一種一體式人工全膝關節假體的制作方法

本實用新型涉及醫療康復器械領域，尤其涉及一種一體式人工全膝關節假體。

背景技術：

膝關節為人體最大且構造最復雜、損傷機會亦較多的關節。關節置換是目前改善膝關節功能的常用方法，可以減輕關節疼痛，矯正關節畸形，恢復關節活動度。傳統的膝關節假體由股骨髁、襯墊、脛骨托三部分構成，因此股骨髁和襯墊之間的關節面滑動磨損和襯墊與脛骨托之間的微動磨損都非常嚴重，大大縮短了膝關節假體的使用壽命。除此之外，目前常用的材料為CoCrMo合金/UHMWPE摩擦界面，此界面具有較好的摩擦性能且超高分子量聚乙烯提供了一定的緩沖性能，但是長期使用下聚乙烯的磨損產生的顆粒可以誘導炎性反應，誘發骨溶解并導致假體松動；另外，CoCrMo合金彈性模量大，會產生應力遮擋問題，與此同時，CoCrMo合金會釋放一定量的金屬離子，對機體有一定的毒性；最后，金屬材料會在X射線下顯示偽影，并影響核磁共振的成像，因此迫切需要一種高耐磨、具有較好的生物相容性和較好的緩沖性能且使用壽命長的膝關節假體。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題在于，針對現有技術中人工膝關節假體因易磨損而容易誘導炎性反應、骨溶解并導致假體松動、且會產生應力遮擋問題、對機體有一定的毒性且X射線下形成偽影的上述缺陷，提供一種高耐磨、具有較好的生物相容性和較好的緩沖性能、能夠更好地模擬正常膝關節的生物性能、不會產生金屬離子毒性和過敏反應、能夠改善病人的主觀感受、延長使用壽命并降低翻修率的人工全膝關節假體。

本實用新型為解決上述技術問題，其所采用的技術方案如下：

一種一體式人工全膝關節假體，包括相互連接的股骨髁和脛骨襯墊，且股骨髁和脛骨襯墊均采用聚醚醚酮或其衍生物制成。

本實用新型所述一體式人工全膝關節假體包括相互連接的股骨髁和脛骨襯墊，即將襯墊與脛骨托一體成型，與現有技術中襯墊與脛骨托分開單獨設置相比，將襯墊和脛骨托一體成型為脛骨襯墊不僅簡化了所述一體式人工全膝關節假體的結構，而且避免了襯墊與脛骨托之間的微動磨損，有助于延長所述一體式人工全膝關節假體的使用壽命，降低了翻修率，還減少了磨損顆粒的產生，減輕了炎癥反應，改善了病人的主觀感受。

上述股骨髁和脛骨襯墊均采用聚醚醚酮或其衍生物制成，聚醚醚酮或其衍生物具有較低的摩擦系數、較低的磨損率和理想的彈性模量，這樣使得所述一體式人工全膝關節假體具有高耐磨性能和較好的緩沖性能，大大降低了磨損，進而有助于降低骨溶解和所述一體式人工全膝關節假體松動的發生率，并能夠更好地模擬正常膝關節的生物性能；除此之外，聚醚醚酮或其衍生物還具有良好的生物相容性，這樣有助于提高所述一體式人工全膝關節假體的生物相容性，有助于改善病人的主觀感受。另外，因為上述股骨髁和脛骨襯墊均采用聚醚醚酮或其衍生物制成，故使得所述一體式人工全膝關節假體內不含金屬材料，不會產生金屬離子毒性和過敏反應，不影響透視顯影和核磁共振成像。

在本實用新型所述一體式人工全膝關節假體中，上述股骨髁或脛骨襯墊的的彈性模量的取值范圍為10GPa～25GPa，這樣的設計使得股骨髁或脛骨襯墊的彈性模量與人體骨組織相近，可以避免應力遮擋，能對人體骨組織起到保護作用，有助于降低骨溶解和所述一體式人工全膝關節假體松動的發生率，進一步延長了所述一體式人工全膝關節假體的使用壽命，降低了其翻修率。如若股骨髁或脛骨襯墊的彈性模量小于10GPa，則會使得所述一體式人工全膝關節假體的強度太差，如若股骨髁或脛骨襯墊的彈性模量大于25GPa，則會導致應力遮擋，也就是說，將股骨髁或脛骨襯墊的彈性模量的取值范圍限定為10GPa～25GPa，使得所述一體式人工全膝關節假體能夠模擬人體骨骼的性能，在保證其強度的同時避免應力遮擋。

作為本實用新型的優選方案，上述股骨髁的下表面設有髕骨滑槽。

在本實用新型所述一體式人工全膝關節假體中，股骨髁下表面設置的髕骨滑槽，能夠使得股骨髁與髕骨軌跡貼合，從而防止髕骨嵌頓或磨損。

作為本實用新型的優選方案，上述股骨髁的上表面設有股骨髁穩定結構。

在本實用新型所述一體式人工全膝關節假體中，股骨髁上表面設置的股骨髁穩定結構能夠限制股骨髁移動，起到固定股骨髁的作用；另外，該股骨髁穩定結構可為槽狀結構，也可呈柱狀。

作為本實用新型的優選方案，上述脛骨襯墊的頂端邊緣設有髕骨槽。

在本實用新型所述一體式人工全膝關節假體中，脛骨襯墊的頂端邊緣設置的髕骨槽有利于髕韌帶力量的傳遞，也使得脛骨襯墊能夠與髕骨軌跡貼合，從而防止髕韌帶被磨損。

進一步優選地，上述脛骨襯墊的頂端設有前唇，且該前唇位于髕骨槽的上方位置。

在本實用新型所述技術方案中，該脛骨襯墊的頂端設置的前唇能夠與股骨髁外側貼合，使得所述一體式人工全膝關節假體具有較高的伸直位穩定性。

在本實用新型所述一體式人工全膝關節假體中，上述脛骨襯墊的上表面設有窩柱結構，該窩柱結構可以防止股骨髁在高度屈曲狀態下向前滑脫，即有助于維持一體式人工全膝關節假體的穩定性。

作為本實用新型的優選方案，上述脛骨襯墊底端設有固定柱。

在本實用新型所述技術方案中，脛骨襯墊底端設置的固定柱可以與松質骨穩定結合，起到了穩定結合所述一體式人工全膝關節假體與脛骨的作用。

進一步優選地，上述固定柱的外側表面還設有至少一對固定翼，且該固定翼與脛骨襯墊底端連接。

在本實用新型所述技術方案中，該固定柱的外側表面設置的至少一對固定翼也可以與松質骨穩定結合，也能穩定結合所述一體式人工全膝關節假體與脛骨的作用，而且該固定翼也可以防止該脛骨襯墊旋轉，使得所述一體式人工全膝關節假體具有較好的早期穩定性。

作為本實用新型的優選方案，上述股骨髁的硬度大于脛骨襯墊的硬度。

在本實用新型所述一體式人工全膝關節假體中，將股骨髁的硬度設計為大于脛骨襯墊的硬度，使得脛骨襯墊作為被磨損方，在保證良好緩沖和關節功能的同時減緩股骨髁與脛骨襯墊之間的磨損，有助于提升所述一體式人工全膝關節假體的緩沖性能，也利于延長所述一體式人工全膝關節假體的使用壽命；如若股骨髁和脛骨襯墊的硬度相同，則股骨髁與脛骨襯墊之間的磨損會相當嚴重；如若股骨髁的硬度小于脛骨襯墊的硬度，則會使得股骨髁在磨損過程中發生變形，使得所述一體式人工全膝關節假體的關節功能受到嚴重影響。

作為本實用新型的優選方案，上述股骨髁或脛骨襯墊表面鑲嵌有顯影物質。

在安裝所述一體式人工全膝關節假體后，股骨髁或脛骨襯墊表面鑲嵌的顯影物質方便了對所述一體式人工全膝關節假體進行透視定位，方便了使用。

在本實用新型所述一體式人工全膝關節假體中，上述聚醚醚酮或其衍生物中添加有納米粒子或纖維增強材料，這樣有助于改善所述一體式人工全膝關節假體的力學性能。

另外，在本實用新型所述技術方案中，凡未作特別說明的，均可通過采用本領域中的常規技術手段來實現。

綜上所述，與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：

1、在本實用新型所述技術方案中，脛骨襯墊一體成型，與現有技術中脛骨托與襯墊分開獨立設置相比，不僅簡化了所述一體式人工全膝關節假體的結構，而且避免了襯墊與脛骨托之間的微動磨損，有助于延長所述一體式人工全膝關節假體的使用壽命，降低了翻修率，還減少了磨損顆粒的產生，減輕了炎癥反應，改善了病人的主觀感受；

2、在本實用新型所述技術方案中，上述股骨髁和脛骨襯墊均采用聚醚醚酮或其衍生物制成，聚醚醚酮或其衍生物具有較低的摩擦系數、較低的磨損率和理想的彈性模量，這樣使得所述一體式人工全膝關節假體具有高耐磨性能和較好的緩沖性能，大大降低了磨損，進而有助于降低骨溶解和所述一體式人工全膝關節假體松動的發生率，并能夠更好地模擬正常膝關節的生物性能；除此之外，聚醚醚酮或其衍生物還具有良好的生物相容性，這樣有助于提高所述一體式人工全膝關節假體的生物相容性，有助于改善病人的主觀感受。另外，因為上述股骨髁和脛骨襯墊均采用聚醚醚酮或其衍生物制成，故使得所述一體式人工全膝關節假體內不含金屬材料，不會產生金屬離子毒性和過敏反應，不影響透視顯影和核磁共振成像；

3、在本實用新型所述技術方案中，上述股骨髁或脛骨襯墊的的彈性模量的取值范圍為10GPa～25GPa，使得股骨髁或脛骨襯墊的彈性模量與人體骨組織相近，可以避免應力遮擋，能對人體骨組織起到保護作用；

4、在本實用新型所述技術方案中，股骨髁下表面設置的髕骨滑槽，能夠使得股骨髁與髕骨軌跡貼合，從而防止髕骨嵌頓或磨損；脛骨襯墊的頂端邊緣設置的髕骨槽有利于髕韌帶力量的傳遞，也使得脛骨襯墊能夠與髕骨軌跡貼合，從而防止髕韌帶被磨損；

5、在本實用新型所述技術方案中，股骨髁上表面設置的股骨髁穩定結構能夠限制股骨髁移動，起到固定股骨髁的作用；

6、在本實用新型所述技術方案中，上述脛骨襯墊底端設置有固定柱及設置在該固定柱外側表面的至少一對固定翼，該固定柱和固定翼均與松質骨穩定結合，均起到穩定結合所述一體式人工全膝關節假體與脛骨的作用；另外，該固定翼也可以防止該脛骨襯墊旋轉，使得所述一體式人工全膝關節假體具有較好的早期穩定性。

7、在本實用新型所述技術方案中，將股骨髁的硬度設計為大于脛骨襯墊的硬度，使得脛骨襯墊作為被磨損方，在保證良好緩沖和關節功能的同時減緩股骨髁與脛骨襯墊之間的磨損，有助于提升所述一體式人工全膝關節假體的緩沖性能，也利于延長所述一體式人工全膝關節假體的使用壽命；

8、在本實用新型所述技術方案中，股骨髁或脛骨襯墊表面鑲嵌的顯影物質方便了對所述一體式人工全膝關節假體進行透視定位，方便了使用。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中：

圖1是實施例1中一體式人工全膝關節假體的結構示意圖；

圖2是圖1的爆炸圖；

圖3是實施例1中股骨髁的結構示意圖；

圖4是實施例2中一體式人工全膝關節假體的結構示意圖；

圖5是圖4的爆炸圖；

圖6是實施例2中股骨髁的結構示意圖；

附圖中，1、股骨髁；1.1、髕骨滑槽；1.2、股骨髁穩定結構；，2、脛骨襯墊；2.1、髕骨槽；2.2、前唇；2.3、窩柱結構；2.4、固定柱；2.5、固定翼；3、顯影物質。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

實施例1：

一種一體式人工全膝關節假體，該一體式人工全膝關節假體為后穩定型假體，如圖1所示，包括相互連接的股骨髁1和脛骨襯墊2，且該股骨髁1和脛骨襯墊2均采用聚醚醚酮或其衍生物制成，并在該聚醚醚酮或其衍生物中添加有納米粒子或纖維增強材料。

如圖2所示，上述股骨髁1的下表面設有髕骨滑槽1.1，且如圖3所示，該股骨髁1的上表面設有股骨髁穩定結構1.2，該股骨髁穩定結構1.2為槽狀結構。又如圖2所示，上述脛骨襯墊2的頂端邊緣設有髕骨槽2.1，且該脛骨襯墊2的頂端還設有前唇2.2，該前唇2.2位于髕骨槽2.1的上方位置，而該脛骨襯墊2的上表面設有窩柱結構2.3，該窩柱結構2.3可以防止股骨髁1在高度屈曲狀態下向前滑脫，即有助于維持該一體式人工全膝關節假體的穩定性；該脛骨襯墊2底端設有固定柱2.4，且該固定柱2.4的外側表面設有至少一對固定翼2.5，具體來說，在本實施例中，該固定柱2.4的外側表面設有一對固定翼2.5，而該固定翼2.5與脛骨襯墊2底端連接。

又如圖1和圖2所示，上述股骨髁1或脛骨襯墊2表面鑲嵌有顯影物質3，且該股骨髁1的硬度大于脛骨襯墊2的硬度。

在本實施例中，上述股骨髁1或脛骨襯墊2的彈性模量的取值范圍為10GPa～25GPa。

實施例2：

本實施例也提供了一種一體式人工全膝關節假體，該一體式人工全膝關節假體為后交叉韌帶保留型假體，如圖4所示，其結構與實施例1提供的一體式人工全膝關節假體的結構大概相同，二者之間的區別在于：

如圖5和圖6所示，股骨髁1的上表面設置的股骨髁穩定結構1.2呈柱狀；由于保留了后交叉韌帶，上述脛骨襯墊2的上表面無需設置窩柱結構。

應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，而所有這些改進和變換都應屬于本實用新型所附權利要求的保護范圍。