一種雙動型人工膝關節假體的製作方法

2023-08-07 21:35:21

一種雙動型人工膝關節假體的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種雙動型人工膝關節假體。該膝關節假體包括股骨假體、脛骨假體、和三通固位件；三通固位件包括圓柱型軸和三通軸套；三通軸套包括套於圓柱型軸的圓柱型套和一端固定於圓柱型套中點並且與該圓柱型套的軸線垂直的支柱，支柱遠離圓柱型套一端形成球型凸起；股骨假體在與三通固位件的連接處形成雙耳包覆與所述的圓柱型套外側，並分別與圓柱型軸固定連接；骨假體與三通固位件連接處形成球型杯；球型杯內設雙動內襯，球型凸起固定於雙動內襯中。該膝關節假體實現了膝關節重建的同時，解決了旋轉鉸鏈式膝關節對股骨及脛骨應力較大以及膝關節活動度有限的缺點，延長了假體的適用壽命，擴大了人工膝關節置換術的適應症和適用人群。
【專利說明】一種雙動型人工膝關節假體
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種雙動型人工膝關節假體。
【背景技術】
[0002]目前，傳統的旋轉鉸鏈式人工膝關節廣泛應用於有大量骨缺損的人工膝關節重建和複雜的人工膝關節翻修手術。這種膝關節假體的髓針在膝關節活動過程對股骨和脛骨的應力分布不均，應力集中會導致假體提前鬆動，應力遮擋會導致骨量丟失和骨折，嚴重時需要再次行人工膝關節翻修術、異體或自體骨重建術、甚至截肢。尤其是在兒童青少年中，由於膝關節活動量大以及骨骼的進一步生長，假體更容易提前鬆動。

【發明內容】

[0003]本發明的目的一種使用壽命長、不易鬆動、對人體自身骨損害小的雙動型人工膝關節假體。
[0004]本發明所提供的雙動型人工膝關節假體，包括股骨假體1、脛骨假體2、和連接所述股骨假體和脛骨假體的三通固位件3 ；
[0005]所述股骨假體I由杆狀股骨柄或股骨髓針以及與三通固位件連接的股骨假體連接部件組成；所述股骨假體連接部件是在股骨假體近膝端一側形成的兩個具有中空圓柱體型孔的軸套14 ；
[0006]所述脛骨假體2由杆狀脛骨柄或脛骨髓針以及與三通固位件連接的脛骨假體連接部件組成；所述脛骨假體連接部件包括球型杯6和球型杯內設雙動內襯10 ；
[0007]所述三通固位件3包括一個圓柱型軸9和一個三通軸套8 ;所述三通軸套包括一個套於所述圓柱型軸9上的圓柱型套4和一個一端固定於所述圓柱型套4中點並且與該圓柱型套的軸線垂直的支柱5，所述支柱5遠離圓柱型套一端形成球型凸起12 ；
[0008]所述三通固位件的圓柱型軸9從圓柱型套4伸出的兩端分別插入股骨假體的軸套14內，軸套14的孔的內徑與圓柱型軸9外徑大小配合，使股骨假體以圓柱型軸9為軸心旋轉；三通固位件的球型突起12固定於雙動內襯10中。
[0009]所述股骨假體與脛骨假體之間設一脛骨墊11，脛骨墊11固定於脛骨假體球型杯上側平面上，其設置大小和形狀將股骨假體和脛骨假體隔開，並能使三通固位件的支柱5穿過。
[0010]上述膝關節假體通過三通固位件3和雙動內襯10來連接和支撐股骨假體和脛骨假體，並提供股骨假體旋轉的支撐軸，通過球型突起在雙動內襯中微動，優化了股骨近端髓針和脛骨遠端髓針對骨髓腔的應力分布；另外，該裝置還可以提供少量額外的膝關節活動度，從而減少了股骨假體與脛骨墊運動過程中的相互磨損。
[0011]所述股骨柄或股骨髓針與軸套14相切形成「L」型結構，脛骨柄或脛骨髓針與球型杯相切形成「L」型結構，當股骨柄或股骨髓針旋轉至於支柱5平行時，脛骨假體與股骨假體在同一豎直位置上，並且與所述三通固位件在不同的豎直位置。[0012]這樣的結構中，即脛骨假體與支柱5的距離跟股骨假體與其旋轉軸(圓柱型軸9的軸線)的距離相同，使用三通固位件使膝關節假體伸直時，人體體重帶來的應力作用於股骨假體和脛骨假體之間的接觸面上而不是連接軸上，減少了對三通固位件的衝擊和對人體骨骼本身的摩擦，增加了作為提供旋轉軸功能的易損部件的壽命，增加了本發明膝關節假體活動中的穩固性，減少對人體骨骼本身的衝擊。
[0013]所述軸套14在與股骨柄或股骨髓針連接的另一側的外緣部分向下形成弧度為90度的環形片狀翼7，所述環形片狀翼7的形狀與所述脛骨墊11的形狀相配合，限制股骨假體旋轉角度，這樣比較符合人體膝關節的旋轉角度，幫助人體肌肉控制股骨假體的旋轉。
[0014]所述雙動內襯與脛骨假體的球型杯採用錐度壓配固定。
[0015]所述脛骨墊11的材料為塑料，如聚乙烯材料。上述雙動內襯的材料為塑料,如聚乙烯材料，其餘材料可以為人體假體可接受的任何材料，如不鏽鋼材料等。
[0016]以人體方位為參照，上述人工膝關節植入時，股骨假體和脛骨假體位於前側(膝蓋一側)，三通固位件位於後側(人體後方)，股骨假體和脛骨假體的軸線應在一個水平面，股骨假體和脛骨假體的位置跟人體股骨和脛骨的位置相應。
[0017]本發明的膝關節假體由股骨假體、脛骨墊、脛骨假體、三通固位件、雙動內襯組成，也可以通過股骨或脛骨髓針與延長杆相連接，組成組配式股骨遠端腫瘤型或脛骨近端腫瘤型人工膝關節假體。股骨假體和脛骨假體相連接的三通採用球形面配合，這種設計能旨在優化膝關節活動過程中假體對股骨和脛骨髓腔的應力分布，減少並延緩假體的鬆動。另外，此假體除了通過三通軸的旋轉鉸鏈功能提供膝關節活動度，球面配合的雙動內襯還可以提供少量額外的膝關節活動度，從而減少了股骨假體與脛骨墊運動過程中的相互磨損。雙動內襯與脛骨假體採用錐度壓配防止脫位。
[0018]本發明的膝關節假體以生物力學原理為基礎，通過巧妙的機械設計防範，在實現了膝關節重建的同時，解決了旋轉鉸鏈式膝關節對股骨及脛骨應力分布不均以及膝關節活動度有限的缺點，有效的預防了假體的提前鬆動及再次翻修可能，延長了假體的使用壽命，擴大了人工膝關節置換術的適應症和適用人群。此假體是一種全膝關節置換術、人工膝關節翻修術、股骨遠端及脛骨近端腫瘤切除後膝關節重建的可靠選擇。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發明的膝關節假體的正面圖。
[0020]圖2為本發明的膝關節假體的部分剖視圖。
[0021]圖3為本發明的立體圖(左)及構成零部件立體圖(右)。
[0022]圖4為股骨假體I的主視圖。
[0023]圖5為圖4中的A向視圖。
[0024]圖6為圖4中的B向視圖。
[0025]圖7為圓柱型軸9的主視圖(上)及其A向視圖(下)。
[0026]圖8為軸墊13的主視圖(上)及其A向視圖(下)。
[0027]圖9為三通軸套8的主視圖(上)及其A向視圖(中)及B向視圖(中心剖視圖)(下)。
[0028]圖10為脛骨墊的主視圖(上)及其A向視圖(中)及B向視圖(下)。
[0029]圖11為雙動內襯的主視圖(上)及其A向視圖(中)及B向視圖(下)。[0030]圖12為脛骨假體的的主視圖(上)及其A向視圖(中)及B向視圖(下)。
[0031]上圖中，I為股骨假體，2為脛骨假體，3為三通固位件，4為圓柱型套，5為圓柱型套的軸線垂直的支柱,6為球型杯，7為環形片狀翼，8為三通軸套，9為圓柱型軸，10為雙動內襯，11為脛骨墊，12為圓柱型套的軸線垂直的支柱上的球型凸起，13為軸墊，14為軸套。
【具體實施方式】
[0032]如圖1-圖3為本發明的雙動型人工膝關節假體。
[0033]本發明所提供的雙動型人工膝關節假體，包括股骨假體1、脛骨假體2、和連接所述股骨假體和脛骨假體的三通固位件3 ；
[0034]如圖4-圖6所示，股骨假體I由杆狀股骨柄或股骨髓針以及與三通固位件連接的股骨假體連接部件組成；股骨假體連接部件是在股骨假體近膝端一側形成的兩個具有中空圓柱體型孔的軸套14 ；
[0035]如圖12所示，脛骨假體2由杆狀脛骨柄或脛骨髓針以及與三通固位件連接的脛骨假體連接部件組成；脛骨假體連接部件包括球型杯6和球型杯內設雙動內襯10 (圖11);
[0036]三通固位件3包括一個圓柱型軸9 (圖7)和一個三通軸套8 (圖9);所述三通軸套包括一個套於圓柱型軸9上的圓柱 型套4和一個一端固定於所述圓柱型套4中點並且與該圓柱型套的軸線垂直的支柱5，所述支柱5遠離圓柱型套一端形成球型凸起12 ；
[0037]三通固位件的圓柱型軸9從圓柱型套4伸出的兩端分別插入股骨假體的軸套14內，軸套14的孔的內徑與圓柱型軸9外徑大小配合，使股骨假體以圓柱型軸9為軸心旋轉；三通固位件的球型突起12固定於雙動內襯10中。
[0038]股骨假體與脛骨假體之間設一脛骨墊11 (如圖10所示)，脛骨墊11固定於脛骨假體球型杯上側平面上，其設置大小和形狀將股骨假體和脛骨假體隔開，並能使三通固位件的支柱5穿過。
[0039]上述膝關節假體通過三通固位件3和雙動內襯10來連接和支撐股骨假體和脛骨假體，並提供股骨假體旋轉的支撐軸，相比旋轉鉸鏈式人工膝關節假體更能分散應力。球面配合的雙動內襯還可以提供少量額外的膝關節活動度，從而減少了股骨假體與脛骨墊運動過程中的相互磨損。
[0040]股骨柄或股骨髓針與軸套14相切形成「L」型結構，脛骨柄或脛骨髓針與球型杯相切形成「L」型結構，當股骨柄或股骨髓針旋轉至於支柱5平行時，脛骨假體與股骨假體在同一豎直位置上，並且與所述三通固位件在不同的豎直位置。
[0041]這樣的結構中，即脛骨假體與支柱5的距離跟股骨假體與其旋轉軸(圓柱型軸9的軸線)的距離相同，使用三通固位件使膝關節假體伸直時，人體體重帶來的應力作用於股骨假體和脛骨假體之間的接觸面上而不是連接軸上，減少了對三通固位件的衝擊和對人體骨骼本身的摩擦，增加了作為提供旋轉軸功能的易損部件的壽命，增加了本發明膝關節假體活動中的穩固性，減少對人體骨骼本身的衝擊。
[0042]所述軸套14在與股骨柄或股骨髓針連接的另一側的外緣部分向下形成弧度為90度的環形片狀翼7，所述環形片狀翼7的形狀與所述脛骨墊11的形狀相配合，限制股骨假體旋轉角度，這樣比較符合人體膝關節的旋轉角度，幫助人體肌肉控制股骨假體的旋轉。
[0043]軸套14與圓柱型軸9的連接處還可以設置軸墊13 (圖8所示)，以減少三通固位件與軸套14之間的摩擦損傷。[0044]雙動內襯與脛骨假體的球型杯採用錐度壓配固定。[0045]所述脛骨墊11的材料為塑料，如聚乙烯材料。上述雙動內襯的材料為塑料，如聚乙烯材料，其餘材料可以為人體假體可接受的任何材料，如不鏽鋼材料等。[0046]以人體方位為參照，上述人工膝關節植入時，股骨假體和脛骨假體位於前側(膝蓋一側)，三通固位件位於後側(人體後方)，股骨假體和脛骨假體的軸線應在一個水平面，股骨假體和脛骨假體的位置跟人體股骨和脛骨的位置相應。[0047]上述結構中有一根軸心(圓柱型軸9)橫穿三通固位件3和圓柱型套4，股骨近端通過此軸與三通固位件3進行軸心旋轉，完成主要的屈伸功能。患者膝關節的屈伸活動仍靠患者自身肌肉控制。假體主要靠脛骨墊11限制患者人工膝關節過伸，靠患者自身肌肉及軟組織控制人工膝關節屈曲角度。[0048]雙動內襯與外杯為剛性固定，沒有相對移動。雙動內襯與脛骨假體採用錐度壓配防止脫位，兩者之間可以有相對活動。[0049]基於上述結構設計，本發明的膝關節假體可以用於組成組配式股骨遠端腫瘤型或脛骨近端腫瘤型膝關節假體。股骨假體和脛骨假體相連接的三通採用球形面配合，這種設計能旨在減少膝關節活動過程中假體對股骨和脛骨的應力，減少並延緩假體的鬆動。另外，此假體除了通過三通固位件提供旋轉鉸鏈功能，提供膝關節活動度，球面配合的雙動內襯還可以提供少量額外的膝關節活動度，從而減少了股骨假體與脛骨墊運動過程中的相互磨損。雙動內襯與脛骨假體採用錐度壓配防止脫位。[0050]本發明的膝關節假體以生物力學原理為基礎，通過巧妙的機械設計防範，在實現了膝關節重建的同時，解決了旋轉鉸鏈式膝關節對股骨及脛骨應力較大以及膝關節活動度有限的缺點，有效的預防了假體的提前鬆動及再次翻修可能，延長了假體的適用壽命，擴大了人工膝關節置換術的適應症和適用人群。此假體是一種全膝關節置換術、人工膝關節翻修術、股骨遠端及脛骨近端腫瘤切除後膝關節重建的可靠選擇。
【權利要求】
1.一種雙動型人工膝關節假體，其特徵在於:所述雙動型人工膝關節假體包括股骨假體(1)、脛骨假體(2 )、和連接所述股骨假體和脛骨假體的三通固位件(3 ); 所述股骨假體(1)由杆狀股骨柄或股骨髓針以及與三通固位件連接的股骨假體連接部件組成；所述股骨假體連接部件是在股骨假體近膝端一側形成的兩個具有中空圓柱體型孔的軸套(14)； 所述脛骨假體(2)由杆狀脛骨柄或脛骨髓針以及與三通固位件連接的脛骨假體連接部件組成；所述脛骨假體連接部件包括球型杯(6)和球型杯內設雙動內襯(10)； 所述三通固位件(3)包括一個圓柱型軸(9)和一個三通軸套(8);所述三通軸套包括一個套於所述圓柱型軸(9)上的圓柱型套(4)和一個一端固定於所述圓柱型套(4)中點並且與該圓柱型套的軸線垂直的支柱(5)，所述支柱(5)遠離圓柱型套一端形成球型凸起(12)； 所述三通固位件的圓柱型軸(9)從圓柱型套(4)伸出的兩端分別插入股骨假體的軸套(14)內，軸套(14)的孔的內徑與圓柱型軸(9)外徑大小配合，使股骨假體以圓柱型軸(9)為軸心旋轉；三通固位件的球型突起(12)固定於雙動內襯(10)中。
2.根據權利要求1所述的雙動型人工膝關節假體，其特徵在於:所述股骨假體與脛骨假體之間設一脛骨墊(11)，脛骨墊(11)固定於脛骨假體球型杯上側平面上，其設置大小和形狀將股骨假體和脛骨假體隔開，並能使三通固位件的支柱(5)穿過。
3.根據權利要求1或2所述的雙動型人工膝關節假體，其特徵在於:所述股骨柄或股骨髓針與軸套(14)相切形成「L」型結構，脛骨柄或脛骨髓針與球型杯相切形成「L」型結構，當股骨柄或股骨髓針旋轉至於支柱(5)平行時，脛骨假體與股骨假體在同一豎直位置上，並且與所述三通固位件在不同的豎直位置。
4.根據權利要求1或2或3所述的雙動型人工膝關節假體，其特徵在於:所述軸套(14)在與股骨柄或股骨髓針連接的另一側的外緣部分向下形成弧度為90度的環形片狀翼(7)，所述環形片狀翼(7)的形狀與所述脛骨墊(11)的形狀相配合，限制股骨假體旋轉角度。
5.根據權利要求1-4所述的雙動型人工膝關節假體，其特徵在於:所述雙動內襯與脛骨假體採用錐度壓配固定。
6.根據權利要求5所述的雙動型人工膝關節假體，其特徵在於:所述軸套(14)與圓柱型軸(9)的連接處還設置軸墊(13)。
【文檔編號】A61F2/38GK103565559SQ201210276118
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年8月3日 優先權日:2012年8月3日
【發明者】郭衛 申請人:北京大學人民醫院