CN113631123A

CN113631123A - 人工膝关节

Info

Publication number: CN113631123A
Application number: CN202080027827.5A
Authority: CN
Inventors: 清友大惟; 井上贵之
Original assignee: Imperial Nakajima Medical Co ltd
Current assignee: Imperial Nakajima Medical Co ltd
Priority date: 2019-04-11
Filing date: 2020-02-18
Publication date: 2021-11-09
Also published as: EP3954335A4; EP3954335A1; JP7170126B2; EP3954335B1; JPWO2020208942A1; US20220160513A1; WO2020208942A1

Abstract

一种人工膝关节（1）包括：股骨组件（2），其包括内侧髁（22）和外侧髁（23）；以及胫骨组件（3），其包括承受内侧髁（22）的内侧滑动面（51）和承受外侧髁（23）的外侧滑动面（52）。内侧滑动面（51）和外侧滑动面（52）的内外方向的曲率半径在前后方向的规定范围内从前方朝向后方变大。在内外方向上，以使伸展位置的内侧髁（22）的最低点（22a）与外侧髁（23）的最低点（23a）的中间点（20）相对于胫骨组件（3）的中心（30）位于胫骨组件（3）的宽度的2%～10%内方的形式，内侧滑动面（51）和外侧滑动面（52）向内方靠近。

Description

人工膝关节

技术领域

本发明涉及一种人工膝关节。

背景技术

人工膝关节替换罹患膝骨关节炎、类风湿性关节炎、骨肿瘤的患者、或负有外伤等的患者的膝关节。人工膝关节包括代替股骨的一部分的股骨组件和代替胫骨的一部分的胫骨组件。根据情况，人工膝关节有时包括膝盖骨组件。

一般而言，股骨组件包括内侧髁和外侧髁，胫骨组件具有承受内侧髁的内侧滑动面和承受外侧髁的外侧滑动面（参照专利文献1）。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特许第3781186号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

但是，即使是以往的人工膝关节能实现接近健康的膝关节的动作，但还是期望进一步提高其再现性。

因此，本发明的目的在于提供一种能够实现与健康的膝关节同样的动作的人工膝关节。

解决问题的技术手段：

为了解决所述课题，本发明的发明人们深入研究的结果发现在健康的膝关节中，于伸展位置，股骨的远位部（胫骨侧的端部）的内外方向的中心与胫骨的近位部（股骨侧的端部）的内外方向的中心相比靠近内侧。另一方面，在以往的人工膝关节中，在内外方向上，股骨组件的中心与胫骨组件的中心一致。因此，考虑如果将这些内外方向的中心错开，是不是能够实现与健康的膝关节同样的动作。本发明是基于这样的观点而完成的。

即，本发明的膝关节的特征在于具有：股骨组件，其包括内侧髁和外侧髁；以及胫骨组件，其具有承受所述内侧髁的内侧滑动面和承受所述外侧髁的外侧滑动面，所述内侧滑动面和所述外侧滑动面的内外方向的曲率半径在前后方向的规定范围内从前方朝向后方变大；在内外方向上，以使伸展位置的所述内侧髁的最低点与所述外侧髁的最低点的中间点相对于所述胫骨组件的中心位于所述胫骨组件的宽度的2%～10%内方的形式，所述内侧滑动面和所述外侧滑动面向内方靠近。

根据上述的结构，在内外方向上，安装了人工膝关节的患者的股骨与胫骨的相对位置关系在伸展位置处与健康人的股骨与胫骨的相对位置关系相同。关于屈曲位置，已知伴随膝的屈曲，股骨组件向后方移动。内侧滑动面和外侧滑动面的内外方向的曲率半径由于后方比前方大，若股骨组件伴随膝的屈曲而向后方移动，则内外方向上的股骨组件的约束力下降。其结果是，因包括韧带或关节囊的软部组织的张力等，股骨组件容易向内外方向移动。即，即使膝屈曲时，安装了人工膝关节的患者的股骨与胫骨的相对位置关系也可以和健康人的股骨与胫骨的相对位置关系相同。因此，安装了人工膝关节时的软部组织的紧张和松弛的平衡与健康的膝关节近似。因此，能够实现与健康的膝关节同样的动作。

也可以是，在前后方向上，伸展位置的所述内侧髁与所述内侧滑动面的接触位置位于从所述胫骨组件的后端起所述胫骨组件的长度的40%～65%的范围内。根据该结构，即使在前后方向上，安装了人工膝关节的患者的股骨与胫骨的相对位置关系也和健康人的股骨与胫骨的相对位置关系相同。

也可以是，在所述胫骨组件的上表面上的比所述股骨组件向外方伸出的端部形成有朝向外方向下倾斜的倾斜面。根据该结构，能够避免外侧副韧带与胫骨组件的冲突。

也可以是，将所述内侧滑动面在内外方向上的最低点在前后方向上相连的最低点线朝向前方向内弯曲。根据该结构，能够在膝屈曲时，伴随股骨组件向后方的移动，将股骨组件向外方引导。

发明效果：

根据本发明，能够实现与健康的膝关节同样的动作。

附图说明

图1是本发明的一个实施形态的人工膝关节的分解立体图；

图2是图1所示的人工膝关节的安装状态的剖视图；

图3是沿着图2的III-III线的剖视图（股骨和胫骨省略）；

图4是胫骨组件的俯视图；

图5是沿着图4的V-V线的剖视图；

图6是沿着图4的VI-VI线的剖视图。

具体实施方式

图1中示出本发明的一个实施形态的人工膝关节1。本实施形态的人工膝关节1用于左足，图1的左下方向为内方，右上方向为外方，图1的右下方向为前方，左上方向为后方。图2是人工膝关节1的安装状态的剖视图。

人工膝关节1包括：股骨组件2，其代替被切除的股骨11的一部分；以及胫骨组件3，其代替被切除的胫骨12的一部分。另外，图2中的符号13是外侧副韧带，符号14是内侧副韧带，符号15是前十字韧带，符号16是后十字韧带。

股骨组件2由钴铬合金、钛合金等金属构成。股骨组件2包括：前壁21，其固定于股骨11的前方切除面；以及内侧髁22和外侧髁23，它们从前壁21的下端部穿过股骨11的下方而延伸到股骨11的后方。

内侧髁22和外侧髁23在内外方向上彼此分开。内侧髁22与外侧髁23之间的间隙用于避免与前十字韧带15和后十字韧带16的冲突。此外，在前壁21的下部形成有穿过内侧髁22与外侧髁23之间并沿前后方向延伸的、供膝盖骨或膝盖骨组件滑动的膝盖骨槽。

内侧髁22的外侧面成为在前后方向和内外方向上弯曲的三维曲面。同样地，外侧髁23的外侧面成为在前后方向和内外方向上弯曲的三维曲面。

在本实施形态中，胫骨组件3是切除前十字韧带15并保存后十字韧带16的类型。但是，胫骨组件3也可以是切除前十字韧带15和后十字韧带16两者的类型。在切除两者的类型的情况下，在胫骨组件3的大致中央形成有向上突出的突起。或者，胫骨组件3可以是保存前十字韧带15和后十字韧带16的两者的类型，也可以是保存后十字韧带16并重建前十字韧带15的类型。

胫骨组件3包括由钴铬合金或钛合金等金属构成的基座4以及由聚乙烯等构成的树脂板5。基座4包括固定于胫骨12的上方切除面的板部41和从板部41的大致中央向下延伸的杆（stem）42。基座4还包括与板部41和杆42连接的三角形状的龙骨43。基座4也可以除杆42和龙骨43之外，或替代杆42和龙骨43，包含后述的位于内侧滑动面51和外侧滑动面52的下方的一对橛子（peg）44。

在俯视观察时，树脂板5具有与基座4的板部41相同形状的轮廓。在树脂板5的上表面形成有承受股骨组件2的内侧髁22的内侧滑动面51和承受股骨组件2的外侧髁23的外侧滑动面52。

内侧滑动面51成为在前后方向和内外方向上弯曲的三维曲面。同样地，外侧滑动面52成为在前后方向和内外方向上弯曲的三维曲面。

更详细而言，如图4～6所示，内侧滑动面51的内外方向的曲率半径MR在前后方向的规定范围内从前方朝向后方变大。规定范围例如是将内侧滑动面51沿前后方向三等分时的中央区域。

同样地，外侧滑动面52的内外方向的曲率半径LR在前后方向的规定范围内从前方朝向后方变大。规定范围例如是将外侧滑动面52沿前后方向三等分时的中央区域。

内侧滑动面51和外侧滑动面52并非设置于左右对称的位置，而是靠内方。更详细而言，如图2所示，在内外方向上，以使伸展位置的内侧髁22的最低点22a与外侧髁23的最低点23a的中间点20相对于胫骨组件3的中心30位于胫骨组件3的宽度W（参照图4）的2%～10%内方的形式，内侧滑动面51和外侧滑动面52向内方靠近。换言之，内外方向上的中间点20与胫骨组件3的中心30之间的距离D为0.02W以上且0.1W以下。另外，胫骨组件3在内外方向上的中心30是将内外方向上的胫骨组件3的宽度W二等分的线。

此外，如图3所示，在前后方向上，在伸展位置的内侧髁22与内侧滑动面51的接触位置（也是内侧髁22的最低点22a）位于从胫骨组件3的后端起胫骨组件的长度L的40%～65%的范围内。换言之，从胫骨组件3的后端至接触位置的距离L1为0.4L以上且0.65L以下。

而且，如图2和图4所示，在树脂板5的上表面（也是胫骨组件3的上表面）上的比股骨组件2向外方伸出的端部形成有倾斜面53，该倾斜面53朝向外方向下倾斜。在本实施形态中，外侧滑动面52与倾斜面53相邻，通过这些边界，形成棱线。

此外，如图3和图4所示，在树脂板5的上表面上的前方的端部也形成有朝向外方向下倾斜的倾斜面53。

而且，在胫骨组件3设置有用于避免与后十字韧带16冲突的凹陷31。凹陷31从胫骨组件3的后端朝向前方凹下。即，与凹陷31相同形状的切口形成于基座4的板部41和树脂板5两者。凹陷31与内侧滑动面51和外侧滑动面52向内方靠近同样地，比内外方向上的胫骨组件3的中心30向内方靠近。

如以上所说明的那样，在本实施形态的人工膝关节1中，胫骨组件3的内侧滑动面51和外侧滑动面52向内方靠近。因此，在内外方向上，安装了人工膝关节1的患者的股骨11与胫骨12的相对位置关系在伸展位置处与健康人的股骨与胫骨的相对位置关系相同。关于屈曲位置，已知伴随膝的屈曲，股骨组件2向后方移动。内侧滑动面51和外侧滑动面52的内外方向的曲率半径MR、LR由于后方比前方大，若股骨组件2伴随膝的屈曲而向后方移动，则股骨组件2在内外方向上的约束力下降。其结果是，因包括韧带或关节囊的软部组织的张力等，股骨组件2容易向内外方向移动。即，即使膝屈曲时，安装了人工膝关节1的患者的股骨11与胫骨12的相对位置关系也可以和健康人的股骨与胫骨的相对位置关系相同。因此，安装了人工膝关节1时的软部组织的紧张和松弛的平衡与健康的膝关节近似。因此，能够实现与健康的膝关节同样的动作。

而且，在本实施形态中，伸展位置的内侧髁22与内侧滑动面51的接触位置位于从胫骨组件3的后端起胫骨组件3的长度L的40%～65%的范围内。因此，在前后方向上，安装了人工膝关节1的患者的股骨11与胫骨12的相对位置关系也和健康人的股骨与胫骨的相对位置关系相同。

此外，在胫骨组件3的上表面的外方端部形成有倾斜面53，因此能够避免外侧副韧带13与胫骨组件3的冲突。

（变形例）

本发明并不限定于上述的实施形态，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变形。

例如，人工膝关节1除股骨组件2和胫骨组件3之外还可以包含膝盖骨组件。

此外，胫骨组件3的内侧滑动面51也可以构成为：将内外方向上的内侧滑动面51的最低点沿前后方向相连的最低点线朝向前方向内（即，向与外侧滑动面52相反的方向）弯曲。根据该结构，能够在膝屈曲时，伴随股骨组件2向后方的移动，将股骨组件2向外方引导。

此外，在胫骨组件3是保存前十字韧带15和后十字韧带16两者的类型的情况下，在俯视观察时，胫骨组件3成为在内侧滑动面51与外侧滑动面52之间形成有向后开口的槽的大致U字状。在该情况下，省略杆42和龙骨43。

符号说明：

1：人工膝关节；

2：股骨组件；

20：中间点；

22：内侧髁；

22a：最低点；

23：外侧髁；

23a：最低点；

3：胫骨组件；

30：中心；

51：内侧滑动面；

52：外侧滑动面；

54：倾斜面。

Claims

1.一种人工膝关节，具备：

股骨组件，其包括内侧髁和外侧髁；以及

胫骨组件，其具有承受所述内侧髁的内侧滑动面和承受所述外侧髁的外侧滑动面，所述内侧滑动面和所述外侧滑动面的内外方向的曲率半径在前后方向的规定范围内从前方朝向后方变大；

在内外方向上，以使伸展位置的所述内侧髁的最低点与所述外侧髁的最低点的中间点相对于所述胫骨组件的中心位于所述胫骨组件的宽度的2%～10%内方的形式，所述内侧滑动面和所述外侧滑动面向内方靠近。

2.根据权利要求1所述的人工膝关节，其特征在于，

在前后方向上，伸展位置的所述内侧髁与所述内侧滑动面的接触位置位于从所述胫骨组件的后端起所述胫骨组件的长度的40%～65%的范围内。

3.根据权利要求1或2所述的人工膝关节，其特征在于，

在所述胫骨组件的上表面上的比所述股骨组件向外方伸出的端部形成有朝向外方向下倾斜的倾斜面。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的人工膝关节，其特征在于，

将所述内侧滑动面在内外方向上的最低点沿前后方向相连的最低点线朝向前方向内弯曲。