CN107802381A - 膝关节假体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种膝关节假体，包括组设于患者股骨上的股骨髁以及与股骨髁配合的胫骨垫，股骨髁包括一对间隔设置的内侧髁与外侧髁，胫骨垫具有基部以及由基部向下凹陷形成的两间隔的凹陷部，股骨髁具有股骨关节面，胫骨垫具有与股骨关节面配合的胫骨关节面，所述股骨关节面在冠状面上具有相同的曲率半径，所述胫骨关节面在冠状面上是由两个不同曲率半径的第一抵接面与第二抵接面构成，所述第一抵接面与股骨关节面的匹配度高于第二抵接面与股骨关节面的匹配度，以便利于膝关节假体在屈曲运动过程中的内外翻运动，恢复关节自然、正常运动，同时可避免因关节内外翻活动受限而产生受力不均而加剧膝关节假体磨损的问题。

Description

膝关节假体
【技术领域】
本发明涉及骨科医疗器械技术领域，尤其涉及一种用于替代受损关节面、恢复关节正常运动的膝关节假体。
【技术背景】
关节置换是用人工制造的关节代替疼痛且丧失关节功能的一种治疗关节疾病的方法。通常用于全膝关节置换术中替代受损关节面以恢复关节运动的膝关节假体包括组设于股骨上的股骨髁、组设于胫骨上的胫骨假体以及位于股骨髁与胫骨假体之间的胫骨垫。
股骨髁包括一对间隔设置的内侧髁与外侧髁、连接内侧髁与外侧髁前端的股骨滑车以及连接内侧髁与外侧髁后上端的凸轮。股骨髁还具有与股骨的髁间窝对应的通道，用于供后交叉韧带通过。通道由内侧髁、外侧髁、凸轮以及股骨滑车下端围设形成。股骨髁具有与胫骨垫配合的股骨关节面。股骨关节面在冠状面上具有相同的曲率半径。
胫骨垫通过插接锁扣方式与胫骨假体固定组设在一起，其具有盘状基部、由基部向下凹陷形成的两间隔设置的凹陷空间以及由基部位于两凹陷空间之间部位延伸设置的定位柱。凹陷空间分别用于收容股骨髁的内侧髁与外侧髁，其上形成有与股骨髁的股骨关节面配合的胫骨关节面。定位柱穿过股骨髁的通道，在膝关节假体进行高屈曲运动时可与股骨髁的凸轮配合。胫骨关节面在冠状面上具有相同的曲率半径，且略大于股骨关节面在冠状面上的曲率半径。
膝关节假体通过股骨髁的股骨关节面与胫骨垫的胫骨关节面配合来实现其在关节屈曲运动时替代受损关节面、恢复关节运动的功能，但由于现有的膝关节假体的胫骨垫与股骨髁的股骨关节面配合的胫骨关节面在冠状面上的曲率半径相同，使得胫骨垫与股骨髁配合的时候会限制关节的内外翻活动，影响膝关节的正常活动，并且加大了膝关节的磨损。
因此，确有必要提供一种改进的膝关节假体，以克服现有技术中存在的缺陷。
【发明内容】
本发明的目的在于一种可恢复关节正常运动且减缓磨损的膝关节假体。
为实现上述目的，本发明的膝关节假体是通过如下技术方案实现的：一种膝关节假体，用于全膝关节置换术中替代受损关节面恢复关节正常运动，其包括组设于患者股骨上的股骨髁以及与股骨髁配合的胫骨垫，股骨髁包括一对间隔设置的内侧髁与外侧髁以及形成于内侧髁与外侧髁之间的髁间通道，胫骨垫具有基部以及由基部向下凹陷形成的两间隔的凹陷部，股骨髁具有由内侧髁的部分外表面与外侧髁的部分外表面构成的股骨关节面，胫骨垫具有与股骨髁的股骨关节面配合的胫骨关节面，所述股骨关节面在冠状面上具有相同的曲率半径，所述胫骨关节面在冠状面上是由不同曲率半径的两个曲面构成的，所述胫骨关节面与股骨髁的内侧髁内侧或外侧髁的内侧配合的曲面的曲率半径小于胫骨关节面与股骨髁的内侧髁的外侧或外侧髁的外侧配合的曲面的曲面半径。
优选地，所述胫骨关节面与股骨髁的内侧髁的内侧或外侧髁的内侧配合的曲面为第一抵接面，所述胫骨关节与股骨髁的内侧髁的外侧或外侧髁的内侧配合的曲面为第二抵接面，所述第一抵接面的曲率半径略大于股骨髁的关节面的曲率半径。
优选地，所述第二抵接面的曲率半径大于第一抵接面的曲率半径、并且大于股骨关节面的曲率半径。
优选地，所述第一抵接面与股骨髁的股骨关节面的匹配度高于所述第二抵接面与股骨髁的股骨关节面的匹配度。
优选地，所述股骨髁的股骨关节面与所述胫骨关节面的第一抵接面的匹配度为90％～95％。
优选地，所述股骨髁的股骨关节面与所述胫骨关节面的第二抵接面的匹配度为60％～70％。
优选地，所述股骨髁的股骨关节面的曲率半径为30～50mm。
优选地，所述胫骨关节面是由两凹陷部的上表面向下凹陷形成的，所述两凹陷部分别收容股骨髁的内侧髁与外侧髁。
本发明提供的膝关节假体的胫骨垫具有在冠状面上由不同曲率半径的两个曲面构成的胫骨关节面，并且胫骨关节面与股骨髁的内侧髁内侧或外侧髁的内侧配合的第一抵接面的曲率半径小于胫骨关节面与股骨髁的内侧髁的外侧或外侧髁的外侧配合的第二抵接面的曲面半径，使得胫骨垫的第一抵接面与股骨髁的股骨关节面的匹配度高于第二抵接面与股骨关节面的匹配度，以便利于膝关节假体在屈曲运动过程中的内外翻运动，恢复关节自然、正常运动，同时可避免因关节内外翻活动受限而产生受力不均而加剧膝关节假体磨损的问题。
【附图说明】
图1为本发明的膝关节假体的立体组合图。
图2为本发明的膝关节假体的立体分解图。
图3为图1所示的膝关节假体的侧视图
图4为沿图3所示A-A方向的剖视图
图5为本发明的膝关节假体的股骨髁的侧视图。
图6为沿图5所示B-B方向的剖视图，其中膝关节屈曲角度为0度。
图7为沿图5所示C-C方向的剖视图，其中膝关节屈曲角度约为30度。
图8为沿图5所示D-D方向的剖视图，其中膝关节屈曲角度约为60度。
图9为沿图5所示E-E方向的剖视图，其中膝关节屈曲角度约为90度。
【具体实施方式】
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例作详细的说明。
图1至图9所示为本发明的膝关节假体100用于全膝关节置换术中用以替代受损关节面、恢复关节正常运动，其包括固定组设于患者股骨(未图示)上的股骨髁1以及与股骨髁1配合的胫骨垫2。其中，图6为膝关节假体100处于0度屈曲运动时的剖视图，图7为膝关节假体100约处于30度屈曲运动时的剖视图，图8为膝关节假体100约处于60度屈曲运动时的剖视图，图9为膝关节假体100约处于90度屈曲运动时的剖视图。
所述股骨髁1包括一对间隔设置的内侧髁10与外侧髁11以及连接内侧髁10与外侧髁11前端的股骨滑车12。所述股骨髁1具有设于内侧髁10与外侧髁11之间并呈竖直贯穿设置的通道14，可供后交叉韧带(未图示)穿过。所述通道14设于股骨髁1与股骨的髁间窝(未图示)相对应的位置处。所述通道14是由内侧髁10、外侧髁11以及股骨滑车12下端围设形成的。所述股骨髁1具有与胫骨垫2配合的股骨关节面15。所述股骨关节面15是由内侧髁10的部分外表面与外侧髁11的部分外表面构成的。所述股骨关节面15具有在冠状面上相同的曲率半径，且股骨关节面15的曲率半径为30～50mm。
请重点参阅图5至图9所示，所述股骨滑车12还具有与髌骨假体(未图示)完全匹配的髌骨关节面120。所述髌骨关节面120在冠状面上是由多个不同曲率半径的曲面构成的。所述髌骨关节面120在冠状面上具有呈随关节屈曲角度的增大而减小然后再保持不变的趋势设置的曲率半径，如图6至图9中所示，膝关节假体100处于0°、约30°、约60°、约90°屈曲运动时，髌骨关节面120在冠状面上的曲率半径分别为R1、R2、R3、R4，且R1﹥R2﹥R3＝R4。所述髌骨关节面120在冠状面上各曲面的切线构成的夹角呈随着关节屈曲角度的增大而减小然后再保持不变的趋势设置，如图6至图9中所示，膝关节假体100处于0°、约30°、约60°、约90°屈曲运动时，髌骨关节面120在冠状面上的各曲面切线构成的夹角分别为α1、α2、α3、α4，并且α1﹥α2﹥α3＝α4。所述髌骨关节面120的深度随着关节屈曲角度的增大而加深，可使股骨髁1与髌骨假体(未图示)在高屈曲运动时仍能稳定配合，避免在高屈曲运动时股骨髁1与髌骨假体(未图示)脱离，同时可避免股骨髁1的股骨滑车12与髌骨假体(未图示)之间因受力不均导致磨损加剧的问题，从而减小膝关节假体100的磨损。所述髌骨关节面120的深度处于1～6mm范围内。如图6至图9所示，膝关节假体100处于0°、约30°、约60°、约90°屈曲运动时，所述髌骨关节面120的深度分别为H1、H2、H3、H4，并且H1＜H2＜H3＜H4。
所述髌骨关节面120具有第一配合面121与第二配合面122。所述第一配合面121在冠状面上的曲率半径随关节屈曲角度的增加而减小，如图6至图8所示的第一配合面121在膝关节假体100处于0°、约30°、约60°时的曲率半径分别为R1、R2、R3，并且R1﹥R2﹥R3。所述第二配合面122具有相同的曲率半径R4。所述第二配合面122的曲率半径R4与第一配合面121的最小曲率半径R3相同。所述第一配合面121在冠状面上各曲面切线构成的夹角随着关节屈曲角度的增大而减小，如图6至图8所示的第一配合面121在膝关节假体100处于0°、约30°、约60°时的曲率半径分别为α1、α2、α3，并且α1﹥α2﹥α3。所述第二配合面122在冠状面上各曲面的切线形成的夹角α4相同。所述第二配合面122在冠状面上各曲面切线构成的夹角α4等于第一配合面121在冠状面上各曲面切线构成的最小夹角α3。所述髌骨关节面120在冠状面上各曲面切线之间形成的夹角α1、α2、α3、α4处于150度～130度之间。所述髌骨关节面120呈中间凹陷两侧凸伸状设置。
胫骨垫2通过插接锁扣方式组设于胫骨假体(未图示)上，位于股骨髁1与胫骨假体(未图示)之间。所述胫骨垫2具有呈圆盘状设置的基部20以及由基部20向下凹陷形成并呈间隔状设置的凹陷部21、22。所述凹陷部21、22分别用于收容股骨髁1的内侧髁10与外侧髁11。所述胫骨垫2具有与股骨髁1的股骨关节面15配合的胫骨关节面23。所述胫骨关节面23是由两凹陷部21、22的上表面构成的。
请重点参阅图2至图4所示，所述胫骨关节面23在冠状面上由两个不同的曲率半径R1'、R2'的曲面构成，该两曲面分别为第一抵接面230与第二抵接面231。所述第一抵接面230可与股骨髁1的内侧髁10的内侧或者外侧髁11的内侧配合。所述第二抵接面231可与股骨髁1的内侧髁10的外侧或外侧髁11的外侧配合。所述胫骨关节面23的第一抵接面230的曲率半径R1'略大于股骨髁1的股骨关节面15的曲率半径。所述胫骨关节面23的第二抵接面231的曲率半径R2'大于第一抵接面230的曲率半径R1'。所述股骨髁1的股骨关节面15与所述胫骨关节面23的第一抵接面230的匹配度为90％～95％。所述股骨髁1的股骨关节面15与所述胫骨关节面23的第二抵接面231的匹配度为60％～70％。所述胫骨关节面23的第一抵接面230与股骨髁1的股骨关节面15的匹配度高于第二抵接面231与股骨髁1的股骨关节面15的匹配度，可利于屈曲运动过程中膝关节假体的内外翻运动，以使膝关节假体更趋于人体关节自然运动。
本发明的膝关节假体100的股骨髁1的股骨滑车12的髌骨关节面120在冠状面上具有随关节屈曲角度的增大而减小然后保持不变的多个曲率半径、具有由各曲面切线形成的并随关节屈曲角度增大而减小然后保持不变的夹角以及随关节屈曲角度的增大而加深的深度，可使股骨髁1的股骨滑车12在关节屈曲角度增大过程中与髌骨假体(未图示)持续稳定接触，避免髌骨假体(未图示)在高屈曲角度时脱离股骨髁1的股骨滑车12，提高膝关节假体100的稳定性，同时可避免股骨髁1的股骨滑车12与髌骨假体(未图示)之间因受力不均导致磨损加剧的问题，减小膝关节假体100的磨损。另外，胫骨垫2与股骨髁1的股骨关节面15配合的胫骨关节面23在冠状面上由两个不同的曲率半径的第一抵接面230、第二抵接面231构成，并且与股骨髁1的内侧髁10的内侧或者外侧髁11的内侧配合的第一抵接面230的曲率半径R1'小于与股骨髁1的内侧髁10的外侧或外侧髁11的外侧配合的第二抵接面231的曲率半径R2'，可使胫骨关节面23的第一抵接面230与股骨髁1的股骨关节面15的匹配度高于第二抵接面231与股骨髁1的股骨关节面的匹配度，进而利于屈曲运动过程中膝关节假体的内外翻运动，从而使膝关节假体更趋于人体关节自然运动。
综上，以上仅为本发明的较佳实施例而已，不应以此限制本发明的范围，即凡是依本发明的权利要求书及本发明说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，均应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (8)

1.一种膝关节假体，用于全膝关节置换术中替代受损关节面恢复关节正常运动，其包括组设于患者股骨上的股骨髁以及与股骨髁配合的胫骨垫，股骨髁包括一对间隔设置的内侧髁与外侧髁以及形成于内侧髁与外侧髁之间的髁间通道，胫骨垫具有基部以及由基部向下凹陷形成的两间隔的凹陷部，股骨髁具有由内侧髁的部分外表面与外侧髁的部分外表面构成的股骨关节面，胫骨垫具有与股骨髁的股骨关节面配合的胫骨关节面，其特征在于：所述股骨关节面在冠状面上具有相同的曲率半径，所述胫骨关节面在冠状面上是由不同曲率半径的两个曲面构成的，所述胫骨关节面与股骨髁的内侧髁内侧或外侧髁的内侧配合的曲面的曲率半径小于胫骨关节面与股骨髁的内侧髁的外侧或外侧髁的外侧配合的曲面的曲面半径。
2.如权利要求1所述的膝关节假体，其特征在于：所述胫骨关节面与股骨髁的内侧髁的内侧或外侧髁的内侧配合的曲面为第一抵接面，所述胫骨关节与股骨髁的内侧髁的外侧或外侧髁的内侧配合的曲面为第二抵接面，所述第一抵接面的曲率半径略大于股骨髁的关节面的曲率半径。
3.如权利要求2所述的膝关节假体，其特征在于：所述第二抵接面的曲率半径大于第一抵接面的曲率半径、并且大于股骨关节面的曲率半径。
4.如权利要求3所述的膝关节假体，其特征在于：所述第一抵接面与股骨髁的股骨关节面的匹配度高于所述第二抵接面与股骨髁的股骨关节面的匹配度。
5.如权利要求4所述的膝关节假体，其特征在于：所述股骨髁的股骨关节面与所述胫骨关节面的第一抵接面的匹配度为90％～95％。
6.如权利要求5所述的膝关节假体，其特征在于：所述股骨髁的股骨关节面与所述胫骨关节面的第二抵接面的匹配度为60％～70％。
7.如权利要求4所述的膝关节假体，其特征在于：所述股骨髁的股骨关节面的曲率半径为30～50mm。
8.如权利要求1至7项任一项所述的膝关节假体，其特征在于：所述胫骨关节面是由两凹陷部的上表面向下凹陷形成的，所述两凹陷部分别收容股骨髁的内侧髁与外侧髁。
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