TWI786139B - 人工關節 - Google Patents

Abstract

一種人工關節，包括一第一關節組件及一第二關節組件。第一關節組件適於連接於一第一骨骼且具有一第一接觸面，其中第一接觸面包括一第一凸弧面、一第二凸弧面及一第三凸弧面。第二關節組件適於連接於一第二骨骼且具有一第二接觸面，其中第二接觸面與第一接觸面相接觸且包括一第一凹弧面、一第二凹弧面及一第三凹弧面，第一凹弧面、第二凹弧面及第三凹弧面分別對應於第一凸弧面、第二凸弧面及第三凸弧面。

Description

人工關節

本發明是有關於一種人體植入物，且特別是有關於一種人工關節。

若人工關節與人體骨骼韌帶結構不夠協同一致，便會在關節活動的時候造成額外的應力及磨耗，或是鬆脫。相較於膝關節及髖關節，由於踝關節的活動受到骨骼與韌帶構造的束縛大得多，故人工踝關節對手術安裝誤差的容忍度相對而言非常地小，而更容易產生上述額外的應力、磨耗及鬆脫的問題。也因此，現行人工踝關節的十年存活率約80%，相較於人工膝關節的95%仍偏低。從而，人工踝關節系統除了需發展更精準的手術器械以降低手術安裝誤差之外，亦需在人工踝關節的設計增加其活動的裕度，以提供容錯空間。

本發明提供一種人工關節，可改善其應力、磨耗及鬆脫的問題。

本發明的人工關節包括一第一關節組件及一第二關節組件。第一關節組件適於連接於一第一骨骼且具有一第一接觸面，其中第一接觸面包括一第一凸弧面、一第二凸弧面及一第三凸弧面。第二關節組件適於連接於一第二骨骼且具有一第二接觸面，其中第二接觸面與第一接觸面相接觸且包括一第一凹弧面、一第二凹弧面及一第三凹弧面，第一凹弧面、第二凹弧面及第三凹弧面分別對應於第一凸弧面、第二凸弧面及第三凸弧面。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

100、200、300、400:人工關節

110、210、310、410:第一關節組件

112、212、312、412:第一接觸面

112a、212a、312a、412a:第一凸弧面

112b、212b、312b、412b:第二凸弧面

112c、212c、312c、412c:第三凸弧面

114、214:第一連接面

114a、214a:第一骨釘

120、220、320、420:第二關節組件

120a、210b、410a:連接件

120b、210a、410b:接觸件

122、222、322、422:第二接觸面

122a、222a、322a、422a:第一凹弧面

122b、222b、322b、422b:第二凹弧面

122c、222c、322c、422c:第三凹弧面

124、124’、124”、224、224’、224”、224''':第二連接面

124a、224a:第二骨釘

216:第三接觸面

216a:第四凹弧面

216b:第五凹弧面

218:第四接觸面

218a:第四凸弧面

218b:第五凸弧面

A1、A2:連線

C1、C2、C3、C4、C5、C6、C1’、C2’、C3’、C4’、C5’、C6’:曲率中心

D1、D2、R:方向

G、G’、G”:間隙

L1、L2、L3、L4、L1’、L2’、L3’、L4’:距離

N:凹孔

r1、r2、r3、r4、r5、r6、r1’、r2’、r3’、r4’、r5’、r6’:曲率 半徑

Z:軸線

圖1是本發明一實施例的人工關節的立體圖。

圖2是圖1的人工關節的剖面圖。

圖3是圖1的第一關節組件的前視圖。

圖4是圖1的第二關節組件的部分結構前視圖。

圖5是本發明另一實施例的人工關節的立體圖。

圖6是本發明另一實施例的人工關節的立體圖。

圖7是本發明另一實施例的人工關節的立體圖。

圖8是圖7的人工關節的剖面圖。

圖9是圖7的第一關節組件的接觸件前視圖。

圖10是圖7的第二關節組件的部分結構前視圖。

圖11是本發明另一實施例的人工關節的立體圖。

圖12是本發明另一實施例的人工關節的立體圖。

圖13是本發明另一實施例的第二關節組件的立體圖。

圖14是本發明另一實施例的人工關節的剖面圖。

圖15是本發明另一實施例的人工關節的立體圖。

圖16是圖15的人工關節的剖面圖。

圖17是本發明另一實施例的人工關節的立體圖。

圖18是圖17的人工關節的剖面圖。

圖1是本發明一實施例的人工關節的立體圖。圖2是圖1的人工關節的剖面圖。請參考圖1及圖2，本實施例的人工關節100例如是人工踝關節且包括一第一關節組件110及一第二關節組件120。第一關節組件110適於連接於一第一骨骼，如距骨(talus)且第一關節組件110具有一第一接觸面112，第二關節組件120適於連接於一第二骨骼，如脛骨(tibia)且第二關節組件120具有一第二接觸面122，第二接觸面122與第一接觸面112相接觸。人工關節100藉由第一接觸面112與第二接觸面122的相對滑動而達成仿人體關節的運動。

詳細而言，第一接觸面112包括一第一凸弧面112a、一第二凸弧面112b及一第三凸弧面112c，第二凸弧面112b連接於第一凸弧面112a及第三凸弧面112c之間。第二接觸面122包括一 第一凹弧面122a、一第二凹弧面122b及一第三凹弧面122c，第二凹弧面122b連接於第一凹弧面122a及第三凹弧面122c之間。第一凹弧面122a、第二凹弧面122b及第三凹弧面122c分別對應於第一凸弧面112a、第二凸弧面112b及第三凸弧面112c。

在此設計方式之下，位於中間的第二凸弧面112b與第二凹弧面122b可相互接觸以進行支撐，當第二凸弧面112b與第二凹弧面122b正向接觸時，位於外側的第一凸弧面112a與第一凹弧面122a之間存在間隙G，且位於另一外側的第三凸弧面112c與第三凹弧面122c之間存在間隙G，進而增加第一關節組件112與第二關節組件122的相對運動空間，使第二凸弧面112b與第二凹弧面122b能夠沿方向R(標示於圖2)相對滑動，即在植入後能夠增加其內翻角度裕度及外翻角度裕度，且使第二凸弧面112b與第二凹弧面122b能夠沿軸線Z(標示於圖2)相對旋轉，即在植入後能夠增加其內旋角度裕度及外旋角度裕度，如此可降低第一關節組件112與第二關節組件122因骨骼與韌帶構造的限制而過度相互擠壓所產生額外的應力，進而改善人工關節100的磨耗及鬆脫問題。

在其他實施例中，第一凸弧面112a與第一凹弧面122a之間及第三凸弧面112c與第三凹弧面122c之間可不存在間隙或具有較小的間隙，以提供醫師於關節植入手術中測試選擇。

進一步而言，本實施例的第二凸弧面112b的面積大於第一凸弧面112a的面積且大於第三凸弧面112c的面積，第二凹弧面 122b的面積大於第一凹弧面122a的面積且大於第三凹弧面122c的面積。如上述般將位於中間的第二凸弧面112b與第二凹弧面122b設計為具有較大面積，可藉其提供主要的負重功能，而位於外側的具有較小面積的第一凸弧面112a、第一凹弧面122a、第三凸弧面112c、第三凹弧面122c可在植入後提供內翻、外翻的穩定度。

在本實施例中，第一凸弧面112a、第二凸弧面112b及第三凸弧面112c例如皆為凸球面，第一凹弧面122a、第二凹弧面122b及第三凹弧面122c例如皆為凹球面。然本發明不以此為限，在其他實施例中，可僅第二凸弧面112b及第二凹弧面122b為球面，而第一凸弧面112a、第三凸弧面112c、第一凹弧面122a、第三凹弧面122c為非球面。

以下詳細說明所述各弧面的設計方式。圖3是圖1的第一關節組件的前視圖。圖4是圖1的第二關節組件的部分結構前視圖。請參考圖3及圖4，本實施例的第一凸弧面112a、第二凸弧面112b及第三凸弧面112c的曲率中心C1、C2、C3不同，且第一凹弧面122a、第二凹弧面122b及第三凹弧面122c的曲率中心C4、C5、C6不同。第一關節組件110適於沿一方向D1連接至所述第一骨骼，第一凸弧面112a的曲率中心C1、第二凸弧面112b的曲率中心C2及第三凸弧面112c的曲率中心C3的連線A1不垂直於方向D1且連線A1與水平方向夾一傾角。第二關節組件120適於沿一方向D2連接至所述第二骨骼，第一凹弧面122a的曲率 中心C4、第二凹弧面122b的曲率中心C5及第三凹弧面122c的曲率中心C6的連線A2不垂直於方向D2且連線A2與水平方向夾一傾角。在其他實施例中，連線A1亦可垂直於方向D1，連線A2亦可垂直於方向D2，本發明不對此加以限制。

此外，雖圖3及圖4將曲率中心C1、C2、C3繪示為位於直線的連線A1上且將曲率中心C4、C5、C6繪示為位於直線的連線A2上，然實際上可將曲率中心C1、C2的連線設計為不平行於曲率中心C2、C3的連線，及/或將曲率中心C4、C5的連線設計為不平行於曲率中心C5、C6的連線，並且，將曲率中心C1、C2的連線的傾角設計為不同於曲率中心C4、C5的連線的傾角，且將曲率中心C2、C3的連線的傾角設計為不同於曲率中心C5、C6的連線的傾角，以使第一凸弧面112a與第一凹弧面122a及第三凸弧面112c與第三凹弧面122c之間分別具有圖2所示的間隙G，從而在植入後可提供內翻、外翻、內旋、外旋的裕度。再者，在第一凸弧面112a、第三凸弧面112c、第一凹弧面122a及第三凹弧面122c非為球面的其他實施例中，同樣可藉由適當的幾何設計讓第一凸弧面112a與第一凹弧面122a及第三凸弧面112c與第三凹弧面122c之間分別具有間隙G，從而在植入後提供內翻、外翻、內旋、外旋的裕度。

更詳細而言，第二凸弧面112b的曲率半徑r2例如是15~35毫米，在一實施例中可以是20~30毫米，或設計為25毫米，其數值的變化取決於對應的人體的骨骼大小(一般介於17~33毫 米)。連線A1相對於水平方向的傾角例如是0~10度，在一實施例中可以是4~8度，或設計為6度，其順應正常踝關節生理活動的平均傾角。所述水平方向係垂直於方向D1。第一凸弧面112a的曲率中心C1與第二凸弧面112b的曲率中心C2沿所述水平方向的距離L1例如是5~30毫米，在一實施例中可以是20毫米。第三凸弧面112c的曲率中心C3與第二凸弧面112b的曲率中心C2沿所述水平方向的距離L2例如是5~30毫米，在一實施例中可以是20毫米。第一凸弧面112a的曲率半徑r1例如是15~38.53毫米，在一實施例中可以是21.4~32.81毫米，或設計為27.1毫米。第三凸弧面112c的曲率半徑r3例如是11.47~35毫米，在一實施例中可以是17.19~28.6毫米，或設計為22.9毫米。曲率半徑r1、r3取決於曲率半徑r2、距離L1、距離L2、曲率中心C1與C2的連線長度、曲率中心C2與C3的連線長度，經由計算而得。

需說明的是，在如上述般將曲率中心C1、C2的連線設計為不平行於曲率中心C2、C3的連線的情況下，曲率中心C1、C2的連線的傾角例如是2~14度，在一實施例中可以是6~10度，或設計為是8度，曲率中心C2、C3的連線的傾角例如是-2~10度，在一實施例中可以是2~6度，或設計為4度。從而，曲率半徑r1、曲率半徑r3亦隨之改變。

第二凹弧面122b的曲率半徑r5例如是15~35毫米，在一實施例中可以是20~30毫米，或設計為25毫米，其取決於對應的人體的骨骼大小(一般介於17~33毫米)。連線A2相對於水平方 向的傾角例如是0~10度，在一實施例中可以是4~8度，或設計為6度，其順應正常踝關節生理活動的平均傾角。所述水平方向垂直於方向D2。第一凹弧面122a的曲率中心C4與第二凹弧面122b的曲率中心C5沿所述水平方向的距離L3例如是5~30毫米，在一實施例中可以是20毫米。第三凹弧面122c的曲率中心C6與第二凹弧面122b的曲率中心C5沿所述水平方向的距離L4例如是5~30毫米，在一實施例中可以是20毫米。第一凹弧面122a的曲率半徑r4例如是15~38.53毫米，在一實施例中可以是21.4~32.81毫米，或設計為27.1毫米。第三凹弧面122c的曲率半徑r6例如是11.47~35毫米，在一實施例中可以是17.19~28.6毫米，或設計為22.9毫米。曲率半徑r4、r6取決於曲率半徑r5、距離L3、距離L4、曲率中心C4與C5的連線長度、曲率中心C5與C6的連線長度，經由計算而得。

需說明的是，在如上述般將曲率中心C4、C5的連線設計為不平行於曲率中心C5、C6的連線的情況下，曲率中心C4、C5的連線的傾角例如是-2~10度，在一實施例中可以是2~8度，或設計為是6度，曲率中心C5、C6的連線的傾角例如是2~14度，在一實施例中可以是4~10度，或設計為是6度。從而，曲率半徑r4、曲率半徑r6亦隨之改變。

請參考圖1及圖2，本實施例的第一關節組件110具有相對於第一接觸面112的一第一連接面114，第一連接面114具有多個骨釘114a且適於藉由這些骨釘114a而連接於所述第一骨骼。類 似地，第二關節組件120具有相對於第二接觸面122的一第二連接面124，第二連接面124具有多個骨釘124a且適於藉由這些骨釘124a而連接於所述第二骨骼。由於這些第一骨釘114a及這些第二骨釘124a的數量皆為多個，故可分散所述第一骨骼與第一關節組件110之間的壓力及所述第二骨骼與第二關節組件120之間的壓力，進一步避免應力集中。

在本實施例中，第一關節組件110的第一連接面114為凹面。此外，第二關節組件120的第二連接面124為凸弧面，以分散所述第二骨骼與第二關節組件120之間的壓力。然本發明不以此為限，以下藉由圖式舉例說明。圖5是本發明另一實施例的人工關節的立體圖。圖5所示實施例與圖1所示實施例類似。需注意的是，圖5的第二關節組件120的第二連接面124’是屋頂形的凸面。圖6是本發明另一實施例的人工關節的立體圖。圖6所示實施例與圖1所示實施例類似。需注意的是，圖6的第二關節組件120的第二連接面124”是平面。

在圖1及圖2所示實施例中，第二關節組件120由連接件120a及接觸件120b所組成，連接件120a及接觸件120b相互接合固定。以人工關節100作為人工踝關節的情況而言，第一關節組件110是用以連接距骨的距骨組件(talar component)，連接件120a是用以連接脛骨的脛骨組件(tibial component)，接觸件120b是位於距骨組件與脛骨組件之間的插入組件(insert)。連接件120a及第一關節組件110的材質例如是金屬，接觸件120b的材質例如 是塑膠。在其他實施例中，連接件120a、第一關節組件110、接觸件120b可分別為其他適當材質，本發明不以此為限。

圖7是本發明另一實施例的人工關節的立體圖。圖8是圖7的人工關節的剖面圖。在圖7及圖8的人工關節200中，第一關節組件210、第一接觸面212、第一凸弧面212a、第二凸弧面212b、第三凸弧面212c、第一連接面214、第一骨釘214a、第二關節組件220、第二接觸面222、第一凹弧面222a、第二凹弧面222b、第三凹弧面222c、第二連接面224、第二骨釘224a、間隙G’的配置與作用方式類似圖1及圖2的第一關節組件110、第一接觸面112、第一凸弧面112a、第二凸弧面112b、第三凸弧面112c、第一連接面114、第一骨釘114a、第二關節組件120、第二接觸面122、第一凹弧面122a、第二凹弧面122b、第三凹弧面122c、第二連接面124、第二骨釘124a、間隙G的配置與作用方式，於此不再贅述。

要注意的是，在人工關節200中，第一關節組件210包括一接觸件210a及一連接件210b。第一接觸面212形成於接觸件210a，接觸件210a具有相對於第一接觸面212的一第三接觸面216，第三接觸面216包括一第四凹弧面216a及一第五凹弧面216b，連接件210b適於連接於所述第一骨骼且具有一第四接觸面218，第四接觸面218接觸第三接觸面216且包括一第四凸弧面218a及一第五凸弧面218b，第四凸弧面218a及第五凸弧面218b分別對應於第四凹弧面216a及第五凹弧面216b。在其他實施例 中，第三接觸面216可具有三個弧面，第四接觸面218可具有相應的三個弧面，本發明不對此加以限制。此外，在本實施例中，第三接觸面216與第四接觸面218之間可完全貼合，然而在其他實施例中，第三接觸面216與第四接觸面218之間亦可存在有間隙(如第一接觸面212與第二接觸面222之間)，並不以所列舉者為限。

以人工關節200作為人工踝關節的情況而言，連接件210b是用以連接距骨的距骨組件(talar component)，第二關節組件220是用以連接脛骨的脛骨組件(tibial component)，接觸件210a是位於距骨組件與脛骨組件之間的插入組件(insert)。在本實施例中，連接件210b及第二關節組件220的材質例如是金屬，接觸件210a的材質例如是塑膠。在其他實施例中，連接件210b、第二關節組件220、接觸件210a可分別為其他適當材質，本發明不以此為限。

以下詳細說明所述各弧面的設計方式。圖9是圖7的第一關節組件的接觸件前視圖。圖10是圖7的第二關節組件的部分結構前視圖。請參考圖9及圖10，本實施例的第一凸弧面212a、第二凸弧面212b及第三凸弧面212c的曲率中心C1’、C2’、C3’不同，且第一凹弧面222a、第二凹弧面222b及第三凹弧面222c的曲率中心C4’、C5’、C6’不同。

此外，可將曲率中心C1’、C2’的連線設計為不平行於曲率中心C2’、C3’的連線，及/或將曲率中心C4’、C5’的連線設計為 不平行於曲率中心C5’、C6’的連線，並且，將曲率中心C1’、C2’的連線的傾角設計為不同於曲率中心C4’、C5’的連線的傾角，及/或將曲率中心C2’、C3’的連線的傾角設計為不同於曲率中心C5’、C6’的連線的傾角，以使第一凸弧面212a與第一凹弧面222a及第三凸弧面212c與第三凹弧面222c之間分別具有圖8所示的間隙G’，從而在植入後提供內翻、外翻、內旋、外旋的裕度。再者，在第一凸弧面212a、第三凸弧面212c、第一凹弧面222a及第三凹弧面222c非為球面的其他實施例中，同樣可藉由適當的幾何設計讓在第一凸弧面212a與第一凹弧面222a及第三凸弧面212c與第三凹弧面222c之間分別具有間隙，從而在植入後提供內翻、外翻、內旋、外旋的裕度。

更詳細而言，第一凸弧面212a的曲率半徑r1’例如是20~80毫米，在一實施例中可以是40~60毫米，或設計為50毫米。第二凸弧面212b的曲率半徑r2’例如是20~80毫米，在一實施例中可以是40~60毫米，或設計為50毫米。第三凸弧面212c的曲率半徑r3’例如是20~80毫米，在一實施例中可以是40~60毫米，或設計為50毫米。第一凸弧面212a的曲率中心C1’與第二凸弧面212b的曲率中心C2’沿水平方向的距離L1’例如是5~30毫米，在一實施例中可以是20毫米。第三凸弧面212c的曲率中心C3’與第二凸弧面212b的曲率中心C2’沿水平方向的距離L2’例如是5~30毫米，在一實施例中可以是20毫米。

需說明的是，在如上述般將曲率中心C1’、C2’的連線設 計為不平行於曲率中心C2’、C3’的連線的情況下，曲率中心C1’、C2’的連線的傾角例如是-4~4度，在一實施例中可以是-2~2度，或設計為0度，曲率中心C2’、C3’的連線的傾角例如是-4~4度，在一實施例中可以是-2~2度，或設計為0度。

第一凹弧面222a的曲率半徑r4’例如是20~80毫米，在一實施例中可以是40~60毫米，或設計為50毫米。第二凹弧面222b的曲率半徑r5’例如是20~80毫米，在一實施例中可以是40~60毫米，或設計為50毫米。第三凹弧面222c的曲率半徑r6’例如是20~80毫米，在一實施例中可以是40~60毫米，或設計為50毫米。第一凹弧面222a的曲率中心C4’與第二凹弧面222b的曲率中心C5’沿水平方向的距離L3’例如是5~30毫米，在一實施例中可以是20毫米。第三凹弧面222c的曲率中心C6’與第二凹弧面222b的曲率中心C5’沿所述水平方向的距離L4’例如是5~30毫米，在一實施例中可以是20毫米。

需說明的是，在如上述般將曲率中心C4’、C5’的連線設計為不平行於曲率中心C5’、C6’的連線的情況下，曲率中心C4’、C5’的連線的傾角例如是-2~6度，在一實施例中可以是0~4度，或設計為2度，曲率中心C5’、C6’的連線的傾角例如是-6~2度，在一實施例中可以是-4~0度，或設計為-2度。

在本實施例中，第一關節組件210的第一連接面214為凹面。此外，第二關節組件220的第二連接面224為凸弧面，以分散所述第二骨骼與第二關節組件220之間的壓力。然本發明不 以此為限，以下藉由圖式舉例說明。圖11是本發明另一實施例的人工關節的立體圖。圖11所示實施例與圖7所示實施例類似。需注意的是，圖11的第二關節組件220的第二連接面224’是屋頂形的凸面。圖12是本發明另一實施例的人工關節的立體圖。圖12所示實施例與圖7所示實施例類似。需注意的是，圖12的第二關節組件220的第二連接面224”是平面。

圖13是本發明另一實施例的第二關節組件的立體圖。應注意的是，在圖13中，第二關節組件220的第二連接面224’”具有多個凹孔N，以使所述第一骨骼能夠生長至這些凹孔N內以更穩固地結合於第二關節組件220。上述各實施例的第二關節組件的第二連接面皆可具有此種凹孔，且上述各實施例的第一關節組件的第一連接面皆可具有此種凹孔，本發明不對此加以限制。

圖14是本發明另一實施例的人工關節的剖面圖。應注意的是，圖14所示實施例比起圖8所示實施例具有更大的間隙。詳細來說，在圖14的人工關節200中，第一關節組件210的第一凸弧面212a與第二關節組件220的第一凹弧面222a以及第三凸弧面212c與第二關節組件220的第三凹弧面222c之間具有更大的間隙G”，以使人工關節200有更大的內翻角度裕度及外翻角度裕度。舉例來說，圖8所示實施例的人工關節200的內翻角度裕度及外翻角度裕度例如皆為2度，而圖14所示實施例的人工關節200的內翻角度裕度及外翻角度裕度例如皆為4度。所述裕度的改變即是如上述般透過將曲率中心C1’、C2’的連線的傾角設計為不同 於曲率中心C4’、C5’的連線的傾角，且將曲率中心C2’、C3’的連線的傾角設計為不同於曲率中心C5’、C6’的連線的傾角而達成。在其他實施例中，可將其設計為具有更大、更小或完全沒有內翻角度裕度及外翻角度裕度，以提供醫師於關節植入手術中測試選擇，本發明不對此加以限制。

圖15是本發明另一實施例的人工關節的立體圖。圖16是圖15的人工關節的剖面圖。在圖15及圖16所示的人工關節300中，第一關節組件310、第一接觸面312、第一凸弧面312a、第二凸弧面312b、第三凸弧面312c、第二關節組件320、第二接觸面322、第一凹弧面322a、第二凹弧面322b、第三凹弧面322c的配置與作用方式類似圖1的第一關節組件110、第一接觸面112、第一凸弧面112a、第二凸弧面112b、第三凸弧面112c、第二關節組件120、第二接觸面122、第一凹弧面122a、第二凹弧面122b、第三凹弧面122c的配置與作用方式，於此不再贅述。其中，第二凸弧面312b及第二凹弧面322b例如是球面，第一凸弧面312a與第三凸弧面312c共同構成一個環形曲面(torus)，第一凹弧面322a與第三凹弧面322c共同構成一個環形曲面(torus)。應注意的是，人工關節300非作為人工踝關節，人工關節300適於作為人工脊椎關節，用以連接兩脊椎骨。

圖17是本發明另一實施例的人工關節的立體圖。圖18是圖17的人工關節的剖面圖。在圖17及圖18的人工關節400中，第一關節組件410、第一接觸面412、第一凸弧面412a、第二凸弧 面412b、第三凸弧面412c、第二關節組件420、第二接觸面422、第一凹弧面422a、第二凹弧面422b、第三凹弧面422c的配置與作用方式類似圖15及圖16的第一關節組件310、第一接觸面312、第一凸弧面312a、第二凸弧面312b、第三凸弧面312c、第二關節組件320、第二接觸面322、第一凹弧面322a、第二凹弧面322b、第三凹弧面322c的配置與作用方式，於此不再贅述。應注意的是，在人工關節400中，第一關節組件410包括一連接件410a及一接觸件410b。第一接觸面412形成於接觸件410b，連接件410a與接觸件410b相固定且適於連接脊椎關節。在其他實施例中，可將連接件410a與接觸件410b設置為可相對滑動，本發明不對此加以限制。

由上述實施例可知，本發明之人工關節接觸面為三弧面的設計，可以藉由弧面間相對位置設計的變化來形成接觸面之間的間隙，以提供人工關節活動的裕度。因此，除上述所列舉的踝關節與脊椎關節的應用例之外，亦可應用至膝關節、髖關節等，並不以此為限。

進一步來說，本發明的第一關節組件以其三個凸弧面分別對應於第二關節組件的三個凹弧面。位於中間的凸弧面與凹弧面可相互接觸以進行支撐，並於矢狀面(sagittal plane)上進行屈曲/伸展(flexion/extension)的動作，而位於外側的凸弧面與凹弧面之間可存在間隙，進而增加第一關節組件與第二關節組件的相對運動空間，所述相對運動空間可包括內旋(internal rotation)、外旋 (external rotation)、內翻(varus)及外翻(valgus)，如此可降低第一關節組件與第二關節組件因骨骼與韌帶構造的限制而過度相互擠壓所產生的額外的應力，進而改善人工關節的磨耗及鬆脫問題。此外，可將位於位於中間的凸弧面與凹弧面設計為具有較大面積，以提供主要的負重功能，而位於外側的具有較小面積的凸弧面與凹弧面可提供內翻、外翻的穩定度。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

110‧‧‧第一關節組件

112‧‧‧第一接觸面

112a‧‧‧第一凸弧面

112b‧‧‧第二凸弧面

112c‧‧‧第三凸弧面

114‧‧‧第一連接面

114a‧‧‧第一骨釘

120‧‧‧第二關節組件

120a‧‧‧連接件

120b‧‧‧接觸件

122‧‧‧第二接觸面

122a‧‧‧第一凹弧面

122b‧‧‧第二凹弧面

122c‧‧‧第三凹弧面

124‧‧‧第二連接面

124a‧‧‧第二骨釘

R‧‧‧方向

G‧‧‧間隙

Z‧‧‧軸線

Claims (12)

1. 一種人工關節，包括：一第一關節組件，適於連接於一第一骨骼且具有一第一接觸面，其中該第一接觸面包括一第一凸弧面、一第二凸弧面及一第三凸弧面；以及一第二關節組件，適於連接於一第二骨骼且具有一第二接觸面，其中該第二接觸面與該第一接觸面相接觸且包括一第一凹弧面、一第二凹弧面及一第三凹弧面，該第一凹弧面、該第二凹弧面及該第三凹弧面分別對應於該第一凸弧面、該第二凸弧面及該第三凸弧面，其中該第二凸弧面直接連接於該第一凸弧面及該第三凸弧面而位於該第一凸弧面與該第三凸弧面之間，該第二凹弧面直接連接於該第一凹弧面及該第三凹弧面而位於該第一凹弧面與該第三凹弧面之間，其中當該第二凸弧面與該第二凹弧面正向接觸時，該第一凸弧面與該第一凹弧面之間具有間隙，該第三凸弧面與該第三凹弧面之間具有間隙，其中該第二凸弧面的面積大於該第一凸弧面的面積且大於該第三凸弧面的面積，該第二凹弧面的面積大於該第一凹弧面的面積且大於該第三凹弧面的面積。
2. 如申請專利範圍第1項所述的人工關節，其中該第一凸弧面、該第二凸弧面及該第三凸弧面的曲率中心不同，該第一凹弧面、該第二凹弧面及該第三凹弧面的曲率中心不同。
3. 如申請專利範圍第1項所述的人工關節，其中該第一凸弧面、該第二凸弧面及該第三凸弧面皆為凸球面，該第一凹弧面、該第二凹弧面及該第三凹弧面皆為凹球面。
4. 如申請專利範圍第1項所述的人工關節，其中該第一關節組件適於沿一方向連接至該第一骨骼，該第一凸弧面的曲率中心、該第二凸弧面的曲率中心及該第三凸弧面的曲率中心的連線不垂直於該方向。
5. 如申請專利範圍第1項所述的人工關節，其中該第二關節組件適於沿一方向連接至該第二骨骼，該第一凹弧面的曲率中心、該第二凹弧面的曲率中心及該第三凹弧面的曲率中心的連線不垂直於該方向。
6. 如申請專利範圍第1項所述的人工關節，其中該第一關節組件具有相對於該第一接觸面的一第一連接面，該第一連接面具有多個骨釘且適於藉由該些骨釘而連接於該第一骨骼。
7. 如申請專利範圍第1項所述的人工關節，其中該第二關節組件具有相對於該第二接觸面的一第二連接面，該第二連接面具有多個骨釘且適於藉由該些骨釘而連接於該第二骨骼。
8. 如申請專利範圍第1項所述的人工關節，其中該第一關節組件具有相對於該第一接觸面的一第一連接面，該第一連接面為凹面且適於連接於該第一骨骼。
9. 如申請專利範圍第1項所述的人工關節，其中該第二關節組件具有相對於該第二接觸面的一第二連接面，該第二連接面為凸面且適於連接於該第二骨骼。
10. 如申請專利範圍第1項所述的人工關節，其中該第二關節組件具有相對於該第二接觸面的一第二連接面，該第二連接面為平面且適於連接於該第二骨骼。
11. 如申請專利範圍第1項所述的人工關節，其中該第一關節組件具有相對於該第一接觸面的一第一連接面，該第二關節組件具有相對於該第二接觸面的一第二連接面，該第一連接面適於連接於該第一骨骼，該第二連接面適於連接於該第二骨骼，該第一連接面及該第二連接面的至少其中之一具有多個凹孔。
12. 如申請專利範圍第1項所述的人工關節，其中該第一關節組件包括一接觸件及一連接件，該第一接觸面形成於該接觸件，該接觸件具有相對於該第一接觸面的一第三接觸面，該第三接觸面包括一第四凹弧面及一第五凹弧面，該連接件適於連接於該第一骨骼且具有一第四接觸面，該第四接觸面接觸該第三接觸面且包括一第四凸弧面及一第五凸弧面，該第四凹弧面及該第五凹弧面分別對應於該第四凸弧面及該第五凸弧面。

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