专利名称：一种人工膝关节的制作方法
技术领域：
本新型涉及人工关节置换术装置，特指一种人工膝关节。
背景技术：
人工关节置换术在包括中国已普遍推广，已广泛应用于治疗肩关节、肘关节、腕关节、指间关节、髋关节、膝关节以及踝关节等的疾病，其中以髓关节和膝关节最为普遍。几家主要的国外生产商占据了整个人工关节市场超过60%的市场份额,如Depuy, Zimmer,Smith &Nephew, Stryker等品牌产品是关节置换手术中医生最经常使用的产品。国产人工关节产品多为参考进口关节产品的技术参数仿制而成，虽然也占有一定的市场份额，但是由于工艺和缺少研发投入，使得很多医生并不倾向于选择。 膝关节是人体最大、解剖复杂、对运动功能要求高的关节。人工全膝关节置换术的目的是用人工假体取代已经受到严重损坏而不能行使正常功能的膝关节，从而消除膝关节的疼痛，恢复其稳定性和活动度。人工全膝关节置换术已成为临床常用的手术，15年以上的临床优良率在90%以上，在膝关节关节炎及退变性疾病的治疗中取得了巨大的成功，被誉为20世纪骨科发展史中重要里程碑之一。人工膝关节完全参照了正常人膝关节的解剖形状，是一种仿生设计制品。模仿人体膝关节的结构及活动方式。人工膝关节，包括金属制成的股骨髁假体、胫骨平台假体和超高分子量聚乙稀制成的关节衬垫。膝关节解剖学及关节面几何学特征是人工膝关节设计基础，然而目前临床应用的人工膝关节产品大多数为Depuy, Zimmer, Smith &Nephew, Stryker四家公司的产品，是按照西方人种膝关节解剖学及关节面几何学特征进行系列化、标准化设计的假体，偏向西方人的解剖特点和生活习惯，难以满足东方人种等东方人种的特殊需求。例如东方人种胫骨平台截骨面积小于西方人，胫骨平台截骨面积横径与前后径比值大于西方人，在矮小的东方人种女性中更明显；另外，由于东方人种与西方患者在日常行为运动和文化方面的不同，导致东方人种膝关节屈曲度大于西方人；医学界普遍反映现有美欧人工关节产品不能很好地适应国内患者的需要。本新型基于对东方人种膝关节解剖参数测量结果，设计一种与东方人种膝关节解剖形态(膝关节解剖特征、关节面几何学特征)相匹配的人工膝关节。
发明内容本新型的目的就是针对现有技术的不足之处而提供的一种适合东方人种的人工
膝关节。为达到上述目的，本新型的技术方案是一种人工膝关节，包括有股骨髁假体、胫骨平台假体、关节衬垫，股骨髁假体，包括与关节衬垫相配合的股骨关节面，与骨质结合起固定作用的髁结合面、髁间结合面、定位翼、方孔，股骨关节面位于股骨髁假体的背面两侧，股骨髁假体的正面中间有一平台，平台上开有方孔，平台的两侧面为髁间结合面，平台的两侧为髁结合面，髁结合面的侧边上设有用于与病人的股骨髁外侧结合辅助固定的定位翼；所述股骨关节面与东方人种膝关节解剖特性相匹配实现更大屈曲度，所述髁结合面和髁间结合面形成结构包围截骨后的股骨端，所述髁结合面和髁间结合面具有用于诱导骨细胞生长实现生物固定的羟基磷灰石涂层；胫骨平台假体，包括平台体、胫骨结合面、用于插入胫骨近端髓腔的胫骨髓内柄，所述平台体上表面为具有接纳关节衬垫的型槽和中间圆槽，所述胫骨结合面与东方人种胫骨平台截骨解剖结构相匹配，所述胫骨结合面和胫骨髓内柄具有用于诱导骨细胞生长实现生物固定的羟基磷灰石涂层；关节衬垫，所述关节衬垫上部两侧具有与股骨髁假体上的股骨关节面相配合的胫骨关节面以实现膝关节运动副，所述关节衬垫上部中间具有用于限制膝关节活动度并防止关节脱位的突起，关节衬垫的下部具有与所述型槽匹配的凸构型以及具有与所述中间圆槽匹配的凸圆构型； 装配后，股骨髁假体通过股骨关节面活动放置在关节衬垫的胫骨关节面上，所述关节衬垫中部的突起伸进股骨髁假体中间的方孔内以限制膝关节活动度并防止关节脱位；关节衬垫的凸构型活动装设在胫骨平台假体的型槽上，关节衬垫的凸圆构型活动装设在胫骨平台假体的所述中间圆槽上。股骨关节面与人体胫骨关节面配合以形成实现更大屈曲度的关节运动副；胫骨结合面与东方人种胫骨平台截骨解剖结构相匹配以实现最大匹配面积的起到承载作用，降低骨质受到假体的应力。髁结合面具有五个相连的面用以与病人的股骨髁骨质紧密结合。所述胫骨髓内柄底部为用来限制转动的棱形结构。所述股骨关节面为用于减少与关节衬垫间的摩擦系数的高抛光面。胫骨关节面为用于减少与股骨髁假体间的摩擦系数的高抛光面。所述关节衬垫用聚乙烯材料制成。采用上述结构后，本新型的人工膝关节，解决东方人种膝关节解剖形态与西方人种膝关节解剖形态不相一致而引起的现有人工膝关节产品与东方人种膝关节解剖形态不匹配的技术问题。其中，股骨关节面、胫骨关节面的空间结构设计与东方人种膝关节解剖特性相匹配，股骨关节面与胫骨关节面配合可以形成实现更大屈曲度的关节运动副，符合东方人种的日常行为运动特性；胫骨结合面具有与东方人种胫骨平台截骨解剖结构相匹配的形状，胫骨试模时选择适合个性化患者的型号，可以最大匹配面积的起到承载作用，降低骨质受到假体的应力；胫骨平台体与关节衬垫之间的双重镶嵌使得结合更加紧密，减少关节衬垫形变，增加使用寿命；本新型的人工膝关节适用于需全膝置换的东方人种患者。
图I是本新型实施例的立体分解结构示意图。图2是本新型实施例的立体结构示意图。图3是本新型实施例中的股骨髁假体的立体结构示意图一。图4是本新型实施例中的股骨髁假体的立体结构示意图二。图5是本新型实施例中的胫骨平台假体的立体结构示意图一。[0024]图6是本新型实施例中的胫骨平台假体的立体结构示意图二。图7是本新型实施例中的关节衬垫的立体结构示意图一。图8是本新型实施例中的关节衬垫的立体结构示意图二。
具体实施方式
如图1-8所示，本新型的一种人工膝关节，包括有股骨髁假体10、胫骨平台假体20、关节衬垫30，股骨髁假体10包括有股骨关节面11、髁结合面12、髁间结合面13、定位翼14、方孔15，股骨关节面11位于股骨髁假体10的背面两侧，股骨髁假体10的正面为一平台，平台上开有方孔15，平台的两侧面为髁间结合面13，平台的两侧为髁结合面12，髁结合面12的侧边上具有定位翼14 ；股骨关节面11为高抛光曲面以减少与关节衬垫30间的摩擦系数，股骨关节面11的形状和大小与东方人种膝关节解剖特性相匹配、股骨关节面11与人体胫骨关节面配合以形成实现更大屈曲度的关节运动副；胫骨结合面22与东方人种胫骨平台截骨解剖结构相匹配以实现最大匹配面积的起到承载作用，降低骨质受到假体的应力。髁结合面12具有五个相连的面用以与病人的股骨髁骨质紧密结合；髁间结合面13为两个对称面用于与病人的股骨髁内侧紧密结合；所述髁结合面12和髁间结合面13具有用于诱导骨细胞生长实现生物固定的羟基磷灰石涂层；定位翼14用于与病人的股骨髁外侧结合辅助固定；股骨髁假体10中间的方孔15用于接纳关节衬垫30突起32限制膝关节活动度并防止关节脱位；所述胫骨平台假体20包括平台体21具有接纳关节衬垫30的型槽24和圆槽25，双重镶嵌使得结合更加紧密，所述胫骨结合面22具有与东方人种胫骨平台截骨解剖结构相匹配的形状用以与病人的股骨髁骨质紧密结合，所述胫骨结合面22具有羟基磷灰石涂层用于诱导骨细胞生长实现生物固定，所述胫骨髓内柄23用于插入胫骨近端髓腔实现固定，所述胫骨髓内柄23底部为棱形限制转动；关节衬垫30具有胫骨关节面31用于与股骨关节面配合实现膝关节运动副，胫骨关节面31为高抛光，所述关节衬垫30中部具有突起32用于限制膝关节活动度并防止关节脱位，所述关节衬垫30具有构型33和34用于与胫骨平台假体20配合，所述关节衬垫30用聚乙烯材料制成；装配后，股骨髁假体10通过股骨关节面11活动放置在关节衬垫30的胫骨关节面31上，所述关节衬垫30中部的突起32伸进股骨髁假体10中间的方孔15内以限制膝关节活动度并防止关节脱位；关节衬垫30的凸构型33活动装设在胫骨平台假体20的型槽24上，关节衬垫30的凸圆构型34活动装设在胫骨平台假体20的所述中间圆槽25上。手术实施中，截骨后，经胫骨试模、关节衬垫试模以及股骨试模后，先安装胫骨平台假体20，再安装关节衬垫30，也可预先将关节衬垫30和胫骨平台假体20组装好后一起安装；然后安装股骨髁假体10 ；[0040]天然膝关节的运动模式是一个兼有屈伸、滚动、滑动、侧移和轴位旋转的复杂的多自由度的运动模式。本新型人工全膝关节旨在仿真重建膝关节运动功能。手术实施中，胫骨平台假体20、关节衬垫30安装后与胫骨相对无移动，股骨髁假体10安装后与股骨相对无移动，完成胫骨平台假体20、关节衬垫30、股骨髁假体10三个部件装配；股骨关节面11与胫骨关节面31之间形成五个自由度的兼有滑动、和滚动的复合运动模式，其中，股骨髁假体10的方孔15和关节衬垫30的突起32限制活动度并防止关节脱位，仿真重建膝关节运动，最终实现规定活动度的膝关节的屈曲、内外展、内外旋运动功能。股骨关节面11、胫骨关节面31的空间结构设计与东方人种膝关节解剖特性相匹配，股骨关节面11与胫骨关节面31配合可以形成实现更大屈曲度的关节运动副，符合东方人种的日常行为运动特性；胫骨结合面31具有与东方人种胫骨平台截骨解剖结构相匹配的形状，胫骨试模时选择适合个性化患者的型号，可以最大匹配面积的起到承载作用，降低骨质受到假体的应力；胫骨平台体31与关节衬垫30之间的双重镶嵌使得结合更加紧密，减少关节衬垫形变，增加使用寿命。以上使用方案仅仅是本新型的实施例之一，不作为限制本新型的保护范围。对于 本新型权利要求的所述的各种结构简单变换均在本新型保护范围之内。
权利要求1.一种人工膝关节，包括有股骨髁假体(10)、胫骨平台假体(20)、关节衬垫(30)，其特征在于 股骨髁假体(10)，包括与关节衬垫(30)相配合的股骨关节面(11)，与骨质结合起固定作用的髁结合面(12)、髁间结合面(13)、定位翼(14)、方孔(15)，股骨关节面(11)位于股骨髁假体(10)的背面两侧，股骨髁假体(10)的正面中间有一平台，平台上开有方孔(15)，平台的两侧面为髁间结合面(13)，平台的两侧为髁结合面(12)，髁结合面(12)的侧边上设有用于与病人的股骨髁外侧结合辅助固定的定位翼(14);所述股骨关节面(11)与东方人种膝关节解剖特性相匹配实现更大屈曲度，所述髁结合面(12)和髁间结合面(13)形成结构包围截骨后的股骨端，所述髁结合面(12)和髁间结合面(13)具有用于诱导骨细胞生长实现生物固定的羟基磷灰石涂层； 胫骨平台假体(20)，包括平台体(21)、胫骨结合面(22)、用于插入胫骨近端髓腔的胫骨髓内柄(23)，所述平台体(21)上表面为具有接纳关节衬垫(30)的型槽(24)和中间圆槽(25)，所述胫骨结合面(22)与东方人种胫骨平台截骨解剖结构相匹配，所述胫骨结合面(22)和胫骨髓内柄(23)具有用于诱导骨细胞生长实现生物固定的羟基磷灰石涂层； 关节衬垫(30)，所述关节衬垫(30)上部两侧具有与股骨髁假体(10)上的股骨关节面(11)相配合的胫骨关节面(31)以实现膝关节运动副，所述关节衬垫(30)上部中间具有用于限制膝关节活动度并防止关节脱位的突起(32)，关节衬垫(30)的下部具有与所述型槽(24)匹配的凸构型(33)以及具有与所述中间圆槽(25)匹配的凸圆构型(34)； 装配后，股骨髁假体(10)通过股骨关节面(11)活动放置在关节衬垫(30)的胫骨关节面(31)上，所述关节衬垫(30)中部的突起(32)伸进股骨髁假体(10)中间的方孔(15)内以限制膝关节活动度并防止关节脱位；关节衬垫(30)的凸构型(33)活动装设在胫骨平台假体(20)的型槽(24)上，关节衬垫(30)的凸圆构型(34)活动装设在胫骨平台假体(20)的所述中间圆槽(25)上。
2.根据权利要I所述的一种人工膝关节，其特征在于股骨关节面(11)与人体胫骨关节面配合以形成实现更大屈曲度的关节运动副。
3.根据权利要2所述的一种人工膝关节，其特征在于胫骨结合面(22)与东方人种胫骨平台截骨解剖结构相匹配以实现最大匹配面积的起到承载作用，降低骨质受到假体的应力。
4.根据权利要3所述的一种人工膝关节，其特征在于髁结合面(12)具有五个相连的面用以与病人的股骨髁骨质紧密结合。
5.根据权利要4所述的一种人工膝关节，其特征在于所述胫骨髓内柄(23)底部为用来限制转动的棱形结构。
6.根据权利要5所述的一种人工膝关节，其特征在于所述股骨关节面(11)为用于减少与关节衬垫(30)间的摩擦系数的高抛光面。
7.根据权利要6所述的一种人工膝关节，其特征在于胫骨关节面(31)为用于减少与股骨髁假体(10)间的摩擦系数的高抛光面。
8.根据权利要1-7之任一项所述的一种人工膝关节，其特征在于所述关节衬垫(30)用聚乙纟布材料制成。
专利摘要本实用新型涉及一种人工膝关节。它包括有股骨髁假体、胫骨平台假体、关节衬垫，装配后，股骨髁假体通过股骨关节面活动放置在关节衬垫的胫骨关节面上，所述关节衬垫中部的突起伸进股骨髁假体中间的方孔内以限制膝关节活动度并防止关节脱位；关节衬垫的凸构型活动装设在胫骨平台假体的型槽上，关节衬垫的凸圆构型活动装设在胫骨平台假体的所述中间圆槽上。采用上述结构后，本实用新型的人工膝关节，解决东方人种膝关节解剖形态与西方人种膝关节解剖形态不相一致而引起的现有人工膝关节产品与东方人种膝关节解剖形态不匹配的技术问题。本实用新型的人工膝关节适用于需全膝置换的东方人种或东方人种患者。
文档编号A61L27/16GK202724044SQ20122040964
公开日2013年2月13日 申请日期2012年8月18日 优先权日2012年8月18日
发明者尚鹏 申请人:深圳清华大学研究院