CN113164260A - 一种防止过度伸展的膝关节植入物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种防止过度伸展的膝关节植入物，更具体地，涉及一种这样的膝关节植入物，其包括：股骨元件，其以凸髁的最低点为准，在前侧面的各个区段具有不同的曲率半径；及支承元件，其以凹关节面的最低点为准，在前侧面的各个区段具有不同的曲率半径，当处于伸展状态的膝盖欲过度伸展时，所述股骨元件的凸髁向前滑动，与所述支承元件的凹关节面的若干个点发生接触，从而产生阻力，以抑制由于患者的行为习惯、肌肉量下降等所致的超出生理曲度设计的过度伸展。

Description

一种防止过度伸展的膝关节植入物
技术领域
本发明涉及一种防止过度伸展的膝关节植入物，更具体地，涉及一种这样的膝关节植入物，其包括：股骨元件，其以凸髁的最低点为准，在前侧面的各个区段具有不同的曲率半径；及支承元件，其以凹关节面的最低点为准，在前侧面的各个区段具有不同的曲率半径，当处于伸展状态的膝盖欲过度伸展时，上述股骨元件的凸髁向前滑动，与上述支承元件的凹关节面的若干个点发生接触，从而产生阻力，以抑制由于患者的行为习惯、肌肉量下降等所致的超出生理曲度设计的过度伸展。
背景技术
膝关节是指由围绕膝盖的三块骨头，即股骨(Femur)，胫骨(Tibia)，髌骨(Patelle)构成的关节，其用于支撑人体的重量，是一种与通过关节运动行走或奔跑的腿部运动相关的核心关节。
关节软骨(Articular Cartilage)存在于股骨末端，半月板软骨(Meniscus)存在于胫骨末端，如因剧烈运动或老化导致软骨损伤，骨头和骨头会相互接触，很可能引发剧烈的疼痛感。
当发生这种损伤时，作为整形外科治疗方法，提议采用全膝关节置换术(TotalKnee Replacement,TKR)，该手术是在患者的骨内插入可替换受损膝关节的植入物。
图1是现有人工膝关节的示意图，韩国注册专利公报第10-1184905号(2012.09.20)中公开了上述现有技术。下面参照图1进行描述。
全膝关节置换术，是一种在膝关节损伤时，切开部分股骨(F)和胫骨(T)后，在切口部位替换插入植入物的手术，其将股骨元件(91)固定在股骨远端部(Distal Portion)，并将胫骨元件(93)固定在胫骨近端部(Proximal Portion)，再将支承元件(95)定位在上述股骨元件(91)和上述胫骨元件(93)之间，以这种方式完成人工膝关节植入物移植手术。
但，在现有全膝关节置换术中存在的一个问题是，接受过手术的患者的膝盖会过度伸展(Hyper Extension)，最终，出现膝盖关节向后过度弯曲的膝反屈(GenuRecurvatum,Back-Knee)症状。
图2是正常膝盖与膝反屈的比较示意图，参照图2进行描述，图2左图示出的是正常的膝盖状态，图2右图示出的是，股骨的远端部和胫骨的近端部向后侧方向(PosteriorDirection)过度退缩的膝反屈状态。
全膝关节置换术后，因过度伸展导致的膝反屈，主要发生在肌力下降或步行习惯不良的患者身上，肌肉、韧带等老化严重的高龄老年患者表现尤为明显，而问题很可能出在弱化的肌肉上。
此外，现有全膝关节置换术中使用的股骨元件和支承元件的形状问题，也会导致此类问题的发生。
图3是示出在伸展状态下的现有股骨元件和支承元件之间的单点接合的示意图，如图3所示，根据现有的植入物形状，可以看出，在伸展状态下，股骨元件的凸髁和支承元件的凹关节面，在曲面的最低点，即在沟点(Sulcus Point)(P)上，发生单点接触(1 PointContact)。
而这种在沟点(Sulcus Point)上发生的单点接触，很可能会导致股骨元件在伸展状态下，朝前侧方向(Anterior Direction)倾斜移动。
即使在沟点(Sulcus Point)上发生单点接触，如果骨头周围的肌肉、韧带等能够强力抓持住欲错位的骨头，也不会出现过度伸展的问题，但，对肌肉、韧带等力量较弱的高龄患者而言，由于其韧带等的力量不够，只能出现膝盖的过度伸展。
最终，接受过全膝关节置换术的高龄患者的膝盖会如图4所示，股骨元件的髁倾斜至其与支承元件的前侧关节面相接触的区域，在笔直站立状态下，呈现出膝盖向后退缩的膝反屈状态。
因此，相关行业要求引进一种新技术，确保肌肉等力量较弱的高龄老年人，也能凭借植入物本身的结构形状，防止过度伸展的发生。
(专利文献1)韩国注册专利公报第10-1184905号(2019.09.20)
发明内容
技术问题
本发明的构思旨在解决上述问题，
本发明的目的是提供一种膝关节植入物，其被构造成，可在膝盖伸展状态下，使具有凸髁的股骨元件滑动，并在具有凹关节面的支承元件上形成若干个接触点，借以确保，即使是肌肉或韧带等已老化的高龄患者，也不会在全膝关节置换术后出现过度伸展现象。
本发明的另一个目的是提供一种膝关节植入物，其使股骨元件在从其凸髁的最低点起向前侧方向延出的固定区域呈大致平坦的形状，以避免当股骨元件的凸髁与支承元件的凹关节面发生单点接触时，如果肌肉较弱便会朝接触点前侧倾斜，进而导致过度伸展的问题；或可使股骨元件的凸髁与支承元件的凹关节面发生两点接触，以确保即使肌肉等不起作用也能基于植入物的结构形状抑制膝盖的过度伸展。
本发明的另一个目的是提供一种膝关节植入物，其使股骨元件的凸髁在前侧方向上具有多个曲率半径，并使与其相对应的支承元件的凹关节面也在其最低点的前侧方向上具有多个曲率半径，以确保上述髁和上述关节面不出现急剧变化的外周面现象，因此，与曲率半径单一的植入物相比，其需要更多的力量才会出现过度伸展。
本发明的另一个目的是提供一种膝关节植入物，其为进行关节运动的植入物部位赋予特别的形状特征，以确保在要发生超出固定边界区域的解剖移动时，无需借助周围肌肉、韧带等的力量，也可基于植入物的形状特征产生对抗上述解剖学移动的抵抗力。
本发明的另一个目的是提供一种膝关节植入物，其被构造成可确保股骨元件髁的各个区段曲率半径虽有不同，却可小于与其相对应的支承元件关节面的各个区段曲率半径，以解决当曲率半径相同时，由于没有余量公差而需紧密联结所导致的磨损增加问题，其还赋予稳定的余量空间，使股骨元件的凸髁能够在支撑元件的凹关节面上轻松完成关节运动。
本发明的另一个目的是提供一种膝关节植入物，其被构造成使股骨元件的第二区段的第二曲率半径小于第一区段的第一曲率半径，从而反映出患者通常在股骨元件的第二区段的解剖形状。
本发明的另一个目的是提供一种膝关节植入物，其被构造成使股骨元件的第三区段的第三曲率半径小于第一区段的第一曲率半径，但大于第二区段的第二曲率半径，以确保当处于伸展状态的膝盖欲过度伸展时，股骨元件的髁能够在支承元件上滑动后发生两点接触，从而防止进一步的过度伸展。
本发明的另一个目的是提供一种膝关节植入物，其被构造成使股骨元件髁的第一角度小于第二角度，以最小化股骨元件的髁在支承元件的关节面上的滑动区段，从而防止患者的行为本身变得不自然。
本发明的另一个目的是提供一种膝关节植入物，其使支承元件在从其凹关节面的最低点起向前侧方向延出的固定区域呈大致平坦的形状，以安置股骨元件的大致平坦的第一区段，因此，当处于伸展状态的膝盖欲过度伸展时，股骨元件的第一区段在支承元件的第四区段上滑动，并在滑动后发生两点接触，从而防止过度伸展。
本发明的另一个目的是提供一种膝关节植入物，其被构造成使第五区段的第五曲率半径效率小于第四区段的第四曲率半径，以反映患者通常在支承元件的第五区段的解剖形状。
本发明的另一个目的是提供一种膝关节植入物，其被构造成使第六区段的第六曲率半径效率小于第四区段的第四曲率半径，但大于第五区段的第五曲率半径，以确保当处于伸展状态的膝盖欲过度伸展时，股骨元件的髁在支承元件上滑动后发生两点接触，从而防止进一步的过度伸展。
本发明的另一个目的是提供一种膝关节植入物，其被构造成使支承元件的第四角度小于第五角度，以最小化股骨元件的髁在支承元件关节面上的滑动区段，从而防止患者行为本身变得不自然。
本发明的另一个目的是提供一种膝关节植入物，其被构造成使第一区段的面积小于第四区段的面积，以确保股骨元件的第一区段在支承元件的第四区段上平稳滑动。
技术方案
为达到上述目的，本发明通过具有以下构造的实施例来实现。
根据本发明的一个实施例，本发明的特征在于，包括：股骨元件，其以凸髁最低点为准，在前侧面的各个区段具有不同的曲率半径，上述股骨元件，在处于伸展状态的膝盖欲过度伸展时，上述髁沿支承元件的凹关节面向前侧方向滑动后在若干个点上与上述关节面发生接触。
根据本发明的另一个实施例，本发明的特征在于，上述股骨元件包括：第一区段，其从上述髁的最低点开始具有第一曲率半径，并从第一曲率半径中心开始按第一角度向前侧方向延伸。
根据本发明的另一个实施例，本发明的特征在于，上述股骨元件包括：第二区段，其从上述第一区段的端部开始具有第二曲率半径，并从上述第二曲率半径中心开始按第二角度向前侧方向延伸；及第三区段，其从上述第二区段的端部开始具有第三曲率半径，并从第三曲率半径中心开始按第三角度向前侧方向延伸，当处于伸展状态的膝盖欲过度伸展时，在上述第一区段和第三区段形成与上述髁接触的点。
根据本发明的另一个实施例，本发明的特征在于，上述第一曲率半径大于上述第二曲率半径。
根据本发明的另一个实施例，本发明的特征在于，上述第三曲率半径小于上述第一曲率半径，大于上述第二曲率半径。
根据本发明的另一个实施例，本发明的特征在于，包括：支承元件，其以凹关节面的最低点为准，在前侧面的各个区段具有不同的曲率半径，上述支承元件在处于伸展状态的膝盖欲过度伸展时与沿上述关节面向前侧方向滑动的股骨元件的髁在若干个点上发生接触。
根据本发明的另一个实施例，本发明的特征在于，上述支承元件包括：第四区段，其从上述关节面的最低点开始具有第四曲率半径，并从第四曲率半径中心开始按第四角度向前侧方向延伸。
根据本发明的另一个实施例，本发明的特征在于，上述支承元件包括：第五区段，其从上述第四区段的端部开始具有第五曲率半径，并从第五曲率半径中心开始按第五角度向前侧方向延伸；及第六区段，其从上述第五区段的端部开始具有第六曲率半径，并从第六曲率半径中心开始按第六角度向前侧方向延伸，当处于伸展状态的膝盖欲过度伸展时，在上述第四区段和上述第六区段，形成与上述髁接触的点。
根据本发明的另一个实施例，本发明的特征在于，上述第四曲率半径大于上述第五曲率半径。
根据本发明的另一个实施例，本发明的特征在于，上述第六曲率半径小于上述第四曲率半径，大于上述第五曲率半径。
根据本发明的另一个实施例，本发明的特征在于，上述第四角度小于上述第五角度。
根据本发明的另一个实施例，本发明的特征在于，包括：股骨元件，其以凸髁的最低点为准，在前侧面的各个区段具有不同的曲率半径；及支承元件，其以凹关节面的最低点为准，在前侧面的各个区段具有不同的曲率半径，上述股骨元件和上述支承元件，在处于伸展状态的膝盖欲过度伸展时，上述髁沿上述关节面向前侧方向滑动后与上述关节面在若干个点上发生接触。
根据本发明的另一个实施例，本发明的特征在于，上述股骨元件包括：第一区段，其从上述髁的最低点开始具有第一曲率半径，并从第一曲率半径中心开始按第一角度向前侧方向延伸，上述支承元件包括第四区段，其从上述关节面的最低点开始具有第四曲率半径，并从第四曲率半径中心开始按第四角度向前侧方向延伸。
根据本发明的另一个实施例，本发明的特征在于，上述股骨元件包括：第二区段，其从上述第一区段的端部开始具有第二曲率半径，并从第二曲率半径中心开始按第二角度向前侧方向延伸；及第三区段，其从上述第二区段的端部开始具有第三曲率半径，并从第三曲率半径中心开始按第三角度向前侧方向延伸，上述支承元件，包括：第五区段，其从上述第四区段的端部开始具有第五曲率半径，并从第五曲率半径中心开始按第五角度向前侧方向延伸；及第六区段，其从上述第五区段的端部开始具有第六曲率半径，并从第六曲率半径中心开始按第六角度向前侧方向延伸，当处于伸展状态的膝盖欲过度伸展时，分别在上述第一区段和上述第四区段及上述第三区段和上述第六区段形成接触点。
根据本发明的另一个实施例，本发明的特征在于，上述第一曲率半径小于上述第四曲率半径，上述第二曲率半径小于上述第五曲率半径，上述第三曲率半径小于上述第六曲率半径。
根据本发明的另一个实施例，本发明的特征在于，上述第一区段的面积小于上述第四区段的面积。
发明效果
本发明通过上述实施例和下面要描述的构造、联结和使用关系，可获得以下效果。
本发明的效果在于，提供一种膝关节植入物，其被构造成可在膝盖伸展状态下，使具有凸髁的股骨元件滑动，并在具有凹关节面的支承元件上形成若干个接触点，借以确保即使是肌肉或韧带等已老化的高龄患者也不会在全膝关节置换术后出现过度伸展现象。
本发明的效果在于，提供一种膝关节植入物，其使股骨元件在从其凸髁的最低点起向前侧方向延出的固定区域呈大致平坦的形状，以避免当股骨元件的凸髁与支承元件的凹关节面发生单点接触时，如果肌肉较弱便会朝接触点前侧倾斜，进而导致过度伸展的问题；或可使股骨元件的凸髁与支承元件的凹关节面发生两点接触，以确保即使肌肉等不起作用，也能基于植入物的结构形状抑制膝盖的过度伸展。
本发明的效果在于提供一种膝关节植入物，其使股骨元件的凸髁在前侧方向上具有多个曲率半径，并使与其相对应的支承元件的凹关节面也在其最低点的前侧方向上具有多个曲率半径，以确保上述髁和上述关节面不出现急剧变化的外周面现象，因此，与曲率半径单一的植入物相比，其需要更多的力量才会出现过度伸展。
本发明的效果在于提供一种膝关节植入物，其为进行关节运动的植入物部位赋予特别的形状特征，以确保在要发生超出固定边界区域的解剖移动时，无需借助周围肌肉、韧带等的力量，也可基于植入物的形状特征产生对抗上述解剖学移动的抵抗力。
本发明的效果在于提供一种膝关节植入物，其被构造成可确保股骨元件髁的各个区段曲率半径虽有不同，却可小于与其相对应的支承元件关节面的各个区段曲率半径，以解决当曲率半径相同时，由于没有余量公差而需紧密联结所导致的磨损增加问题，其还赋予稳定的余量空间，使股骨元件的凸髁能够在支撑元件的凹关节面上轻松完成关节运动。
本发明的效果在于提供一种膝关节植入物，其被构造成使股骨元件的第二区段的第二曲率半径小于第一区段的第一曲率半径，从而反映出患者通常在股骨元件的第二区段的解剖形状。
本发明的效果在于提供一种膝关节植入物，其被构造成使股骨元件的第三全段的第三曲率半径小于第一区段的第一曲率半径，但大于第二区段的第二曲率半径，以确保当处于伸展状态的膝盖欲过度伸展时，股骨元件的髁能够在支承元件上滑动后发生两点接触，从而防止进一步的过度伸展。
本发明的效果在于提供一种膝关节植入物，其被构造成使股骨元件髁的第一角度小于第二角度，以最小化股骨元件的髁在支承元件的关节面上的滑动区段，从而防止患者的行为本身变得不自然。
本发明的效果在于提供一种膝关节植入物，其使支承元件在从其凹关节面的最低点起向前侧方向延出的固定区域呈大致平坦的形状，以安置股骨元件的大致平坦的第一区段，因此，当处于伸展状态的膝盖欲过度伸展时，股骨元件的第一区段在支承元件的第四区段上滑动，并在滑动后发生两点接触，从而防止过度伸展。
本发明的效果在于提供一种膝关节植入物，其被构造成使第五区段的第五曲率半径效率小于第四区段的第四曲率半径，借以反映患者通常在支承元件的第五区段的解剖形状。
本发明的效果在于提供一种膝关节植入物，其被构造成使第六区段的第六曲率半径效率小于第四区段的第四曲率半径，但大于第五区段的第五曲率半径，以确保当处于伸展状态的膝盖欲过度伸展时，股骨元件的髁在支承元件上滑动后发生两点接触，从而防止进一步的过度伸展。
本发明的效果在于提供一种膝关节植入物，其被构造成使支承元件的第四角度小于第五角度，以最小化股骨元件的髁在支承元件关节面上的滑动区段，从而防止患者行为本身变得不自然。
本发明的效果在于提供一种膝关节植入物，其被构造成使第一区段的面积小于第四区段的面积，借以确保股骨元件的第一区段在支承元件的第四区段上平稳滑动。
附图说明
图1是示出现有人工膝关节的示意图。
图2是示出正常膝盖与膝反屈的比较示意图。
图3是示出在伸展状态下的现有股骨元件和支承元件之间的单点接合的示意图。
图4是示出图3的植入物出现过度伸展的示意图。
图5是根据本发明的一个实施例的膝关节植入物的透视图。
图6是图5的分解透视图。
图7是根据本发明的一个实施例的股骨元件的透视图。
图8是图7的A-A'截面图。
图9是示出图8各个区段曲率半径和角度的示意图。
图10是根据本发明的一个实施例的支承元件的透视图。
图11是图10的B-B'截面图。
图12是示出图11的各个区段曲率半径和角度的示意图。
图13是示出根据本发明的一个实施例的膝关节植入物在伸展状态下的接触点的示意图。
图14是示出根据本发明的一个实施例的膝关节植入物的防止过度伸展的接触点的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对依据本发明的一种防止过度伸展的膝关节植入物的优选实施例进行详细地描述。在本发明的以下描述中，如果公知功能或构造的相关具体描述可能造成本发明要旨不清时，则省略其详细描述。本说明书中的所有术语，与本发明所属技术领域的普通技术人员所理解的术语，具有相同的一般含义，除非另有定义，如果相关术语与本说明书中使用的术语定义发生冲突，则依照本说明书中使用的术语。
本说明书所示附图，均以在患者左侧膝盖内插入的膝关节植入物为准示出。
图5是根据本发明的一个实施例的膝关节植入物的透视图，图6是图5的分解透视图，参照图5和图6进行描述，依据本发明的一种防止过度伸展的膝关节植入物(1)，是一种用于全膝关节置换术的植入物，优选地，可将其插入股骨的远端部(Distal Portion)，胫骨的近端部(Proximal Portion)，及股骨的远端部和胫骨的近端部之间。具体地，如图5和图6所示，其由股骨元件(10)、支承元件(30)、胫骨元件(50)构成。
图7是根据本发明的一个实施例的股骨元件的透视图，参照图7进行描述，上述股骨元件(10)是指一种植入物，其在切开股骨的凸状远端部的一部分后，被插入到股骨远端部用以替代切开部位。上述股骨元件(10)可被构造成，可使以后述的凸髁(11)的最低点(111)为准，在前侧面(11a)的各个区段具有不同的曲率半径。即使是肌肉或韧带等已老化的高龄患者，在其处于伸展状态的膝盖因下楼梯等行为而欲过度伸展时，也可通过这种不同的曲率半径，使后述的髁(11)沿后述的支承元件(30)的凹关节面(31)向前侧方向滑动后，在若干个点上与关节面(31)发生接触，借以基于植入物的结构形状，防止出现过度伸展的现象。这种上述股骨元件(10)包括髁(11)。
上述髁(11)如图7所示，是在被划分为内侧(Medial)和外侧(Lateral)的上述股骨元件(10)上向下方凸出的部分，其与后述的支承元件(30)的关节面发生接触，从而完成关节运动。图8是图7的A-A'截面图。图9是示出图8各个区段曲率半径和角度的示意图。参照图8和图9，这种上述髁(11)包括最低点(111)、第一区段(113)、第二区段(115)、第三区段(117)。
上述最低点(111)是指股骨元件(10)的曲面中的最低点，如图8和图9所示，其用来指在向下方凸出的股骨元件(10)的髁(11)上的凸状曲面中的最低点。其可构造成，在患者笔直站立的伸展状态(Extension)下，可使股骨元件(10)的上述最低点(111)与后述的轴承元件(30)的关节面(31)的最低点(311)发生接触。这种以上述最低点(111)为准，位于其前侧方向上的髁(11)的表面，被称为前侧面(11a)，本发明的特征在于，这种前侧面(11a)具有多种曲率半径。
上述第一区段(113)，如图8和图9所示，是指从上述髁(11)的最低点(111)开始具有第一曲率半径(R1)，并从第一曲率半径中心(C1)起按第一角度(θ1)向前侧方向延伸的部分。优选地，上述第一区段(113)可构造成大致呈水平状态。
上述第一区段(113)，整体形成于呈凸状的上述髁(11)，是大致呈水平状态的部分，其可使上述股骨元件(10)在后述支承元件(30)的关节面(31)上滑动。滑动是指，上述股骨元件(10)在后述的支承元件(30)的关节面(31)上向前侧方向滑动，滑动的含义并不限于股骨元件(10)的平移运动，优选地，应解释为，还包括平移运动中伴随的预定的旋转运动。
如前所述，上述第一区段(113)引导股骨元件(10)在支承元件(30)上的滑动，但如果上述第一区段(113)过长，患者的行为本身可能会变得不自然，优选地，应最小化上述第一区段(113)的长度。因此，更优选地，上述第一角度(θ1)可构造成小于后述的第二角度(θ2)(θ1＜θ2)。
后面，会对详细内容进行描述，本发明构造了两个接触点，用以防止处于伸展状态的膝盖因下楼梯等行为而要过度伸展，其中一个接触点形成于上述第一区段(113)。
上述第一区段(113)的第一曲率半径(R1)和第一角度(θ1)并不限于某个特定概念，但，优选地，上述第一曲率半径(R1)可以是85mm，上述第一角度(θ1)可以是11度。
上述第二区段(115)如图8和图9所示，是指从上述第一区段(113)的端部(1131)开始具有第二曲率半径(R2)，并从第二曲率半径中心(C2)开始按第二角度(θ2)向前侧方向延伸的部分。
上述第二区段(115)是与患者通常解剖的形状相对应的部分，上述第一区段(113)是几乎水平的区段，而上述第二区段(115)则体现出患者通常解剖的形状，使得曲率可能出现略微急剧的变化。优选地，当处于伸展状态的膝盖欲过度伸展时，为避免上述第二区段(115)与后述的支承元件(30)的关节面(31)发生接触，上述第二曲率半径(R2)可构造成小于上述第一曲率半径(R1)(R1>R2)。
此外，如果引导股骨元件(10)的滑动的第一区段(113)过长，患者的行为会变得不自然，因此，优选地，应最小化上述第一区段(113)，上述第二角度(θ2)可构造成小于第一角度(θ1)(θ2>θ1)。
上述第二区段(115)的第二曲率半径(R2)和第二角度(θ2)并不限于某个特定概念，但，优选地，上述第二曲率半径(R2)可以是26.5mm，上述第二角度(θ2)可以是14度。
上述第三区段(117)是指从上述第二区段(115)的端部(1151)开始具有第三曲率半径(R3)并从第三曲率半径中心(C3)开始按第三角度(θ3)向前侧方向延伸至端部(1171)的部分。越过第三区段(117)的端部(1171)后还会形成具有其他曲率半径的区段，该区段与髌骨植入物(无图示)发生接触，在此省略有关越过上述第三区段(117)的端部(1171)的区域的描述。
为防止处于伸展状态下的膝盖因下楼梯等行为而过度伸展，优选地，本发明构造了两个接触点，其中一个接触点形成于上述第一区段(113)，另一个接触点可形成于上述第三区段(117)。为此，优选地，上述第三曲率半径(R3)可构造成小于上述第一曲率半径(R1)，大于上述第二曲率半径(R2)(R1>R3>R2)。
上述第三区段(117)的第三曲率半径(R3)并不限于某个特定概念，但，优选地，上述第三曲率半径(R3)可以是38.5mm。
图10是根据本发明的一个实施例的支承元件的透视图，参照图10进行描述，上述支承元件(30)是指，安置于切开胫骨的近端部的一部分后被插入股骨远端部用以替代切开部位的胫骨元件(50)之上，借以与上述股骨元件(10)的髁(11)接触的构造。上述胫骨元件(30)可被构造成，以后述凹关节面(31)的最低点(311)为准，使前侧面(31a)的各个区段具有不同的曲率半径。即使是肌肉或韧带等已老化的高龄患者，在其处于伸展状态的膝盖因下楼梯等行为而要过度伸展时，也可通过这种不同的曲率半径，使上述髁(11)沿支承元件(30)的凹关节面(31)向前侧方向滑动后，在若干个点上与关节面(31)发生接触，从而实现基于植入物的结构形状，防止过度伸展现象的发生。这种上述胫骨元件(30)包括关节面(31)。
上述关节面(31)如图10所示，是指在被划分为内侧(Medial)和外侧(Lateral)的支承元件(30)上，向下凹入的部分。其与上述股骨元件(10)的凸髁(11)发生接触，从而完成关节运动。图11是图10的B-B'截面图，图12是示出图11的各个区段曲率半径和角度的示意图，参照图11和图12，这种上述关节面(31)包括最低点(311)，第四区段(313)，第五区段(315)，第六区段(317)。
上述最低点(311)是指，支承元件(30)的凹关节面(31)的曲面中凹入最大的点，如图11和图12所示，其用来指，在向下凹入的支承元件(30)的关节面上的凹关节面(31)中的最低点。优选地，其可构造成，在患者笔直站立的伸展状态(Extension)下，可使上述股骨元件(10)的最低点(111)与上述轴承元件(30)的关节面(31)的最低点(311)发生接触。这种以上述最低点(311)为准，位于前侧方向上的关节面(31)的表面，被称为前侧面(31a)，本发明的特征在于，这种前侧面(31a)具有多种曲率半径。
上述第四区段(313)是指，从上述关节面(31)的最低点(311)开始具有第四曲率半径(R4)，并从第四曲率半径中心(C4)开始按第四角度(θ4)向前侧方向延伸的部分。优选地，上述第四区段(313)可构造成，大致呈水平状态。优选地，上述第四区段(313)是，用于安置被构造成大致呈水平状态的第一区段(113)的部分，优选地，第四区段(313)的面积应构造成，大于上述第一区段(113)的面积。
当处于伸展状态的膝盖欲过度伸展时，与上述股骨元件(10)的上述髁(11)接触的点可形成于上述第四区段(313)，优选地，上述髁(11)的第一区段(113)和第四区段(313)可形成接触点(P)。
上述股骨元件(10)的髁(11)安置于上述支承元件(30)的关节面(31)之上，为确保关节运动的平稳进行，优选地，上述髁(11)的各个区段的曲率应构造成，小于上述关节面(31)的各个区段的曲率。如果上述关节面(31)的各个区段的曲率与上述髁(11)的各个区段的曲率相同，则会由于没有余量公差，导致髁(11)与关节面(31)紧密联结，进而加快植入物的磨损。最终，优选地，上述支承元件的关节面(31)曲率应构造成大于与其相对应的上述髁(11)的各个区段的曲率。因此，上述第四曲率半径(R4)可构造成大于上述第一曲率半径(R1)。
上述第四区段(313)的第四曲率半径(R4)、第四角度(θ4)并不限于某个特定概念，但，优选地，上述第四曲率半径(R4)可以是85.5mm，上述第四角度(θ2)可以是5度。
上述第五区段(315)是指，从第四区段(313)的端部(3131)开始具有第五曲率半径(R5)，并从第五曲率半径中心(C5)开始按第五角度(θ5)向前侧方向延伸的部分。
上述第五区段(315)是与患者通常解剖的形状相对应的部分，上述第四区段(313)是几乎水平的区段，而上述第五区段(315)则体现出患者通常解剖的形状，使得曲率可能出现略微急剧的变化。优选地，当处于伸展状态的膝盖欲过度伸展时，为避免上述第五区段(315)与上述髁(11)发生接触，上述第五曲率半径(R5)可构造成小于上述第四曲率半径(R4)(R4>R5)。
上述第五区段(315)，是与上述髁(11)的第二区段(115)相对应的部分，如前所述，为确保上述股骨元件(10)的髁(10)在上述支承元件(30)的关节面(31)上进行平稳的关节运动，优选地，上述第五区段(315)的第五曲率半径(R5)应构造成大于上述第二区段(115)的第二曲率半径(R2)。
上述第五区段(315)用于支撑大致水平的股骨元件(10)的第一区段(113)的滑动，如果滑动区段过长，会出现患者行为变不自然的问题，因此，优选地，应最小化上述第五区段(315)，上述第五角度(θ5)可构造成小于上述第四角度(θ4)(θ5>θ4)。
上述第五区段(315)的第五曲率半径(R5)、第五角度(θ5)并不限于某个特定概念，但，优选地，上述第五曲率半径(R5)可以是27mm，上述第二角度(θ5)可以是9度。
上述第六区段(317)是指，从上述第五区段(315)的端部(3151)开始具有第六曲率半径(R6)，并从第六曲率半径中心(C6)开始按第六角度(θ6)向前侧方向延伸的部分。为防止处于伸展状态下的膝盖因下楼梯等行为而过度伸展，优选地，本发明构造了两个接触点，其中一个接触点形成于上述第四区段(313)，另一个接触点可形成于上述第六区段(317)。为此，优选地，上述第六曲率半径(R6)可构造成小于上述第四曲率半径(R4)，大于上述第五曲率半径(R5)(R4>R6>R5)。
上述髁(11)的第一区段(113)与上述关节面(31)的第四区段(313)，及上述髁(11)的第三区段(117)与上述关节面(31)的第六区段(317)分别形成接触点(P)，当处于伸展状态的膝盖在下楼梯过程中因伸展膝盖等动作而要过度伸展时，依据本发明的一种膝关节植入物(1)可在若干个点上形成接触点(P)，防止关节的过度伸展。
上述第六区段(317)，是与上述髁(11)的第三区段(117)相对应的部分，为确保上述股骨元件(10)的髁(10)在上述支承元件(30)的关节面(31)上进行平稳的关节运动，优选地，上述第六区段(317)的第六曲率半径(R6)应构造成大于上述第三区段(117)的第三曲率半径(R3)。
上述第六区段(317)的第六曲率半径(R6)并不限于某个特定概念，但，优选地，上述第六曲率半径(R5)可以是39mm。
图13是示出根据本发明的一个实施例的膝关节植入物在伸展状态下的接触点的示意图，图14是示出根据本发明的一个实施例的膝关节植入物的防止过度伸展的接触点的示意图，下面，将参照图13和图14进行描述。
当患者笔直站立时，膝盖处于伸展状态，这时，如图13所示，股骨元件(10)的最低点发生与支承元件(311)的最低点重合的单点接触(P)。
在这种情况下，接受过全膝关节置换术的患者欲下楼梯时，会做出将前脚抬离地面的动作，使得处于伸展状态的膝盖欲过度伸展。
这时，股骨元件(10)在支承原价(30)上滑动，其可借由大致水平的第一区段(113)和第四区段(313)完成。
股骨元件(10)滑动后，如图14所示，上述股骨元件(10)的最低点(111)将向上述支承元件(30)的最低点(311)的前侧方向移动。上述第一区段(113)的端部(1131)与上述第四区段(313)的端部(3131)可形成接触点(P)，这时，股骨元件(10)的第三区段(117)又与支承元件(30)的第六区段(317)的端部(3171)形成另一个接触点(P)，借此，可在处于伸展状态的膝盖欲过度伸展时，使股骨元件(10)的髁(11)与支承元件(30)的关节面(31)发生两点接触(P)，防止进一步的过度伸展。
以上的详细描述，仅用于举例说明本发明之目的。此外，前述内容示出并描述了本发明的优选实施方式，本发明也可在其他各种组合、变更、环境条件下使用。即，在本说明书公开的发明概念范围，及与前述公开内容均等的范围及/或本行业的技术或知识范围内，均可进行变更或修改。前述实施例仅用于描述实现本发明技术思想的最新实施方式，但，也可根据本发明的具体应用领域和用途进行各种变更。因此，本发明的以上详细描述，并非要通过公开的实施方式来限定本发明。此外，所附权利要求书应解释为包括其他实施方式。

Claims (17)

1.一种防止过度伸展的膝关节植入物，其特征在于，包括：股骨元件，其以凸髁最低点为准，在前侧面的各个区段具有不同的曲率半径；
所述股骨元件，在处于伸展状态的膝盖欲过度伸展时，所述髁沿支承元件的凹关节面向前侧方向滑动后在若干个点上与所述关节面发生接触。
2.根据权利要求1所述的防止过度伸展的膝关节植入物，其特征在于，所述股骨元件包括：第一区段，其从所述髁的最低点开始具有第一曲率半径，并从第一曲率半径中心开始按第一角度向前侧方向延伸。
3.根据权利要求2所述的防止过度伸展的膝关节植入物，其特征在于，所述股骨元件包括：
第二区段，其从所述第一区段的端部开始具有第二曲率半径，并从第二曲率半径中心开始按第二角度向前侧方向延伸；及
第三区段，其从所述第二区段的端部开始具有第三曲率半径，并从第三曲率半径中心开始按第三角度向前侧方向延伸；
当处于伸展状态的膝盖欲过度伸展时，在所述第一区段和所述第三区段形成与所述髁接触的点。
4.根据权利要求3所述的防止过度伸展的膝关节植入物，其特征在于，所述第一曲率半径大于所述第二曲率半径。
5.根据权利要求4所述的防止过度伸展的膝关节植入物，其特征在于，所述第三曲率半径小于所述第一曲率半径，大于所述第二曲率半径。
6.根据权利要求3所述的防止过度伸展的膝关节植入物，其特征在于，所述第一角度小于所述第二角度。
7.一种防止过度伸展的膝关节植入物，其特征在于，包括：支承元件，其以凹关节面的最低点为准，在前侧面的各个区段具有不同的曲率半径，
所述支承元件在处于伸展状态的膝盖欲过度伸展时与沿所述关节面向前侧方向滑动的股骨元件的髁在若干个点上发生接触。
8.根据权利要求7所述的防止过度伸展的膝关节植入物，其特征在于，所述支承元件包括：第四区段，其从所述关节面的最低点开始具有第四曲率半径，并从第四曲率半径中心开始按第四角度向前侧方向延伸。
9.根据权利要求8所述的防止过度伸展的膝关节植入物，其特征在于，所述支承元件包括：
第五区段，其从所述第四区段的端部开始具有第五曲率半径，并从第五曲率半径中心开始按第五角度向前侧方向延伸；及
第六区段，其从所述第五区段的端部开始具有第六曲率半径，并从第六曲率半径中心开始按第六角度向前侧方向延伸，
当处于伸展状态的膝盖欲过度伸展时，在所述第四区段和所述第六区段形成与所述髁接触的点。
10.根据权利要求9所述的防止过度伸展的膝关节植入物，其特征在于，所述第四曲率半径大于所述第五曲率半径。
11.根据权利要求10所述的防止过度伸展的膝关节植入物，其特征在于，所述第六曲率半径小于所述第四曲率半径大于所述第五曲率半径。
12.根据权利要求9所述的防止过度伸展的膝关节植入物，其特征在于，所述第四角度小于所述第五角度。
13.一种防止过度伸展的膝关节植入物，其特征在于，包括：
股骨元件，其以凸髁的最低点为准，在前侧面的各个区段具有不同的曲率半径；及
支承元件，其以凹关节面的最低点为准，在前侧面的各个区段具有不同的曲率半径，
所述股骨元件和所述支承元件，在处于伸展状态的膝盖欲过度伸展时，所述髁沿所述关节面向前侧方向滑动后与所述关节面在若干个点上发生接触。
14.根据权利要求13所述的防止过度伸展的膝关节植入物，其特征在于，所述股骨元件包括：第一区段，其从所述髁的最低点开始具有第一曲率半径，并从第一曲率半径中心开始按第一角度向前侧方向延伸，
所述支承元件包括：第四区段，其从所述关节面的最低点开始具有第四曲率半径，并从第四曲率半径中心开始按第四角度向前侧方向延伸。
15.根据权利要求14所述的防止过度伸展的膝关节植入物，其特征在于，所述股骨元件包括：
第二区段，其从所述第一区段的端部开始具有第二曲率半径，并从第二曲率半径中心开始按第二角度向前侧方向延伸；及
第三区段，其从所述第二区段的端部开始具有第三曲率半径，并从第三曲率半径中心开始按第三角度向前侧方向延伸，
所述支承元件包括：
第五区段，其从所述第四区段的端部开始具有第五曲率半径，并从第五曲率半径中心开始按第五角度向前侧方向延伸；及
第六区段，其从所述第五区段的端部开始具有第六曲率半径，并从第六曲率半径中心开始按第六角度向前侧方向延伸，
当处于伸展状态的膝盖欲过度伸展时，分别在所述第一区段和所述第四区段及所述第三区段和所述第六区段形成接触点。
16.根据权利要求15所述的防止过度伸展的膝关节植入物，其特征在于，所述第一曲率半径小于所述第四曲率半径，所述第二曲率半径小于所述第五曲率半径，所述第三曲率半径小于所述第六曲率半径。
17.根据权利要求14所述的防止过度伸展的膝关节植入物，其特征在于，所述第一区段的面积小于所述第四区段的面积。
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