專利名稱：髕骨構(gòu)件的制作方法
髕骨構(gòu)件本申請要求享有于2006年1月23日提交的題名為"Low Shear Force Patella"序列號No.60/761,296的美國臨時申請、于2006年1月 23日提交的題名為"Controlled Constraint Anatomic Patella"序列號 No.60/761,297的美國臨時申請、以及于2006年1月23日提交的題名 為"Convex Oval Patella"序列號No.60/761,298的美國臨時申請的權(quán) 益，上述各申請的完整內(nèi)容通過引用而結(jié)合在本文中。發(fā)明背景本發(fā)明大致涉及髕骨構(gòu)件，其設(shè)計成形成可置換自然的髕骨或膝 蓋骨的一部分的髕骨部分(或膝蓋骨)，并且具體地涉及如下髕骨構(gòu)件， 其設(shè)計成與全膝關(guān)節(jié)假體的股骨構(gòu)件協(xié)作并與之形成關(guān)節(jié)連接。還提 供了用于植入所述髕骨構(gòu)件的方法。關(guān)節(jié)置換，尤其是膝關(guān)節(jié)置換已經(jīng)變得日益普及了。已經(jīng)發(fā)展出 各種膝關(guān)節(jié)假體和療法來治療膝關(guān)節(jié)劣化(例如，由于關(guān)節(jié)炎、損傷或 疾病而引起)的虛弱作用(debilitating effect)。用于修補患者膝關(guān)節(jié)的相 當(dāng)普遍的療法是全膝關(guān)節(jié)置換，其中脛骨被切除，并利用脛骨構(gòu)件進(jìn) 行置換，而且股骨被切除，并利用股骨構(gòu)件進(jìn)行置換。在某些情況下， 外科醫(yī)生還將置換髕骨與股骨構(gòu)件接合處的髕骨后側(cè)的關(guān)節(jié)面，其可 幫助改善全膝關(guān)節(jié)置換或部分膝關(guān)節(jié)置換的效果。髕骨的主要功能是提高四頭肌的效率，并且用作四頭肌腱和髕腱 之間的連接。髕骨在其后側(cè)具有隆起部位，其在股骨髁之間的凹槽內(nèi) 滑動，被稱為髕骨軌跡(patellar track)。髕骨、髕骨軌跡和骨髁一起充 當(dāng)四頭肌腱的低摩擦滑輪和杠桿。如

圖1中所示，在膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)期間，修復(fù)髕骨構(gòu)件2可附在自然的髕骨4上，以便髕骨構(gòu)件2的后側(cè)6在膝關(guān)節(jié)的彎曲和伸展期 間與股骨構(gòu)件8接觸。因而在膝關(guān)節(jié)的彎曲和伸展期間，髕骨構(gòu)件2 順股骨構(gòu)件的滑車溝(trochleargroove)9中(將股骨髁分開的線)移動。為了植入髕骨構(gòu)件2，要除去自然髕骨的一部分，并將植入物固 定在髕骨上。某些植入物是"嵌入的，，，意味著在骨中利用埋頭鉆鉆 出淺孔，以便使植入物大約與骨齊平。其它類型的植入物是"上置的"， 其意味著髕骨背部被刨平，并將植入物放置在平坦骨的頂面上。本申 請中所描述的本發(fā)明勝過這些類型的植入物，并且可用于這兩種才直入 物。自然膝關(guān)節(jié)的最大運動范圍大約為150-160度。對比而言，大多 數(shù)膝關(guān)節(jié)置換僅能獲得大約110-120度的彎曲。此差距可部分歸因于 膝關(guān)節(jié)中的疤痕和其它物理狀態(tài)，但其余部分可主要歸因于現(xiàn)有的植 入物未能提供考慮到膝關(guān)節(jié)的自然運動的合適的修復(fù)構(gòu)件幾何形狀。因而，盡管市場上的某些產(chǎn)品相對成功，但是許多髕骨構(gòu)件會在 大約五到十五年之后失效。其失效的一部分原因是由于在構(gòu)件某些區(qū) 域的過度磨損或在骨/構(gòu)件界面處的松動。例如，對于圓頂形髕骨構(gòu)件， 失效的 一個原因是在彎曲期間股骨構(gòu)件作用在髕骨構(gòu)件上的向下的 作用力可能造成從髕骨構(gòu)件中延伸出來，并將該構(gòu)件連接在自然髕骨 上的釘被削弱和斷裂。直接作用于植入物上的剪力在膝關(guān)節(jié)運動期間 發(fā)生變化，并且其隨著膝關(guān)節(jié)移動到更深彎曲狀態(tài)而增加。例如，在 不同的彎曲角度下，髕骨-股骨界面上的接觸應(yīng)力向外朝界面的周邊移 動，并隨著膝關(guān)節(jié)彎曲增加而增加。在膝關(guān)節(jié)彎曲期間，髕骨本身彎 曲，并且接觸點在構(gòu)件關(guān)節(jié)面上高出地移動。在此位置上，接觸力(垂 直于構(gòu)件的關(guān)節(jié)面)產(chǎn)生了背面壓縮力和背面剪力。例如，當(dāng)人站直時，股骨構(gòu)件8施加于鈕扣形或圓頂形髕骨構(gòu)件 2的壓力的法線指向或靠近圓頂形構(gòu)件的中心。圖2中用箭頭A顯示 了壓力線的一個示例。在彎曲期間(例如，當(dāng)人磚坐時)，膝關(guān)節(jié)的彎 曲增加并造成股骨構(gòu)件和髕骨構(gòu)件之間的接觸點在滑車溝中滾動更深并進(jìn)入到骨髁中。壓力線還從圓頂?shù)闹行某考纳厦娌糠謹(jǐn)[ 動。在完全彎曲的狀態(tài)下，壓力線不再垂直于自然的髕骨，而是向下定向，向下指向髕骨部件的上面部分，如圖3中用箭頭B所示。在完 全彎曲的狀態(tài)下，力矢量對髕骨的上面部分施加壓力。其本質(zhì)上試圖 將鈕扣形髕骨構(gòu)件"推"離髕骨表面。這種作用力將被稱為剪力。發(fā) 生這種情況的部分原因是因為鈕扣形髕骨軸對稱的圓頂形形式。一種用于解釋剪力的有用的類比是考慮桌面上的圓頂形鎮(zhèn)紙。如 果有人將壓力施加于圓頂中心，那么鎮(zhèn)紙將保持在原位。這類似于人 站直，且股骨構(gòu)件的作用力(即，壓縮力)指向髕骨圓頂?shù)闹行?。再?考鎮(zhèn)紙示例，如果人垂直于表面、并朝著鎮(zhèn)紙的上面部分?jǐn)[動壓力點 (例如，朝著其中一個邊緣)，那么鎮(zhèn)紙將沿著桌子表面而滑動。這類 似于彎曲狀態(tài)的膝關(guān)節(jié)，此時股骨構(gòu)件的作用力指向髕骨構(gòu)件的上面 部分。在此位置，將髕骨構(gòu)件連接到髕骨上的釘尤其受力。事實上， 許多人工髕骨失效都是由于釘失效，并且這些類型的作用力對患者會 是痛苦的。此作用力被稱為剪力，并且本發(fā)明的實施例尋求避免或降 低剪力。剪力對人工髕骨構(gòu)件造成問題而不對自然髕骨造成問題的部分 原因是因為人工髕骨構(gòu)件傾向于成形為如弧形或圓頂形狀，而自然髕 骨是更為線性的形狀。因為自然髕骨較平，所以當(dāng)髕骨在彎曲期間旋 轉(zhuǎn)，并且當(dāng)接觸矢量(注意當(dāng)與骨髁接觸時，有兩個接觸矢量， 一個來 自各骨髁，而當(dāng)與滑車溝接觸時，只有單獨的接觸矢量)在髕骨上移動 時，來自股骨構(gòu)件的力矢量仍保持某種程度地垂直(或正交)于髕骨， 同以某一角度指向髕骨構(gòu)件的圓頂相反。在理想狀態(tài)下，按解剖學(xué)形狀成形的髕骨構(gòu)件由于其接觸狀態(tài)和 形狀而展示出較低的界面剪力。然而，它們會由于外科植入期間的不 良旋轉(zhuǎn)或不良定位而對高的接觸應(yīng)力的邊緣載荷特別敏感。例如，所 提供的許多高度一致的"符合解剖構(gòu)造的"髕骨設(shè)計，其在滑車溝關(guān) 節(jié)區(qū)域和骨髁間關(guān)節(jié)區(qū)域之間具有不同的約束水平。同鈕扣形(或圓頂形)設(shè)計相比，在符合解剖結(jié)構(gòu)的設(shè)計中的約束差異被放大了，因為符 合解剖結(jié)構(gòu)的設(shè)計與更多的股骨表面對接。這種放大的約束差異造成 符合解剖結(jié)構(gòu)的髕骨構(gòu)件在從一個區(qū)域移動到另一區(qū)域時，其相對于股骨構(gòu)件(尤其旋轉(zhuǎn)自由度)的對準(zhǔn)(平衡)發(fā)生移位，這可能使患者感到不穩(wěn)定、疼痛或悶響(clunk)。這種移位在攀登期間似乎更強烈，此時 髕骨從骨髁間區(qū)域移動到滑車溝中。所面臨的設(shè)計挑戰(zhàn)是設(shè)計髕骨構(gòu) 件的表面，其最大限度地減小受約束的移位，同時仍能減少構(gòu)件/骨的 剪力。這種設(shè)計將有希望減少患者疼痛，并延長構(gòu)件的壽命。因此，本發(fā)明的實施例最大限度地減小髕骨構(gòu)件和髕骨之間的剪 力負(fù)荷，但仍然能提供一種構(gòu)件，其不像高度一致的"符合解剖學(xué)形 狀的"髕骨那樣對外科不良植入或功能性運動那么敏感。髕骨構(gòu)件制造商所經(jīng)歷的另一挑戰(zhàn)是設(shè)計一種構(gòu)件，其不僅減少 所述剪力問題，而且還能適應(yīng)由于手術(shù)不精確和患者解剖結(jié)構(gòu)上的差 異而引起的變化。例如，定位髕骨構(gòu)件，使其精確地匹配股骨構(gòu)件上 的髕骨-股骨滑車溝幾何形狀的定向是很困難的。因此，市場上的大多 數(shù)設(shè)計是對髕骨構(gòu)件的支承面使用軸對稱的結(jié)構(gòu)(如圖中1-3所示)， 這在髕骨部件部分和股骨構(gòu)件之間產(chǎn)生較低的一致性。利用這種設(shè) 計，外科醫(yī)生不需要精確地且精密地定位構(gòu)件從而使其起作用。然而， 這種構(gòu)件由于其形狀而造成上述剪力問題。其它設(shè)計試圖制造更平坦 或更凹入的髕骨構(gòu)件，從而使其更接近自然髕骨，但由于這種構(gòu)件被 制得較平，所以其對定位誤差更為敏感。由于缺乏精密儀器、數(shù)據(jù)和 信息，可能難以通過外科方式設(shè)置符合解剖結(jié)構(gòu)的髕骨構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)定 位，使其精確地與股骨構(gòu)件上的髕骨-股骨溝的幾何形狀的定向相匹 配。換句話說，更平的構(gòu)件對不良旋轉(zhuǎn)更為敏感。當(dāng)沒有在正確的位 置植入非軸對稱的髕骨構(gòu)件時，其甚至可能造成比上述軸對稱設(shè)計更 大的磨損問題。例如，某些設(shè)計提供的構(gòu)件具有由平的隆起部位分隔開的鞍形關(guān) 節(jié)區(qū)域。雖然這些構(gòu)件理論上考慮了在髕骨構(gòu)件和股骨構(gòu)件之間的更大的表面接觸區(qū)域，但是它們對對準(zhǔn)還是極端敏感的(尤其髕骨構(gòu)件相 對自然髕骨的旋轉(zhuǎn)對準(zhǔn)和傾斜)。當(dāng)外科精度不是絕對精確時，對準(zhǔn)誤 差可能造成髕骨構(gòu)件的邊緣載荷和過大的固定載荷。一致的符合解剖學(xué)形狀的髕骨(例如鞍形髕骨)所經(jīng)歷的另一問題是其在整個彎曲范圍內(nèi)具有與股骨構(gòu)件不同的約束模式。具體地說， 髕骨在滑車溝中滑動的約束不同于髕骨在骨髁間區(qū)域中滑動的約束。結(jié)果，當(dāng)在各個區(qū)域中進(jìn)行關(guān)節(jié)活動時，髕骨尋求不同的平衡位置。 在髕骨從滑車溝轉(zhuǎn)移到骨髁間區(qū)域中期間，時常由于髕骨以不同的約 束模式達(dá)到新的平衡狀態(tài)而造成重新調(diào)整的平移和/或旋轉(zhuǎn)運動。這種 運動被稱為悶響，并且在從深彎曲伸展的期間特別明顯。如之前所提 及的那樣，其可能造成疼痛，并且還可能使患者感覺不穩(wěn)定，因為這 種轉(zhuǎn)移可能是非線性的，并且可能各區(qū)域不一致。因此，需要提供一種髕骨構(gòu)件設(shè)計，其具有更優(yōu)化的形狀，使其 可幫助減少剪力，而且還成形成可適應(yīng)輕孩支的植入誤差。而且還需要 一種髕骨構(gòu)件，.其可幫助減少前面的膝關(guān)節(jié)疼痛，尤其在深彎曲活動 期間，因為在這些活動期間，構(gòu)件/骨界面剪力相當(dāng)高。還需要一種髕 骨構(gòu)件，其可在膝關(guān)節(jié)運動范圍內(nèi)以受控方式移動。另外還需要一種 髕骨構(gòu)件，其在某些區(qū)域具有體積增加的材料，這種材料加固構(gòu)件， 并幫助減少故障。概述本發(fā)明的實施例提供了髕骨構(gòu)件，該髕骨構(gòu)件成形為減小或最大 限度地減小剪力，并適應(yīng)輕微的植入誤差。此外，實施例可減少前面 的膝關(guān)節(jié)疼痛，尤其在深彎曲活動期間，并易于在膝關(guān)節(jié)運動范圍內(nèi)， 以受控方式進(jìn)行移動。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種髕骨構(gòu)件，其包括 髕骨構(gòu)件主體，其具有(a)使用中與自然髕骨相接合的第一表面； 和(b)在使用中抵靠在股骨構(gòu)件上的第二表面，該第二表面具有上、下、中間和橫向邊緣表面，第二表面還包括(i) 基本上軸對稱的部分，其從中間邊緣表面延伸至橫向邊緣表面， 其在使用中與股骨構(gòu)件接觸；(ii) 從基本上軸對稱的部分延伸出來的一個或多個小面表面(facet surface),該一個或多個小面表面在使用中與股骨構(gòu)件接觸。根據(jù)一個實施例，髕骨還可包括位于上邊緣表面處、下邊緣表面 處或這兩個邊緣表面處的一個或多個收縮部分，以容許在彎曲和伸展 期間在股骨構(gòu)件上平滑的移動。根據(jù)另一實施例，基本上軸對稱的部分在使用中，在固定的運動 范圍內(nèi)與股骨構(gòu)件接觸，并且該一個或多個小面表面在固定的運動范 圍外與股骨構(gòu)件接觸。根據(jù)又一實施例，該一個或多個小面表面凹入或凹陷地遠(yuǎn)離基本 上軸對稱的部分。根據(jù)另一實施例，基本上軸對稱的部分包括餅形條片，其具有位 于中間邊緣和橫向邊緣處的較寬的彎曲部分，且條片會合于基本上軸 對稱的部分的頂點。另 一實施例提供了基本上軸對稱的部分，其在使用中利于容忍不 良旋轉(zhuǎn)。根據(jù)又一實施例，第一表面在髕骨/髕骨構(gòu)件界面處與髕骨相接 合，并且第二表面提供了整個運動范圍內(nèi)的接觸矢量，該接觸矢量接 近垂直于髕骨/髕骨構(gòu)件界面。根據(jù)其它實施例，相對以下其中一條線而言，該接觸矢量在一個 實施例中大約為0-30度，或在另一實施例中大約為0-20度，或者在 又一實施例中大約為0-10度，或者在甚至另一實施例中為0-5度(a) 對于上置構(gòu)件，大約垂直于髕骨/髕骨構(gòu)件界面的線；(b) 對于嵌入構(gòu)件，與髕骨中準(zhǔn)備好的軸線大約平行的線；或者(c) 大約垂直于基準(zhǔn)線的線，基準(zhǔn)線被限定為四頭肌腱連接到髕 骨上極之處和髕腱連接到髕骨下極之處之間的線。根據(jù)另 一實施例，所述一個或多個收縮部分包括邊緣半徑。另 一實施例提供了浮突部分(relieved portion),其定位在基本上軸 對稱的部分的頂點所處的位置，其中所述一個或多個小面在基本上軸 對稱的部分的外側(cè)面上延伸。根據(jù)另一實施例， 一個或多個小面凹入地從基本上軸對稱的部分 延伸出來。根據(jù)另 一 實施例，浮突部分將基本上軸對稱的部分分隔成第 一基 本上軸對稱的部分和第二基本上軸對稱的部分，其中第一基本上軸對 稱的部分從構(gòu)件的中間邊緣表面延伸至中間中心部分，并且第二基本 上軸對稱的部分從構(gòu)件的橫向邊緣表面延伸至橫向中心部分。在另一 實施例中，浮突部分在小面中形成了分開的接觸斑塊(contact patch)， 在使用中，即使在深彎曲狀態(tài)下該接觸斑塊也與股骨構(gòu)件接觸。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種髕骨構(gòu)件，其包括髕骨構(gòu)件主體，其具有(a)使用中與髕骨接合的第一表面；和(b) 使用中靠在股骨構(gòu)件上的第二表面，該第二表面具有上邊緣表面和下 邊緣表面，該第二表面還包括凸起的關(guān)節(jié)面，其由繞一條或多條軸線掠過的輪廓形成，這些軸線都不與第二表面相交。這方面的另 一實施例可包括一個或多個在中間至橫向方向上基 本對準(zhǔn)的軸線。根據(jù)另一實施例，這方面還可具有位于上邊緣表面處、下邊緣表 面處或這兩個邊緣表面處的一個或多個收縮部分，以容許在彎曲和伸 展期間，在股骨構(gòu)件上平滑的移動。根據(jù)另一實施例，第一表面在髕骨/髕骨構(gòu)件界面處與髕骨接合， 而第二表面提供了整個運動范圍內(nèi)的接觸矢量，該接觸矢量接近垂直 于髕骨/髕骨構(gòu)件界面。根據(jù)其它實施例，相對以下其中一條線而言，該接觸矢量在一個 實施例中大約為0-30度，或在另一實施例中大約為0-20度，或者在又一實施例中大約為0-10度，或者在甚至另一實施例中為0-5度(a) 對于上置構(gòu)件，大約垂直于髕骨/髕骨構(gòu)件界面的線；(b) 對于嵌入構(gòu)件，與髕骨中準(zhǔn)備好的軸線大約平行的線；或者(c) 大約垂直于基準(zhǔn)線的線，基準(zhǔn)線被限定為四頭肌腱連接到髕 骨上極之處和髕腱連接到髕骨下極之處之間的線。在另一實施例25中，凸起的關(guān)節(jié)面具有在大約50-250mm之間的 曲率半徑。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種髕骨構(gòu)件，其特征在于，當(dāng) 在大于大約90度的膝關(guān)節(jié)彎曲角度下使用時，相對以下其中一條線 而言，該構(gòu)件和股骨構(gòu)件之間的接觸矢量角度在一個實施例中大約為 0-30度，或者在另一實施例中大約為0-20度，或者在又一實施例中大 約為0-10度，或者在甚至另一實施例中大約為0-5度(a) 對于上置構(gòu)件，大約垂直于髕骨/髕骨構(gòu)件界面的線；(b) 對于嵌入構(gòu)件，與髕骨中準(zhǔn)備好的軸線大約平行的線；或者(c) 大約垂直于基準(zhǔn)線的線，基準(zhǔn)線被限定為四頭肌腱連接到髕 骨上極之處和髕腱連接到髕骨下極之處之間的線。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了 一種用于植入髕骨構(gòu)件的方法， 其包括(a) 提供股骨構(gòu)件(b) 提供髕骨構(gòu)件，其包括髕骨構(gòu)件主體，其具有(i)使用中與自然髕骨相接合的第一表面； 和(ii)使用中靠在股骨構(gòu)件上的第二表面，該第二表面具有上邊緣表 面、下邊緣表面、中間邊緣表面和橫向邊緣表面，該第二表面還包括(1) 從中間邊緣表面延伸至橫向邊緣表面的基本上軸對稱的 部分，其在使用中與股骨構(gòu)件接觸；和(2) 從基本上軸對稱的部分延伸出來的一個或多個小面表 面，該一個或多個小面表面在使用中與股骨構(gòu)件接觸；(c) 為受體的自然髕骨接受植入物做準(zhǔn)備；(d)將植入物植入到自然髕骨的一部分上。本文使用的"實施例"可以被認(rèn)為是本發(fā)明的一個方面或一個目 的，且反之亦然。附圖若干視圖的簡要說明圖1顯示了如何將髕骨構(gòu)件固定在自然髕骨的一部分之上的側(cè)透 視圖。圖2顯示了當(dāng)膝關(guān)節(jié)伸展時，股骨構(gòu)件施加于鈕扣形或圓頂形髕 骨構(gòu)件上的壓縮力的一個示例。圖3顯示了當(dāng)膝關(guān)節(jié)彎曲時，股骨構(gòu)件施加于鈕扣形或圓頂形髕 骨構(gòu)件上的剪力的一個示例。圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的髕骨構(gòu)件的平面圖。圖5顯示了圖4的髕骨構(gòu)件的透視圖。圖6顯示了圖4的髕骨構(gòu)件的中間至橫向方向的側(cè)平面圖。圖7顯示了帶中間頂點的髕骨構(gòu)件的一個備選實施例從上至下方 向的側(cè)平面圖。圖8顯示了當(dāng)植入到髕骨上的構(gòu)件完全伸展時的從上至下的視 圖。此構(gòu)件具有與圖7中所示相似的設(shè)計，但該植入物通過鑲?cè)?插入) 方法而連接在髕骨上。圖9顯示了具有增加的邊緣半徑的構(gòu)件的側(cè)透^L圖。 圖10顯示了根據(jù)本發(fā)明另 一實施例的髕骨構(gòu)件的俯視圖。 圖ll顯示了圖IO的髕骨構(gòu)件的頂部透視圖。 圖12顯示了圖IO的髕骨構(gòu)件的中間至橫向方向的側(cè)平面圖。 圖13顯示了圖IO的髕骨構(gòu)件的從上至下方向的側(cè)平面圖。 圖14顯示了關(guān)節(jié)面上具有增加的表面面積的構(gòu)件的一個備選實 施例。圖15顯示了具有增大的浮突部分的構(gòu)件的一個備選實施例的俯 視圖。圖16顯示了根據(jù)本發(fā)明的另 一實施例的髕骨構(gòu)件的俯^見圖。圖n顯示了圖16的髕骨構(gòu)件的中間至橫向方向的側(cè)平面圖。圖18顯示了鈕扣形或圓頂形髕骨構(gòu)件的所承受的剪力的一個示例。圖19顯示了圖16的髕骨構(gòu)件所承受的剪力的一個示例。 圖20顯示了構(gòu)件的幾何構(gòu)造的一個示例，其可用于設(shè)計圖16的 構(gòu)件。圖21顯示了幾何構(gòu)造的一個示例，其用于設(shè)計現(xiàn)有技術(shù)的圓頂形或鈕扣形髕骨構(gòu)件。圖22顯示了幾何構(gòu)造的一個示例，其可用于設(shè)計圖4-6的構(gòu)件。 圖23顯示了可用于測量法向分力、接觸力矢量和剪切分力的備選參照系的示例。本發(fā)明的詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例提供了髕骨假體，其設(shè)計成形成髕骨部分，該髕 骨部分可置換自然髕骨的一部分。這些實施例可減少傳統(tǒng)的圓頂形髕 骨構(gòu)件所承受的剪力，同時還提供了植入和適應(yīng)一定范圍內(nèi)的外科i吳 差的便利。為了減少構(gòu)件/骨界面的剪力，該剪力可能是疼痛和構(gòu)件失效的一 個來源，理想的髕骨構(gòu)件的關(guān)節(jié)面具有基本平直的輪廓。然而，為了 增加接觸面積，以獲得更好的耐用性，理想的關(guān)節(jié)面基本上與股骨構(gòu) 件的滑車溝的冠狀和矢狀輪廓相匹配。最后，為了考慮旋轉(zhuǎn)松馳(外科 誤差)，理想的關(guān)節(jié)面是軸對稱的(如上面論述的鈕扣形或圓形的髕骨 構(gòu)件)。上述髕骨構(gòu)件的實施例是這些概念的恰當(dāng)且最佳的混合體。更 具體地說，設(shè)計越接近鈕扣形設(shè)計，滑車溝關(guān)節(jié)區(qū)域和骨髁間關(guān)節(jié)區(qū) 域之間的約束差異將影響構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)問題越少，但骨/髕骨界面剪力將 幾乎4艮可能以不期望的方式而增加。然而，幾何形狀越接近"符合解 剖結(jié)構(gòu)的"設(shè)計，界面作用力可減少(或指向更適宜的方向)，但該設(shè)計可能對約束差異和不可避免的外科不良旋轉(zhuǎn)較為敏感。所述設(shè)計的 實施例意圖設(shè)置髕骨的關(guān)節(jié)面，使得即使有些旋轉(zhuǎn)，接觸矢量仍能保持大致垂直于構(gòu)件/骨界面，從而促使剪力較低。例如，在90度或更 大的彎曲度下，相對于以下其中一條線而言(a)對于上置構(gòu)件，大致 垂直于髕骨/髕骨構(gòu)件界面的線，或(b)對于嵌入構(gòu)件，與髕骨中所準(zhǔn)備 的軸線大致平行的線，或者(c)以下所述的備選參照系，實施例可減小 接觸矢量距離該線的角度，在一個實施例中可將其減小至0-50度，在 另一實施例中減小至0-45度，在另一實施例中減小至0-40度，在另 一實施例減小至0-35度，在另一實施例中減小至0-30度，在另一實 施例中減小至0-25度，在另一實施例中減小至0-20度，在另一實施 例中減小至0-15度，在另一實施例中減小至0-10度，并且在另一實 施例中減小至大約0-5度。對于(a):該線垂直于髕骨/髕骨構(gòu)件界面，圖18和圖19中顯示了 一個實施例的示例。垂直線由N所示，其代表"法向分力"。(圖18 中顯示了N1，而圖19中顯示了N2)。對于(b):該線與髕骨中所準(zhǔn)備 的軸線大致平行， 一個示例是當(dāng)準(zhǔn)備骨中的凹腔以容納嵌入的髕骨構(gòu) 件時由鉆孔形成的軸線。鉆孔的軸線也是髕骨中所準(zhǔn)備的軸線。'圖23中顯示了測量位于接觸矢量和髕骨的法線方向之間的角度 的一種備選方式。這種備選方式使用不同的基準(zhǔn)線一一其并不由髕骨 構(gòu)件的方位來限定，而是由解剖參照系來限定。在此選擇下，兩個所 關(guān)心的區(qū)域是(l)四頭肌腱100連接到髕骨101的上極的連接區(qū)域 107(第一連接區(qū)域)，和(2)髕腱104連接到髕骨下極的連接區(qū)域108(第 二連接區(qū)域)。這些是作用力穿過髕骨的區(qū)域。如果從各連接區(qū)域107和108中的某一區(qū)域(優(yōu)選地是各區(qū)域的中 心區(qū)域，但這不是必須的)劃出線102,那么線102可用作基準(zhǔn)線。當(dāng) 從中間/橫向方向看去時，此基準(zhǔn)線可用于限定參照物，從此參照物可 測量作用在髕骨上的接觸力。例如，可自線103處測量接觸力角度， 其垂直于基準(zhǔn)線102。現(xiàn)在參看髕骨構(gòu)件本身，在圖4-6中所示的第一實施例中，髕骨 構(gòu)件IO具有構(gòu)件主體12、與髕骨相接合的第一表面14、以及靠在股 骨構(gòu)件上的第二表面16。第一表面14典型地是平坦的，帶有一個或 多個釘(未顯示)，該釘將構(gòu)件10固定在已經(jīng)準(zhǔn)備好容納構(gòu)件10的患 者的自然髕骨上。如上面所述，本發(fā)明的實施例可以是嵌入構(gòu)件或上 置構(gòu)件。任何恰當(dāng)數(shù)量的釘和釘?shù)亩ㄏ蚨伎墒褂?，并且還可使用任何 其它合適的固定機(jī)構(gòu)來作為釘?shù)奶娲锘蜃鳛獒數(shù)难a充。第二表面16是與股骨構(gòu)件相接合的表面，并且確定作用力將以 何種程度而作用在第一表面14/骨界面上。第二表面16由一組關(guān)節(jié)面 形成，這些關(guān)節(jié)面被分隔成基本軸對稱的區(qū)域、小面區(qū)域和混合區(qū)域。 這些表面的組合減少了構(gòu)件/骨界面處的剪力，而且考慮了不良旋轉(zhuǎn)植 入公差。.顯示第二表面16具有基本上軸對稱的部分18，其從中間邊緣表 面20延伸至構(gòu)件10的橫向邊緣表面22?；旧陷S對稱的部分18在 構(gòu)件10的一部分上具有彎曲的半徑。在一個實施例中，靠近中間邊 緣20和橫向邊緣22的彎曲部分24略寬于構(gòu)件頂點26處的彎曲部分。 這實質(zhì)上產(chǎn)生了兩個薄的條片28(或"餅形"條片)，它們形成基本上 軸對稱的部分18的側(cè)邊。這些條片28在固定的運動范圍內(nèi)連接在股 骨構(gòu)件上，并幫助提供當(dāng)使用完全軸對稱的(即，鈕扣形)髕骨時所獲 得的好處。(注意軸對稱部分18被稱為"基本上"軸對稱的，因為， 如以下所述，該部分并不需要精確地對稱而起作用。備選的表面幾何 形狀，例如自由成形的表面，可取得相似的效果，并且將在下面進(jìn)行 論述。)在固定的旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，髕骨構(gòu)件IO與基本上軸對稱的部分18上 的股骨構(gòu)件接觸。在達(dá)到旋轉(zhuǎn)閥值(其可以是任何閥值水平，其示例可 在5-30度、5-15度或甚至更特殊的5-10度之間，或在任何其它合適 的范圍內(nèi))之后，在構(gòu)件10和股骨構(gòu)件之間的接觸典型地移動到小面 表面30中，在這里存在更一致的接觸條件。例如，當(dāng)膝關(guān)節(jié)彎曲，并且髕骨在滑車溝和骨髁間區(qū)域之間移動時，接觸可從條片28移動 到小面表面30上 如圖5中所示，小面表面30設(shè)于基本上軸對稱的部分18的側(cè)面 上。小面表面30限定凹窩，其"凹入，，或向下并凹陷地遠(yuǎn)離基本上 軸對稱的部分18的條片28。在所示的實施例中，有四個小面表面30， 由中間至橫向基本上軸對稱的部分18所限定的每個象限中有一個。 出于透視和同上述鈕扣形(圓頂形)植入物進(jìn)行比較的目的，考慮已經(jīng) 刮削圓頂形構(gòu)件，以便在中間至橫向方向上保持基本上軸對稱的部分 的條片。小面表面30可具有任何容許小面表面30與股骨構(gòu)件的骨髁 輪廓協(xié)同的深度。圖22中顯示了可限定小面表面30的幾何形狀的一 種方式?；旧陷S對稱的部分的邊緣可圍繞關(guān)節(jié)面上方空間的軸線進(jìn) 行標(biāo)識并"突出"。這種"突出"表面或"掃揭薄片"可限定小面表 面30的深度范圍。表面30典型地在固定的運動范圍外與股骨構(gòu)件接 觸，即，當(dāng)接觸從基本上軸對稱的部分18移動到更一致的小面表面 30上時。當(dāng)體內(nèi)定位有髕骨構(gòu)件10的人站直時，壓力的法線指向基本上 軸對稱的部分18的頂點26處或其附近。當(dāng)人彎曲膝關(guān)節(jié)(例如，開始 采取磚位)時，髕骨構(gòu)件相對于股骨構(gòu)件旋轉(zhuǎn)，使得小面表面30現(xiàn)在 成為進(jìn)行接觸的區(qū)域。小面表面30可提供與股骨構(gòu)件協(xié)作、并且更 緊密地接近自然髕骨的平臺。小面30在不良旋轉(zhuǎn)水平增加的條件下 提供了與股骨構(gòu)件更高的一致性水平。如圖6中所示，當(dāng)接觸表面是 小面表面30時，剪切分力減小。在基本軸對稱的條片28和條片28兩邊的小面表面30之間的過 渡優(yōu)選是平滑的或混合的，以便防止在彎曲移動期間發(fā)生移位或悶 響。還如圖4-6中所示，構(gòu)件IO可在上邊緣表面34和下邊緣表面36 處設(shè)有收縮部分32。提供收縮部分32是為了避免在彎曲和伸展之間 的轉(zhuǎn)換期間所發(fā)生的"悶響"或滑車溝中的其它干擾。圖7顯示了從上/下方向看去的備選構(gòu)件10。在此實施例中，可以看出基本上軸對稱的部分18可定位在更靠近構(gòu)件的中間邊緣20(或 偏中間)的位置。圖8顯示了當(dāng)植入到患者的左膝關(guān)節(jié)上時，從下至上 的方向上看去的圖7的植入物。該圖還顯示了如何將構(gòu)件設(shè)計成一種 鑲?cè)朐O(shè)計(例如，使可嵌入，而非置于上面)。同樣，植入物(或者在這 種情況下，基本上軸對稱的部分)的頂點可居中，以提供并不居中位于 髕骨上的旋轉(zhuǎn)松馳度軸線，例如圖8中所顯示的中間偏壓軸線。如上面簡要論述的那樣，應(yīng)該懂得，可使用其它關(guān)節(jié)面幾何形狀 以取得由基本上軸對稱的部分18和小面表面30所提供的相似的效 果。例如，構(gòu)件10可設(shè)有自由形態(tài)的形狀，其與已經(jīng)描述過的離散 表面相似的幾何形狀接近。自由形態(tài)的形狀不需要是精確的。例如， 軸對稱部分或基本上軸對稱的部分不需要是完全對稱的，或者小面表 面可或多或少比其它小面表面縮進(jìn)去，或者設(shè)計成存在其它接觸狀 態(tài)。圖9顯示了一種構(gòu)件，其具有比圖4-6的收縮部分32所顯示的邊 緣半徑更大的邊緣半徑。圖9中的邊緣半徑38使甚至更多的材料從 收縮部分32除去，這同樣可幫助避免在彎曲和伸展之間轉(zhuǎn)換期間所 發(fā)生的悶響或滑車溝中的其它干擾。所示的此示例顯示了收縮部分32 可以是輕微的，或者它們可以具有顯著的邊緣半徑38。圖10-13中顯示了髕骨構(gòu)件50的另一實施例。此實施例具有許多 上述特征，但其還包括從上至下方向的浮突部分52(在某些實施例中， 其從上邊緣表面34延伸至下邊緣表面36)。如圖11中所示，浮突部 分52將表面16的中心區(qū)域56分成兩個部分(例如，分成中間和橫向 側(cè)面部分)。浮突部分52可以是凹的、平的、基本上平的或輕微凸起 的。其主要目的是提供具有減小的接觸面積的分隔器，使得在浮突部 分52和股骨構(gòu)件的髕骨窩之間產(chǎn)生最小的接觸或不接觸。這種設(shè)計 提供了一種關(guān)節(jié)面排列，使得在整個可用的運動范圍內(nèi)，存在對股骨 構(gòu)件恒定的約束模式。浮突部分52本質(zhì)上是構(gòu)件10的頂點區(qū)域除去的材料，以便提供兩個在整個彎曲(或基本上整個彎曲)過程中一直接觸的斑塊60。浮突 部分52的制造可稱為頂點浮雕(apex-relef)。(此概念類似于脛骨插入 物，其具有兩個在彎曲期間與股骨構(gòu)件保持接觸的斑塊。)在彎曲期間， 斑塊60彼此優(yōu)選地保持相對較恒定的中間-橫向距離，使約束模式保 持類似。這有助于在整個彎曲范圍內(nèi)保持對股骨構(gòu)件的前緣和骨髁間 區(qū)域的恒定的約束。浮突部分52沿滑車溝跨越，而沒有發(fā)生接觸。 構(gòu)件50上所提供的頂點浮雕量可根據(jù)所需的設(shè)計而改變。頂點浮雕 的增加部分還可設(shè)于最上表面和最下表面(34和36)，以幫助防止上述 "悶響，，問題。這些增加的頂點浮雕部分本質(zhì)上是上述收縮部分32, 其只是可選地以更為顯著的方式來提供。圖10-13中還顯示了基本上 軸對稱的部分18、小面表面30和收縮部分32(其可具有略小或略大的 邊緣半徑)。這些表面可如之前所述成形。在其它實施例中，這些表面 可能并不存在，因為雙接觸斑塊可考慮恰當(dāng)?shù)淖饔昧ζ胶?，以減少剪 力，并控制移動。在圖14所顯示的備選實施例中，可修改構(gòu)件50的輪廓，以便最 大限度地增加較深彎曲時的接觸面積。小面表面是以關(guān)節(jié)連接的，類 似于圖4-6的植入物，并且類似于那些植入物，接合的小面表面有助 于減少剪應(yīng)力。另外，可修改中間的頂點浮雕邊緣，以增加早期彎曲 時的中間接觸面積。例如，如圖14中所示，所有的軸線和尺寸可保 持與圖10所示的設(shè)計相同，但是可略微修改植入物50的上面部分62 處的接觸斑塊，從而具備更大的關(guān)節(jié)面。換句話說，如果將圖10重 迭在圖14上，那么將會看出上面部分62提供了較大的拐角，或者說 具有延長的輪廓，其提供了位于上面部分62處的更大的關(guān)節(jié)面。在圖15所顯示的另一實施例中，浮突部分52可加寬，并延伸得 更遠(yuǎn)而至中間20和橫向邊緣22(雖然其在所示的實施例中延伸得更遠(yuǎn) 而至中間邊緣20)。此實施例不具有平的或基本平的浮突部分52，而 是略微凸起的。如所論述的那樣，這仍然被認(rèn)為是本發(fā)明范圍內(nèi)的浮 突部分52。這種設(shè)計可在結(jié)合交叉固定療法中找到特殊的用途。浮突部分52的寬度可與股骨構(gòu)件的骨髁之間的距離相等。提供增加的浮突部分可最大限度地減小接觸面積，但在某些情況下可能是必須的。雖然沒有顯示，浮突部分52還可窄于所示的示例。這可最大限度地 增加接觸面積，但可能犧牲對不良植入的敏感性。根據(jù)患者的需要，衡。根據(jù)本發(fā)明的其它方面的另 一實施例提供了凸起的橢圓形的髕 骨構(gòu)件70。圖16和圖17中所示的凸起的髕骨構(gòu)件70具有橢圓形狀， 但在本發(fā)明的范圍內(nèi)可采用任何合適的形狀。此實施例的構(gòu)件70具 有與髕骨相接合的第一表面72，和以關(guān)節(jié)連接在股骨構(gòu)件上的第二表 面74。第一表面72可具有與上述第一表面實施例相似的特征。第二 表面74形成有凸起的關(guān)節(jié)面76。表面76限定了帶弧形的線，該弧形 繞軸線掠過，即，掃描弧形。圖20中顯示了可用于構(gòu)成凸起的橢圓 形髕骨構(gòu)件的幾何形狀的一個示例。在此示例中，掃描軸線被限定在 一個平面中，并且關(guān)節(jié)面輪廓是繞該掃描軸線掠過或"突出"的。此 "突出的表面"或"掃描薄片"可用于限定構(gòu)件70的關(guān)節(jié)面76。關(guān) 節(jié)面76可通過繞一條或多條軸線掃描輪廓而形成，其中沒有軸線與 第二表面相交。(這與用于設(shè)計圖21中所示的鈕扣形或圓頂形髕骨的 典型方法是不同的。)凸起的弧形或掃描輪廓的半徑可在大約 50-250mm的范圍內(nèi)，尤其有效的半徑為100mm。此外，凸起的關(guān)節(jié) 面76可由多個軸線組成；例如，中心區(qū)域可以是與上下區(qū)域不同的 半徑，以更改不良旋轉(zhuǎn)對于不同的彎曲角度的敏感度。因為需要某些滑車幾何形狀，所以可通過采用股骨滑車溝的橫截 面，并使其繞髕骨的關(guān)節(jié)面前端的基本中間的橫向軸線(相反側(cè))掠過 或突出而設(shè)計出構(gòu)件70,產(chǎn)生當(dāng)沿著矢狀平面剖切時凸起的關(guān)節(jié)面。 當(dāng)使用大的凸起半徑時，可顯著地減小背面界面剪力/應(yīng)力。因為關(guān)節(jié) 面不是凹入的或平的，所以減小了對不良旋轉(zhuǎn)(回轉(zhuǎn))的^:感性。圖18和圖19中顯示了將圓頂形或鈕扣形構(gòu)件所承受的剪力與凸起的橢圓形的髕骨構(gòu)件70所承受的剪力進(jìn)行比較的一個示例。用于 各設(shè)計的接觸矢量用箭頭"A"和"B"顯示。這是從股骨構(gòu)件的作用 力延伸的方向。法向分力(從骨/構(gòu)件界面處或利用圖23所限定的解剖 參照系所測量的)由N代表(N1用于圖18, N2用于圖19)。在接觸力 矢量(A或B)和法向分力(N1或N2)末端之間的距離是剪切分力，由 Sl和S2代表。圖18顯示了作用在圓頂形A紐扣形構(gòu)件上的剪力"Sr， 并且圖19顯示了作用在凸起的橢圓形構(gòu)件70上的剪力"S2"。作用 在凸起的橢圓形構(gòu)件的接觸力"B，，非常接近垂直于第一表面，其意 味著利用這種設(shè)計極大地減小了剪力。筒而言之，通過改變凸起的半 徑，可使剪力下降和不良旋轉(zhuǎn)的敏感性達(dá)到平衡。對于不是直的，或 者是略微弧形的股骨滑車溝，這種設(shè)計也比凹入的或平的設(shè)計更加優(yōu) 化。再參看圖17,上邊緣表面78和下邊緣表面80還可具有收縮部分 32。如上面所述，收縮部分32可幫助構(gòu)件70在滑車溝和骨髁之間的 移動，防止在彎曲和伸展之間轉(zhuǎn)換時可能發(fā)生的卡住或悶響。此示例 還顯示了收縮部分可能是圓形的或有角度的。所論述的所有實施例中 的基本目的是簡單地從構(gòu)件的邊緣除去材料。凸起的構(gòu)件70的設(shè)計 還可包括比所述圓頂形/鈕扣形髕骨設(shè)計更大體積的材料，如圖18和 圖19之間的比較所示。圖19中箭頭"B"指向的部分具有更多的材 料，并且因而在那些區(qū)域比圖18中的箭頭"A"指向的部分更為耐用。 簡而言之，凸起的橢圓形的髕骨設(shè)計可用于防止在某些區(qū)域的過度磨 損或骨折。如，傳統(tǒng)上在已經(jīng)制好脛骨的和股骨切口之后，但在試安置之前準(zhǔn)備 好髕骨。 一旦選擇合適的髕骨構(gòu)件，就以合適的深度和位置鉸大髕骨 鉸孔。(在本領(lǐng)域中應(yīng)該懂得，根據(jù)植入物是上置的還是嵌入的，將使 用不同的鉸孔設(shè)備和技術(shù)。)為了確定切割之后保留的骨的數(shù)量，應(yīng)該 測量髕骨的整個厚度，之后切除髕骨或?qū)x骨進(jìn)行表面修整。然后可使用髕骨釘鉆具鉆出釘孔。然后一旦準(zhǔn)備好自然髕骨的一部分，就植 入合適的髕骨構(gòu)件。在不脫離本發(fā)明和所附權(quán)利要求的精神或范圍的情況下，可對上面陳述和附圖中顯示的結(jié)構(gòu)和方法進(jìn)行變化和修改、添加和刪除。
權(quán)利要求
1.一種髕骨構(gòu)件，包括髕骨構(gòu)件主體，其具有(a)使用中與自然髕骨接合的第一表面；和(b)使用中靠在股骨構(gòu)件上的第二表面，所述第二表面具有上邊緣表面、下邊緣表面、中間邊緣表面和橫向邊緣表面，所述第二表面還包括(i)從所述中間邊緣表面延伸至所述橫向邊緣表面的基本上軸對稱的部分，其在使用中與股骨構(gòu)件接觸；(ii)從所述基本上軸對稱的部分延伸出來的一個或多個小面表面，所述一個或多個小面表面在使用中與股骨構(gòu)件接觸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的髕骨構(gòu)件，其特征在于，所述髕骨構(gòu) 件還包括(iii) 位于所述上邊纟彖表面處、所述下邊緣表面處或所述這兩個邊 緣表面處的一個或多個收縮部分，以容許在彎曲和伸展期間在股骨構(gòu) 件上平滑的移動。
3. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的髕骨構(gòu)件，其特征在于， 所述基本上軸對稱的部分在使用中在固定的運動范圍內(nèi)與股骨構(gòu)件 接觸，并且其中，所述一個或多個小面表面在固定的運動范圍外與股 骨構(gòu)件接觸。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的髕骨構(gòu)件，其特征在于， 所述一個或多個小面表面凹入或凹陷地遠(yuǎn)離所述基本上軸對稱的部分。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的髕骨構(gòu)件，其特征在于， 所述基本上軸對稱的部分包括餅形條片，所述條片在所述中間邊緣和 所述橫向邊緣處具有較寬的彎曲部分，并且所述條片會合于所述基本 上軸對稱的部分的頂點。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的髕骨構(gòu)件，其特征在于，所述基本上軸對稱的部分在使用中促進(jìn)容忍不良旋轉(zhuǎn)。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的髕骨構(gòu)件，其特征在于，所述第一表面在髕骨/髕骨構(gòu)件界面處與髕骨接合，并且所述第二表面 提供了整個運動范圍內(nèi)的接觸矢量，所述接觸矢量接近垂直于所迷髕 骨/髕骨構(gòu)件界面。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的髕骨構(gòu)件，其特征在于， 所述接觸矢量距以下其中一條線大約0-30度(a) 對于上置構(gòu)件，大約垂直于所述髕骨/髕骨構(gòu)件界面的線；(b) 對于嵌入構(gòu)件，與髕骨中準(zhǔn)備好的軸線大約平行的線；或者(c) 大約垂直于基準(zhǔn)線的線，所述基準(zhǔn)線被限定為四頭肌腱連接 到髕骨上極之處和髕腱連接到髕骨下極之處之間的線。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的髕骨構(gòu)件，其特征在于， 所述接觸矢量距以下其中一條線大約為0-20度(a) 對于上置構(gòu)件，大約垂直于所述髕骨/髕骨構(gòu)件界面的線；(b) 對于嵌入構(gòu)件，與髕骨中預(yù)備好的軸線大約平行的線；或者(c) 大約垂直于基準(zhǔn)線的線，所述基準(zhǔn)線被限定為四頭肌腱連接 到髕骨上極之處和髕腱連接到髕骨下極之處之間的線。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的髕骨構(gòu)件，其特征在于， 所述接觸矢量距以下其中一條線大約為0-10度(a) 對于上置構(gòu)件，大約垂直于所述髕骨/髕骨構(gòu)件界面的線；(b) 對于嵌入構(gòu)件，與髕骨中預(yù)備好的軸線大約平行的線；或者(c) 大約垂直于基準(zhǔn)線的線，所述基準(zhǔn)線被限定為四頭肌腱連接 到髕骨上極之處和髕腱連接到髕骨下極之處之間的線。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的髕骨構(gòu)件，其特征在于， 所述接觸矢量距以下其中一條線大約為0-5度(a) 對于上置構(gòu)件，大約垂直于所述髕骨/髕骨構(gòu)件界面的線；(b) 對于嵌入構(gòu)件，與髕骨中預(yù)備好的軸線大約平行的線；或者(c) 大約垂直于基準(zhǔn)線的線，所述基準(zhǔn)線被限定為四頭肌腱連接到髕骨上極之處和髕腱連接到髕骨下極之處之間的線。
12. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的髕骨構(gòu)件，其特征在于， 所述一個或多個收縮部分包括邊緣半徑。
13. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的髕骨構(gòu)件，其特征在于，所述髕骨構(gòu)件還包括浮突部分，所述浮突部分定位在否則將是所述基 本上軸對稱的部分的頂點之處，其中，所述一個或多個小面在所述基 本上軸對稱的部分的外側(cè)面上延伸。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的髕骨構(gòu)件，其特征在于，所述一個 或多個小面從所述基本上軸對稱的部分凹陷地延伸出來。
15. 根據(jù)前述權(quán)利要求13-14中的任一項所述的髕骨構(gòu)件，其特 征在于，所述浮突部分將所述基本上軸對稱的部分分隔成第一基本上 軸對稱的部分和第二基本上軸對稱的部分，其中，所述第一基本上軸 對稱的部分從所述構(gòu)件的中間邊緣表面延伸至中間中心部分，并且所 述第二基本上軸對稱的部分從所述構(gòu)件的橫向邊緣表面延伸至橫向中心部分。
16. 根據(jù)前述權(quán)利要求13-15中的任一項所述的髕骨構(gòu)件，其特 征在于，所述浮突部分在所述小面上產(chǎn)生了分隔開的接觸斑塊，在使 用中，即使在深彎曲狀態(tài)下所述接觸斑塊也與所述股骨構(gòu)件接觸。
17. —種髕骨構(gòu)件，包括髕骨構(gòu)件主體，其具有(a)使用中與髕骨接合的第一表面；和(b) 使用中靠在股骨構(gòu)件上的第二表面，所述第二表面具有上邊緣表面和 下邊緣表面，所述第二表面還包括凸起的關(guān)節(jié)面，其由繞一條或多條軸線掠過的輪廓而形成，所述 軸線都不與所述第二表面相交。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的髕骨構(gòu)件，其特征在于，所述一條 或多條軸線在中間至橫向方向上基本對準(zhǔn)。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17-18中的任一項所述的髕骨構(gòu)件，其特征在 于，所述髕骨構(gòu)件還包括(ii)位于所述上邊緣表面處、所述下邊緣表面處或所述這兩個邊 緣表面處的一個或多個收縮部分，以容許在彎曲和伸展期間在股骨構(gòu) 件上平滑的移動。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17-19中的任一項所述的髕骨構(gòu)件，其特征在 于，所述第一表面在髕骨/髕骨構(gòu)件界面處與髕骨接合，并且所述第二 表面提供了整個運動范圍內(nèi)的接觸矢量，所述接觸矢量接近垂直于所 述髕骨/髕骨構(gòu)件界面。
21. 根據(jù)權(quán)利要求17-20中的任一項所述的髕骨構(gòu)件，其特征在 于，所述接觸矢量距以下其中一條線大約為0-30度(a) 對于上置構(gòu)件，大約垂直于所述髕骨/髕骨構(gòu)件界面的線；(b) 對于嵌入構(gòu)件，與髕骨中預(yù)備好的軸線大約平行的線；或者(c) 大約垂直于基準(zhǔn)線的線，所述基準(zhǔn)線被限定為四頭肌腱連接 到髕骨上極之處和髕腱連接到髕骨下極之處之間的線。
22. 根據(jù)權(quán)利要求17-21中的任一項所述的髕骨構(gòu)件，其特征在 于，所述接觸矢量距以下其中一條線大約為0-20度(a) 對于上置構(gòu)件，大約垂直于所述髕骨/髕骨構(gòu)件界面的線；(b) 對于嵌入構(gòu)件，與髕骨中預(yù)備好的軸線大約平行的線；或者(c) 大約垂直于基準(zhǔn)線的線，所述基準(zhǔn)線被限定為四頭肌腱連接 到髕骨上極之處和髕腱連接到髕骨下極之處之間的線。
23. 根據(jù)權(quán)利要求17-22中的任一項所述的髕骨構(gòu)件，其特征在 于，所述接觸矢量距以下其中一條線大約為0-10度(a) 對于上置構(gòu)件，大約垂直于所述髕骨/髕骨構(gòu)件界面的線；(b) 對于嵌入構(gòu)件，與髕骨中預(yù)備好的軸線大約平行的線；或者(c) 大約垂直于基準(zhǔn)線的線，所述基準(zhǔn)線被限定為四頭肌腱連接 到髕骨上極之處和髕腱連接到髕骨下極之處之間的線。
24. 根據(jù)權(quán)利要求17-20中的任一項所述的髕骨構(gòu)件，其特征在 于，所述接觸矢量距以下其中一條線大約為0-5度(a)對于上置構(gòu)件，大約垂直于所述髕骨/髕骨構(gòu)件界面的線；(b) 對于嵌入構(gòu)件，與髕骨中預(yù)備好的軸線大約平行的線；或者(c) 大約垂直于基準(zhǔn)線的線，所述基準(zhǔn)線被限定為四頭肌腱連接 到髕骨上極之處和髕腱連接到髕骨下極之處之間的線。
25. 根據(jù)權(quán)利要求17-24所述的髕骨構(gòu)件，其特征在于，所述凸 起的關(guān)節(jié)面具有在大約50-250mm之間的曲率半徑。
26. —種髕骨構(gòu)件，其特征在于，當(dāng)以大于大約90度的膝關(guān)節(jié) 彎曲角度使用時，所述構(gòu)件和股骨構(gòu)件之間距以下其中一條線的接觸 矢量角度大約為0-30度(a) 對于上置構(gòu)件，大約垂直于髕骨/髕骨構(gòu)件界面的線；(b) 對于嵌入構(gòu)件，與髕骨中預(yù)備好的軸線大約平行的線；或者(c) 大約垂直于基準(zhǔn)線的線，所述基準(zhǔn)線被限定為四頭肌腱連接 到髕骨上極之處和髕腱連接到髕骨下極之處之間的線。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的髕骨構(gòu)件，其特征在于，所述接觸 矢量角度大約為0-20度。
28. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的髕骨構(gòu)件，其特征在于，所述接觸 矢量角度大約為0-10度。
29. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的髕骨構(gòu)件，其特征在于，所述接觸 矢量角度大約為0-5度。
30. —種用于植入髕骨構(gòu)件的方法，包括(a) 提供股骨構(gòu)件(b) 提供髕骨構(gòu)件，包括髕骨構(gòu)件主體，其具有(i)使用中與自然髕骨接合的第一表面；和 (ii)使用中靠在所述股骨構(gòu)件上的第二表面，所述第二表面具有上邊緣 表面、下邊緣表面、中間邊緣表面和橫向邊緣表面，所述第二表面還 包括(1) 從所述中間邊緣表面延伸至所述橫向邊緣表面的基本上 軸對稱的部分，其在使用中與股骨構(gòu)件接觸；和(2) 從基本上軸對稱的部分延伸出來的一個或多個小面表面，所述一個或多個小面表面在使用中與股骨構(gòu)件接觸;(c) 為受體的自然髕骨容納所述植入物做準(zhǔn)備；(d) 將所述植入物植入到自然髕骨的一部分上。
全文摘要
本發(fā)明的實施例提供了髕骨構(gòu)件設(shè)計，其優(yōu)化地成形以有助于減小剪力，并適應(yīng)輕微的植入誤差。此外，它們可減少尤其在深彎曲活動期間前面的膝關(guān)節(jié)疼痛，并有助于在膝關(guān)節(jié)運動范圍內(nèi)以受控方式便于進(jìn)行移動。
文檔編號A61F2/38GK101404955SQ200780010180
公開日2009年4月8日 申請日期2007年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月23日
發(fā)明者B·麥金農(nóng), J·奧托 申請人:史密夫和內(nèi)修有限公司