專利名稱：股骨植入物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及股骨植入物。具體地但非排他性地，本發(fā)明涉及一種用于對經(jīng)過局部切除的股骨頭進行重整表面的股骨植入物。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)涉及在股骨頸的遠(yuǎn)端處切除股骨之后將股骨植入物的柄(stem)插入到患者股骨的髓腔內(nèi)。柄通常是錐形的，這樣其側(cè)面從較寬的近端向較窄的遠(yuǎn)端逐漸會聚。該構(gòu)造允許柄填充大部分髓腔，其原因在于股骨在遠(yuǎn)端方向上逐漸變窄，且該構(gòu)造有助于將植入物錨固于股骨內(nèi)。圓滑尖端設(shè)置于柄的遠(yuǎn)端處，股骨頸和股骨頭設(shè)置于近端處。股骨頭由球狀球構(gòu)成，其構(gòu)造成用于定位于相應(yīng)的髖臼杯內(nèi)。近年來，采用較為保守的方法諸如髖關(guān)節(jié)表面置換術(shù)，而不是如上面所述的全髖·關(guān)節(jié)置換術(shù)。在這種情況下，其目的是盡可能保存盡可能多的健康骨骼，這樣優(yōu)選向股骨頸的近端切除股骨，或者甚至穿過股骨頭的下部。在后一種情況下，植入物的股骨頭包括部分球形的外表面(構(gòu)造成用于定位于相應(yīng)的髖臼杯內(nèi))以及成形為將股骨頭定位于股骨的剩余的經(jīng)過切除的骨上的內(nèi)表面。這通常需要柄在其近端處相對狹窄，這樣就存在用于將足夠健康的骨骼接納于股骨頭內(nèi)以便將其固定在位的空間。但是，這種構(gòu)造不允許柄填充大部分髓腔以便將植入物錨固于股骨內(nèi)。已被授權(quán)的專利號為GB2388321的英國專利公開了一種由本發(fā)明人所設(shè)想的改進的柄外形，其適用于髖關(guān)節(jié)表面置換手術(shù)中，且其目的是為了解決上述問題。該柄外形在其近端處具有帶有截頭圓錐形或大致截頭圓錐形外表面的部分?；吭O(shè)置于該部分的最大直徑處，其遠(yuǎn)離經(jīng)過切除的股骨頭端部基本上軸向延伸且與經(jīng)過切除的股骨頭端部具有基本上相同的直徑，在使用時柄將插入到經(jīng)過切除的股骨頭端部內(nèi)。雖然該柄的形狀有利于在骨內(nèi)生長到截頭圓錐形部分的多孔覆層內(nèi)(通常是手術(shù)后幾個星期)之后將縱向負(fù)荷傳輸通過股骨，但是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在骨生長到多孔區(qū)域內(nèi)之前負(fù)載是棘手的。更具體地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)如果患者忽視手術(shù)后緊接的兩個月需要使用拐杖以減輕通過髖關(guān)節(jié)的負(fù)荷的指示，則截頭圓錐形部分會像木頭劈開機那樣動作并且將股骨頭和股骨頸的基部劈開。在這種情況下，可能需要如上所述的利用傳統(tǒng)全髖關(guān)節(jié)置換技術(shù)的修正手術(shù)。本發(fā)明人對專利GB2388321中所公開的柄外形進行了改進，以便如果患者在骨內(nèi)生長之前承受過多負(fù)荷則設(shè)法阻止柄插入到股骨頭基部內(nèi)。這種改進包括繞截頭圓錐形部分的基部周向延伸以便抵接經(jīng)過切除的股骨的外緣的凸緣。然而，作為一項預(yù)防措施，在手術(shù)后的頭兩個月內(nèi)仍需堅持使用部分負(fù)重的拐杖。為了對上述柄外形進行改進，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在GB2388321中所公開的植入物的粗柄會接觸或接近股骨頸皮質(zhì)的骨，尤其是在內(nèi)(中間)側(cè)。這將導(dǎo)致在該接觸區(qū)域內(nèi)的骨優(yōu)先鎖定到柄上，使得負(fù)荷通過柄向下傳遞，繞過股骨頭中的近端骨和股骨頸的上部，并傳遞到所述接觸區(qū)域繼續(xù)向下傳遞到股骨頸。因為骨會對置于其上的負(fù)荷作出反應(yīng)，如果未正常施加負(fù)荷則骨會日漸衰弱，所以在這種情況下，在股骨頭基部和股骨頸上部中的骨將變細(xì)變?nèi)酢＿@種現(xiàn)象通常已知為應(yīng)力屏蔽，且顯然不是所希望的效果。通常遇到的另一個問題是柄將插入到其中的骨不是同質(zhì)的。當(dāng)治療關(guān)節(jié)炎患者時尤其是這種情況。通常情況下位于股骨一側(cè)上的骨比位于相對側(cè)上的骨(其更軟)更致密。這具有下述效果當(dāng)使用典型的介入或壓配合技術(shù)插入植入物的柄時，較致密的骨不會受到與較軟骨一樣的壓縮，并且植入物的插入路徑改變，使得植入物從較致密的骨移向較軟的骨。這導(dǎo)致歪斜插入(未)對準(zhǔn)，由此柄的近端不像預(yù)期的那樣坐落于為其準(zhǔn)備的凹部內(nèi)。這導(dǎo)致相鄰骨內(nèi)的應(yīng)力集中，從而存在骨折或植入物松動的危險。因此，本發(fā)明的目的是提供一種改進的股骨植入物。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種股骨植入物，該股骨植入物包括遠(yuǎn)端和近端；所述股骨植入物的遠(yuǎn)端處設(shè)置有柄；所述柄包括用于在使用時插入到股骨內(nèi)的圓滑尖端以及 在遠(yuǎn)端方向上從基部延伸到所述尖端的通常錐形的主體；所述股骨植入物的近端處設(shè)置有股骨頭，該股骨頭從所述柄的基部延伸；并且其中，所述柄的所述主體包括位于所述尖端和所述基部之間的多個離散的梯級(step)，其中朝向所述柄的基部的所述梯級比朝向所述尖端的所述梯級更密集。因此，本發(fā)明的實施方式提供一種股骨植入物，其構(gòu)造成在使用時將大致沿柄軸線施加的負(fù)荷更好地分配到相鄰的松質(zhì)骨。負(fù)荷將通過每一梯級的遠(yuǎn)端表面而傳遞。朝向柄基部的較密集梯級將具有下述效果，即使得分配到基部周圍的松質(zhì)骨上的負(fù)荷比分配到股骨更深內(nèi)側(cè)的松質(zhì)骨上的負(fù)荷多。這將降低在手術(shù)期間插入植入物時或在骨進行內(nèi)生長以便將植入物鎖定在位之前經(jīng)受高負(fù)荷時柄被迫比預(yù)期更深進入到股骨內(nèi)的風(fēng)險。因此，本發(fā)明的梯級提供了一系列用于防止植入物的遠(yuǎn)端移動的止擋部。本構(gòu)造還降低了應(yīng)力屏蔽的風(fēng)險，因為它有助于將負(fù)荷更均勻地分配到柄周圍的松質(zhì)骨，與將負(fù)荷沿著柄傳遞到更集中的區(qū)域或傳遞到股骨外部區(qū)域處的較硬皮質(zhì)骨的情況相反。此外，本發(fā)明的梯級可有助于確保柄插入到所需位置內(nèi)，而不會由于在插入路徑中遇到不同骨密度而導(dǎo)致在股骨內(nèi)錯位。更具體地，梯級密度增加將在把柄插入到股骨內(nèi)期間在柄對準(zhǔn)時產(chǎn)生自行扶正或自定心的作用。應(yīng)當(dāng)理解的是，相比于在鄰近所述尖端的區(qū)域，在鄰近基部的區(qū)域中梯級將在柄和股骨之間提供更高程度的阻力(以便使得柄基本在遠(yuǎn)端方向上運動)。所述梯級可沿著所述主體分布，使得每個相鄰梯級之間的距離朝向所述基部減小。這樣，梯級會朝向柄基部逐漸變得更為集中。取決于柄的長度和/或?qū)挾?，所提供的梯級的?shù)量可能會有所不同。在某些實施方式中，可設(shè)置3至10個梯級。一些或所有梯級可朝向柄的基部定位。這將有助于進一步增加在基部區(qū)域中的柄和周圍骨頭之間的阻力，從而在骨進行內(nèi)生長之前基部經(jīng)受高負(fù)荷時降低柄被迫比預(yù)期更深進入到股骨內(nèi)的風(fēng)險。梯級的寬度可朝向基部增加。這也將有助于在嵌合到股骨上之后增加柄移動的阻力。梯級可具有不小于2mm的寬度，以便提供用于將負(fù)荷傳遞到股骨的足夠表面積。在一些實施方式中，梯級可具有大約2_的最小寬度。梯級的寬度可增加到高達(dá)約10_的最大值(例如通過間隔Imm或2mm)。應(yīng)當(dāng)理解的是,在較大的柄內(nèi)會需要較大的梯級尺寸。例如，較小的柄在其基部可具有32_的寬度，較大的柄在其基部可具有58_的寬度。一個或多個梯級可構(gòu)造成用于壓配合接合到所制備的股骨骨頭內(nèi)。在多個梯級構(gòu)造成用于壓配合接合時，每一所述梯級可構(gòu)造成使得各個壓配合接合所需的力朝向柄的基部減小。備選地或另外地，一個或多個梯級可構(gòu)造成用于線對線(I ine-to-1 ine )配合接合到所制備的股骨骨頭內(nèi)。在一個特定的實施方式中，梯級將被構(gòu)造成使得至少最遠(yuǎn)端的梯級將具有壓配合接合，并且至少最近端的梯級將具有線對線配合接合。在一個實施方式中，一個或多個所述梯級可包括從所述柄的縱向軸線大致徑向向外延伸的遠(yuǎn)端平坦止擋表面。每一所述梯級還可包括大致平行于所述柄的縱向軸線延伸的基本圓柱形的側(cè)表面。因此，一個或多個梯級可為大致圓筒狀。 在其它實施方式中，一個或多個梯級可包括傾斜的、彎曲的或不規(guī)則形狀的遠(yuǎn)端止擋表面和/或傾斜的、彎曲的或不規(guī)則形狀的側(cè)表面。最遠(yuǎn)端的梯級可設(shè)置于尖端和基部之間的大致中間處。在尖端和最遠(yuǎn)端梯級之間，柄可具有不大于基部寬度五分之一的寬度。應(yīng)當(dāng)理解的是，在植入物遠(yuǎn)端處采用細(xì)柄將顯著降低柄接觸或接近股骨頸皮質(zhì)骨內(nèi)面的風(fēng)險，從而進一步降低應(yīng)力屏蔽的風(fēng)險。在另一實施方式中，柄可具有不大于在尖端和最遠(yuǎn)端梯級之間的基部寬度的四分之一的寬度。在又一實施方式中，柄可具有不大于在尖端和最遠(yuǎn)端梯級之間的基部寬度的三分之一的寬度。在某些實施方式中,柄可具有在尖端和最遠(yuǎn)端梯級之間的從約5mm到12_ (例如6mm, 8mm 或 10mm)的寬度。柄從尖端到最遠(yuǎn)端梯級的表面可不是多孔的，以盡量降低骨鎖定到該區(qū)域以及造成應(yīng)力屏蔽的風(fēng)險。此外，柄從尖端到最遠(yuǎn)端梯級的表面可被拋光以進一步降低骨鎖定到該區(qū)域以及造成應(yīng)力屏蔽的風(fēng)險。柄的一個或多個部分可構(gòu)造成在使用時接合到股骨，或者它們可構(gòu)造成使得骨內(nèi)生長將把柄固定在位。因此，柄的一個或多個部分可包括多孔表面。例如通過在表面上設(shè)置(鑄造或燒結(jié))小珠(bead)或小珠部分或通過將諸如鈦的材料等離子噴涂到表面上而可由多孔涂層來提供多孔表面。在一些實施方式中，多孔表面可由多孔柵格(例如，如在申請?zhí)枮镚B0922339. 7和GB1000744. I的申請人共同懸而未決的英國專利中所述的那樣)構(gòu)成。在一個特定的實施方式中，柄從最遠(yuǎn)端梯級到基部的部分將設(shè)置有多孔表面，從而允許將骨鎖定到該區(qū)域。還應(yīng)該理解的是，柄的多孔表面可有助于防止由于植入物與骨之間的摩擦阻力增加(特別是當(dāng)采用壓配合接合時)而引起的植入物轉(zhuǎn)動。柄可為基本上直的或彎曲的。柄基部可具有與在使用時柄插入到其中的所制備的股骨的近端的直徑大致相同的直徑。植入物的股骨頭可包括構(gòu)造成接納于相應(yīng)的髖白杯內(nèi)的部分球形外表面。部分球形表面的自由外圍可形成繞柄的基部延伸的環(huán)形裙部。因此，在環(huán)形裙部和柄近端區(qū)域之間可提供內(nèi)部通道。內(nèi)部通道可構(gòu)造成用于與所制備的股骨頭的近端壓配合(貼附(appositional))接合。這種布置有助于當(dāng)患者在骨內(nèi)生長到植入物內(nèi)之前完全將負(fù)荷施加到髖關(guān)節(jié)上時防止所制備的股骨頭裂開或劈開。在一個實施方式中，內(nèi)部通道可基本上由如上所述那些的多孔表面包圍。因此，環(huán)形裙部的內(nèi)表面以及柄的近端區(qū)域可包括多孔表面。植入物的股骨頭可包括基本上中空的中央部。這有利于減輕股骨植入物的重量，尤其是當(dāng)基本上由金屬形成植入物時。可通過下述方法來形成中空部鑄造第一部分和第二部分，其中第一部分包括柄和股骨頭的環(huán)形裙部，柄具有設(shè)置于柄基部處的徑向凸緣，環(huán)形裙部在遠(yuǎn)端方向上從凸緣的外周懸垂，第二部分包括股骨頭的部分球形外表面，第一部分和第二部分中的至少一個在其中具有空腔；以及將第一部分和第二部分焊接在一起，使得股骨頭的外表面在近端方向上從凸緣的外周延伸。將第一部分和第二部分焊接在一起的步驟可包括電子束焊接。備選地，可通過下述方法來形成中空部由材料形成中空內(nèi)部組件(例如，通過將兩個部分焊接在一起，其中至少一個部分在其中具有空腔)，所述材料具有高于植入物其余·部分的熔點的熔點，中空內(nèi)部組件包括被結(jié)合到用于植入物的模具中的至少一條腿部；鑄造植入物的其余部分，然后將該其余部分從模具中取出；以及然后將腿部的突出部分去除，使得植入物具有所需的外部結(jié)構(gòu)。可對腿部的所述突出部分進行切割和打磨，使得腿部的所述突出部分與所述股骨植入物的周圍表面平齊。也可以設(shè)置兩條、三條、四條或更多的腿部，以便將內(nèi)部組件定位于模具內(nèi)。腿部可繞內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻地設(shè)置。腿部可構(gòu)造成穿過植入物的將柄連接到環(huán)形裙部的凸緣突出。內(nèi)部組件可包含鈦合金。植入物的所述其余部分可包含鈷鉻合金。模具可由陶瓷漿料形成。植入物的股骨頭可與柄是整體的，也可與柄分離。當(dāng)股骨頭可從柄分離時，股骨頭和柄均可包括相應(yīng)的相互配合的部分。在一個實施方式中，從所述柄的基部的近端可延伸有截頭圓錐形的插頭，該截頭圓錐形的插頭適于在將植入物插入到患者體內(nèi)之前接納于所述股骨頭的內(nèi)部部分內(nèi)的互補形空腔內(nèi)。插頭可構(gòu)造成用于緊密摩擦配合于空腔(例如，通過包括所謂的莫氏錐度(Morse taper))內(nèi)和/或可被膠粘于其內(nèi)。股骨植入物可由包含鈷鉻合金或其它任何可生物接受的材料(諸如鈦，不銹鋼或陶瓷材料)的材料形成。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種用于股骨植入物的柄，該柄包括用于在使用時插入到股骨內(nèi)的圓滑尖端以及在遠(yuǎn)端方向上從基部延伸到所述尖端的基本錐形的主體；其中，所述柄的所述主體包括位于所述尖端和所述基部之間的多個離散的梯級，其中朝向所述柄的基部的所述梯級比朝向所述尖端的所述梯級更密集。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種髖關(guān)節(jié)假體，該髖關(guān)節(jié)假體包括根據(jù)本發(fā)明的第一方面的股骨植入物以及構(gòu)造成接納所述股骨植入物的股骨頭的髖臼杯。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種將股骨植入物插入到股骨內(nèi)的方法，該方法包括切除所述股骨的頭部；在所述股骨內(nèi)加工用于接納所述股骨植入物的柄的空腔；將所述股骨植入物的柄插入到所述空腔內(nèi)；以及
將所述股骨植入物的頭部壓緊到所述股骨的經(jīng)過切除的所述頭部上；其中制備所述股骨的步驟包括在所述空腔的壁內(nèi)形成多個離散的壁架，該壁架用于與設(shè)置于所述股骨植入物的柄上的相應(yīng)的多個梯級配合。股骨植入物可以是根據(jù)本發(fā)明的第一方面的股骨植入物。在具體的實施方式中，壁架由鉸刀(reamer)在股骨的(軟)松質(zhì)骨內(nèi)形成。鉸刀可包括特定尺寸的回轉(zhuǎn)統(tǒng)刀(rotary mill)和導(dǎo)向件，回轉(zhuǎn)統(tǒng)刀可由動力驅(qū)動，以便在松質(zhì)骨中產(chǎn)生用于與柄精確配合的精確切割部。應(yīng)該理解的是，通過在松質(zhì)骨中形成壁架，不允許柄的梯級接觸(或接近)股骨外圍周圍的皮質(zhì)骨。由于其降低了應(yīng)力屏蔽的風(fēng)險，因此上述構(gòu)造是有利的。與此相反，應(yīng)當(dāng)注意的是某些現(xiàn)有技術(shù)的假體包括小鋸齒狀邊緣，其設(shè)計成粉碎松質(zhì)骨并且緊束(take purchase on)硬的皮質(zhì)骨上。 切除股骨的頭部的步驟可包括將經(jīng)過切除的頭部的外圍成形為用于與植入物的頭部的裙部壓配合接合。經(jīng)過切除的頭部的外圍可成形為使得裙部的大部分與股骨頭的松質(zhì)骨接觸，但是裙部的自由端可抵接小區(qū)域的皮質(zhì)骨。應(yīng)當(dāng)注意的是，某些現(xiàn)有技術(shù)的裝置故意設(shè)計為使得股骨頭的裙部與股骨切除端不完全配合。相反，在第一步驟中將這種裝置的柄插入，然后將頭部壓緊到柄上以便在頭部裙部和所制備的頭部骨之間留下清楚的間隙，從而防止在將頭部接合到柄上的過程中所導(dǎo)致的任何損害(例如以便阻止妨害錐形接合機構(gòu))。就本發(fā)明而言，植入物的頭部和柄可形成為一件，或者可在將植入物壓緊到股骨上之前將頭部裝配到柄上。因此，所述植入物的頭部可包括裙部，其構(gòu)造成用于壓配合接合到經(jīng)過切除的股骨頭上以便提供防裂(即防護)效果，而不存在對植入物的頭部和柄之間的界面造成損壞的風(fēng)險。如果適用，關(guān)于本發(fā)明第一方面的如上所述的可選特征也可應(yīng)用于本發(fā)明的第二和第二方面。


下面參照附圖更詳細(xì)地對本發(fā)明的具體實施方式
進行說明，其中圖I示出通過根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的股骨植入物所取的中央橫截面視圖，其中股骨柄與股骨頭為一體的；圖2示出通過根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的股骨植入物所取的中央橫截面視圖，類似于圖I中所示，但包括離散的中空內(nèi)部組件；圖3示出通過根據(jù)本發(fā)明第三實施方式的股骨植入物所取的中央橫截面視圖，其中股骨柄可從股骨頭分離；圖4示出圖2中所示的股骨組件植入到經(jīng)過切除的股骨上的中央橫截面視圖。
具體實施例方式參照圖1，其中示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的股骨植入物10。股骨植入物10包括柄12和股骨頭14。在使用時柄12設(shè)置于股骨植入物10的遠(yuǎn)端處。柄12包括用于在使用時插入到所制備的股骨內(nèi)的圓滑尖端16。柄12還包括在遠(yuǎn)端方向上從基部20延伸到所述尖端16的基本錐形的主體18，基部20在使用時可定位于所制備的股骨的近端處。在本實施方式中，主體18包括位于基部20和尖端16之間的五個離散的梯級22、24、26、28、30，雖然梯級22、24、26、28、30朝向基部20更密。更具體地，梯級22、24、26、28、30布置成使得最遠(yuǎn)端的梯級30位于從基部20到尖端16的距離的大約60%處，下一最遠(yuǎn)端的梯級28位于從基部20到尖端16的距離的大約40%處,下一最遠(yuǎn)端的梯級26位于從基部20到尖端16的距離的大約20%處,下一最遠(yuǎn)端的梯級24位于從基部20到尖端16的距離的大約12%處，而最后的最遠(yuǎn)端的梯級22位于從基部20到尖端16的距離的大約5%處。因此，梯級22、24、26、28、30沿著主體18分布，使得每個相鄰梯級22、24、26、28、30之間的距離朝向基部20減小。在該特定的實施方式中，每個梯級22、24、26、28、30基本上是圓柱形的，其具有從柄12的縱向軸線大致徑向向外延伸的平坦止擋表面22A、24A、26A、28A、30A以及大致平行于柄12的縱向軸線延伸的基本圓柱形的側(cè)表面22B、24B、36B、28B、30B。
最遠(yuǎn)端的梯級30的寬度小于下三個最遠(yuǎn)端的梯級28、26、24的寬度，且這些梯級中每一個的寬度小于最近端的梯級22的寬度。此外，基部20繞最近端的梯級22向外延伸以便形成另一平坦止擋表面32，其直徑基本上與所制備的股骨的近端的直徑相同，且構(gòu)造成在使用時與所制備的股骨的近端相配合。止擋表面32的寬度大于最近端的梯級22的寬度。在本實施方式中，兩個最遠(yuǎn)端的梯級30、28構(gòu)造成用于壓配合接合到所制備的股骨骨頭內(nèi)。然而，用于壓配合最遠(yuǎn)端梯級30所需的力大于用于壓配合下一最遠(yuǎn)端梯級28所需的力。接下來的梯級26、24、22構(gòu)造成用于線對線配合接合到所制備的股骨骨頭內(nèi)。用于梯級22、24、26、28、30的上述構(gòu)造確保在定位于股骨內(nèi)之后，柄12在遠(yuǎn)端方向上的主要移動被最小化。這是因為平坦止擋表面22A、24A、26A、28A、30A和32用于將施加到柄12的基部20上的負(fù)荷傳遞到周圍的骨骼，而不是簡單地將這些力引導(dǎo)通過柄12到達(dá)尖端16而造成柄12比預(yù)期更深入地嵌入到骨骼內(nèi)。此外，梯級22、24、26、28、30用于在插入到股骨期間在柄12對準(zhǔn)時產(chǎn)生自行扶正(self-righting)作用，這是因為在插入過程中梯級的角性質(zhì)起到導(dǎo)向件的作用。柄12在尖端16和最遠(yuǎn)端梯級30之間的寬度約等于基部20寬度的14%。據(jù)信在遠(yuǎn)端處采用這種細(xì)柄12會顯著降低柄12接觸或接近股骨頸皮質(zhì)骨內(nèi)面的風(fēng)險，從而降低應(yīng)力屏蔽的風(fēng)險。此外，從尖端16到第三最遠(yuǎn)端平坦止擋表面26A的柄12的表面不是多孔的，且被拋光以進一步降低將骨鎖定到該區(qū)域并造成應(yīng)力屏蔽的風(fēng)險。然而，柄12的從第三最遠(yuǎn)端圓柱形側(cè)表面26B到基部20的表面是多孔的，以便允許將骨鎖定到該區(qū)域。這是有利的，因為當(dāng)經(jīng)受高負(fù)荷時，在該區(qū)域的骨內(nèi)生長將有助于將柄12固定在位以及降低股骨植入物10的遠(yuǎn)端移動的風(fēng)險。在圖I所示的實施方式中，多孔表面由多孔柵格33形成。在圖I所示的實施方式中，柄12基本上是直的。然而，在其它實施方式中，柄12可在柄12置于其內(nèi)的股骨髓腔方向上彎曲。股骨頭14設(shè)置于股骨植入物10的近端處，從柄12的基部20延伸并且一體地焊接到柄12的基部20上。股骨頭14包括部分球形的外表面34，其構(gòu)造成被接納于髖臼杯(圖中未示出)的互補的內(nèi)表面內(nèi)。在本實施方式中，股骨頭14的中央部36是中空的。部分球形表面34的自由外圍形成繞柄12的基部20延伸的環(huán)形裙部38。這樣，在環(huán)形裙部38和柄12的近端區(qū)域之間設(shè)置有內(nèi)部通道40。內(nèi)部通道40構(gòu)造成用于與所制備的股骨頭的近端壓配合接合。當(dāng)患者在骨內(nèi)生長到植入物10內(nèi)之前完全將負(fù)荷施加到髖關(guān)節(jié)上時，這種布置有助于防止所制備的股骨頭裂開或劈開。此外，多孔柵格33從平坦止擋表面32向下延伸環(huán)形裙部38內(nèi)表面42的大約70%的距離，這樣內(nèi)部通道40基本上由用于骨內(nèi)生長的多孔表面包圍。本實施方式的股骨植入物10由鈷鉻合金制成，但是也可以采用其它合適的金屬材料。在該特定實施方式中通過下述方法形成中央中空部36 :鑄造第一部分44和第二部分48，其中第一部分44包括柄12且包括平坦止擋表面32 (其設(shè)置于柄12基部20處的徑向凸緣46上)和股骨頭14的環(huán)形裙部38 (其在遠(yuǎn)端方向上從凸緣46的外周懸垂);第二部分48包括股骨頭14的部分球形外表面34的其余部分。在該情況下，第一部分44和第二部分48均具有處于其內(nèi)的空腔。然后將第一部分44和第二部分48在界面50處焊接到一起，使得股骨頭14的外表面34的其余部分在近端方向上從凸緣46的外周延伸。·在股骨頭14布置成抵接連接患者的正常髖白軟骨或假體髖白杯的情況下，可以采用股骨植入物10。在使用假體髖白杯的情況下，髖白杯本身可由鈷鉻合金、陶瓷或聚乙烯材料制成。圖2示出通過根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的股骨植入物60所取的中央橫截面視圖。股骨植入物60與圖I中所示的類似，因此在適當(dāng)情況下將使用相同的附圖標(biāo)記。然而，與圖I中所示不同，股骨植入物60包括離散的中空內(nèi)部組件62。中空組件62通過將第一部件64和第二部件66焊接到一起而形成。第一部件64和第二部件66均由鈦合金形成且在其內(nèi)具有空腔。在實踐中，第一部件64構(gòu)造成與股骨頭14的部分球形外表面34的內(nèi)凹表面配合，第二部件66構(gòu)造成與限定柄12內(nèi)空腔的表面配合。中空組件62的內(nèi)表面構(gòu)造成與中空組件62的外部配合表面的形狀對應(yīng)，使得所得到的中空部36與圖I中所示形狀大致相同。更具體地，中空部36由上部的凹陷的部分球形表面68和下部的向下漸細(xì)的彎曲表面70所界定，彎曲表面70形成空腔的大致圓錐形部分。四個截頭圓錐形腿部72設(shè)置于第二部件66上以便在鑄造股骨植入物10其余部分的過程中將中空組件62定位于模具內(nèi)。腿部72繞第二部件66的外圍均勻設(shè)置，并構(gòu)造成在基本平行于柄12縱向軸線的方向上穿過柄12基部20處的凸緣46突出。因此，腿部72初始構(gòu)造以在構(gòu)造成形成內(nèi)部通道40的區(qū)域內(nèi)突出到模具的陶瓷漿料內(nèi)。一旦模具已經(jīng)硬化，植入物的其余部分在模具內(nèi)由鈷鉻合金鑄造。然后將模具取出，且將每一條腿部72的突出部分進行切割和打磨，直到它們與植入物的周圍表面(即平坦止擋表面32的相鄰部分)平齊。圖3示出通過根據(jù)本發(fā)明第三實施方式的股骨植入物80的中央橫截面視圖。同樣，股骨植入物80與圖I中所示的類似，因此在適當(dāng)情況下將使用相同的附圖標(biāo)記。然而，在這種情況下，股骨柄12可從股骨頭14分離。因此，柄12包括從基部20的近端延伸的中央截頭圓錐形插頭82，其構(gòu)造成在將植入物80插入到患者體內(nèi)之前被接納于設(shè)置在股骨頭14內(nèi)部部分內(nèi)的互補形空腔84內(nèi)。插頭82被方便地構(gòu)造成用于緊密摩擦配合于空腔84內(nèi)。
從圖3中將會看出，在該實施方式中，插頭82和空腔84占據(jù)股骨頭14的中心，所以未專門設(shè)置用于減輕植入物80重量的內(nèi)部中空部分。還應(yīng)該注意到的是平坦止擋表面32由股骨頭14的平坦內(nèi)部表面提供，并且多孔柵格33設(shè)置成兩個部分第一部分33A和第二部分33B，第一部分33A沿著股骨頭14的平坦內(nèi)表面設(shè)置于環(huán)形裙部38的內(nèi)表面42上，而第二部分33B設(shè)置于從第一圓柱形側(cè)表面22B到第三圓柱形側(cè)表面26B的柄12的近端表面上。圖4示出圖2中所示的股骨組件60植入到經(jīng)過切除的股骨90上的中央橫截面視圖。然而，應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的包括示于圖I和圖3中的實施方式的其它實施方式同樣可示出為植入到股骨90上。因此，應(yīng)當(dāng)理解的是，在使用時，患者股骨90的近端92優(yōu)選朝向股骨頭94的遠(yuǎn)端切除，并且通過機加工(例如，銑削加工)的方式從經(jīng)過切除的的股骨頭94穿過股骨90生產(chǎn)適于接納柄12的空腔96。多個離散的壁架100形成于股骨90的軟松質(zhì)骨102內(nèi)的空腔壁內(nèi)，以便與設(shè)置于股骨組件60的柄12上的相應(yīng)梯級22、24、26、28、30配合。然后將股骨植入物60插入到空腔96內(nèi)，直到經(jīng)過切除的股骨頭94的頂部抵接平坦止擋表面32。在該位置，經(jīng)過切除的股骨頭94的頂部被接納于內(nèi)部通道40內(nèi)，與裙部38 壓配合接合，并且這有助于患者在骨內(nèi)生長到多孔柵格33內(nèi)之前完全將負(fù)荷施加到髖關(guān)節(jié)上時防止所制備的股骨頭94裂開或劈開。應(yīng)該注意的是，雖然出于清楚的原因而可看出如圖4中繪制那樣的在股骨90和股骨組件60之間的間隙104，在實踐中將不設(shè)置這種間隙104，因為股骨90和股骨組件60將被構(gòu)造成精確地貼附配合。此外從圖4中可清楚地看出，股骨組件60的柄12沿其整個長度與股骨90的邊緣間隔開，在該處存在硬皮質(zhì)骨106，這進一步有助于降低應(yīng)力屏蔽的可能性。應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的實施方式提供多種改進的股骨植入物10，其克服在相關(guān)的傳統(tǒng)髖關(guān)節(jié)置換技術(shù)和髖關(guān)節(jié)表面置換技術(shù)中遇到的許多問題。具體地，本發(fā)明的各方面提供植入物在股骨內(nèi)的改進的固定以及改進的柄對準(zhǔn)，并且降低應(yīng)力屏蔽的風(fēng)險。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該意識到可在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下對上述實施方式作出各種修改。
權(quán)利要求
1.一種股骨植入物，該股骨植入物包括遠(yuǎn)端和近端；所述股骨植入物的遠(yuǎn)端處設(shè)置有柄；所述柄包括用于在使用時插入到股骨內(nèi)的圓滑尖端以及在遠(yuǎn)端方向上從基部延伸到所述尖端的通常錐形的主體；所述股骨植入物的近端處設(shè)置有股骨頭，該股骨頭從所述柄的基部延伸；并且其中，所述柄的所述主體包括位于所述尖端和所述基部之間的多個離散的梯級，其中朝向所述柄的基部的所述梯級比朝向所述尖端的所述梯級更密集。
2.所述梯級可具有不小于2mm的寬度，以便提供用于將負(fù)荷傳遞到所述股骨的足夠表面積。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的股骨植入物，其中所述梯級沿著所述主體分布，使得每個相鄰梯級之間的距離朝向所述基部減小。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項所述的股骨植入物，其中所有的所述梯級朝向所述柄的基部定位。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項所述的股骨植入物，其中所述梯級具有朝向所述基部增加的寬度。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項所述的股骨植入物，其中一個或多個所述梯級包括從所述柄的縱向軸線大致徑向向外延伸的遠(yuǎn)端平坦止擋表面。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項所述的股骨植入物，其中一個或多個所述梯級包括大致平行于所述柄的縱向軸線延伸的基本圓柱形的側(cè)表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任意一項所述的股骨植入物，其中一個或多個所述梯級包括傾斜的、彎曲的或不規(guī)則形狀的遠(yuǎn)端止擋表面和/或傾斜的、彎曲的或不規(guī)則形狀的側(cè)表面。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項所述的股骨植入物，其中在所述尖端和最遠(yuǎn)端的所述梯級之間，所述柄可具有不大于所述基部的寬度的五分之一的寬度。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項所述的股骨植入物，其中所述柄的從所述尖端到最遠(yuǎn)端的所述梯級的表面不是多孔的。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項所述的股骨植入物，其中所述柄的一個或多個部分包括多孔表面。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的股骨植入物，其中所述多孔表面由多孔涂層或多孔柵格提供。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的股骨植入物，其中所述柄的從最遠(yuǎn)端的所述梯級到所述基部的部分設(shè)置有多孔表面，從而允許將骨鎖定到該區(qū)域。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項所述的股骨植入物，其中所述股骨頭包括構(gòu)造成接納于相應(yīng)的髖臼杯內(nèi)的部分球形外表面。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的股骨植入物，其中所述部分球形表面的自由外圍形成繞所述柄的基部延伸的環(huán)形裙部，從而在所述環(huán)形裙部和所述柄的近端區(qū)域之間形成內(nèi)部通道。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的股骨植入物，其中所述內(nèi)部通道構(gòu)造成用于與所制備的股骨頭的所述近端壓配合接合。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的股骨植入物，其中所述內(nèi)部通道基本上由多孔表面包圍。
18.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項所述的股骨植入物，其中所述股骨頭包括基本上中空的中央部。
19.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項所述的股骨植入物，其中所述股骨頭能夠與所述柄分離。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的股骨植入物，其中所述股骨頭和所述柄包括相應(yīng)的相互配合的部分。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的股骨植入物，其中從所述柄的基部的近端延伸有截頭圓錐形的插頭，該截頭圓錐形的插頭適于接納于所述股骨頭的內(nèi)部部分內(nèi)的互補形空腔內(nèi)。
22.根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項所述的股骨植入物，其中該股骨植入物由包括鈷鉻合金、鈦、不銹鋼或陶瓷的材料形成。
23.一種根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項所述的股骨植入物的制造方法，該制造方法包括 由材料形成中空內(nèi)部組件，所述材料具有高于所述股骨植入物的其余部分的熔點的熔點，且所述中空內(nèi)部組件包括至少一條腿部，該至少一條腿部具有被結(jié)合到用于所述股骨植入物的模具中的突出部分； 在所述模具內(nèi)鑄造所述股骨植入物的所述其余部分； 從所述模具中取出所述股骨植入物；以及 將所述至少一條腿部的所述突出部分去除，使得所述股骨植入物具有所需的外部結(jié)構(gòu)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中對所述至少一條腿部的所述突出部分進行切割和打磨，使得所述至少一條腿部的所述突出部分與所述股骨植入物的周圍表面平齊。
25.一種能夠通過權(quán)利要求23或24所述的方法制備的股骨植入物。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的股骨植入物，其中設(shè)置有四條所述腿部以便將所述內(nèi)部組件定位于所述模具內(nèi)。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的股骨植入物，其中所述腿部圍繞所述內(nèi)部結(jié)構(gòu)均勻設(shè)置。
28.根據(jù)權(quán)利要求25至27中任意一項所述的股骨植入物，其中所述至少一條腿部構(gòu)造成穿過所述股骨植入物的將所述柄連接到所述環(huán)形裙部的凸緣突出。
29.根據(jù)權(quán)利要求25至28中任意一項所述的股骨植入物，其中所述內(nèi)部組件包含鈦合金，所述股骨植入物的所述其余部分包含鈷鉻合金，且所述模具由陶瓷漿料形成。
30.一種用于股骨植入物的柄，該柄包括用于在使用時插入到股骨內(nèi)的圓滑尖端以及在遠(yuǎn)端方向上從基部延伸到所述尖端的基本錐形的主體；其中，所述柄的所述主體包括位于所述尖端和所述基部之間的多個離散的梯級，其中朝向所述柄的基部的所述梯級比朝向所述尖端的所述梯級更密集。
31.一種髖關(guān)節(jié)假體，該髖關(guān)節(jié)假體包括根據(jù)權(quán)利要求I至22和25至29中任意一項所述的股骨植入物以及構(gòu)造成接納所述股骨植入物的股骨頭的髖臼杯。
32.—種將股骨植入物插入到股骨內(nèi)的方法，該方法包括 切除所述股骨的頭部； 在所述股骨內(nèi)加工用于接納所述股骨植入物的柄的空腔； 將所述股骨植入物的柄插入到所述空腔內(nèi)；以及 將所述股骨植入物的頭部壓緊到所述股骨的經(jīng)過切除的頭部上；其中制備所述股骨的步驟包括在所述空腔的壁內(nèi)形成多個離散的壁架，該壁架用于與設(shè)置于所述股骨植入物的柄上的相應(yīng)的多個梯級配合。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中所述股骨植入物是根據(jù)權(quán)利要求I至22中任意一項所述的股骨植入物。
34.根據(jù)權(quán)利要求32或33所述的方法，其中所述壁架由鉸刀在所述股骨的松質(zhì)骨內(nèi)形成。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中所述鉸刀包括特定尺寸的回轉(zhuǎn)銑刀和導(dǎo)向件，以便在所述松質(zhì)骨中產(chǎn)生用于與所述柄精確配合的精確切割部。
36.根據(jù)權(quán)利要求32至35中任意一項所述的方法，其中切除所述股骨的頭部的步驟包括將經(jīng)過切除的頭部的外圍成形為用于與所述股骨植入物的頭部的裙部壓配合接合。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其中經(jīng)過切除的頭部的外圍成形為使得所述裙部的大部分與所述股骨頭的松質(zhì)骨接觸。
38.根據(jù)權(quán)利要求32至37中任意一項所述的方法，其中所述股骨植入物的頭部和柄形成為一件，或者在將所述股骨植入物壓緊到所述股骨上之前將所述頭部裝配到所述柄上。
39.一種基本上如之前參照附圖所描述的股骨植入物。
40.一種基本上如之前參照附圖所描述的股骨植入物的制造方法。
41.一種基本上如之前參照附圖所描述的用于股骨植入物的柄。
42.一種基本上如之前參照附圖所描述的髖關(guān)節(jié)假體。
全文摘要
一種股骨植入物(10)，其包括遠(yuǎn)端和近端。柄(12)設(shè)置于所述植入物(10)的遠(yuǎn)端處，且包括用于在使用時插入到股骨內(nèi)的圓滑尖端(16)以及在遠(yuǎn)端方向上從基部延伸到所述尖端(16)的通常錐形的主體(18)。股骨頭(14)設(shè)置于植入物(10)的近端處且從柄(12)的基部(20)延伸。柄(12)的所述主體(18)包括位于所述尖端(16)和所述基部(20)之間的多個離散的梯級(22、24、26、28、30)，其中朝向柄(12)的基部(20)的梯級(22、24、26、28、30)比朝向尖端(16)的梯級(22、24、26、28、30)更密集。
文檔編號A61F2/36GK102946827SQ201180030188
公開日2013年2月27日 申請日期2011年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月19日
發(fā)明者德里克·詹姆斯·華萊士·麥克明 申請人:德里克·詹姆斯·華萊士·麥克明