專利名稱：人工膝關(guān)節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種人工膝關(guān)節(jié)，特別是涉及一種利用杵柱與臼杯抵接的結(jié)構(gòu)來
達(dá)成脛骨可相對(duì)股骨取得大活動(dòng)范圍的人工膝關(guān)節(jié)。
背景技術(shù)：
膝關(guān)節(jié)是人體最大的關(guān)節(jié)，承受人體大多的重量與應(yīng)力，更直接影響人可自由行 走的能力，也是極易磨損或退化的關(guān)節(jié)之一。通常造成膝關(guān)節(jié)受損較常見的是退化性關(guān)節(jié) 炎、痛風(fēng)、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、或外力創(chuàng)傷等原因，然而膝關(guān)節(jié)受損嚴(yán)重常為病患帶來疼痛、難以 施力而喪失正?；顒?dòng)能力的病狀，此時(shí)通常會(huì)施以全人工膝關(guān)節(jié)手術(shù)來作為治療病患的醫(yī) 療手段。 膝關(guān)節(jié)位于人體的大腿骨與小腿骨之間，也就是由股骨一端與脛骨一端相互銜接 而成，而膝關(guān)節(jié)主要就是靠股骨與脛骨兩端相接的表面具有緩沖潤(rùn)滑的軟骨及囊液等組織 組成，其中軟骨的損耗就是造成關(guān)節(jié)病變的主因，因此人工膝關(guān)節(jié)手術(shù)會(huì)將脛骨一端表層 削去以去除損壞的組織，并在該脛骨削去表層的一端設(shè)置一脛骨組件，同理將股骨一端表 層削去并設(shè)置一股骨組件，利用該脛骨組件與該股骨組件兩者相合達(dá)成銜接，其中最常見 的結(jié)構(gòu)是在該脛骨組件的端面設(shè)有兩弧曲凹面而在靠近中間位置設(shè)有一凸柱，并且在該股 骨組件的端面設(shè)有相對(duì)該弧曲凹面的弧曲凸面、以及介于兩弧曲凸面的凸輪，藉此構(gòu)造形 成人工膝關(guān)節(jié)的主要架構(gòu)。 上述現(xiàn)有習(xí)知人工膝關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)已經(jīng)可以滿足病患日常行走與上下階梯的需求， 然而比較不足的是，現(xiàn)有習(xí)知人工膝關(guān)節(jié)構(gòu)造中凸輪與凸柱的機(jī)構(gòu)在彎曲至某一角度時(shí)才 得以發(fā)揮作用，因此在該機(jī)構(gòu)咬合前，股骨易不正常地向前滑移。再者，該凸柱與該凸輪的 機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)也限制了脛骨股骨相對(duì)軸向旋轉(zhuǎn)的產(chǎn)生，使得病患比較難做出盤腿、跪坐或蹲姿 等高彎曲動(dòng)作。 有鑒于上述現(xiàn)有習(xí)知人工膝關(guān)節(jié)的諸多限制，因此發(fā)展出許多更接近原生膝關(guān)節(jié) 活動(dòng)范圍的改良發(fā)明，其中如美國(guó)專利第7， 160， 330號(hào)的「一個(gè)仿原生膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)的膝 關(guān)節(jié)義肢」(Emulating natural kneekinematics in a knee prosthesis)所不，為了使
得人工膝關(guān)節(jié)在彎曲時(shí)得以產(chǎn)生合理的軸向旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，因此利用該脛骨組件的弧曲凹面、 與該股骨組件的弧曲凸面兩者的凹曲變化，藉此來引導(dǎo)該人工膝關(guān)節(jié)在彎曲時(shí)產(chǎn)生軸向
旋轉(zhuǎn)；再者如美國(guó)專利第7， 326， 252號(hào)的「高性能膝關(guān)節(jié)義肢」(Highperformance knee prostheses)所示，更利用改變?cè)摴晒墙M件的凸柱外型，令該股骨凸柱呈現(xiàn)不對(duì)稱的結(jié)構(gòu)， 使得人工膝關(guān)節(jié)彎曲時(shí)得以產(chǎn)生適度的軸向旋轉(zhuǎn)角度，令人工膝關(guān)節(jié)產(chǎn)生接近正常膝關(guān)節(jié) 的運(yùn)動(dòng)學(xué)狀態(tài)。 上述的技術(shù)雖然令人工膝關(guān)節(jié)更可容許適度的軸向旋轉(zhuǎn)，然而與原生的膝關(guān)節(jié)所 能活動(dòng)的范圍相比還有一段距離，雖然人工膝關(guān)節(jié)手術(shù)可為病患解決膝關(guān)節(jié)的病變所帶來 的不適，但同時(shí)也使得病患的肢體活動(dòng)范圍受限，無(wú)法與原生膝關(guān)節(jié)相比，因此還有待一種 更接近原生膝關(guān)節(jié)活動(dòng)范圍并以穩(wěn)定性為前提下，可產(chǎn)生足夠的軸向轉(zhuǎn)動(dòng)角度與高彎曲度的人工膝關(guān)節(jié)。 由此可見，上述現(xiàn)有的人工膝關(guān)節(jié)在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而 亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決上述存在的問題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來謀求解決之道， 但長(zhǎng)久以來一直未見適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品又沒有適切結(jié)構(gòu)能夠解決上述問 題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的人工膝關(guān)節(jié)，實(shí)屬 當(dāng)前重要研發(fā)課題之一，亦成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的在于，克服現(xiàn)有習(xí)知人工膝關(guān)節(jié)存在的缺失，而提供一種 新型結(jié)構(gòu)的人工膝關(guān)節(jié)，所要解決的技術(shù)問題是使其以似杵與臼相抵接的構(gòu)造，而增加穩(wěn) 定性及活動(dòng)范圍，非常適于實(shí)用。 本實(shí)用新型的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本實(shí) 用新型提出的一種人工膝關(guān)節(jié)，設(shè)置于股骨與脛骨相接的一端，其包含有一設(shè)置于脛骨端 的脛骨組件且具有兩弧曲凹面、一設(shè)置于股骨端的股骨組件且具有相合于該弧曲凹面的弧 曲凸面，所述脛骨組件設(shè)有一凸起呈圓柱狀的杵柱元件，該杵柱元件具有一呈球狀凸面的 頂端部、以及一具有凹陷面的環(huán)周部，而該股骨組件設(shè)有一與該杵柱元件抵接的臼杯元件， 該臼杯元件具有一與該頂端部相觸的第一承接面、以及在該股骨相對(duì)該脛骨形成最大彎曲 角度時(shí)抵觸于該環(huán)周部一側(cè)的第二承接面。 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。借由上述技術(shù)方案，本 實(shí)用新型人工膝關(guān)節(jié)至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益效果 1、本實(shí)用新型藉由該圓柱狀的杵柱元件與該臼杯元件的配合，令該脛骨組件可相 對(duì)該股骨組件擁有較大的軸向旋轉(zhuǎn)角度，使得本實(shí)用新型的人工膝關(guān)節(jié)更加符合原生膝關(guān) 節(jié)的活動(dòng)角度。 2、本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)使得人工膝關(guān)節(jié)承受壓力的平面除了現(xiàn)有習(xí)知的弧曲凹面
及弧曲凸面以外，更加可藉由該臼杯元件的第一承接面與該杵柱元件的頂端部相抵接處承
受部分壓力，分散人工膝關(guān)節(jié)所承受的壓力，大幅提升穩(wěn)定性及耐用性。 3、本實(shí)用新型更藉由該杵柱元件得以不同角度順暢的抵接于不同曲度的該第一
承接面及該第二承接面上，提高人工膝關(guān)節(jié)在彎曲過程中的穩(wěn)定性，避免現(xiàn)有習(xí)知人工膝
關(guān)節(jié)在低彎曲角度下，股骨不正常向前滑移的現(xiàn)象。 綜上所述，本實(shí)用新型是有關(guān)于一種人工膝關(guān)節(jié)，用以取代損壞的膝關(guān)節(jié)，設(shè)置于 股骨與脛骨相接的一端，其包含有一設(shè)置于脛骨端的脛骨組件且具有兩弧曲凹面、一設(shè)置 于股骨端的股骨組件且具有相合于該弧曲凹面的弧曲凸面，其特色在于該脛骨組件設(shè)有一 凸起的杵柱元件且呈圓柱狀并具有一呈球狀凸面的頂端部、以及一具有凹陷面的環(huán)周部， 而該股骨組件設(shè)有一與該杵柱元件抵接的臼杯元件，該臼杯元件具有一與該頂端部相觸的 第一承接面、以及在該股骨相對(duì)該脛骨呈高彎曲角度時(shí)抵觸于該環(huán)周部一側(cè)的第二承接 面，上述即為本實(shí)用新型的基本架構(gòu)，藉此增加人工膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性，令人工膝關(guān)節(jié)活動(dòng)角 度更接近原生膝關(guān)節(jié)的范圍，使病患達(dá)到良好的運(yùn)動(dòng)學(xué)狀態(tài)。本實(shí)用新型在技術(shù)上有顯著 的進(jìn)步，并具有明顯的積極效果，誠(chéng)為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。 上述說明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技
4術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本實(shí)用新型的上述和其他目的、特征 和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。

圖1是本實(shí)用新型的第一分解示意圖。 圖2是本實(shí)用新型的第二分解示意圖。 圖3A是本實(shí)用新型第一動(dòng)作的剖面示意圖。 圖3B是本實(shí)用新型第二動(dòng)作的剖面示意圖。 圖4是本實(shí)用新型的實(shí)施例圖。
具體實(shí)施方式為更進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下 結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本實(shí)用新型提出的人工膝關(guān)節(jié)其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征 及其功效，詳細(xì)說明如后。 有關(guān)本實(shí)用新型的前述及其他技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，在以下配合參閱圖式的較 佳實(shí)施例的詳細(xì)說明中將可清楚的呈現(xiàn)。通過具體實(shí)施方式
的說明，當(dāng)可對(duì)本實(shí)用新型為 達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效獲得一更加深入且具體的了解，然而所附圖式僅是 提供參考與說明之用，并非用來對(duì)本實(shí)用新型加以限制。 請(qǐng)參閱圖1、圖2、圖3A、及圖4所示，圖1是本實(shí)用新型的第一分解示意圖。圖2 是本實(shí)用新型的第二分解示意圖。圖3A是本實(shí)用新型第一動(dòng)作的剖面示意圖。圖4是本實(shí) 用新型的實(shí)施例圖。本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例揭示了一種人工膝關(guān)節(jié)，其主要設(shè)置于股骨 100以及脛骨200相接的一端，用以取代已經(jīng)損壞的膝蓋關(guān)節(jié)，其包含有一設(shè)置于脛骨200 端的脛骨組件20、以及一設(shè)置于股骨100端的股骨組件10，其中該脛骨組件20具有兩弧曲 凹面21，而該股骨組件10具有相合于該弧曲凹面21的弧曲凸面ll，其中該弧曲凸面11與 該弧曲凹面21在人工膝關(guān)節(jié)正常使用的狀態(tài)下接呈為相觸的狀態(tài)，而本實(shí)用新型的最大 特征在于所述脛骨組件20設(shè)有一凸起呈圓柱狀的杵柱元件22，如圖所示該杵柱元件22具 有一呈球狀凸面的頂端部221、以及環(huán)繞該杵柱元件22并具有凹陷面的環(huán)周部222，并該股 骨組件10設(shè)有一與該杵柱元件22抵接的臼杯元件12，該臼杯元件12則具有一第一承接面 121與一第二承接面122，其中該第一承接面121相觸于該杵柱元件22的頂端部221，該第 二承接面122在該股骨100相對(duì)該脛骨200形成高彎曲角度時(shí)抵觸于該杵柱元件22的環(huán) 周部222 —側(cè)，上述即為本實(shí)用新型的基本架構(gòu)。 為能說明本實(shí)用新型的動(dòng)作方式，請(qǐng)承續(xù)上述內(nèi)容，并請(qǐng)參閱圖3A及圖3B所示， 圖3B是本實(shí)用新型第二動(dòng)作的剖面示意圖，同時(shí)請(qǐng)參閱圖4，可得知其中圖3A所示的該股 骨組件10與該脛骨組件20的連接狀態(tài)為該股骨100與該脛骨200大致為同軸的狀態(tài)下， 亦即圖3A所示的該股骨組件10與該脛骨組件20的連接狀態(tài)為人體站立的狀態(tài)下，此時(shí)可 見該股骨組件10與該脛骨組件20相觸面為該弧曲凸面11與該弧曲凹面21、以及該第一承 接面121與該杵柱元件22的頂端部221，藉此得以增加該股骨組件10與該脛骨組件20間 的接觸面，以有效分散在該股骨組件10及該脛骨組件20間所產(chǎn)生的接觸面壓力，使得本實(shí) 用新型相比較以往人工膝關(guān)節(jié)有更加的耐用性；請(qǐng)繼續(xù)參閱圖3B所示，為人工膝關(guān)節(jié)輕微彎曲的狀態(tài)，此時(shí)可見該杵柱元件22的頂端部221得以順暢的藉由彎曲的動(dòng)作而一體連續(xù) 的由該第一承接面121繼續(xù)抵接于該第二承接面122，最后若人工膝關(guān)節(jié)產(chǎn)生高彎曲時(shí)，可 使得該第二承接面122抵觸于該環(huán)周部222，由此可見，本實(shí)用新型的人工膝關(guān)節(jié)彎曲時(shí)穩(wěn) 定性高，可以進(jìn)一步避免現(xiàn)有習(xí)知人工膝關(guān)節(jié)股骨元件向前滑移，令病患裝設(shè)人工膝關(guān)節(jié) 后得以擁有最接近原生膝關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍。 承前述所有圖示及內(nèi)容，其中該臼杯元件12的第一承接面121用以與該杵柱元件 22的頂端部221抵接，而在圖示中，該第一承接面121配合該頂端部221的球狀凸出的外型 而形成球狀凹陷，藉由如此的連接關(guān)系，使得本實(shí)用新型的人工膝關(guān)節(jié)在實(shí)際使用時(shí)，該股 骨100相對(duì)該脛骨200可以獲得比較自然的相對(duì)軸轉(zhuǎn)范圍，突破以往人工膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)所造 成軸轉(zhuǎn)角度的限制，改善現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)的瓶頸。 以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上 的限制，雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟 悉本專業(yè)的技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容 作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi) 容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍 屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求一種人工膝關(guān)節(jié)，設(shè)置于股骨(100)與脛骨(200)相接的一端，其包含有一設(shè)置于脛骨(200)端的脛骨組件(20)且具有兩弧曲凹面(21)、一設(shè)置于股骨(100)端的股骨組件(10)且具有相合于該弧曲凹面(21)的弧曲凸面(11)，其特征在于所述脛骨組件(20)設(shè)有一凸起呈圓柱狀的杵柱元件(22)，該杵柱元件(22)具有一呈球狀凸面的頂端部(221)、以及一具有凹陷面的環(huán)周部(222)，而該股骨組件(10)設(shè)有一與該杵柱元件(22)抵接的臼杯元件(12)，該臼杯元件(12)具有一與該頂端部(221)相觸的第一承接面(121)、以及在該股骨(100)相對(duì)該脛骨(200)形成最大彎曲角度時(shí)抵觸于該環(huán)周部(222)一側(cè)的第二承接面(122)。
專利摘要本實(shí)用新型是關(guān)于一種人工膝關(guān)節(jié)，設(shè)置于股骨與脛骨相接的一端，其包含一設(shè)置于脛骨端的脛骨組件且具有兩弧曲凹面、一設(shè)置于股骨端的股骨組件且具有相合于該弧曲凹面的弧曲凸面，所述脛骨組件設(shè)有一凸起呈圓柱狀的杵柱元件，該杵柱元件具有一呈球狀凸面的頂端部、以及一具有凹陷面的環(huán)周部，而該股骨組件設(shè)有一與該杵柱元件抵接的臼杯元件，該臼杯元件具有一與該頂端部相觸的第一承接面、以及在該股骨相對(duì)該脛骨形成最大彎曲角度時(shí)抵觸于該環(huán)周部一側(cè)的第二承接面。藉此增加人工膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性，令人工膝關(guān)節(jié)活動(dòng)角度更接近原生膝關(guān)節(jié)的范圍，使病患達(dá)到良好的運(yùn)動(dòng)學(xué)狀態(tài)。
文檔編號(hào)A61F2/38GK201438977SQ20092015666
公開日2010年4月21日 申請(qǐng)日期2009年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月12日
發(fā)明者張宗維, 林坤志, 賴玉樹, 鄭誠(chéng)功, 黃昌弘 申請(qǐng)人:鄭誠(chéng)功