用于恢复正常弯曲范围和膝关节运动性能的植入物制造技术

本发明专利技术的实施例提供了膝关节假体，其更加精确地和精密地复制正常人类膝关节的功能、解剖结构和生理机能，这产生了多种优势。其中,该假体能够提供特别是在伸展、深屈和在正常步态过程中的更加正常的、增加的运动范围和功能。根据本发明专利技术各个方面的膝关节假体，意识到在膝关节运动中、特别是在弯曲过程中,膝盖骨的运动性能在于实现引起膝关节运动的力的均衡。此外,关节面的形状结合各个肌肉、韧带和腱施加的力一同作用决定了大接触力的方向。

【技术实现步骤摘要】
本申请是名称为“用于恢复正常弯曲范围和膝关节运动性能的植入物”、进入中国的申请日为2012年8月6日、进入中国的申请号为201080063231.7、国际申请日为2010年12月8日、国际申请号为PCT/US2010/059387的分案申请。相关申请的交叉引用本申请要求2009年12月9日申请的名称为“用于恢复正常弯曲范围和膝关节运动性能的植入物”的美国临时申请No.61/268,000的优先权，其全部内容通过引用而记载于此。
本专利技术广义上涉及膝关节假体。
技术介绍
影响膝关节关节面的疾病和损伤通常在外科上采用假体股骨和胫骨植入物替换股骨和胫骨的末端来治疗，以及有时，采用髌骨组件替换髌骨来治疗。这些手术有时被称作全膝关节置换术(TKA)。在TKA手术中，外科医生通常将两个假体组件固定至患者的骨结构；第一个假体组件固定至患者股骨以及第二假体组件固定至患者胫骨。这些组件通常被分别称为股骨组件和胫骨组件。股骨组件在股骨适当切除后置于患者的远端股骨。股骨组件通常是金属的，具有高抛光外髁突关节面，其通常为J-形。通常类型的胫骨组件包括顶面(平台)，所述顶面通常与患者的切除过近端的胫骨一致。胫骨组件的底面还通常包括杆，其以相对平台的一定角度延伸以进入胫骨髓内腔内以外科方式形成的开口。现有胫骨组件的两种通常设计。在一种设计中，胫骨组件是整块的(单件)，并由塑料/聚合材料制成。在另一种设计中，塑料或聚合(通常是超高分子量聚乙烯)盘固定在胫骨底板顶部，所述底板包括杆并通常由金属制成。胫骨组件的顶面提供了相对于股骨组件髁部关节的表面，即，总运动的移动通常对应于股骨相对于胫骨的运动。虽然TKA对于诸如骨关节炎和风湿性关节炎的严重膝关节疾病是十分成功的外科治疗选择，然而许多研究已经说明目前的TKA植入物没有将膝关节运动恢复到正常/健康状态，进而限制了手术后的患者功能。通常，TKA之后的主动(与肌肉放松时的被动相反)膝弯曲范围限制为小于115度，而健康膝关节能够弯曲达到160度。诸如蹲下和膝下跪的动作需要膝关节运动的更高范围，这对于某些民族和宗教团体以及某些职业和休闲运动的患者是特别重要的。除了限制的运动范围，还在1-20％的TKA患者中观察到特别是髌股骨关节的并发症，包括慢性疼痛、髌骨半脱位、髌骨倾斜、髌骨脱位和髌骨组件松动。TKA的这些局限性部分涉及现有设计不能复制体内膝关节运动性能，包括股骨相对于胫骨的运动性能(胫股运动性能)以及髌骨相对于股骨的运动性能(髌股运动性能)。TKA后的胫股运动性能特征在于相比于正常膝关节减少的股骨后移和减少的内胫骨转动。此外，在采用TKA的膝关节中经常发现不期望的股骨前移。现有的TKA设计还表明了具有异常的髌股运动性能。例如，研究表明相比于正常膝关节而在TKA中具有更冗余的髌股接触、不协调的髌骨轨迹、髌股分离、以及更高的髌骨倾斜角度。此外，一些现有TKA设计仅使用6个自由度上的3个自由度运动性能信息，即它们包括关于前后平移、内外转动和弯曲的信息，6而它们不包括关于内外平移、上下平移以及内翻-外翻转动。有关上下平移和内翻-外翻转动的信息对于保证胫股关节不在深屈上过度装填是特别重要的，而这在接纳标准TKA的患者中经常发生。此外，虽然TKA设计开始结合胫股关节的运动性能特征，而很大程度上忽略了髌股关节。因此，依旧有改进治疗影响膝关节的疾病和损伤的膝关节假体以及方法的需求。
技术实现思路
本专利技术提供了一种膝关节置换的方法和装置。在一个实施方式中，提供膝关节假体，且该膝关节假体包括胫骨组件，其具有下表面和上表面，该上表面作为针对股骨组件的支承面。该上表面具有大致上是凹进的内侧隔室，其配置以接纳并以关节方式接合内侧股骨髁突。在一些实施方式中该内侧隔室具有沿内侧隔室前侧至内侧隔室后侧延伸的长度上具有大致是直的结构。胫骨组件还包括大致上是凹进的外侧隔室，其配置以接纳并以关节方式接合外侧股骨髁突。该外侧隔室能够绕内侧中心弯曲并且从外侧隔室前侧至外侧隔室后侧延伸的长度大于内侧隔室的长度。胫骨组件还包括布置于内侧和外侧隔室之间的中间部。虽然外侧组件能够具有多种配置，在一个实施方式中，外侧隔室能够具有前后轮廓，其特征在于第一前弧是凹进的，在第一弧之后的第二弧是凸起的，以及在第二弧之后的第三弧是凹进的。内侧隔室具有前后轮廓，其特征在于，例如，第一前弧是凹进的，以及在第二后弧是凹进的，其中第一弧和第二弧具有不同的曲率半径。内侧隔室还可以包括在第二弧之后的凸起后缘，其配置以允许在深屈期间与股骨组件的稳定接触。在其他实施方式中，内侧隔室具有前后轮廓，其特征在于第一前弧是凹进的，在第一弧之后的第二弧是凸起的，以及在第二弧之后的第三弧是凹进的。内侧隔室还包括在第三弧之后的凸起后缘，且其配置成提供在深屈期间与股骨组件的稳定接触。外侧和内侧隔室根据需求具有任意相对尺寸，但在一些实施方式中，外侧隔室的第二凸起弧的前后尺寸能够在外侧隔室的中间部至外侧隔室的外侧部增加。中间部包括前斜面，以啮合股骨组件中形成的滑车沟并配置以防止异常股骨后移。中间部还包括后不对称支柱，其配置以啮合股骨组件上的仿形件，并配置以引起大于约75度弯曲角度上的股骨后移。在一些实施方式中，胫骨组件能够配置成用来匹配切除过的的胫骨。在其他实施方式中，膝关节假体还包括胫骨基底，其具有配置成用来匹配切除过的胫骨的下表面和配置成用来匹配胫骨组件的上表面。膝关节假体还包括股骨组件，其具有相对的内侧和外侧髁突，每个都具有用来以关节方式接合胫骨组件的内侧和外侧隔室的支承表面。股骨组件还配置成用来匹配切除过的的股骨。在植入到人体内时，膝关节能够允许高达150度弯曲的弯曲。在其他方面，提供了膝关节假体，且该膝关节假体包括股骨组件，其配置以支承胫骨组件。股骨组件包括内侧和外侧股骨髁突，每个都具有大致上是凸起下支承表面，其配置以啮合并关节接合胫骨隔室。在一些实施方式中，内侧股骨髁突的支承表面能够具有至少七个不同的圆弧，每个圆弧具有不同的半径。此外，外侧股骨髁突的支承表面能够具有至少六个圆弧，每个圆弧具有不同的半径。在内侧和外侧股骨髁突之间布置滑车沟。内侧股骨髁突能够具有多种配置，且包括定位在从最前侧第一圆弧算起的第四和第五圆弧之间支承表面上的沟槽。从内侧股骨髁突最前侧第一圆弧算起的第四圆弧至第七圆弧能够具有逐渐减小的半径。从外侧股骨髁突最前侧第一圆弧算起的第三圆弧至第六圆弧能够具有逐渐减小的半径。在一个实施方式中，外侧股骨髁突包括构成轮廓的外缘，其配置以允许外侧股骨髁突绕内侧枢轴点的无阻碍转动。滑车沟包括两个外侧朝向的圆弧，其具有不同的曲率半径，并配置以啮合胫骨组件的前侧斜面以防止异常的股骨后移。在另一实施方式中，膝关节假体具有股骨组件，其具有中心轴、内侧和外侧髁突、以及在内侧和外侧髁突之间布置的滑车沟。该滑车沟包括关于中心轴中性定位的远侧部、关于中心轴内侧定位的中间部、以及关于中心轴外侧定位的近侧部。股骨组件还能够具有内外侧轴，以及滑车沟能够具相对于内外侧轴在内侧方向上倾斜的远侧部、相对于内外侧轴在内侧方向上大于远侧部内侧方向倾斜的中间部、以及相对于内外侧轴在内侧方向上小于远侧部内侧方向倾斜的近侧部。在其他方面，提供了一种膝关节假体，且该膝关节假体包括具有不对称内侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种膝关节假体，包括：胫骨组件，其具有下表面和上表面，该上表面作为针对股骨组件的支承面，该上表面具有：大致上为凹进的内侧隔室，其配置成用来接纳并关节接合内侧股骨髁突，以及大致为凹进的外侧隔室，其配置成用来接纳并关节接合外侧股骨髁突，该外侧隔室绕内侧中心弯曲并且具有沿外侧隔室前端壁至外侧隔室后端壁延伸的长度，该外侧隔室的长度大于内侧隔室的长度；以及中间部，其布置于所述内侧和外侧隔室之间；

【技术特征摘要】
2009.12.09 US 61/268,0001.一种膝关节假体，包括：胫骨组件，其具有下表面和上表面，该上表面作为针对股骨组件的支承面，该上表面具有：大致上为凹进的内侧隔室，其配置成用来接纳并关节接合内侧股骨髁突，以及大致为凹进的外侧隔室，其配置成用来接纳并关节接合外侧股骨髁突，该外侧隔室绕内侧中心弯曲并且具有沿外侧隔室前端壁至外侧隔室后端壁延伸的长度，该外侧隔室的长度大于内侧隔室的长度；以及中间部，其布置于所述内侧和外侧隔室之间；2.根据权利要求1所述的膝关节假体，其特征在于；所该内侧隔室具有沿该内侧隔室前端壁至该内侧隔室后端壁延伸的长度上大致是直的结构，3.根据权利要求1所述的膝关节假体，其特征在于；其中所述内侧隔室具有前后轮廓，其具有凹进的第一前弧以及凹进的第二后弧，其中第一前弧和第二后弧具有不同的曲率半径。4.根据权利要求1所述的膝关节假体，其特征在于；所述外侧隔室具有前后轮廓，其具有凹进的第一前弧、凸起的在第一前弧之后的第二弧、以及凹进的在第二弧之后的第三弧。5.根据权利要求1所述的膝关节假体，其特征在于：所述内侧隔室包括在第二后弧之后的凸起后缘，其配置成允许在深屈期间与股骨组件的稳定接触。6.根据权利要求3所述的膝关节假体，其特征在于：所述前后轮廓还具有凸起的在第一前弧之后的第三弧，所述第二后弧在所述第三弧之后。7.根据权利要求6所述的膝关节假体，其特征在于：所述内侧隔室包括在第二后弧之后的凸起后缘，且其配置成允许在深屈期间与股骨组件的稳定接触。8.根据权利要求1所述的膝关节假体，其特征在于：所述中间部中包括前侧斜面，其配置成啮合股骨组件中形成的滑车沟并配置成防止异常股骨后移。9.根据权利要求1所述的膝关节假体，其特征在于：所述中间部包括后侧不对称支柱，其配置成啮合股骨组件上的仿形件，并配置成引起大于75度弯曲角度上的股骨后移。10.根据权利要求1所述的膝关节假体，其特征在于：还包括股骨组件，其具有相对的内侧和外侧髁突，所述内侧和外侧髁突中的每一个都具有配置成用来以关节方式接合胫骨组件的内侧和外侧隔室的支承表面。11.根据权利要求1所述的膝关节假体，其特征在于：所述外侧隔室包含有凸起中区、具有第一长度的凹进前区、以及具有第二长度的凹进后区，其中第一长度大于第二长度。12.根据权利要求1所述的膝关节假体，其特征在于：所述第一前弧具有第一长度，所述第二后弧具有第二长度，其中第一长度大于第二长度。13.根据权利要求10所述的膝关节假体，其特征在于：所述外侧隔室具有前后轮廓，所述前后轮廓具有凹进的第一前弧、凸起的第二弧、以及凹进的第三弧，第三弧在第二弧之后。14.一种膝关节假体，包括：胫骨组件，其具有下表面和上表面，该上表面作为针对股骨组件的支承面，该上表面具有：大致上为凹进的内侧隔室，其配置成用来接纳并...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·李，H·E·鲁巴士，K·M·瓦拉达拉金，
申请(专利权)人：马萨诸塞总医院运营总医院公司，
类型：发明
国别省市：美国;US