本發(fā)明屬于醫(yī)用設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種人工膝關(guān)節(jié)假體，再現(xiàn)股骨“內(nèi)髁軸移，外髁后滾”的生理運動學(xué)。

背景技術(shù)：

人工膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的原理是使用人工材料界面代替已磨損或破壞的病變膝關(guān)節(jié)表面，從而獲得無痛且可活動的膝關(guān)節(jié)，為患者解除病痛改善功能，但現(xiàn)有的人工膝關(guān)節(jié)假體無法恢復(fù)正常的膝關(guān)節(jié)運動學(xué)特征。

正常的膝關(guān)節(jié)在屈伸活動過程中同時伴有股骨關(guān)節(jié)面在脛骨關(guān)節(jié)面上的前后滑動與內(nèi)外旋轉(zhuǎn)。但現(xiàn)有的膝關(guān)節(jié)假體僅僅關(guān)注屈伸活動度，而在術(shù)后膝關(guān)節(jié)屈曲運動時植入的膝關(guān)節(jié)假體無法再現(xiàn)“股骨內(nèi)髁軸移，外髁后滾”這一生理運動學(xué)特征，這是大多數(shù)患者術(shù)后功能不滿意或者假體生存壽命過短的原因之一。

美國Wright公司推出的一款膝關(guān)節(jié)假體具有以內(nèi)側(cè)為軸的運動特點，但完全的內(nèi)側(cè)球窩設(shè)計也違背了正常膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)軸移的特點，而且外側(cè)的設(shè)計不能保證股骨后滾，也無法再現(xiàn)“內(nèi)髁軸移，外髁后滾”的生理運動學(xué)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有的膝關(guān)節(jié)假體無法再現(xiàn)“內(nèi)髁軸移，外髁后滾”這一生理運動學(xué)特征，致使患者對術(shù)后功能不滿意或者假體生存壽命過短的問題。

為此，本發(fā)明提供了一種人工膝關(guān)節(jié)假體，包括股骨假體和脛骨假體，所述的脛骨假體上端設(shè)置脛骨金屬托，股骨假體下端與脛骨金屬托相關(guān)聯(lián)形成關(guān)節(jié)。

所述的股骨假體下端設(shè)置有球型結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)髁和外側(cè)髁，所述內(nèi)側(cè)髁和外側(cè)髁以球面相關(guān)聯(lián)的方式與脛骨金屬托形成關(guān)節(jié)。

所述的脛骨金屬托上分別安裝有內(nèi)側(cè)聚乙烯襯墊和外側(cè)聚乙烯襯墊，股骨假體下端的內(nèi)側(cè)髁和外側(cè)髁分別通過內(nèi)側(cè)聚乙烯襯墊和外側(cè)聚乙烯襯墊安裝在脛骨金屬托上。

所述的內(nèi)側(cè)聚乙烯襯墊上表面為凹球形，與股骨內(nèi)側(cè)髁球形面相關(guān)聯(lián)形成球窩關(guān)節(jié)，下表面固定在脛骨金屬托上；所述的外側(cè)聚乙烯襯墊為雙面凹球形結(jié)構(gòu)，上表面的凹球面與外側(cè)髁相關(guān)聯(lián)形成球窩關(guān)節(jié)，下表面的凹球面與脛骨金屬托外側(cè)相關(guān)聯(lián)形成球窩關(guān)節(jié)。

所述的內(nèi)側(cè)聚乙烯襯墊上表面的凹球形球面直徑等于股骨內(nèi)側(cè)髁的球面直徑或者大于股骨內(nèi)側(cè)髁球面直徑1.5～2.5mm。

所述的脛骨金屬托上分為內(nèi)側(cè)平臺和外側(cè)平臺，內(nèi)側(cè)平臺上設(shè)置有固定內(nèi)側(cè)聚乙烯襯墊的錨定基座；外側(cè)平臺設(shè)置有高拋光的脛骨外側(cè)球形臺，脛骨外側(cè)球形臺為球形設(shè)計，中間向上隆起，與外側(cè)聚乙烯襯墊下表面的凹球面相關(guān)聯(lián)形成球窩關(guān)節(jié)。

所述的脛骨外側(cè)球形臺的邊緣設(shè)置有向上翻起的翻邊，所述的翻邊的高度高于脛骨外側(cè)球形臺球形面頂點。

所述的外側(cè)聚乙烯襯墊下表面的凹球面為不完全凹球面，其沿膝關(guān)節(jié)左右方向上為完整凹球面，沿膝關(guān)節(jié)前后的方向上為一半的凹球面，使得外側(cè)聚乙烯襯墊在脛骨外側(cè)球形臺上沿膝關(guān)節(jié)左右方向不動，但可以沿膝關(guān)節(jié)前后的方向滑動。

所述的脛骨假體上端設(shè)置有脛骨假體內(nèi)外側(cè)平臺分隔縱脊，脛骨金屬托上的內(nèi)側(cè)平臺和外側(cè)平臺由脛骨假體內(nèi)外側(cè)平臺分隔縱脊分隔；脛骨金屬托下部繞著脛骨假體內(nèi)外側(cè)平臺分隔縱脊設(shè)置有固定翼過渡面。

所述的股骨假體為鈷鉻鉬合金鑄造，脛骨假體為鈦合金整體鑄造成形；內(nèi)側(cè)聚乙烯襯墊和外側(cè)聚乙烯襯墊為聚乙烯整體鑄造成形。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供的這種人工膝關(guān)節(jié)假體，再現(xiàn)了“內(nèi)髁軸移，外髁后滾”的生理運動學(xué)，使得安裝膝關(guān)節(jié)假體的患者在屈伸活動過程中同時可以實現(xiàn)股骨關(guān)節(jié)面在脛骨關(guān)節(jié)面上的內(nèi)髁軸移，外髁后滾，為患者解除病痛改善功能。并且靈活的關(guān)節(jié)連接方式，使得膝關(guān)節(jié)假體的使用壽命更長，術(shù)后功能不滿意，不會因為部件相互間的限制而出現(xiàn)損壞。

附圖說明

以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細(xì)說明。

圖1是本發(fā)明的這種人工膝關(guān)節(jié)假體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是脛骨金屬托結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是內(nèi)側(cè)聚乙烯襯墊結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是外側(cè)聚乙烯襯墊結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：1、股骨假體；2、脛骨假體；3、脛骨金屬托；4、內(nèi)側(cè)髁；5、外側(cè)髁；6、內(nèi)側(cè)聚乙烯襯墊；7、外側(cè)聚乙烯襯墊；8、錨定基座；9、脛骨外側(cè)球形臺；10、脛骨假體內(nèi)外側(cè)平臺分隔縱脊；11、固定翼過渡面；12、翻邊。

具體實施方式

實施例1：

本實施例提供一種人工膝關(guān)節(jié)假體，結(jié)合圖1所示，包括股骨假體1和脛骨假體2，所述的脛骨假體2上端設(shè)置脛骨金屬托3，股骨假體1下端與脛骨金屬托3相關(guān)聯(lián)形成關(guān)節(jié)。

本實施例提供的這種人工膝關(guān)節(jié)假體，主要是通過股骨假體1在脛骨金屬托3的活動來實現(xiàn)“內(nèi)髁軸移，外髁后滾”的生理運動學(xué)，通過脛骨金屬托的作用，使得股骨假體1與脛骨假體2之間除了屈伸活動外，也可以伴有股骨關(guān)節(jié)面在脛骨關(guān)節(jié)面上的生理性前后滑動與內(nèi)外旋轉(zhuǎn)，為患者提供更加自然的膝關(guān)節(jié)功能。

實施例2：

本實施例對股骨假體1與脛骨假體2之間的結(jié)構(gòu)進一步進行說明，從圖1可以看到，股骨假體1下端設(shè)置有球型結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)髁4和外側(cè)髁5，所述內(nèi)側(cè)髁4和外側(cè)髁5以球面相關(guān)聯(lián)的方式與脛骨金屬托3形成關(guān)節(jié)。

脛骨金屬托3上分別安裝有內(nèi)側(cè)聚乙烯襯墊6和外側(cè)聚乙烯襯墊7，股骨假體1下端的內(nèi)側(cè)髁4和外側(cè)髁5分別通過內(nèi)側(cè)聚乙烯襯墊6和外側(cè)聚乙烯襯墊7安裝在脛骨金屬托3上。

如圖3所示，內(nèi)側(cè)聚乙烯襯墊6上表面為凹球形，與股骨內(nèi)側(cè)髁4球形面相關(guān)聯(lián)形成球窩關(guān)節(jié)，下表面固定在脛骨金屬托3上；如圖4所示，外側(cè)聚乙烯襯墊7為雙面凹球形結(jié)構(gòu)，上表面的凹球面與外側(cè)髁5相關(guān)聯(lián)形成球窩關(guān)節(jié)，下表面的凹球面與脛骨金屬托3外側(cè)相關(guān)聯(lián)形成球窩關(guān)節(jié)。

本實施例中，通過內(nèi)側(cè)髁4、外側(cè)髁5和內(nèi)側(cè)聚乙烯襯墊6、外側(cè)聚乙烯襯墊7之間的配合，實現(xiàn)“內(nèi)髁軸移，外髁后滾”的生理運動學(xué)，內(nèi)側(cè)髁4和內(nèi)側(cè)聚乙烯襯墊6之間球面配合，內(nèi)側(cè)聚乙烯襯墊6下表面再固定在脛骨金屬托3上，外側(cè)髁5和外側(cè)聚乙烯襯墊7之間的配合，使得外側(cè)髁5和外側(cè)聚乙烯襯墊7之間以及外側(cè)聚乙烯襯墊7和脛骨金屬托3之間都是球面配合，球面配合的形式可以實現(xiàn)移動和滾翻，而固定的結(jié)構(gòu)又能使得固定處為軸類結(jié)構(gòu)，這樣就可以實現(xiàn)以股骨內(nèi)側(cè)為軸，而隨著移動，外側(cè)可以實現(xiàn)股骨后滾的功能。

實施例3：

本實施在實施例2的基礎(chǔ)上進一步進行說明，在本實施例中，為了更好地實現(xiàn)功能，內(nèi)側(cè)聚乙烯襯墊6上表面，為球形，與股骨內(nèi)側(cè)髁4相關(guān)聯(lián)形成關(guān)節(jié)，根據(jù)內(nèi)側(cè)聚乙烯襯墊6與股骨內(nèi)側(cè)髁4半徑的關(guān)系，分為為完全限制型和半限制型。

完全限制型：即內(nèi)側(cè)聚乙烯襯墊6上表面球面半徑=股骨內(nèi)髁半徑，此種類型下，內(nèi)側(cè)聚乙烯襯墊6與股骨內(nèi)側(cè)髁4完全貼合，相互限制，不會有偏移發(fā)生，當(dāng)然，能夠精確地滿足膝關(guān)節(jié)的各項功能。

半限制型：即內(nèi)側(cè)聚乙烯襯墊6上表面球面半徑>股骨內(nèi)側(cè)髁4半徑約1.5～2.5mm，較佳的數(shù)值為2mm。半限制型的結(jié)構(gòu)，為內(nèi)側(cè)聚乙烯襯墊6與股骨內(nèi)側(cè)髁4之間的關(guān)節(jié)活動，提供一定的緩沖功能，以降低應(yīng)力進而減少假體磨損，在滿足膝關(guān)節(jié)的功能條件下，進一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)，靈活性更強。

實施例4：

本實施例對脛骨金屬托3進一步進行說明，脛骨金屬托3上分為內(nèi)側(cè)平臺和外側(cè)平臺，內(nèi)側(cè)平臺上設(shè)置有固定內(nèi)側(cè)聚乙烯襯墊6的錨定基座8，內(nèi)側(cè)聚乙烯襯墊6上表面與股骨內(nèi)側(cè)髁4假體部分形合，構(gòu)成一個寬容的球窩關(guān)節(jié)，提供內(nèi)側(cè)軸及部分前后滑移的活度，下表面與脛骨假體內(nèi)側(cè)形成鎖扣機制，錨定在錨定基座8上。

外側(cè)平臺設(shè)置有高拋光的脛骨外側(cè)球形臺9，脛骨外側(cè)球形臺9為球形設(shè)計，中間向上隆起，與外側(cè)聚乙烯襯墊7下表面的凹球面相關(guān)聯(lián)形成球窩關(guān)節(jié)。脛骨外側(cè)球形臺9的邊緣高于球形面頂點，限制外側(cè)聚乙烯襯墊7脫位。

總之，脛骨假體2內(nèi)側(cè)提供固定內(nèi)側(cè)聚乙烯襯墊6的鎖扣機制，外側(cè)為活動平臺設(shè)計，以內(nèi)側(cè)為軸，外側(cè)進行活動，實現(xiàn)“內(nèi)髁軸移，外髁后滾”的生理運動學(xué)。

更加優(yōu)化地，脛骨外側(cè)球形臺9的邊緣設(shè)置有向上翻起的翻邊12，所述的翻邊12的高度高于脛骨外側(cè)球形臺9球形面頂點。這樣，由于翻邊12的存在，不會使外側(cè)聚乙烯襯墊7移動到脛骨外側(cè)球形臺9的平臺范圍外。

外側(cè)聚乙烯襯墊7下表面的凹球面為不完全凹球面，其沿膝關(guān)節(jié)左右方向上為完整凹球面，沿膝關(guān)節(jié)前后的方向上為一半的凹球面，使得外側(cè)聚乙烯襯墊7在脛骨外側(cè)球形臺9上沿膝關(guān)節(jié)左右方向不動，但可以沿膝關(guān)節(jié)前后的方向滑動，這樣，便于滑動，從而降低應(yīng)力。

實施例5：

如圖2所示，脛骨假體2上端設(shè)置有脛骨假體內(nèi)外側(cè)平臺分隔縱脊10，脛骨金屬托3上的內(nèi)側(cè)平臺和外側(cè)平臺由脛骨假體內(nèi)外側(cè)平臺分隔縱脊10分隔。根據(jù)假體限制型的不同，脛骨假體內(nèi)外側(cè)平臺分隔縱脊10和內(nèi)側(cè)聚乙烯襯墊6可以分為四個變異亞型：后穩(wěn)定型、后叉韌帶保留型、雙叉韌帶替代型和雙叉韌帶保留型，不同的類型具有不同的形狀。脛骨金屬托3下部設(shè)置有固定翼過渡面11，固定翼過渡面11可以方便假體植入并增強穩(wěn)定性。

股骨假體1為鈷鉻鉬合金鑄造，脛骨假體2為鈦合金整體鑄造成形；內(nèi)側(cè)聚乙烯襯墊6和外側(cè)聚乙烯襯墊7為聚乙烯整體鑄造成形。

綜上所述，本發(fā)明提供的這種膝關(guān)節(jié)假體，其中，股骨假體：凹面提供與股骨遠(yuǎn)端的安裝界面，凸面與聚乙烯相關(guān)聯(lián)形成關(guān)節(jié)；脛骨假體：內(nèi)側(cè)提供固定內(nèi)側(cè)聚乙烯襯墊的鎖扣機制，外側(cè)為活動平臺設(shè)計，為高拋光面，供外側(cè)聚乙烯襯墊滑動；內(nèi)側(cè)聚乙烯襯墊：上表面與股骨內(nèi)髁假體部分形合，構(gòu)成一個寬容的球窩關(guān)節(jié)，提供內(nèi)側(cè)軸及部分前后滑移的活度，下表面與脛骨假體內(nèi)側(cè)形成鎖扣機制；外側(cè)聚乙烯襯墊：上表面與股骨外髁假體為球窩關(guān)節(jié)，完全形合，下表面活動。上述幾個部件通過脛骨金屬托3的協(xié)同作用，再現(xiàn)了股骨“內(nèi)髁軸移，外髁后滾”的生理運動學(xué)，使得安裝膝關(guān)節(jié)假體的患者在屈伸活動過程中同時可以實現(xiàn)股骨關(guān)節(jié)面在脛骨關(guān)節(jié)面上的生理性的前后滑動與內(nèi)外旋轉(zhuǎn)，為患者解除病痛改善功能。

以上例舉僅僅是對本發(fā)明的舉例說明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的保護范圍的限制，凡是與本發(fā)明相同或相似的設(shè)計均屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。