人工膝关节的制作方法_3

文档序号:9622743阅读:来源:国知局
仅在一个取向上从 间隙15撞击柱33的前部侧37的点旋转,重要的是给柱33的下部提供厚的宽度,W确保膝 关节1的正确作用。
[0047] 柱33的两侧是外侧关节支承表面31和内侧关节支承表面32。运两个支承表面 31、32提供在腔骨部件30上的表面,外侧裸11和内侧裸12将歇靠在该表面上并移动。通 常,由关节支承表面31、32所给出的表面将与由外侧裸11和内侧裸12所给出的表面匹配。 即,关节支承表面31、32的弯曲可W大于外侧裸11和内侧裸12上的曲面、或者大致相同或 相同。运个表面的匹配将为膝关节1带来稳定性,并且将减小任何不需要的股骨部件10和 腔骨部件30之间的相对运动。
[0048] 如图2中的38所示,可为腔骨部件30设置沟槽等,W便改善腔骨部件30与腔骨3 之间的固定。运些固定装置38可W采取多种形式,并且通常允许腔骨部件30保持在腔骨 3的适当部分。也可W将额外固定装置30设置在腔骨部件30的前部侧,固定装置30可W 包括一系列的夹子状的构件,W便帮助腔骨部件30与腔骨3之间的连接。
[0049] 如图2中所示,在柱34的下后部端,腔骨部件30可包括高弯曲关节表面35。有利 地,在运个高弯曲关节表面35上设置有大致凹入的形状36,运将易于与股骨凸轮18的外 表面21相匹配。目P,高弯曲关节表面35可构造成接受股骨凸轮18,与环20的部分一起成 形。再一次如下所述,在膝部高水平的弯曲时,股骨凸轮18将与高弯曲关节表面35的表面 (如果存在)接触,运两个将提供在股骨部件10与腔骨部件30之间特别大角度的旋转,即 高水平的膝部弯曲时其间的支承表面。运是在靠近股骨凸轮18的节段或部分的具有第二 较小曲率半径(即较大度数的曲率)的外侧裸11和内侧裸12的外表面的特定结果。运个 较小的曲率半径将易于使股骨凸轮18与高弯曲关节表面35接触,因而在高弯曲角度提供 支承表面。
[0050] 除了外侧裸11和内侧裸12有利地具有包括大致两种曲率半径的表面w外,股骨 凸轮18也可W具有两个运种曲率半径。运可W清楚地在图4中看见。如此图中所示,股骨 凸轮18的下内表面,其示出为环22的内径,通常可具有比股骨凸轮18的最外的后部侧更 小的曲率半径。虽然在图4中示出了两种曲率半径,但是运些仅仅是示例性的,而不旨在限 制本公开。实际上,可W根据膝关节1的尺寸,适当选择股骨凸轮18的各部分的曲率半径。 如下所述,股骨凸轮18的内侧的较小曲率半径有利的使股骨凸轮18与高弯曲关节表面35 接触。
[0051] 参见图5至图8,我们会看到股骨部件10与腔骨部件30之间的旋转相互作用。特 别是,在图5中,我们看到患者4腿的股骨2与腔骨3的取向是对准的,即膝部是完全延伸 的。在此取向上,如图5中所示,间隙15的前部17并不彻底与柱33的前部侧37接触。膝 关节1将需要允许股骨2和腔骨3在向后的方向上略微不对准,运基本上将膝关节锁定在 过度延伸的位置。目P,正常的腿通过使股骨2和腔骨3大致向后定位使得膝关节被锁定而 锁定是可能,因为运是膝部的过度延伸。图5中所示的股骨部件10和腔骨部件30的取向 是股骨2和腔骨3的完全对准,或者膝部完全延伸。正如将会理解的,间隙15的前部17与 柱33的前部侧37之间微小的间隙将允许对于标准的膝部W上述方式锁紧膝关节1。股骨 部件10相对于腔骨部件30的位置,使得股骨2与腔骨3是线性对准的并且膝部是完全延 伸的,被认为是零度旋转点,如图5中所示。目P,为了提供参考点,图5中所示的股骨部件10 和腔骨部件30的取向为零旋转点。
[0052] 返回至图6,我们看到股骨部件10相对于腔骨部件30的旋转的取向,即膝部已经 历了弯曲。在运个旋转期间,外侧裸11和内侧裸12在关节支承表面31、32上滑动。如果 裸11、12的外表面与关节支承表面31、32的表面匹配,那么运个旋转被改进并且应W平滑 的方式进行。如附图中清晰可见的,在某种旋转水平下,股骨凸轮18撞击柱33的后部侧。 如图6中所示,当与图5中所示的零点相比,图6中发生的旋转的量位于大约55°与75°之 间。更优选地,运个水平的旋转位于大约60°与70°之间。在使股骨凸轮18第一次撞击 柱33的点时股骨部件10相对于腔骨部件30旋转(膝关节1的弯曲)的最优选量为65°。 可W再次相对于如图5中所示:患者4的腔骨3与股骨2的对准,或者膝关节的完全延伸的 零点测量该旋转的水平。
[0053] 同样重要的是注意到在图6中所示的位置,外侧裸11和内侧裸12仍然与关节支 承表面31、32有良好的接触。目P,优选地股骨部件10与腔骨部件30之间的接触点是在外 侧裸11与内侧裸12之间的,跨越关节支承表面31、32的整个表面。借助于股骨部件10的 弯曲外表面的第一较大曲率半径,股骨部件10仍然保持与腔骨部件30接触。在当股骨凸 轮18撞击柱33的点时,优选接触仍然在第一较大曲率半径下的股骨部件10的从头到尾 (over)的整个外弯曲表面。
[0054] 然而,股骨部件10的结构为使得股骨部件10相对于腔骨部件30额外旋转于是借 助于具有第二更小曲率半径的表面而进行。换句话说,股骨凸轮18撞击柱33的后部侧的 点标志了借助于第一较大曲率半径的弯曲的外表面的股骨部件10与腔骨部件30之间接触 的结束。随着额外旋转,股骨部件10的外表面将进入第二较小曲率半径,运易于在第一较 大曲率半径附近将外侧裸11和内侧裸12提升至不与关节支承表面31、32接触。 阳化5] 随着股骨部件10相对于腔骨部件30继续旋转(更大的膝部弯曲),即,比如图6 中所示的进一步前进,外侧裸11和内侧裸12的具有第二曲率半径的表面优选地与关节支 承表面31、32接触。运如上所述。当利用第二较小曲率半径表面使旋转继续时,股骨凸轮 18与柱33的后部侧之间的接触将易于继续。特别是,股骨凸轮18之间的接触点将从柱33 的后部侧的位置至少有一些向上,如图6中所示,直到股骨凸轮18的整个外表面21定位在 高弯曲关节表面35的凹入形状36中。运正是如图7中所示的取向。
[0056] 从图6移至图7,通过股骨部件10的旋转,可W理解的是外侧裸11和内侧裸12的 第二较小曲率半径表面将易于在股骨凸轮18的较小曲率半径表面的协助下使股骨凸轮18 与柱33之间的连接点降低。目P,裸11、12的两个适当的表面与股骨凸轮18适当地匹配,从 而使股骨凸轮18能够从最初的接触点部分向下滑动至柱33的表面向上滑动至柱33,直至 在高弯曲关节表面35完全相互接触。当股骨凸轮18定位成与高弯曲关节表面35完全接 触时,外侧裸11和内侧裸12的后部分端仍然与关节支承表面31、32接触。在此点,显然仍 然保持股骨部件10与腔骨部件30之间高水平的接触。
[0057] 尤其相对于如图5所示W及W上讨论的零点,本公开图7中所示的旋转角度位于 95°与115°之间。优选地,图7中所示的旋转角度位于自零点起100°与110°之间。最 优选地,股骨凸轮18的外表面与高弯曲关节表面35完全接触的点和外侧裸11和内侧裸12 的最后部点仍然与关节支承表面31、32接触,发生在自如图5中所示旋转的零点(其为膝 部完全延伸)的105°。
[0058] 如果继续从图7中所示的点朝向膝关节1的深或高的弯曲点进一步旋转,那么外 侧裸11和内侧裸12将实际上被提升至不与关节支承表面31、32接触。如上文中已经讨论 的,将股骨凸轮18设置成环20的一部分,运易于将股骨凸轮18外侧裸11和内侧裸12提 升至不与关节支承表面31、32接触。而且,如果股骨凸轮18的上表面延伸超过或者在外侧 裸11和内侧裸12的端部的上面,运也将帮助接触的打破,尽管运不是所要求的。运个裸 11、12与关节支承表面31、32之间的接触的移除是尤其有利的,因为运允许股骨部件10能 够在膝关节1高弯曲时相对于腔骨部件30而旋转和摆动。特别是,股骨部件10的旋转可 围绕腔骨3的纵向轴线而出现,并且腔骨部件30的旋转围绕股骨2的纵向轴线。
[0059] 如本领域技术人员所熟知的,患者4的腫和初带(特别是骸骨初带W及内侧初带 和外侧初带)在膝部后一般是不同的。目P,腫和初带将易于在特别的高角度的弯曲下将膝 关节略微拉出对准。为了允许患者4膝关节后的腫和初带的强度不同,股骨部件10与腔骨 部件30之间的故意的旋转和摆动是其原因。如下将更清楚地,考虑到如图8中所示的关节 的结构,股骨部件10相对于腔骨部件30的微小旋转和摆动将适应患者4膝关节的腫和初 带之间的任何强度的差异,并且将降低在运种腫和初带的应变。 W60] 显然,可W仅仅通过改变股骨凸轮18的外表面21来改变允许的摆动和旋转的量, 使得外侧裸11和内侧裸12被进一步带出关节支承表面31、32的接触。然而,股骨部件10 与腔骨部件30之间摆动或倾斜的理想度数大约为+/-3°,如图8a至图8c之间所示。如W 上所讨论的,运个在非常高的旋转度下的股骨部件10相对于腔骨部件30的提高是股骨凸 轮18的环状结构的结果。假设高于裸的外表面协助此摆动,但不是必要的。另外,因为股 骨凸轮18将在高弯曲的关节表面35内旋转,所W在股骨部件10与腔骨部件30之间保持 良好程度的接触,并且运是经由股骨凸轮18和高弯曲关节表面35的匹配面而进行的。此 夕F,因为股骨凸轮18的上部较大曲率半径表面具有平滑的W及大
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