CN111084677A - 一种膝关节假体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种膝关节假体，包括股骨假体、胫骨假体和设置于股骨假体和胫骨假体之间的固定于胫骨假体上的胫骨垫片，其特征在于，位于所述胫骨垫片上表面与股骨假体接触处设置有第一防磨网，所述第一防磨网粘贴于胫骨垫片上方，所述股骨假体远端粘贴有第二防磨网；所述第一防磨网和第二防磨网接触；所述第一防磨网为多层结构，从胫骨近端至股骨远端方向，第一防磨网的各层中网的孔径逐渐变大；所述第二防磨网为多层结构，从股骨远端至胫骨近端方向，第二防磨网的各层中网的孔径逐渐变大。通过上述结构，能够实现膝关节假体的有效防磨，由于使用了防磨网，相比传统防磨设计，能够有效提高膝关节假体的防磨程度。

Description

一种膝关节假体
技术领域
本发明涉及可植入骨关节的人工产品技术领域，尤其涉及一种膝关节假体。
背景技术
现有的膝关节假体(如图1)，通常包括股骨假体、胫骨假体和胫骨垫片。该结构能够满足基本的关节弯曲扭转等需求，但是长期使用时，容易发生磨损现象，由金属制成的股骨假体和高分子材料制成的胫骨垫片在使用过程中会发生摩擦，长期摩擦会导致金属离子析出，另外长期磨损也容易导致胫骨垫片产生碎屑，过多的碎屑会诱导假体周围的骨组织发生骨溶解。现有技术中也存在使用使用陶瓷股骨假体与高分子胫骨垫片配合的方案，或是在胫骨垫片上增加陶瓷片的方案来尽量减小摩擦，但是由于陶瓷的易碎性等问题，导致上述方案并未大批量使用。
除上述股骨假体和胫骨垫片之间易发生磨损外，现有的膝关节假体使用过程中，在胫骨假体和胫骨垫片接触处同样会出现磨损问题，且由于部分结构中胫骨假体和胫骨垫片配合过于紧密，无法完美模拟人体骨骼在活动过程中的状态，影响实际使用过程中的舒适度。
中国专利文献(CN109662812A一种膝关节假体)公开了一种膝关节假体，包括股骨髁假体、衬垫、胫骨平台托，股骨髁假体上设有用于减小股骨髁假体与衬垫磨损的陶瓷片，所述陶瓷片为分散布置的一组陶瓷片，所述陶瓷片与股骨髁假体通过焊接连接，陶瓷片的外凸曲面与衬垫的上表面接触构成摩擦副。该膝关节假体中的股骨髁假体上分布有若干陶瓷片，将股骨髁假体与胫骨衬垫隔开，减小股骨髁假体与胫骨衬垫磨损量；将金属与高分子聚合物材料间的摩擦转变为金属与陶瓷的摩擦，减少了金属与高分子摩擦造成的金属离子析出。该发明虽然能够一定程度上缓解股骨假体和胫骨垫片的磨损问题，但由于陶瓷垫片仍然存在易磨损和破碎的问题，小块的陶瓷垫片仍然存在破碎的风险。
综上，如何解决膝关节假体使用中易磨损的问题，以及如何提高膝关节假体使用中的舒适度，就成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
为解决现有的膝关节假体使用中存在的上述问题，解决现有假体植入人体后，易磨损，使用舒适度不够的问题，本发明提供一种全新的膝关节假体。具体技术方案如下：
一种膝关节假体，包括股骨假体、胫骨假体和设置于股骨假体和胫骨假体之间的固定于胫骨假体上的胫骨垫片，其特征在于，位于所述胫骨垫片上表面与股骨假体接触处设置有第一防磨网，所述第一防磨网粘贴于胫骨垫片上方，所述股骨假体远端粘贴有第二防磨网；所述第一防磨网和第二防磨网接触；所述第一防磨网为多层结构，从胫骨近端至股骨远端方向，第一防磨网的各层中网的孔径逐渐变大；所述第二防磨网为多层结构，从股骨远端至胫骨近端方向，第二防磨网的各层中网的孔径逐渐变大。
在本发明的一个实施例中，所述第一防磨网和第二防磨网的结构为多层防磨网重叠设置的多层结构或一层防磨网经反复折叠后形成的之字形多层结构。
在本发明的一个实施例中，所述第一防磨网和第二防磨网的厚度为1-3mm。
在本发明的一个实施例中，所述第一防磨网和第二防磨网均为高密度聚乙烯材料，通过3D打印制成。
在本发明的一个实施例中，还包括防磨涂层，所述防磨涂层包括聚丙烯酰胺，防磨涂层涂覆于所述第一防磨网和第二防磨网的外表面。
在本发明的一个实施例中，所述防磨涂层的厚度不小于20μm。
在本发明的一个实施例中，还包括保护层，所述保护层为钽钛镁合金，保护层涂覆在所述股骨假体、胫骨假体的外表面，用以减少股骨假体和胫骨假体与人体发生摩擦时导致的金属离子析出。
在本发明的一个实施例中，所述胫骨假体包括胫骨平台拖和胫骨伸出端，所述胫骨平台拖包括胫骨平台、胫骨平台侧壁，所述胫骨平台和胫骨平台侧壁构成了用于容纳所述胫骨垫片的凹槽，所述胫骨平台侧壁内侧开设有滑动槽；
所述胫骨垫片的底部设有胫骨垫片伸出端，所述胫骨垫片伸出端与胫骨垫片一体化设置，胫骨垫片伸出端的底面积小于所述凹槽的面积，所述胫骨垫片伸出端侧面设有与所述滑动槽匹配的胫骨垫片凸起，用于深入滑动槽内并实现胫骨垫片在所述滑动槽内的滑动。
在本发明的一个实施例中，所述胫骨垫片凸起的长度小于所述滑动槽的深度。
在本发明的一个实施例中，所述滑动槽包括多个，相应地，所述胫骨垫片凸起也包括多个，滑动槽在胫骨平台侧壁内间隔设置，用以限制胫骨垫片相对于胫骨平台拖的滑动；
胫骨垫片凸起的宽度小于对应的滑动槽的宽度。
与现有技术相对比，本发明的有益效果如下：
(1)本发明提供的膝关节假体包括设置于胫骨垫片上方用于与股骨假体接触处设置有第一防磨网，和设置于股骨假体远端的第二防磨网。第一防磨网和第二防磨网接触形成摩擦副。通过该结构，本发明可以有效防止股骨假体摩擦导致金属离子析出和胫骨垫片产生碎屑的问题。相比于传统使用陶瓷片的方式，本发明提供的方案由于第一防磨网和第二防磨网为全覆盖结构，能够使接触面积更大，防止因陶瓷片间存在间隙而导致的滑动等现象发生。
(2)本发明中优选第一防磨网和第二防磨网为多层结构，并优选其厚度为1-3mm，有利于防磨网内贮存一部分体液，可辅助实现润滑作用。并且防磨网的结构可以为多层，从固定层至外层，其网的孔径逐渐变大，也进一步有利于贮存体液。并且本发明提供的防磨网结构能够起到一定的降噪作用。
(3)在本发明的一个实施例中还包括防磨涂层，防磨涂层涂覆于第一防磨网和第二防磨网的表面。通过防磨涂层，可以进一步提高本发明提供的假体的耐磨性。并且由于防磨网的多层孔径不同的设计，也有利于防磨涂层在其上的固结。此实施例中提供的防磨涂层固化后涂覆于防磨网上，有利于进一步实现防磨。
(4)本发明提供的一个实施例中，胫骨垫片的底部面积小于凹槽的面积，胫骨垫片底部设有与滑动槽匹配的胫骨垫片凸起，用以深入滑动槽内并实现胫骨垫片在滑动槽内的滑动。通过该设置，在实现对胫骨垫片固定的同时，还能够实现胫骨垫片在滑动槽内的滑动。并且，为了限制胫骨垫片在凹槽内的滑动，防止其滑动幅度过大，本发明中胫骨垫片凸起的长度小于滑动槽的深度，通过该限制来实现胫骨垫片沿滑动槽深度方向的滑动和限制。另外本发明中滑动槽包括多个，相应地，胫骨垫片凸起也包括多个，滑动槽在胫骨平台侧壁内间隔设置，用以限制胫骨垫片相对于胫骨平台拖的滑动；胫骨垫片凸起的宽度小于对应的滑动槽的宽度，通过上述设置，能够实现胫骨垫片沿滑动槽宽度方向的滑动和限制。
附图说明
图1为现有技术中常见膝关节假体结构示意图。
图2为本发明提供的股骨假体结构示意图。
图3为本发明提供的胫骨假体结构示意图。
图4为本发明提供的胫骨垫片结构示意图。
图5为本发明提供的第一防磨网、第二防磨网第一种结构侧面剖视图。
图6为本发明提供的第一防磨网、第二防磨网第二种结构侧面剖视图。
附图中标记的具体含义如下：
10-股骨假体，11-第一防磨网；
20-胫骨假体，21-胫骨平台拖，22-胫骨伸出端，212-胫骨平台侧壁，213-凹槽，214-滑动槽；
30-胫骨垫片，31-第二防磨网，32-胫骨垫片伸出端，321-胫骨垫片凸起。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明提供的膝关节假体的具体结构及工作原理进行具体说明。
参见附图1-6，本发明提供一种膝关节假体，包括股骨假体10、胫骨假体20和设置于股骨假体10和胫骨假体20之间的固定于胫骨假体20上的胫骨垫片30，位于所述胫骨垫片30上表面与股骨假体10接触处设置有第一防磨网11，第一防磨网11粘贴于胫骨垫片30上方，股骨假体10远端粘贴有第二防磨网31；第一防磨网11和第二防磨网31接触；第一防磨网11为多层结构，从胫骨近端至股骨远端方向，第一防磨网11的各层中网的孔径逐渐变大；第二防磨网31为多层结构，从股骨远端至胫骨近端方向，第二防磨网31的各层中网的孔径逐渐变大。附图5和6中可见第一防磨网11和第二防磨网31的结构为多层防磨网重叠设置的多层结构或一层防磨网经反复折叠后形成的之字形多层结构。通过多层设计尤其是之字形设计的防磨网结构，能够起到更好的防磨作用。
第一防磨网11和第二防磨网31的厚度为1-3mm，第一防磨网11和第二防磨网31均为高密度聚乙烯材料，通过3D打印制成。通过设置防磨网，相比传统直接使用胫骨垫片30，防磨网的孔洞中可以润湿并贮存一部分体液，以起到润滑作用，减少磨损。
在本发明的另一个实施例中，还包括防磨涂层，防磨涂层包括聚丙烯酰胺，防磨涂层涂覆于第一防磨网11和第二防磨网31的外表面，防磨涂层的厚度不小于20μm。通过设置防磨涂层，可以起到更好防磨效果。
在本发明的另一个实施例中，还包括保护层，保护层为钽钛镁合金，保护层涂覆在股骨假体10、胫骨假体20的外表面。由于股骨假体10和胫骨假体20多使用金属材料制成，植入人体后与人体内部肌肉等结构发生摩擦，容易释放出金属离子，过多的金属离子(如铝)可能会对人体造成损伤，因此，本实施例中在股骨假体10和胫骨假体20外侧与人体接触处涂覆有钽钛镁合金，可以进一步降低由于假体使用过程中摩擦而给人体带来的损伤。
在本发明的另一个实施例中，胫骨假体20包括胫骨平台拖21和胫骨伸出端22，胫骨平台拖21包括胫骨平台(即胫骨平台托21的底部)、胫骨平台侧壁212，胫骨平台和胫骨平台侧壁212构成了用于容纳胫骨垫片30的凹槽213，胫骨平台侧壁212内侧开设有滑动槽214。胫骨垫片30的底部设有胫骨垫片伸出端32，所述胫骨垫片伸出端32与胫骨垫片30一体化设置，胫骨垫片伸出端32的底面积小于所述凹槽213的面积，所述胫骨垫片伸出端32侧面设有与所述滑动槽214匹配的胫骨垫片凸起321，用于深入滑动槽214内并实现胫骨垫片30在滑动槽214内的滑动。胫骨垫片凸起321的长度小于滑动槽214的深度。滑动槽214包括多个，相应地，胫骨垫片凸起321也包括多个，滑动槽214在胫骨平台侧壁212内间隔设置，用以限制胫骨垫片相对于胫骨平台拖21的滑动；胫骨垫片凸起321的宽度小于对应的滑动槽214的宽度。通过设置上述凹槽213、胫骨垫片凸起321和与之匹配的滑动槽214，能够实现胫骨垫片在凹槽213内的运动并同时限制其运动。
本发明中通过设置第一防磨网和第二防磨网，能够实现膝关节假体的有效防磨，同时设置有滑动槽和与之匹配的胫骨垫片凸起，能够实现胫骨垫片的运动并限制其运动。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种膝关节假体，包括股骨假体、胫骨假体和设置于股骨假体和胫骨假体之间的固定于胫骨假体上的胫骨垫片，其特征在于，位于所述胫骨垫片上表面与股骨假体接触处设置有第一防磨网，所述第一防磨网粘贴于胫骨垫片上方，所述股骨假体远端粘贴有第二防磨网；所述第一防磨网和第二防磨网接触；所述第一防磨网为多层结构，从胫骨近端至股骨远端方向，第一防磨网的各层中网的孔径逐渐变大；所述第二防磨网为多层结构，从股骨远端至胫骨近端方向，第二防磨网的各层中网的孔径逐渐变大。
2.一种如权利要求1所述的膝关节假体，其特征在于，所述第一防磨网和第二防磨网的结构为多层防磨网重叠设置的多层结构或一层防磨网经反复折叠后形成的之字形多层结构。
3.一种如权利要求1所述的膝关节假体，其特征在于，所述第一防磨网和第二防磨网的厚度为1-3mm。
4.一种如权利要求1所述的膝关节假体，其特征在于，所述第一防磨网和第二防磨网均为高密度聚乙烯材料，通过3D打印制成。
5.一种如权利要求1所述的膝关节假体，其特征在于，还包括防磨涂层，所述防磨涂层包括聚丙烯酰胺，防磨涂层涂覆于所述第一防磨网和第二防磨网的外表面。
6.一种如权利要求5所述的膝关节假体，其特征在于，所述防磨涂层的厚度不小于20μm。
7.一种如权利要求1所述的膝关节假体，其特征在于，还包括保护层，所述保护层为钽钛镁合金，保护层涂覆在所述股骨假体、胫骨假体的外表面。
8.一种如权利要求1所述的膝关节假体，其特征在于，所述胫骨假体包括胫骨平台拖和胫骨伸出端，所述胫骨平台拖包括胫骨平台、胫骨平台侧壁，所述胫骨平台和胫骨平台侧壁构成了用于容纳所述胫骨垫片的凹槽，所述胫骨平台侧壁内侧开设有滑动槽；
所述胫骨垫片的底部设有胫骨垫片伸出端，所述胫骨垫片伸出端与胫骨垫片一体化设置，胫骨垫片伸出端的底面积小于所述凹槽的面积，所述胫骨垫片伸出端侧面设有与所述滑动槽匹配的胫骨垫片凸起，用于深入滑动槽内并实现胫骨垫片在所述滑动槽内的滑动。
9.一种如权利要求8所述的膝关节假体，其特征在于，所述胫骨垫片凸起的长度小于所述滑动槽的深度。
10.一种如权利要求8所述的膝关节假体，其特征在于，所述滑动槽包括多个，相应地，所述胫骨垫片凸起也包括多个，滑动槽在胫骨平台侧壁内间隔设置，用以限制胫骨垫片相对于胫骨平台拖的滑动；
胫骨垫片凸起的宽度小于对应的滑动槽的宽度。
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