人工关节的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种人工关节，包含一股骨接合机构、一胫骨接合机构及一承接机构，其中该股骨接合机构与该承接机构及该胫骨接合机构以不平行于一关节扭转轴线的一固定件而相组接固定，且该承接垫构件以一枢转承接面承接该股骨接合机构并且以一扭转承接面承接该胫骨接合机构，以使人工关节耐用且可靠。
【专利说明】
人工关节
技术领域
[0001]本实用新型相关于一种人工膝关节，特别是相关于一种耐用且可靠的人工关节。
【背景技术】
[0002]人工膝关节为一种替换人体膝关节的人工植入物，其通常在人体膝关节因为意外伤害、劳损退化、骨骼病变等原因而出现问题时使用。人工膝关节的种类繁多，其中绞链式人工膝关节自1940年代开始使用，主要是针对较为严重的骨缺损或韧带等软组织功能丧失的状况时手术所采用的植入物，至今已超过70年。
[0003]初期的绞链式人工膝关节只有单纯的绞链机构加上固定式的延伸骨柄，普遍的使用年限都不高。1970年代起的第二代绞链式人工膝关节中加入了可轴向旋转设计并以金属/聚乙烯材料作为承重接口，以提升中长期使用的存活率。1980年代起，由Stryker公司所开启的模块化的第三代绞链式人工膝关节设计使得临床效果得到更进一步改善。然而，此第三代绞链式人工膝关节由于在设计上绞链仍为主要力量传递的媒介，因此邻近绞链的塑料件经常发生破裂而须置换的情形。
[0004]2000年以后由Zimmer公司(美国专利号US6773461)提出了要求在弯曲伸直的过程中全程保持95%的骨髁承重(关节承接面)的绞链式人工膝关节，进而减少绞链受力，改善绞链上塑料件的磨耗。并且，由于该设计中的轴向旋转之中柱是于手术中与负责枢转的绞链结合，而使手术方式可采用较低侵入性的方式进行，从而成为后续多款产品的设计方向。然而，在US6773461的设计中，因中柱在锁合上采用与轴向旋转方向一致的螺纹，而导致在手术后出现中柱脱离关节限制而使人工膝关节功能失效的状况。
【实用新型内容】
[0005]缘此，本实用新型的目的即在提供一种耐用且可靠的人工关节，以有效避免人工关节随着长期使用而使锁定失效等问题。
[0006]本实用新型为解决习知技术的问题所采用的技术手段提供一种人工关节，包含:一股骨接合机构，包括一股骨植入构件及一组接构件，该股骨植入构件用于与股骨结合，该组接构件具有一枢转部及一自该枢转部向下凸伸的组接部，该枢转部枢转连接于该股骨植入构件，而使该组接构件与该股骨植入构件沿一关节枢转轴线为可相对枢转;一胫骨接合机构，包括一基座构件及一胫骨插置构件，该胫骨插置构件自该基座构件向下延伸而用于插置结合于胫骨；以及一承接机构，包括一组接座构件及一承接垫构件，该组接座构件经设置为与该基座构件沿一垂直于该关节枢转轴线的关节扭转轴线为可相对扭转，该组接座构件于上侧形成有一对应匹配于该组接部的组接对应部，该承接垫构件包覆容置该组接座构件，且该承接垫构件于上表面具有一枢转承接面以及于下表面具有一扭转承接面，其中通过该组接部组接于该组接对应部，并且以一固定件在该枢转承接面与该扭转承接面之间的位置而沿一不平行于该关节扭转轴线的组接固定方向将该组接部与该组接对应部相固定，该股骨接合机构、该承接机构及该胫骨接合机构相组接，该股骨接合机构与该胫骨接合机构之间为可相对枢转且扭转，该承接垫构件以该枢转承接面承接该股骨植入构件并且以该扭转承接面承接该基座构件。
[0007]在本实用新型的一实施例中，该承接垫构件于该枢转承接面的前侧具有一止挡凸部，以限制该股骨接合机构与该胫骨接合机构之间可相对枢转的角度。
[0008]在本实用新型的一实施例中，该股骨植入构件具有一沿该关节枢转轴线配置的固定轴部，该组接构件的枢转部为一套筒部，该套筒部套置于该固定轴部，而使该组接构件与该股骨植入构件为可相对枢转。
[0009]在本实用新型的一实施例中，该组接部沿该组接固定方向开设有一组接孔，该组接对应部具有一对位孔，对应于该组接孔，而由该固定件经穿置该组接孔与该对位孔而将该组接部与该组接对应部相固定。
[0010]在本实用新型的一实施例中，该承接垫构件经设置而相对于该组接座构件为可上下微动。
[0011]在本实用新型的一实施例中，该固定件预设置于该组接座构件中，且该固定件经设置而在固定至该组接部之前为将该组接座构件与该承接垫构件相对锁定而禁止该承接垫构件的上下微动，并在固定至该组接部之后为解除该相对锁定。
[0012]在本实用新型的一实施例中，该组接构件的组接部为一非圆形柱体，该组接座构件的组接对应部为一槽体，而使该组接部与该组接对应部在组接后成为一无法相对扭转的状态。
[0013]在本实用新型的一实施例中，该人工关节更包括一止退构件，设置于该组接固定方向上的该固定件之后侧位置，而防止该固定件沿该组接固定方向退出。
[0014]在本实用新型的一实施例中，该组接座构件具有一沿该关节扭转轴线延伸的扭转轴部，该扭转轴部穿置于该胫骨接合机构，而使该组接座构件与该基座构件为可相对扭转。
[0015]在本实用新型的一实施例中，该组接固定方向不平行于该关节枢转轴线。
[0016]经由本实用新型所采用的技术手段，人工关节采用新颖的绞链组装的结构，并利用于承接垫构件上下表面之间进行两者的组接，以及运动轴方向与机构间的组接固定方向不一致，而不易随着长期使用而使锁定失效。再者，在本实用新型的人工关节中，来自人体的负重或施力无须由枢转部来承担，而会直接向承接机构传递，藉此避免因应力集中于枢转部所造成的提早损坏。另外，本实用新型利用承接机构的设计，以大接触面积且耐摩擦的承接垫构件来承接股骨接合机构与胫骨接合机构，而得到更为稳定的结构以及更为减低的耗损。除此之外，本实用新型的人工关节的组装方式十分简易，可减低关节置换手术的难度及时间。
[0017]本实用新型所采用的具体实施例，将通过以下的实施例及附呈图式作进一步的说明。
【附图说明】
[0018]〔图1〕是显示本实用新型的一实施例的一人工关节的立体示意图；
[0019]〔图2〕是显示第I图的人工关节于枢转且扭转时的立体示意图；
[0020]〔图3〕是显示本实用新型的实施例的人工关节的爆炸示意图；
[0021]〔图4〕是显示本实用新型的实施例的人工关节的股骨接合机构的爆炸示意图；
[0022]〔图5〕是显示本实用新型的实施例的人工关节于组装前的剖视示意图；
[0023]〔图6〕是显示本实用新型的实施例的人工关节于组装后的剖视示意图。
[0024]其中，100、人工关节，1、股骨接合机构，11、股骨植入构件，110、髁接面，111、固定轴部，111a、轴柱，111b、端盖，12、组接构件，121、枢转部，121a、构件，121b、构件，122、组接部，123、组接孔，2、胫骨接合机构，21、基座构件，211、穿置槽，22、胫骨插置构件，3、承接机构，31、组接座构件，311、组接对应部，312、扭转轴部，313、对位孔，32、承接垫构件，321、枢转承接面，322、扭转承接面，323、止挡凸部，324、通孔，33、固定件，34、止退构件，Al、关节枢转轴线，A2、关节扭转轴线，D、组接固定方向，F、股骨，T、胫骨。
【具体实施方式】
[0025]以下根据图1至图6，而说明本实用新型的实施方式。该说明并非为限制本实用新型的实施方式，而为本实用新型的实施例的一种。
[0026]如图1所示，依据本实用新型的一实施例的一人工关节100包含一股骨接合机构1、一胫骨接合机构2及一承接机构3。
[0027]如图1至图3所示，股骨接合机构I位于人工关节100的上侧位置，包括一股骨植入构件11以及一组接构件12。股骨植入构件11用于与股骨F结合，其仿真股骨的几何结构，而于形成有一圆滑曲面状的髁接面110。组接构件12具有一枢转部121及一自枢转部121向下凸伸的组接部122。枢转部121枢转连接于股骨植入构件11，而使组接构件12与股骨植入构件11沿一关节枢转轴线Al为可相对枢转，以模拟膝关节的弯曲(flex1n)。
[0028]如图1至图3所示，胫骨接合机构2位于人工关节100的下侧位置，包括一基座构件21及一胫骨插置构件22。胫骨插置构件22自基座构件21向下延伸而用于插置结合于胫骨T。
[0029]如图1及图3所示，承接机构3位于股骨接合机构I与胫骨接合机构2之间，用于承接股骨接合机构I与胫骨接合机构2，其包括一组接座构件31及一承接垫构件32。组接座构件31经设置为与基座构件21沿一垂直于关节枢转轴线Al的关节扭转轴线A2为可相对扭转，以模拟膝关节的轴向转动(axial rotat1n)。组接座构件31于上侧形成有一对应匹配于股骨接合机构I的组接部122的组接对应部311，可与组接部122相组接。承接垫构件32包覆容置组接座构件31，且承接垫构件32于上表面具有一枢转承接面321以及于下表面具有一扭转承接面322。
[0030]如图5及图6所示，通过股骨接合机构I的组接部122组接于承接机构3的组接对应部311，并且以一固定件33在枢转承接面321与扭转承接面322之间的位置而沿一不平行于关节扭转轴线A2的组接固定方向D将组接部122与组接对应部311相固定，而使股骨接合机构1、承接机构3及胫骨接合机构2相组接。
[0031 ]在股骨接合机构1、承接机构3及胫骨接合机构2的组接结构中，通过组接构件12与股骨植入构件11之间的可枢转结构，以及通过组接座构件31与基座构件21之间的可扭转结构，使得股骨接合机构I与胫骨接合机构2之间为可相对枢转且扭转。并且，因为固定件33的组接固定方向D与关节扭转轴线A2并不在同一方向上，故在人工关节100运动时所产生的振动等将难以传递而不容易对于组接结构造成直接影响，而能够有效降低固定件33受振动等因素而松脱的可能性，而令人工关节100不易随着长期使用而使锁定失效。另外，在较佳的实施方式中，组接固定方向D进一步不平行于关节枢转轴线Al，更佳地，组接固定方向D为垂直于关节枢转轴线Al且垂直于关节扭转轴线A2(如本实施例)，藉此更有效地避免零件松脱、运转不顺的问题。
[0032]再者，在股骨接合机构1、承接机构3及胫骨接合机构2的组接结构中，股骨接合机构1(位于髁接面110底侧的平台面)为与承接垫构件32相接触，而由承接垫构件32以枢转承接面321承接股骨植入构件11，胫骨接合机构2的上表面亦为与承接垫构件32相接触，而由承接垫构件32以扭转承接面322承接基座构件21。藉此，来自人体的负重或施力不会直接传递到枢转部121，而是会由股骨F通过枢转承接面321直接向承接垫构件32传递，以有效避免因应力集中于枢转部121所造成的提早损坏。并且，承接垫构件32的枢转承接面321与扭转承接面322为具备大接触面积且耐摩擦的特性，而使得整体人工关节100得到更为稳定的结构以及更为减低的耗损。
[0033]如图1至图3所示，在本实施例的人工关节100中，承接垫构件32于枢转承接面321的前侧(即，邻近人体膝盖之侧)具有一止挡凸部323，以限制股骨接合机构I与胫骨接合机构2之间可相对枢转的角度。具体而言，止挡凸部323是自承接垫构件32所一体成形出的一凸台体，其形状对应于股骨植入构件11的位于髁接面110底侧的平台面的形状，其高度使得在人工关节100伸直时会抵顶到此平台面(如图1)，藉以制止过度枢转(hyperextens1n)。
[0034]如图4所示，在本实施例的股骨接合机构I中，股骨植入构件11具有一沿关节枢转轴线Al配置的固定轴部111。固定轴部111由一轴柱Illa与一端盖Illb套接而成，并与股骨植入构件11相固定而不会相对转动。在此一实施例中，固定轴部111通过于至少一端形成为非圆形(例，本实施例中的六瓣花形)，而以不会相对转动的方式固定于股骨植入构件11上。组接构件12的枢转部121为一套筒部，套筒部套置于该固定轴部111，而使组接构件12与股骨植入构件11为可相对枢转。较佳地，套筒部是以塑料制作，可避免因金属组件间的相互运动而产生金属磨肩，从而避免引发并发症，且套筒部以塑料制作可以降低与金属组件之间的摩擦力，使运动更顺畅。此外，套筒部与固定轴部111之间可设置有垫圈层(本实施例中由构件121a及121b所组装而成)，以使套筒部与固定轴部111的相对枢转更为顺畅。此种固定轴式的枢转结构是以套筒部的整个内径面与固定轴部111的外径面相接触而受力，因此比起单以转轴两端来受力的旋转轴式的枢转结构会更为稳定且耐用，并且不用担心旋转轴脱落的问题。
[0035]如图3所示，在本实施例的承接机构3中，组接座构件31具有一沿关节扭转轴线A2延伸的扭转轴部312。在胫骨接合机构2中，形成有一沿关节扭转轴线A2延伸的穿置槽211，扭转轴部312穿置于胫骨接合机构2的穿置槽211，而使组接座构件31与基座构件21为可相对扭转。当然，本实用新型并不限于此，在其它实施方式中，组接座构件31与基座构件21可采其它设置结构来达到可相对扭转的效果。
[0036]如图3所示，在本实施例的人工关节100中，组接构件12的组接部122为一非圆形柱体，组接座构件31的组接对应部311为一槽体，而使组接部122与组接对应部311在组接后成为一无法相对扭转的状态。再者，如图5及图6所示，组接部122沿组接固定方向D开设有一组接孔123。组接对应部311具有一对位孔313，其位在枢转承接面321与扭转承接面322之间的位置，而连通于组接对应部311且对应于组接孔123。因此，通过固定件33经穿置组接孔123与对位孔313而能够将组接部122与组接对应部311相固定。附带一提，在本实施例中，承接垫构件32具有一对应于对位孔313的通孔324，以供固定件33通过通孔324而穿置到对位孔313。
[0037]如图5及图6所示，较佳地，固定件33为一螺丝，以通过螺丝锁合方式提升对于组接部122与组接对应部311的固定效果。当然，本实用新型并不限于此，在其它实施方式中，固定件可为一扣环，组接部与组接对应部则例如为一凹沟，通过扣环套扣于凹沟中而将组接部与组接对应部相固定。
[0038]此外，人工关节100可进一步包括一止退构件34，设置于组接固定方向D上的固定件33的后侧位置，而防止固定件33沿组接固定方向D退出。举例而言，止退构件34与固定件33同样是螺丝，位于对位孔313中的固定件33的后侧位置，而通过止退构件34与固定件33之间在组接固定方向D上的推挤力，使固定件33及止退构件34的螺牙与对位孔313及组接孔123的螺牙之间的摩擦力增大，而防止止退构件34及固定件33的松脱。
[0039]如图5及图6所示，在本实施例的承接机构3中，承接垫构件32经设置而相对于组接座构件31为可上下微动。具体而言，承接垫构件32并非紧密包覆组接座构件31，而是留有可供组接座构件31略为上下位移的空间，以进一步让人工关节100能够模拟出更为贴近膝关节的运动，配合膝关节的弯曲(flex1n)与伸展(extens1n)运动过程，适当地使股骨植入构件11相对于承接垫构件322上下移动。
[0040]另外，由于在组接座构件31相对于承接垫构件32为可上下微动的情况下会使得设置固定件33时(例如，在关节置换手术中)变得较不方便，故固定件33较佳地可预设置于组接座构件31中，且固定件33经设置而在固定至组接部122之前为将组接座构件31与承接垫构件32相对锁定而禁止承接垫构件32的上下微动，并在固定至组接部122之后为解除相对锁定。举例而言，如图5所示，在默认置位置时，固定件33的一端位于组接座构件31的对位孔313中，另一端则位于承接垫构件32的通孔324中，而使组接座构件31与承接垫构件32相对锁定而无法相对运动。如第6图所示，当固定件33固定至组接部122之后，固定件33的所述另一端脱离承接垫构件32的通孔324，而解除相对锁定。
[0041]本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种人工关节，其特征在于，包含: 一股骨接合机构，包括一股骨植入构件及一组接构件，该股骨植入构件用于与股骨结合，该组接构件具有一枢转部及一自该枢转部向下凸伸的组接部，该枢转部枢转连接于该股骨植入构件，而使该组接构件与该股骨植入构件沿一关节枢转轴线为可相对枢转； 一胫骨接合机构，包括一基座构件及一胫骨插置构件，该胫骨插置构件自该基座构件向下延伸而用于插置结合于胫骨；以及 一承接机构，包括一组接座构件及一承接垫构件，该组接座构件经设置为与该基座构件沿一垂直于该关节枢转轴线的关节扭转轴线为可相对扭转，该组接座构件于上侧形成有一对应匹配于该组接部的组接对应部，该承接垫构件包覆容置该组接座构件，且该承接垫构件于上表面具有一枢转承接面以及于下表面具有一扭转承接面， 其中通过该组接部组接于该组接对应部，并且以一固定件在该枢转承接面与该扭转承接面之间的位置而沿一不平行于该关节扭转轴线的组接固定方向将该组接部与该组接对应部相固定，该股骨接合机构、该承接机构及该胫骨接合机构相组接，该股骨接合机构与该胫骨接合机构之间为可相对枢转且扭转，该承接垫构件以枢转承接面承接该股骨植入构件并且以扭转承接面承接该基座构件。2.根据权利要求1所述的人工关节，其特征在于，该承接垫构件于该枢转承接面的前侧具有一止挡凸部，以限制该股骨接合机构与该胫骨接合机构之间可相对枢转的角度。3.根据权利要求1所述的人工关节，其特征在于，该股骨植入构件具有一沿该关节枢转轴线配置的固定轴部，该组接构件的枢转部为一套筒部，该套筒部套置于该固定轴部，而使该组接构件与该股骨植入构件为可相对枢转。4.根据权利要求1所述的人工关节，其特征在于，该组接部沿该组接固定方向开设有一组接孔，该组接对应部具有一对位孔，对应于该组接孔，而由固定件经穿置该组接孔与该对位孔而将该组接部与该组接对应部相固定。5.根据权利要求1所述的人工关节，其特征在于，该承接垫构件经设置而相对于该组接座构件为可上下微动。6.根据权利要求5所述的人工关节，其特征在于，该固定件预设置于该组接座构件中，且固定件经设置而在固定至该组接部之前为将该组接座构件与该承接垫构件相对锁定而禁止该承接垫构件的上下微动，并在固定至该组接部之后为解除该相对锁定。7.根据权利要求1所述的人工关节，其特征在于，该组接构件的组接部为一非圆形柱体，该组接座构件的组接对应部为一槽体，而使该组接部与该组接对应部在组接后成为一无法相对扭转的状态。8.根据权利要求1所述的人工关节，更包括一止退构件，设置于该组接固定方向上的固定件的后侧位置，而防止固定件沿该组接固定方向退出。9.根据权利要求1所述的人工关节，其特征在于，该组接座构件具有一沿该关节扭转轴线延伸的扭转轴部，该扭转轴部穿置于该胫骨接合机构，而使该组接座构件与该基座构件为可相对扭转。10.根据权利要求1所述的人工关节，其特征在于，该组接固定方向不平行于该关节枢转轴线。
【文档编号】A61F2/38GK205459218SQ201620133047
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年2月22日
【发明人】陆正光
【申请人】联合骨科器材股份有限公司