膝关节假体的制作方法

本发明涉及骨科植入物领域，具体而言，涉及一种膝关节假体。

背景技术：

人工膝关节置换术是使用人工材料界面代替已磨损或病变的膝关节表面，其目的是消除患者的疼痛、矫正关节畸形、恢复患者活动功能。膝关节活动是一个复杂的运动过程，在屈曲时股骨髁不仅在胫骨平台上滑动，还伴随着滚动和旋转，具体表现为内侧髁外旋和外侧髁后滚。

在相关技术中，膝关节假体能够实现股骨髁在胫骨平台上进行滑移，当使用上述的膝关节假体进行置换手术时，患者容易出现运动功能障碍。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种膝关节假体，以解决相关技术中的膝关节假体效果差的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种膝关节假体，包括：胫骨平台；股骨髁部件，位于胫骨平台的上方；垫片部件，垫片部件位于胫骨平台和股骨髁部件之间，垫片部件包括内侧垫片和外侧垫片；移动机构，设置于胫骨平台和外侧垫片之间，外侧垫片通过移动机构在胫骨平台上移动。

进一步地，移动机构包括旋转柱和旋转孔，旋转柱和旋转孔中的一个设置于胫骨平台上，另一个设置于外侧垫片上，旋转柱插入至旋转孔中并能够转动。

进一步地，胫骨平台包括安装平台和位于安装平台底部的定位柱，旋转孔位于定位柱的内部，旋转柱位于外侧垫片的底部。

进一步地，胫骨平台包括安装平台和位于安装平台底部的定位柱，旋转孔位于外侧垫片的底部，旋转柱位于胫骨平台的上方，旋转柱与定位柱同轴设置。

进一步地，移动机构包括弧形滑轨和弧形滑槽，弧形滑轨和弧形滑槽中的一个设置于胫骨平台上，另一个设置于外侧垫片上，弧形滑轨位于弧形滑槽内，弧形滑槽能够相对弧形滑轨滑动。

进一步地，弧形滑槽设置于外侧垫片的底部，弧形滑轨设置于胫骨平台上部，弧形滑槽的至少一端为开口端。

进一步地，胫骨平台上设置有围挡部，内侧垫片的部分结构位于围挡部内，胫骨平台具有与外侧垫片配合的平面部，围挡部凸出于平面部。

进一步地，内侧垫片包括基体和位于基体的底部的凸起部，凸起部位于围挡部内，基体的外侧壁与围挡部的外侧壁平齐。

进一步地，围挡部上设置有避让凹部，避让凹部避让胫骨平台的中心位置。

进一步地，胫骨平台还包括防旋翼，防旋翼与安装平台和定位柱连接；和/或，胫骨平台与外侧垫片的接触面为抛光面。

应用本发明的技术方案，股骨髁部件安装在胫骨平台的上方，垫片部件包括内侧垫片和外侧垫片，内侧垫片和外侧垫片安装在股骨髁部件和胫骨平台之间，胫骨平台和外侧垫片之间设置有移动机构，外侧垫片在移动机构的作用下能够实现移动。通过设置上述的移动机构，在股骨髁部件滑动、滚动或者旋转时，外侧垫片能够进行相应地移动，进而使得股骨髁部件和外侧垫片相互配合，使得膝关节假体能够具有更多的运动形态，使得膝关节假体能够更贴近人体的膝关节的运动形态，因此使得膝关节假体的效果更好。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的膝关节假体的实施例一的立体结构示意图；

图2示出了图1的膝关节假体的部分结构的立体结构示意图；

图3示出了图2的膝关节假体的俯视示意图；

图4示出了图1的膝关节假体的股骨髁部件的立体结构示意图；

图5示出了图1的膝关节假体的胫骨平台的立体结构示意图；

图6示出了图1的膝关节假体的外侧垫片分解结构示意图；

图7示出了图1的膝关节假体的内侧垫片分解结构示意图；

图8示出了图7的膝关节假体的围挡部的仰视示意图；

图9示出了根据本发明的膝关节假体的实施例二的立体结构示意图；

图10示出了图9的膝关节假体的外侧垫片的立体结构示意图；

图11示出了图10的外侧垫片的另一视角的立体结构示意图；

图12示出了根据本发明的膝关节假体的实施例三的立体结构示意图；

图13示出了图12的膝关节假体的外侧垫片的立体结构示意图；以及

图14示出了图13的外侧垫片的仰视示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、胫骨平台；11、安装平台；12、定位柱；13、围挡部；131、凹部；132、缺口；14、平面部；15、防旋翼；20、股骨髁部件；30、垫片部件；31、内侧垫片；32、外侧垫片；40、移动机构；41、旋转柱；42、旋转孔；43、弧形滑轨；44、弧形滑槽；441、开口端。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了使膝关节假体能够更好地模拟人体膝关节的运动学形态，在实施例一中，如图1至图5所示，膝关节假体包括：胫骨平台10、股骨髁部件20、垫片部件30以及移动机构40。股骨髁部件20位于胫骨平台10的上方。垫片部件30位于胫骨平台10和股骨髁部件20之间，垫片部件30包括内侧垫片31和外侧垫片32。移动机构40设置于胫骨平台10和外侧垫片32之间，外侧垫片32通过移动机构40在胫骨平台10上移动。

应用实施例一的技术方案，股骨髁部件20安装在胫骨平台10的上方，垫片部件30包括内侧垫片31和外侧垫片32，内侧垫片31和外侧垫片32安装在股骨髁部件20和胫骨平台10之间，胫骨平台10和外侧垫片32之间设置有移动机构40，外侧垫片32在移动机构40的作用下能够实现移动。通过设置上述的移动机构40，在股骨髁部件20滑动、滚动或者旋转时，外侧垫片32能够进行相应地移动，进而使得股骨髁部件20和外侧垫片32相互配合，使得膝关节假体能够具有更多的运动形态，使得膝关节假体能够更贴近人体的膝关节的运动形态，因此使得膝关节假体的效果更好。

股骨髁部件包括内髁关节和外髁关节，内髁关节与内侧垫片配合，外髁关节与外侧垫片配合，在膝关节假体屈曲时，能够实现内髁关节外旋(轴移)和外髁关节后滚的运动特点。应用本实施例的膝关节假体，能够提高患者术后的满意度，延长膝关节假体的使用寿命。

考虑到配合难度，结构的复杂程度等问题，在实施例一中，如图5至图7所示，移动机构40包括旋转柱41和旋转孔42，旋转孔42设置在胫骨平台10上，旋转柱41设置于外侧垫片32上，旋转柱41插入至旋转孔42中并能够转动。旋转柱41的旋转孔42的结构简单，配合效果好，当旋转柱41插入至旋转孔42中，外侧垫片32在旋转柱41和旋转孔42的配合作用下进行转动，进而使得股骨髁部件20不但能够在垫片部件30上进行滑动和滚动还可以实现旋转，使得膝关节假体能够模拟生理膝关节的运动方式。

如图1、图2以及图5所示，在实施例一中，胫骨平台10包括安装平台11和位于安装平台11底部的定位柱12，旋转孔42位于定位柱12的内部，旋转柱41位于外侧垫片32的底部。旋转孔42位于定位柱12的内部能够有效地对旋转柱41进行保护，防止旋转柱41裸露出来，避免其与韧带软组织等其他结构发生干涉，进而使得患者的手术效果变差。定位柱12有利于力学的传导。

如图6所示，旋转柱41包括位于最底端的第一锥形配合面，第一锥形配合面便于旋转柱41的插接配合。第一锥形配合面的上方为旋转配合面，此处与旋转孔42的内部配合，此处主要实现旋转配合，旋转配合面为柱状面。在旋转配合面的上方设置有第二锥形配合面。旋转孔42与旋转柱41的形状相适配，旋转孔包括第一内锥面、柱状面以及第二内锥面。第一内锥面与第一锥形配合面配合，两个柱状面相配合，第二内锥面与第二锥形配合面配合。使得旋转柱41的旋转更加稳定。旋转柱41的长度较长，膝关节假体的上下移动的长度远远小于旋转柱41的长度，因此能够防止旋转柱41从旋转孔42中脱离，进而使得外侧垫片32在移动的过程中，外侧垫片32不会脱位。

如图7和图8所示，在实施例一中，胫骨平台10上设置有围挡部13，内侧垫片31的部分结构位于围挡部13内，胫骨平台10具有与外侧垫片32配合的平面部14，围挡部13凸出于平面部14。围挡部13的设置能够有效地限制内侧垫片31的活动，防止其从胫骨平台10上脱离。平面部14上无任何围挡结构，外侧垫片32能够在平面部上移动，使得股骨髁部件20能够旋转。

为了防止内侧垫片脱离，并且使得内侧垫片能够与股骨髁部件之间的接触更加紧密，如图7和图8所示，在实施例一中，内侧垫片31包括基体和位于基体的底部的凸起部，凸起部位于围挡部13内，基体的外侧壁与围挡部13的外侧壁平齐。凸起部能够将内侧垫片31限位在围挡部13中，基体的尺寸与围挡部的尺寸相同，因此能够使得内侧垫片31与股骨髁部件20之间的接触面积更大，进而使得膝关节假体的运动更加稳定。同时在凸起部上设置有凸块，在围挡部13内设置有缺口132，缺口132与凸块插接配合，进一步使得内侧垫片31更加稳定。

如图7和图8所示，在实施例一中，围挡部13上设置有避让凹部131，避让凹部131避让胫骨平台10的中心位置。凹部131能够对外侧垫片32的旋转起到限位的作用。当外侧垫片32过度旋转时，凹部131两侧的凸起能够对外侧垫片32进行限位，同时，由于凹部131的设置，使得外侧垫片32只能够在平面部14的内部进行移动，这样能够有效地避免外侧垫片32转出时与其他结构发生干涉，防止其对人体的骨结构造成损害。并且，凹部131的结构简单，容易设置。凹部131还能够避让旋转孔。

如图5和图6所示，在实施例一中，胫骨平台10还包括防旋翼15，防旋翼15与安装平台11和定位柱12连接，胫骨平台10与外侧垫片32的接触面为抛光面。防旋翼15能够防止胫骨平台10安装后发生移动或者旋转，并且防旋翼15还能够对安装平台11起到支撑的作用，进而使得胫骨平台10的固定效果差，容易使得患者的手术效果差甚至是加重患者的病情。抛光面能够有效地降低摩擦，减小胫骨平台10与外侧垫片32的磨损。在本实施例中，防旋翼15为两个。当然在其他实施例中，防旋翼还可以为三个、四个或者更多。

如图1至图8所示，膝关节假体从伸直到屈曲的活动过程中，相对于胫骨平台10而言，内髁关节外旋(轴移)，外髁关节后滚。内侧垫片31为固定垫片，内侧垫片31的关节面与内髁关节的关节面组成“球臼”运动副，屈曲时内髁关节可外旋(轴移)运动；外侧垫片32为活动垫片，旋转柱41与旋转孔42配合，屈曲时外侧垫片32的关节面与外髁关节的关节面配合并围绕旋转孔42前后转动，实现后滚运动。内侧垫片31一面是与内髁关节配合的关节面，一面设计有与胫骨平台10内侧配合的锁合面；外侧垫片32一面是与外髁关节配合的关节面，一面设计有与胫旋转孔42配合的旋转柱41。围挡部13的内部为锁合槽，胫骨平台10的中央设计有外侧垫片32的旋转孔，围挡部13的外侧设计为抛光的活动面，抛光的活动面的背面设计有定位柱12和两个防旋翼15。本实施例的垫片部件30的材质为聚乙烯。

如图9至图11所示，在实施例二中，与实施例一不同的是旋转柱41位于胫骨平台10上，同样地旋转孔42位于外侧垫片32的底面上。

如图9至图11所示，在实施例二中，胫骨平台10包括安装平台11和位于安装平台11底部的定位柱12，旋转孔42位于外侧垫片32的底部，旋转柱41位于胫骨平台10的上方，旋转柱41与定位柱12同轴设置。外侧垫片32的旋转中心为旋转柱41的轴线。此设置方式与实施例一的作用效果相似，均能够使得外侧垫片32进行旋转，进而使得膝关节假体具有更多的运动形态。

如图12至图14所示，实施例三与实施例一不同的是，实施例三中设置有弧形滑轨43和弧形滑槽44，通过弧形滑轨43和弧形滑槽44的配合，能够实现外侧垫片32在平面部14上的移动。

如图12至图14所示，在实施例三中，移动机构40包括弧形滑轨43和弧形滑槽44，弧形滑轨43设置于胫骨平台10上，弧形滑槽44设置于外侧垫片32上，弧形滑轨43位于弧形滑槽44内，弧形滑槽44能够相对弧形滑轨43滑动。弧形滑槽44和弧形滑轨43的结构简单，配合效果好。弧形滑轨43和弧形滑槽44均为燕尾型，能够使得弧形滑轨43和弧形滑槽44的配合稳定，并且弧形滑槽44能够防止弧形滑轨43脱离，进一步提高弧形滑轨43和弧形滑槽44配合的稳定性。

当然，上述的弧形滑轨还可以设置在外侧垫片上，此时弧形滑槽则设置在胫骨平台上，同样地能够实现外侧垫片在平面部上的移动。

如图12至图14所示，在实施例三中，弧形滑槽44设置于外侧垫片32的底部，弧形滑轨43设置于胫骨平台10上部，弧形滑槽44的至少一端为开口端441。开口端441的设置能够使得弧形滑轨43通过开口端441插入至弧形滑槽44中，便于弧形滑轨43和弧形滑槽44的安装。在本实施例中，开口端441为一个，在图13和图14中示出了开口端441。当然，开口端还可以设置为两个，此时，弧形滑槽贯穿外侧垫片。

在相关技术中，胫骨平台上设置有围挡部，内侧垫片和外侧垫片均设置在围挡部中，此设置是为了防止在膝关节假体屈曲时，外侧垫片滑出胫骨平台球窝而出现脱位，但是该设计易使外侧垫片产生变形，与股骨髁部件的匹配度降低，同时又增加一个垫片侧面与围挡部的活动界面，增加垫片的磨损。而本申请的技术方案则取消了外侧垫片的围挡部，能够有效地避免上述的缺点。同时，相关技术中还在胫骨平台上端设置有胫骨平台内、外侧平台分隔纵脊。但是该设置在极端活动时，会发生股骨髁部件与胫骨平台碰撞，形成金属对金属接触，产生更多的金属离子，进而影响患者的手术效果。本申请的技术方案则是取消了分隔纵脊，通过该设置能够提高垫片部件的支撑能力，同时能够避免股骨髁部件与胫骨平台的接触。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

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，均应包含在本发明的保护范围之内。