專利名稱：膝關(guān)節(jié)內(nèi)用假體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種膝關(guān)節(jié)內(nèi)用假體，包括一具有平面的脛骨支承表面的脛骨部分、一在該脛骨支承表面上可沿前后方向移動的支承體和一轉(zhuǎn)動導向裝置，該支承體具有兩個拱狀凹面的支承殼用以活動地容納一股骨關(guān)節(jié)部分，該轉(zhuǎn)動導向裝置使支承體可以繞垂直于脛骨支承表面的一個轉(zhuǎn)動軸線在該脛骨支承表面上轉(zhuǎn)動。
一種這樣的膝關(guān)節(jié)內(nèi)用假體例如由EP 0 529 408 B1或EP 0 519873 B1是已知的。
兩種已知的結(jié)構(gòu)展現(xiàn)了膝關(guān)節(jié)內(nèi)用假體，其不僅具有關(guān)節(jié)表面的完全一致性和所謂半月板膝關(guān)節(jié)(Miniskusknie)的平移可能性，而且在轉(zhuǎn)動運動時保持這些性能并在很大程度上確保支承體不會脫位以及能夠進行接近正常的生理學上的運動過程。
其中按照EP 0 519 873 B1的結(jié)構(gòu)的特征在于，支承體的移動不受擋塊的限制。
然而已表明，軟組織部分很容易發(fā)炎以及十字形韌帶出現(xiàn)過負載。
也有可能的是，外科醫(yī)生只在手術(shù)結(jié)束階段才決定是否要使用膝關(guān)節(jié)植入物，它要么可使支承體平移和轉(zhuǎn)動要么可使支承體只轉(zhuǎn)動。外科醫(yī)生在已知的結(jié)構(gòu)中沒有這樣的可選擇性。
最后，外科醫(yī)生有可能在手術(shù)結(jié)束階段確定支承體沿前后方向最大的平移運動。
因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種開頭所述型式的膝關(guān)節(jié)內(nèi)用假體，其避免所述的已知結(jié)構(gòu)的缺點，為一符合解剖學的導向裝置提供最大的自由度以及不會使軟組織發(fā)炎(weichteilreizung)或十字形韌帶受過負載。此外，這樣的結(jié)構(gòu)應(yīng)該在很大程度上避免在支承體與脛骨支承表面之間的滑動支承的過度定位并且不受限制地自由操作。
這個目的通過權(quán)利要求1的特征來達到。因此，本發(fā)明的膝關(guān)節(jié)內(nèi)用假體的特征在于，支承體的轉(zhuǎn)動導向裝置包括一操縱桿，其相對于支承體可擺動地固定并且在脛骨部分上居中地/側(cè)面地導向和/或轉(zhuǎn)動導向。
本發(fā)明的膝關(guān)節(jié)內(nèi)用假體的結(jié)構(gòu)上的細節(jié)描述于從屬權(quán)利要求中。
在一合乎目的的實施形式中，所述操縱桿一方面在脛骨部分上在一沿前后方向成長孔式延伸的凹槽中居中地和側(cè)面地導向。另一方面，其或者相對于支承體既可轉(zhuǎn)動又可擺動地固定在支承體上，或者其與凹槽(或?qū)崿F(xiàn)凹槽的構(gòu)件)一起繞垂直于脛骨支承表面的轉(zhuǎn)動軸線可轉(zhuǎn)動地支承于脛骨部分中。
另一優(yōu)選的實施形式的特征在于，所述長孔式凹槽在脛骨支承表面的高度限定一袋孔式凹槽，該凹槽構(gòu)成在一在遠端延伸的脛骨殼體內(nèi)，并且其至少在其上面的區(qū)域沿前后方向從遠端向近端成梯形擴大。在另一優(yōu)選的進一步結(jié)構(gòu)中，袋孔式凹槽還向其底面成梯形擴大，以便操縱桿可以繞與其下端間隔開(位于該凹槽的最窄位置的高度)的轉(zhuǎn)動軸線不受限制地自由擺動。
所述袋孔式凹槽由相互平行的和大致垂直于脛骨支承表面延伸的各壁居中地和側(cè)面地限定，各壁的相互間距稍大于容納于該袋孔式凹槽中的操縱桿或操縱桿部分的直徑。后者應(yīng)該以間隙配合居中地和側(cè)面地滑動導向。
本發(fā)明的操縱桿的擺動支承沿前后方向在一變型方案中這樣來達到，即操縱桿在其近端具有一球式頭，其嵌入一在支承體上互補構(gòu)成的擺動支承凹槽中，尤其是可鎖定在其中。或者，在操縱桿的近端設(shè)置一沿居中的/側(cè)面的方向大致平行于脛骨支承表面延伸的擺動軸，其同樣嵌入一在支承殼體上互補構(gòu)成的擺動支承凹槽中。
操縱桿在脛骨部分上的滑動支承有利地在一由塑料、特別是由聚乙烯制成的支承套內(nèi)實現(xiàn)，其中該支承套定位在脛骨部分上而防轉(zhuǎn)動，特別是位于一在遠端延伸的脛骨殼體的內(nèi)部。借此確保在操作以后操縱桿的滑動導向仍精確地沿前后方向保持著。
在一特殊的實施結(jié)構(gòu)中，長孔式凹槽向居中的一邊成凹面彎曲，即向側(cè)面的一邊成凸面彎曲，特別是其具有圓弧形狀，該圓弧具有一居中的特別是位于支承體輪廓以內(nèi)的曲率中心。與該凹槽配合作用的操縱桿或操縱桿部分(操縱軸)優(yōu)選具有或者一圓形的橫剖面或者一具有適合于凹槽弧形的兩個彎曲的壁部分的橫剖面。
此外，使操縱桿或容納于長孔式凹槽中的操縱桿部分構(gòu)造成適合于一包括平面的壁部分的凹槽，亦即其或者也是一圓形的橫剖面，或者其橫剖面包括連接兩側(cè)面半圓的直線。
在另一實施形式中，操縱桿以其遠端可偏轉(zhuǎn)地支承在脛骨部分上，其中該遠端的和/或在支承體上的近端的擺動支承可以沿操縱桿軸向方向平移運動，從而確保支承體在脛骨支承表面上的持久的滑動接觸而與操縱桿的擺動位置無關(guān)。
操縱桿優(yōu)選由一種與身體相容的金屬合金(鈦合金)構(gòu)成，就象脛骨部分一樣。
以下借助于附圖更詳細地描述一個本發(fā)明的膝關(guān)節(jié)內(nèi)用假體的實施形式。其中

圖1示出本發(fā)明的膝關(guān)節(jié)內(nèi)用假體(脛骨部分)的第一實施形式沿前后方向的縱剖面；圖2示出按照圖1的膝關(guān)節(jié)內(nèi)用假體沿居中—側(cè)面的方向的縱剖面；圖3示出按照圖1和2的膝關(guān)節(jié)內(nèi)用假體的俯視圖；圖4a示出本發(fā)明的膝關(guān)節(jié)內(nèi)用假體的第二實施形式的一部分沿前后方向的縱剖面；圖4b示出按照圖4a的操縱桿的剖面；圖5示出按照圖4a的膝關(guān)節(jié)內(nèi)用假體沿居中—側(cè)面的方向的剖面；圖6示出本發(fā)明的膝關(guān)節(jié)內(nèi)用假體的第三實施形式沿居中—側(cè)面的方向的縱剖面；圖7示出按照圖6的膝關(guān)節(jié)內(nèi)用假體沿前后方向的縱剖面(圖8中剖面A-A)；圖8示出按照圖6和7的膝關(guān)節(jié)內(nèi)用假體的俯視圖9為本發(fā)明的膝關(guān)節(jié)內(nèi)用假體的一部分沿居中—側(cè)面的方向的縱剖面，示出支承體固定于脛骨部分上的細部；圖10a至10c示出本發(fā)明的膝關(guān)節(jié)內(nèi)用假體的另一實施形式沿前后方向的縱剖面(部分圖)；圖11a和11b示出膝關(guān)節(jié)內(nèi)用假體的另一實施形式的簡圖之俯視圖和橫剖面；以及圖12為一原理簡圖用以說明本發(fā)明的膝關(guān)節(jié)內(nèi)用假體(作為前后縱剖面)的一般的實現(xiàn)可能性。
按照圖1至3，膝關(guān)節(jié)內(nèi)用假體的第一實施形式包括一具有平面的脛骨支承表面7的脛骨部分20，一支承體1在該脛骨支承表面上可以沿前后方向移動(圖3中雙箭頭21所示)。該支承體包括兩個拱狀凹面的支承殼8用以活動地容納未示出的股骨關(guān)節(jié)部分(股骨滑塊)。
此外，為支承體1設(shè)置一轉(zhuǎn)動導向裝置，其引導支承體1在脛骨支承表面7上繞垂直于該脛骨支承表面的一個轉(zhuǎn)動軸線22轉(zhuǎn)動(見圖3中雙箭頭29所示)。該轉(zhuǎn)動導向裝置包括一操縱桿23，其一方面相對于支承體1既可轉(zhuǎn)動又可擺動地固定在支承體1上而另一方面在脛骨部分20上或在脛骨部分的一個在遠端延伸的殼體3中的一沿前后方向延伸的長孔式凹槽24之內(nèi)居中地和側(cè)面地導向。操縱桿23在所示實施形式中設(shè)計成圓銷。操縱桿23在近端具有一球式頭2，其嵌入一在支承體1上互補構(gòu)成的轉(zhuǎn)動支承凹槽中，尤其是從近端向遠端是可鎖定的。
長孔式凹槽24為一袋孔，其沿前后方向從遠端向近端成楔式擴大(見圖1)以及由相互平行的和大致垂直于脛骨支承表面延伸的壁25、26居中地和側(cè)面地限定，各壁的相互間距稍大于插入該袋孔10的操縱桿23或相應(yīng)的操縱桿部分的直徑。操縱桿23以間隙配合滑動支承在限定壁25與26之間。
通過袋孔的所述梯形的或楔式的擴大使操縱桿23能夠在凹槽24內(nèi)沿前后方向按照圖1中雙箭頭27所示作擺動運動。因此，所述支承體也可以沿前后方向在脛骨支承表面7上平行地移動。
操縱桿23在脛骨部分20上的滑動支承在一由塑料、特別是由聚乙烯制成的支承套4內(nèi)實現(xiàn)，其中該支承套4定位在脛骨部分20上而防轉(zhuǎn)動，亦即定位于向遠端延伸的脛骨殼體3的內(nèi)部。
外科醫(yī)生還可以在手術(shù)結(jié)束階段決定他是否要使用支承套4，其使支承體1可以或者只轉(zhuǎn)動或者確保沿前后方向既轉(zhuǎn)動又平移。手術(shù)者也可以從一組支承套中作出選擇，支承套的長孔式凹槽24沿前后方向具有不同的長度，其結(jié)果是，用于平移運動的擋塊在向前的方向或向后的方向定位于相應(yīng)的不同位置。
前后平移運動的限定通過長孔式凹槽的前面的和后面的邊界來保持。這限定操縱桿的擺動運動。
按照圖4a至5的實施形式的特征在于，在操縱桿23′的近端設(shè)置一沿居中—側(cè)面的方向大致平行于脛骨支承表面7延伸的擺動軸6，其穿過操縱桿23′中的一相應(yīng)的橫孔延伸。按照圖4b操縱桿23′的橫剖面是扁平的。因此以有利的方式代替線接觸而得到在操縱桿23′與(未示出的)支承套的居中的和側(cè)面的限定壁之間的面接觸。
擺動軸6嵌入一在支承體1′上互補構(gòu)成的擺動支承凹槽la′中。有關(guān)這方面涉及一種通用的結(jié)構(gòu)措施，本文不需要對其更詳細地描述。
按照圖6至8的實施形式與按照圖4a至5的實施形式所不同的是，修改的操縱桿23″以其遠端可偏轉(zhuǎn)地支承在脛骨部分20上，其中該遠端的和/或在支承體1′上的近端的擺動支承可以沿操縱桿軸向方向平移運動，從而確保支承體1′在脛骨支承表面7上的持久的滑動接觸而與操縱桿23″的擺動位置無關(guān)。圖7中以雙箭頭28表示這樣的相對的沿操縱桿軸向方向的平移運動。
操縱桿23″的遠端的擺動支承同樣通過橫向穿過操縱桿23″延伸的擺動軸30和在支承殼體4′中的一互補的容納孔4a′來確定，其中擺動軸30平行于支承體1′中的擺動軸6延伸。
在按照圖4至8的實施形式中，所述操縱桿只可擺動地支承在支承體上。因此所述支承套必須可繞其縱軸線可轉(zhuǎn)動地支承在脛骨部分上，以便能夠?qū)崿F(xiàn)最佳的符合解剖學的導向裝置。
按照圖9的實施形式基本上相當于按照圖1至3的實施形式，其中只示出(修改的)支承體1″和修改的脛骨殼體3′沿居中—側(cè)面的方向的縱剖面。該實施形式的特征在于，支承體1″在其居中的一邊和側(cè)面的一邊通過脛骨殼體3′嵌鎖，從而可靠地避免支承體1從脛骨支承表面7上升起。嵌鎖支承體1的脛骨殼體3的突出部具有后面的和前面的(未示出的)擋塊，其限定支承體1的轉(zhuǎn)動。其中能夠使側(cè)面的各擋塊比居中的各擋塊進一步相互遠離，結(jié)果是，支承體1″在側(cè)面比在中央具有更大的移動自由度。這樣的不同的移動自由度與膝的自然運動過程相符。
支承體在居中的一邊和側(cè)面的一邊的所述各擋塊當然也可以獨立于支承體在居中的一邊和側(cè)面的一邊嵌鎖的措施以外來設(shè)置，即在所有的本文所描述的實施形式中均可如此。
對于用于支承體的嵌鎖的措施還要說明的是，這些措施沿居中的方向和側(cè)面的方向具有足夠的間隙，以使支承體可以通過轉(zhuǎn)動—平移操縱桿預定的方式不受阻礙地在脛骨支承表面上運動。所述措施僅用于保持支承體在脛骨支承表面上的滑動接觸。
支承體按傳統(tǒng)的方式由塑料、優(yōu)選由聚乙烯制成，而脛骨殼體由一種與身體相容的金屬合金(鈦合金)制成，操縱桿連同擺動支承頭或擺動軸也是同樣的。
圖10a至10c示出以本發(fā)明的另一實施形式的原理圖的方式表示的部分圖，其中操縱桿23″包括圓柱形軸部分和部分球形擺動支承頭2，該擺動支承頭2保持在按照圖1至3構(gòu)成的支承體1的擺動支承凹槽1a中而其軸部分嵌入凹槽(一袋孔)24′中，該袋孔24′包括一沿前后方向向上(近端的)成梯形擴大的第一部分24a′和一向下(遠端的)同樣基本上成梯形擴大的第二部分24b′。通過凹槽24′的這種結(jié)構(gòu)達到使操縱桿23可以繞位于凹槽24′的最窄位置的高度處的擺動軸線沿前后方向不受限制地自由擺動。
在圖10b和10c中以簡圖示出操縱桿23和凹槽24′(在脛骨支承表面7的高度處的)橫剖面形狀。對應(yīng)于配置給圖10a的兩種變型方案，在這里各部分分別用標號23(A)和23(B)以及24′(A)和24′(B)標記。
圖11a和11b示出另一實施形式的原理簡圖，其中在支承體1的下方設(shè)置一具有弧形的凹槽24″的支承套4″，一具有圓形的軸橫剖面的操縱桿23(A)(圖11a)或一具有適合于凹槽24″的曲度的軸橫剖面的操縱桿23″″在該弧形的凹槽24″中導向。凹槽24″繞處在居中的一邊的曲率中心31以曲率半徑R彎曲成使其向居中的一邊構(gòu)成凹面，即向側(cè)面的一邊構(gòu)成凸面。這同樣適用于在按照圖11b的實施形式中的操縱桿23″″的軸橫剖面。
圖12為一簡化的原理簡圖用以說明建議的裝置的主要的功能部件和基本的操作方式，按照該簡圖該裝置包括一具有在其中構(gòu)成的擺動支承凹槽la(A)的支承體1A、一包括支承套4A并在支承套4A內(nèi)構(gòu)成的凹槽24A的脛骨殼體3A以及一操縱桿23A。其中以簡圖示出導向裝置基本上被置于脫位危險的位置，因而該簡圖對此被認為是大大簡化了的。但該圖示出支承體1A通過操縱桿23A的轉(zhuǎn)動導向的原理，操縱桿23A相對于支承體可擺動地固定并且沿居中的/側(cè)面的方向?qū)颉?br> 在申請文件中公開的全部特征均作為本發(fā)明主要的權(quán)利要求，就其單個或組合來說，相對于現(xiàn)有技術(shù)都是新的。
附圖標記清單1；1′；1″；1A 支承體1a；1a′；1a(A) 擺動支承凹槽2 擺動支承頭3；3′；3A脛骨殼體4；4′；4″；4A 支承套4a′ 容納孔6，30 擺動軸7 脛骨支承表面8 支承殼20脛骨部分21，27，28，29雙箭頭22轉(zhuǎn)動軸線23；23′；23″；23；23(A)；23(B)；23A 操縱桿24；24′；24′(A)；24′(B)；24″；24A 長孔式凹槽(袋孔)24a′，24b′ 凹槽部分25，26限定壁31曲率中心R 曲率半徑
權(quán)利要求
1.膝關(guān)節(jié)內(nèi)用假體，包括一具有平面的脛骨支承表面(7)的脛骨部分(20)、一在該脛骨支承表面(7)上可沿前后方向移動的支承體(1；1′；1″；1A)和一轉(zhuǎn)動導向裝置，該支承體具有兩個拱狀凹面的支承殼(8)用以活動地容納一股骨關(guān)節(jié)部分，該轉(zhuǎn)動導向裝置使支承體可以繞垂直于脛骨支承表面(7)的一個轉(zhuǎn)動軸線(22)在該脛骨支承表面(7)上轉(zhuǎn)動，其特征在于，轉(zhuǎn)動導向裝置包括一操縱桿(23；23′；23″；23；23(A)；23(B)；23″″；23A)，其在支承體(1)上相對于支承體(1)是可擺動的并且在脛骨部分(20)上居中地/側(cè)面地導向和/或轉(zhuǎn)動導向。
2.按照權(quán)利要求1所述的膝關(guān)節(jié)內(nèi)用假體，其特征在于，操縱桿(23；23′；23″；23；23(A)；23(B)；23″″；23A)一方面在脛骨部分(20)上的一沿前后方向延伸的長孔式凹槽(24；24′；24′(A)；24′(B)；24″；24A)中居中地和側(cè)面地導向而另一方面其或者相對于支承體(1；1′；1″；1A)既可轉(zhuǎn)動又可擺動地固定在該支承體上或者只可擺動地固定在該支承體上并且與所述凹槽一起繞垂直于脛骨支承表面(7)的轉(zhuǎn)動軸線(22)可轉(zhuǎn)動地支承于脛骨部分(20)中。
3.按照權(quán)利要求2所述的膝關(guān)節(jié)內(nèi)用假體，其特征在于，長孔式凹槽(24；24′；24′(A)；24′(B)；24″；24A)構(gòu)造成袋孔，其向脛骨支承表面(7)一邊至少在上面的區(qū)域從遠端向近端成梯形擴大并且由相互平行的和大致垂直于脛骨支承表面(7)延伸的各壁(25，26)居中地和側(cè)向地限定，為了間隙配合，各壁的相互間距稍大于容納于該凹槽中的操縱桿(23；23′；23″；23；23(A)；23(B)；23″″；23A)或操縱桿部分的相應(yīng)尺寸。
4.按照權(quán)利要求3所述的膝關(guān)節(jié)內(nèi)用假體，其特征在于，袋孔(24′；24′(A)，24′(B))沿前后方向在下面的區(qū)域向遠離脛骨支承表面方向成梯形擴大，從而確保使操縱桿(23；23 (A)；23(B))可以繞與其遠端間隔開的轉(zhuǎn)動軸線基本上不受限制地自由偏轉(zhuǎn)。
5.按照上述權(quán)利要求之一項所述的膝關(guān)節(jié)內(nèi)用假體，其特征在于，操縱桿(23；23；23(A)；23(B))在近端包括一球式頭(2)或一沿居中—側(cè)面的方向基本上平行于脛骨支承表面(7)延伸的擺動軸(6)，兩者均嵌入一在支承體(1)上互補構(gòu)成的擺動支承凹槽中。
6.按照權(quán)利要求1至3之一項所述的膝關(guān)節(jié)內(nèi)用假體，其特征在于，操縱桿(23；23；23(A)；23(B))在脛骨部分(20)上的導向在一由塑料、特別是由聚乙烯制成的支承套(4；4′；4A)內(nèi)實現(xiàn)，其中該支承套防止轉(zhuǎn)動地定位在脛骨部分上。
7.按照權(quán)利要求6所述的膝關(guān)節(jié)內(nèi)用假體，其特征在于，支承套(4；4′；4A)容納于一脛骨殼體(3；3A)中，該脛骨殼體具有一向脛骨支承表面(7)一邊擴大的袋孔用以插入該支承套。
8.按照上述權(quán)利要求之一項所述的膝關(guān)節(jié)內(nèi)用假體，其特征在于，長孔式凹槽(24″)具有一特別是圓弧形的并由繞一處在凹槽的居中的曲率中心(31)的曲率半徑(R)確定的曲度，使其向居中的一邊具有凹面形狀或向側(cè)面的一邊具有凸面形狀。
9.按照上述權(quán)利要求之一項所述的膝關(guān)節(jié)內(nèi)用假體，其特征在于，操縱桿(23；23；23(A)；23(B))或至少容納于長孔式凹槽中的操縱桿部分具有至少兩個圓柱形的或截錐形的壁部分。
10.按照權(quán)利要求8和權(quán)利要求9所述的膝關(guān)節(jié)內(nèi)用假體，其特征在于，操縱桿(23″″)或容納于長孔式凹槽(24；24′；24′(A)；24′(B)；24″；24A)的操縱桿部分在凹槽(24″)的彎曲的結(jié)構(gòu)情況下基本上是圓柱形的或截錐形的或具有兩個連結(jié)圓柱形的或截錐形的部分的彎曲的壁部分以適合于凹槽的曲度。
11.按照權(quán)利要求9所述的膝關(guān)節(jié)內(nèi)用假體，其特征在于，操縱桿(23′；23″；23)或容納于長孔式凹槽中的操縱桿部分在凹槽(24；24′；24′(A)；24′(B))具有平面的壁部分的結(jié)構(gòu)的情況下具有兩個連結(jié)圓柱形的或截錐形的部分的平面的壁部分。
12.按照權(quán)利要求1至4之一項所述的膝關(guān)節(jié)內(nèi)用假體，其特征在于，操縱桿(23)以其遠端可偏轉(zhuǎn)地支承在脛骨部分(20)上，其中該遠端的和/或在支承體(1)上的近端的擺動支承可以沿操縱桿軸向方向平移(28)，從而確保支承體(1)在脛骨支承表面(7)上的持久的滑動接觸而與操縱桿(23)的擺動位置無關(guān)。
13.按照上述權(quán)利要求之一項所述的膝關(guān)節(jié)內(nèi)用假體，其特征在于，容納于支承體(1；1″)中的和/或在脛骨部分上導向的操縱桿(23；23″″)端部倒圓成基本上部分球形的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種膝關(guān)節(jié)內(nèi)用假體，包括一具有平面的脛骨支承表面(7)的脛骨部分(20)、一在該脛骨支承表面(7)上可沿前后方向移動的支承體(1)和一轉(zhuǎn)動導向裝置，該支承體具有兩個拱狀凹面的支承殼(8)用以活動地容納一股骨關(guān)節(jié)部分，該轉(zhuǎn)動導向裝置使支承體可以繞垂直于脛骨支承表面(7)的一個轉(zhuǎn)動軸線(22)在該脛骨支承表面(7)上轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動導向裝置包括一操縱桿(23)，其在支承體(1)上是可擺動的并且在脛骨部分(20)上居中地/側(cè)面地導向和/或轉(zhuǎn)動導向。
文檔編號A61F2/38GK1409624SQ00817189
公開日2003年4月9日 申請日期2000年10月17日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月18日
發(fā)明者托馬斯·豪里, 伯恩哈特·豪里, 漢斯·施默特策, 維爾納·貝爾納 申請人:內(nèi)用假肢股份公司