一种旋转平台的球轴铰链型人工膝关节假体及使用方法技术

本发明专利技术涉及一种旋转平台的球轴铰链型人工膝关节假体及使用方法，首先切除股骨远端肿瘤和胫骨近端骨面并进行髓腔扩髓，将股骨髓针和股骨髁补块连接在一起，在股骨髓腔内注入骨水泥后将股骨髓针插入股骨髓腔内；将胫骨构件和胫骨髓针连接在一起，在胫骨髓腔内注入骨水泥后将胫骨髓针插入胫骨髓腔中；将旋转衬套置于连接部的衬套孔中，将胫骨衬垫置于在胫骨部件上，将铰链旋转球通过插入组接孔置于旋转衬套的球面凹槽中；将股骨部件置于胫骨衬垫上，将衬套锁插入连接部的衬套孔中，将股骨髁补块通过螺钉固定在股骨部件上。本假体可在最大程度上减少截骨骨量，能够显著降低假体无菌性松动率，延长假体生存期，并为可能的翻修保留了一定的骨储备。

An artificial knee joint prosthesis with spherical axis hinge and its application method

【技术实现步骤摘要】
一种旋转平台的球轴铰链型人工膝关节假体及使用方法
本专利技术涉及一种旋转平台的球轴铰链型人工膝关节假体及使用方法，特别适用于股骨远端骨巨细胞瘤保膝治疗，也适用于股骨远端其他良、恶性肿瘤的保膝治疗以及常规人工膝关节置换失败后的翻修。
技术介绍
骨巨细胞瘤（Giantcelltumor，GCT）占所有原发性骨肿瘤的10%～20%，高发地区主要在东南亚的中国、印度、斯里兰卡等国家，是欧美的3～4倍，也有“亚洲骨肿瘤”之称。GCT作为良性与恶性之间的交界性肿瘤，外科手术是其唯一的有效治疗措施，其特点是术后远处转移率低（1.5%～7%），局部复发率高（8%～62%）。骨巨细胞瘤大多靠近关节面且病变多在5cm以内，目前国内治疗GCT的人工假体多为治疗恶性肿瘤的假体，此种假体采用高加索人种数据，同国人存在地区差异，并且截骨量偏大，为适应人工假体重建，骨端最短切除范围也要在8～12cm之间，医生手术时为安装假体需切除的长度超出肿瘤治疗范围，导致骨质过多的丢失。有研究证明，股骨远端松动率随切除长度增加而显著增加，因此术后假体松动等并发症发病率高。针对这些缺点，治疗GCT的新型人工膝关节假体的研发迫在眉睫，针对国人的骨骼特点，设计出能够合理截骨减少骨丢失、降低无菌性松动发生率的治疗GCT的人工假体是当前的研究热点。自20世纪50年代以来，铰链式膝关节假体已被普遍用于在骨肿瘤切除术后重建股骨远端或胫骨近端骨缺损，第一代铰链式膝关节假体是单轴设计，高应力转移到植入物-水泥-骨界面，导致假体早期松动、疲劳和骨折的发生率较高；第二代铰链式假体的设计通过引入内外旋和内外翻运动而减少了约束。尽管这些假体的短期失败率有所下降，但中长期临床结果仍不令人满意。第三代铰链式假体(旋转铰链膝，RHK)设计有活动轴承、聚乙烯轴承、股骨前槽加深等特点。虽然第三代假体的失败率进一步下降，但也存在一些缺点，如双轴运动和股骨髁不完全加载，这与人体正常关节不同。目前使用的旋转铰链型膝关节假体为达到膝关节屈伸和旋转的目的分别设置了屈伸轴和旋转轴，结构较复杂。旋转铰链型膝关节假体的屈伸轴有聚乙烯衬套，由于聚乙烯衬套承重，极易出现磨损和破裂，明显缩短了假体的使用寿命。患者因为更换破损的聚乙烯衬套有可能会经历多次手术，给患者带来极大的痛苦和经济负担。
技术实现思路
鉴于现有技术的状况及存在的不足，本专利技术提供了适用于治疗股骨远端骨巨细胞瘤的一种旋转平台的球轴铰链型人工膝关节假体及使用方法，这种假体为骨巨细胞瘤患者的保肢提供了更为适宜的治疗方案，也可以扩展到其他良、恶性肿瘤的保膝治疗，以及常规人工膝关节置换失败后的翻修。本假体依据骨巨细胞瘤的生长特点设计，减少截骨骨量，较目前市场上常规肿瘤型假体可多保留骨长度约3-4cm，能够显著降低假体术后无菌性松动率，延长假体生存期，并为可能的翻修保留了一定的骨储备。铰链旋转轴、铰链旋转球和胫骨平台为完整的一体结构，结构简单强度高，同时实现了膝关节假体的屈伸和旋转功能要求，进一步降低了手术操作难度，增加了手术的成功率，提高了术后效果。可旋转的胫骨衬垫的设计可实现左右各旋转15度，满足正常人膝关节在屈伸活动中有5～10°旋转活动的要求，减少膝关节限制，运动更为仿生，有效的减少了应力集中，能够显著降低假体无菌性松动率。该假体通过减小铰链旋转轴和铰链旋转球的高度可实现铰链旋转轴、铰链旋转球的零负重和髁部的完全负重，可有效预防假体聚乙烯衬套受力易磨损和破裂的难题，延长假体使用寿命。本专利技术假体的旋转衬套和衬套锁可实现对铰链旋转轴和铰链旋转球的相对锁定，防止膝关节假体脱位和侧方移位。胫骨衬垫旋转轴与胫骨衬垫的限位槽相匹配，可有效防止胫骨衬垫的前后移位和过度旋转。本专利技术为实现上述目的，所采用的技术方案是：一种旋转平台的球轴铰链型人工膝关节假体，包括股骨髓针、胫骨髓针，其特征在于：还包括股骨部件、胫骨部件、胫骨衬垫、旋转衬套、衬套锁、股骨髁补块；所述旋转衬套置于连接部的圆柱形的衬套孔中，旋转衬套的旋转轴豁口Ⅱ与连接部的旋转轴豁口Ⅰ相对应；所述胫骨衬垫设置在胫骨部件上，胫骨部件的条形的胫骨衬垫旋转轴设置在胫骨衬垫条形的限位槽Ⅰ中，胫骨部件的铰链旋转轴设置在胫骨衬垫的凹口内，限位槽Ⅰ的圆心角比胫骨衬垫旋转轴的圆心角大30度，胫骨衬垫在胫骨部件上能够左右各旋转15度；所述股骨部件设置胫骨衬垫上，股骨部件的前下方关节面和两侧的髁部关节面置于胫骨衬垫的髁间嵴和凹口两侧的髁面上；所述胫骨部件的铰链旋转轴设置在旋转衬套旋转轴豁口Ⅱ和连接部旋转轴豁口Ⅰ中，铰链旋转轴上端的铰链旋转球置于球面凹槽中；所述衬套锁的弧面槽端插入连接部的圆柱形的衬套孔中，衬套锁的弧面槽设置在铰链旋转球的上面，衬套锁的两个半圆形的锁定隆突分别置于股骨部件的两个半圆形的锁定槽中，以阻止旋转衬套和衬套锁在衬套孔内的旋转；所述股骨髁补块的两侧块插入股骨部件的连接部两侧面上，股骨髁补块的限位壁置于股骨部件的限位槽Ⅱ中，股骨髁补块的前面、前下面、下面和后面分别与股骨部件的前内侧面、前下内侧面、下内侧面和后内侧面对应接触；在股骨髁补块的两个沉孔中，分别设置一个螺钉，两个螺钉的一端分别穿过两个沉孔与股骨部件两侧的螺纹孔螺接，将股骨髁补块固定在股骨部件上；所述股骨髓针的锥度接头Ⅰ插入股骨髁补块的锥度盲孔Ⅱ中，股骨髁补块的两个凸起对应与股骨髓针的两个卡槽卡接在一起；所述胫骨髓针的锥度接头Ⅱ插入胫骨部件锥度盲孔Ⅰ中。一种旋转平台的球轴铰链型人工膝关节假体的使用方法，其特征在于，步骤如下：首先切除股骨远端肿瘤和胫骨近端骨面并进行髓腔扩髓，在体外将股骨髓针和股骨髁补块连接在一起，即将股骨髓针锥度接头Ⅰ插入股骨髁补块的锥度盲孔Ⅱ中，股骨髁补块的两个凸起对应与股骨髓针两个卡槽卡接在一起，在股骨髓腔内注入骨水泥后将股骨髓针插入股骨髓腔内；在体外将胫骨构件和胫骨髓针连接在一起，即胫骨髓针锥度接头Ⅱ插入胫骨部件锥度盲孔Ⅰ中，在胫骨髓腔内注入骨水泥后将胫骨髓针插入胫骨髓腔中；将旋转衬套置于连接部的圆柱形的衬套孔中，球面凹槽向上，旋转衬套旋转轴豁口Ⅱ与连接部旋转轴豁口Ⅰ相对应；将胫骨衬垫置于在胫骨部件上，胫骨部件的条形的胫骨衬垫旋转轴设置在胫骨衬垫条形的限位槽Ⅰ中，胫骨部件的铰链旋转轴设置在胫骨衬垫的凹口内，限位槽Ⅰ的圆心角比条形的胫骨衬垫旋转轴的圆心角大30度，胫骨衬垫在胫骨部件上能够左右各旋转15度；适当调节膝关节的屈曲角度，将铰链旋转球通过插入组接孔置于旋转衬套球面凹槽中；逐渐伸直膝关节，将股骨部件置于胫骨衬垫上，股骨部件的前下方关节面和旋转轴豁口Ⅰ两侧的髁部关节面置于胫骨衬垫的髁间嵴和凹口两侧的髁面上，胫骨部件的铰链旋转轴置于凹口、旋转轴豁口Ⅰ、旋转轴豁口Ⅱ中；将衬套锁弧面槽端插入连接部的圆柱形的衬套孔中，衬套锁的弧面槽设置在铰链旋转球的上面，衬套锁的两个半圆形的锁定隆突分别置于股骨部件的两个半圆形的锁定槽中，以阻止旋转衬套和衬套锁在衬套孔内的旋转；适本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转平台的球轴铰链型人工膝关节假体，包括股骨髓针（7）、胫骨髓针（8），其特征在于：还包括股骨部件（1）、胫骨部件（2）、胫骨衬垫（3）、旋转衬套（4）、衬套锁（5）、股骨髁补块（6）；/n所述旋转衬套（4）置于连接部（1-1）的圆柱形的衬套孔（1-1-1）中，旋转衬套（4）的旋转轴豁口Ⅱ（4-3）与连接部（1-1）的旋转轴豁口Ⅰ（1-1-5）相对应；/n所述胫骨衬垫（3）设置在胫骨部件（2）上，胫骨部件（2）的条形的胫骨衬垫旋转轴（2-2）设置在胫骨衬垫（3）条形的限位槽Ⅰ（3-5）中，胫骨部件（2）的铰链旋转轴（2-3）设置在胫骨衬垫（3）的凹口（3-4）内，限位槽Ⅰ（3-5）的圆心角比胫骨衬垫旋转轴（2-2）的圆心角大30度，胫骨衬垫（3）在胫骨部件（2）上能够左右各旋转15度；/n所述股骨部件（1）设置胫骨衬垫（3）上，股骨部件（1）的前下方关节面（1-2-2）和两侧的髁部关节面（1-2-3）置于胫骨衬垫（3）的髁间嵴（3-1）和凹口（3-4）两侧的髁面（3-2）上；/n所述胫骨部件（2）的铰链旋转轴（2-3）设置在旋转衬套（4）旋转轴豁口Ⅱ（4-3）和连接部（1-1）旋转轴豁口Ⅰ（1-1-5）中，铰链旋转轴（2-3）上端的铰链旋转球（2-4）置于球面凹槽（4-2）中；/n所述衬套锁（5）的弧面槽（5-1）端插入连接部（1-1）的圆柱形的衬套孔（1-1-1）中，衬套锁（5）的弧面槽（5-1）设置在铰链旋转球（2-4）的上面，衬套锁（5）的两个半圆形的锁定隆突（5-3）分别置于股骨部件（1）的两个半圆形的锁定槽（1-1-2）中，以阻止旋转衬套（4）和衬套锁（5）在衬套孔（1-1-1）内的旋转；/n所述股骨髁补块（6）的两侧块（6-3）插入股骨部件（1）的连接部（1-1）两侧面上，股骨髁补块（6）的限位壁（6-3-2）置于股骨部件（1）的限位槽Ⅱ（1-3）中，股骨髁补块（6）的前面（6-4）、前下面（6-5）、下面（6-6）和后面（6-7）分别与股骨部件（1）的前内侧面（1-2-7）、前下内侧面（1-2-6）、下内侧面（1-2-5）和后内侧面（1-2-4）对应接触；/n在股骨髁补块（6）的两个沉孔（6-3-1）中，分别设置一个螺钉（9），两个螺钉（9）的一端分别穿过两个沉孔（6-3-1）与股骨部件（1）两侧的螺纹孔（1-1-3）螺接，将股骨髁补块（6）固定在股骨部件（1）上；/n所述股骨髓针（7）的锥度接头Ⅰ（7-4）插入股骨髁补块（6）的锥度盲孔Ⅱ（6-2）中，股骨髁补块（6）的两个凸起（6-1）对应与股骨髓针（7）的两个卡槽（7-3）卡接在一起；/n所述胫骨髓针（8）的锥度接头Ⅱ（8-3）插入胫骨部件（2）锥度盲孔Ⅰ（2-5-1）中。/n...

【技术特征摘要】
1.一种旋转平台的球轴铰链型人工膝关节假体，包括股骨髓针（7）、胫骨髓针（8），其特征在于：还包括股骨部件（1）、胫骨部件（2）、胫骨衬垫（3）、旋转衬套（4）、衬套锁（5）、股骨髁补块（6）；
所述旋转衬套（4）置于连接部（1-1）的圆柱形的衬套孔（1-1-1）中，旋转衬套（4）的旋转轴豁口Ⅱ（4-3）与连接部（1-1）的旋转轴豁口Ⅰ（1-1-5）相对应；
所述胫骨衬垫（3）设置在胫骨部件（2）上，胫骨部件（2）的条形的胫骨衬垫旋转轴（2-2）设置在胫骨衬垫（3）条形的限位槽Ⅰ（3-5）中，胫骨部件（2）的铰链旋转轴（2-3）设置在胫骨衬垫（3）的凹口（3-4）内，限位槽Ⅰ（3-5）的圆心角比胫骨衬垫旋转轴（2-2）的圆心角大30度，胫骨衬垫（3）在胫骨部件（2）上能够左右各旋转15度；
所述股骨部件（1）设置胫骨衬垫（3）上，股骨部件（1）的前下方关节面（1-2-2）和两侧的髁部关节面（1-2-3）置于胫骨衬垫（3）的髁间嵴（3-1）和凹口（3-4）两侧的髁面（3-2）上；
所述胫骨部件（2）的铰链旋转轴（2-3）设置在旋转衬套（4）旋转轴豁口Ⅱ（4-3）和连接部（1-1）旋转轴豁口Ⅰ（1-1-5）中，铰链旋转轴（2-3）上端的铰链旋转球（2-4）置于球面凹槽（4-2）中；
所述衬套锁（5）的弧面槽（5-1）端插入连接部（1-1）的圆柱形的衬套孔（1-1-1）中，衬套锁（5）的弧面槽（5-1）设置在铰链旋转球（2-4）的上面，衬套锁（5）的两个半圆形的锁定隆突（5-3）分别置于股骨部件（1）的两个半圆形的锁定槽（1-1-2）中，以阻止旋转衬套（4）和衬套锁（5）在衬套孔（1-1-1）内的旋转；
所述股骨髁补块（6）的两侧块（6-3）插入股骨部件（1）的连接部（1-1）两侧面上，股骨髁补块（6）的限位壁（6-3-2）置于股骨部件（1）的限位槽Ⅱ（1-3）中，股骨髁补块（6）的前面（6-4）、前下面（6-5）、下面（6-6）和后面（6-7）分别与股骨部件（1）的前内侧面（1-2-7）、前下内侧面（1-2-6）、下内侧面（1-2-5）和后内侧面（1-2-4）对应接触；
在股骨髁补块（6）的两个沉孔（6-3-1）中，分别设置一个螺钉（9），两个螺钉（9）的一端分别穿过两个沉孔（6-3-1）与股骨部件（1）两侧的螺纹孔（1-1-3）螺接，将股骨髁补块（6）固定在股骨部件（1）上；
所述股骨髓针（7）的锥度接头Ⅰ（7-4）插入股骨髁补块（6）的锥度盲孔Ⅱ（6-2）中，股骨髁补块（6）的两个凸起（6-1）对应与股骨髓针（7）的两个卡槽（7-3）卡接在一起；
所述胫骨髓针（8）的锥度接头Ⅱ（8-3）插入胫骨部件（2）锥度盲孔Ⅰ（2-5-1）中。


2.根据权利要求1所述的一种旋转平台的球轴铰链型人工膝关节假体，其特征在于：所述股骨部件（1）由一体结构的连接部（1-1）、髁部（1-2）和限位槽Ⅱ（1-3）构成，所述连接部（1-1）两侧面上设有贯通的圆柱形的衬套孔（1-1-1）和对称的带螺纹的盲孔（1-1-3），在一侧面的衬套孔（1-1-1）上设有两个半圆形的锁定槽（1-1-2），两个半圆形的锁定槽（1-1-2）与衬套孔（1-1-1）相通，在连接部（1-1）的上面设有圆形的组接孔（1-1-4），组接孔（1-1-4）分别与衬套孔（1-1-1）和旋转轴豁口Ⅰ（1-1-5）相通；
所述髁部（1-2）由前方关节面（1-2-1）、前下方关节面（1-2-2）、髁部关节面（1-2-3）、后内侧面（1-2-4）、下内侧面（1-2-5）、前下内侧面（1-2-6）和前内侧面（1-2-7）构成；
前方关节面（1-2-1）、前下方关节面（1-2-2）和髁部关节面（1-2-3）构成的整体面为光滑的弧面，在连接部（1-1）上面和前内侧面（1-2-7）之间形成一条限位槽Ⅱ（1-3）。


3.根据权利要求1所述的一种旋转平台的球轴铰链型人工膝关节假体，其特征在于：所述胫骨部件（2）由一体结构的胫骨平台（2-1）、条形的胫骨衬垫旋转轴（2-2）、铰链旋转轴（2-3）、铰链旋转球（2-4）、基底部柱（2-5）和防旋侧翼（2-6）构成；所述胫骨平台（2-1）两侧长面为同向的弧面，在胫骨平台（2-1）的上面分别设有条形的胫骨衬垫旋转轴（2-2）和柱形的铰链旋转轴（2-3），条形的胫骨衬垫旋转轴两侧长面为同向的弧面，两侧短面为半圆面，铰链旋转轴（2-3）的上端为铰链旋转球（2-4），在胫骨平台（2-1）的下面设有基底部柱（2-5），在基底部柱（2-5）的底面设有锥度盲孔Ⅰ（2-5-1），在基底部柱（2-5）与胫骨平台（2-1）下面的连接处设有两个防旋侧翼（2-6）。


4.根据权利要求1所述的一种旋转平台的球轴铰链型人工膝关节假体，其特征在于：所述胫骨衬垫（3）一侧长面为弧面，另一侧长面的中心处为凹口（3-4），胫骨衬垫（...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡永成，赵云龙，田东牧，任志鹏，张净宇，李建军，王丰，杨雄刚，张浩然，庞承刚，
申请(专利权)人：胡永成，
类型：发明
国别省市：天津;12