1在和燕尾凹槽3相对的一端设置有方形凸起5，胫骨垫片2上和方形凸起5对应的位置设置有方形凹槽6，方形凸起5内设置有长方形孔7，方形凹槽6内和长方形孔7相对应的位置设置有长圆形孔8，长方形孔7和长圆形孔8内设置有内插片9。
方形凸起5、方形凹槽6、长方形孔7、长圆形孔8、内插片9均为一个，方形凸起5、方形凹槽6、长方形孔7、长圆形孔8、内插片9均在胫骨平台托1和胫骨垫片2的中心轴线上。
内插片9前端是长圆形状的，内插片9后端是柱状的，内插片9后端外侧设置有两个半球凸起10，长方形孔7内和半球凸起10相对应的位置设置有两个半球凹槽11。
内插片9后端的柱状位置设置有凸起12，凸起12上设置有细孔13。
内插片9的宽度为20mm，内插片9的厚度是1.5mm，内插片9插入长方形孔7的长度为5mm，内插片9插入长圆形孔8的长度是8mm。
实施例2：请参阅图1、2、5、6、7，使用钴铬钼合金材料制备一种新型锁合机构的膝关节假体，包括胫骨平台托1，胫骨平台托1上端设置有胫骨垫片2，胫骨平台托1上端一侧设置有燕尾凹槽3，胫骨垫片2和燕尾凹槽3对应的位置设置有燕尾凸起4，胫骨平台托1在和燕尾凹槽3相对的一端设置有方形凸起5，胫骨垫片2上和方形凸起5对应的位置设置有方形凹槽6，方形凸起5内设置有长方形孔7，方形凹槽6内和长方形孔7相对应的位置设置有长圆形孔8，长方形孔7和长圆形孔8内设置有内插片9。
方形凸起5、方形凹槽6、长方形孔7、长圆形孔8、内插片9均为一个，方形凸起5、方形凹槽6、长方形孔7、长圆形孔8、内插片9均在胫骨平台托1和胫骨垫片2的中心轴线上。
内插片9前端是长圆形状的，内插片9后端是柱状的，内插片9后端外侧设置有两个半球凸起10，长方形孔7内和半球凸起10相对应的位置设置有两个半球凹槽11。
内插片9后端的柱状位置设置有凸起12，凸起12上设置有细孔13。
内插片9的宽度为40mm，内插片9的厚度是2mm，内插片9插入长方形孔7的长度为8mm，内插片9插入长圆形孔8的长度是12mm。
实施例3：请参阅图1、2、5、6、7，使用PEEK材料制备一种新型锁合机构的膝关节假体，包括胫骨平台托1，胫骨平台托1上端设置有胫骨垫片2，胫骨平台托1上端一侧设置有燕尾凹槽3，胫骨垫片2和燕尾凹槽3对应的位置设置有燕尾凸起4，胫骨平台托1在和燕尾凹槽3相对的一端设置有方形凸起5，胫骨垫片2上和方形凸起5对应的位置设置有方形凹槽6，方形凸起5内设置有长方形孔7，方形凹槽6内和长方形孔7相对应的位置设置有长圆形孔8，长方形孔7和长圆形孔8内设置有内插片9。
方形凸起5、方形凹槽6、长方形孔7、长圆形孔8、内插片9均为一个，方形凸起5、方形凹槽6、长方形孔7、长圆形孔8、内插片9均在胫骨平台托1和胫骨垫片2的中心轴线上。
内插片9前端是长圆形状的，内插片9后端是柱状的，内插片9后端外侧设置有两个半球凸起10，长方形孔7内和半球凸起10相对应的位置设置有两个半球凹槽11。
内插片9后端的柱状位置设置有凸起12，凸起12上设置有细孔13。
内插片9的宽度为30mm，内插片9的厚度是1.8mm，内插片9插入长方形孔7的长度为6.5mm，内插片9插入长圆形孔8的长度是10mm。
实施例4：请参阅图3、4、5、6、7，使用钛合金材料制备一种新型锁合机构的膝关节假体，包括胫骨平台托1，胫骨平台托1上端设置有胫骨垫片2，胫骨平台托1上端一侧设置有燕尾凹槽3，胫骨垫片2和燕尾凹槽3对应的位置设置有燕尾凸起4，胫骨平台托1在和燕尾凹槽3相对的一端设置有方形凸起5，胫骨垫片2上和方形凸起5对应的位置设置有方形凹槽6，方形凸起5内设置有长方形孔7，方形凹槽6内和长方形孔7相对应的位置设置有长圆形孔8，长方形孔7和长圆形孔8内设置有内插片9。
方形凸起5、方形凹槽6、长方形孔7、长圆形孔8、内插片9均为两个，两个方形凸起5、两个方形凹槽6、两个长方形孔7、两个长圆形孔8、两个内插片9分别在胫骨平台托1和胫骨垫片2的中心轴线两侧对称设置。
内插片9前端是长圆形状的，内插片9后端是柱状的，内插片9后端外侧设置有两个半球凸起10，长方形孔7内和半球凸起10相对应的位置设置有两个半球凹槽11。
内插片9后端的柱状位置设置有凸起12，凸起12上设置有细孔13。
内插片9的宽度为10mm，内插片9的厚度是1.5mm，内插片9插入长方形孔7的长度为5mm，内插片9插入长圆形孔8的长度是8mm。
实施例5：请参阅图3、4、5、6、7，使用钴铬钼合金材料制备一种新型锁合机构的膝关节假体，包括胫骨平台托1，胫骨平台托1上端设置有胫骨垫片2，胫骨平台托1上端一侧设置有燕尾凹槽3，胫骨垫片2和燕尾凹槽3对应的位置设置有燕尾凸起4，胫骨平台托1在和燕尾凹槽3相对的一端设置有方形凸起5，胫骨垫片2上和方形凸起5对应的位置设置有方形凹槽6，方形凸起5内设置有长方形孔7，方形凹槽6内和长方形孔7相对应的位置设置有长圆形孔8，长方形孔7和长圆形孔8内设置有内插片9。
方形凸起5、方形凹槽6、长方形孔7、长圆形孔8、内插片9均为两个，两个方形凸起5、两个方形凹槽6、两个长方形孔7、两个长圆形孔8、两个内插片9分别在胫骨平台托1和胫骨垫片2的中心轴线两侧对称设置。
内插片9前端是长圆形状的，内插片9后端是柱状的，内插片9后端外侧设置有两个半球凸起10，长方形孔7内和半球凸起10相对应的位置设置有两个半球凹槽11。
内插片9后端的柱状位置设置有凸起12，凸起12上设置有细孔13。
内插片9的宽度为20mm，内插片9的厚度是2mm，内插片9插入长方形孔7的长度为8mm，内插片9插入长圆形孔8的长度是12mm。
实施例6：请参阅图3、4、5、6、7，使用PEEK材料制备一种新型锁合机构的膝关节假体，包括胫骨平台托1，胫骨平台托1上端设置有胫骨垫片2，胫骨平台托1上端一侧设置有燕尾凹槽3，胫骨垫片2和燕尾凹槽3对应的位置设置有燕尾凸起4，胫骨平台托1在和燕尾凹槽3相对的一端设置有方形凸起5，胫骨垫片2上和方形凸起5对应的位置设置有方形凹槽6，方形凸起5内设置有长方形孔7，方形凹槽6内和长方形孔7相对应的位置设置有长圆形孔8，长方形孔7和长圆形孔8内设置有内插片9。
方形凸起5、方形凹槽6、长方形孔7、长圆形孔8、内插片9均为两个，两个方形凸起5、两个方形凹槽6、两个长方形孔7、两个长圆形孔8、两个内插片9分别在胫骨平台托1和胫骨垫片2的中心轴线两侧对称设置。
内插片9前端是长圆形状的，内插片9后端是柱状的，内插片9后端外侧设置有两个半球凸起10，长方形孔7内和半球凸起10相对应的位置设置有两个半球凹槽11。
内插片9后端的柱状位置设置有凸起12，凸起12上设置有细孔13。
内插片9的宽度为15mm，内插片9的厚度是1.8mm，内插片9插入长方形孔7的长度为6.5mm，内插片9插入长圆形孔8的长度是10mm。
对比例1：选取传统打入式结构的膝关节假体。
对比例2：选取传统外插式结构的膝关节假体。
实验：对实施例1～6的一种新型锁合机构的膝关节假体、对比例1的打入式结构的膝关节假体、对比例2的外插式结构的膝关节假体做燕尾侧和插片侧的静态拆卸实验，具体是如图8所示，先将胫骨平台托和胫骨垫片按照各自的方案连接，然后将膝关节假体一端固定，对胫骨垫片施加向下的压力，测量胫骨平台托和胫骨垫片脱开时所能承受的最大压力，得到表1：
表1
燕尾侧 插片侧
最大压力(N) 最大压力(N)
实施例1 1768 1402
实施例2 1945 1489
实施例3 1887 1476
实施例4 1978 1455
实施例5 2107 1568
实施例6 1986 1486
对比例1 855 280
对比例2 1660 1346
从表1中可以看出，相比于实施例1的数据，实施例1～6胫骨平台托和胫骨垫片脱开时所能承受的最大压力有较大幅度的提升，相比于实施例2的数据，胫骨平台托和胫骨垫片脱开时所能承受的最大压力有较小幅度的提升，说明本发明公开的一种新型锁合机构的膝关节假体，胫骨平台托和胫骨垫片的连接强度提高，且内插式结构结合半球凸起的结构不容易脱出，安全性能较高，具有实用性。
本发明的工作原理是：将患者的股骨截骨后，选择合适的胫骨平台托1和胫骨垫片2，放入胫骨平台托1后，将胫骨垫片2的燕尾凸起4推入到胫骨平台托1的燕尾凹槽3内，然后将胫骨垫片2放置到胫骨平台托1的基面，取内插片9沿长方形孔7和长圆形孔8插入后，用专用工具将内插片9完全送入长方形孔7和长圆形孔8内，听到响声后，表示内插片9已经安装到位，这样胫骨平台托1与胫骨垫片2的水平及高度上被锁死，在患者高度屈曲时，保证胫骨垫片2不会从胫骨平台托1中脱出，需行翻修术时，将取出钳对准内插片9的细孔13，用力夹持将内插片9两端半球凸起10从半球凹槽11中脱出，顺势拔出即可，手术操作简单、方便。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种新型锁合机构的膝关节假体，包括胫骨平台托(1)，其特征在于：所述胫骨平台托(1)上端设置有胫骨垫片(2)，所述胫骨平台托(1)上端一侧设置有燕尾凹槽(3)，所述胫骨垫片(2)和燕尾凹槽(3)对应的位置设置有燕尾凸起(4)，所述胫骨平台托(1)在和燕尾凹槽(3)相对的一端设置有方形凸起(5)，所述胫骨垫片(2)上和方形凸起(5)对应的位置设置有方形凹槽(6)，所述方形凸起(5)内设置有长方形孔(7)，所述方形凹槽(6)内和长方形孔(7)相对应的位置设置有长圆形孔(8)，所述长方形孔(7)和长圆形孔(8)内设置有内插片(9)。
2.根据权利要求1所述的一种新型锁合机构的膝关节假体，其特征在于：所述方形凸起(5)、方形凹槽(6)、长方形孔(7)、长圆形孔(8)、内插片(9)均为一个，所述方形凸起(5)、方形凹槽(6)、长方形孔(7)、长圆形孔(8)、内插片(9)均在胫骨平台托(1)和胫骨垫片(2)的中心轴线上。
3.根据权利要求1所述的一种新型锁合机构的膝关节假体，其特征在于：所述方形凸起(5)、方形凹槽(6)、长方形孔(7)、长圆形孔(8)、内插片(9)均为两个，所述两个方形凸起(5)、两个方形凹槽(6)、两个长方形孔(7)、两个长圆形孔(8)、两个内插片(9)分别在胫骨平台托(1)和胫骨垫片(2)的中心轴线两侧对称设置。
4.根据权利要求1所述的一种新型锁合机构的膝关节假体，其特征在于：所述内插片(9)前端是长圆形状的，所述内插片(9)后端是柱状的，所述内插片(9)后端外侧设置有两个半球凸起(10)，所述长方形孔(7)内和半球凸起(10)相对应的位置设置有两个半球凹槽(11)。
5.根据权利要求4所述的一种新型锁合机构的膝关节假体，其特征在于：所述内插片(9)后端的柱状位置设置有凸起(12)，所述凸起(12)上设置有细孔(13)。
6.根据权利要求2所述的一种新型锁合机构的膝关节假体，其特征在于：所述内插片(9)的宽度为20～40mm，所述内插片(9)的厚度是1.5～2mm，所述内插片(9)插入长方形孔(7)的长度为5～8mm，所述内插片(9)插入长圆形孔(8)的长度是8～12mm。
7.根据权利要求3所述的一种新型锁合机构的膝关节假体，其特征在于：所述内插片(9)的宽度为10～20mm，所述内插片(9)的厚度是1.5～2mm，所述内插片(9)插入长方形孔(7)的长度为5～8mm，所述内插片(9)插入长圆形孔(8)的长度是8～12mm。
8.根据权利要求3所述的一种新型锁合机构的膝关节假体，其特征在于：所述内插片(9)的材料为钛合金、钴铬钼、PEEK中的一种。
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