[发明专利]人工膝关节置换用股骨侧假体和胫骨侧假体

说明书

技术领域

本公开涉及人工膝关节置换技术，具体涉及一种人工膝关节置换用股骨侧假体。

背景技术

人工全膝关节置换(TKA)是治疗晚期骨性关节炎、类风湿性关节炎或创伤性关节炎的最佳途径。据健康品质研究机构(Agency for Healthcare Research and Quality)报道，仅美国一年就有超过60万例的TKA手术，总费用高达数百亿美元。通常来说，行TKA手术的膝关节的股骨远端被部分切除以接受股骨假体元件，胫骨近端被部分切除以接受胫骨假体元件。股骨假体元件的关节面几何特征直接影响术后的膝关节功能，所以股骨假体的设计至关重要。最接近正常人体股骨髁部几何特征的股骨假体才能为接受手术者提供最接近正常膝关节的感觉。

人们最初认为股骨髁部是个圆形，且围绕一个固定的轴旋转。一种现有技术提出了TKA股骨假体设计采用单一曲率半径(single radius)的方法，如图1所示。这种股骨假体1设计的原理在于把股骨内外髁视作两个近似半径圆形的一段弧。这两个圆形的圆心并不重合，但它们的连线被认为重合于股骨髁部穿髁线(transepicondylar axis，TEA)，即股骨内外髁最高点连线。也就是说：TEA与股骨远端和后髁表面的距离几乎相等。这种以单半径原理设计的股骨假体因缺少股骨后髁偏心距(offset)值，被越来越多的学者认为是导致术后屈曲受限的重要原因之一。患者术后的膝关节运动学与正常人体膝关节运动学相比，也有很大的差别。同时，这种内外后髁等高的对称性设计，在膝关节屈曲时不符合韧带的张力特点，所以被认为会导致膝关节不稳定。

后来又有学者认为股骨髁部是一个螺旋形，且旋转轴并不是固定的，而是存在一个瞬时的旋转中心。图2示出了根据现有技术的螺旋形股骨髁部，该TKA股骨假体髁部采用瞬时旋转中心的设计原理。此原 理设计而成的股骨假体21把股骨髁部关节面轮廓视为螺旋形，分为多个不同圆半径的曲面组成。但以此原理设计假体的方法异常繁琐。

上世纪90年代，学者们又重新支持股骨髁部为圆形且旋转轴固定的观点。尤其核磁矢状位扫描的应用，更使得这些研究者坚信股骨髁部在矢状位是由多个圆形构成。例如股骨髁部轮廓被认为是由三个或四个半径不同的圆形组成，且这些圆心彼此分离，如图3所示。以这种原理设计而成的TKA股骨假体31，在膝关节进行屈伸过程中，股骨髁部的旋转中心将从一个圆心突然跳至下一个圆心。而这种突然的较大的旋转中心跳跃，将损害膝关节假体的稳定性，导致假体的磨损。

发明内容

鉴于现有技术中的一个或多个问题，提出了本公开的人工膝关节置换用股骨侧假体。

根据本公开的一个方面，公开了一种人工膝关节置换用股骨侧假体，包括：内侧元件，所述内侧元件包括内髁部分和内侧滑车部分，所述内髁部分的关节面在矢状位上表现为第一椭圆上的一段弧，所述内侧滑车部分的关节面在矢状位上表现为第二椭圆或圆形上的一段弧，以及外侧元件，所述外侧元件包括外侧滑车部分和外髁部分，所述外侧滑车部分的关节面在矢状位上表现为第三椭圆或圆形上的一段弧，所述外髁部分的关节面在矢状位上表现为第四椭圆上的一段弧。

根据一些实施例，介于所述内侧滑车部分和所述外侧滑车部分之间的滑车沟最凹处的关节面在矢状位上为第五圆形的一段弧。

根据一些实施例，第一椭圆的长轴垂直于股骨机械轴，并且其圆心对应于股骨内髁内侧副韧带附着点。

根据一些实施例，第四椭圆的长轴相对于第一椭圆的长轴顺时针偏转一角度，并且其圆心对应于股骨外髁外侧副韧带附着点。

根据一些实施例，所述第一椭圆的圆心和所述第四椭圆的圆心在矢状位上重合，符合穿髁线TEA的方向，并垂直于Whiteside线。

根据一些实施例，第二椭圆的长轴垂直于第一椭圆的长轴，并且第二椭圆或圆形的圆心与第三椭圆或圆形的圆心在矢状位上重合，符合穿髁线TEA的方向，并垂直于Whiteside线。

根据一些实施例，第一椭圆的长轴和短轴与第二椭圆的长轴和短轴相交而得到的矩形的长在8mm至16mm之间，宽在4mm至12mm之间。

根据一些实施例，第一椭圆的圆心和第二椭圆的圆心之间的连线与第一椭圆的长轴之间的角度范围为25度至35度之间。

根据一些实施例，在矢状位各个层面上的相应第一椭圆的圆心在矢状位上重合，且长短轴方向一致，它们在三维空间上集合构成完整的股骨内髁部形状，全部圆心的连线重合于穿髁线TEA且垂直于Whiteside线。