CN105030384B - 一种全膝关节置换假体 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全膝关节置换假体，包括股骨髁、胫骨托、胫骨垫和髌骨，股骨髁包括内侧髁、外侧髁、关节面、髁间盒子及髁内接合内面,胫骨垫上构造有限位立柱和关节盂，关节盂限定出关节盂面的形状和股骨髁的关节面相匹配，胫骨垫的下端面形成有第一凹槽和第二凹槽，胫骨托包括具有固定构件的支撑盘，支撑盘上表面为具有与胫骨垫锁合的第一支柱和第二支柱，髌骨包括髌骨关节面和髌骨固定立柱。本发明的全膝关节置换假体具有很好的初始稳定性及长期使用稳定性,提高了生物相容性，并有利于骨骼的新陈代谢,提高了胫骨托抗下沉、抗旋转阻力和长期使用稳定性,进一步提高了胫骨托和胫骨垫的结合力，进一步延长了膝关节的使用寿命。

Description

一种全膝关节置换假体

技术领域

本发明涉及一种关节假体，特别涉及一种全膝关节置换假体。

背景技术

膝关节是人体较大、结构复杂、对运动功能要求高的关节；人工膝关节置换术是将膝关节的磨损、病患或损伤表面去除并以人造膝关节代替的外科手术，在膝关节置换手术的情形中，胫骨托被植入患者胫骨中，然后将胫骨垫固定在胫骨托上，患者的股骨髁的髁突表面抵接在胫骨垫上，其已成为临床上常用的手术，并且在治疗膝关节疾病方面取得了显著的成功。

现有的人工膝关节假体完全参照人体膝关节的解剖形状，其主要包括股骨髁假体、胫骨托假体和胫骨垫，虽符合人们的日常行为运动特性，但的膝关节假体普遍存在以下技术问题：1.股骨髁、胫骨托、胫骨垫和髌骨初始稳定性不好，受力不合理，导致膝关节置换假体使用寿命不长；2.胫骨托和关节衬垫结合不稳定，胫骨托受到人体重力的影响容易下沉和旋转；3.膝关节假体缺少诱导骨细胞生长物质，只是单纯的利用假体本身固定，而且安全性不高。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种全膝关节置换假体，该全膝关节置换假体不但符合人日常行为运动特性，而且具有很好的初始稳定性及长期使用稳定性,提高了和骨质的生物相容性，并有利于骨骼的新陈代谢，不易下沉和松动，使用寿命长。

本发明具体技术方案如下：

本发明全膝关节置换假体，包括股骨髁、胫骨托、胫骨垫和髌骨，其中，股骨髁包括内侧髁、外侧髁、内侧髁和外侧髁下部共同限定出的关节面、设于内侧髁和外侧髁之间的髁间盒子及位于髁间盒子两侧的髁内接合内面；内侧髁和外侧髁的远端之间通过限位挡块连接，近端相接后延伸形成股骨滑车，股骨滑车下端面形成有髌骨滑槽面；出髁内接合内面内构造有第一骨水泥槽，两侧固设有稳定立柱，稳定立柱上套设有垫片；内侧髁和外侧髁外侧壁设有把持槽口，髁间盒子上开设有髁间槽；

胫骨垫上部中间设有用于防止股骨髁脱位的限位立柱，该限位立柱可插装在髁间槽中,限位立柱下部两侧构造有两个关节盂，两个关节盂限定出关节盂面，关节盂面的形状和关节面相匹配，胫骨垫的下端面形成有第一凹槽和第二凹槽，第一凹槽沿着边缘延伸，其侧壁构造有倒扣；第二凹槽沿着另一侧边缘向下端面内部延伸，呈Y形，其侧壁在边缘处形成有凸块；

胫骨托包括具有固定构件的支撑盘，固定构件由支撑盘底部向下延伸的固定龙骨和若干加强肋接合而成，支撑盘上表面为具有与胫骨垫锁合的第一支柱和第二支柱，第一支柱形成有接收倒扣并与其卡合的卡槽，第二支柱形状和第二凹槽匹配，其侧壁形成有与凸块配合的底切，胫骨托下部限定出胫骨接合面；

髌骨包括髌骨关节面和髌骨固定立柱，髌骨关节面与股骨髁的髌骨滑槽面相匹配。

作为本发明进一步优选结构，限位立柱和固定龙骨设置在垂直支撑盘的同一直线上，且所述直线经过第二支柱最接近第一支柱的端点处。加强肋为高度和固定龙骨相同并由上向下宽度不断减小的肋片。

这样使胫骨垫纵向受力更加合理，传输到胫骨托上并通过胫骨托下部的固定龙骨分散下去，同时最大程度的减小因股骨髁对胫骨垫施力不均匀而在支撑盘上产生的横向扭转效果，可提高全膝关节置换假体的使用寿命。

加强肋为高度和龙骨相同并由上向下宽度不断减小的肋片，可以很好地防止胫骨托的下沉及旋转。

作为本发明进一步优选结构，关节盂的横截面为卵形形状，其最低点在远离限位立柱一端卵形形状的边缘处，关节盂的最低点落在所述肋片的纵截面上。关节盂的横截面为卵形形状，其最低点在远离限位立柱一端卵形形状的边缘处，关节盂的最低点落在加强肋的纵截面上。

这样股骨髁对胫骨垫的作用力一部分集中于胫骨垫的中部并通过固定龙骨传输下去，另一部分作用力通过加强肋分散下去，这样提高了胫骨托的稳固性和全膝关节置换假体的使用寿命。

作为本发明进一步改进，胫骨接合面包括由形成在周缘部的凸起限定出的第二骨水泥槽，第二骨水泥槽内填充有骨水泥。

第一骨水泥槽和第二骨水泥槽用于放置骨科手术的医用材料骨水泥，将胫骨接合面与胫骨镶嵌，髁内接合内面和股骨镶嵌，从而将假体托牢牢固定在骨头上。

进一步地，骨水泥本由下述质量百分的原料组成：氧化镁15％-30％、氯化钛15％-25％、羟乙基甲基纤维素2％-4.5％、聚乙烯基吡咯烷酮10％-15％、胶原蛋白10％-15％、甲壳素0.5％-1％、聚乙烯醇1.1％-2％和去离子水20％-30％。

其中，本发明通过以上材料制备的骨水泥更利于与人体骨质的结合，并且不会对周围的骨质起到影响，有利于骨骼的新陈代谢和生长，并且能够保持体液平衡，保持合适的血容量，血压和体液的PH值；并且本发明提供的骨水泥具有很强的防腐性和防水性，进而提高了全膝关节置换假体的使用寿命。

进一步地，髁内接合内面和固定构件具有用于诱导骨细胞生长实现生物固定的多孔钛涂层。

多孔钛涂层具有用于诱导骨细胞生长实现生物固定作用,从而使得胫骨托牢牢固定在股骨上。

作为本发明进一步优选结构，内侧髁和外侧髁的近端厚度厚于股骨髁其他部位，限位挡块下部形成有防翻切面。

进一步地，胫骨垫在限位立柱的前部关节盂面构造有和限位挡块配合的凹口，在限位立柱后部构造有切口，股骨髁在胫骨垫滚动时，通过限位立柱和防翻切面抵接可实现145°的安全屈曲

通过增加内侧髁和外侧髁的近端厚度，并通过限位挡块下部防翻切面和限位立柱抵接，可以使股骨髁在胫骨垫实现145°的安全屈曲。处于高屈曲位时，当软组织伸展并对着胫骨和股骨紧紧牵拉时，伸肌结构会出现高度应力，在限位立柱后部构造有切口，可缓解这些应力。

作为本发明进一步改进，股骨髁的下表面为用于减少与胫骨垫间的摩擦系数的高抛光面。这样可减少股骨髁和胫骨垫的磨损，提高全膝关节置换假体的使用寿命。

进一步地，胫骨垫材料为超高分子量聚乙烯，优选为高交联聚乙烯。

本发明的全膝关节置换假体具有很好的初始稳定性及长期使用稳定性,提高了和骨质的生物相容性，并有利于骨骼的新陈代谢,提高了胫骨托抗下沉、抗旋转阻力和膝关节的长期使用稳定性,进一步提高了胫骨托和胫骨垫的结合力，进一步延长了膝关节的使用寿命。

附图说明

图1为实施例1的全膝关节置换假体的爆炸示意图；

图2为实施例1的股骨髁的结构示意图；

图3为实施例1的胫骨垫的结构示意图；

图4为实施例1的胫骨垫底部结构示意图；

图5为实施例1的胫骨托结构示意图；

图6为实施例1的胫骨托底部结构示意图；

图7为实施例2的胫骨垫和胫骨托组合示意图；

图8为实施例3的胫骨托的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明本发明的具体实施方式。

实施例1

本发明提供一种全膝关节置换假体，如图1至图6所示，该全膝关节置换假体包括股骨髁1、胫骨垫2、胫骨托3和髌骨4，胫骨垫2为高交联聚乙烯，其中，

股骨髁1包括内侧髁11、外侧髁12、内侧髁11和外侧髁12远端共同限定出的关节面13、设于内侧髁11和外侧髁12之间的髁间盒子16及位于髁间盒子16两侧的髁内接合内面17；内侧髁11和外侧髁12的远端之间通过限位挡块14连接，近端相接后延伸形成股骨滑车15，股骨滑车15下端面形成有髌骨滑槽面151；髁内接合内面17内构造有第一骨水泥槽171，两侧固设有稳定立柱172，稳定立柱172上套设有垫片173；内侧髁11和外侧髁12侧壁设有把持槽口18，髁间盒子16上开设有髁间槽161；

胫骨垫2上部中间设有用于防止股骨髁1脱位的限位立柱21，该限位立柱21可插装在髁间槽15中，并与髁间槽接合内面17过盈配合，限位立柱21下部两侧构造有两个关节盂22、23，两个关节盂22、23限定出关节盂面24，关节盂面24的形状和关节面13相匹配，胫骨垫2的下端面形成有第一凹槽25和第二凹槽26，第一凹槽25沿着边缘延伸，其侧壁构造有倒扣251；第二凹槽26沿着另一侧边缘向下端面内部延伸，呈Y形，其侧壁在边缘处形成有凸块261；

胫骨托3包括具有固定构件32的支撑盘31，固定构件32由支撑盘31底部向下延伸的固定龙骨321和若干加强肋322接合而成，支撑盘31上表面为具有与胫骨垫2锁合的第一支柱34和第二支柱35，第一支柱34形成有接收倒扣251并与其卡合的卡槽341，第二支柱35形状和第二凹槽26匹配，其侧壁形成有与凸块261配合的底切351，胫骨托3下部限定出胫骨接合面36。股骨髁1的下表面为用于减少与胫骨垫2间的摩擦系数的高抛光面；

髌骨4包括髌骨关节面41和髌骨固定立柱42，髌骨关节面41与股骨髁1的髌骨滑槽面151相匹配。

其中，加强肋322为高度和龙骨相同并由上向下宽度不断减小的肋片。关节盂22、关节盂23的横截面为卵形形状，其最低点在远离限位立柱21一端卵形形状的边缘处，关节盂22、23的最低点落在加强肋322的纵截面上。

髁内接合内面17和固定构件32具有用于诱导骨细胞生长实现生物固定的多孔钛涂层。

内侧髁11和外侧髁12的远端厚度厚于股骨髁1其他部位，限位挡块14下部形成有防翻切面141。

胫骨垫2在限位立柱21的前部关节盂面24构造有和限位挡块14配合的凹口，在限位立柱21后部构造有切口，股骨髁1在胫骨垫2滚动时，通过限位立柱21和防翻切面141抵接可实现145°的安全屈曲。

实施例2

本发明提供一种全膝关节置换假体，该全膝关节置换假体与实施例1不同的是，其中，如图7所示，限位立柱21和固定龙骨32设置在垂直支撑盘31的同一直线上，且所述直线经过第二支柱35最接近第一支柱34的端点处。这样使胫骨垫纵向受力更加合理，传输到胫骨托上并通过胫骨托下部的固定龙骨分散下去，同时最大程度的减小因股骨髁对胫骨垫施力不均匀而在支撑盘上产生的横向扭转效果，可提高全膝关节置换假体的使用寿命。

实施例3

本发明提供一种全膝关节置换假体，如图8所示，该全膝关节置换假体与实施例1不同的是，胫骨托3的结构如图7所示，胫骨接合面36包括由形成在周缘部的凸起361限定出的第二骨水泥槽362。其中，第二骨水泥槽362和第一骨水泥槽151内均填充有骨水泥。骨水泥本由下述质量百分比的原料组成：氧化镁15％-30％、氯化钛15％-25％、羟乙基甲基纤维素2％-4.5％、聚乙烯基吡咯烷酮10％-15％、胶原蛋白10％-15％、甲壳素0.5％-1％、聚乙烯醇1.1％-2％和去离子水20％-30％。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种全膝关节置换假体，包括股骨髁(1)、胫骨垫(2)、胫骨托(3)和髌骨(4)，其特征在于：

所述股骨髁(1)包括内侧髁(11)、外侧髁(12)、内侧髁(11)和外侧髁(12)下部共同限定出的关节面(13)、设于内侧髁(11)和外侧髁(12)之间的髁间盒子(16)及位于髁间盒子(16)两侧的髁内接合内面(17)；所述内侧髁(11)和外侧髁(12)的远端之间通过限位挡块(14)连接，近端相接后延伸形成股骨滑车(15)，所述股骨滑车(15)下端面形成有髌骨滑槽面(151)；所述髁内接合内面(17)内构造有第一骨水泥槽(171)，两侧固设有稳定立柱(172)，所述稳定立柱(172)上套设有垫片(173)；内侧髁(11)和外侧髁(12)外侧壁设有把持槽口(18)，所述髁间盒子(16)上开设有髁间槽(161)；

所述胫骨垫(2)上部中间设有用于防止股骨髁(1)脱位的限位立柱(21)，所述限位立柱(21)可插装在髁间槽(161)中，所述限位立柱(21)下部两侧构造有两个关节盂(22、23)，所述两个关节盂(22、23)限定出关节盂面(24)，所述关节盂面(24)的形状和关节面(13)相匹配，所述胫骨垫(2)的下端面形成有第一凹槽(25)和第二凹槽(26)，所述第一凹槽(25)沿着边缘延伸，其侧壁构造有倒扣(251)；所述第二凹槽(26)沿着另一侧边缘向下端面内部延伸，呈Y形，其侧壁在边缘处形成有凸块(261)；

所述胫骨托(3)包括具有固定构件(32)的支撑盘(31)，所述固定构件(32)由支撑盘(31)底部向下延伸的固定龙骨(321)和若干加强肋(322)接合而成，所述支撑盘(31)上表面为具有与胫骨垫(2)锁合的第一支柱(34)和第二支柱(35)，所述第一支柱(34)形成有接收倒扣(251)并与其卡合的卡槽(341)，所述第二支柱(35)形状和第二凹槽(26)匹配， 其侧壁形成有与凸块(261)配合的底切(351)，胫骨托(3)下部限定出胫骨接合面(36)；

所述髌骨(4)包括髌骨关节面(41)和髌骨固定立柱(42)，所述髌骨关节面(41)与股骨髁(1)的髌骨滑槽面(151)相匹配；

所述限位立柱(21)和固定龙骨(321)设置在垂直支撑盘(31)的同一直线上，且所述直线经过第二支柱(35)最接近第一支柱(34)的端点处，所述加强肋(322)为高度和固定龙骨(321)相同并由上向下宽度不断减小的肋片。

2.根据权利要求1所述的全膝关节置换假体，其特征在于，所述关节盂(22、23)的横截面为卵形形状，其最低点在远离限位立柱(21)一端卵形形状的边缘处，所述关节盂(22、23)的最低点落在所述肋片的纵截面上。

3.根据权利要求1述的全膝关节置换假体，其特征在于，所述胫骨接合面(36)包括由形成在周缘部的凸起(361)限定出的第二骨水泥槽(362)，所述第二骨水泥槽(362)内填充有骨水泥。

4.根据权利要求1或3所述的全膝关节置换假体，其特征在于，所述骨水泥由下述质量百分比的原料组成：氧化镁15％-30％、氯化钛15％-25％、羟乙基甲基纤维素2％-4.5％、聚乙烯基吡咯烷酮10％-15％、胶原蛋白10％-15％、甲壳素0.5％-1％、聚乙烯醇1.1％-2％和去离子水20％-30％。

5.根据权利要求1所述的全膝关节置换假体，其特征在于，所述髁内接合内面(17)和固定构件(32)具有用于诱导骨细胞生长实现生物固定的多孔钛涂层。

6.根据权利要求1所述的全膝关节置换假体，其特征在于，所述内侧髁(11)和外侧髁(12)的远端厚度厚于股骨髁(1)其他部位，所述限位挡块(14)下部形成有防翻切面(141)。

7.根据权利要求6所述的全膝关节置换假体，其特征在于，所述胫骨垫(2)在限位立柱(21)的前部关节盂面(24)构造有和限位挡块(14)配合的凹口，在所述限位立柱(21)后部构造有切口，所述股骨髁(1)在胫骨垫(2)滚动时，通过限位立柱(21)和防翻切面(141)抵接可实现145°的安全屈曲。

8.根据权利要求1所述的全膝关节置换假体，其特征在于，所述股骨髁(1)的下表面为用于减少与胫骨垫(2)间的摩擦系数的高抛光面。

9.根据权利要求1、7或8中任一项所述的全膝关节置换假体，其特征在于，所述胫骨垫(2)材料为超高分子量聚乙烯。

10.根据权利要求9所述的全膝关节置换假体，其特征在于，所述胫骨垫(2)材料为高交联聚乙烯。