模塊式膝蓋植入物的製作方法
2023-04-26 11:45:46
專利名稱：模塊式膝蓋植入物的製作方法
技術領域：
本發明涉及膝蓋植入物，特別是涉及模塊式膝蓋植入物。
背景技術：
對用於減輕由初期膝關節炎造成的疼痛的外科手術的需求日益增加，但由於植入物磨損和骨質溶解的問題，植入物不總是被預期持續使用一生時間。年輕人(只想保持其生活方式的高度活躍的人群)和較快磨損掉其關節的超重人員對現代整形外科醫生提出特別的挑戰。理想地，通過使用更為穩健的植入裝置並保存可能位置的自然組織和骨骼，個人的治療在整個通常長期且職業生涯中應該小心處理。這具有兩個優點；第一，實現更為自然的運動和恢復到正常活動，第二，提高在後期階段成功再手術的機率。骨骼保存和軟組織保存的植入物的選擇受到限制，由於它們必須與自然組織協調作業，因此手術技術存在技術難度並難以掌握。現存的裝置，例如單髁和髕股膝蓋置換物主要由於技術性困難在歷史上僅取得了很小的成功。它們通常具有有限的適應症，並不被設計為彼此兼容。由於這些缺點，大部分外科醫生對於其所有病人偏愛使用全膝關節置換術 (TKR)，這是因為其較易於取得一致的結果。然而，這以移除過量的骨骼和有時完全健康的膝蓋韌帶為代價，從而嚴重限制未來的手術選擇。但是，對局部膝蓋置換術存在新的興趣，首先由於植入部件較小，它們可通過較小的切口插入，因而使其自身適合於微創傷手術(MIS)。MIS對周圍肌肉造成較小的外傷，並允許更快的癒合和出院。然而，由於外科醫生的介入性和可見性受阻，因此技術性困難甚至比常規手術更大。第二，近年來在手術中使用計算機輔助導航已經稍微提高了精確性和再現性。這實現了植入部件關於關節表面和韌帶的更為精確的放置，甚至在使用MIS的情況下。導航通常使用手術前掃描，以精確地模擬手術期間的關節解剖。所有現存的膝蓋置換植入物使用手術器械和手術電動工具組件被插入以使骨骼表面成形和製備骨骼表面。甚至在使用導航的情況下，仍然需要大部分這些裝置。最常用的工具是動力擺鋸，其用於從關節表面移除整段的骨骼。其僅能夠形成平坦切割，因此不巧的是膝蓋植入部件主要具有平坦下側表面以與這些平坦的骨骼切割匹配。而且，由於關節表面為曲形，但切割為平坦，因此植入部件通常強度所需的厚度厚，以使它們在一側平坦(如圖Ia和Ib所示)，並可使脛骨易於破裂(如圖Ic所示)。針對適當強度和用於骨骼保存的最佳形狀為恆定的橫截面，其中內表面為曲形且偏離外表面(如圖Id和Ie所示)，但這可不與擺鋸技術兼容。因此，手術技術特別是擺鋸已經影響了現代局部和全膝蓋置換手術的設計，從而使過量骨骼移除和植入物龐大兩方面得到妥協。在確實存在曲形內表面的情況下，例如在一些髕股裝置上，徒手步衝(free-hand nibbling)或去毛刺技術用於使骨骼成形，這是不一致的且不利於獲得所需的精確性。近年來另外的技術進步是採用機器人技術以進一步改進關節置換手術。因仍然在其初期，這些系統將基於導航手術前掃描的技術與機器人結合，以幫助外科醫生在手術期間製備關節表面。這種系統的一個示例為Acrobot Sculptor (英國倫敦的Acrobot有限公司)。其採用高速去毛刺附件來對骨骼表面進行『造型』。計算機將骨骼成形的程度控制在 『有效約束』內，從而無法在預限定容積外切割。這允許骨骼表面的非常精確的成形，以與植入部件匹配。不需要與常規技術相關的擺鋸或任何器械。該技術就可被造型為骨骼表面的形狀而言提供更大適應性，但其僅與被設計用於常規手術器械和工具的現存的植入物使用，因此該新的適應性尚未被發掘。
發明內容
鑑於可用的新的骨骼成形方法，本發明可提供的用於膝蓋植入物設計的新的可能性是廣泛的。例如，在骨骼表面中可形成不同的袋部，以接收較小的局部植入部件，目標僅為受軟骨糜爛和磨損影響的那些區域。將植入物部件凹部由自然骨骼邊緣環繞的袋部也可通過防止側向運動和旋轉來增強固定。而且，通過選擇部件的特定組合或者甚至製造病人的特殊『組件』，可提出對各個關節的具體要求。無論病人特殊與否，植入物在尺寸上可最小化，且針對骨骼保存和軟組織保存技術最佳。本發明的一些實施例的目的在於考慮針對機器人協助手術技術的一套膝關節表面重建植入部件的最佳設計。根據本發明的一個方面，提供一種用於關節中的骨骼表面重建的植入物，該植入物包括具有後表面和形成支承表面的前表面的支承部分；以及從所述後表面伸出的緊固裝置，該緊固裝置具有鎖定表面，該鎖定表面被布置為支承抵靠所述骨骼的下凹表面，以抵靠所述骨骼緊固所述植入物。根據本發明的進一步的方面，提供一種對骨骼進行表面重建的方法，包括在所述骨骼中切割下凹槽；提供植入物，該植入物包括具有後表面的支承部分和從所述後表面伸出的緊固裝置，所述緊固裝置具有被布置為支承抵靠所述槽的下凹表面的鎖定表面；以及將所述緊固裝置插入到所述槽中，以抵靠所述骨骼緊固所述植入物。該方法可進一步包括在所述骨骼中切割袋部，所述植入物可被放置到該袋部中， 該袋部具有至少側部，所述植入物在被完全插入時可鄰接抵靠該至少側部。例如，在所述植入物沿前後方向被插入到脛骨平臺的情況下，所述袋部的側部可位於所述袋部的後向端。現在將通過示例僅參照附圖的其餘部分來描述本發明的優選實施例。
圖Ia為已知膝蓋植入組件的剖視圖；圖Ib為圖Ia的膝蓋植入組件的主視圖；圖Ic為圖Ia的植入組件的脛骨部件的主視圖，其示出可能的脛骨斷裂；圖Id為理想的膝蓋植入組件的示意性剖視圖；圖Ie為圖Id的膝蓋植物組件的主視圖；圖2為根據本發明第一實施例的膝蓋植物組件的主視圖；
圖3為圖2的植入組件的俯視圖；圖4為從圖2的植入組件的前部和下部觀察的視圖；圖5為圖2的植入組件的內側部分的透視圖6為圖2的植入組件的內側部分的俯視圖；圖7為從圖2的植入組件的內側部分的內側觀察的視圖；圖8為圖2的植入組件的內側部分的後視圖；圖9為沿圖6的線A-A截取的剖視圖；圖10為沿圖6的線C-C截取的剖視圖；圖11為圖2的植入組件的外側部分的透視圖；圖12為圖2的植入組件的外側部分的俯視圖；圖13為從圖2的植入組件的外側部分的外側觀察的視圖；圖14為圖2的植入組件的外側部分的後視圖；圖15為沿圖13的箭頭D的方向的視圖；圖16為沿圖12的線A-A截取的剖視圖；圖17為沿圖13的線B-B截取的剖視圖；圖18為圖2的植入組件的髕股部分的透視圖；圖19為圖2的植入組件的髕股部分的俯視圖；圖20為圖2的植入組件的髕股部分的前視圖；圖21為圖2的植入物組件的髕股部分的外側視圖；圖22為沿圖20的線A-A截取的剖視圖；圖23為沿圖20的線B-B截取的剖視圖；圖M為圖2的植入組件植入到膝蓋中時的透視圖；圖25為圖2的植入組件植入到膝蓋中時的前視圖；圖沈為圖2的組件的脛骨植入物植入到脛骨中時的平面圖；圖^a為類似於圖沈的平面圖，其示出股骨在脛骨上的關節運動；圖27為示出脛骨內側植入物插入到脛骨的側視圖；圖28為示出脛骨外側植入物插入到脛骨的側視圖；圖四為與圖1至28的植入物結合使用的骨骼成形系統的示意圖；圖30為根據本發明進一步實施例的脛骨植入物的剖視圖；圖31為根據本發明進一步實施例的脛骨植入物的剖視圖；圖32為根據本發明第二實施例的植入組件的一部分的前視透視圖；圖33為本發明第二實施例的完整植入組件的前視透視圖；圖34為圖32的植入組件的內側部分的透視圖；圖35為圖32的植入組件的內側部分的俯視圖；圖36為從圖32的植入組件的內側部分的內側觀察的視圖；圖37為圖32的植入組件的內側部分的前視圖；圖38為沿圖36的線A-A截取的剖視圖；圖39為沿圖35的線B-B截取的剖視圖；圖40為圖33的植入組件的外側部分的透視圖；圖41為圖33的植入組件的外側部分的俯視圖；圖42為從圖33的植入組件的外側部分的外側觀察的視圖；圖43為圖33的植入組件的外側部分的前視圖44為圖33的植入組件的外側部分的後視圖；圖45為沿圖42的線A-A截取的剖視圖；圖46為沿圖41的線B-B截取的剖視圖；以及圖47為圖42的植入組件的脛骨部件在被植入時的俯視圖，其示出股骨在脛骨上的關節運動。
具體實施例方式參見圖2、圖3和圖4，模塊式膝蓋植入組件包括脛骨內側和脛骨外側部件10、12， 股骨內側和股骨外側部件14、16。脛骨內側和股骨內側部件共同形成內側支承18，脛骨外側和股骨外側部件共同形成外側支承20。該植入組件進一步包括髕股支承22，其包括髕骨部件24和滑車部件26。參見圖5至圖10，現在將更為詳細地描述內側支承。脛骨部件10包括主平臺30， 該主平臺在其下側33具有一對緊固肋條或軌道32且在其上側具有支承表面34。支承表面 34為曲形且平臺30的下側33類似地也為曲形，從而平臺具有大致均勻的厚度。由圖6最佳可見，平臺30的外側邊緣36在其大部分長度上為直的。後向邊緣38 為曲形，平臺的外側比內側進一步沿後向方向延伸，並形成鄰接表面，該鄰接表面被布置為鄰接抵靠形成在脛骨中的凹部的後側。平臺30的內側40和前部42被形成為連續曲形，且平臺的在支承表面34前面的前部44向下傾斜以符合脛骨頂部的前部。由圖5和圖9最佳可見，一對平行孔46形式的工具接合成形部被形成在前部44中，該一對平行孔6被布置為與用於在手術期間插入植入物的插入工具接合。脛骨內側部件的支承表面34具有兩個支承區域，其每一個在矢狀平面中具有恆定的曲率半徑，但兩個支承區域具有不同的曲率半徑。具體而言，這些區域包括前向支承區域34a和後向支承區域34b，前向支承區域34a具有較大的曲率半徑。在曲率半徑從一個區域34a平滑過渡到另一區域34b的情況下，這些區域34a、34b由混合區域21分離。該混合區域在矢狀平面中是狹窄的，以最大化恆定曲率區域34a、34b的長度。例如，其可小於總支承表面34在矢狀平面中的長度的10%。該混合區21補充股骨部件的混合區(下文描述)。當膝蓋處於完全延伸時，負載分布在前向和後向支承區域34a、34b上，且在彎曲時在橫向混合地帶21之後有大的全等的接觸區域。 在每個支承表面34a、34b中，針對支承表面和在該支承下方的遠側表面(下側)33 存在共用的曲率中心，因而給出部件的恆定厚度的支承區。兩個支承區域34a、34b可具有共用的曲率中心，但優選具有不同的曲率中心，以允許兩個區域34a、34b之間的平滑過渡。 在前面，骨骼接觸表面33遠離支承表面傾斜，且用於限制其在骨骼中的後向運動並由此提高固定。緊固肋條32彼此平行且沿前後方向延伸。肋條32沿其長度以恆定曲率半徑彎曲，朝向其端部向上彎曲。它們還具有支撐較寬鎖定部分32b的狹窄頸部32a，較寬鎖定部分32b具有最寬點(沿內外側方向)35，其與平臺30的下側33向下豎直分隔開。緊固肋條 32因而在每一側下凹，鎖定部分32b的上部形成支承表面32c，該支承表面32c形成懸垂且朝向平臺30的下側33部分地向上傾斜。這在鎖定部分32b與平臺的下側33之間形成空間，當植入物被插入時，骨骼的一部分可延伸到該空間中。這意味著緊固肋條32可滑到脛骨中的下凹槽中，以將植入物鎖定在適當位置，如將在下文更為詳細所述。此外，肋條32的鎖定部分32b向後延伸超過頸部32a的後向端，形成後向伸出部32d，其被布置為配合在骨骼中的後向下凹的下面，以提供植入物的進一步緊固。最佳由圖7可見，緊固肋條32朝向其前向端變得較淺，在支承平臺的下側33下方伸出得不太遠。這意味著支承表面32c朝向植入物的前向端較更靠近支承平臺的下側33。這意味著，隨著植入物被插入到骨骼中，支承表面的下側33被向下拉到骨骼的上表面。
股骨內側植入物14包括主支承部分50，其大體上恰好為矩形，沿前後方向比沿內外側方向長，且沿其長度彎曲，從而其外表面M形成支承表面，其被布置為在脛骨內側植入物10的支承表面34上滑動。固定柱52從股骨植入物14的向上朝向的內表面56的中心向上伸出，其被布置為將植入物緊固在股骨的髁內側上的適當位置。可選擇地，可使用其他固定設計，包括多個柱、肋條或刀片。參見圖3、7和9，雙半徑輪廓出現在股骨內側(和外側)部件中。支承表面M具有前向支承區域5 和後向支承區域Mb，前向區域Ma比後向區域54b具有更大的曲率半徑。兩個支承區域之間的轉折點或混合部分17標出兩個半徑彼此混合所在的位置或線。 如同脛骨部件，該混合部分17是狹窄的以最大化恆定半徑的支承區域Ma、Mb，在該情況下小於支承表面M的長度的10%。當膝蓋彎曲且被嚴重負重時，這種狹窄混合區的使用提供大支承表面，且其還避免具有中間半徑的大過渡區的影響，否則這可妨礙最佳接觸。參見圖11至17，現在將更為詳細地描述外側支承。脛骨部件12包括主平臺60， 該主平臺在其下側具有一對緊固肋條62且在其上側具有支承表面64。脛骨外側支承的脛骨關節表面64在兩個區域中，即在矢狀平面中凹入的前向區域和在矢狀平面中凸起的後向區域。這兩個區域在冠狀平面中都凹入。因此，後向區域為鞍形或局部環形的表面。當膝蓋延伸時，該凹陷與股骨部件重疊，並且該凸起允許股骨部件在彎曲狀態以生理學方式滾『下坡』。另外，脛骨外側部件具有前向下降唇部74以用於固定。脛骨平臺部件的中心下表面沿內外側方向彎曲(即在冠狀平面中)。這與現有技術的系統(其中骨骼由兩個垂直平坦切口製備)形成對比。這避免應力集中和被鋸的刀片過度切割。這兩種是已知的失效原因。這最清楚地在圖17中可見。最佳由圖12可見，平臺60的內側邊緣66在其大部分長度上為直的。平臺60的後向邊緣68、內側70和前部72被形成為連續曲形，平臺的前部74向下傾斜以符合脛骨頂部的前部。一對平行孔76被形成在前部74中，該對平行孔76被布置為與用於在手術期間插入植入物的插入工具接合。下表面上的骨骼固定翼片的形狀使用與內側支承相同的原理。緊固肋條62同樣彼此平行且沿前後方向延伸。在該情況下肋條62沿其長度為直的。它們具有與脛骨內側植入物上的肋條32相似的橫截面，具有與平臺60的下側76向下豎直分隔開的最寬點(沿內外側方向)75以及部分地向上朝向的表面，從而它們可被滑動到脛骨中的下凹槽中。參見圖18至圖23，髕股支承22包括髕骨部件M和滑車部件26。滑車部件沈包括支承平臺，其具有大致恆定厚度並彎曲，以對應於股骨的髕骨所在的前部。安裝柱60或其他固定特徵部從其凹入後表面62伸出，以將部件沈安裝在股骨上。在形狀上，部件的內側64基本上是直的和豎直的，且上邊緣66朝向外側向上傾斜，從而在外側上形成向上伸出部分68。下邊緣70朝向外側向上傾斜，從而在內側上存在向下伸出部分72。滑車部件的前向支承表面73僅類似於自然膝蓋的關節表面的一部分。自然膝蓋具有由凹入滑車槽結合的兩個局部球形的關節表面，一個內側，一個外側。然而，滑車部件支承表面具有對應於滑車槽的凹入區73a和在凹入區73a的外側上的凸起局部球形區73b。在內側上，支承表面 (實際上是部件)的邊緣64處於支承表面73仍然凹入的點。這意味著在滑車槽的內側上沒有內側凸起支承表面。這反應影響外側面的關節炎糜爛的普遍形式。髕骨部件24包括具有支承表面76的主支承部分74，該支承表面76在內側凸起在外側凹入，在內側沒有凸起區域。安裝柱78或其他固定特徵部形成在前向側，以將部件安裝在髕骨上。設計的髕股支承的一個特徵在於部件特意設法不替換整個關節表面，而是被截短以避免受關節炎糜爛影響最少的區域，即，在股骨和髕骨上的髕股關節的內側部分。 參見圖24至圖26，當植入物組件在膝關節中處於適當位置時，內側和外側支承 18,20的股骨部件14、16位於股骨80中、股骨內側和外側髁82、84中，且脛骨部件10、12位於脛骨內側和脛骨外側平臺86、88中。髕股支承22的滑車部件26位於髁間槽口 90上方的滑車80的前向側，且髕骨部件24被安裝在髕骨92的後向外側上。植入物組件被布置為覆蓋主要受主骨關節炎影響的三個區域，並使原始的骨骼的不受影響的區域處於適當位置。被替換的主要受影響的區域是脛骨內側平臺的前向內側面及其在股骨內側髁的遠側表面上的匹配表面；脛骨外側平臺的後向外側面及其在股骨外側髁的後向面上的匹配表面；以及髕股關節的外側，包括滑車槽和髕骨的中間脊。參見圖26a，儘管脛骨外側部件12具有直的內側邊緣66，但目的在於股骨應該在深度彎曲狀態時圍繞在內側支承表面34中心的旋轉軸線旋轉，因此在冠狀平面中凹入的外側部件的支承表面64彎曲，以提供重疊的支承軌跡，該支承軌跡在其前向端和後向端朝向內側彎曲，曲率中心在內側支承表面的中心。該幾何特性的目的在於確保支承表面的內外側延伸度上的重疊接觸，同時股骨彎曲且同時在脛骨表面外部旋轉，同時外側髁使後向坡下降。現在將描述插入植入物的方法。參見圖29，骨骼首先使用與控制系統102相連的去毛刺工具100進行造型。控制系統102使用位置傳感器104來監控去毛刺工具100的位置，並具有儲存在內存中的映像，該映像限定骨骼的待切除的部分。控制系統102然後將去毛刺工具100的位置與映像相比，並控制去毛刺根據100使其將僅切除希望區域內的骨骼。 這允許外科醫生控制去毛刺工具100以執行骨骼成形，但限制其動作使他將僅將骨骼切割為希望形狀。合適的系統是如上所述的Acrobot Sculptor。去毛刺工具100用於切割出單獨的凹部或袋部，一個用於植入物組件的每個部件。這裡，假設整個組件被使用，但將理解的是，例如，可僅使用包括一對部件的一個支承。 參見圖24和圖25，滑車植入物袋部110形成在前向股骨中。這被成形為對應於髕股植入物部件26的形狀。袋部110偏離到股骨80的外側。這將被定向和定位為使其對滑車的外側凸起關節表面和凹入的滑車槽進行表面重建。其保存自然滑車的內側凸起表面。用於髕骨部件24的袋部112形成在髕骨92的後向表面中，同樣偏離到髕骨92的外側。這與疼痛的關節炎糜爛的最常見形式相匹配，這影響滑車的外側凸起表面。袋部114、116形成在內側和外側髁82、84中，以接納髁植入物14、16。這些袋部在其大部分區域上具有基本恆定的深度，彎曲基部被布置為配合抵靠植入物14、16的彎曲後表面。固定孔也形成在這些凹部的底部以接納固定柱52。
袋部124、1 形成在脛骨內側和脛骨外側平臺86、88中以接納脛骨內側和脛骨外側部件10、12。參見圖26，內側平臺中的袋部IM在外側上具有近似直側128，在其後向端具有彎曲側130，其從脛骨內側平臺88的後向邊緣嵌入，從而當植入物10被完全插入時，植入物10的外側和後向端可鄰接抵靠這些側部128、130。袋部124的內側和前向側隨其延伸到脛骨內側平臺88的內側和前向側而打開。參見圖27和圖29，兩個平行的止動槽132 被切割到袋部124的底部，從而從袋部的前向端沿後向方向延伸。這些槽132各自具有接近表面的狹窄頸部136，然後在該表面下方展開，從而在每一側(內側和外側)上下凹。它們在後向端也下凹以接納肋條32上的後向伸出部32d。槽132沿其長度彎曲，從而端部高於中心。槽132被成形為接納脛骨內側部件10的緊固肋條32。如圖27所示，脛骨內側部件10通過將肋條32的後向端放置在槽132的前向端，然後沿曲形路徑推動部件而插入，從而肋條32沿槽132滑動直到植入物被完全插入。使用與成形部46接合的插入工具執行插入。插入件將接合在脛骨部件的前向表面中的位置特徵部(雙孔、狹槽等)中。在完全插入位置，支承平臺30的後向邊緣38鄰接抵靠袋部IM的後向邊緣130，支承平臺30的外側邊緣36鄰接抵靠袋部124的外側邊緣，且前向部分44的下側沿用去毛刺工具100在脛骨中形成的表面鄰接抵靠脛骨。此外，由於肋條32，特別是其局部向上朝向的表面與支承平臺的下側33會聚朝向植入物的前向端，下側33隨著植入物被插入而被下拉到袋部124的底部，從而，在完全插入位置，植入部件10和骨骼彼此穩固接觸。參見圖沈和圖28，插入脛骨外側植入物12的過程類似於脛骨內側植入物10的過程。然而在該情況下，當袋部126的內側140為基本直的從而使植入物10的內側可鄰接抵靠該內側140時，袋部1 一直延伸到脛骨外側平臺86的後向側，以及延伸到其內側和前向側。此外，為了對應於緊固肋條62的形狀，袋部126的底部上的槽142為直的，從袋部 126的前向邊緣部分地延伸到脛骨外側平臺的後向邊緣。同樣，槽142朝向其後向端變得較深，從而植入物12隨其被插入而被向下拉到袋部126的底部。將理解的是，由於針對股骨中的每個植入部件形成不同的袋部或凹部，因此僅骨骼的需要被替換的區域被替換，例如脛骨內側平臺的後邊緣88保持完整。此外，這些部件的每一個可被替換，如果需要進行相關的袋部的重新成形，而不必替換整個植入組件。由於袋部具有植入物配合抵靠的邊緣，因此這提供良好的配合固定，這是因為側向運動和旋轉被防止，從而消除對骨接合劑的需求。由於植入物的下側被牢固地下拉到骨骼，因此骨骼可易於生長以附接到植入物，從而進一步將植入物緊固到適當位置。返回參見圖沈和圖^a，正是股骨在脛骨上的旋轉運動(集中於脛骨內側平臺中的點)，允許脛骨內側部件10沿前後方向比外側部件12短。由於股骨的外側髁沿前後方向在某種程度上移動，因此脛骨外側部件12需要覆蓋整個脛骨外側平臺，而內側部件10從脛骨內側平臺的前向邊緣延伸，在其被插入的情況下，僅在內側平臺上的部分通路朝向平臺的後邊緣。平臺的後向部分因此如上所述可保持在適當位置，因而減少被移除的骨骼量並幫助將植入物定位和緊固在適當位置。參見圖30，在本發明的進一步實施例中，脛骨部件的後部的緊固肋條232具有L形橫截面，從而具有豎直部分23 和水平伸出的鎖定部分232b。鎖定表面232c形成在鎖定部分232b的上側。參見圖31，在進一步實施例中，在脛骨部件的後部僅存在一個緊固肋條332，其為燕尾形，具有平坦側332c，該平坦側332c形成鎖定表面和部分地向上面向主平臺330。參見圖29至圖40，用於移動(半月板)的支承變型的支承表面的原理特徵部在某些方式類似於先前的固定支承實施例，對應的特徵部由相同的附圖標記加上500表示。然而，在膝蓋的內側和外側的每一個上存在三個部件股骨514、516，脛骨510、512和半月板 511、513，後者被放置在其他之間。半月板支承511、513的上、下關節表面分別與匹配的金屬股骨和脛骨部件上的協作的支承表面完全重疊。這通過針對每對接觸表面在用於兩個匹配表面的矢狀平面中具有恆定和相等的曲率半徑以及在用於兩個匹配表面的冠狀平面中具有恆定和相等的曲率半徑而確保。將理解的是，針對每對匹配表面，矢狀和冠狀平面中的曲率半徑可彼此不同，實際上這是其阻止部件相對於彼此旋轉的優點。在內側上，脛骨部件510的支承表面在矢狀和冠狀平面中凹入，因此半月板支承 511的下側在兩個平面中具有匹配凸度。矢狀平面中的凹度將幫助確保膝蓋的穩定性。股骨部件514上的支承表面在矢狀和冠狀平面中凸起，半月板支承的頂表 面在兩個平面中對應地凹入。在外側上，脛骨部件512的上支承表面為鞍形，在矢狀平面中凸起但在冠狀平面中凹入，因此匹配的半月板支承513也為鞍形並具有下側，該下側在矢狀平面中凹入且在冠狀平面中凸起。矢狀平面中的該幾何特徵提高運動範圍；通過允許半月板部件513 『滑下坡』，其使相鄰的韌帶鬆弛。內側和外側在冠狀平面中在脛骨部件的上表面和半月板部件的下側具有曲形形狀，該曲形形狀從前到後保持恆定。因此，當膝蓋彎曲延伸時，支承隨著半月板部件在脛骨部件上向後和向前滑動而保持一致。股骨部件514、516如在第一實施例那樣各自具有兩個支承區域，股骨部件上的支承表面區域(內側和外側)之間的過渡區意在膝蓋到達完全延伸度時接觸半月板部件的凹入上支承區域534的前向邊緣處的橫向脊517。該特徵幫助防止膝蓋伸展過度。在內側上，股骨半月板支承，S卩，半月板部件511、513的主要上支承表面，將在內側上具有大致局部球形的幾何特性，即，在矢狀和冠狀平面中具有相等的曲率半徑，從而允許膝蓋旋轉同時保持重疊接觸。在外側上，幾何特性也可為局部球形，但在一些情況下對在冠狀平面中比在矢狀平面中具有較小半徑有利，這將致力於確保半月板部件在接觸力下與股骨部件保持對齊，且不會自旋而不再鉸接。圖39示出脛骨內側部件的半月板支承表面向前延長，以增加與半月板支承接觸的表面面積。這意味著部件向前變得較厚，這是因為支承表面在提供位置特徵部的向下傾斜的下表面的大部分上延伸。參見圖47，如同第一、固定支承的實施例一樣，植入物被布置為允許股骨圍繞脛骨內側部件510上的支承表面的中心旋轉，因此，類似於第一實施例中的脛骨外側部件的上支承表面，脛骨外側部件512上的鞍形上支承表面向四周彎曲以形成通道，該通道在其前向端和後向端朝向內側彎曲。外側半月板部件的下表面類似地彎曲，從而半月板部件513 可沿圓弧移動，以適應股骨在彎曲期間相對於脛骨的輕微旋轉。
權利要求
1.一種用於關節中的骨骼表面重建的植入物，該植入物包括具有後表面和形成支承表面的前表面的支承平臺；以及從所述後表面伸出的緊固裝置，該緊固裝置具有鎖定表面， 該鎖定表面被布置為支承抵靠所述骨骼的下凹表面，以抵靠所述骨骼緊固所述植入物。
2.根據權利要求1所述的植入物，其中鎖定表面至少部分地朝向所述支承平臺的所述後表面傾斜，從而在所述鎖定表面與所述後表面之間限定空間，所述骨骼的一部分能夠延伸到該空間中，以抵靠所述骨骼緊固所述植入物。
3.根據權利要求1或權利要求2所述的植入物，其中所述鎖定表面沿插入方向延伸，所述植入物能夠沿該插入方向移動以插入所述植入物。
4.根據前述權利要求中任一項所述的植入物，其中所述緊固裝置為沿所述支承平臺的後部延伸的肋條的形式。
5.根據權利要求4所述的植入物，其中所述肋條的一側下凹以形成懸突，從而所述骨骼的一部分能夠在所述懸突的下面伸出，以將所述植入物緊固到所述骨骼。
6.根據前述權利要求中任一項所述的植入物，其中所述緊固裝置為直的，從而所述植入物能夠沿直線被插入，以將所述植入物緊固到所述骨骼。
7.根據權利要求1至5中任一項所述的植入物，其中所述緊固裝置為曲形，從而所述植入物能夠沿曲形路徑被插入，以將所述植入物緊固到所述骨骼。
8.根據前述權利要求中任一項所述的植入物，其中所述緊固裝置為沿所述植入物彼此平行延伸的一對緊固裝置中的一個。
9.根據前述權利要求中任一項所述的植入物，具有被布置為接合插入工具的工具接合成形部。
10.根據前述權利要求中任一項所述的植入物，其中所述鎖定表面相對於所述支承平臺的所述後表面傾斜，以在所述植入物被插入時驅使所述後表面抵靠所述骨骼。
11.根據前述權利要求中任一項所述的植入物，該植入物為被布置為對脛骨內側和外側平臺中的一個進行表面重修的脛骨植入物。
12.根據權利要求11所述的植入物，其中所述支承平臺具有前向部分，該前向部分的上表面相對於所述支承表面向下傾斜。
13.根據權利要求11或權利要求12所述的植入物，其中所述支承平臺具有前向部分， 該前向部分的後表面向下傾斜，以在所述植入物被完全插入時鄰接抵靠所述骨骼。
14.根據權利要求11至13中任一項所述的植入物，其中所述支承表面在其後向端具有鄰接邊緣，該鄰接邊緣被布置為當所述植入物被完全插入時鄰接抵靠所述脛骨中的凹部的邊緣。
15.根據前述權利要求中任一項所述的植入物，其中所述支承平臺的所述後表面的至少一部分在冠狀平面中凸起。
16.根據前述權利要求中任一項所述的植入物，其中所述支承表面的至少一部分在冠狀平面中凹入。
17.根據前述權利要求中任一項所述的植入物，其中所述支承表面的至少一部分在矢狀平面中凸起。
18.根據前述權利要求中任一項所述的植入物，其中所述支承表面的至少一部分在矢狀平面中凹入。
19.根據前述權利要求中任一項所述的植入物，其中所述支承表面包括前向區域和後向區域，所述兩個區域具有不同的曲率半徑。
20.根據權利要求19所述的植入物，其中所述前向區域的所述曲率半徑大於所述後向區域的所述曲率半徑。
21.根據權利要求19或權利要求20所述的植入物，其中所述支承表面包括在所述前向區域與所述後向區域之間的過渡區。
22.根據權利要求21所述的植入物，其中所述過渡區佔據不超過所述支承表面在所述矢狀平面中的長度的10%。
23.根據前述權利要求中任一項所述的植入物，其中所述支承平臺的所述支承表面和所述後表面都為曲形，從而所述支承平臺的大部分具有基本恆定的厚度。
24.一種單髁植入組件，包括脛骨植入物和股骨植入物，其中所述脛骨植入物為根據前述權利要求中任一項所述的植入物。
25.根據權利要求M所述的植入組件，其中所述股骨植入物包括股骨支承部分，該股骨支承部分具有在矢狀平面上凸起的支承表面，所述支承表面具有前向區域和後向區域， 所述區域具有不同的曲率半徑。
26.根據權利要求25所述的植入組件，其中所述前向區域比所述後向區域具有更大的曲率半徑。
27.根據權利要求25或權利要求沈所述的植入組件，其中所述支承表面包括在所述前向區域與所述後向區域之間的過渡區。
28.根據權利要求27所述的植入物，其中所述過渡區佔據不超過所述支承表面在所述矢狀平面中的長度的10%。
29.根據權利要求對至觀中任一項所述的植入組件，其中所述股骨部件的支承表面被布置為接觸所述脛骨部件的支承表面。
30.根據權利要求M至觀中任一項所述的植入組件，進一步包括半月板部件，該半月板部件被布置為位於所述脛骨部件與所述股骨部件之間，並具有被布置為分別接觸所述股骨部件和所述脛骨部件的上支承表面和下支承表面。
31.根據權利要求30所述的植入組件，其中所述半月板部件的所述下支承表面在冠狀平面和矢狀平面中都凸起。
32.根據權利要求30所述的植入組件，其中所述半月板部件的所述下支承表面在所述冠狀平面中凸起並在所述矢狀平面中凹入。
33.根據權利要求30至32中任一項所述的植入組件，其中所述半月板部件的所述上支承表面在冠狀平面和矢狀平面中都凹入。
34.一種膝蓋表面重建植入組件，包括兩個單髁植入組件，該兩個單髁植入組件中的每一個均為根據權利要求23至四中任一項所述的單髁植入組件。
35.根據權利要求34所述的植入組件，其中所述植入組件中的一個為內側組件，所述植入物組件中的一個為外側組件，並且所述內側組件的所述脛骨部件沿前後方向比所述外側組件的所述脛骨部件短。
36.根據權利要求35所述的植入組件，其中所述內側組件的所述脛骨部件在其後向邊緣處具有鄰接表面，該鄰接表面被布置為鄰接抵靠脛骨的表面，以限制所述植入物的沿後向方向的運動。
37.根據權利要求M至36中任一項所述的膝蓋表面重修植入組件，進一步包括用於安裝在髕骨上的髕骨部件；以及用於安裝在股骨上並具有被布置為接觸所述髕骨部件的支承表面的滑車部件。
38.根據權利要求37所述的植入組件，其中所述滑車部件的所述支承表面包括在其外側上的一個凸起的局部球形部分和在其內側上的凹入部分。
39.根據權利要求37或權利要求38所述的植入組件，其中所述滑車部件包括具有基本恆定厚度的支承平臺，所述支承平臺的前表面形成所述支承表面。
40.根據權利要求39所述的植入組件，其中所述支承平臺具有在其外側上的向上伸出部和在其內側上的向下伸出部中的至少一個。
41.一種對骨骼進行表面重建的方法，包括在所述骨骼中切割下凹槽；提供植入物，該植入物包括具有後表面的支承部分和從所述後表面伸出的緊固裝置，所述緊固裝置具有被布置為支承抵靠所述槽的下凹表面的鎖定表面；以及將所述緊固裝置插入到所述槽中，以抵靠所述骨骼緊固所述植入物。
42.根據權利要求41所述的方法，其中所述植入物為根據權利要求1至23中任一項所述的植入物。
43.根據權利要求41所述的方法，其中所述緊固裝置為直的，並且所述植入物沿直線被插入，以將所述植入物緊固到所述骨骼。
44.根據權利要求41所述的方法，其中所述緊固裝置為曲形，並且所述植入物沿曲形路徑被插入，以將所述植入物緊固到所述骨骼。
45.根據權利要求41至44中任一項所述的方法，其中所述植入物從前向側沿後向方向插入到脛骨平臺。
46.根據權利要求41至45中任一項所述的方法，進一步包括在所述骨骼中切割袋部， 所述植入物被插入到該袋部。
47.根據權利要求46所述的方法，其中所述袋部具有側部，所述植入物在被插入時鄰接抵靠該側部。
48.一種單髁植入組件，包括脛骨植入物和股骨植入物以及半月板部件，該半月板部件被布置為位於所述脛骨部件與所述股骨部件之間，並具有被布置為分別接觸所述股骨部件和所述脛骨部件的上支承表面和下支承表面，其中所述半月板部件的所述下支承表面在冠狀平面和矢狀平面中都凸起。
49.一種單髁植入組件，包括脛骨植入物和股骨植入物以及半月板部件，該半月板部件被布置為位於所述脛骨部件與所述股骨部件之間，並具有被布置為分別接觸所述股骨部件和所述脛骨部件的上支承表面和下支承表面，其中所述半月板部件的所述下支承表面在所述冠狀平面中凸起並在所述矢狀平面中凹入。
50.根據權利要求48或權利要求49所述的植物組件，其中所述半月板部件的所述上支承表面在冠狀平面和矢狀平面中都凹入。
51.一種膝蓋表面重建植入組件，包括用於安裝在髕骨上的髕骨部件；以及用於安裝在股骨上並具有被布置為接觸所述髕骨部件的支承表面的滑車部件，其中所述滑車部件的所述支承表面包括在其外側上的一個凸起的局部球形的部分和在其內側上的凹入部分。
52.根據權利要求51所述的植入組件，其中所述髕骨部件具有支承表面，所述支承表面包括在所述髕骨部件外側上的一個凹入的局部球形的部分和在所述髕骨部件內側上的凸起部分。
53.一種對骨骼進行局部表面重建的方法，包括提供植入物；在所述骨骼中切割凹部，該凹部具有與所述植入物的形狀對應的形狀；以及將所述植入物插入到所述凹部。
54.根據權利要求53所述的方法，進一步包括提供另外的植入物；在所述骨骼中切割另外的分離的凹部，該另外的分離的凹部具有與所述另外的植入物的形狀對應的形狀；以及將所述另外的植入物插入到所述另外的凹部。
55.根據權利要求M所述的方法，其中所述凹部用於髁內側植入物並具有後向端，該後向端從所述脛骨內側平臺的後向邊緣嵌入。
全文摘要
一種用於關節中的骨骼表面重建的植入物(10，12，14，16，24，26)，該植入物包括支承平臺，該支承平臺具有後表面(33，62)和形成支承表面(34，54，64，73，76)的前表面；以及從所述後表面伸出的緊固裝置(32，52，62，78)，該緊固裝置具有鎖定表面，該鎖定表面被布置為支承抵靠所述骨骼的下凹表面，以抵靠所述骨骼緊固所述植入物。
文檔編號A61F2/38GK102159158SQ200980126985
公開日2011年8月17日 申請日期2009年7月10日 優先權日2008年7月10日
發明者安德魯·亞瑟·埃, 羅伯特·麥可·沃曾克拉夫特, 賈絲廷·彼得·科布 申請人:皇家創新公司