專利名稱：一種人工膝關(guān)節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及人工關(guān)節(jié)置換術(shù)裝置，特指一種人工膝關(guān)節(jié)。
背景技術(shù)：
人工關(guān)節(jié)置換術(shù)在包括中國已普遍推廣，已廣泛應(yīng)用于治療肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)、指間關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)以及踝關(guān)節(jié)等的疾病，其中以髓關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)最為普遍。幾家主要的國外生產(chǎn)商占據(jù)了整個人工關(guān)節(jié)市場超過60%的市場份額,如Depuy, Zimmer,Smith &Nephew, Stryker等品牌產(chǎn)品是關(guān)節(jié)置換手術(shù)中醫(yī)生最經(jīng)常使用的產(chǎn)品。國產(chǎn)人工關(guān)節(jié)產(chǎn)品多為參考進口關(guān)節(jié)產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)仿制而成，雖然也占有一定的市場份額，但是由于工藝和缺少研發(fā)投入，使得很多醫(yī)生并不傾向于選擇。膝關(guān)節(jié)是人體最大、解剖復(fù)雜、對運動功能要求高的關(guān)節(jié)。人工全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的 目的是用人工假體取代已經(jīng)受到嚴重損壞而不能行使正常功能的膝關(guān)節(jié)，從而消除膝關(guān)節(jié)的疼痛，恢復(fù)其穩(wěn)定性和活動度。人工全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)已成為臨床常用的手術(shù)，15年以上的臨床優(yōu)良率在90%以上，在膝關(guān)節(jié)關(guān)節(jié)炎及退變性疾病的治療中取得了巨大的成功，被譽為20世紀骨科發(fā)展史中重要里程碑之一。人工膝關(guān)節(jié)完全參照了正常人膝關(guān)節(jié)的解剖形狀，是一種仿生設(shè)計制品。模仿人體膝關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)及活動方式。人工膝關(guān)節(jié)，包括金屬制成的股骨髁假體、脛骨平臺假體和超高分子量聚乙稀制成的關(guān)節(jié)襯墊。膝關(guān)節(jié)解剖學(xué)及關(guān)節(jié)面幾何學(xué)特征是人工膝關(guān)節(jié)設(shè)計基礎(chǔ)，然而目前臨床應(yīng)用的人工膝關(guān)節(jié)產(chǎn)品大多數(shù)為Depuy, Zimmer, Smith &Nephew, Stryker四家公司的產(chǎn)品，是按照西方人種膝關(guān)節(jié)解剖學(xué)及關(guān)節(jié)面幾何學(xué)特征進行系列化、標準化設(shè)計的假體，偏向西方人的解剖特點和生活習(xí)慣，難以滿足東方人種等東方人種的特殊需求。例如東方人種脛骨平臺截骨面積小于西方人，脛骨平臺截骨面積橫徑與前后徑比值大于西方人，在矮小的東方人種女性中更明顯；另外，由于東方人種與西方患者在日常行為運動和文化方面的不同，導(dǎo)致東方人種膝關(guān)節(jié)屈曲度大于西方人；醫(yī)學(xué)界普遍反映現(xiàn)有美歐人工關(guān)節(jié)產(chǎn)品不能很好地適應(yīng)國內(nèi)患者的需要。本發(fā)明基于對東方人種膝關(guān)節(jié)解剖參數(shù)測量結(jié)果，設(shè)計一種與東方人種膝關(guān)節(jié)解剖形態(tài)(膝關(guān)節(jié)解剖特征、關(guān)節(jié)面幾何學(xué)特征)相匹配的人工膝關(guān)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供的一種適合東方人種的人工
膝關(guān)節(jié)。為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種人工膝關(guān)節(jié)，包括有股骨髁假體、脛骨平臺假體、關(guān)節(jié)襯墊，
股骨髁假體，包括與關(guān)節(jié)襯墊相配合的股骨關(guān)節(jié)面，與骨質(zhì)結(jié)合起固定作用的髁結(jié)合面、髁間結(jié)合面、定位翼、方孔，股骨關(guān)節(jié)面位于股骨髁假體的背面兩側(cè)，股骨髁假體的正面中間有一平臺，平臺上開有方孔，平臺的兩側(cè)面為髁間結(jié)合面，平臺的兩側(cè)為髁結(jié)合面，髁結(jié)合面的側(cè)邊上設(shè)有用于與病人的股骨髁外側(cè)結(jié)合輔助固定的定位翼；所述股骨關(guān)節(jié)面與東方人種膝關(guān)節(jié)解剖特性相匹配實現(xiàn)更大屈曲度，所述髁結(jié)合面和髁間結(jié)合面形成結(jié)構(gòu)包圍截骨后的股骨端，所述髁結(jié)合面和髁間結(jié)合面具有用于誘導(dǎo)骨細胞生長實現(xiàn)生物固定的羥基磷灰石涂層；
脛骨平臺假體，包括平臺體、脛骨結(jié)合面、用于插入脛骨近端髓腔的脛骨髓內(nèi)柄，所述平臺體上表面為具有接納關(guān)節(jié)襯墊的型槽和中間圓槽，所述脛骨結(jié)合面與東方人種脛骨平臺截骨解剖結(jié)構(gòu)相匹配，所述脛骨結(jié)合面和脛骨髓內(nèi)柄具有用于誘導(dǎo)骨細胞生長實現(xiàn)生物固定的羥基磷灰石涂層；
關(guān)節(jié)襯墊，所述關(guān)節(jié)襯墊上部兩側(cè)具有與股骨髁假體上的股骨關(guān)節(jié)面相配合的脛骨關(guān)節(jié)面以實現(xiàn)膝關(guān)節(jié)運動副，所述關(guān)節(jié)襯墊上部中間具有用于限制膝關(guān)節(jié)活動度并防止關(guān)節(jié)脫位的突起，關(guān)節(jié)襯墊的下部具有與所述型槽匹配的凸構(gòu)型以及具有與所述中間圓槽匹配 的凸圓構(gòu)型；
裝配后，股骨髁假體通過股骨關(guān)節(jié)面活動放置在關(guān)節(jié)襯墊的脛骨關(guān)節(jié)面上，所述關(guān)節(jié)襯墊中部的突起伸進股骨髁假體中間的方孔內(nèi)以限制膝關(guān)節(jié)活動度并防止關(guān)節(jié)脫位；關(guān)節(jié)襯墊的凸構(gòu)型活動裝設(shè)在脛骨平臺假體的型槽上，關(guān)節(jié)襯墊的凸圓構(gòu)型活動裝設(shè)在脛骨平臺假體的所述中間圓槽上。股骨關(guān)節(jié)面與人體脛骨關(guān)節(jié)面配合以形成實現(xiàn)更大屈曲度的關(guān)節(jié)運動副；脛骨結(jié)合面與東方人種脛骨平臺截骨解剖結(jié)構(gòu)相匹配以實現(xiàn)最大匹配面積的起到承載作用，降低骨質(zhì)受到假體的應(yīng)力。髁結(jié)合面具有五個相連的面用以與病人的股骨髁骨質(zhì)緊密結(jié)合。所述脛骨髓內(nèi)柄底部為用來限制轉(zhuǎn)動的棱形結(jié)構(gòu)。所述股骨關(guān)節(jié)面為用于減少與關(guān)節(jié)襯墊間的摩擦系數(shù)的高拋光面。脛骨關(guān)節(jié)面為用于減少與股骨髁假體間的摩擦系數(shù)的高拋光面。所述關(guān)節(jié)襯墊用聚乙烯材料制成。采用上述結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明的人工膝關(guān)節(jié)，解決東方人種膝關(guān)節(jié)解剖形態(tài)與西方人種膝關(guān)節(jié)解剖形態(tài)不相一致而引起的現(xiàn)有人工膝關(guān)節(jié)產(chǎn)品與東方人種膝關(guān)節(jié)解剖形態(tài)不匹配的技術(shù)問題。其中，股骨關(guān)節(jié)面、脛骨關(guān)節(jié)面的空間結(jié)構(gòu)設(shè)計與東方人種膝關(guān)節(jié)解剖特性相匹配，股骨關(guān)節(jié)面與脛骨關(guān)節(jié)面配合可以形成實現(xiàn)更大屈曲度的關(guān)節(jié)運動副，符合東方人種的日常行為運動特性；脛骨結(jié)合面具有與東方人種脛骨平臺截骨解剖結(jié)構(gòu)相匹配的形狀，脛骨試模時選擇適合個性化患者的型號，可以最大匹配面積的起到承載作用，降低骨質(zhì)受到假體的應(yīng)力；脛骨平臺體與關(guān)節(jié)襯墊之間的雙重鑲嵌使得結(jié)合更加緊密，減少關(guān)節(jié)襯墊形變，增加使用壽命；本發(fā)明的人工膝關(guān)節(jié)適用于需全膝置換的東方人種患者。


圖I是本發(fā)明實施例的立體分解結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明實施例中的股骨髁假體的立體結(jié)構(gòu)示意圖一。圖4是本發(fā)明實施例中的股骨髁假體的立體結(jié)構(gòu)示意圖二。圖5是本發(fā)明實施例中的脛骨平臺假體的立體結(jié)構(gòu)示意圖一。
圖6是本發(fā)明實施例中的脛骨平臺假體的立體結(jié)構(gòu)示意圖二。圖7是本發(fā)明實施例中的關(guān)節(jié)襯墊的立體結(jié)構(gòu)示意圖一。圖8是本發(fā)明實施例中的關(guān)節(jié)襯墊的立體結(jié)構(gòu)示意圖二。
具體實施例方式如圖1-8所示，本發(fā)明的一種人工膝關(guān)節(jié)，包括有股骨髁假體10、脛骨平臺假體20、關(guān)節(jié)襯墊30，
股骨髁假體10包括有股骨關(guān)節(jié)面11、髁結(jié)合面12、髁間結(jié)合面13、定位翼14、方孔15，股骨關(guān)節(jié)面11位于股骨髁假體10的背面兩側(cè)，股骨髁假體10的正面為一平臺，平臺上開有方孔15，平臺的兩側(cè)面為髁間結(jié)合面13，平臺的兩側(cè)為髁結(jié)合面12，髁結(jié)合面12的側(cè)邊上具有定位翼14 ；
股骨關(guān)節(jié)面11為高拋光曲面以減少與關(guān)節(jié)襯墊30間的摩擦系數(shù)，股骨關(guān)節(jié)面11的形狀和大小與東方人種膝關(guān)節(jié)解剖特性相匹配、股骨關(guān)節(jié)面11與人體脛骨關(guān)節(jié)面配合以形成實現(xiàn)更大屈曲度的關(guān)節(jié)運動副；
脛骨結(jié)合面22與東方人種脛骨平臺截骨解剖結(jié)構(gòu)相匹配以實現(xiàn)最大匹配面積的起到承載作用，降低骨質(zhì)受到假體的應(yīng)力。髁結(jié)合面12具有五個相連的面用以與病人的股骨髁骨質(zhì)緊密結(jié)合；
髁間結(jié)合面13為兩個對稱面用于與病人的股骨髁內(nèi)側(cè)緊密結(jié)合；
所述髁結(jié)合面12和髁間結(jié)合面13具有用于誘導(dǎo)骨細胞生長實現(xiàn)生物固定的羥基磷灰石涂層；
定位翼14用于與病人的股骨髁外側(cè)結(jié)合輔助固定；
股骨髁假體10中間的方孔15用于接納關(guān)節(jié)襯墊30突起32限制膝關(guān)節(jié)活動度并防止關(guān)節(jié)脫位；
所述脛骨平臺假體20包括平臺體21具有接納關(guān)節(jié)襯墊30的型槽24和圓槽25，雙重鑲嵌使得結(jié)合更加緊密，所述脛骨結(jié)合面22具有與東方人種脛骨平臺截骨解剖結(jié)構(gòu)相匹配的形狀用以與病人的股骨髁骨質(zhì)緊密結(jié)合，所述脛骨結(jié)合面22具有羥基磷灰石涂層用于誘導(dǎo)骨細胞生長實現(xiàn)生物固定，所述脛骨髓內(nèi)柄23用于插入脛骨近端髓腔實現(xiàn)固定，所述脛骨髓內(nèi)柄23底部為棱形限制轉(zhuǎn)動；
關(guān)節(jié)襯墊30具有脛骨關(guān)節(jié)面31用于與股骨關(guān)節(jié)面配合實現(xiàn)膝關(guān)節(jié)運動副，脛骨關(guān)節(jié)面31為高拋光，所述關(guān)節(jié)襯墊30中部具有突起32用于限制膝關(guān)節(jié)活動度并防止關(guān)節(jié)脫位，所述關(guān)節(jié)襯墊30具有構(gòu)型33和34用于與脛骨平臺假體20配合，所述關(guān)節(jié)襯墊30用聚乙烯材料制成；
裝配后，股骨髁假體10通過股骨關(guān)節(jié)面11活動放置在關(guān)節(jié)襯墊30的脛骨關(guān)節(jié)面31上，所述關(guān)節(jié)襯墊30中部的突起32伸進股骨髁假體10中間的方孔15內(nèi)以限制膝關(guān)節(jié)活動度并防止關(guān)節(jié)脫位；關(guān)節(jié)襯墊30的凸構(gòu)型33活動裝設(shè)在脛骨平臺假體20的型槽24上，關(guān)節(jié)襯墊30的凸圓構(gòu)型34活動裝設(shè)在脛骨平臺假體20的所述中間圓槽25上。手術(shù)實施中，截骨后，經(jīng)脛骨試模、關(guān)節(jié)襯墊試模以及股骨試模后，先安裝脛骨平臺假體20，再安裝關(guān)節(jié)襯墊30，也可預(yù)先將關(guān)節(jié)襯墊30和脛骨平臺假體20組裝好后一起安裝；然后安裝股骨髁假體10 ；天然膝關(guān)節(jié)的運動模式是一個兼有屈伸、滾動、滑動、側(cè)移和軸位旋轉(zhuǎn)的復(fù)雜的多自由度的運動模式。本發(fā)明人工全膝關(guān)節(jié)旨在仿真重建膝關(guān)節(jié)運動功能。手術(shù)實施中，脛骨平臺假體20、關(guān)節(jié)襯墊30安裝后與脛骨相對無移動，股骨髁假體10安裝后與股骨相對無移動，完成脛骨平臺假體20、關(guān)節(jié)襯墊30、股骨髁假體10三個部件裝配；股骨關(guān)節(jié)面11與脛骨關(guān)節(jié)面31之間形成五個自由度的兼有滑動、和滾動的復(fù)合運動模式，其中，股骨髁假體10的方孔15和關(guān)節(jié)襯墊30的突起32限制活動度并防止關(guān)節(jié)脫位，仿真重建膝關(guān)節(jié)運動，最終實現(xiàn)規(guī)定活動度的膝關(guān)節(jié)的屈曲、內(nèi)外展、內(nèi)外旋運動功能。股骨關(guān)節(jié)面11、脛骨關(guān)節(jié)面31的空間結(jié)構(gòu)設(shè)計與東方人種膝關(guān)節(jié)解剖特性相匹配，股骨關(guān)節(jié)面11與脛骨關(guān)節(jié)面31配合可以形成實現(xiàn)更大屈曲度的關(guān)節(jié)運動副，符合東方人種的日常行為運動特性；脛骨結(jié)合面31具有與東方人種脛骨平臺截骨解剖結(jié)構(gòu)相匹配的形狀，脛骨試模時選擇適合個性化患者的型號，可以最大匹配面積的起到承載作用，降低骨質(zhì)受到假體的應(yīng)力；脛骨平臺體31與關(guān)節(jié)襯墊30之間的雙重鑲嵌使得結(jié)合更加緊密，減 少關(guān)節(jié)襯墊形變，增加使用壽命。以上使用方案僅僅是本發(fā)明的實施例之一，不作為限制本發(fā)明的保護范圍。對于本發(fā)明權(quán)利要求的所述的各種結(jié)構(gòu)簡單變換均在本發(fā)明保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種人工膝關(guān)節(jié)，包括有股骨髁假體(10)、脛骨平臺假體(20)、關(guān)節(jié)襯墊(30)，其特征在于 股骨髁假體(10)，包括與關(guān)節(jié)襯墊(30)相配合的股骨關(guān)節(jié)面(11)，與骨質(zhì)結(jié)合起固定作用的髁結(jié)合面(12)、髁間結(jié)合面(13)、定位翼(14)、方孔(15)，股骨關(guān)節(jié)面(11)位于股骨髁假體(10)的背面兩側(cè)，股骨髁假體(10)的正面中間有一平臺，平臺上開有方孔(15)，平臺的兩側(cè)面為髁間結(jié)合面(13)，平臺的兩側(cè)為髁結(jié)合面(12)，髁結(jié)合面(12)的側(cè)邊上設(shè)有用于與病人的股骨髁外側(cè)結(jié)合輔助固定的定位翼(14);所述股骨關(guān)節(jié)面(11)與東方人種膝關(guān)節(jié)解剖特性相匹配實現(xiàn)更大屈曲度，所述髁結(jié)合面(12)和髁間結(jié)合面(13)形成結(jié)構(gòu)包圍截骨后的股骨端，所述髁結(jié)合面(12)和髁間結(jié)合面(13)具有用于誘導(dǎo)骨細胞生長實現(xiàn)生物固定的羥基磷灰石涂層； 脛骨平臺假體(20)，包括平臺體(21)、脛骨結(jié)合面(22)、用于插入脛骨近端髓腔的脛骨髓內(nèi)柄(23)，所述平臺體(21)上表面為具有接納關(guān)節(jié)襯墊(30)的型槽(24)和中間圓 槽(25)，所述脛骨結(jié)合面(22)與東方人種脛骨平臺截骨解剖結(jié)構(gòu)相匹配，所述脛骨結(jié)合面(22)和脛骨髓內(nèi)柄(23)具有用于誘導(dǎo)骨細胞生長實現(xiàn)生物固定的羥基磷灰石涂層； 關(guān)節(jié)襯墊(30)，所述關(guān)節(jié)襯墊(30)上部兩側(cè)具有與股骨髁假體(10)上的股骨關(guān)節(jié)面(11)相配合的脛骨關(guān)節(jié)面(31)以實現(xiàn)膝關(guān)節(jié)運動副，所述關(guān)節(jié)襯墊(30)上部中間具有用于限制膝關(guān)節(jié)活動度并防止關(guān)節(jié)脫位的突起(32)，關(guān)節(jié)襯墊(30)的下部具有與所述型槽(24)匹配的凸構(gòu)型(33)以及具有與所述中間圓槽(25)匹配的凸圓構(gòu)型(34)； 裝配后，股骨髁假體(10)通過股骨關(guān)節(jié)面(11)活動放置在關(guān)節(jié)襯墊(30)的脛骨關(guān)節(jié)面(31)上，所述關(guān)節(jié)襯墊(30)中部的突起(32)伸進股骨髁假體(10)中間的方孔(15)內(nèi)以限制膝關(guān)節(jié)活動度并防止關(guān)節(jié)脫位；關(guān)節(jié)襯墊(30)的凸構(gòu)型(33)活動裝設(shè)在脛骨平臺假體(20)的型槽(24)上，關(guān)節(jié)襯墊(30)的凸圓構(gòu)型(34)活動裝設(shè)在脛骨平臺假體(20)的所述中間圓槽(25)上。
2.根據(jù)權(quán)利要I所述的一種人工膝關(guān)節(jié)，其特征在于股骨關(guān)節(jié)面(11)與人體脛骨關(guān)節(jié)面配合以形成實現(xiàn)更大屈曲度的關(guān)節(jié)運動副。
3.根據(jù)權(quán)利要2所述的一種人工膝關(guān)節(jié)，其特征在于脛骨結(jié)合面(22)與東方人種脛骨平臺截骨解剖結(jié)構(gòu)相匹配以實現(xiàn)最大匹配面積的起到承載作用，降低骨質(zhì)受到假體的應(yīng)力。
4.根據(jù)權(quán)利要3所述的一種人工膝關(guān)節(jié)，其特征在于髁結(jié)合面(12)具有五個相連的面用以與病人的股骨髁骨質(zhì)緊密結(jié)合。
5.根據(jù)權(quán)利要4所述的一種人工膝關(guān)節(jié)，其特征在于所述脛骨髓內(nèi)柄(23)底部為用來限制轉(zhuǎn)動的棱形結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要5所述的一種人工膝關(guān)節(jié)，其特征在于所述股骨關(guān)節(jié)面(11)為用于減少與關(guān)節(jié)襯墊(30)間的摩擦系數(shù)的高拋光面。
7.根據(jù)權(quán)利要6所述的一種人工膝關(guān)節(jié)，其特征在于脛骨關(guān)節(jié)面(31)為用于減少與股骨髁假體(10)間的摩擦系數(shù)的高拋光面。
8.根據(jù)權(quán)利要1-7之任一項所述的一種人工膝關(guān)節(jié)，其特征在于所述關(guān)節(jié)襯墊(30)用聚乙纟布材料制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種人工膝關(guān)節(jié)。它包括有股骨髁假體、脛骨平臺假體、關(guān)節(jié)襯墊，裝配后，股骨髁假體通過股骨關(guān)節(jié)面活動放置在關(guān)節(jié)襯墊的脛骨關(guān)節(jié)面上，所述關(guān)節(jié)襯墊中部的突起伸進股骨髁假體中間的方孔內(nèi)以限制膝關(guān)節(jié)活動度并防止關(guān)節(jié)脫位；關(guān)節(jié)襯墊的凸構(gòu)型活動裝設(shè)在脛骨平臺假體的型槽上，關(guān)節(jié)襯墊的凸圓構(gòu)型活動裝設(shè)在脛骨平臺假體的所述中間圓槽上。采用上述結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明的人工膝關(guān)節(jié)，解決東方人種膝關(guān)節(jié)解剖形態(tài)與西方人種膝關(guān)節(jié)解剖形態(tài)不相一致而引起的現(xiàn)有人工膝關(guān)節(jié)產(chǎn)品與東方人種膝關(guān)節(jié)解剖形態(tài)不匹配的技術(shù)問題。本發(fā)明的人工膝關(guān)節(jié)適用于需全膝置換的東方人種或東方人種患者。
文檔編號A61F2/38GK102793594SQ20121029410
公開日2012年11月28日 申請日期2012年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月18日
發(fā)明者尚鵬 申請人:深圳清華大學(xué)研究院