具有與關節表面相匹配的三維幾何結構的微創關節植入物的製作方法

2023-04-30 18:09:36 1

專利名稱：具有與關節表面相匹配的三維幾何結構的微創關節植入物的製作方法
技術領域：
本發明針對矯形植入物和系統。所述植入物可為關節植入物和/或插補關節植入物。本發明也涉及設計、製造、模製和植入植入物的方法以及隨其使用的外科工具和套件。本發明也涉及可對關節鏡插入和輪廓改變進行修正的可自行擴展的矯形植入物。最後，本發明涉及經定形以致所述植入物重建正常或接近正常的三維(3D)關節幾何結構或排列和促進關節運動的關節植入物，所述促進關節運動超過關節運動的正常範圍的60％到99.9％，且在活動期間能夠承受高達施加關節的於正常剪切力的100％。
背景技術：
存在多種類型的軟骨，例如，透明軟骨和纖維軟骨。透明軟骨存在於骨骼的關節表面(例如，在關節中)，負責提供運動關節的光滑流暢的活動特徵。考慮取決於關節的變化且特定言之在關節內的位置，關節軟骨被牢牢地連接到其下的骨骼，並測得在人類關節中的厚度一般小於5mm。另外，關節軟骨為無神經、無血管、和無淋巴液(alymphatic)。在成人中，軟骨通過雙擴散系統經由滑膜和軟骨的稠密細胞間質向存在於軟骨結締組織中的軟骨細胞輸送營養。
成人軟骨修復能力有限，因此，由如風溼性關節炎和/或骨關節炎的疾病或外傷產生的對軟骨損傷可導致嚴重的身體殘疾和衰弱。此外，隨著人的關節軟骨變老，其拉伸性能發生改變。因此，隨著時間的過去，由於不斷老化，成人的軟骨的拉伸剛性和力量明顯減小了。
例如，直到生命的第三個十年，膝關節軟骨的表面區域呈現拉伸力量增大，在生命的第三個十年之後，當在關節表面發生II型膠原質的可察覺損時，拉伸力量隨著老化明顯地減少。儘管膠原質含量不出現減少，但隨著年齡的增大深區軟骨出現拉伸力量逐漸減小。所述觀察指示隨著老化軟骨機械和由此結構組織發生改變，如果充分發展，軟骨會出現創傷損傷。
通常，通過使用修復材料，例如，如用於美容修復的矽樹脂或適當的金屬合金替代關節來治療軟骨的重度損傷或缺損。見，例如2002年5月7日頒發的Schmotzer的美國專利申請案第6,383,228號；2001年3月20日頒發的Afriat等人的美國專利申請案第6,203,576號；2000年10月3日頒發的Ateshian等人的美國專利申請案第6,126,690號。所述修復裝置的植入通常涉及下組織和股骨缺損，而未包括恢復原始軟骨的全部功能，且使用某些裝置，與組織和骨骼的大量缺損相關的嚴重的長期併發症可包括感染、骨質溶解以及植入物的鬆動。
應了解關節造形術創傷大且需要外科手術切除修復中包括的一個或一個以上的骨骼的關節表面的整體的或大多數。通常在所述程序中需要刮除相當大面積的髓隙以將假體的杆裝配於骨骼內。刮除導致患者的骨存量的缺損，且隨著時間的過去，骨質溶解將頻繁地導致假體鬆動。另外，隨著時間的過去植入物和骨骼匹配處的區域退化，最終需要用假體置換。因為患者的骨存量有限，所以可能的置換術的數量也受限於關節造形術。簡言之，15到20年病程以上，在某些情況下甚至更短的時期，患者會用完治療選項，最終導致關節疼痛、無功能。
也已將以細胞(例如，軟骨細胞、軟骨細胞祖細胞、基質細胞、間葉細胞幹細胞等)植入的基質、組織骨架或其它載體的用途描述為用於軟骨修復的潛在的治療。又見，1999年10月14日頒發的Fofonoff的國際公開案WO 99/51719；2001年12月6日頒發的Simon等人的WO 01/91672；和2001年3月15日頒發的Mansmann的WO 01/17463；和2001年9月4日頒發的Vibe-Hansen等人的美國專利申請案第6,283,980B1號；1998年12月1日頒發的Naughton等人的5,842,477；1998年6月23日的Schwartz頒發的5,769,899；1986年9月2日頒發的Caplan等人的4,609,551；1991年8月20日頒發的Vacanti等人的5,041,138；1993年3月30日頒發的Caplan等人的5,197,985；1993年7月13日頒發的Caplan等人的5,226,914；2001年12月11日頒發的Hardwick等人的6,328,765；2001年8月28日頒發的Rueger等人的6,281,195；和1989年7月11日頒發的Grande的4,846,835。然而，因為大多數生物替代材料不能實現與欲置換的正常無病人體組織類似或相同的形態學上的排列或結構，所以如同種異體移植和自體移植系統和組織骨架等生物置換材料的臨床結果尚未確定，。然而，所述生物替代材料的機械耐久性仍未確定。
2001年3月21日頒發的Fell等人的美國專利申請案第6,206,927號和2003年5月6日頒發的Fell等人的美國專利申請案第6,558,421號揭示了不需要骨切除的外科手術可植入的膝假體。所述假體為具有一個或一個以上的直緣形狀的大體橢圓形。相應地，未將所述裝置設計成大體上與體內的殘餘軟骨和/或下骨的實際形狀(輪廓)一致。因此，由於患者的周圍軟骨和/或下軟骨下骨與假體之間的厚度和曲度存在差異，植入物的一體性相當困難。
因此，仍需要一種使用以微創技術和用於所述修復和植入的工具而植入的一個或一個以上的植入物部分複製關節的自然幾何結構的系統和方法，和重建關節的兩個關節表面之間的自然或接近自然的三維幾何關係的方法。

發明內容
本發明提供用於修復關節的方法和組合物，特別地提供用於修復關節軟骨並用於促進各種軟骨和骨骼修復材料與受治療者成一體的裝置和植入物。其中，本文所描述技術慮及與特定受治療者的下軟骨和/或骨骼和/或其它關節結構的輪廓大體上或完全一致的裝置的生產。另外，裝置也優選地與軟骨的形狀(大小)大體上或完全一致。當關節軟骨表面的形狀(例如，大小、厚度和/或曲度)解剖或近似解剖地適合未損傷的軟骨、受治療者的原始軟骨、和/或下骨時，修復的成功性提高。
可在植入之前將修復材料定形，且所述定形可基於(例如)提供信息的電子圖像，所述信息關於在缺損或患病軟骨區域周圍的任何「正常」軟骨的曲度或厚度，和/或關於所述患病軟骨缺損或區域的下面或周圍的骨骼的曲度，以及包括關節的相對的匹配表面的骨骼和/或軟骨。
其中，本發明提供一種用於局部關節置換的微創方法。所述方法可致使因程序導致的骨存量的少量缺損或無缺損。另外，本文所描述的方法通過在植入物解剖或接近解剖地適合在周圍或相鄰軟骨和/或軟骨下骨之間而有助於恢復關節表面的完整性。
在大多數情況下，經修復的關節的關節靈活性範圍將為正常靈活性的60％到99.9％。活動範圍改良到85％到99.9％，更好的在90％到99.9％，最好的在95％到99.9％之間且理想的在98％到99.9％之間。
另外，需要植入本發明裝置的切口一般比需要植入當前可利用的植入物的切口小50％。例如，整個膝替代一般需要6-12英寸(15-30cm)的切口，而單腔隙膝置換需要3英寸(7cm)的切口。根據本發明設計來修復脛骨表面的的植入物僅需要3cm的切口(大約1.5英寸)，而用於修復脛骨表面和股骨髁的植入物組合需要3英寸(7cm)的切口。在另一實例中，傳統的髖置換術需要6到12英寸(15-30cm)之間的單個切口，或在較小創傷技術中，需要1.5-4英寸(3-9.5cm)的兩個切口。視需要單表面矯正還是雙表面矯正而定，根據本發明的設計來修復髖臼的植入物需要1.5英寸(3cm)到6英寸(30cm)的單個切口。
本發明的優點可包括(但不限於)(i)為個別患者定製關節修復(例如，患者特殊設計或解決方案)，藉此增強依修復程序的功效和緩和程度；(ii)消除在某些實施例的手術中外科醫生測量待修復的缺損的需要；(iii)消除外科醫生在植入程序期間定形材料的需要；(iv)提供了根據骨骼、軟骨或組織圖像或根據手術中探查技術評估修復材料的曲度或形狀的方法；(v)提供了修復關節時僅有最小的骨存量缺損或(在某些實例中)無骨存量缺損的方法；和(vi)改良手術後的關節平整(congruity)。
因此，本文描述更精確地符合缺損(例如，植入的部位)且因此提供改良的關節修復的關節修復材料的設計和使用。
如所屬領域技術人員應了解，可將植入物描述為一插補關節植入物、軟骨缺損成形植入物、軟骨投影植入物、和/或軟骨下骨成形植入物。所述植入物具有上表面和下表面。上表面相對一關節的第一關節表面而下表面相對所述關節的第二關節表面，且進一步地，其中所述下表面或下表面中的至少一個具有與所述第一和第二關節表面中的一個的形狀充分匹配的三維形狀。所述植入物適合置放於任何關節內，所述關節包括膝、髖、肩、肘、腕、指、趾、和踝。植入物的上表面和下表面一般具有與植入物的上表面鄰接的關節表面和植入物鄰接的關節表面下表面中的至少一個的形狀充分匹配的三維形狀。所述植入物設計成具有患者重大軟骨缺損的厚度或其分數一般在65％到99.9％之間。
可由各種適當的材料製造植入物，所述材料包括生物相容材料、金屬、金屬合金、生物活性材料、聚合物、和其類似物。另外，可由複數個材料(包括塗層)製造植入物。
植入物可進一步具有附著到關節的機構。適當的附著機構包括嵴、銷釘、插針、橫件、齒和突起。可提供穩定關節的額外機構(如嵴、邊緣)，沿外周表面的所有或一部分加厚。
也可設計植入物使得其具有兩個或多個的組件。根據所要的功能性，所述組件可整體成形、不可分割成形、互連成形、和相互依賴成形。在多個組件情況下，可將關節接觸組件設計成與關節滑動地或旋轉地或其組合嚙合。或者，可將關節接觸組件的任一個或兩個固定到關節。任何額外的組件可與其所嚙合的任何其它組件整體成形、不可分割成形、互連成形或相互依賴成形。
植入物的每一組件或植入物本身可具有沿外周圓、橢圓、卵形、腎形、大體的圓、大體的橢圓、大體的卵形、大體的腎形的外周或周長所形成的形狀。另外，植入物的每一組件本身可具有球形、半球形、非球面、凸面、凹面、大體的凸面、和大體的凹面的橫截面形狀。
植入物的設計使得有助於使用10cm或更少的切口來植入。此外，將植入物設計成恢復關節活動範圍為正常關節活動的80％到99.9％。
植入物或其任何組件可具有各種形狀使得植入物的外周可比植入物的中央部分的厚度更大。或者，可設計植入物或其任何組件使得植入物的中央部分比外周的厚度大。從諸如前面部分、後面部分、側面部分和中間部分的複數個方向看植入物，植入物或其任何組件可具有沿裝置的後面部分的厚度，其等於或大於植入物的側面、中間和前面部分中的至少一個的厚度。或者，植入物或其任何組件可具有沿裝置的後面部分的厚度，其等於或小於植入物的側面、中間和前面部分中的至少一個的厚度。在另一替代方法中，植入物或其任何組件可具有沿裝置的中間部分的厚度，其等於或小於前面部分、後面部分和側面部分中的至少一個的厚度。在另一替代方法中，植入物可具有沿裝置的中間部分的厚度，其等於或大於前面部分、後面部分和側面部分中的至少一個的厚度。
使用以下所描述的植入物修復關節的程序包括以下步驟關節鏡檢查下植入具有上表面和下表面的植入物，其中所述上表面和下表面中的至少一個具有與關節表面的形狀充分匹配的三維形狀。在植入之前分析圖像。所述圖像一般為MRI、CT、X光、或其組合。
根據本發明製造植入物的方法包括判定關節的一個或一個以上的關節表面的三維形狀；和產生具有上表面和下表面的植入物，其中所述上表面和下表面相對所述關節的第一和第二關節表面，且進一步地，其中所述上表面和下表面中的至少一個與所述關節表面的三維形狀充分匹配。
此外，本發明提供一種使用植入物材料替代關節(例如，軟骨和/或骨骼)的一部分(例如，患病區域和/或稍微大於患病區域的區域)的新穎裝置和方法，其中植入物解剖的或接近解剖的適合周圍結構和組織的至少一個表面，且使關節靈活性恢復到關節正常活動範圍的60％到99.9％。此外，在關節活動植入物可承受施加於關節上的剪切力的(高達)100％。在裝置和/或方法包括與下關節骨骼相關聯的元素的情況下，本發明也提供與骨骼相關聯元素與軟骨下骨解剖的或接近解剖的對齊。本發明也能夠對具有單個切口的植入位置進行預處理。所述裝置可未單組件、雙組件，或具有複數個組件。
本發明的方法包括步驟(a)測量欲植入位置的尺寸(例如，厚度和/或曲度和/或大小)或欲植入位置周圍區域的尺寸；和(b)提供與步驟(a)中所獲得的測量結果一致的軟骨替代物或材料。在某些方面，步驟(a)包括測量欲植入位置周圍軟骨的厚度和測量欲植入位置周圍軟骨的曲度。或者，步驟(a)可包括測量欲植入位置的大小和測量欲植入位置周圍的軟骨的曲度；或測量在欲植入位置周圍軟骨的厚度、測量欲植入位置的大小、並測量欲植入位置周圍軟骨的曲度；或在欲植入位置處重建健康的軟骨表面；或測量欲植入位置的大小和/或在欲植入位置處或欲植入位置周圍測量軟骨下骨的曲度或幾何結構。另外，可在欲植入位置處測量剩餘軟骨的厚度、曲度或表面幾何結構，且可將其與軟骨周圍的厚度、曲度或表面幾何結構相比較。此比較可用於更精確地得到軟骨替代物或材料的形狀。
手術測量後選擇替代材料的尺寸，所述測量例如，使用如超聲波、MRI、CT掃描、用X光配色獲得的X光成像和螢光檢查法成像等成像技術進行的測量。機械探測器(有或無成像功能)也可用於選定尺寸，例如超聲波探測器、雷射、光學探測器、印壓探測器、和可變形的材料。
一個或一個以上的可植入裝置包括三維物體。在一膝中，植入物可用於一個(單腔隙)或多個(多腔隙)腔隙(compartment)。在所述膝中，植入物非橢圓形，但是符合關節軟骨、軟骨下骨和/或關節內結構的3D幾何結構。植入物具有一對相對的面。植入物的一個面的輪廓與下軟骨和/或骨骼輪廓相匹配或大體上匹配；而植入物的相對面的輪廓為相接的匹配關節表面創建一表面。例如，可使用模型化來投影相對面的表面以優化用於與關節匹配的表面。另外，可使用一圓形的界面來連接相對的面。界面也可在關節表面之外延伸。對關節鏡檢查插入而言，本發明的植入物也可為可自行擴展的並可修正的。
裝置的每一面不必在尺寸上統一。經由在任一給定點處所取的一軸線上的長度D可沿所述軸線可變。類似的，經由第二軸線(正交於所述第一軸線)長度2D同樣也可沿所述軸線可變。所屬領域技術人員將了解沿第一軸線的任何D長度於沿第二軸線的任何D長度之間的比率可具有適合待矯正身體解剖的任何比率。
如所述領域技術人員將了解，不背離本發明的範疇的情況下，本文所描述的可植入關節假體的任一個可包括可(例如，滑動地)和/或可分離嚙合的多個(例如，兩片或多片)物體組件。例如，可在具有其輪廓與下軟骨和/或骨骼(部分地或大體上)一致的面的每一個組件中提供兩塊組件。在某些實施例中，可嚙合的組件的相對表面為彎曲的。可選擇類似於或反映關節的至少一關節表面的曲度的曲度。在其它實施例中，可嚙合的組件的相對表面為平的。在其它實施例中，可嚙合的組件的相對表面為平的和彎曲的組合。可嚙合的組件的相對表面為也可為不規則的。在此種狀況下，所述表面優選設計成在至少一個或一個以上的位置中彼此匹配。
在本文所描述的任何方法中，可選擇替代材料(例如，選自現存的修復系統庫)。因此，可在手術前、手術中、或手術後生產替代材料。此外，本文所描述的任何方法中，也可使此項技術中已知的適當的技術、或手術前、手術中、或手術後來對替代材料進行定形。所述技術包括手工、自動或通過機器；使用包括拋光、雷射燒蝕、射頻燒蝕、擠壓、注射、模型化、壓縮模型化和/或機械加工技術、或其類似物的機械磨蝕。最後，植入物可包括諸如藥品、細胞、非細胞材料、藥理學試劑、生物試劑、和其類似物等一個或一個以上的生物活性材料。
本發明包括一種修復受治療者中的軟骨的方法，所述方法包括植入根據本文所描述的任何方法製備的軟骨修復材料的步驟。植入一般在關節鏡下且可經由相對小的切口來完成。
本發明也提供一種判定關節表面的曲度的方法，所述方法包括手術中使用機械探測器(mechanical probe)或外科手術機械導航系統(surgical mechanical navigation system)測量關節表面的曲度。關節表面可包括軟骨和/或軟骨下骨。機械探測器(有或無成像功能)可包括(例如)超聲波探測器、雷射、機械手(如鈦FARO手(Titanium FARO arm))、光學探測器和/或可變形的材料或裝置。
各種工具可用於便於裝置的植入。工具為輔助相對於關節表面最佳定位的裝置的導向裝置。以裝置方式使用的工具和導向裝置的設計取自適合於特定關節的裝置的設計。工具可包括與植入位置或關節腔部分或大體一致的試驗植入物或手術工具。
本文所描述的任何修復系統或假體(例如，外部表面)可包括聚合體材料或流體材料。可將聚合體材料連接到金屬或金屬合金。當聚合體材料曝露於化學製品、能量射束、光源、超聲波和其它物的時候，可注入聚合體材料且(例如)其可自硬化或硬化。此外，本文所描述的任何系統或假體可適合於(例如)通過軟骨替代材料的外表面中的開口(例如，外表面中的一開口造成骨骼表面上的複數個開口)接收注射劑。可通過所述開口注入骨骼接合劑、治療劑、和/或其它生物活性物質。在某些實施例中，可需要在壓迫關節表面或軟骨下骨或骨髓的情況下注入骨骼接合劑以完成骨骼接合劑滲入植入位置的部分。另外，可使本文所描述的任何修復系統或假體固定於骨髓中或軟骨下骨中。一個或一個以上的加固延伸部分(例如，插針等)可通過骨骼和/或骨髓來延伸。
在某些實施例中，可在不破壞軟骨下骨的情況下或僅使用延伸到軟骨下骨或穿過軟骨下骨的少量插針或錨定器來植入軟骨替代物系統。此項技術具有避免將來植入物「下沉」和骨質溶解導致關節不調和或植入物鬆動或其它併發症的優點。
如所屬領域技術人員將了解，適當的關節可包括(說出若干個名字)膝、肩、髖、脊椎、椎間盤、肘、踝、腕、指、腕掌骨、中足、和前足關節。所描述的技術同樣不限於所發現的人類的關節，而可擴展到任何哺乳動物的關節。
根據本文的揭示，本發明的此等和其它實施例對於所屬領域技術人員將顯而易見。


圖1A為用於根據本發明評估修復關節的需要的方法的方塊圖，其中在接收選定的植入物之前現有關節表面不變或大體上不變。圖1B為用於根據本發明評估修復關節的需要的方法的方塊圖，其中在設計適合於完成修復的植入物之前現有關節表面不變或大體上不變。
圖2為股骨遠端的關節軟骨的三維厚度圖像的再現。可(例如)由超聲波、CT或MRI數據產生三維厚度圖像。在軟骨物質內的黑洞指示全部厚度的軟骨缺損的區域。
圖3A為共中心地排列的光圈的潑拉西多(Placido)盤的實例。圖3B為在固定曲度的表面上的投影潑拉西多盤的實例。
圖4為由在每一股骨髁上的共中心的光圈(潑拉西多盤)的投影產生的鏡象。
圖5為規則彎曲表面的2D彩色碼拓撲圖像的實例。
圖6為規則彎曲表面的3D彩色碼拓撲圖像的實例。
圖7A-B為用於根據本發明評估修復關節的需要的方法的方塊圖，其中在接收植入物之前存在的關節表面被改變。
圖8A為適合於在膝關節的脛骨平臺(tibial plateau)處植入的本發明的關節植入物的透視圖。圖8B為圖8A的植入物的俯視圖。圖8C為沿圖8B中所展示線C-C的圖8B的植入物的橫截面圖。圖8D為沿圖8B中所展示的線D-D的橫截面圖。圖8E為沿圖8B中所展示的線E-E的橫截面圖。圖8F為圖8A的植入物的側視圖。圖8G為展示沿平行於徑向平面的平面截取而植入的圖8A的植入物的橫截面圖。圖8H為展示沿平行於冠狀平面的平面截取而植入的圖8A的植入物的橫截面圖。圖8I為展示沿平行於軸向平面的平面截取而植入的圖8A的植入物的橫截面圖。圖8J為中間地(朝向脛骨平臺的邊緣)且前面地且後面地靠近骨骼而延伸的稍微較大的植入物。圖8K為展示錨定器的圖8A的關節植入物的替代實施例的側視圖。圖8L為展示錨定器的圖8A的關節植入物的替代實施例的仰視圖。圖8M和8N為由前面看且由側面看的兩塊植入物的替代實施例。
圖9A和9B為分別在下的和上面觀察點的適合於在股骨髁上使用的關節植入物的透視圖。圖9C為圖9A的植入物的側視圖。圖9D為植入物的下面的圖。圖9E為植入物的上面的圖且圖9F為植入物的橫截面。圖9G為適合於在脛骨的兩個骨節上使用的關節植入物的上面的圖。圖9H為圖9G的植入物的側面透視圖。
圖10A為髖臼的側視圖。圖10B為最接近的股骨的旋轉圖。圖10C為用於展示大體的恆定半徑的髖關節的植入物的橫截面圖。
圖10D為類似於圖10C中所見的植入物具有一圓的邊緣和一不對稱的半徑的植入物的橫截面圖。
圖11A為具有延伸到股骨頭的凹頭中的構件的植入物的橫截面圖。圖11B將植入物展示為半球、圖11C為部分半球且圖11D為圍欄，其都展示額外的和替代的平面圖。圖11為具有輻條排列的植入物的替代實施例的圖。
圖12A為具有延伸到髖臼窩中的構件的植入物的橫截面圖。圖12B-E為各種透視圖，其中植入物為半球形、部分半球形、一圍欄和一輻條。
圖13A為展示兩塊構造和光滑匹配表面的一雙組件「負重可活動」植入物的橫截面圖。也展示平面圖，其展示具有兩個半球的雙組件、具有一圍欄或類圍欄的外部組件(意即，在一維中半球形，但不在其餘維中)的單個半球、具有具有圍欄內部結構的單個半球、具有輻條內部組件的單個半球、和具有輻條外部組件的單個半球。
圖13B-J為雙組件植入物的替代實施例，其中外部組件的內部表面具有一與內部組件的外部表面上的鋸齒形嚙合的結節。也展示額外的變化。
圖14A為具有延伸到股骨頭的凹頭中的構件的植入物的替代實施例。圖14B和圖14C為橫截面實施例，其中組件之一形成一半球而第二組件不形成半球。
圖15A為具有延伸到髖臼窩的構件的雙組件「負重可活動」植入物的橫截面圖。圖15B和圖15C為橫截面實施例，其中組件之一形成一半球而第二組件不形成半球。
圖16A為三組件「負重可活動」植入物的橫截面圖。圖16B-D為具有一個或一個以上的形成半球的組件的三組件「負重可活動」植入物的橫截面圖，而至少一其它組件不形成半球。
圖17A為具有延伸到髖臼窩的構件的雙組件「負重可活動」植入物的橫截面圖。圖17B和圖17C為橫截面實施例，其中組件之一形成一半球而第二組件不形成半球。
圖18A為具有延伸到髖臼窩的構件的雙組件「負重可活動」植入物的橫截面圖。圖18B為延伸到髖臼組件的頂部上的髖臼窩中的圖18A中所展示的構件的頂部上的四個垂直穩定面。
圖19A為具有延伸到股骨頭的凹頭中的雙構件「負重可活動」植入物的橫截面圖。圖19B為雙組件固定植入物的橫截面圖。
圖20A為用於髖關節的具有變化的半徑和厚度的植入物的橫截面圖。圖20B為用於髖關節的具有變化的半徑和厚度的植入物的橫截面圖。圖20C用於髖關節的具有變化的半徑和厚度的植入物的橫截面圖。圖20D為用於髖關節的具有在下地和在上地延伸的邊緣的植入物的橫截面圖。
圖21A為在諸如鎖骨、肩胛骨、肩臼(glenoid)、肩峰、喙突和肱骨等肩關節中的骨質結構的正面圖。圖21B為放置於肱頭和肩臼之間的關節造形術裝置圖。圖21C為具有與肱頭的形狀大體一致的肱骨表面和與肩臼的形狀大體一致的肩臼表面的關節造形術裝置的傾斜的正面橫截面圖。圖21D為具有與肱頭的形狀大體一致的肱骨表面和與肩臼的形狀大體一致的肩臼表面的關節造形術裝置的軸向橫截面圖。圖21E為顯示關節軟骨和在上的和下肩臼緣的肩的傾斜的正面圖。圖21F為顯示關節軟骨和在上的和下肩臼緣的肩的軸向圖。圖21G為具有與肱頭的形狀大體一致的肱骨表面和與肩臼和肩臼緣的形狀大體一致的肩臼表面的關節造形術裝置的傾斜的正面橫截面圖。圖21H為具有與肱頭的形狀大體一致的肱骨表面和與肩臼和肩臼緣的形狀大體一致的肩臼表面的關節造形術的軸向橫截面圖。圖21I為具有與肱頭的形狀大體一致的肱骨表面和與肩臼的形狀大體一致的肩臼表面的關節造形術裝置的傾斜的正面橫截面圖。展示一邊緣在上和/或下地延伸，其提供肩臼上的穩定性。圖21J為具有與肱頭的形狀大體一致的肱骨表面和與肩臼的形狀大體一致的肩臼表面的關節造形術裝置的軸向橫截面圖。展示一邊緣前面和/或後面延伸，其提供肩臼上的穩定性。圖21K為具有與肱頭的形狀大體一致的肱骨形成表面和與肩臼的形狀大體一致的肩臼表面的雙組件「負重可活動」關節造形術裝置的傾斜的正面橫截面圖。
圖21L為具有與肱頭的形狀大體一致的肱骨形成表面和與肩臼的形狀大體一致的肩臼形成表面的雙組件「負重可活動」關節造形術裝置的軸向橫截面圖。
圖21M為具有與肱頭的形狀大體一致的肱骨形成表面和與肩臼的形狀大體一致的肩臼形成表面的雙組件「負重可活動」關節造形術裝置的替代圖。所述裝置在第一組件的表面上具有一結節，其與第二組件的表面上的鋸齒形匹配以增強關節運動。
圖21N為雙組件「負重可活動」關節造形術裝置的傾斜的正面橫截面圖。圖21O為雙組件「負重可活動」關節造形術裝置的傾斜的正面橫截面圖。圖21P和Q為圖21O中所展示的雙組件「負重可活動」裝置的替代實施例的橫截面圖。
圖22為顯示肱骨遠端、肘突和徑向頭的通過肘關節的傾斜的縱向圖。也展示軟骨表面。
圖23A為顯示橈骨遠端、尺骨和若干腕骨，在適當位置用關節造形術系統通過腕關節的縱向圖。圖23B為顯示遠端橈骨、尺骨、和若干腕骨，通過腕關節的縱向圖。圖23C為在適當位置用關節造形術系統顯示遠端橈骨、尺骨和若干腕骨的通過腕關節的縱向圖。圖23D為適合於腕的雙組件「負重可活動」關節造形術裝置的縱向圖。圖23E為另一雙組件造形裝置的縱向圖，在此種狀況下沒有邊緣。圖23F為雙組件「負重可活動」關節造形術裝置的縱向圖。
圖24為通過一指的徑向圖(sagittal view)。展示將關節造形術裝置插入掌骨頭和最接近的指骨的底部之間。
圖25A為在適當位置處用關節造形術系統顯示遠端脛骨、距骨和跟骨和其它骨骼的通過踝關節的徑向圖。圖25B為顯示遠端脛骨、遠端腓骨和距骨的通過踝關節的冠狀切面圖(coronal view)。展示將關節造形術裝置插入遠端脛骨和脛距關節面之間。圖25C為顯示遠端脛骨、距骨和跟骨和其它骨骼的通過踝關節的徑向圖。。也展示軟骨表面。展示將關節造形術裝置插入遠端脛骨和脛距關節面之間。圖25D為顯示遠端脛骨、遠端腓骨和距骨的通過踝關節的冠狀切面圖。展示將關節造形術裝置插入遠端脛骨和脛距關節面之間。
圖26為通過趾的徑向圖。展示將關節造形術裝置插入蹠骨頭和最接近的趾骨的底部之間。
圖27A-D為當將本發明的裝置植入目標關節中時所使用的方法步驟的方塊圖。
圖28為適合於用來植入圖8L中所展示的裝置的植入物導向工具的平面圖。
圖29A和B為適合於用來植入圖9B中所展示的裝置的植入物導向工具的平面圖。
具體實施例方式
給出以下描述使得所屬領域的任何技術人員都可以製作和使用本發明。對實施例的各種修正對於所屬領域的技術人員來說將變得顯而易見，且在不脫離由附著權利要求所界定的精神和範疇的情況下，本文所界定的一般原理可應用於其它實施例和應用中。因而，本發明並不希望局限於所顯示的實施例，而是符合與本文所揭示的原理和特徵相一致的廣泛範圍。為了達到完全理解所揭示的本發明的必要程度，在這篇申請案中所引用的所有頒予的專利、專利公開案和專利申請案的詳細描述和圖式都以引用的方式併入本文中。
如所屬領域的技術人員將了解的，本發明的實施使用(除非另有指示)所屬領域技術中常規的x射線成像和處理、x射線斷層合成、包括A掃描、B掃描和C掃描的超聲波、計算機斷層攝影(CT掃描)、核磁共振成像(MRI)、光學相干斷層攝影、單光子發射型斷層攝影(SPECT)和正子放射型斷層攝影(PET)的方法。這些技術在文獻中有詳細闡釋並且不必要在本文中進行描述。參閱，例如，X-RAY Structure DeterminationA Practical Guide，第2版，編輯Stout andJensen，1989，John Wiley Sons，出版社；Body CTA Practical Approach，編輯Slone，1999，McGraw-Hill出版社；X-ray DiagnosisA Physician′sApproach，編輯Lam，1998Springer-Verlag，出版社；和Dental RadiologyUnderstanding the X-Ray Image，編輯Laetitia Brocklebank 1997，哈佛大學Press出版社。
1、關節的雙面或多面評估其中，本發明允許從業者估計和治療關節缺損，所述關節缺損源自(例如)關節疾病、軟骨衰退、骨關節炎、血清反應呈陽性和血清反應呈陰性的關節炎、骨損傷、軟骨損傷、外傷和/或由於使用過度或年紀的原因而導致的衰退。所關注的區域的大小，體積和形狀可僅包括具有缺損的軟骨區域，但也可優選包括在所述軟骨缺損周圍的軟骨部分。另外，所關注的區域的大小、體積和形狀可包括軟骨下骨、骨髓和其它關節結構，例如半月板、韌帶和腱。
圖1A是由從業者評估一個關節所採用的步驟的流程圖。首先，從業者獲得目標關節10的測量結果。通過得到關節的圖像可完成獲得測量結果的步驟。這個步驟在必要時可以重複11獲得複數個圖像從而進一步改進關節評估過程。一旦從業者獲得必要的測量結果，就使用此信息生成待評估的目標關節的模型表示30。這個模型表示可採用構形圖或影像的形式。關節的模型表示可以是一維、二維或三維。其可包括一個物理模型。需要時可產生多個模型31。無論是原始模型或隨後產生的模型或其兩者都可以使用。在生成關節的模型表示30之後，從業者可視情況在正確的條件下生成目標關節的投影模型表示40。這個過程在必要或需要時仍可以重複41。選擇過程50使用關節的構形條件與關節的投影影像之間的差異按需要地進行重複來實現所需的結果。
如所屬領域的技術人員將了解的，如箭頭32所示，從業者可直接從生成目標關節的模型表示30的步驟直接進行到選擇合適的關節替代植入物50的步驟。另外，選擇了合適的關節替代植入物50之後，如流程24、25、26所示，獲得目標關節的測量結果10、生成目標關節的模型表示30和生成投影模型40的步驟可以連續地或並行地重複。
圖1B是顯示由從業者評估關節所採用步驟的替代流程圖。首先，從業者獲得目標關節的測量結果10。通過得到關節的圖像可完成獲得測量結果的步驟。這個步驟在必要時可以重複11來獲得複數個圖像從而進一步改進關節評估過程。一旦從業者獲得必要的測量結果，就使用此信息生成待評估的目標關節的模型表示30。這個模型表示可採用構形圖或影像的形式。關節的模型表示可以是一維、二維或三維。在必要或需要時可重複該過程31。可包括一個物理模型。在評估了關節的模型表示30之後，從業者可視情況在正確的條件下生成目標關節的受保護的模型表示40。這個過程在必要或需要時可以重複41。從業者使用關節的構形條件與關節的投影影像之間的差異可接著設計合適的關節植入物52來實現正確的關節解剖，必要時就重複設計過程53來實現所需的植入物設計。從業者還可以評估提供另外的特徵(例如邊緣、銷釘或錨定器)是否可以提高目標關節中的植入物性能。
如所屬領域的技術人員將了解的，如箭頭38所示，從業者可直接從生成目標關節的模型表示30的步驟進行到設計合適的關節替代植入物52的步驟。類似於上文所示的流程，設計了合適的關節替代植入物52之後，如流程42、43、44所示，獲得目標關節的測量結果10、生成目標關節的模型表示30和生成投影模型40的步驟可以連續地或並行地重複。
所選定的或設計的關節植入物實現與關節的現有表面相適的解剖或近似的解剖構造，同時展現一個匹配的表面用於複製天然關節解剖構造的相對的關節表面。在這種情況下，可以評估關節現有的表面以及所需的所得的關節表面。這個技術對於未錨定到骨骼中的植入物特別有用。
圖2說明股骨遠端的關節軟骨的三維厚度圖的色彩再現。可從(例如)超聲波、CT或MRI數據生成3維厚度圖。軟骨物質內的黑洞指示整個厚度軟骨缺失的區域。從3維厚度圖可對軟骨損傷的大小和形狀的作出判斷。
如所屬領域的技術人員將了解的，可使用任何合適的技術獲得大小、曲度和/或厚度測量結果。舉例而言，可使用合適的機械構件、雷射裝置、電磁或光學跟蹤系統、鑄模、應用到變硬和「記憶表面輪廓」的關節表面的材料和/或所屬領域已知的一種或更多種成像技術獲得一維、二維和/或三維測量結果。可無需插補和/或外科手術(例如，使用探針或其它手術裝置)而獲得測量結果。如所屬領域的技術人員將了解的，修復裝置的厚度可在任何給定時刻發生變化，這取決於在關節表面的任何特定位置上將要修復的軟骨和/或骨骼的損傷深度。
A.成像技術如所屬領域的技術人員將了解的，適用於測量發病軟骨區域或軟骨缺失的厚度和/或曲度(例如軟骨和/或骨骼的)或大小的成像技術包括使用x射線、核磁共振成像(MRI)、計算機斷層攝影掃描(CT，也稱為計算機軸向斷層掃描或CAT)、光學相干斷層攝影、SPECT、PET、超聲波成像技術和光學成像技術。(參閱2002年3月21日公開的Alexander等人的國際專利公開案WO02/22014；2002年4月16日頒予Tsoref等人的美國專利第6,373,250號；和Vandeberg等人的(2002)放射線學(Radiology)222430-436)。使用任何投藥路徑(例如，通過靜脈、關節內等)可使用對比劑或其它增強試劑。
在某些實施例中，使用CT或MRI評估組織、骨骼和其中的任何缺損(例如軟骨損害或發病軟骨區域)從而獲得與軟骨下骨或軟骨衰退有關的信息並且提供關於損傷區域的形態上或生化上或生物力學上的信息。具體而言，使用一個或一個以上這些方法可探測到例如裂縫、部分厚度或全厚度軟骨缺失的改變和剩餘軟骨內的信號改變。對於基本NMR原理和技術的討論，可參閱MRI基本原理和應用(MRI Basic Principles and Applications)，第二版，MarkA.Brown和RichardC.Semelka，Wiley-Liss有限公司(1999)。對於MRI(包括常規的T1和T2加權自旋迴波成像、梯度回波(GRE)成像、磁轉換對比(MTC)成像、快速自旋迴波(FSE)成像、增強對比成像、快速獲得鬆弛增強(RARE)成像、穩定狀態下獲得梯度回波(GRASS)和驅動平衡傅立葉轉換(DEFT)成像)用於獲得與軟骨有關的信息的討論，參閱Alexander等人的WO 02/22014。因而，在優選實施例中，所獲得的測量結果是基於所獲得的如Alexander等人的WO 02/22014中所描述的關節的三維影像或最終形成3D信息的多組二維影像。可獲得軟骨單獨的或與關節的移動模式(例如，彎曲到伸展、平移和/或軟轉)相結合的二維、三維圖像或圖。三維圖像可包括與移動模式、接觸點、兩個或多個相對關節表面的接觸帶和在關節移動期間接觸點或帶的移動有關的信息。二維或三維圖像可包括與關節軟骨的生化組分相關的信息。另外，成像技術可隨時間進行比較(例如)，提供與所需的修復材料的形狀和類型相關的最新信息。
本文所描述的任何成像裝置還可以在手術中使用(參閱下文)，例如使用手持超聲波和/或光學探針在外科手術中使關節表面成像。
B.外科手術測量另外，或除了上述的非插補性成像技術之外，在關節內窺鏡檢查或公開的關節切開手術期間可在手術中獲得發病軟骨區域或軟骨缺失區域的大小的測量結果、軟骨厚度和/或軟骨或骨骼曲度的測量結果。外科手術中的測量結果可涉及或不涉及與一個或一個以上關節表面區域的實際接觸。
適用於獲得軟骨或骨骼或其它軟骨關節結構的外科手術中的測量結果並且生成表面的構形圖的裝置包括(但不限於)潑拉西多盤和雷射幹涉儀，和/或可變形材料或裝置。(參閱，例如2002年5月17日頒予Wooh等人的美國專利第6,382,028號；2000年5月2日頒予Levesque等人的6,057,927；1996年6月4日頒予Yamane等人的5,523,843；1998年12月8日頒予Sarver等人的5,847,804和1997年11月4日頒予Fujeda的5,684,562)。
圖3A說明集中排列光環的潑拉西多盤。潑拉西多盤的集中陣列投影良好界定的具有變化半徑的光環，這些光環可由經過光纖傳輸的雷射或白光生成。潑拉西多盤可附著在內窺鏡裝置的末端(或附著在任何探針上，例如手持式探針)，使得可將光環投影到軟骨表面上。圖3B說明經投影到固定曲度的表面上的潑拉西多盤的實例。可使用一個或一個以上相機(例如附著在裝置上)捕獲光環的反射。使用數學分析確定表面曲度。然後該曲度可(例如)作為軟骨表面的彩色碼的構形圖顯現在監控器上。另外，可使用構形圖的數學模型確定理想的表面構形，替換所分析區域中的任何軟骨缺損。還可將該經計算的理想表面顯現在監控器上(例如圖2中所示的3維厚度圖)，並且可用於選擇替代材料或再生材料的表面曲度。
圖4顯示由在每個股骨髁上投影集中的光環(潑拉西多盤)所產生的映象，證實了反射環上的表面輪廓中的變化效果。
類似地，雷射幹涉儀也可以附著在內窺鏡裝置的末端。另外，一個小的傳感器可複製在裝置上以使用相移幹涉測量確定軟骨表面或骨骼曲度，從而產生軟骨表面的條紋樣式分析相位視覺圖(前導波)。然後可將曲度作為軟骨表面的彩色碼的構形圖顯現於監控器上。另外，可使用構形圖的數學模型確定理想的表面構形以替代所分析區域中的任何軟骨或骨骼缺損。還可將該經計算的理想表面顯現在監控器上並且可用於選擇替代軟骨的曲度。
所屬領域的技術人員將容易意識到，在不脫離本發明的範疇的情況下可使用用於光學測量軟骨表面曲度的其它技術。舉例而言，可生成(例如)圖5和圖6中所示的2維或3維圖。
機構也可用於外科手術測量，例如可變形材料(例如凝膠體、鑄模、任何變硬材料(例如直到加熱、冷卻或進行其它操作時才不可變形的材料))。參閱Dickson等人的2002年5月2日公開的WO 02/34310。舉例而言，可對股骨髁應用可變形凝膠體。指向骨節的凝膠體側可生成骨節的表面輪廓的陰模。然後該陰模可用於確定缺損的大小、缺損的深度和缺損中或周圍的關節表面的曲度。這個信息可用於選擇一種療法，例如，一種關節表面修復系統。在另一個實例中，可對關節表面(例如股骨髁或脛骨平臺)應用變硬材料。所述變硬材料可留在關節表面上直到變硬。然後可將變硬材料從關節表面移除。指向關節表面的變硬材料側面可生成關節表面的陰模。然後該陰模可用於確定缺損的大小、缺損的深度和缺損中或周圍的關節表面的曲度。這個信息可用於選擇一種療法，例如，一種關節表面修復系統。在一些實例中，變硬系統可保持在合適的位置並且形成實際的關節表面修復系統。
在某些實施例中，可變形材料包括複數個可個別移動的機械元件。當壓住所關注表面時，可在相對的方向上推動每個元件並且其推動(變形)的程度可對應於所關注表面的曲度。該裝置可包括一個制動機構，使得可將所述元件固定在與軟骨和/或骨骼的表面相符的位置。然後可從病人身上移走裝置並進行曲度分析。或者，每個可個別移動的元件可以包括指示變形到一個給定程度的數量和/或程度的標記。相機可以用在手術中使裝置成像並且所述影像可以進行保存並用於分析曲度信息。合適的標記包括(但不限於)實際的線性測量(米制或英制)，對應於不同量的變形和/或相同色彩的不同的暗度和色調的不同色彩。還可使用電子構件測量可移動元件的位移。
外科手術中測量軟骨和軟骨下骨的其它裝置包括(例如)超聲波探針。可對軟骨應用(優選是手持式的)超聲波探針並且可測量出軟骨和/或軟骨下骨的曲度。另外，可以評估軟骨缺損的大小並且可確定關節軟骨的厚度。可在A模式、B模式或C模式中獲得這種超聲波測量。如果獲得A模式的測量，那麼操作員通常可以若干不同的探針定向(例如，側斜位和前後位)重複該等測量，以得到大小、曲度和厚度的三維評估。
所屬領域的技術人員將容易意識到，使用光學、雷射幹涉儀、機械和超聲波探針可使不同的探針設計成為可能。探針優選是於持式的。在某些實施例中，探針或至少一部分探針，一般是與組織相接觸的探針是消過毒的。使用消過毒的蓋子可實現無菌性，例如類似於Lang的1999年2月25日公開的WO 99/08598A1中所揭示的。
使用成像測試和/或外科手術測量進行的與關節軟骨或軟骨下骨有關的分析可以用於確定發病軟骨或軟骨缺失區域的大小。舉例而言，曲度在軟骨缺失的區域中可突然發生改變。曲度的這種突然的或意外的改變可用於探測發病軟骨或軟骨缺損的界線。
II.關節的單個表面的評估現在轉到圖7A，提供了一個結構圖，顯示了用於執行關節的單個表面的評估的步驟。如圖1A和圖1B，其獲得目標關節的圖像或測量結果60。其後，採取一個測量方法輔助選擇一個適當的裝置矯正缺損70。需要時可重複測量或成像步驟來促進識別大多數適當的裝置以修復缺損80。一旦採取了測量方法，就選定一個裝置用於矯正缺損90。在這種情況下，僅複製關節的一個表面。這種技術對於包括將植入物錨定入骨骼的機構的植入物尤其有用。因而，所述植入物具有至少一個表面，其使用至少一個第二表面複製關節表面，所述第二表面與某些或所有的待修復的損傷關節的關節表面或骨骼有聯繫。
如所屬領域的技術人員將了解的，如由箭頭38所示，從業者可從測量關節缺損70的步驟直接進行到選擇合適的裝置來修復缺損80的步驟。另外，獲得目標關節的測量結果60、測量關節缺損70、識別適合的裝置來修復缺損80、選擇裝置來修復缺損90中的任何的或所有的步驟在需要時可重複一次或一次以上61、71、81、91。
類似於上述流程，在選擇裝置來修復缺損90之後，如由箭頭65、66、67所示，獲得目標關節的測量60、測量關節缺損70、識別合適的裝置來修復缺損80的步驟可連續地或並行地重複。
圖7B顯示了一種替代的方法。提供了一個結構圖，顯示執行關節的單個表面的評估的步驟。如圖1A和圖1B，其獲得目標關節的圖像或測量結果60。其後，採取一個測量方法輔助選擇一個適當的裝置以矯正缺損70。需要時可重複測量或成像步驟來促進識別大多數適當的裝置以修復缺損80。一旦採取了測量方法，就製造一個裝置用於矯正缺損92。
如所屬領域的技術人員將了解的，如由箭頭39所示，從業者可從測量關節缺損70的步驟直接進行到選擇製造裝置來修復缺損92的步驟。另外，獲得目標關節的測量結果60、測量關節缺損70、識別適合的裝置來修復缺損80、製造裝置來修復缺損92中的任何的或所有的步驟在需要時可重複一次或一次以上61、71、81、93。
類似於上述流程，在製造裝置來修復缺損92之後，如由箭頭76、77、78所示，獲得目標關節的測量結果60、測量關節缺損70、識別合適的裝置來修復缺損80的步驟可連續地或並行地重複。
各種方法可用於在單個表面的評估期間促進關節建模。舉例而言，使用與軟骨的厚度和曲度有關的信息，可產生關節軟骨和/或下骨的表面模型用於任何關節。關節的模型表示可以是一維、二維或三維。可包括一物理模型。這個物理模型可以代表關節內的有限區域或可以涵蓋整個關節。
更具體而言，在膝關節中，物理模型僅可涵蓋中間的或側面的股骨髁、股骨髁和切口區域、中間的脛骨平臺、側面的脛骨平臺、整個脛骨平臺、中間的膝蓋骨、側面的膝蓋骨、整個膝蓋骨或整個關節。可確定關節發病區域的位置，例如使用3D坐標系統或Alexander等人的WO02/22014中所描述的3D歐幾裡德距離轉換或拉普拉斯轉換。
以這種方式，可精確確定待修復的缺損的大小。如將顯而易見的，一些，但不是全部缺損可包括小於整個軟骨。測量在一個或一個以上軟骨缺損周圍的正常發病的或僅僅是輕微發病的軟骨厚度。可在單個點或複數個點上獲得這個厚度測量結果。採取越多的測量步驟，測量結果就變得越精密和精確。因而，可在(例如)第2點、第4-6點、第7-10點、大於10點或整個剩餘軟骨處進行測量。可獲得二維和三維測量結果。另外，一旦確定缺損的大小，可選擇有關適當的療法(例如，替代等於或略微大於覆蓋一個或一個以上關節表面的發病軟骨的植入或植入物)，使得可儘可能多地保護健康的周圍組織。
或者，可測量關節表面或下骨的曲度來設計和/或定形修復材料。在這種情況下，可測量剩餘軟骨的厚度和關節表面的曲度來設計和/或定形修復材料。或者，可測量軟骨下骨的曲度，並且所得的測量結果可用於設計、生產、選擇和/或定形一個軟骨替代材料。
III.關節裝置當前的裝置是一個假體。通過將現有軟骨和/或骨骼的輪廓投影到自然關節結構的有效仿製形態上而確定假體或裝置的形狀。裝置大體上復原正常的關節排列和/或將適合的或大體適合的表面提供到緊密配合的相對的關節表面的最初或自然的關節表面。另外，其實質上可消除其它衰退，因為裝置的相符表面提供與關節的現有關節表面匹配的解剖結構或近似解剖結構。經由一個小(例如，3cm到5cm)切口完成裝置的插入並且不需要切除骨骼或對裝置進行機械固定。然而，所屬領域的技術人員將了解，可提供額外的結構，例如橫臂、翅片、銷釘、齒狀物(例如錐形的、三角形的、球形的或圓錐形的凸起)、或插針，這些結構能增強裝置更有效地固定在關節表面上的能力。可容易地移除幹擾裝置放置的骨贅或其它結構。通過佔據解剖結構或近似解剖結構中的關節空間，所述裝置改進了關節的穩定性並且復原了關節正常的或近似正常的機械排列。
通過獲得和分析特定對象的圖像並且設計與患者的關節解剖結構(軟骨和/或骨骼)大體相符的裝置，同時通過考慮到上述的現有關節表面解剖結構，可確定本文所述的裝置的精確尺寸。因而，可為個體量身定做本裝置的實際形狀。
本發明的假體裝置可以是適合不需要切除骨骼的微創、外科植入的裝置。所述裝置可(但不一定需要)黏附到骨骼上。舉例而言，在膝蓋中，裝置可以是未分割的，也就是說，將其定位在一個隔室中，在該隔室中正常放置著自然的半月板。自然的半月板可以保持在適當的位置上或可以將其全部或部分移除，這取決於其狀態。在一般情形下，移除已經被拉掉的自然的半月板片，並且必要時可修整受損傷的區域。或者，可移除所有剩餘的半月板。這可以通過用於插入裝置的切割步驟來完成。對於許多植入物來說，還可以用關節鏡方法完成，產生一個1-15cm長的切口，但優選為1-8cm長，並且更優選為1-4cm。
本文所述的植入物可在相同的平面(例如前後的或內外側的或下側或傾斜的平面)內或多個平面內具有變化的曲度和半徑。以這種方式，可定形關節表面修復系統從而實現植入物與植入處之間解剖結構或近似解剖結構的排列。這種設計不僅允許不同程度的凸面或凹面，而且允許主體凸形內的凹入部分或反之亦然。與修復中的關節緊密配合的植入物的表面可具有不定的布局，其可以是對修復中的關節表面的物理損傷的函數。儘管如此，所屬領域的技術人員仍將意識到，可以基於通常的損傷式樣製作植入物。還可以基於發生損傷前的關節結構的期望的正常協調製作植入物。
另外，製作植入物可解決在關節移動期間相對表面的形狀所發生的改變。因而，植入物可解決在彎曲、伸展、外展、旋轉、平移、滑動和其組合期間一個或一個以上的關節表面的形狀的改變。
本文所描述的裝置優選是邊緣可轉移的和自動定心的。因而，在自然連接關節期間，允許裝置作輕微移動，或在適當時改變其位置用來協調關節的自然移動。然而，裝置在關節中並不是自由漂浮的。另外，通過在移動關節期間從第一位置平移到第二位置，當反向移動關節並且到達先前的位置時，裝置趨於返回到其大體上原來的位置。結果，裝置並不趨於漸進地「爬」向其所位於的隔室的一側。表面的不定布局以及植入物的稍微不規則形狀促進植入物的自動定心性能。
裝置還可在一個關節表面上保持固定。舉例而言，在膝關節中，當股骨髁在裝置上自由移動時，裝置可在脛骨上保持居中位置。與下關節表面緊密匹配的植入物的稍微不規則的形狀有助於實現關節表面上的這種穩定性。
本文所描述的裝置的關節內的運動視情況在需要時可由附屬機械構件加以限制。這些機械構件可(例如)允許裝置旋轉，但不允許其平移。它也可以允許裝置在一個方向上平移，同時防止裝置平移到另一個方向上去。所述機械構件可進一步將裝置固定在關節中，同時允許裝置傾斜。合適的附屬機械構件包括嵴、銷釘、插針、橫件、齒狀物和突起。這些機械構件的配置可以是互相平行，或非平行定向。所述機械構件可以是錐形的、三角形的、球形的、圓錐形的或可實現效果的任何形狀。可提供一個或一個以上附屬機械構件。其中，提供一個以上機械構件時，所述機械構件可以覆蓋裝置的整個表面，或一部分表面。可提供另外的穩定性機械構件，例如嵴、邊緣並沿著所有的或一部分外周表面加厚。
植入物形狀也可與其所定位位置上(例如筋骨脊骨部分)的關節的形狀結合。增加與脛骨脊骨(例如，脛骨脊骨的基部)一致性可有助於穩定與脛骨平臺相對的植入物。
可選擇所選定的植入物的高度或輪廓來改變相對於關節的承載能力。另外，可以調節植入物的高度來解決骨骼或關節結構在解剖上的拓撲結構不正常。另外，對於本文所講解的任何植入物來說，當遇到韌帶鬆弛時，可調節植入物的高度、輪廓或其它尺寸來允許拉緊韌帶裝置從而改進功能。以上行為最好大體上不幹擾到骨骼的樞錐排列。通常，關節可以承受住施加在運動關節上的100％的剪切力。
本發明的植入物一般將關節的靈活性恢復到特定對象關節的自然靈活性的99％。舉例而言，在膝蓋總關節的情況下，通常範圍是0到140°。當前有效的解決方法通常將關節恢復到大體小於99.9％的範圍。而本發明的植入物一般將運動範圍恢復到病人正常運動範圍的95-99.9％之間。
表1中描述了國家標準技術研究所(National Institute of Standards and Technology)(http//ovrt.nist.gov)獲得的健康男性的手和臂的關節運動範圍。
表1手和臂關節的活動範圍

表2中描述了國家標準技術研究所(http//ovrt.nist.gov)獲得的健康男性的足和腿的關節運動範圍。
表2足和腿關節的活動範圍


本發明的植入物一般應將任何關節在表1和表2中的一個或一個以上的測量的運動範圍恢復到病人正常動作範圍的60-99.9％之間，並且最好在病人正常動作範圍的95-99.9％之間。
如下文更為詳細的討論，本文所講解的任何裝置可以用各種方式加以製造，使得裝置(例如)在插入後進行擴展。擴展可以是自動的，半自動的或者由使用者調節。
接著是根據本發明的範疇和講解內容的關節植入物的說明性實例。
A.膝蓋圖8A顯示適合在膝關節的脛骨平臺處植入的本發明的關節植入物100的透視圖。如圖8A所示，如上文關於圖1A和圖1B所描述，使用雙表面評估產生植入物圖。
植入物100具有一個上表面102和一個下表面104和一個外周106。形成上表面102使得其形成容納相對的關節表面的配對表面；在這個實例中部分下凹以容納股骨。凹面可以是可變的凹面，使得其對相似於其矯正的關節配對表面的相對的關節表面呈現一個表面。下表面104具有一個凸面，其與關節的脛骨平臺匹配或近似匹配，使得其產生一個與筋骨平臺匹配的解剖結構或近似解剖結構。根據脛骨平臺的形狀，下表面可以部分上凸。因而，下表面104對適合於現有表面內的脛骨平臺呈現一個表面。如所屬領域的技術人員將了解，下表面104的凸面並不需要完全上凸。而下表面104更多是由凸形和凹形元件組成以適合於脛骨平臺的現有表面。因而，所述表面實質上是可變的凸形和凹形。
圖8B顯示圖8A的植入物的俯視圖。如圖8B所示，植入物的內部形狀108可以伸長。伸長的形式可以採用各種形狀，包括橢圓形、準橢圓形、跑道狀等等。然而，如將了解的，內部尺寸通常是不規則的，因而並不是形成一個真正的幾何橢圓形。如所屬領域的技術人員將了解的，植入物的實際的內部形狀可視待矯正的關節缺損而變化。因而長度L到寬度W的比率可以從(例如)0.5變到1.5，並且更具體的說可從0.25變到2.0。如圖8B進一步所示，當沿著植入物的寬度取點時，橫跨植入物100的軸的長度發生變化。舉例而言，如圖8B所示，L1≠L2≠L3。
現在轉向圖8C到圖8E，其描述沿著所示的線C-C、D-D和E-E截取的圖8B中所示的植入物的橫截面。植入物分別具有厚度t1、t2和t3。如通過橫截面所說明的，植入物的厚度沿其長度L變化。植入物100的特定位置處的實際厚度是待替代的軟骨和/或骨骼和待覆制的關節配對表面的厚度的函數。另外，沿著植入物100長度和寬度的任何位置處的植入物100的輪廓是待替代的軟骨和/或骨骼的函數。
圖8F是圖8A的植入物100的側視圖。在這個實例中，第一末端處植入物100的高度h1不同於第二末端處植入物的高度h2。另外，上邊緣108在向下方向上可具有一個整體傾斜。然而，如所說明的，上邊緣108的實際的傾斜沿其長度變化並且在某些實例中可以是正傾斜。另外，線邊緣110在向下方向上可具有一個整體傾斜，然而，如所說明的，下邊緣110的實際的傾斜沿其長度變化並且在某些實例中可以是正傾斜。
圖8G是沿著人體中的矢狀面所截取的橫截面，其顯示植入物100被植入於膝關節120內，使得植入物處於脛骨平臺122上並且股骨124位於植入物100的上表面102上。圖8H是沿著人體中的冠狀平面所截取的橫截面，其顯示植入物100被植入於膝關節120內。如從此視圖可以了解的，植入物100經定位，使得其適合較高的關節表面124。如所屬領域的技術人員將了解的，需要時關節表面可以是中間的或側面的面。
圖8I是沿著人體的軸平面所截取的橫截面，其顯示植入物100被植入於膝關節120內，顯示從空中或上方所看到的視圖。圖8J是一個替代實施例的橫截面，其中，植入物稍微大了點，使得其從中間(即，朝著脛骨平臺的邊緣，以及先前的和其後的延伸)延伸靠近骨骼。
圖8K是根據替代實施例的本發明的植入物100的橫截面。在這個實施例中，下表面104進一步包括關節錨定器112。如如此實施例所示的，關節錨定器112形成從植入物100的下表面104延伸的一個突起、龍骨或垂直的元件，並且突出到(例如)關節的骨骼中。另外，如圖8L所示，關節錨定器112可具有一個橫件114，使得關節錨定器112從底部看可以呈現處一個叉狀或一個「X」。如所屬領域的技術人員將了解的，關節錨定器112可採取各種其它形式，同時仍可實現在關節中提供植入物增加的穩定性的相同目標。這些形式包括(但不限於)插針、球狀物、齒狀物、球等。另外，需要時可提供一個或一個以上的錨定器112。
裝置可具有兩個或多個的組件，一個實質上與脛骨表面緊密匹配而另一個大體上與股骨組件連接。所述兩個組件可具有一個平坦的相對表面。或者，相對表面可以彎曲。曲度可以是脛骨形狀的映象，股骨形狀包括關節運動期間的形狀和半月板狀形狀，和其組合。圖8M和圖8N說明從側面看和從前面看的雙組件植入物的替代實施例的橫截面。
現在轉向圖9A到圖9F，其顯示適合為圖8A的植入物提供相對關節表面的植入物。這個植入物矯正股骨的內表面上的缺損(即，(例如)與脛骨平臺緊密配對的股骨部分)並且可單獨使用，即，可用在股骨上，或與另一個關節修復裝置組合使用。圖9A顯示植入物150的透視圖，所述植入物150具有一個彎曲的配對表面152和凸關節鄰接表面154。考慮到提供了錨定器156來促進植入物與股骨的連接，關節鄰接表面154不需要形成一個與股骨匹配的解剖結構或近似解剖結構。在這個實例中，錨定器156顯示為具有凹頭的銷釘。凹口促進股骨內的錨定過程。然而，沒有凹口的銷釘也可用作具有其它配置的有助於錨定過程的銷釘。植入物的銷釘和其它部分可以是多孔塗覆的。可不用粘牢骨骼或使用骨骼粘結劑而插入植入物。植入物可設計成鄰接軟骨下骨，即，其可大體上在軟骨下骨的輪廓之後。這具有優勢，除了替代銷釘孔之外無需移除骨骼，從而顯著保護骨存量。如所屬領域的技術人員將了解的，圖9中所說明的用於修復髖關節的多組件解決方案也可應用於人體內的其它關節。
圖9G和圖9H說明適合為圖8A的植入物提供相對表面的植入物151，其中所述植入物會覆蓋股骨髁並且可視情況對著一個或一個以上圖8A的植入物。
可設計關節造形系統來反映脛骨形狀和/或股骨形狀的樣子。脛骨形狀和股骨形狀可包括軟骨和骨骼。另外，植入物的形狀還可包括其它關節結構(例如半月板)的部分或所有組件。所述半月板是可壓縮的，特別是在步行或荷載期間。出於這個原因，植入物可設計成合併半月板形狀的樣子來解決荷載或身體活動期間半月板的壓縮問題。舉例而言，植入物的下表面可設計成匹配脛骨平臺(包括軟骨或骨骼或其兩者)的形狀。植入物的較高表面可以是脛骨(尤其在沒有被半月板覆蓋的區域)和半月板的關節表面的組合。因而，裝置的外形可以是半月板高度的一個反映。壓縮可佔未壓縮的半月板高度的(例如)20％、40％、60％或80％。
在某些實施例中，反映半月板形狀的裝置的外形可以由另一種(優選是壓縮材料)材料製成。如果選擇可壓縮材料，那麼優選設計成大體上匹配半月板的可壓縮性和生物力學性能。整個裝置通常可由這類材料或非金屬材料製成。
可通過一個成像測試直接測量出半月板的高度和形狀。如果部分的或所有半月板都壞了，那麼可通過測量對側關節或使用可提供與半月板尺寸相關的估計的其它關節結構的測量來得到半月板的高度和形狀。
在另一個實施例中，可根據股骨將植入物的較高面定形。優選從相對於脛骨平臺的股骨的活動模式得到形狀，進而解決當股骨髁在脛骨和半月板上彎曲、伸展、旋轉、平移和滑動時股骨形狀和脛骨股骨接觸區域中的變化的問題。
可使用所屬領域中已知的當前或未來測試方法(例如，螢光透視法、MRI、步行分析和其組合)測量活動模式。
B.髖關節圖10A是髖關節的髖臼200的側視圖。軟骨覆蓋區域202具有一個倒轉的U形。三角輻射軟骨區域或髖臼上溝204位於軟骨覆蓋區域內。圖10B是近端股骨210的旋轉圖。還顯示了軟骨覆蓋區域202和股骨頭凹206。
現在轉向適合髖關節的植入物，圖10C是用於髖關節220的植入物的橫截面。當截取植入物長度上的任何點時，這個植入物的半徑r大體上是固定的。可選擇植入物的半徑近似為植入物將進行矯正的股骨頭的半徑並且可測量嚙合股骨頭的植入物220的內表面半徑。或者，可選擇植入物的半徑近似為髖臼或其組合的半徑。植入物的內表面222的半徑面對著股骨並且還可與股骨的半徑匹配或與髖臼的半徑相似；面對著髖臼的植入物表面的半徑還可與髖臼224的半徑匹配或與股骨的半徑相似；所屬領域的技術人員將了解，髖臼的自然幾何形狀一般是非球面的，稍微不同於真實的球形。必要時可將植入物的半徑調整為髖臼的變動半徑從而提供更好的匹配。因而，植入物的較高表面和/或內表面在半徑上都可以是球面的或非球面的。
圖10D是適合用於與圖10C所看到的髖關節相類似的髖關節的植入物的橫截面，特徵在於具有一個圓形的邊緣226。圓形邊緣226是有利的，因為其可趨於避免在使用中鎖住植入物，以及最小化與植入物相關的任何疼痛。
圖11A是適合用於與圖10C所示的髖關節相類似的髖關節的植入物220的橫截面，該植入物具有一個凸起物230，該凸起物230在股骨頭240的股骨頭凹的內表面222上延伸進股骨頭240的股骨頭凹中。元件230可以用和植入物220相同的材料或不同於植入物的剩餘部分的材料製成。具有嚙合股骨頭凹的一個凸起物230的植入物的優勢在於所述凸起物230可以約束植入物220相對於股骨頭的移動(如圖10B所示)。如所屬領域的技術人員將了解的，凸起物230可以具有各種配置，同時仍可實現通過植入嚙合股骨頭凹時的相同效果。顯示了植入物的各種平面圖，有半球狀的、部分半球狀的或採用圍欄的形式。其它形狀對於所屬領域的技術人員來說將變得顯而易見。另外，植入物的邊緣可以是圓形的，成斜角的或促進植入物操作的任何尺寸。圖11B到圖11E說明圖11A中所示的植入物的替代實施例，其中的植入物是半球狀的、部分半球狀的、圍欄狀的和輪輻狀的。
圖12A是適合用於髖關節的植入物220的橫截面，該植入物220具有一個凸緣232，該凸緣232在髖臼上溝204的外表面224上延伸進髖臼上溝204中。所述凸緣232可由和植入物220剩餘部分相同的材料或不同的材料製成。所述凸緣232可用於約束植入物220相對於髖臼上溝的移動。如所屬領域的技術人員將了解的，凸緣232可具有各種配置，同時仍可實現嚙合髖臼上溝時的相同效果。顯示了植入物的各種平面圖，有半球狀的、部分半球狀的或採用圍欄或四叉冠狀物的形式。其它形狀對於所屬領域的技術人員來說將變得顯而易見。另外，植入物的邊緣可以是圓形的，成斜角的或促進植入物操作的任何尺寸。圖12B到圖12E說明圖12A中所示的植入物的替代實施例，其中的植入物是半球狀的、部分半球狀的、圍欄狀的和輪輻狀的。
圖13A是具有各種平面圖的雙組件「負重可活動」植入物221的橫截面。所述植入物具有一第一組件230和一第二組件231。第一組件與第二組件匹配並且具有兩個光滑表面。第二組件嚙合於第一組件的外表面並且也具有兩個光滑表面。在不脫離本發明的範疇的情況下，計劃中的各種配置都是可以的。舉例而言，每個組件都可以是半球狀的。一個組件可以是半球狀的，而另一個組件採用部分半球狀、較短半球狀、圍欄或四叉圓頂的形狀。圖13B到圖13F說明圖13A中所示的植入物的替代實施例，其中的植入物具有至少一個是半球狀的、部分半球狀的、圍欄狀的或輪輻狀的組件。
圖13G到圖13J是雙組件「負重可活動」植入物的橫截面。所述植入物具有一第一組件和一第二組件。第一組件與第二組件匹配。第二組件嚙合於第一組件的外表面。如本文所示，在第二組件上提供一個凸起物，其嚙合於第一組件上的缺口，如所屬領域的技術人員將了解的，儘管沒有圖示，在不脫離本發明的範疇的情況下，所述凸起物可位於第一組件上並且與第二組件上的井孔匹配。如圖所示，也可能在第一組件上，第二組件上或兩者上提供其它的錨定機械構件。在不脫離本發明的範疇的情況下，計劃中的各種配置都是可以的，只是未進行圖示說明。舉例而言，每個組件都可以是半球狀的。一個組件可以是半球狀的，而另一個組件採用部分半球狀、稍短半球狀、圍欄或四叉圓頂的形狀。
圖14A是雙組件「負重可活動」植入物240的橫截面，該植入物240具有一個凸起物246，所述凸起物延伸進股骨頭的股骨頭凹206中。雙組件植入物240具有一第一組件242和一第二組件244。在第二組件244上提供一個凸起物246。如上文相關於圖11C所述，所述凸起物246可用於約束植入物240的第二組件244相對於股骨頭的移動。面對著髖臼的第一組件242可相對於面對著股骨頭的第二組件244自由移動。如所屬領域的技術人員將了解的，可對雙組件植入物進行配置使得嚙合第二組件245的表面的第一組件243的表面具有相同的長度或大體上相同的長度。從而產生大體上互相匹配的配對組件。或者，可對所述組件進行配置使得一個組件可短於如圖14B和圖14C中所示的另一個組件。圖15A是另一個雙組件「負重可活動」植入物240的橫截面，其具有一個延伸進髖臼上溝中的凸緣248。雙組件植入物240具有一第一組件242和一第二組件244。在第一組件242上提供一個凸緣248。所述凸緣248可用於約束植入物240的第一組件242相對於髖臼的移動。面對著股骨頭的第二組件244可相對於面對著髖臼的第一組件242自由移動。如上文相關於圖13A所述，也可對圖15A中所示的植入物加以配置使得一個組件可短於如圖15B和圖15C中所示的另一個組件。
圖16A是三組件「負重可活動」植入物250的橫截面。面對著髖骨的第一組件252具有一個延伸進髖臼204中的凸起物253。如上文所述，所述凸起物253可用於約束植入物250相對於髖骨的移動。面對著股骨頭的第二組件254具有一個延伸進股骨頭凹206中的凸緣255。如上文相關於單元件和雙元件植入物所描述的，所述凸緣255可用於約束植入物250的第二組件254相對於股骨頭的移動。第三組件256介於其它兩個組件之間並且可在兩者之間自由移動。如所屬領域的技術人員將了解的，第三組件256可介於第一組件252與第二組件254之間，使得其長度既能短於第一組件252和第二組件254(如圖16B中所示)的長度又能長於第一組件252和第二組件254的長度(如圖16C和圖16D所示)。類似地，第三組件的長度也能長於第一組件252和第二組件254的長度。
圖17A是類似於上文所示的植入物的另一個雙組件「負重可活動」植入物240的橫截面。在這個實施例中，提供了錨定器來使第一組件242錨定髖臼上溝204。所顯示的錨定器是具有一個或一個以上插針262的形式。使用兩個大體平行的銷釘將面對著髖臼的組件固定在髖臼上。面對著股骨頭的第二組件244可在面對著髖臼的第一組件242上自由移動。如先前的實施例，相對於第二組件244的第一組件242的長度可以變化。圖17B和圖17C顯示替代的橫截面圖，其中第一組件大於第二組件，反之亦然。如先前實施例，在不脫離本發明的範疇的情況下，計劃中的各種配置都是可以的。舉例而言，每個組件都可以是半球狀的。一個組件可以是半球狀的，而另一個組件採用部分半球狀、稍短半球狀、圍欄或四叉圓頂的形狀。
圖18A是另一個雙組件「負重可活動」植入物240的橫截面，該植入物240具有延伸進髖臼上溝204中的錨定器。面對著髖臼的錨定器採用突起的形式，該突起具有一個或一個以上翅片264。面對著股骨頭的第二組件244可在面對著髖臼的第一組件242上自由移動。圖18B是從頂部看到的圖18A的植入物的視圖，其顯示元件頂部上的四個翅片(264、264′、264″、264)延伸到髖臼組件頂部上的髖臼上溝中。所述翅片可以是如圖所示的尖的或大體上尖的或可具有圓形的邊。
圖19A是另一個雙組件「負重可活動」植入物240的橫截面，該植入物240具有一個能延伸進股骨頭的股骨頭凹206中的錨定器266。在所示實施例中，使用一個或一個以上大體上平行的銷釘(顯示為268、268′)將面對著股骨頭的第二組件244固定在股骨頭上。如先前實施例所示，第一組件242面對著髖臼，並且可在面對著股骨頭的組件上自由移動。
圖19B是另一個雙組件植入物240的橫截面。在這個實施例中，雙組件240是固定的。如本文中的說明，使用3個銷釘或其它附著構件將股骨組件附著到股骨頭上。需要時銷釘的數目可以大於或小於3。優選地，軟骨下骨除了銷釘的進入點外保持這個完整設計。使用翅片264或類似的例如銷釘的附著構件(圖17A中所示)將髖臼組件附著到髖臼上。附著構件可模鑄到髖臼上溝中，使元件延伸進股骨中。除附著構件的進入區域外，優選軟骨下骨也保持不變。
圖20A是用於髖關節的具有變化的半徑(r1，r2，r3)和厚度(t1，t2，t3)的植入物470的橫截面；其中r1≠r2≠r3且厚度t1≠t2≠t3。如所屬領域的技術人員將了解的，採用半徑和厚度的三個測量值來說明點，但在不脫離本發明的範疇的情況下可使用更多的或更少的測量值。另外，可使用半徑和厚度的其它組合，例如，r1＝r2≠r3，r1≠r2＝r3，t1＝t2≠t3和t1≠t2＝t3。其它組合對於所屬領域的技術人員來說將變得顯而易見。如圖20A中的說明，中心部分c具有比一個或兩個外周部分p1，p2相對較厚的厚度t。
圖20B是用於髖關節的具有變化的半徑和厚度的替代植入物470的橫截面。在這個實施例中，中心部分c具有比一個或一個以上外周部分(p1，p2)相對較薄的厚度tc。
圖20C是用於髖關節的具有變化的半徑和厚度的替代植入物470的橫截面。在這個實施例中，中心部分c具有比第一外周末端p1的厚度t1相對較薄的厚度tc，並且比外周部分的第二外周末端p2的厚度t2相對較厚。
圖20D是用於髖關節的替代植入物470的橫截面，該替代植入物470具有向上延伸Li和/或向下延伸的Ls一個或一個以上邊緣或錨定延伸部分。將邊緣設計成延伸超過關節表面而進入(例如)非軟骨區域。其可大體上與周圍的、外周的解剖結構一致。邊緣可提供額外的穩定性。這種設計可以與雙組件和三組件及「負重可活動」設計相結合。
如所屬領域的技術人員將了解的，圖10到20中所示的植入物的空間形狀可以是一維或一維以上的半圓形(即180°)，但這並不一定是需要的。當植入物在所有維度中是半圓形時，所述植入物形成一個半球狀(也就是說，通過用一個平面穿過其中心進行切割而獲得的一半的球體)。當植入物在某些，但不是全部維度中是半圓形時，其形狀就不會是半球狀。該形狀的較高和較低面中的一個面或兩個面可以是非球狀用於協調髖臼。另外，當具有一個以上的組件時，可使用三維形狀的組合。舉例而言，第一組件可以是半球狀的，而第二不見並不是，等等。
另外，當這些植入物顯示為具有一個到三個組件時，應了解，在不脫離本發明的範疇的情況下，每個組件都可以進一步更改成互相嚙合的複數個組件。
所屬領域的技術人員應進一步了解，圖10到圖20中所講解的設計考慮事項可用於為其它關節設計植入物，例如膝蓋、踝、肩、肘和手腕。為了避免使本發明變得含糊不清，本文所講解的植入物的所有可能的配置都沒有圖示。
C.肩圖21A是肩關節300中的骨結構的正視圖，所述肩關節可例如鎖骨302、肩胛骨304、肩臼306、肩峰308、喙突310和肱骨312。由斜線指示軟骨覆蓋區域314、316。
圖21B是置於肱頭313和肩臼306之間的關節造形裝置320的視圖。關節造形裝置320可具有與圖4A到圖4R中所示的設計特徵相似的設計特徵，例如複數個組件、負重可活動設計、附著和不附著設計、具有變化的厚度和曲度的設計、與肱頭313或肩臼306或其兩者相一致的設計、與關節軟骨和/或軟骨下骨相一致的設計、具有用於穩定目的的邊緣或元件的設計。
圖21C是關節造形裝置320的傾斜橫截面圖，其具有至少部分與肱頭313的形狀相一致的肱骨接觸表面322和至少部分與肩臼306的形狀相一致的肩臼接觸表面324。
圖21D是關節造形裝置520的軸向橫截面圖，其具有與肱頭的形狀相一致的肱骨接觸表面322和與肩臼306的形狀相一致的肩臼接觸表面324。
圖21E是肩關節的傾斜正視圖，其分別說明關節軟骨316和上盂唇306′和下盂唇306″。圖21F是肩關節的軸向視圖，其分別說明關節軟骨316和前盂唇307′和後盂唇307″。
圖21G是關節造形裝置320的傾斜正橫截面圖，其具有與肱頭313的形狀相一致的肱骨接觸表面322和與肩臼306和盂唇(306′，306″)的形狀相一致的肩臼接觸表面324。圖21H是圖21G中所示的關節造形裝置320的軸向橫截面圖。如上文所示，提供一個與肱頭313的形狀相一致的肱骨接觸表面322且提供一個與肩臼306和盂唇的形狀相一致的肩臼接觸表面324。
圖21I是關節造形裝置340的替代實施例的傾斜正橫截面圖，其具有與肱頭313的形狀相一致的肱骨接觸表面342，和與肩臼306的形狀大體上相一致的肩臼接觸表面344。可提供在上方和/或在下方延伸的一個或一個以上的凸緣或邊緣346，346′。所述邊緣可經配置來提供肩臼上的穩定性。圖21J是圖21I中所示的關節造形裝置340的軸向橫截面圖，其具有與肱頭313的形狀相一致的肱骨接觸表面342，和與肩臼306的形狀大體上相一致的肩臼接觸表面344。可提供在上方和/或在下方延伸的一個或一個以上邊緣346″，346來提供肩臼306上的穩定性。
圖21K是雙組件，「負重可活動」關節造形裝置350的傾斜正橫截面圖，其具有與至少一部分肱頭相一致的第一組件351的肱骨接觸表面354和與至少一部分肩臼的形狀相一致的第二組件353的肩臼接觸表面354。如所屬領域的技術人員將了解的，兩個關節植入表面的半徑可經選擇以匹配或大體上匹配肱骨或肩臼或其兩者。另外，植入物可具有與肱骨或肩臼大體上一致或儘量一致的接觸表面以實現所需的矯正和功能效果。此外，兩個關節植入物表面356，358的旋轉中心與肱頭的旋轉中心大體匹配。如所屬領域的技術人員將了解的，兩個關節植入物表面356，358可具有包括平面在內的任何形狀。
圖21L是圖21K中所示的雙組件，「負重可活動」關節造形裝置的軸向橫截面圖。在這個實施例中如圖所示配置肱骨接觸表面352使得其與肱頭313的形狀大體一致，且在這個實施例中配置肩臼接觸表面354使得其與肩臼306的形狀大體一致。兩個關節植入物表面的半徑可經選擇以匹配肱骨、肩臼或其兩者的表面。另外，兩個關節植入物表面的旋轉中心可經選擇以大體上匹配肱頭的旋轉中心。圖21M是一個替代實施例，其顯示植入物具有一個在第一組件上的缺口和一個在第二組件上的球體。可倒轉缺口和球體的配置，使得在不脫離本發明的範疇的情況下，其位於相對的表面。如將了解的，所示的球體和窩布置將促進植入物組件相對於彼此的移動，但可以幫助防止組件在操作中的不必要的移動。
圖21N是雙組件，「負重可活動」關節造形裝置360的另一個實施例的傾斜正橫截面圖。植入物360具有一個第一組件362和一個第二組件364。肩臼組件364經配置而具有兩個表面。第一表面363經配置而與第一組件362關節相對。第二表面363經配置以與肩臼306配對。使用一個或一個以上錨定器365將第二或肩臼組件364附著到肩臼上。錨定器365可為銷釘或翅片的形式或其它合適的配置以實現將肩臼組件364與肩臼錨定的所需結果。可將這些銷釘或翅片粘合，多孔塗覆或其兩者。類似地，可將組件362的肩臼接觸表面363粘合，多孔塗覆或其兩者。優選僅錨定器365延伸入軟骨下骨中。
圖21O是雙組件，「負重可活動」關節造形裝置370的替代實施例的傾斜正橫截面圖。使用附著機構(例如銷釘、翅片或如此實施例所示的長釘373)將肱骨接觸組件372附著到肱頭312上。可將這些銷釘、翅片、齒(teeth)或長釘進行粘合、多孔塗覆或其兩者。類似地，可將肱骨組件的下表面進行粘合或多孔塗覆或其兩者。優選僅附著機構自身(即，銷釘、翅片或長釘)可延伸入軟骨下骨中。所述銷釘、翅片，齒或長釘可以是錐形的、圓錐形的、三角形的、球形的、冠狀的或任何類型的凸緣且可在表面上隨機配置或有組織地進行配置(例如，列)。如本文所說明的，關節的肩臼側具有一個關節軟骨374。植入物370可設計成與關節軟骨374或軟骨下骨或其兩者相一致。如圖21P和21Q中所示，翅片和長釘可具有其它長度且可經配置使得翅片互相平行。
在另一個實施例中，植入物可適合於軟組織損傷。舉例而言，在旋轉肌肌腱撕裂的事件中，植入物可具有覆蓋肱頭的部分或所有上面的範圍。以這種方式，在軟轉肌肌腱撕裂後進行的肱頭的高級移植並不導致肱頭與肩鎖關節的病理關節，產生疼痛和殘疾。作為替代，肱頭的上面可與植入物的延伸元件連接，進而避免了AC關節的骨質象牙化。
D.肘圖22是穿過肘關節600的傾斜縱向視圖，其示範了肱骨遠端602、肘突604和橈骨頭606。分別由603、605、607可見軟骨表面。所說明的關節造形裝置620是介於肱骨遠端與尺骨608和橈骨610上的連接表面之間。關節造形裝置620可具有和相關於圖10到圖20中所示的裝置所示設計特徵一樣的設計特徵，例如單組件、雙組件、三組件；負重可活動設計；附著和不附著設計、具有變化的厚度和曲度的設計、與肱骨或尺骨或橈骨或其組合相一致的設計、與關節軟骨和/或軟骨下骨相一致的設計、具有用於穩定目的的邊緣或元件的設計。然而，為了避免使本發明含糊不清，這個申請案中所講解的設計考慮事項的每個可能的變更都沒有對這個關節進行說明。
E.腕關節圖23A是穿過腕關節700的縱向視圖，其示範了肱骨遠端702、尺骨704和形成腕骨列706(例如舟骨、月骨、三角骨、頭狀骨和勾狀骨)的若干腕骨。所說明的關節造形裝置720是介於肱骨遠端702、尺骨遠端704與腕骨列近端的連接表面706′，706″，706之間。關節造形裝置720與橈骨遠端702的形狀、腕骨列近端706的形狀和這個實例中的三角纖維軟骨708(虛線)的形狀一致。
如所屬領域的技術人員將了解的，關節造形裝置720可具有和相關於圖10到圖20中所示的裝置而描述的設計特徵一樣的設計特徵，例如單組件、雙組件、三組件；負重可活動設計；附著(例如，附著到橈骨遠端上)和不附著設計、具有變化的厚度和曲度的設計、與橈骨或尺骨或腕骨或其組合相一致的設計、與關節軟骨和/或軟骨下骨且還與例如三角纖維軟骨的其它關節結構相一致的設計、具有用於穩定目的的邊緣或元件的設計。
圖23B是通過腕關節700的縱向視圖，其說明橈骨遠端702、尺骨704和形成腕骨列706(例如舟骨、月骨、三角骨、頭狀骨和勾狀骨)的若干腕骨。所說明的關節造形裝置720是介於肱骨遠端702、尺骨遠端704與腕骨列近端706的連接表面706′，706″，706之間。關節造形裝置720經配置使得其與至少一部分橈骨遠端702的形狀、尺骨遠端704的形狀和腕骨列近端706的形狀一致。
圖23C還是穿過腕關節700的縱向視圖，其示範了橈骨遠端702、尺骨704和若干腕骨706。所顯示的關節造形裝置730是介於肱骨遠端702、尺骨遠端704與近端腕骨列(carpal row)706的連接表面706′，706″，706之間。所顯示的關節造形裝置730與橈骨遠端702的形狀、腕骨列近端706的形狀和包括尺骨莖突710的尺骨遠端704的形狀大體一致。所見的邊緣732沿著橈骨遠端的中部和包括尺骨莖突710的尺骨遠端704的側部進行延伸；這樣可提供植入物相對於這些骨骼的穩定性。一個或一個以上邊緣732，或其它適合配置的凸緣可朝向任何關節骨的背部或中部進行延伸。
圖23D是雙組件，「負重可活動」關節造形裝置740的縱向視圖。所述裝置740具有一個第一組件742和一個第二組件744。每個組件具有與其它組件的表面進行連接的表面743、745。兩個連接植入物表面的半徑可經選擇以匹配橈骨702或尺骨704或腕骨706或其組合。另外，兩個連接植入物表面的旋轉中心可經選擇以匹配或接近關節700的旋轉中心。如所屬領域的技術人員將了解的，兩個連接植入物表面743、745可具有促進關節活動的任何形狀，包括平面。注意近端組件的邊緣746、748在中間和側面延伸。邊緣還可朝向背部和中部延伸。
圖23E是另一個雙組件，「負重可活動」關節造形裝置750的縱向視圖，在這個情形下沒有邊緣。所述裝置750具有一個第一組件752和一個第二組件754。每個組件具有與其它組件的表面進行連接的表面753、755。從橫截面圖可以明顯看到，第一組件的連接表面753的長度長於第二組件的連接表面755的長度。
圖23F是一個雙組件，「負重可活動」關節造形裝置760的縱向視圖。如所描述的，使用一個附著機構或錨定器766將面對著橈骨和尺骨的第一組件762附著到這些骨骼上。合適的錨定器766包括銷釘，如此實例所示，長釘和/或翅片，不作列舉。如所屬領域的技術人員將了解的，裝置760的附著可限於僅附著到一個骨骼上(例如，尺骨或橈骨)。
F.手指圖24是穿過手指800的徑向圖。所說明的關節造形裝置820是介於掌骨頭802與指骨近端804的基部之間。所述關節造形裝置820的一側822與掌骨頭802的形狀一致且其相對的一側824與指骨近端804的基部一致。關節造形裝置820可具有和圖10到圖20中所見的設計特徵一樣的設計特徵，例如單組件、雙組件、三組件；負重可活動設計；附著(例如，附著到掌骨頭或指骨的基部上)和不附著設計、具有變化的厚度和曲度的設計、與近端或遠端關節表面或其組合相一致的設計、與關節軟骨和/或軟骨下骨且還與其它關節結構相一致的設計、具有用於穩定目的的邊緣或元件的設計。類似的設計可應用於後足、中足和前足，包括腳趾。
G.踝圖25A是穿過踝關節900的徑向圖，其展示脛骨遠端902、距骨904和跟骨906和其它骨骼。還顯示了軟骨表面。所說明的關節造形裝置920是介於脛骨遠端902與talar dome904′之間。在這個實施例中，關節造形系統920與距骨904的形狀相一致。如所屬領域的技術人員將了解的，且是先前討論過的，裝置可與軟骨或軟骨下骨或其兩者的形狀相一致。關節造形裝置920可具有和圖10到圖20中所說明的裝置的設計特徵類似的設計特徵，例如單組件、雙組件、三組件；負重可活動設計；附著和不附著設計、具有變化的厚度和曲度的設計、與脛骨或距骨或腓骨相一致的設計、與關節軟骨和/或軟骨下骨相一致的設計、具有用於穩定目的的邊緣或元件的設計。
圖25B是穿過踝關節900的冠狀切面圖，其說明脛骨遠端902、腓骨遠端908和距骨904。所說明的關節造形裝置930是介於脛骨遠端902與脛距關節面(talar dome)904′之間。在這個實例中，所顯示的關節造形系統930與距骨904的形狀相一致。
圖25C是穿過踝關節900的徑向圖，其說明脛骨遠端902、距骨904和跟骨906和其它骨骼。還顯示了軟骨表面。所描述的關節造形裝置940是介於脛骨遠端902與脛距關節面904′之間，在這個實例中，關節造形系統942的下表面與距骨904的形狀大體一致。上表面944與脛骨遠端902和腓骨(908，未圖示)的形狀大體一致。所顯示的邊緣946在嚙合距骨904的上表面942上。
圖25D是穿過踝關節900的冠狀切面圖，其說明脛骨遠端902、腓骨遠端908和距骨904。所顯示的關節造形裝置950是介於脛骨遠端902與脛距關節面904′之間。在這個實例中，關節造形系統的下表面952與距骨904的形狀相一致。上表面954與脛骨遠端902和腓骨908的形狀相一致。
H.腳趾圖26是穿過腳趾1000的徑向圖。所說明的關節造形裝置1020是介於掌骨頭1002與近節趾骨1004的基部。所說明的關節造形裝置1020的第一表面1022與掌骨頭的形狀相一致且第二表面1024與近節趾骨的基部相一致。如所屬領域的技術人員將了解的，關節造形裝置可具有和圖10到圖20中所見的設計特徵類似的設計特徵，例如單組件、雙組件、三組件；負重可活動設計；附著(例如，附著到掌骨頭或指骨的基部上)和不附著設計、具有變化的厚度和曲度的設計、與近端或遠端關節表面或其組合相一致的設計、與關節軟骨和/或軟骨下骨且還與其它關節結構相一致的設計、具有用於穩定目的的邊緣或元件的設計。類似的設計可應用於後足、中足和前足。
D.裝置製造、組合和特性可從所屬領域中已知的各種合適的材料製備上文所述的裝置，或根據本發明的講解而製造的任何裝置。發現有用於本發明的實例中的廣泛種類的材料包括(但不限於)塑料、金屬、陶瓷、生物材料(例如膠原質或其它細胞外基質材料)、羥磷灰石、細胞(例如幹細胞、軟骨細胞等)，或其組合。基於與缺損和/或關節表面和/或軟骨下骨相關的信息，可選定一種合適的材料。另外，使用本文所述的這些技術中的一個或一個以上技術，可形成具有彎曲部分的軟骨替換部分或再生材料，所述彎曲部分能匹配特定軟骨缺損，可符合關節表面的輪廓和形狀，且可匹配周圍軟骨的厚度。另外，使用本文所述的這些技術中的一個或一個以上技術，可成形一個關節裝置，其可在關節空間中匹配且可符合關節表面或其它關節結構的輪廓和形狀。所述材料可包括材料的組合，且優選包括至少一個大體上非易曲材料。
另外，材料可具有一個硬度梯度。因而，例如硬度梯度可從裝置的中心減少到外邊緣。因而生產出一種裝置，其具有全面的堅固，但對於沿著某些或全部外表面的表面來說具有少量的可彎性。提供由具有某些可彎性的材料製成的外表面可提高植入物的能力來與關節配對。或者，在某些情形下，可製造出一種裝置的外表面具有大於其內部的肖氏硬度值的裝置。
裝置的內部硬度可使植入物適合在關節內執行。合適的硬度對於所屬領域的技術人員來說將變得顯而易見且可包含一個範圍。通常，根據肖氏硬度衡量來討論硬度，且其範圍可從普通工程級材料塑料到強化鋼和鈦，且優選是關於鋼的典型洛氏硬度標尺部分，硬塑料和陶瓷材料。從所需的高硬度裝置，很明顯裝置以完全不同於先前技術的方式進行運作。本發明的裝置的目的是實現類似於橫跨的效果來橋接缺損的區域。然而，在複合變化中，任何單組件(像下文所述的生物活性材料組件)可軟於支承材料。
當前，關節修復系統(包括裝置)使用金屬和/或聚合材料。參閱(例如)2001年3月20日頒予Afriat等人的美國專利第6,203,576號、2001年3月27日頒予Fell等人的美國專利第6,206,927號，和2001年11月27日頒予Ogle等人的美國專利第6,322,588號和其中引用的參考。類似的，廣泛種類的金屬發現可用於本發明的實例中，且可基於任何標準進行選擇，例如，基於彈性來提供所需的堅硬度。非限制性的合適的金屬實例包括銀、金、鉑、鈀、銥、銅、錫、鉛、銻、鉍、鋅、鈦、鈷、不鏽鋼、鎳、鐵合金、鈷合金(例如埃爾基洛伊合金(Elgiloy)、鈷鉻鎳合金和MP35N、鎳鈷鉻鉬合金，和鎳鈦諾TM、鎳鈦合金、鋁、錳、鐵、鉭，和可慢慢形成多價金屬鐵來(例如)抑制與病人的體液或組織相接觸的植入基板的石灰化的其它金屬，和其組合。
合適的合成聚合物包括(不限於)聚醯胺(例如尼龍)、聚酯、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、乙烯基聚合物(例如，聚乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯)、聚碳酸酯、聚亞氨酯、聚二甲基矽氧烷、醋酸纖維素、聚甲基丙烯酸酯、聚醚醚酮、聚醚酮酮、乙烯乙烯醋酸酯、聚碸、尼龍纖維素、類似的共聚物和其混合物。還可使用生物再吸收合成聚合物，例如右旋糖苷、羥乙基澱粉、凝膠衍生物、聚乙基吡咯啶酮、聚乙基醇、聚[N-(2-羥丙基)甲基丙烯醯]、聚(羥酸)、聚(ε己內醯胺)、聚乳酸、聚乙醇酸、聚(二甲基乙醇酸)、聚(羥基丁酸)，且還可使用類似的聚合物。
可使用任何各種方法來製備這些聚合物，包括常規的聚合物處理方法。優選的方法包括(例如)注射成形，其適用於生產具有顯著結構特徵的聚合物組件；和快速成形方法，例如反應性注射成形和立體印刷術。基板可通過物理磨損或化學改造而具有粗糙表面或成多孔狀以促進金屬塗層結合。
聚合物可經注射成一個鑄模，其反映關節表面或其它關節結構的外表。
可結合使用一種以上的金屬和/或聚合物。且也可使用液態金屬。例如，可使用聚合物塗覆一種或一種以上的含金屬基板的一個或一個以上的區域，或者，可使用一種或一種以上的金屬塗覆含聚合物的基板的一個或一個以上的區域。
裝置或其部分可以是多孔的或具有多孔塗覆。多孔表面組件可由包括金屬、陶瓷和聚合物的各種材料製成。這些表面組件可接著被各種構件封閉在由各種材料形成的很多結構型心中。合適的多孔塗覆包括(但不限於)金屬、陶瓷、聚合物(例如，例如矽樹脂橡膠的生物中性彈性體、聚對苯二甲酸乙二酯和/或其組合)或其組合。參閱，例如1971年9月20日頒予Hahn等人的美國專利第3,605,123號、1974年4月23日頒予Tronzo的美國專利第3,808,606號、1974年10月29日頒予Tronzo的美國專利第3,843,975號、頒予Smith的美國專利第3,314,420號、1976年10月26日頒予Scharchach的美國專利第3,987,499號、和德國Offenlegungsschrift第2,306,552號。可具有一個以上的塗層且所述塗層可具有相同的或不同的多孔性。參閱，例如1976年2月17日頒予Kahn等人的美國專利第3,938,198號。
可通過在芯周圍使用粉末狀聚合物並加熱直到形成具有互連小孔的內部網狀物的塗層而施加塗層。小孔的彎曲度(例如穿過小孔的路徑的長度到直徑的測量)對於評估這樣的塗層用在假體裝置上的成功率很重要。還是參閱1980年7月22日頒予Morris的美國專利4,213,816號。可用粉末和顆粒的形式作為整體經受將粉末粘合在基板上的高溫來施加多孔塗覆。考慮到本文的講解和所引用的參考，(例如)基於每個的熔融指數可確定對聚合物和/或粉末塗層進行合適選擇。
本文所描述的任何裝置還可包括一種或一種以上生物材料，可單獨使用或與非生物材料結合使用。生物材料的非限制性實例包括細胞(例如胎兒軟骨細胞)、生物聚合物(例如，膠原質、彈性蛋白、蠶絲、角蛋白、凝膠、聚胺基酸、貓內臟結構、貓腸針縫合、例如纖維素和澱粉的聚糖)、自體移植物、同種異體移植物、異種移植物等。參閱1995年12月26日頒予Slivka等人的第5,478,739號、1998年12月1日頒予Naughton等人的第，5,842,477號、2001年9月4日頒予Vibe-Hansen等人的第6,283,980號、和2002年2月4日頒予Salzmann等人的第6,365,405號美國專利。
在某些實施例中，裝置可包括一個或一個以上獨立的(但優選是可嚙合的)組件。舉例而言，兩片裝置可包括兩個組件，其中每個組件包括一配對面。兩個組件可以是互鎖的。當彼此配對時，成輪廓的面彼此相對且形成一個裝置，所述裝置安裝在待矯正的缺損內且提供一個模擬或複製自然的關節表面的關節表面。可使用任何合適的互鎖機構，包括可移動(例如鍵槽)系統；互鎖扣；球形和鍵槽互鎖系統；凹槽和凸緣系統等。在一些實施例中，可嚙合的組件表面是彎曲的。曲度可以反映一個或一個以上關節結構。
在其它實施例中，裝置的構造在安裝入關節之後會發生改變。因而，可將裝置設計成初始的構造。安裝後，所述裝置採取(assume)不同於初始構造的隨後構造。舉例而言，所述裝置可以是多組件裝置，在第一構造中，其具有小的外形或小的三維形狀。安裝之後，外科醫生允許(或促使)裝置採取第二構造，其可具有更大的外形或整體三維的形狀。所述裝置可自行形成其二級構造，或者可經操縱而形成二級構造，例如通過機械構件(例如展開所述裝置或滑動彼此相對的裝置的組件以使其採取更大的第二構造)。這些實施例的優勢在於需要更小的切口。所述裝置可(例如)在關節鏡下以這種方式進行安裝。因而，可自動地，半自動地或手動地採取隨後的構造。
文本所述的方法和組合可用於僅替換部分關節表面，例如，關節表面上的發病軟骨或缺失軟骨區域。在這些系統中，可設計關節表面修復系統來僅替換發病或缺失軟骨區域或其可延伸超出發病或缺失軟骨，例如進入正常鄰近的軟骨3或5mm。在某些實施例中，假體替換不大於約70％到80％的關節表面(例如，單股骨髁的任何給定的關節表面等)，優選小於約50％到70％(或其中的任何值)，最好小於約30％到50％(或其中的任何值)，最好小於約20％到30％(或其中的任何值)，甚至最好小於約20％的關節表面。
E.替代附著機構如所屬領域的技術人員將了解的，可提供各種附著機構來將植入物附著在目標關節中。舉例而言，附著機構可以是嵴、銷釘、插針、橫件和嚙合植入物配對表面的其它凸緣。這些凸緣或機構可具有各種形狀和橫截面，包括錐形、三角形、圓錐形、球形、圓柱形、環形等。可使用單個附著機構或需要時可使用複數個機構。可使用所述形狀的組合以實現更好的替換。當使用複數個機構時，可以有組織的形式(例如，列、圓等)或雜亂的(隨機)形式形成所述機構。在植入物的下表面上提供一個圓錐體狀部分。另外，在使用了一個以上的附著機構時，彼此相對的方向可以是平行的或非平行的。
在一個實例中，一個圓錐體定位在裝置的下表面上，使得其置於(例如)脛骨軟骨的下凹部分的底部。圓錐體可和球體一樣，也可通過(例如)圓柱狀元件從植入物的下表面分離。所屬領域的技術人員將顯而易見其它適合附著的幾何形狀。
在另一個實例中，在植入物的表面上提供一個或一個以上圓柱狀或大體圓柱狀的插針。將插針定位使得每個插針至少與一個其它插針平行。
在另一個實例中，一個磁體半固定附著機構置於軟骨下骨層的下方，例如脛骨中。另一個磁體或磁性材料嵌入或附著到裝置的下表面上，接著通過第一磁體將其固定。如所屬領域的技術人員將了解的，可使用互相關聯的複數個磁體。另外，可使用磁體的組合，使得每個表面具有有第一極的一個或一個以上磁體和有第二極的一個或一個以上磁體，使用相反磁極的磁體在相對的表面上(或與其關聯的表面上)使所述表面與磁體嚙合。此布置在需要防止裝置在關節內旋轉同時確保兩個表面之間的聯繫處是有用的。
在另一個實例中，這種附著機構是一個螺絲或錨定器，其可在脛骨軟骨的下凹部分的底部插入脛骨的軟骨下骨。所述裝置可固定到螺絲或錨定器或可具有一個半固定設計，例如通過併入在螺絲或錨定器上方滑動的狹槽。
可調節植入物的高度來矯正關節的拓撲結構不正常或軸偏離。舉例而言，在膝關節中，可調節關節高度來矯正弓形腿或外翻足畸形。可使用關節和相鄰關節軸的測量來確定矯正。舉例而言，出於這個目的可使用CT或MRI掃描或四肢的負重X光照片。
也可選擇或調節植入物厚度來矯正韌帶鬆弛的現象。在膝關節中，例如，可選擇一個稍厚的植入物來解決一個或一個以上十字狀或間接韌帶的鬆弛或撕裂的問題。植入物厚度的增加可以是均勻或不均勻的，例如主要在周邊。外科醫生可在外科手術時使用一個或一個以上實驗假體或實際植入物以測試那種植入物厚度可產生與關節和植入物鬆弛有關的最佳結果。
V.植入通常將本文所述的裝置植入關節缺損區域。使用軟骨替換或仍附著在基礎材料或從基礎材料移除的再生材料可執行植入。任何合適的方法和裝置可用於植入，例如，2002年4月頒予Hangody等人的美國專利第6,375,658號、2002年3月19日頒予Torrie等人的第6,358,253號、2001年12月11日頒予Hardwick等人的第6,328,765號、和2001年3月22日公開的Cummings等人的國際公開案WO 01/19254中所描述的裝置。
可使用關節鏡輔助插入植入物。所述裝置不需要在某些單側和全部膝蓋關節造形中用15到30cm的切口。在局部麻醉，通常是硬腦膜外麻醉的情況下進行程序。可對四肢近端部分應用止血帶。使用消毒技術來預備和遮蓋(drape)有待修復關節的身體區域。在膝蓋的情況下，例如，使用常規的關節鏡技術，可用探針(stylette)在關節的前內側和前外側處造成兩個小的2mm的口。通過側口插入關節鏡。通過中間的口插入關節鏡儀器。使用關節鏡可看到軟骨缺損。軟骨缺損定位裝置可置於發病軟骨內。所述探針可為U形，其第一臂可接觸關節內的發病軟骨的中心區域而U的第二臂留在關節外。U的第二臂指示軟骨相對於皮膚的位置。外科醫生在皮膚上對軟骨缺損的位置作標記。在缺損上方開出一個3cm的切口。插入組織牽引器並看到缺損。
接著將植入物插入關節中。植入物前面的和後面的位置可以標以彩色。舉例而言，可以紅色和一個小的字母「A」標記前面的銷釘，同時後面的銷釘可以是綠色且以小的字母「P」標記。類似地，植入物的中間可標以黃色且以小的字母「M」標記，同時植入物的側面可以小的字母「L」標記。
可如本文所述成像軟骨區域以偵測缺失和/或發病軟骨區域。可確定鄰近發病區域的軟骨和軟骨下骨的邊緣和形狀。可確定軟骨的厚度。可確定半月板或其它關節結構的形狀。可根據一個或一個以上上述測量確定裝置的大小和形狀。詳言之，可從具有不同大小和曲度範圍的現有的或預先製成的植入物的目錄或使用CAD/CAM技術按顧客要求設計或病人定製來(根據最適合)選擇修復系統。可使用一個或一個以上由病人而定的參數生成按顧客要求而設計的植入物。可使用一個或一個以上病人待修復的關節的測量獲得所述的由病人而定的參數。另外，現有的形狀庫可有約30個尺寸的級別。如所屬領域的技術人員將了解的，在不脫離本發明的範疇的情況下，所述的庫需要時可含有30個以上的形狀或小於30個形狀。
更詳細地說，為了將裝置植入髖關節內，如上文所述，外科醫生會劃開一個小口。可使用通常用於髖關節外科手術的組織牽引器以及其它手術儀器來曝露髖關節。隨後可打開囊。第二個外科醫生可繼續拉股骨或脛骨以開放股骨頭與髖臼之間的空間。執行程序的第一位醫生可接著將關節造形裝置插入關節內。必要時，外科醫生可以切除股骨頭韌帶(ligamentum capitis femoris)且清除關節表面部分(例如)以移除上唇(labral)組織或軟骨皮瓣(cartilage flap)。外科醫生還具有移除位於丘腦枕區域中的脂肪的選擇。
或者，在包含自行延伸材料(例如鎳鈦諾)的關節造形系統中，外科醫生可通過標準的或經修正的關節鏡方法得以進入髖關節。可通過相同的或第二個入口或通過一個小的切口傳遞植入物。一旦到了關節中，植入物可延伸且變成其最終的形狀。為了促進可延伸植入物的替換，可使用導管或鑄模。導管或鑄模可適合股骨或髖臼關節表面的3D輪廓且可置於植入物的預定位置。植入物可接著沿著導管前進，或(例如)在導管或鑄模中的空腔內前進。一旦植入物到達其預定位置，可移除導管或鑄模而使植入物留在合適的位置。
VI.裝置鑄模在本發明的另一個實施例中，可形成選定規格的容器或井孔(例如)來匹配特定對象需要的材料或形成各種大小的修復和/或材料的儲備。使用從關節和從軟骨缺損獲得的厚度和曲度信息來設計容器的大小和形狀。更詳細地說，可定形容器的內部以符合任何選定的測量，例如，如從特定對象的軟骨缺損獲得的測量。可由替換材料填充容器(鑄模)以形成將被植入的裝置。
使用任何合適的技術生成鑄模，所述技術可例如是計算機裝置和自動控制，例如計算機輔助設計(CAD)和(例如)計算機輔助鑄模(CAM)。因為所得的材料通常符合容器的內部輪廓，所以其能更好地匹配缺損且促進一體化。
VII.植入導管和手術工具上述鑄模還可用於設計手術植入導管和工具，其具有至少一個外表面匹配或近似匹配下關節表面(骨骼和/或軟骨)的輪廓。在某些實施例中，兩個或多個外表面匹配對應的關節表面。整個工具可以是圓形、環形、橢圓形、橢圓體、彎曲的或不規則的形狀。可選擇或調節形狀以匹配或圍繞發病軟骨區域或略大於發病軟骨的區域。或者，可將工具設計成大於發病軟骨區域。可將工具設計成包括多數或整個關節表面。可結合兩個或更多工具(例如)而用於兩個或多個關節表面。
可獲得一個或一個以上電子圖像以提供目標坐標，其界定了關節和/或骨骼表面和形狀。例如，使用成像測試(例如CT或MRI掃描或站立的負重X光掃描)還可界定關節的生物機械軸。舉例而言，如果手術涵蓋到膝關節，可通過膝關節獲得CT掃描或螺旋的CT掃描。CT掃描可限於膝關節區域和股骨遠端和脛骨近端。或者，掃描可包括穿過髖關節的圖像且視情況還可包括踝關節的圖像。以這種方式，可界定解剖軸且可選定用於手術替換膝蓋植入物的優選平面。掃描可以是鄰近的。
或者，可穿過髖和踝關節區域獲得選定的掃描平面以界定解剖軸。CT掃描可與內關節顯影管理結合以使關節軟骨可視化。在另一個實例中，可使用非顯影CT掃描。如果使用非顯影，可以(例如)年齡、性別、種族、身高和體重匹配的個體的參考資料庫來評估剩餘的軟骨厚度。在重度關節炎中，可表現出正常軟骨厚度的減少。舉例而言，在膝關節中，在具有重度關節炎的病人的負重區域中軟骨厚度可表現為零或接近零，而在後部非負重區域可選擇2mm或更小的值。可接著將這些評估的軟骨厚度添加到軟骨下骨的曲度中以提供有關關節表面的形狀的評估。如果使用MRI，可穿過外科醫生正在動手術的膝蓋獲得高清晰度的掃描。這種掃描有利於界定關節幾何形狀。高清晰度掃描可附著有使用低清晰度的掃描通過鄰接關節和骨骼以界定解剖軸。
如果涵蓋了全部的膝關節造形術，在膝關節中可需要高清晰度的掃描，在髖關節，且視情況在踝關節中可需要較低清晰度的掃描。可使用體線圈或不完整相控陣線圈獲得這種較低清晰度掃描。
還可將成像測試結合。舉例而言，可使用膝蓋MRI掃描來界定包括軟骨下骨和軟骨的膝關節的3D關節幾何形狀。膝蓋MRI掃描可與描述了解剖軸的四肢的站立的、負重X光相結合。以這種方式，可得到目標坐標和解剖軸，其可用於界定手術介入的優選平面。
目標坐標可用於(例如，使用CAD/CAM技術)定形裝置以適合病人的解剖或選擇適合病人的關節解剖的預製裝置。如上文所示的，工具可具有匹配所有或部分關節或骨骼表面和形狀的表面和形狀，例如，類似於待植入的裝置的「鏡像」。工具可包括孔、槽和/或洞以容納例如鑽子和鋸子等的手術儀器，工具可用於部分的關節替換以及全部關節替換。舉例而言，在整體膝蓋關節造形術中，工具可用於植入物插入所需的切口平面的精確布局。以這種方式，可實現更多可再生的植入位置，且有潛力來提高臨床效果和長期植入物存活。
工具可具有一個、兩個或更多組件。一部分工具可由金屬製成，同時其它部分可由塑料製成。舉例而言，在手術期間接觸關節表面的表面可由塑料製成。以這種方式，就可以容易地且以低成本製造，例如使用快速成形技術。可為每個病人個別製成塑料組件或從現有的大小範圍預先選擇。關節表面表明塑料組件部分在任何病人中可具有相同的表面幾何形狀，例如塊狀。以這種方式，可對塑料組件應用預先製成的金屬組件。金屬組件可包括手術導管，例如鋸子或鑽子的開口。塑料組件可通常具有開口，手術儀器通過這些開口可移向骨骼或軟骨且不損壞塑料。
塑料組件確定金屬組件和手術導管相關於關節表面的位置。在兩種組件之間可引入隔片(例如)以調節骨骼切口的深度。因而，在膝關節中，外科醫生可使用隔片測試彎曲和展開空隙，調節空隙並選擇最適當的切平面。另外，如果使用兩個或多個組件，在組件之間可允許旋轉調節。以這種方式，外科醫生可(例如)在膝關節中平衡中間和側面的間隔。在完成了任何可選的旋轉調節之後，在外科醫生進行切開或作任何其它操作之前，可將組件相對於彼此或相對於骨骼或軟骨固定起來。
組件和工具可設計成與用於關節造形(例如，整體膝蓋關節造形)的現有的手術儀器套件相協調。應注意，工具可有助於減少用於關節造形的手術儀器的數量。最終，此實施例可有助於改進與所需的位置和解剖軸相對的植入物的術後安排，進而減少假體鬆弛、植入物磨損、骨骼上的壓力且進而改善長期效果。
通常，選擇位置可致使用於隨後安放植入物的解剖所需的切平面或鑽孔方向。另外，可設計導管裝置，使得鑽子或鋸子的深度受控，例如鑽子或鋸子不能進入比由裝置厚度所界定的深度更深的組織，區塊中的洞的大小可設計成與植入物的大小實質匹配。當選擇這些槽或孔的方向時，可包括與有關其它關節或軸的信息和關節或四肢的排列信息。可製備導管而用於本發明的任何植入物。
現在轉到圖28和圖17中所示的植入導管的具體實例，提供這些實例用於說明目的。圖28說明適用於和圖8L中所示的植入物一起使用的植入導管1100。提供了關節成形主體1110。關節成形主體可經配置以具有至少一個匹配待使用的植入物100的外表面構造的外表面構造。提供一個把柄1112讓使用者能將導管放在將安置有植入物100的關節中。另外，提供一個錨定導管1114。在這個實例中，錨定導管1114是在十字形中的主體1110內的開口中。如所屬領域的技術人員將了解，錨定導管1114可採取各種適當的形狀以使導管能執行其預定功能。在這個實例中，十字形讓使用者能識別關節的關節表面，其中錨定器112(圖3L所示)定向在關節上。一旦將導管1100放到目標關節表面上，錨定導管1114可用於標記錨定器可進入關節的位置；確定錨定器可進入關節的位置；在可放置錨定器的位置處製備關節表面；或其組合。
現在轉向圖25A到圖25B中所示的導管1200，其顯示了適合與圖9A到圖9C中所示的植入物一起使用的導管的平面圖。提供主體1210。所述主體經配置以具有至少一個匹配或近似匹配待植入的植入物150的外表面構造的外表面構造。提供一個把柄1212讓使用者能夠將導管放在安置有植入物150的關節表面上。另外，提供一個或一個以上錨定導管1214。在這個實例中，錨定導管(1214′、1214″、1214)是環形或大體環形，主體1210內的開口的直徑足夠大以容納用於在骨骼中鑽孔的鑽頭，在所述骨骼中將放置有植入物150的錨定器156的插針。如所屬領域的技術人員將了解的，錨定導管1214可表現出各種適當的形狀以使導管能執行其預定的功能。可提供額外的導管1216。所述額外的導管可執行和第一個導管1214一樣的功能或可執行一個二級功能。在這個實例中，錨定導管1214可用於識別關節的關節表面，其中錨定器156(圖9B到圖9C中所示)可定向在關節上。一旦將導管1200放到目標關節表面上，錨定導管1214可用於標記錨定器可進入關節的位置；確定錨定器可進入關節的位置；在可放置錨定器的位置處製備關節表面；或其組合。另外，導管1216可用於標記錨定器可進入關節的位置；確定錨定器可進入關節的位置；在可放置錨定器的位置處製備關節表面；或其組合。
在另一個實施例中，可對不在發病骨骼或軟骨區域的區域中的骨骼或軟骨應用一個框架。所述框架可包括用於手術儀器的固定器和導管。可將框架附著到一個或優選更早界定的解剖參考點上。或者，使用成像測試(例如手術中所要的一個或一個以上的螢光圖像)，框架的位置可以相對於一個，優選更多的解剖標記進行十字對準。可獲得一個或一個以上電子圖像以提供界定關節和/或骨骼表面和形狀的目標坐標。這些目標坐標可(例如)手動地或以電子方式或其組合而輸入或轉移到裝置中，且信息可用於移動手術儀器所用的一個或一個以上的固定器或導管。通常，所選擇的位置可產生用於隨後放置一個或其它植入物的手術上或解剖上所要的切平面或鑽頭方向，所述植入物包括半側、單側或整體關節造形。當選擇這些槽或孔的方向時，可包括與其它關節或軸有關的信息和關節或四肢的排列信息。
因為其與所選擇的下關節表面的解剖布置，可用適當的工具產生鋸子導管、鑽頭或用於擴展裝置的導管的優選位置和方向。手術中，對關節表面應用手術輔助工具，用其實現近乎完美的或完美的解剖安裝。外科醫生可接著通過導管引入鋸子(或其它工具)和製備用於此程序的關節。通過沿著解剖界定的平面切開軟骨和/或骨骼，可實現更多可再生的位置，其最終可通過最優化生物機械壓力而致使改善術後效果。
可通過多種方法建構本文所述的解剖矯正工具且可由任何材料製成，優選是透明材料，例如塑料、透明合成樹脂、矽橡膠、SLA等，且通常在鑄模之前為塊狀。另外，可製造和使用可重複使用的工具(例如鑄模)。可重複使用的材料的非限制型實例包括布綁腿和其它可變形材料(例如，一列可經配置以匹配關節表面的構形的可調節緊密相隔的插針)。在這些實施例中，例如使用一種或一種以上電腦程式來確定界定關節的表面輪廓且將這些坐標轉移(例如，撥入)到工具的目標坐標，可在手術期間從關節產生模鑄，或者從關節的圖像產生模鑄。隨後，工具可精確地位於關節上，且因此可更精確地將鑽子和植入物放到關節表面中和其上方。
在一次性使用和可重複使用的實施例中，工具可設計成使得區塊的深度控制鑽子或鋸子的深度，也就是說，鑽子或鋸子不能比區塊的深度更深，且區塊中的洞的大小可設計成與植入物的大小實質匹配。工具可用於一般的假體植入，包括(但不限於)本文所述的關節修復植入物和用於在半側或單側或整體關節造形或包括生物學修復的其它關節系統的情形下擴展骨髓。
這些手術工具還可用於移除發病軟骨區域或比發病軟骨區域略大的區域。
可通過圖像引導手術系統(手術導航系統)來支持植入點的識別和準備和植入物的插入。在這樣的系統中，可實時地以一維或2D或3D圖像來跟蹤與病人的解剖相關的手術儀器的位置和方向。可從手術後所獲得的圖像中(例如MR或CT圖像)計算出這些2D或3D圖像。由附著在儀器上的標記確定手術儀器的位置和方向。使用(例如)光學、聲學或電磁信號通過偵測器可將這些標記定位。在沒有圖像引導的情況下也可使用手術導航系統，例如，通過使用四肢的動作研究來識別解剖軸。
在其它實施例中，本文所述的手術工具可包括硬化以形成關節表面的一個鑄模的一種或一種以上的材料。已描述了可在原處硬化的多種的材料，其包括可經激發以經受相位改變的聚合物，例如液體的聚合物或半液體的聚合物，和通過曝露於空氣、施加紫外線、可見光、曝露於血液、水或其它離子改變而硬化成固體或凝膠體的聚合物。(參閱美國專利第6,443,988號和其中所引用的文獻)。合適的可固化(curable)和硬化材料的非限制性實例包括聚亞氨酯材料(例如2002年9月3日頒予Felt等人的美國專利第6,443,988號；1994年2月22日頒予Khalil等人的第5,288,797號、1978年7月4日頒予Graham等人的第4,098,626號、和1986年6月10日頒予Chapin等人的第4,594,380號，和Lu等人的(2000)生物材料(BioMaterials)21(15)1595-1605描述的多孔聚(L-丙交酯酸泡沫)；例如1992年11月10日頒予Rhee等人的美國專利第5,162,430號中揭示的親水聚合物；Wake等人的(1995)「細胞移植(Cell Transplantation)」4(3)275-279、Wiese等人的(2001)「J.生物醫學材料研究(J.Biomedical Materials Research)」54(2)179-188和Marier等人的(2000)「塑料重建手術(Plastic Reconstruct.Surgery)」105(6)2049-2058中所描述的水凝膠材料；透明質酸材料(例如Duranti等人(1998)「皮膚病手術(DermatologicSurgery)」24(12)1317-1325)；例如殼狀珠的擴展珠(例如Yusof等人的(2001)「J.生物醫學材料研究(J.Biomedical Materials Research)」54(1)59-68)；和/或用於牙科應用中的材料(參閱，例如在「聚合物科學和工程的簡明百科全書(Concise Encyclopedia of Polymer Science andEngineering)」中的Brauer和Antonucci的「牙科應用(Dental Applications)」pp.257-258和1983年1月11日頒予Weissman的美國專利第4,368,040號)。可使用任何生物兼容材料，所述材料應具有充分的流動性以允許其傳遞到關節且在原處在病理生理學可接收的條件下經受完全的醫治。材料還可以是生物可分解的。
可固化材料可與本文所述的手術工具結合使用。舉例而言，手術工具可在其中包括一個或一個以上用於接收注射的孔，且可通過所述的孔將可固化材料注射進去。在原處凝固之前，材料可與面對著手術工具的關節表面相一致，且因此可通過硬化而形成表面的印痕，進而再造出一個正常的或近似正常的關節表面。另外，例如通過根據關節圖像鑄模所述材料或手術工具，可固化材料或手術工具還可與本文所述的成像測試和分析結合使用。
現在轉到圖27A到27D，其顯示了植入本發明所講解的裝置的方法的步驟。首先，使用者劃開一個切口以進入目標關節2610。其後，使用植入導管制備關節表面2620。製備關節表面可包括(例如)識別植入物在關節中的位置，標記植入物可附著的地方，和/或製備關節表面以接收植入物。必要時可重複這個製備過程。如所屬領域的技術人員將了解，在製備關節表面的過程中，使用者可首先識別植入物的地方且然後通過標記關節表面或移除骨骼或軟骨來製備表面。一旦製備好關節表面，就安裝植入物2640。可通過使用本文所述的技術將植入物放在表面上或通過將植入物粘在表面上而安裝植入物。在將植入物安裝在關節內之後，縫合傷口2650。
現在轉到圖27B中所示的步驟，使用者劃開一個切口以進入目標關節2610。其後，將一個框架附著在關節2660上。儘管未在這個流程圖顯示，可執行圖27A中所示的製備關節的步驟。接著將植入物安裝在框架上2665。在將植入物安裝在關節中之後，縫合傷口2650。
現在轉到圖27C中所示的步驟，使用者劃開一個切口以進入目標關節2610。其後，從關節移除發病軟骨2670。儘管未在這個流程圖中顯示，在不脫離本發明的範疇的情況下，也可執行圖27A中所示的製備關節的額外的步驟。然後安裝植入物2675。在將植入物安裝在關節內之後，縫合傷口2650。
現在轉到圖27D所示的步驟，使用者劃開一個切口以進入目標關節2610。儘管未在這個流程圖中顯示，在不脫離本發明的範疇的情況下，也可執行圖27A中所示的製備關節的額外步驟。其後插入植入物2680。接著對植入物的位置進行選擇性的調節2682。在插入和定位植入物之後，調節植入物的外形2684。在將植入物安裝在關節中且調節好之後，縫合傷口2650。可選擇選定的植入物高度或外形以改變相對於關節的負重能力。另外，可調節植入物的高度以解決骨骼或關節結構的解剖拓撲結構不正常的問題。
VII.套件本文還描述了套件，其包括本文所述的一種或一種以上方法、系統和/或組合物。詳言之，套件可包括一個或一個以上以下各物獲得電子圖像的指令(方法)；評估電子圖像的系統或指令；能分析或處理電子圖像的一個或一個以上計算機構件；和/或用於植入植入物的一個或一個以上手術工具。套件可包括其它材料，例如，指令、試劑、容器和/或成像輔助工具(例如，膠片、固定器、數字轉換器等)。
包括以下實例來更充分地說明本發明。另外，這些實例提供本發明的優選實施例且並不意味著限制其範疇。
出於說明和描述目的提供了本發明的實施例的先前描述。這並不意味詳盡的或把本發明限定在所揭示的明確形式中。許多修改和變化對於所屬領域的從業者來說將變得顯而易見。選擇和描述實施例以最佳地解釋本發明的原理和其實施應用，進而使所屬領域的其它人員理解本發明和各種實施例，且涵蓋了適用於特定使用的各種修正。希望通過以下權利要求和其等價物界定本發明的範疇。
權利要求
1.一種具有一第一表面和一第二表面的關節植入物，其中所述第一表面相對一關節的一第一關節表面且所述第二表面相對所述關節的一第二關節表面，且進一步地，其中所述第一或第二表面中的一個的一部分或至少一部分具有與所述第一和第二關節表面中的一個的形狀充分匹配的三維形狀。
2.一種具有一第一表面和一第二表面的關節植入物，其中所述第一表面相對一關節的一第一關節表面且所述第二表面相對所述關節的一第二關節表面，且進一步地，其中所述第一或第二表面中的至少一個的至少一部分具有接近於所述第一和第二關節表面中的一個的形狀的三維形狀。
3.一種具有一第一表面和一第二表面的軟骨缺損成形植入物，其中所述第一表面相對一關節的一第一關節表面且所述第二表面相對所述關節的一第二關節表面，且進一步地，其中所述第一或第二表面中的至少一個的至少一部分具有與所述第一和第二關節表面中的一個的形狀充分匹配的三維形狀。
4.一種具有一第一表面和一第二表面的軟骨缺損成形植入物，其中所述第一表面相對一關節的一第一關節表面且所述第二表面相對所述關節的一第二關節表面，且進一步地，其中所述第一或第二表面中的至少一個的至少一部分具有接近於所述第一和第二關節表面中的一個的的三維形狀。
5.一種具有一第一表面和一第二表面的軟骨投影植入物，其中所述第一表面相對一關節的一第一關節表面且所述第二表面相對所述關節的一第二關節表面，且進一步地，其中所述第一或第二表面中的至少一個的至少一部分具有與所述第一和第二關節表面中的一個的形狀充分匹配的三維形狀。
6.一種具有一第一表面和一第二表面的軟骨投影植入物，其中所述第一表面相對一關節的一第一關節表面且所述第二表面相對所述關節的一第二關節表面，且進一步地，其中所述第一或第二表面中的至少一個的至少一部分具有一接近於所述第一和第二關節表面中的一個的形狀的三維形狀。
7.一種具有一第一表面和一第二表面的軟骨下骨成形植入物，其中所述第一表面相對一關節的一第一關節表面且所述第二表面相對所述關節的一第二關節表面，且進一步地，其中所述第一或第二表面中的一個的至少一部分具有一與所述第一和第二關節表面中的一個的形狀充分匹配的三維形狀。
8.一種具有一第一表面和一第二表面的軟骨下骨成形植入物，其中所述第一表面相對一關節的一第一關節表面且所述第二表面相對所述關節的一第二關節表面，且進一步地，其中所述第一或第二表面中的一個的至少一部分具有一接近於所述第一和第二關節表面中的一個的形狀的三維形狀。
9.一種具有一第一表面和一第二表面的軟骨下骨投影植入物，其中所述第一表面相對一關節的一第一關節表面且所述第二表面相對所述關節的一第二關節表面，且進一步地，其中所述第一或第二表面中的一個的至少一部分具有與所述第一和第二關節表面中的一個的形狀充分匹配的三維形狀。
10.一種具有一第一表面和一第二表面的軟骨下骨投影植入物，其中所述第一表面相對一關節的一第一關節表面且所述第二表面相對所述關節的一第二關節表面，且進一步地，其中所述第一或第二表面中的一個的至少一部分具有一接近於所述第一和第二關節表面中的一個的形狀的三維形狀。
11.一種具有一第一表面和一第二表面的關節植入物，其中所述第一表面相對一關節的一第一關節表面且第二表面相對所述關節的一第二關節表面，且進一步地，其中所述第一或第二表面中的一個的至少一部分具有與所述第一和第二關節表面中的一個的形狀充分匹配的三維形狀，且進一步地，其中所述植入物恢復關節運動可恢復到自然關節靈活性的90％到99.9％。
12.一種具有一第一表面和一第二表面的植入物，其中所述第一表面相對一關節的一第一關節表面且第二表面相對所述關節的一第二關節表面，且進一步地，其中所述第一或第二表面中的一個的至少一部分具有與所述第一和第二關節表面中的一個的形狀充分匹配的三維形狀，且進一步其中所述植入物可承受施加於所述關節的剪切力的100％。
13.一種適用於哺乳動物的一關節的植入物，其中所述關節具有一第一關節表面和一第二關節表面，其中所述植入物具有一第一表面和一第二表面，其中所述第一表面相對一第一關節表面的至少一部分且所述第二表面相對一第二關節表面的至少一部分，且進一步地，其中所述第一或第二表面中的至少一個的至少一部分具有與所述第一關節表面和所述第二關節表面中的一個的形狀充分匹配的三維形狀。
14.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，其中所述植入物被置放於選自由膝、髖、肩、肘、腕、指、趾、和踝組成的群組中的一關節內。
15.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，其中所述的上表面和所述的下表面具有與所述關節表面中的一個的形狀充分匹配的三維形狀。
16.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，其中所述植入物具有患者軟骨缺損厚度。
17.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，其中所述植入物具有患者軟骨缺損厚度的85％。
18.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，其中所述植入物具有患者軟骨缺損厚度的65％到100％。
19.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，其中所述植入物具有患者軟骨缺損厚度，外加一偏移值。
20.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，其中所述植入物具有患者軟骨缺損厚度的85％，外加一偏移值。
21.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，其中所述植入物具有患者軟骨缺損厚度的65％到100％，外加一偏移值。
22.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，其中所述植入物由包括金屬或金屬合金的材料來構造。
23.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，其中所述材料包括一種或一種以上的生物活性材料。
24.根據權利要求22所述的植入物，其中所述植入物被一生物活性材料所覆蓋。
25.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，其中所述植入物包括金屬或金屬合金和聚合物。
26.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，其進一步具有附著在選自由嵴、銷釘、插針、橫件、牙齒和突起組成的群組中的所述第一表面或所述第二表面中的至少一個上的結構。
27.根據權利要求26所述的植入物，其進一步具有用於附著的複數個結構。
28.根據權利要求27所述的植入物，其中用於附著的結構的相對定向選自由對稱、不對稱、行、圓、三角形、和任意組成的群組。
29.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，其進一步具有一選自由嵴和邊緣組成的群組中的外周結構。
30.根據權利要求29所述的植入物，其中所述外周結構沿所述植入物的整個周長延伸。
31.根據權利要求30所述的植入物，其中所述外周結構沿所述植入物的周長的一部分延伸。
32.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，其中所述第一表面和第二表面的每一個具有關於穿過所述植入物的縱向軸線的斜率，且進一步地，其中關於所述第二表面斜率的第一表面斜率選自由正、負、和零組成的群組。
33.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，其中所述植入物接近所述第一和第二關節表面中的一個的形狀。
34.根據權利要求33所述的植入物，其中所述植入物選自一植入物庫。
35.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，其中所述植入物在插入一關節之後改變了構型。
36.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，其中所述植入物在裝載期間改變構型。
37.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，其中所述植入物進一步包括一第一組件和一第二組件。
38.根據權利要求36所述的植入物，其中所述第一和第二組件為整體成形、不可分割成形、互連成形、和相互依賴成形的中的一個。
39.根據權利要求36所述的植入物，其中所述第一組件以固定地、滑動地、旋轉地中的至少一個與所述關節嚙合。
40.根據權利要求36所述的植入物，其中所述第二組件以固定地、滑動地、旋轉地中的至少一個來與所述關節嚙合。
41.根據權利要求36、37、38和39所述的植入物，其中所述第一組件與所述第二組件嚙合。
42.根據權利要求36、37、38和39所述的植入物，其中所述第一組件裝配於所述第二組件內。
43.根據權利要求36、37、38和39所述的植入物，其中所述第一組件滑動地與所述第二組件嚙合。
44.根據權利要求36、37、38和39所述的植入物，其中所述第一組件旋轉地與所述第二組件嚙合。
45.根據權利要求36、37、38和39所述的植入物，其中所述植入物的一部分具有一磁體。
46.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，其中所述植入物具有複數個組件。
47.根據權利要求46所述的植入物，其中所述複數個組件的一第一組件以固定地、滑動地、旋轉地中的至少一個與所述關節嚙合。
48.根據權利要求46所述的植入物，其中所述複數個組件的一第二組件以固定地、滑動地、旋轉地中的至少一個與所述關節嚙合。
49.根據權利要求46、47和48所述的植入物，其中所述複數個組件的第一組件嚙合所述複數個組件的第二組件。
50.根據權利要求46、47和48所述的植入物，其中所述複數個組件的第一組件裝配於所述複數個組件的第二組件內。
51.根據權利要求46、47和48所述的植入物，其中所述複數個組件的第一組件滑動地嚙合所述複數個組件的第二組件。
52.根據權利要求46、47和48所述的植入物，其中所述複數個組件的第一組件旋轉地嚙合所述複數個組件的第二組件。
53.根據權利要求46、47和48所述的植入物，其中所述複數個組件的第一組件旋轉地並滑動地嚙合所述複數個組件的第二組件。
54.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，其中所述植入物具有一沿選自由圓、橢圓、卵形、腎形、大體的圓、大體的橢圓、大體的卵形、大體的腎形組成的群組中的周長形成的形狀。
55.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，其中所述植入物具有一選自由球形、半球形、非球面、凸面、凹面、大體的凸面、和大體的凹面組成的群組中的下表面和上表面中的至少一個的橫截面形狀。
56.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，其中所述植入物為一軟骨缺損成形植入物。
57.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，其中所述植入物為一軟骨投影植入物。
58.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，其中所述植入物為一軟骨下骨成形植入物。
59.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，其中所述植入物在外科上經由一10cm或更小的切口植入。
60.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，其中所述植入物在外科上經由一6cm或更小的切口植入。
61.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，其中所述植入物在外科上經由一4cm或更小的切口植入。
62.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，其中所述關節的活動範圍被恢復到正常關節活動的80％到99.9％。
63.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，其中所述關節的活動範圍被恢復到正常關節活動90％到99.9％。
64.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，其中所述關節的活動範圍被恢復到正常關節活動的95％到99.9％。
65.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，其中所述關節的活動範圍被恢復到正常關節活動的98％到99.9％。
66.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，其中所述關節為膝關節，且其中形狀沿選自由圓、橢圓、卵形、腎形、大體的圓、大體的橢圓、大體的卵形、大體的腎形組成的群組中的周長形成。
67.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，其中所述關節為膝關節，且其中所述植入物的上表面為大體的凸面。
68.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，其中所述關節為膝關節，且其中所述植入物的下表面為大體的凹面。
69.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，其中所述關節為膝關節，且其中所述植入物的上表面包括凸面和凹面截面。
70.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，其中所述關節為膝關節且所述植入物的下表面為大體的凹面。
71.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，其中所述關節為膝關節，且其中所述植入物的橫截面選自由球形和非球面組成的群組。
72.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，所述植入物的外周具有比所述植入物的中央部分更厚的厚度。
73.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的植入物，所述植入物的中央部分具有比外周更厚的厚度。
74.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的具有前面部分、後面部分、側面部分和中間部分的植入物，其中所述植入物具有沿所述裝置的後面部分的厚度，其等於或大於所述植入物的側面、中間和前面部分中的至少一個的厚度。
75.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的具有前面部分、後面部分、側面部分和中間部分的植入物，其中所述植入物具有沿所述裝置的後面部分的厚度，其等於或小於所述植入物的側面、中間和前面部分中的至少一個的厚度。
76.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的具有前面部分、後面部分、側面部分和中間部分的植入物，其中所述植入物具有沿所述裝置的中間部分的厚度，其等於或小於前面部分、後面部分、和側面部分中的至少一個的厚度。
77.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13所述的具有前面部分、後面部分、側面部分和中間部分的植入物，其中所述植入物具有沿所述裝置的中間部分的厚度，其等於或大於前面部分、後面部分和側面部分中的至少一個的厚度。
78.根據權利要求37和46所述的具有前面部分、後面部分、側面部分和中間部分的植入物，其中所述植入物的至少一個組件具有沿所述裝置的後面部分的厚度，其等於或大於所述植入物的側面、中間和前面部分中的至少一個的厚度。
79.根據權利要求37和46所述的具有前面部分、後面部分、側面部分和中間部分的植入物，其中所述植入物的至少一個組件具有沿所述裝置的後面部分的厚度，其等於或小於所述植入物的側面、中間和前面部分中的至少一個的厚度。
80.根據權利要求37和46所述的具有前面部分、後面部分、側面部分和中間部分的植入物，其中所述植入物的至少一個組件具有沿所述裝置的中間部分的厚度，其等於或小於前面部分、後面部分、和側面部分中的至少一個的厚度。
81.根據權利要求37和46所述的具有前面部分、後面部分、側面部分和中間部分的植入物，其中所述植入物的至少一個組件具有沿所述裝置的中間部分的厚度，其等於或大於前面部分、後面部分、和側面部分中的至少一個的厚度。
82.一種用於修復關節的程序，其包括在關節鏡檢查下植入或以關節鏡輔助植入具有第一和第二表面的植入物的步驟，其中所述第一或第二表面中的至少一個具有與一關節表面的形狀充分匹配的三維形狀。
83.根據權利要求82所述的程序，且進一步包括在植入之前分析所述關節的圖像的步驟。
84.根據權利要求82所述的程序，其中所述圖像為選自由MRI、CT、X光、和其組合組成的群組中的三維圖像。
85.根據權利要求82所述的程序，其進一步包括做10cm或更小的切口的步驟。
86.根據權利要求82所述的程序，其進一步包括做6cm或更小的切口的步驟。
87.根據權利要求82所述的程序，其進一步包括做4cm或更小的切口的步驟。
88.一種製造適合於一關節的植入物的方法，所述方法包括以下步驟判定所述關節的一個或一個以上的關節表面的三維形狀；和製造具有一第一表面和一第二表面的植入物，其中所述第一表面和第二表面相對所述關節的第一和第二關節表面，且進一步地，其中所述第一或第二表面中的至少一個的一部分或整體與所述關節表面的三維形狀充分匹配。
89.根據權利要求88所述的方法，其中所述三維形狀由獲得所述關節的圖像決定。
90.根據權利要求89所述的方法，其中所述圖像選自由MRI、CT、X光、和其組合組成的群組。
91.一種適合於具有上表面和下表面的膝關節的植入物，其中所述上表面相對於股骨的至少一部分且所述下表面相對脛骨表面的至少一部分，且進一步地，其中所述上表面或下表面中的至少一個具有與所述股骨和脛骨表面中的一個的形狀充分匹配的三維形狀。
92.一種適合於具有上表面和下表面的髖關節的植入物，其中所述上表面嚙合髖臼的至少一部分且所述下表面嚙合股骨頭的至少一部分，且進一步地，其中所述上表面或下表面中的至少一個的至少一部分具有與所述髖臼和所述股骨頭表面中的一個的形狀充分匹配的三維形狀。
93.一種適合於具有上表面和下表面的髖關節的植入物，其中所述上表面嚙合所述脛骨頭的的至少一部分且所述下表面嚙合髖臼的至少一部分，且進一步地，其中所述上表面或下表面中的至少一個的至少一部分具有與所述髖臼和所述股骨頭表面中的一個的形狀充分匹配的三維形狀。
94.一種適合於具有上表面和下表面的踝關節的植入物，其中所述上表面嚙合脛骨遠端的至少一部分且所述下表面嚙合脛距關節面的至少一部分，且進一步地，其中所述上表面或下表面中的至少一個的至少一部分具有與所述脛骨遠端和脛距關節面表面中的一個的形狀充分匹配的三維形狀。
95.一種適合於具有上表面和下表面的踝關節的植入物，其中所述上表面嚙合脛距關節面的至少一部分且所述下表面嚙合脛骨遠端的至少一部分，且進一步地，其中所述上表面或下表面中的至少一個的至少一部分具有與所述脛骨遠端和脛距關節面表面中的一個的形狀充分匹配的三維形狀。
96.一種適合於具有一近端表面和一遠端表面的趾關節的植入物，其中所述近端表面嚙合蹠骨頭的至少一部分且所述遠端表面嚙合近節趾骨的至少一部分，且進一步地，其中所述近端或遠端表面中的至少一個的至少一部分具有與所述蹠骨頭和近節趾骨表面中的一個的形狀充分匹配的二維形狀。
97.一種適合於具有一第一表面和一第二表面的肩關節的植入物，其中所述第一表面嚙合肱頭的至少一部分且所述第二表面嚙合肩臼的至少一部分，且進一步地，其中所述第一或第二表面中的至少一個的至少一部分具有與所述肱頭和肩臼表面中的一個的形狀充分匹配的二維形狀。
98.一種適合於具有一第一表面和一第二表面的肘關節的植入物，其中所述第一表面嚙合一肱骨遠端的至少一部分且所述第二表面嚙合尺骨和橈骨中的至少一個的至少一部分，且進一步地，其中所述第一或第二表面中的至少一個的至少一部分具有與所述肱骨遠端、尺骨和橈骨表面中的一個的形狀充分匹配的三維形狀。
99.一種適合於具有一第一表面和一第二表面的腕關節的植入物，其中所述第一表面嚙合橈骨遠端的至少一部分且所述第二表面嚙合尺骨遠端的至少一部分，且進一步地，其中所述第一或第二表面中的至少一個的至少一部分具有與所述橈骨遠端和尺骨遠端表面中的一個的形狀充分匹配的三維形狀。
100.一種適合於具有一第一表面和一第二表面的指關節的植入物，其中所述第一表面嚙合掌骨頭的至少一部分且所述第二表面嚙合指骨近端底部的至少一部分，且進一步地，其中所述第一或第二表面中的至少一個的至少一部分具有與所述掌骨頭和指骨近端表面中的一個的形狀充分匹配的三維形狀。
101.一種適合於具有上表面和下表面的膝關節的插補植入物，其中所述上表面相對於股骨的至少一部分且所述下表面相對一脛骨表面的至少一部分，且進一步地，其中所述上表面或下表面中的至少一個的至少一部分具有與所述股骨和脛骨表面中的一個的形狀充分匹配的三維形狀。
102.一種適合於哺乳動物的具有一第一表面和一第二表面的關節的植入物，其中所述第一表面相對於第一關節表面的至少一部分且所述第二表面相對第二關節表面的至少一部分，且進一步地，其中所述第一或第二表面中的至少一個的至少一部分具有與所述股骨和脛骨表面中的一個的形狀充分匹配的三維形狀。
103.根據權利要求91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、和102所述的植入物，其中所述上表面和所述下表面具有與所述植入物的上表面鄰接且所述植入物的下表面鄰接的關節表面的至少一個的形狀充分匹配的三維形狀。
104.根據權利要求91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、和102所述的植入物，其中所述植入物具有患者軟骨缺損的厚度。
105.根據權利要求91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、和102所述的植入物，其中所述植入物具有患者軟骨缺損厚度的85％。
106.根據權利要求91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、和102所述的植入物，其中所述植入物具有患者軟骨缺損厚度的65％到100％。
107.根據權利要求91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、和102所述的植入物，其中所述植入物具有軟骨缺損的厚度，外加一預定的偏移值。
108.根據權利要求91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、和102所述的植入物，其中可選用所述偏移值來調整軸線不對準。
109.根據權利要求91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、和102所述的植入物，其中所述植入物由包括金屬或金屬合金的材料構造。
110.根據權利要求91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、和102所述的植入物，其中所述材料包括一種或一種以上的生物活性材料。
111.根據權利要求91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、和102所述的植入物，其中所述植入物以生物活性材料覆蓋。
112.根據權利要求91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、和102所述的植入物，其中所述植入物包括金屬或金屬合金和聚合物。
113.根據權利要求91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、和102所述的植入物，且進一步具有用於附著在選自由嵴、銷釘、插針、橫件、牙齒和突起組成的群組中的所述上表面和所述下表面中的至少一個的結構。
114.根據權利要求113所述的植入物，其進一步具有用於附著的複數個結構。
115.根據權利要求114所述的植入物，其中用於附件的結構的相對定向選自由對稱、不對稱、行、圓、三角形、和任意組成的群組。
116.根據權利要求91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、和102所述的植入物，其進一步具有選自由嵴和邊緣組成的群組中的外周結構。
117.根據權利要求116所述的植入物，其中所述外周結構沿所述植入物的整個周長延伸。
118.根據權利要求116所述的植入物，其中所述外周結構沿所述植入物的周長的一部分延伸。
119.根據權利要求91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、和102所述的植入物，其中所述上表面和下表面的每一個具有關於穿過所述植入物的至少一部分的縱向軸線的斜率，且進一步地，其中關於所述在下表面的斜率的第一表面的斜率選自由正、負、和零組成的群組。
120.根據權利要求91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、和102所述的植入物，其中所述植入物接近所述第一和第二關節表面中的一個的形狀。
121.根據權利要求120所述的植入物，其中所述植入物選自一植入物庫。
122.根據權利要求91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、和102所述的植入物，其中所述植入物在插入關節之後改變了構型。
123.根據權利要求91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、和102所述的植入物，其中所述植入物進一步包括一第一組件和一第二組件。
124.根據權利要求123所述的植入物，其中所述第一和第二組件為整體成形的、不可分割成形、互連成形、和相互依賴成形中的一個。
125.根據權利要求123所述的植入物，其中所述第一組件以固定地、滑動地、旋轉地中的至少一個與所述關節嚙合。
126.根據權利要求123所述的植入物，其中所述第二組件以固定地、滑動地、旋轉地中的至少一個與所述關節嚙合。
127.根據權利要求123、124、125和126所述的植入物，其中所述第一組件嚙合所述第二組件。
128.根據權利要求123、124、125和126所述的植入物，其中所述第一組件裝配於所述第二組件內。
129.根據權利要求123、124、125和126所述的植入物，其中所述第一組件滑動地嚙合所述第二組件。
130.根據權利要求123、124、125和126所述的植入物，其中所述第一組件旋轉地嚙合所述第二組件。
131.根據權利要求123、124、125和126所述的植入物，其中所述植入物的一部分具有一磁體。
132.根據權利要求91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、和102所述的植入物，其中所述植入物具有複數個組件。
133.根據權利要求132所述的植入物，其中所述複數個組件的一第一組件以固定地、滑動地、旋轉地中的至少一個與所述關節嚙合。
134.根據權利要求132所述的植入物，其中所述複數個組件的一第二組件以固定地、滑動地、旋轉地中的至少一個與所述關節嚙合。
135.根據權利要求132、133和134所述的植入物，其中所述複數個組件的第一組件嚙合所述複數個組件的第二組件。
136.根據權利要求132、133和134所述的植入物，其中所述複數個組件的第一組件裝配於所述複數個組件的第二組件內。
137.根據權利要求132、133和134所述的植入物，其中所述複數個組件的第一組件滑動地嚙合所述複數個組件的第二組件。
138.根據權利要求132、133和134所述的植入物，其中所述複數個組件的第一組件旋轉地嚙合所述複數個組件的第二組件。
139.根據權利要求91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、和102所述的植入物，其中所述植入物具有沿選自由圓、橢圓、卵形、腎形、正方形、矩形、大體的圓、大體的橢圓、大體的卵形、大體的腎形、大體的正方形、大體的矩形組成的群組中的周長形成的形狀。
140.根據權利要求91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、和102所述的植入物，其中所述植入物具有選自由球形、半球形、非球面、凸面、凹面、大體的凸面、和大體的凹面組成的群組中的下表面和上表面中的至少一個的橫截面形狀。
141.根據權利要求91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、和102所述的植入物，其中所述植入物為軟骨缺損成形植入物。
142.根據權利要求91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、和102所述的植入物，其中所述植入物為軟骨投影植入物。
143.根據權利要求91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、和102所述的植入物，其中所述植入物為一軟骨下骨成形植入物。
144.根據權利要求91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、和102所述的植入物，其中所述植入物經由10cm或更小的切口而外科手術植入。
145.根據權利要求91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、和102所述的植入物，其中所述植入物經由6cm或更小的切口而外科手術植入。
146.根據權利要求91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、和102所述的植入物，其中所述植入物經由4cm或更小的切口而外科手術植入。
147.根據權利要求91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、和102所述的植入物，其中所述關節的活動的範圍被恢復到正常關節活動的80％到99.9％。
148.根據權利要求91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、和102所述的植入物，其中所述關節的活動的範圍被恢復到正常關節活動的90％到99.9％。
149.根據權利要求91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、和102所述的植入物，其中所述關節的活動的範圍被恢復到正常關節活動的95％到99.9％。
150.根據權利要求91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、和102所述的植入物，其中所述關節的活動的範圍被恢復到正常關節活動的98％到99.9％之間。
151.根據權利要求91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、和102所述的植入物，所述植入物的外周的至少一部分具有比所述植入物的中央部分更厚的厚度。
152.根據權利要求91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、和102所述的植入物，所述植入物的中央部分具有比外周的至少一部分更厚的厚度。
153.根據權利要求91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、和102所述的植入物，其中所述植入物的邊緣圍繞一個或一個以上的位置。
154.根據權利要求91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、和102所述的植入物，其中所述上邊緣進一步在下邊緣的中間、側面、前面和/或後面延伸。
155.根據權利要求91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、和102所述的植入物，其中所述下邊緣進一步在上邊緣的中間、側面、前面和/或後面延伸。
156.根據權利要求91、123和132所述的具有前面部分、後面部分、側面部分和中間部分的植入物，其中所述植入物具有沿所述裝置的前面部分、後面部分、側面部分和中間部分中的至少一個的厚度，其等於或大於所述植入物的側面、中間、前面和後面部分中的至少一個的厚度。
157.根據權利要求91、123和132所述的具有前面部分、後面部分、側面部分和中間部分的植入物，其中所述植入物具有沿所述裝置的前面部分、後面部分、側面部分和中間部分中的至少一個的厚度，其等於或小於所述植入物的側面、中間、前面和後面部分中的至少一個的厚度。
全文摘要
本發明針對矯形植入物和系統。本發明也涉及植入物的設計、製造、成型和植入方法，以及外科手術工具及其中所使用的套件。通過分析待矯正關節表面並創造解剖或近解剖匹配裝置而設計所述植入物；或選擇一具有使所述植入物最佳匹配現有缺損特性的預先設計植入物。
文檔編號A61F2/42GK1728976SQ200380103843
公開日2006年2月1日 申請日期2003年10月7日 優先權日2002年10月7日
發明者菲利普·蘭, 丹尼爾·斯泰尼斯, 哈賽因·博阿迪, 大衛·米勒, 巴裡·J·林德, 塞斯麗·安妮·施奈德 申請人:康復米斯公司