CN111529137A - 膝关节假体及膝关节假体组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种膝关节假体及膝关节假体组件。膝关节假体包括胫骨构件、衬垫以及股骨构件。胫骨构件包括平台以及由平台的上表面向上延伸且由平台的后部向前延伸的一个或多个凸肋，平台的上表面的前缘设置有至少一个前凸台，平台的上表面的后缘设置有至少一个后凸台。衬垫的下表面具有与凸肋相匹配的凹槽、与前凸台匹配的前切槽和与后凸台匹配的后切槽。股骨构件与衬垫的上表面关节连接。其中，至少一个凸肋具有内侧壁和外侧壁，在向前延伸方向上，内侧壁和外侧壁其中一侧壁具有弯折处并形成第一斜面，第一斜面向远离其中另一侧壁的方向延伸。

Description

膝关节假体及膝关节假体组件

技术领域

本发明总体来说涉及一种可植入的骨科假体，具体来说，涉及一种膝关节假体及膝关节假体组件。

背景技术

膝关节假体设计的理念一般基于同一原则，即以植入的膝关节元件提供类似于正常膝关节的生物力学运动模式，并借助植入物本身及膝关节韧带和软组织平衡获得静态及动态的稳定性。这些膝关节元件设计都试图通过恢复自然的人类膝关节的运动，以及调整和控制在膝关节屈伸运动中产生的力量。但目前所有的膝关节假体设计都未到达这个标准。

传统的膝关节假体，主要包括用于与股骨结合的股骨构件、用于与胫骨结合的胫骨构件、以及设置于胫骨构件上表面的衬垫。其中，在固定衬垫型膝关节假体中，衬垫设置在胫骨构件上后，是不能与之发生相对滑动的。

现有技术中，通常是沿着胫骨部件平台的边缘轮廓或者中央凸起形成固定槽来导向或者定位，在衬垫部件的前后通过设置弹性卡扣与固定槽达到锁合的目的。

然，膝关节假体在使用过程中，受力方向主要为相对于患者的前后方向，故衬垫受到向前的剪切力要大于左右两侧，如此，衬垫会出现向前的微动，以及频繁的相对滑动导致的磨损。上述现有技术中的锁合结构容易造成衬垫与胫骨边缘轮廓的接触区域应力集中，导致锁合力不足以抵消衬垫向前运动的剪切力，从而造成衬垫的微动量增加，以及衬垫的下表面磨损严重。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种减少衬垫微动的膝关节假体。

本发明的另一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种膝关节假体组件。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，提供了一种膝关节假体，包括胫骨构件、衬垫以及股骨构件。胫骨构件包括平台以及由所述平台的上表面向上延伸且由所述平台的后部向前延伸的一个或多个凸肋，所述平台的上表面的前缘设置有至少一个前凸台，所述平台的上表面的后缘设置有至少一个后凸台；所述衬垫的下表面具有与所述凸肋相匹配的凹槽，所述衬垫具有与所述前凸台匹配的前切槽，所述衬垫具有与所述后凸台匹配的后切槽；股骨构件与所述衬垫的上表面关节连接；其中，至少一个所述凸肋具有内侧壁和外侧壁，在向前延伸方向上，所述内侧壁和所述外侧壁其中一侧壁具有弯折处并形成第一斜面，所述第一斜面向远离其中另一侧壁的方向延伸。

根据本发明的一实施方式，所述第一斜面与所述平台的上表面形成相交线，所述相交线与所述平台的前后方向的中轴线之间的夹角为大于0度。

根据本发明的一实施方式，所述夹角为2度-70度。

根据本发明的一实施方式，所述凸肋为一对，一对所述凸肋设置在所述平台的中部，至少一所述凸肋与所述平台在前后方向的中轴线平行或呈角度。

根据本发明的一实施方式，所述弯折处具有凹口，所述凹口自所述平台的上表面向上延伸且终止于所述凸肋的上表面。

根据本发明的一实施方式，所述凸肋的所述内侧壁和所述外侧壁中另一侧壁不具有所述弯折处；或

所述凸肋的所述内侧壁和所述外侧壁中另一侧壁在向前延伸方向具有所述弯折处并形成第二斜面，所述第二斜面与所述第一斜面平行或呈角度。

根据本发明的一实施方式，所述凸肋与所述凹槽在宽度方向过盈配合。

根据本发明的一实施方式，所述前凸台具有至少一个前底切，所述后凸台具有至少一个后底切，所述衬垫的下表面具有至少一个卡入所述前底切的前突起和至少一个卡入所述后底切的后突起。

根据本发明的一实施方式，所述至少一个后底切位于所述平台的后缘中部。

根据本发明的另一方面，提供一种膝关节假体组件，包括一个或多个上述的胫骨构件、多个上述的衬垫以及多个股骨构件。每个所述衬垫在内外方向的宽度不同；所述股骨构件与所述衬垫的上表面关节连接。

由上述技术方案可知，本发明的膝关节假体的优点和积极效果在于：

本发明提供的膝关节假体，通过“凸肋的内侧壁和外侧壁其中一侧壁具有弯折处并形成第一斜面，第一斜面向远离其中另一侧壁的方向延伸”的结构设计，使得凸肋的内侧壁和/或外侧壁具有斜面，凹槽在相应的位置也具有斜面。当衬垫受到向前方向的剪切力时，由于凸肋与凹槽形成斜面配合，故凸肋与凹槽在斜面配合处是无间隙的，凸肋有效阻碍了衬垫向前移动，显著减少了衬垫与胫骨构件之间微动的发生。同时，根据三角函数原理，凸肋的斜面会将衬垫向前的力分解为一部分非向前方向的力，有效减小了衬垫向前的剪切力大小，降低了衬垫向前滑动的趋势。据此，凸肋与凹槽的斜面配合有效阻碍了衬垫的前行，使得衬垫的微动量减弱，有效减少了衬垫的下表面的磨损。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是根据一示例性实施方式示出的膝关节假体的分解图。

图2是根据一示例性实施方式示出的胫骨构件的俯视图。

图3是根据一示例性实施方式示出的衬垫的仰视图。

图4是根据一示例性实施方式示出的胫骨构件与衬垫装配的后视图。

图5是图4中沿A-A线的剖视图。

图6是图4中沿B-B线的剖视图。

图7是根据一示例性实施方式示出的胫骨构件的另一实施方式的立体图。

图8是根据一示例性实施方式示出的胫骨构件的再一实施方式的立体图。

其中，附图标记说明如下：

10、胫骨构件

101、前缘

102、后缘

110、平台

111、平台的上表面

120、凸肋

121、内侧壁

1211、第一斜面

122、外侧壁

123、凹口

130、前凸台

1301、前底切

140、后凸台

1401、后底切

20、衬垫

201、衬垫的上表面

210、凹槽

220、前切槽

2201、前突起

230、后切槽

30、股骨构件

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

在本发明中，所述的诸如“前”、“后”、“上”、“下”、“内”、“外”方向与膝关节假体植入人体以后人站立时的前、后、上、下、内、外方向相一致，并且本发明以左膝的膝关节假体为例进行描述，举例来说，如图2所示，胫骨构件的右侧为内侧，胫骨构件的左侧为外侧。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明，在不冲突的情况下，下述的实施方式中的特征可以相互结合。

图1是根据一示例性实施方式示出的膝关节假体的分解图。图2是根据一示例性实施方式示出的胫骨构件的俯视图。图3是根据一示例性实施方式示出的衬垫的仰视图。图4是根据一示例性实施方式示出的胫骨构件与衬垫装配的后视图。图5是图4中沿A-A线的剖视图。图6是图4中沿B-B线的剖视图。图7是根据一示例性实施方式示出的胫骨构件的另一实施方式的立体图。图8是根据一示例性实施方式示出的胫骨构件的再一实施方式的立体图。

如图1所示，本发明提供了一种膝关节假体，其包括胫骨构件10、衬垫20以及股骨构件30。其中，胫骨构件10包括平台110和以平台110的下表面为起点向背离平台110的下表面方向延伸的固定构件，例如细长的杆，细长的杆可以植入经过外科手术准备的患者的胫骨端(图未示)。衬垫20可以固定在胫骨构件10的上表面，例如如下文所述的凸肋120与凹槽210的配合。股骨构件30可以植入经过外科手术准备的患者的股骨端(图未示)，并且构造成效仿患者的自然的股骨髁的构型。衬垫20的上表面201包括外侧支撑表面和内侧支撑表面，分别与股骨构件30的外侧髁关节表面和内侧髁关节表面关节连接。当然，如本领域人员所熟知的，还可以包括髌骨构件，在此不再做详细说明。

胫骨构件10和股骨构件30可由诸如钴铬合金等金属制成，当然也可采用本领域常用的其他材料。胫骨构件10和股骨构件30的骨接合表面可以被纹理化，有利于与骨骼的结合。另外，这些骨接合表面也可以具有多孔涂层，以促进骨骼内生，从而永久与骨骼固定。

衬垫20可采用聚合材料制成，例如超高分子量聚乙烯，但并不限于此。

下面结合附图，对胫骨构件10和衬垫20的结构作详细说明。

如图1、图2和图3所示，胫骨构件10包括平台110以及由平台110的上表面111向上延伸且由平台110的后缘102向前延伸的一个或多个凸肋120。凸肋120可以是与平台110一体成型的，例如通过铣削加工。平台110的大小可以是与患者胫骨经过外科手术截去顶端部分后的外轮廓形状相吻合，以便平台110的下表面与患者胫骨的截面更好的接合。

在本发明的其他实施方式中，如图7和图8所示，一个或多个凸肋120起始于平台110的后部且向前延伸，并不与平台110的后缘102相连接，只要其能起到导向和定位的作用即可。

凸肋120的数量可以是一个、两个或多个。其中，至少一个凸肋120具有内侧壁121和外侧壁122，在该凸肋120向前延伸的方向上，内侧壁121和外侧壁122其中一侧壁具有弯折处并形成第一斜面1211，第一斜面1211向远离其中另一侧壁的方向延伸。衬垫20的下表面具有与凸肋120相匹配的凹槽210。

具体来说，为了便于下述说明，以内侧壁121具有弯折处为例进行说明。如图2所示，内侧壁121向前且向内延伸形成第一斜面1211，第一斜面1211与内侧壁121的其余部分形成夹角，斜面1211在向前延伸方向上向内侧倾斜，即远离外侧壁122。需要说明的是，本发明所述的“远离另一侧壁”为远离该另一侧壁的非弯折部分，如果该另一侧壁在向前延伸方向上也具有弯折部，那么远离该另一侧壁的斜面可以是平行于甚至靠近该另一侧壁的弯折部，形成大致如

或

的形状。换句话说，如果该另一侧壁在向前延伸方向具有弯折部，本发明并不对该弯折部的弯折方向做特别限定，弯折方向可以是向外侧或向内侧延伸，甚至是如上述描述的

的形状方向延伸。应当理解的是，上述的多种变形，均在本发明的保护范围内。

另外，平台110的上表面111的前缘101设置有至少一个前凸台130，平台110的上表面111的后缘102设置有至少一个后凸台140。相应地，衬垫20具有与前凸台130匹配的前切槽220，衬垫20具有与后凸台140匹配的后切槽230。当衬垫20固定安装在胫骨构件10的平台110的上表面111时，前凸台130可以是容纳于前切槽220的，后凸台140可以是容纳于后切槽230的。

在本发明中，并不限定凸肋120的内侧壁121和外侧壁122在上下方向是否具有倾斜。

膝关节假体在使用过程中，由于患者膝关节屈伸时受力方向主要为相对于患者的前后方向，故衬垫20受到向前的剪切力要大于内外两侧，如此，衬垫20会出现向前的微动，以及频繁相对滑动导致的磨损。本发明提供的膝关节假体，通过“凸肋120的内侧壁121和外侧壁122其中一侧壁具有弯折处并形成第一斜面1211，第一斜面1211向远离其中另一侧壁的方向延伸”的结构设计，使得凸肋120的内侧壁121和/或外侧壁122具有斜面，凹槽210在相应的位置也具有斜面。当衬垫20受到向前方向的剪切力时，由于凸肋120与凹槽210形成斜面配合，故凸肋120与凹槽210在斜面配合处是无间隙的，凸肋120有效阻碍了衬垫20向前移动，显著减少了衬垫20与胫骨构件10之间微动的发生。同时，根据三角函数原理，凸肋120的斜面会将衬垫20向前的力分解为一部分非向前方向的力，有效减小了衬垫20向前的剪切力大小，降低了衬垫20向前滑动的趋势。据此，凸肋120与凹槽210的斜面配合有效阻碍了衬垫20的前行，使得衬垫20的微动量减弱，有效减少了衬垫20的下表面的磨损。

请继续参阅图1-图3，在本发明的一优选实施方式中，第一斜面1211与平台110的上表面111形成相交线，相交线与平台110的前后方向的中轴线之间的夹角大于0度。例如，如图1至8所示，夹角可以是0度-90度，作为优选，夹角可以为2度-70度。另外，如上述描述的

的形状，夹角也可以是90度-180度。

请继续参阅图1-图3，在本发明的一优选实施方式中，凸肋120的数量可以为一对，一对凸肋120设置在平台110的上表面111的中部。两个凸肋120的设置，使得凸肋120给予衬垫20的反作用力更加的均匀、稳定和有力。

在其他实施方式中，一对凸肋120可以是以平台110在前后方向的中轴线为轴对称设置。

应当理解的是，上述的两个凸肋120可以是具有大致相同的高度，也可以是具有不同的高度。其中，术语“大致”用以修饰任何可微小变化的关系，测量及装配时会有误差，但这种误差不会改变其本质。

其中，凸肋120可以与平台110在前后方向的中轴线平行，凸肋120也可以与平台110在前后方向的中轴线呈角度，例如锐角。当然，两个凸肋120可以平行于中轴线，也可以与中轴线呈角度，只要凸肋能够在假体安装过程中发挥导向作用即可。

请参阅图4-图6，在本发明的一优选实施方式中，凸肋120的弯折处具有凹口123，凹口123自平台110的上表面111向上延伸且终止于凸肋120的上表面。凹口123的作用是当凸肋120与凹槽210装配时，防止凹槽210对应位置的尖角与凸肋120的弯折处发生干涉。

在本发明中，不对凹口123的具体形状作特别限定，例如凹口123的截面形状可以是半圆形的、矩形或其他可使凹槽210的尖角容纳在凹口123中而不与其发生干涉的形状。

如图2所示，在本发明的一优选实施方式中，凸肋120的内侧壁121和外侧壁122中的另一侧壁可以是不具有上述的弯折处，换句话说，凸肋120的该另一侧壁可以是由平台110的后缘102向前缘101线性延伸的。

在本发明的另一实施方式中，凸肋120的内侧壁121和外侧壁122中的另一侧壁在向前延伸方向具有弯折处并形成第二斜面，第二斜面与第一斜面1211可以是平行的，也可以是呈角度的。具体来说，以图2中所示的第一斜面1211的延伸方向为例，来说明第二斜面的延伸方向。在图2中，第一斜面1211是向前且向内延伸的，第二斜面可以平行于第一斜面1211，即向前且向内延伸。当然，第二斜面也可以是向前且向外延伸的。

作为优选，第二斜面与第一斜面1211可以是以凸肋120在前后方向的中轴线对称设置，据此，衬垫20固定在胫骨构件10时，每一凸肋120与每一凹槽210具有两个对称设置的斜面配合面，更加有效阻碍了衬垫20的向前滑动，降低了衬垫20的下表面的磨损。

在本发明的一实施方式中，凸肋120与凹槽210在内外延伸方向上可以是过盈配合的，防止在内外方向上具有间隙，从而引发晃动。

如图5至图8所示，在本发明的一实施方式中，前凸台130具有至少一个前底切1301，后凸台140具有至少一个后底切1401，衬垫20的下表面具有至少一个卡入前底切1301的前突起2201和至少一个卡入后底切1401的后突起。

据此，凸肋120与凹槽210的配合可有效防止衬垫20相对于胫骨构件10在前/后方向和内侧/外侧方向上移动，前底切1301与前突起2201以及后底切1401与后突起的配合，可有效防止衬垫20相对于胫骨构件10在向上方向上的移动。

凸肋120从后部向前部延伸，在衬垫20的安装过程中，凸肋120可起到对准以及导向作用，使得衬垫20的凹槽210准确地沿着凸肋120向后缘102滑动。具体来说，使用者可先将凹槽210对准凸肋120，接着沿着凸肋120向后滑动，直至后突起卡入后底切1401，最后向下按压衬垫20的前部，使得凸肋120完全容置于凹槽210内，同时前突起2201卡入前底切1301。据此，衬垫20完全固定在胫骨构件10上，实现了前/后方向、内侧/外侧方向以及上下方向的锁合。

在本发明的一实施方式中，上述至少一个后底切1401设置在平台110的后缘102中部。举例来说，如图7所示，平台110的后缘102设置有三个后凸台140，其中位于后缘102中部的后凸台140具有一个后底切1401，其余两个后凸台140可以不具有后底切1401。相应地，衬垫20下表面的后缘设置有分别与三个后凸台140相匹配的三个后切槽230，其中，位于中部的后切槽230具有与后底切1401相匹配的后突起，其余两个后切槽230可以不具有后突起。

本发明还提供一种膝关节假体组件，包括一个或多个上述任一项的胫骨构件10、多个上述任一项的衬垫20以及多个股骨构件30，三者之间的连接关系与上述相同，在此不再赘述，其中多个衬垫20在内外方向的宽度不同。

膝关节假体的设计通常是以各种不同尺寸，尤其是以各种不同宽度的形式市售，这样是为了适应不同群体中患者的体型和骨骼的不同情况。基于此，本发明提供的膝关节假体组件，充分考虑了胫骨构件10和衬垫20在尺寸方面的灵活性。

具体来说，虽然多个衬垫20中的每个衬垫20在内外方向的宽度可以是不同的，但每个胫骨构件10的凸肋120和前后凸台与底切的位置和形状以及每个衬垫20中凹槽21和前后切槽与突起的位置和形状是不变的，故衬垫20的凹槽210与凸肋120的配合关系是不变的。据此，可以将多个不同宽度的衬垫20固定在同一尺寸的胫骨构件10，这为外科医生在术前和术中选择使用不同尺寸的假体构件时提供了更大的自由度。

据上文所述，本发明提供的膝关节假体和膝关节假体组件的各种设计允许改善不同尺寸假体的互换能力。具体来说，多个宽度不同的衬垫20中任何一个都可以固定到同一的尺寸胫骨构件10，这种互换能力能够允许在膝关节假体组件储备中减少胫骨构件10的储备，也能够在术中植入胫骨构件10后允许选择合适尺寸的衬垫20。

应可理解的是，本发明不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本发明能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本发明的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本发明延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本发明的多个可替代方面。本说明书所述的实施方式说明了已知用于实现本发明的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本发明。

Claims (10)

1.一种膝关节假体，其特征在于，包括：

胫骨构件，包括平台以及由所述平台的上表面向上延伸且由所述平台的后部向前延伸的一个或多个凸肋，所述平台的上表面的前缘设置有至少一个前凸台，所述平台的上表面的后缘设置有至少一个后凸台；

衬垫，所述衬垫的下表面具有与所述凸肋相匹配的凹槽，所述衬垫具有与所述前凸台匹配的前切槽，所述衬垫具有与所述后凸台匹配的后切槽；以及

股骨构件，与所述衬垫的上表面关节连接；

其中，至少一个所述凸肋具有内侧壁和外侧壁，所述内侧壁和所述外侧壁其中一侧壁具有弯折处并形成第一斜面，所述第一斜面向远离其中另一侧壁的方向延伸。

2.根据权利要求1所述的膝关节假体，其特征在于，所述第一斜面与所述平台的上表面形成相交线，所述相交线与所述平台的前后方向的中轴线之间的夹角大于0度。

3.根据权利要求2所述的膝关节假体，其特征在于，所述夹角为2度-70度。

4.根据权利要求1-3任一项所述的膝关节假体，其特征在于，所述凸肋为一对，一对所述凸肋设置在所述平台的中部，至少一所述凸肋与所述平台在前后方向的中轴线平行或呈角度。

5.根据权利要求1-3任一项所述的膝关节假体，其特征在于，所述弯折处具有凹口，所述凹口自所述平台的上表面向上延伸且终止于所述凸肋的上表面。

6.根据权利要求1-3任一项所述的膝关节假体，其特征在于，所述凸肋的所述内侧壁和所述外侧壁中另一侧壁不具有所述弯折处；或

所述凸肋的所述内侧壁和所述外侧壁中另一侧壁在向前延伸方向具有所述弯折处并形成第二斜面，所述第二斜面与所述第一斜面平行或呈角度。

7.根据权利要求1-3任一项所述的膝关节假体，其特征在于，所述凸肋与所述凹槽在宽度方向过盈配合。

8.根据权利要求1-3任一项所述的膝关节假体，其特征在于，所述前凸台具有至少一个前底切，所述后凸台具有至少一个后底切，所述衬垫的下表面具有至少一个卡入所述前底切的前突起和至少一个卡入所述后底切的后突起。

9.根据权利要求8所述的膝关节假体，其特征在于，所述至少一个后底切位于所述平台的后缘中部。

10.一种膝关节假体组件，其特征在于，包括：

一个或多个如权利要求1-9任一项所述的胫骨构件；

多个如权利要求1-9任一项所述的衬垫，每个所述衬垫在内外方向的宽度不同；以及

多个股骨构件，所述股骨构件与所述衬垫的上表面关节连接。

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