CN205849594U - 高匹配度生理型膝关节假体 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于骨科医疗用内植入物，具体涉及一种高匹配度生理型膝关节假体，包括至上而下连接的股骨组件、聚乙烯垫和胫骨组件，所述股骨组件包括外侧为弧形的“L”型滑车，滑车底部中间开有“n”型镂空口，镂空口两侧的结构相同且对称、内表面连接有立柱；所述胫骨组件为中间矩形镂空的“马蹄铁”结构，镂空口两侧的间室结构相同且对称；所述聚乙烯垫为上表面设有凹槽、底部设有凸起的半月型结构，两组聚乙烯垫的凹槽承接滑车底部、凸起与间室连接。本实用新型保留了十字韧带股骨附着点骨质，胫骨采用“门”字型设计，保留前后十字韧带的胫骨附着点骨质；高屈曲度设计通过增加股骨后髁的截骨量，延长后髁弧度，更加符合国人膝关节的生理特性。

Description

高匹配度生理型膝关节假体

技术领域

本实用新型属于骨科医疗用内植入物，具体涉及一种高匹配度生理型膝关节假体，用于手术替换患者病损的膝关节，以达到缓解疼痛，改善功能及形态的目的。

背景技术

人工关节置换术是二十世纪最成功的骨科手术之一，它让无数患有终末期骨关节疾病的病人重新恢复正常的生活。具体来讲，人工关节置换术是指采用聚合金属、高分子聚乙烯、陶瓷等新型材料，根据人体关节的形态、构造及功能制成人工关节假体，通过外科手术植入人体内，代替患病关节功能，达到缓解关节疼痛，恢复关节功能、形态的目的。手术优良率高达93.75%。

人体下肢主要功能是负重和运动，骨骼是负重的基石，关节则是运动的枢纽。双下肢借助骨盆与躯体相连，身体的重量通过骨盆传达到下肢。正常时的生理力线，一般是由髋关节中点至膝关节中点、由膝关节中点至踝关节中点。而在出现骨性关节炎、类风湿性关节炎等严重关节疾患或者损伤时，膝关节有可能出现疼痛，内翻或外翻畸形，功能障碍等，下肢力线发生改变，严重影响日常生活，这时就需要进行人工膝关节置换手术来治疗，来恢复下肢力线及生理形态，去除病损骨面，替换为金属聚乙烯界面，以缓解磨损所致疼痛，最终恢复正常膝关节功能，提高生活质量。

目前在国内外广泛使用的人工膝关节假体，绝大部分需要切除前后十字韧带，只有少数保留了后十字韧带，但是，所有的医生都十分清楚，前后十字韧带对保持膝关节稳定至关重要，且需两条韧带共同作用，相辅相成，缺一不可。同时，即便重度骨关节疾患，大部分患者的前后十字韧带受影响都较小，完全允许继续使用下去。另外，目前大部分膝关节假体的设计只允许有0~120度的活动范围，远低于正常人体-10°到145°的活动范围，在患者术后屈曲超120度时，假体弧度设计不足，产生假体边缘切割聚乙烯衬垫的情况，加速磨损，减少使用寿命。

如专利201420147055.0中所述解剖重建式人工膝关节假体，在设计时有些过度追求人体解剖生理学构造，在股骨假体设计加入三度侧倾角，力求符合生理轴线，导致生物力学实验时，骨和假体界面产生侧向剪力，虽未产生移位等不稳定的后果，但长期使用恐遗留假体偏移、失效的隐患，所以在新设计中，取消了3度侧倾角，使得骨-假体界面为单一垂直向力，而无侧向剪力出现；此外，解剖重建式人工膝关节假体所涉及的聚乙烯衬垫为一体式，由于是中间镂空的马蹄铁设计，前方桥接部位过于薄弱，虽然同样未在生物力学模拟实验测得断裂的结果，但是，在长期使用时前方桥接位置应力过于集中，恐产生断裂风险。

发明内容

本实用新型为了能使假体在股骨和胫骨结合部位能高度匹配，以实现更加稳定，活动度更高，更加灵活的目标，提供了一种高匹配度生理型膝关节假体。

本实用新型采用如下技术方案：

一种高匹配度生理型膝关节假体，包括至上而下连接的股骨组件、聚乙烯垫和胫骨组件，所述股骨组件包括外侧为弧形的“L”型滑车，滑车底部中间开有“n”型镂空口，镂空口两侧的结构相同且对称、内表面连接有立柱；所述胫骨组件为中间矩形镂空的 “马蹄铁”结构，镂空口两侧的间室结构相同且对称；所述聚乙烯垫为上表面设有凹槽、底部设有凸起的半月型结构，两组聚乙烯垫的凹槽承接滑车底部、凸起与间室连接。

所述间室上设有主锚定桩和辅助锚定桩，主锚定桩的直径大于辅助锚定桩的直径、主锚定桩之间的间距小于辅助锚定桩之间的间距。

所述主锚定桩为中部凹陷的“工”字形结构。

所述凸起的直径小于聚乙烯垫的主体底部直径。

所述滑车底部的镂空口的开口宽度为16-20mm。

所述聚乙烯垫与胫骨组件之间通过插销固定。

所述股骨组件和胫骨组件均为钛合金或钴铬合金铸件、外表面抛光、与骨接触的内表面粗糙打磨；聚乙烯垫采用含维生素E的超高交联聚乙烯材料、表面光滑。

本实用新型的设计理念基于传统膝关节假体模型，予以大胆改进，以达到在目前技术及材料学允许的范围内，尽可能的趋近于人体正常膝关节的生理结构，来尽可能地减少患者在行人工膝关节置换手术后的“异体感”，该产品最大的不同就是予以完全保留前后两条十字韧带，以及其附着点的骨质，同时在股骨和胫骨结合部位采取更高的匹配度的设计，以实现更加稳定，活动度更高，更加灵活的目标。

本实用新型人工膝关节假体，股骨构件因保留了十字韧带股骨附着点骨质，截骨更加简便，胫骨金属假体采用“门”字型设计，保留前后十字韧带的胫骨附着点骨质；高屈曲度设计通过增加股骨后髁的截骨量，而使股骨假体后髁厚度增加，延长后髁弧度，理论屈曲活动范围可达0~150°更加符合国人膝关节的生理特性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为股骨组件的主视图；

图3为图2的A向视图；

图4、5为聚乙烯垫的主视图、俯视图；

图6、7为胫骨组件的主视图、侧视图；

图8为图6的A向剖视图；

图9为插销的结构示意图；

图中：1-股骨组件、2-聚乙烯垫、3-胫骨组件；

11-滑车、12-立柱、a-后髁、b-远髁、c-前髁；

21-凹槽、22-凸起；

31-主锚定桩、32-辅助锚定桩、33-间室。

具体实施方式

结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示的高匹配度生理型膝关节假体，包括至上而下连接的股骨组件1、聚乙烯垫2和胫骨组件3，所有金属构件均采用钛合金或钴铬合金所铸成，外表面高抛光，内表面，即与骨的接触面粗糙打磨；聚乙烯构件设计采用含维生素E的超高交联聚乙烯材料，光滑，耐磨，不易断裂。

所述股骨组件的大体形态较传统相似，如图2、3所示，在中央髁间窝区域有重大改进，摒弃了通用后稳定型膝关节假体股骨组件髁间的箱式设计，改为镂空“n”型开口设计，股骨髁间预留宽度根据尺寸不同设计16-20mm，后髁间敞开，不设计连接机构，为前后十字韧带股骨侧附着点留出足够空间，并避免了在运动中对其切割和撞击，股骨组件整体更加纤薄，股骨假体双后髁厚度增加，弧度及长度增加，更加向后上方延伸；其上表面采用双立柱锚定设计，与骨的接触面打磨粗糙，保留骨水泥微孔，利于骨水泥渗透固定。

所述的聚乙烯垫如图4、5所示，用于承接上方的股骨假体组件，及下方的胫骨平台假体组件，主要设计为内、外侧间室双垫片，避免了一体式衬垫桥接处薄弱，受应力过于集中而折断的可能，形状为“半月”型；其上表面采用超大弧度滚动凹槽的“盆地”式设计，中间凹陷，四周逐渐增高，前后翘起，增大股骨假体与其贴合面积，及匹配度，并防止在极度屈曲时的“跳出效应”，更好的包容股骨假体的下表面，以完美贴合股骨假体并允许其前后滑滚移动，保证关节稳定性，同时表面打磨务必力求光滑，降低摩擦系数，增加关节活动的灵活性；各聚乙烯衬垫的下表面设计为整体突起的形态，直径小于衬垫主体，与主体连接的基底部略凹陷，从侧面观略呈“梯形”，用于与胫骨平台组件上表面凹槽区域相压配组合，且防止拔出。

所述的胫骨组件如图6、7、8所示，采用中间矩形镂空，前端桥接的“马蹄铁”型设计，中间的矩形镂空区域为前后十字韧带胫骨附着点，即髁间棘骨性区域的生理空间，其宽度与股骨假体髁间窝尺寸相匹配；内外侧间室部分上表面均做整体凹陷处理，周缘突起，且凸起的上缘较基底部周长略小，以适应聚乙烯衬垫下表面的凸起设计，用于压配固定，且相互咬合，防止拔出；胫骨组件下表面，即与骨的接触面打磨粗糙，保留骨水泥微孔，利于骨水泥渗透，锚定采用稳定的四足设计，前方2足为主要锚定桩，直径较大，且中间凹陷，防止拔出，后方2足为辅助锚定桩，直径较小，且间距较宽。

本实用新型为内外间室分体式聚乙烯衬垫；再者，在胫骨平台的副翼双柱锚定系统设计，在实际操作中，出现1例在胫骨平台钻孔时钻破骨皮质的案例，同时，意识到双柱的骨准备技术学习曲线较长，经验不足的医师操作起来较困难。新的设计为四足锚定，各足更加短小，但由于增加两足，以数量弥补了的稳定性上的差异，实际上，四足锚定所形成的面固定，比两足的线固定更加稳固。

Claims (7)

1.一种高匹配度生理型膝关节假体，包括至上而下连接的股骨组件（1）、聚乙烯垫（2）和胫骨组件（3），其特征在于：所述股骨组件（1）包括外侧为弧形的“L”型滑车（11），滑车（11）底部中间开有“n”型镂空口，镂空口两侧的结构相同且对称、内表面连接有立柱（12）；所述胫骨组件（3）为中间矩形镂空的 “马蹄铁”结构，镂空口两侧的间室（33）结构相同且对称；所述聚乙烯垫（2）为上表面设有凹槽（21）、底部设有凸起（22）的半月型结构，两组聚乙烯垫（2）的凹槽（21）承接滑车（11）底部、凸起（22）与间室（33）连接。

2.根据权利要求1所述的高匹配度生理型膝关节假体，其特征在于：所述间室（33）上设有主锚定桩（31）和辅助锚定桩（32），主锚定桩（31）的直径大于辅助锚定桩（32）的直径、主锚定桩（31）之间的间距小于辅助锚定桩（32）之间的间距。

3.根据权利要求2所述的高匹配度生理型膝关节假体，其特征在于：所述主锚定桩（31）为中部凹陷的“工”字形结构。

4.根据权利要求3所述的高匹配度生理型膝关节假体，其特征在于：所述凸起（22）的直径小于聚乙烯垫（2）的主体底部直径。

5.根据权利要求4所述的高匹配度生理型膝关节假体，其特征在于：所述滑车（11）的镂空口的开口宽度为16-20mm。

6.根据权利要求5所述的高匹配度生理型膝关节假体，其特征在于：所述聚乙烯垫（2）与胫骨组件（3）之间通过插销固定。

7.根据权利要求6所述的高匹配度生理型膝关节假体，其特征在于：所述股骨组件（1）和胫骨组件（3）均为钛合金或钴铬合金铸件、外表面抛光、与骨接触的内表面粗糙打磨；聚乙烯垫（2）采用含维生素E的超高交联聚乙烯材料、表面光滑。