具有解剖柄的脛骨植入物的制作方法
【專利摘要】本文公開了用于提供脛骨植入物的系統(tǒng)、方法和裝置，該脛骨植入物包括解剖柄，其提供植入物與周圍的骨之間的緊密對接。柄在尺寸、截面形狀或定向上從柄的近側(cè)部分變至柄的末端。柄的變化適應(yīng)植入物構(gòu)件植入其中的脛骨解剖結(jié)構(gòu)的變化。柄提供相對于植入物的旋轉(zhuǎn)的阻力，并且通過將力傳遞到周圍的骨中而減小應(yīng)力屏蔽效果。在某些實施方式中，柄與骨之間的對接通過翅片延伸部補充，該翅片延伸部從柄向外延伸，并且增大了植入物與周圍的骨結(jié)構(gòu)之間的接觸。
【專利說明】具有解剖柄的脛骨植入物
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
本申請請求享有2012年3月21日提交的美國臨時專利申請第61/613，733號的權(quán)益，其由此通過引用以其整體并入本文中。

【背景技術(shù)】
[0002]膝蓋植入物通常用于替換由于骨的正常磨損或由于變性疾病而變得殘廢或引起患者疼痛的膝蓋。全膝蓋替換涉及以至少兩個構(gòu)件來替換原來的骨:用以替換股骨的遠(yuǎn)端的股骨構(gòu)件，以及用以替換脛骨的近端的脛骨構(gòu)件。股骨構(gòu)件和脛骨構(gòu)件定位和設(shè)計成類似原來的骨，并且提供鉸接對接，其允許在植入外科手術(shù)之后膝關(guān)節(jié)的正常解剖移動。
[0003]標(biāo)準(zhǔn)的脛骨植入物包括兩個主要部分:托盤和柄。脛骨植入物的近側(cè)部分為托盤，其形成與股骨構(gòu)件的鉸接對接。通常，托盤保持由順應(yīng)性材料(諸如，聚乙烯)制成的襯套，其提供了用于與股骨構(gòu)件鉸接的光滑表面。脛骨植入物的遠(yuǎn)側(cè)部分形成柄，其設(shè)計成向下延伸到構(gòu)件植入其中的脛骨中。為了提供膝蓋植入物的正常解剖移動，脛骨植入物必須穩(wěn)固地保持就位，以防止植入物向下進(jìn)一步移動到骨中，并且還防止在骨內(nèi)的位置的旋轉(zhuǎn)。
[0004]為了阻止脛骨植入物關(guān)于骨的移動，植入物必須形成與其植入其中的骨的強對接。在植入期間，當(dāng)脛骨構(gòu)件首先放置到骨中時，植入物與骨之間的對接首先由初始固定形成，例如，以骨螺釘或骨水泥。如果植入物包括有紋理的向內(nèi)生長的表面，則初始固定有時通過周圍的骨隨后向內(nèi)生長到植入物的表面中來補充。該向內(nèi)生長可對脛骨構(gòu)件旋轉(zhuǎn)和下沉到骨中提供一些阻力。然而，生長到植入物表面中的松質(zhì)骨是軟海綿狀骨，其能夠僅抵抗小力。施加于植入物的相當(dāng)大的力可破壞骨的界面和向內(nèi)生長表面，導(dǎo)致脛骨托盤的下沉和旋轉(zhuǎn)。
[0005]在一些當(dāng)前的途徑中，脛骨植入物的柄放置到患者的脛骨的松質(zhì)骨中，并且植入的構(gòu)件與硬皮層骨之間的區(qū)域填充有水泥。盡管該水泥提供了植入物與較強的皮層骨之間的連接，但水泥通常并非足夠強來提供針對下沉和旋轉(zhuǎn)的初始和長期的固定和阻力，這是抵抗可在全膝關(guān)節(jié)形成術(shù)的正常使用期間發(fā)生的高力所需的。正如松質(zhì)骨的向內(nèi)生長那樣，水泥界面可通過這些力破壞，并且植入物功能可被應(yīng)力屏蔽和下沉的效果危害。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本文公開了用于提供脛骨植入物的系統(tǒng)、裝置及方法，該脛骨植入物包括解剖柄，其形成植入物與患者的脛骨的皮層骨之間的幾何限定的對接。系統(tǒng)、裝置和方法還提供了脛骨植入物，其接觸入射在植入物上的力并且將該力傳遞至周圍的骨。對接提供了脛骨的區(qū)域和區(qū)中的物理存在，其支持植入物上的改進(jìn)的固定，同時仍將適合的應(yīng)力傳遞至松質(zhì)骨和皮層骨兩者，以確保骨保持堅固。因此，植入物與皮層骨之間的對接可有助于減少應(yīng)力屏蔽和下沉到脛骨中的發(fā)生，同時還阻止了股骨植入物在骨中的旋轉(zhuǎn)。
[0007]根據(jù)一些實施例，脛骨植入物包括構(gòu)造成抵接患者的骨的托盤，以及從托盤的表面延伸的柄。柄具有近側(cè)部分，柄在該近側(cè)部分處的第一截面具有第一形狀和定位在關(guān)于托盤的第一位置處的第一中心，以及遠(yuǎn)側(cè)部分，柄在該遠(yuǎn)側(cè)部分處的第二截面具有第二形狀和定位在關(guān)于托盤的第二位置處的第二中心。
[0008]在某些實施方式中，第一截面和第二截面中的至少一個包括轉(zhuǎn)角，其構(gòu)造成接合患者的骨，例如，患者的皮層骨的內(nèi)表面。在某些實施方式中，第一截面包括關(guān)于柄的縱軸線成第一角延伸的第一轉(zhuǎn)角，而第二截面包括關(guān)于柄的縱軸線以第二角延伸的第二轉(zhuǎn)角。第一角和第二角對應(yīng)于第一截面和第二截面中的各個處的解剖劃分線。
[0009]在某些實施方式中，第二截面的中心關(guān)于第一截面的中心位于前方。在某些實施例中，第二截面的中心關(guān)于第一截面的中心位于內(nèi)側(cè)。在某些實施方式中，第二截面的中心關(guān)于第一截面的中心位于后方。在某些實施方式中，第二截面具有小于第一截面的面積。
[0010]在某些實施方式中，植入物包括從柄向外延伸的翅片。翅片從托盤的下表面延伸，并且翅片的下周邊包括構(gòu)造成切入患者的骨中的開口(tapping)機構(gòu)。植入物還包括從翅片延伸的多個接合部分。翅片從柄關(guān)于柄的縱軸線成第一角延伸，并且多個接合部分中的各個從翅片以垂直于第一角的第二角延伸。接合部分包括圓形凸起、三角形凸起、正方形凸起和鋸齒形凸起中的至少一個。外部定形為接合患者的骨，并且翅片的外部包括苜蓿葉形或鉤形。
[0011]在某些實施方式中，植入物包括第一截面和第二截面，其包括基于皮層骨的第二截面關(guān)于彼此偏移的轉(zhuǎn)角。界定框可由沿第一截面和第二截面的外周的四條線段限定，并且線段可由四條或更多條徑向節(jié)段連接。第一截面和第二截面可具有在大約1.0到大約2.0之間的長寬比。第二截面的長軸線可關(guān)于第一截面的長軸線旋轉(zhuǎn)。第二截面可關(guān)于第一截面旋轉(zhuǎn)小于70°。在某些實施方式中，植入物的第一截面和第二截面優(yōu)化成達(dá)到最大和最小骨尺寸兩者的目標(biāo)，同時保持至皮層骨的限定偏移。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]將從其以下進(jìn)一步描述中更完整地認(rèn)識到前述及其它目的和優(yōu)點。參照附圖，這些描繪的實施例將理解為示范性的，并且不以任何方式限制。
[0013]圖1示出了具有解剖柄的示范性脛骨植入物的主視圖；
圖2示出了示范性脛骨的前視圖；
圖3示出了圖2中所示的脛骨的近側(cè)部分的示范性縱截面；
圖4A和4B示出了圖2中所示的胚骨的示范性橫截面；
圖4C示出了圖4A和4B中所示的截面的覆蓋；
圖5示出了植入到圖2的脛骨中的圖1的脛骨植入物；
圖6A和6B示出了圖5中所示的植入物和骨的示范性橫截面；
圖6C示出了圖6A和6B中所示的截面的覆蓋；
圖7示出了具有解剖柄和翅片延伸部的示范性脛骨植入物；
圖8A和8B示出了具有解剖柄和翅片延伸部的示范性脛骨植入物的仰視圖；
圖9示出了脛骨髓內(nèi)腔的長寬比數(shù)據(jù)；以及圖10示出了脛骨髓內(nèi)腔的截面的線框模型。

【具體實施方式】
[0014]為了提供本文所述的系統(tǒng)、裝置和方法的總體理解，現(xiàn)在將描述某些示范性實施例。出于清楚和圖示的目的，這些系統(tǒng)和方法將關(guān)于矯形脛骨植入物來描述。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解的是，本文所述的系統(tǒng)、裝置和方法可變化和修改成適合的，并且這些系統(tǒng)、裝置和方法可用于其它適合的應(yīng)用，諸如，其它類型的關(guān)節(jié)和矯形植入物，并且其它此類添加和修改將不脫離其范圍。
[0015]圖1示出了具有底板102和解剖柄104的脛骨植入物100的主視圖。植入物100構(gòu)造成植入到患者的脛骨中，其中底板102設(shè)置在脛骨的近端處。在該位置，底板102的頂面103形成與患者的股骨或放置到生來的股骨中的植入物的鉸接對接。由順應(yīng)性材料諸如聚乙烯制成的襯套與頂面103聯(lián)接來提供光滑的關(guān)節(jié)表面。底板102的底面105形成與脛骨的對接，植入物100植入到該脛骨中。底面105接觸脛骨的近側(cè)表面，并且由水泥、骨螺釘、脛骨生長到紋理表面中，或它們的組合附連于骨。
[0016]植入物100的解剖柄104從底面105延伸，并且設(shè)計成形成與其植入的脛骨的幾何限定的界面。具體而言，柄設(shè)計成大致沿縱向延伸穿過脛骨髓內(nèi)腔的中心，將縱向和徑向力傳遞到周圍的骨中，優(yōu)選以使力相等地分散的方式，并且保持與皮層骨的緊密對接。這些特征的組合有助于增強骨來減小應(yīng)力屏蔽效果和底板102進(jìn)一步向下下沉到脛骨中，并且在扭力施加于植入物100時有助于阻止植入物100的旋轉(zhuǎn)。
[0017]標(biāo)準(zhǔn)的脛骨在其從骨的近端向遠(yuǎn)側(cè)延伸時呈現(xiàn)變化的解剖結(jié)構(gòu)。具體而言，由海綿狀松質(zhì)骨形成的髓內(nèi)內(nèi)腔的尺寸、中心和形狀在脛骨的各處變化。為了保持與骨的緊密接觸，解剖柄104從底板的底面105變至柄的末端112，以適應(yīng)變化的解剖結(jié)構(gòu)。例如，柄104的上部108從近側(cè)水平115漸縮至遠(yuǎn)側(cè)水平117，并且上部的側(cè)向側(cè)107以角Θ:漸縮，角91大于上部的內(nèi)側(cè)109漸縮的角θ2。該漸縮使柄104的中心沿柄縱向地轉(zhuǎn)移以保持柄104與髓內(nèi)腔的中心的變化位置對準(zhǔn)。具體而言，在近側(cè)水平115處，中心為中心點111，并且在遠(yuǎn)側(cè)水平117處，中心在中心點113處，其從中心點111向內(nèi)轉(zhuǎn)移。柄104還具有圓形轉(zhuǎn)角106，其關(guān)于柄的縱軸線從上部108沿側(cè)向轉(zhuǎn)移至柄104的下部110，以便適應(yīng)脛骨的前部的解剖結(jié)構(gòu)以保持與脛骨的硬外皮層骨的緊密接觸。盡管圖1中的柄104示出了具有比內(nèi)側(cè)上的角θ2更尖銳的錐角側(cè)向側(cè)，但柄的錐角可變化以適應(yīng)變化的患者脛骨解剖結(jié)構(gòu)。在其它實施方式中，柄104可在內(nèi)側(cè)和側(cè)向側(cè)兩者上以大致相同的角漸縮。結(jié)果，中心點111和113可共同定位，并且不相對于彼此轉(zhuǎn)移，或者可僅沿前或后的方向轉(zhuǎn)移。作為備選，柄126可在內(nèi)側(cè)上以角θ2漸縮，角02比側(cè)向側(cè)上的角01更尖銳。結(jié)果，柄的中心將沿側(cè)向方向轉(zhuǎn)移，沿柄向下向遠(yuǎn)側(cè)移動。
[0018]圖2示出了脛骨120及其解剖變化的主視圖，柄104設(shè)計成適應(yīng)該解剖變化。骨120具有近端122和遠(yuǎn)端124。骨120的解剖結(jié)構(gòu)并且特別是骨120的髓內(nèi)腔的中心的形狀和位置可從近端122變化至遠(yuǎn)端124。骨120隨著骨的側(cè)向側(cè)126和內(nèi)側(cè)128朝骨120的中心漸縮而從近端122變窄。如可在圖2中看見的，骨126的側(cè)向側(cè)以角θ3朝骨120的中心漸縮，角θ3比內(nèi)側(cè)128漸縮的角04更尖銳。結(jié)果，骨的中心和骨內(nèi)的髓內(nèi)腔沿向內(nèi)方向轉(zhuǎn)移。髓內(nèi)腔的移動由中心軸線130和132示出，中心軸線130和132在由線AA和BB示出的骨120的不同水平處取得。中心軸線130在近側(cè)線AA處穿過近側(cè)中心點121，同時軸線132在遠(yuǎn)側(cè)線BB處穿過骨120的遠(yuǎn)側(cè)中心點123。如圖2中所示，由于骨120的側(cè)向側(cè)的較尖銳的錐角，故中心軸線略微朝骨的內(nèi)側(cè)移動。在腔的中心在骨120中向內(nèi)轉(zhuǎn)移時，患者的脛骨的解剖結(jié)構(gòu)可自然地變化，或者由于某些醫(yī)學(xué)情況而變化，并且因此腔的轉(zhuǎn)移可在群體間變化。在其它骨中，脛骨可在內(nèi)側(cè)和側(cè)向側(cè)上以大致相同的角漸縮，或者內(nèi)側(cè)可以以比側(cè)向側(cè)更尖銳的角漸縮。此外，髓內(nèi)腔可呈現(xiàn)不同于外皮層骨的變化。不管脛骨皮層骨的內(nèi)側(cè)和側(cè)向側(cè)的漸縮，髓內(nèi)腔的中心可向內(nèi)或向側(cè)向轉(zhuǎn)移，以及向后或向前轉(zhuǎn)移，沿骨向下向遠(yuǎn)側(cè)移動。
[0019]圖2中所示的脛骨的外部解剖結(jié)構(gòu)的變化引起脛骨的內(nèi)松質(zhì)骨的尺寸、位置和形狀的對應(yīng)變化。圖3示出了圖2中所示的骨的截取的縱截面的主視圖，露出了內(nèi)部松質(zhì)骨142。皮層骨140的外殼包繞海綿狀松質(zhì)骨142。由移離骨120的近端122的解剖結(jié)構(gòu)的變化引起的髓內(nèi)腔的變化通過松質(zhì)骨142的不對稱的形狀變得顯著。皮層骨140的側(cè)向側(cè)和內(nèi)側(cè)的漸縮引起松質(zhì)骨142在遠(yuǎn)側(cè)脛骨中變得更窄。側(cè)向側(cè)和內(nèi)側(cè)的不一致的漸縮還使松質(zhì)骨142的中心在遠(yuǎn)側(cè)脛骨中向內(nèi)轉(zhuǎn)移。在其它骨中，皮層骨的內(nèi)側(cè)和側(cè)向側(cè)的漸縮可大約相等，并且松質(zhì)骨142的中心可向內(nèi)或向側(cè)向轉(zhuǎn)移，或者可不沿向內(nèi)方向或側(cè)向方向轉(zhuǎn)移。
[0020]設(shè)計為骨120的內(nèi)部形狀的輪廓的解剖柄可通過產(chǎn)生兩個主要部分來設(shè)計:對應(yīng)于骨的較寬近側(cè)區(qū)的一個部分，以及對應(yīng)于骨的較窄的遠(yuǎn)側(cè)部分的一個部分。脛骨解剖結(jié)構(gòu)上的臨界點(諸如，對應(yīng)于形狀變化或其它物理過渡的點)可識別成和用于確定柄的兩個部分的尺寸和設(shè)計。在一些實施方式中，一個部分設(shè)計成適應(yīng)臨界點上方的近側(cè)解剖結(jié)構(gòu)，而一個部分設(shè)計成適應(yīng)臨界點下方的遠(yuǎn)側(cè)解剖結(jié)構(gòu)。此類臨界點的實例在圖3中由橫線134示出。橫線134在骨120的內(nèi)側(cè)和側(cè)向側(cè)上的拐點處分開骨120的頂部和底部。在線134上方的骨120的區(qū)中，骨120的內(nèi)側(cè)和側(cè)向側(cè)呈現(xiàn)如在側(cè)向側(cè)上由骨部分136a和在內(nèi)側(cè)上由骨部分136b示出的凹形。在線134下方，骨的內(nèi)側(cè)和側(cè)向側(cè)呈現(xiàn)如由側(cè)向骨部分138a和內(nèi)側(cè)骨部分138b示出的凹形。在某些實施方式中，解剖柄使用由線134指示的拐點作為臨界點并且將柄構(gòu)造成具有上部(諸如植入物100的上部108)來設(shè)計，該上部設(shè)計成適應(yīng)拐點上方的髓內(nèi)腔和柄的第二部分的形狀和尺寸，諸如，植入物100的下部110，其設(shè)計成適應(yīng)拐點下方的髓內(nèi)腔的形狀和尺寸。線134對應(yīng)于形狀或其它物理過渡，其繼而對應(yīng)于骨的結(jié)構(gòu)中的變化或過渡。盡管拐點的準(zhǔn)確位置和線134從骨到骨和從患者到患者變化，但脛骨的形狀并未顯著變化，并且因此線134并未從患者到患者顯著地變化。因此，基于此類點來構(gòu)造柄可提供針對大量患者的更好配合。
[0021]除髓內(nèi)腔的尺寸和變化的中心之外，骨120的截面形狀沿其結(jié)構(gòu)從近端122到遠(yuǎn)側(cè)部分125變化。形狀的該變化可通過查看骨120的不同水平處的橫截面來示出。例如，一個截面可在脛骨的臨界點上方看到，而第二截面可在臨界點下方看到。通過使用線134上方的一個截面和線134下方的截面，例如，在圖2中的線AA和BB處截取的截面,人們可使解剖柄的不同部分針對其設(shè)計的骨的不同形狀顯著。盡管髓內(nèi)腔的尺寸、形狀和中心可變化，但其它特性諸如腔的長寬比和設(shè)計成適應(yīng)腔幾何形狀的解剖植入物的長寬比，可在腔的各種水平處保持大體上恒定。例如，甚至在髓內(nèi)腔的形狀和尺寸在骨的不同水平處變化時，骨幾何形狀的群體間的髓內(nèi)腔的長寬比可落入大約1.0到大約2.0的范圍內(nèi)。腔和解剖植入物的長寬比在下文中關(guān)于圖9論述。
[0022]圖4A示出了在圖2中指示的水平AA處截取的骨120的截面150，水平AA高于上文關(guān)于圖3論述的拐點。截面150示出了外皮層骨140a，其包繞由松質(zhì)骨142a連同在髓內(nèi)腔的中心點156處穿過的長軸線154和短軸線152形成的髓內(nèi)腔。由于皮層骨140a的形狀，故中心點156不與骨的前側(cè)和后側(cè)等距，中心點156也不與骨的內(nèi)側(cè)和側(cè)向側(cè)等距。因此，僅對稱且設(shè)計成達(dá)到內(nèi)腔的中心點156的柄不能夠與皮層骨140a在所有方向形成緊密對接。
[0023]中心點156由于截面150處的骨的非對稱形狀而不與皮層骨140a的側(cè)部等距。在前后方向上，皮層骨140a在骨的前側(cè)上的前方向上延伸，以形成脛骨結(jié)節(jié)158，其對于脛骨解剖結(jié)構(gòu)是標(biāo)準(zhǔn)的，并且存在形成在骨的后側(cè)159側(cè)上的凹痕。凹口和結(jié)節(jié)的定位引起兩條軸線的中心點156離骨的后側(cè)比前側(cè)更近。此外，皮層骨140a的非對稱形狀在中心點156與骨的側(cè)向側(cè)157和骨的內(nèi)側(cè)155兩者之間比在中心點156與前側(cè)158或后側(cè)159之間產(chǎn)生更寬的松質(zhì)骨區(qū)域。設(shè)計成形成與皮層骨140a的緊密接觸且占據(jù)皮層骨140a內(nèi)的腔的顯著部分的柄優(yōu)選適應(yīng)解剖結(jié)構(gòu)的這些細(xì)微差別。
[0024]查看沿骨120的縱軸線的各種水平處的橫截面使骨的內(nèi)腔的尺寸和形狀的變化以及骨的中心點的不同位置變得顯著。圖4B示出了在由圖2中的線BB指示的水平處截取的截面160，該水平低于圖3中描繪的拐點。截面160示出了脛骨120的皮層骨140b和松質(zhì)骨142b，并且截面160的形狀不同于截面150。長軸線164和短軸線162在截面160中示出，并且軸線在骨的內(nèi)腔的中心點166處相交。
[0025]截面160中的皮層骨140b的尺寸和形狀顯著不同于截面150中示出的皮層骨140a。骨的前表面上的凸脊168沿側(cè)向方向關(guān)于腔的中心166轉(zhuǎn)移(由箭頭151示出，關(guān)于相對于中心156的截面150的前部上的脛骨結(jié)節(jié)158的位置)。凸脊168的側(cè)向轉(zhuǎn)移可按照圍繞在骨的該水平處的腔的中心的旋轉(zhuǎn)角來測量。該旋轉(zhuǎn)可從骨骺到骨干高達(dá)70°，取決于個別患者的股骨解剖結(jié)構(gòu)。盡管圖4B示出了沿側(cè)向方向151轉(zhuǎn)移的凸脊168，但凸脊168可沿向內(nèi)方向轉(zhuǎn)移，特別是在脛骨的更遠(yuǎn)側(cè)部分中。解剖植入物柄可設(shè)計成符合前凸脊的形狀和旋轉(zhuǎn)，以改進(jìn)固定和旋轉(zhuǎn)阻力。例如，植入物柄可包括前凸脊，其也從柄的前側(cè)部分旋轉(zhuǎn)至后側(cè)部分，以解決凸脊168的旋轉(zhuǎn)。此外，骨的后部169現(xiàn)在相比于截面150的后側(cè)159為圓形，而沒有后部169中的凹痕。此外，內(nèi)側(cè)165和側(cè)向側(cè)167相比于截面150的內(nèi)側(cè)155和側(cè)向側(cè)157更圓。骨的形狀的變化產(chǎn)生解剖柄適應(yīng)的新的劃分線(landmark),并且松質(zhì)骨部分的尺寸的變化提供了柄植入到其中的較小的腔。
[0026]除截面150和160之間的內(nèi)骨腔的尺寸和形狀的變化之外，截面160的中心點166關(guān)于截面150的中心點156轉(zhuǎn)移。內(nèi)骨腔的中心點的移動在圖4C中顯著，圖4C示出了截面150和160的覆蓋。遠(yuǎn)側(cè)截面中的中心點166關(guān)于近側(cè)截面中的中心點156沿前內(nèi)方向轉(zhuǎn)移。相比于上文關(guān)于圖2論述的骨的內(nèi)側(cè)，轉(zhuǎn)移可由骨的側(cè)向側(cè)的較尖銳的錐角引起。在其它脛骨中，中心點166可由于患者脛骨解剖結(jié)構(gòu)的變化而沿其它方向轉(zhuǎn)移。例如，中心點可沿向前方向、向內(nèi)方向、側(cè)向方向或前內(nèi)方向轉(zhuǎn)移。作為備選，中心點可沿向后方向轉(zhuǎn)移，但大體上脛骨解剖結(jié)構(gòu)將可能沿向前方向轉(zhuǎn)移，如果存在前后方向的任何轉(zhuǎn)移。在其它骨中，例如，在具有不同脛骨解剖結(jié)構(gòu)的患者中，中心點156和166可共同定位，并且不關(guān)于彼此轉(zhuǎn)移。
[0027]骨的內(nèi)腔從近側(cè)截面到遠(yuǎn)側(cè)截面的尺寸、位置和形狀的變化的組合產(chǎn)生對脛骨柄的設(shè)計變化的需要，以保持與脛骨的不同水平處的骨解剖結(jié)構(gòu)的適合對接。為了保持柄與髓內(nèi)腔的中心對準(zhǔn)，柄設(shè)計成使得柄的中心點從柄的近端轉(zhuǎn)移至遠(yuǎn)端，以便適應(yīng)從中心點156到中心點166的轉(zhuǎn)移。此外，柄的總尺寸可變化，因為近側(cè)截面150中的腔遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)側(cè)截面160的內(nèi)腔。為了保持與皮層骨140緊密對接并且將力傳遞至骨，柄形狀優(yōu)選還變?yōu)檫m應(yīng)近側(cè)截面形狀和遠(yuǎn)側(cè)截面形狀的變化的輪廓和劃分線。盡管解剖柄的尺寸、形狀和中心可在柄的近側(cè)截面與遠(yuǎn)側(cè)截面之間變化，以適應(yīng)骨解剖結(jié)構(gòu)的對應(yīng)變化，但長寬比可保持大體上恒定。大體上恒定的長寬比或保持大體上恒定的骨的任何其它特性可提供骨解剖結(jié)構(gòu)的改進(jìn)的近似，并且允許植入物配合較大群體的患者骨尺寸。
[0028]與由解剖柄提供的脛骨的變化的解剖結(jié)構(gòu)緊密對接在圖5中示出，圖5描繪了植入到圖2的脛骨120中的圖1的脛骨植入物100。柄104從柄的近端到遠(yuǎn)端的變化的尺寸和形狀適應(yīng)沿骨的縱軸線的不同水平處的骨120的截面解剖結(jié)構(gòu)的變化。例如，柄104的上部108比柄的下部110更寬，以適應(yīng)骨120的近側(cè)區(qū)中的松質(zhì)骨142的內(nèi)腔的較大尺寸。當(dāng)上部108從線CC到線DD漸縮時，上部108的側(cè)向側(cè)107以比內(nèi)側(cè)109的錐角Θ 2更尖銳的角Q1漸縮，因此使近側(cè)線CC處的柄104的中心點111向內(nèi)轉(zhuǎn)移至遠(yuǎn)側(cè)線DD處的中心點113，以適應(yīng)骨120的對應(yīng)的轉(zhuǎn)移中心。
[0029]柄104與骨120之間的緊密對接由骨120的不同水平處的截面視圖示出，例如，在由圖5中的線CC和DD指示的水平處。線CC和DD對應(yīng)于上文關(guān)于圖2論述的線AA和BB，其中線CC高于骨120的臨界拐點，而線DD低于拐點。
[0030]圖6A示出了在圖5中的線CC處截取的骨120中的植入物100的截面170。在截面170中，柄104a填充由松質(zhì)骨142a形成的內(nèi)腔的相當(dāng)大部分。柄104a還包括圓形轉(zhuǎn)角103a, 105a和106a，其提供穩(wěn)定和柄104a與皮層骨140a之間的對接。例如，圓形轉(zhuǎn)角106a鄰近皮層骨140a的內(nèi)表面141定位在脛骨結(jié)節(jié)158的皮層骨140a附近。此外，轉(zhuǎn)角105a和103a朝骨的側(cè)向側(cè)和內(nèi)側(cè)延伸，同時兩個轉(zhuǎn)角之間的后側(cè)107a適應(yīng)骨的后側(cè)159上的缺口。柄104a的形狀限定植入物從轉(zhuǎn)角103a到轉(zhuǎn)角105a的寬度與植入物從轉(zhuǎn)角106a到后側(cè)107a的高度之間的長寬比。在某些實施例中，長寬比可在大約0.5到大約4.0之間、大約1.0到大約2.0之間，或者可為適應(yīng)變化的患者解剖結(jié)構(gòu)的任何其它適合的值。對患者群體中的骨解剖結(jié)構(gòu)建?？山⒂糜诮馄手踩胛锏脑O(shè)計中的長寬比范圍。例如，圖9中所示和下文論述的數(shù)據(jù)示出了各種髓內(nèi)腔的長寬比，其具有大體上落入1.5 + /-0.4的范圍中的長寬比。
[0031]側(cè)部107a的位置和形狀允許外科醫(yī)生將柄104a放置到骨中，而不碰撞骨的后側(cè)159。三個轉(zhuǎn)角的位置還提供了柄104a與皮層骨140a之間的抗旋轉(zhuǎn)接觸。盡管施加于柄104a的扭力可使柄少量移動，但干涉接觸至少在轉(zhuǎn)角103a和105a中的一個與皮層骨的后側(cè)159的內(nèi)表面143和145之間產(chǎn)生，并且還在圓形轉(zhuǎn)角106a與脛骨結(jié)節(jié)158的內(nèi)表面141之間產(chǎn)生。
[0032]適應(yīng)骨解剖結(jié)構(gòu)的對應(yīng)變化的柄104的變化在骨的遠(yuǎn)側(cè)區(qū)處看到的第二橫截面中示出。圖6B示出了在圖5中所示的線DD的水平處截取的截面180。在截面180中，柄104b的尺寸和形狀變?yōu)檫m應(yīng)變化的解剖結(jié)構(gòu)。柄104b上的圓形轉(zhuǎn)角106b沿由箭頭153示出的側(cè)向方向轉(zhuǎn)移，因為骨的前凸脊168在箭頭153的方向上關(guān)于近側(cè)區(qū)中的骨的前側(cè)上的脛骨結(jié)節(jié)158側(cè)向地移動。脛骨植入物柄設(shè)計成使得其大體上類似脛骨髓內(nèi)腔的形狀，并且考慮了該凸脊的旋轉(zhuǎn)。凸脊168的側(cè)向轉(zhuǎn)移可按照圍繞骨的中心的旋轉(zhuǎn)角測量，并且旋轉(zhuǎn)可從柄的近側(cè)部分到柄的遠(yuǎn)側(cè)部分高達(dá)70°。圖6C示出了柄從近側(cè)部分到遠(yuǎn)側(cè)部分的相對變化，以適應(yīng)脛骨髓內(nèi)腔和凸脊168的旋轉(zhuǎn)。截面170中的植入物柄104a的圓形轉(zhuǎn)角106a在植入物柄104b的遠(yuǎn)側(cè)截面180中沿側(cè)向轉(zhuǎn)移，以在骨腔各處相對于皮層骨增強固定。圓形轉(zhuǎn)角103b和105b較近在一起，并且側(cè)部107b較短，以適應(yīng)內(nèi)松質(zhì)骨142b的減小的寬度。
[0033]截面180示出了柄104b與皮層骨140b之間的相互作用，其提供了對由施加于柄104b的扭力引起的移動的阻力。如在截面170中，柄104b在截面180中的旋轉(zhuǎn)引起圓形轉(zhuǎn)角106b與皮層骨140b的前凸脊168之間以及圓形轉(zhuǎn)角103b和105b中的一個與骨的后側(cè)169之間的干涉接觸。由于干涉接觸從柄的近側(cè)部分保持到遠(yuǎn)側(cè)區(qū)，故阻止了柄的旋轉(zhuǎn)，并且施加于柄的扭力在近側(cè)區(qū)和遠(yuǎn)側(cè)區(qū)兩者中沿柄的縱向通路分布到周圍的皮層骨中。
[0034]除截面170與截面180之間的柄的不同尺寸和形狀之外，柄的遠(yuǎn)側(cè)中心點113關(guān)于近側(cè)中心點111轉(zhuǎn)移，以保持與骨的變化的中心點對準(zhǔn)。圖6C中示出了從中心點111到中心點113的轉(zhuǎn)移，圖6C示出了截面170和180的覆蓋。覆蓋示出了遠(yuǎn)側(cè)柄104b向前內(nèi)關(guān)于遠(yuǎn)側(cè)柄104a轉(zhuǎn)移。由柄的不一致漸縮引起的轉(zhuǎn)移類似脛骨的不一致漸縮，并且適應(yīng)髓內(nèi)腔的轉(zhuǎn)移中心點。在其它實施方式中，例如，對于基于不同脛骨解剖結(jié)構(gòu)設(shè)計的植入物，中心點111和113可共同定位，并且遠(yuǎn)側(cè)柄104b可不關(guān)于遠(yuǎn)側(cè)柄104a轉(zhuǎn)移，或者中心點113可關(guān)于中心點111沿側(cè)向轉(zhuǎn)移。
[0035]在某些實施例中，脛骨植入物的解剖柄可匹配髓內(nèi)管道的特定遠(yuǎn)側(cè)截面的形狀，并且對該形狀產(chǎn)生杠桿作用以提供常規(guī)圓柱形狀的改進(jìn)的固定。該解剖柄可使用單個形狀，但尺寸從近端變至遠(yuǎn)端。此外，柄可具有與遠(yuǎn)側(cè)截面對準(zhǔn)的中心，以引導(dǎo)插入。例如，遠(yuǎn)側(cè)截面形狀諸如截面180中所示的水滴形或橢圓形可用于植入物柄的形狀。在該情況下，柄104b的水滴形在柄的長度上使用。柄還可從托盤的中心偏移或成角，以適應(yīng)脛骨髓內(nèi)腔的變化的中心。在其它實施方式中，前壁或凸脊的形狀可通過杠桿作用來提供改進(jìn)的固定。柄可設(shè)計成主要符合脛骨髓內(nèi)管道的前部，以提供針對前凸脊的改進(jìn)的旋轉(zhuǎn)阻力和固定。
[0036]利用脛骨解剖結(jié)構(gòu)的附加方法可包括使用固定元件，諸如骨螺釘，以改變植入物的有效形狀。脛骨植入物可為插管的，以使骨螺釘穿過柄并且提供與骨的附加固定。例如，植入物可具有開口，其沿柄向下沿縱向延伸，以使骨螺釘可接合前凸脊附近或穿過前凸脊的髓內(nèi)管道，以提供附加的固定。此外，螺釘開口可提供在柄或托盤的其它區(qū)域中，以提供附加支承。例如，螺釘孔可提供為托盤一側(cè)上的切口，以使植入物相對于骨楔入。在螺釘退出柄并且進(jìn)入周圍的骨的柄的水平處，柄的有效形狀沿螺釘退出的方向變化，因為在該水平處截取的截面包括柄和附加螺釘材料兩者。
[0037]由解剖柄提供的植入物與骨之間的緊密對接可利用一個或更多個附加的固定特征來補充。在其中存在比其它區(qū)域更多的植入物與皮層骨之間的松質(zhì)骨的區(qū)域中，例如，在呈現(xiàn)較寬的髓內(nèi)腔的脛骨的近側(cè)區(qū)中，此類固定特征可設(shè)置成補充柄的固定，并且減小應(yīng)力屏蔽和旋轉(zhuǎn)的不利效果。放置到髓內(nèi)腔的較寬區(qū)中的柄的近側(cè)部分可并入固定延伸部來保持緊密的骨對接。圖7示出了脛骨植入物200的實例，其包括固定延伸部，其中翅片延伸部208和210從柄204和托盤202的底面203向外延伸。當(dāng)植入物200放置到脛骨中時，翅片延伸部208和210延伸到髓內(nèi)腔的海綿狀松質(zhì)骨中，并且補充柄204的解剖特征(諸如，圓形轉(zhuǎn)角206)的應(yīng)力傳遞和旋轉(zhuǎn)阻力。盡管松質(zhì)骨不與皮層骨一樣強，但翅片208和210與松質(zhì)骨之間的接觸向植入物200提供增加的穩(wěn)定性，因為植入物的旋轉(zhuǎn)將需要附加力來克服柄204與皮層骨之間的接觸和壓碎接觸翅片208和210的松質(zhì)骨。為了便于將植入物200插入到骨中而不壓碎松質(zhì)骨，翅片208和210的下周邊207和209可包括開口機構(gòu)，諸如刀刃，其在松質(zhì)骨中產(chǎn)生接縫而非將其向下壓碎。
[0038]翅片延伸部還可便于將解剖植入物以偏移角插入到髓內(nèi)腔中，以使柄插入而不撞擊皮層骨。如果植入物直接插入到骨中，則解剖柄的非對稱形狀和變化的骨解剖結(jié)構(gòu)可引起干涉。然而，直接插入到骨中對于外科醫(yī)生執(zhí)行是最容易的，并且需要僅沿一個方向施加力于植入物來向下進(jìn)入骨中。如果解剖柄具有轉(zhuǎn)角或其它特征，則該直接插入難以適應(yīng)，該轉(zhuǎn)角或其它特征旋轉(zhuǎn)來匹配遠(yuǎn)側(cè)解剖結(jié)構(gòu)，但如果柄直接插入到髓內(nèi)腔中，則干擾近側(cè)的皮層骨。為了適應(yīng)柄的解剖結(jié)構(gòu)和形狀，當(dāng)解剖植入物插入到骨中以避免來自皮層骨的干擾時，解剖植入物旋轉(zhuǎn)。翅片延伸部諸如植入物200中的翅片208和210可設(shè)計成在插入期間引導(dǎo)植入物的扭轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)，使得外科醫(yī)生可以以單個力將植入物向下插入到骨中，其中翅片在插入期間引導(dǎo)植入物的扭轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)。此類翅片設(shè)計有彎曲或螺絲錐形的輪廓，其從植入物托盤沿柄向下沿遠(yuǎn)側(cè)延伸。翅片接合松質(zhì)骨，并且翅片的扭轉(zhuǎn)形狀將軸向插入力轉(zhuǎn)化成旋轉(zhuǎn)力，該旋轉(zhuǎn)力使植入物在其插入時旋轉(zhuǎn)通過期望的角。翅片形狀和所得的插入旋轉(zhuǎn)提供了僅以軸向力的柄的插入，簡化了外科醫(yī)生的植入，同時還使植入物旋轉(zhuǎn)來減小植入物與皮層骨之間的可能的有害接觸。
[0039]當(dāng)解剖植入物進(jìn)一步插入到髓內(nèi)腔中時，柄的圓形轉(zhuǎn)角可開始接合髓內(nèi)腔的前凸脊。解剖柄可遵循前凸脊的旋轉(zhuǎn)，同時向遠(yuǎn)側(cè)移動，直到脛骨托盤相對于近側(cè)骨切口就座。為了在放置期間引導(dǎo)扭轉(zhuǎn)，彎曲或螺絲錐形翅片可從植入物延伸。這些彎曲的翅片可接合皮層骨或松質(zhì)骨，以除對骨提供附加固定之外，用作用于使植入物扭轉(zhuǎn)的引導(dǎo)件。彎曲的翅片的端部可用作用于扭轉(zhuǎn)的基準(zhǔn)點。例如，彎曲的翅片的端部可在進(jìn)入骨之前與近側(cè)的脛骨切口的長軸線或短軸線成直線。當(dāng)彎曲的翅片扭轉(zhuǎn)到骨中時，柄的遠(yuǎn)側(cè)移動可與扭轉(zhuǎn)同步，以準(zhǔn)確地引導(dǎo)植入物的放置。
[0040]脛骨植入物上的翅片的向外延伸部使骨與植入物之間的對接延伸到其中柄并未延伸成緊鄰皮層骨的骨區(qū)域中。圖8A示出了植入物220，其具有從柄224和底面222向外延伸的翅片延伸部226和228。翅片226和228延伸到底面222的區(qū)域中，其中存在柄224與表面的周邊之間的表面的較大區(qū)域。通過延伸到這些區(qū)域中，翅片226和228在構(gòu)件220植入時提供了與周圍的骨的緊密對接，并且底面222抵接患者的脛骨。
[0041]為了進(jìn)一步補充解剖柄的固定，翅片延伸部可包括固定元件，其增大了翅片在其上接觸周圍骨的表面區(qū)域。如圖8B中所示，固定元件可包括翅片的形狀或翅片的進(jìn)一步延伸。植入物240包括兩個翅片延伸部246和248，其從柄224和植入物的底面242向外延伸。相比于翅片延伸部226和228，翅片延伸部246和248中的各個包括外部，該外部定形為補充骨接合和獨立的接合部分，該獨立的接合部分垂直于翅片從柄244延伸的角向外延伸。
[0042]翅片延伸部246和248的外部分別定形為圓形末端243和苜蓿葉形241，但可使用任何適合的形狀。當(dāng)植入構(gòu)件240時，定形的外部增大了翅片246和248在其上接觸松質(zhì)骨的表面區(qū)域，并且還可補充柄244與外皮層骨之間的接觸。當(dāng)構(gòu)件240植入并且底面242抵接脛骨時，翅片的接合的外部243和241可進(jìn)一步限制植入物240可在產(chǎn)生與皮層骨的干涉接觸之前旋轉(zhuǎn)的角。盡管具有沒有翅片的解剖柄的植入物可旋轉(zhuǎn)直到柄的轉(zhuǎn)角接觸皮層骨，但外部241和243可在柄244的轉(zhuǎn)角接觸骨之前接觸皮層骨，并且因此可限制比如果植入物240僅包括柄244更大的可能的旋轉(zhuǎn)角。
[0043]從翅片246和248向外延伸的接合部分245，247和249補充由翅片提供的固定。盡管接合延伸部示為正方形凸起245、三角形凸起247和鋸齒形凸起249，但延伸部可具有任何其它適合的形狀。接合部分進(jìn)一步增大了翅片與松質(zhì)骨之間的接觸的表面區(qū)域，并且還對沿除植入物的旋轉(zhuǎn)之外的方向的移動提供了阻力。例如，正方形凸起245和三角形凸起阻止沿平行于翅片246從柄244延伸的方向的方向的移動，并且鋸齒形凸起249阻止沿平行于翅片248從柄244延伸的方向的方向的移動。
[0044]用于翅片延伸部、外部和接合部分的其它適合的形狀可提供在改進(jìn)固定、阻止旋轉(zhuǎn)和插入期間引導(dǎo)方面的各種優(yōu)點。可太貴或另外難以使用標(biāo)準(zhǔn)加工或鑄造技術(shù)形成的形狀可使用快速制造技術(shù)來形成。例如，標(biāo)準(zhǔn)加工技術(shù)可由于加工工具的限制而不能夠形成螺絲錐形或苜蓿形邊緣，但快速制造機器可以以一定精度產(chǎn)生這些形狀。包括外部和接合部分的翅片延伸部還可利用快速制造技術(shù)來與植入物集成地形成。此外，快速制造便于產(chǎn)生針對特定患者的翅片延伸部和有細(xì)微差別的柄設(shè)計。設(shè)計有翅片延伸部(包括接合部分)的患者特有的植入物可提供與周圍的骨的更好配合，或者可考慮患者特有的殘疾或醫(yī)療情況。例如，可有利的是設(shè)計特定的翅片形狀、外部形狀、接合部分形狀或三者的布置，以適應(yīng)特定患者的患病或失去的骨，以提供不由針對較大患者群體設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)植入物提供的固定。
[0045]用于設(shè)計解剖脛骨植入物的脛骨解剖結(jié)構(gòu)的特征和變化通過對患者群體的髓內(nèi)腔成像和建模來獲得。為了對脛骨建模，使用醫(yī)學(xué)成像技術(shù)來獲得成像數(shù)據(jù)。模型接著在骨的不同深度處的各種截面視圖中查看，以研究髓內(nèi)解剖結(jié)構(gòu)的尺寸、形狀和變化。用于獲得骨模型的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)的非限制性實例包括X射線、計算軸向?qū)游龀上?、核磁共振成?MRI)和超聲波。在骨的各種水平處從模型提取的特征接著用于設(shè)計植入物柄的漸縮以及形狀和尺寸的變化，以使解剖植入物提供在脛骨髓內(nèi)腔中針對皮層骨的更好配合。
[0046]在一些實施方式中，多個患者的成像的脛骨解剖結(jié)構(gòu)組合成用于設(shè)計穩(wěn)健的解剖植入物的復(fù)合模型，其相比于標(biāo)準(zhǔn)植入物在不同患者群體中提供了改進(jìn)的配合和改進(jìn)的固定。復(fù)合模型提供了研究的群體中的不同解剖結(jié)構(gòu)的比較，包括解剖植入物適應(yīng)的形狀和尺寸的變化。建模的骨的變化范圍通過限定指示在骨的各個水平處的群體中的最大和最小腔解剖結(jié)構(gòu)的兩種狀態(tài)來歸納。最大和最小極限由"最多材料狀態(tài)"(MMC)和最少材料狀態(tài)(LMC)限定。MMC通過疊加研究的所有骨的模型并且沿著貫穿髓內(nèi)腔的疊加模型的最外邊界產(chǎn)生封套(envelope)來限定。LMC接著通過沿著貫穿腔的疊加模型的最內(nèi)邊界產(chǎn)生封套來限定。MMC和LMC用作極限，并且研究的各骨的髓內(nèi)腔的解剖結(jié)構(gòu)落入骨的各個水平處的這兩個極限上或之間。因此，MMC和LMC限定解剖植入物適應(yīng)的解剖結(jié)構(gòu)的整個范圍，并且這兩個狀態(tài)用于設(shè)計解剖柄。由于MMC代表最大的腔，故設(shè)計成匹配MMC的植入物可在植入到小于一些區(qū)域中的MMC的骨中時在髓內(nèi)腔的一些位置處插入皮層骨中。因此，優(yōu)選的是設(shè)計解剖柄來匹配LMC模型，使得模型至少與骨的所有水平處的群體中的各個骨的髓內(nèi)腔一樣小。對于具有MMC狀態(tài)的髓內(nèi)腔的骨，LMC設(shè)計的柄可不接觸骨的所有水平處的皮層骨，而是可仍通過適應(yīng)從LMC模型提取的解剖變化和變型來提供對標(biāo)準(zhǔn)植入物的改進(jìn)的配合。在其它實施例中，解剖植入物可設(shè)計成匹配MMC模型，或MMC和LMC的組合。
[0047]在一些實施方式中，單個患者的骨的脛骨解剖結(jié)構(gòu)模型用于設(shè)計用于特定患者的解剖結(jié)構(gòu)的"患者匹配的"植入物?；颊咛赜械闹踩胛镞m應(yīng)患者的脛骨解剖結(jié)構(gòu)的變型和特征，并且提供與患者的皮層骨的緊密配合。相比于設(shè)計用于植入到各種脛骨解剖結(jié)構(gòu)中的標(biāo)準(zhǔn)植入物，設(shè)計中的精確性提供了改進(jìn)的固定和配合。
[0048]使單個患者或患者群體中的脛骨建模提供了關(guān)于指示植入物設(shè)計的骨的不同區(qū)域中的變化和趨勢的有用數(shù)據(jù)。在一些情況下，除呈現(xiàn)從骨的一個區(qū)域到另一個區(qū)域的大變化之外，從模型提取的特征可呈現(xiàn)大體上一致的趨勢，其可在設(shè)計植入物方面經(jīng)歷杠桿作用。例如，盡管髓內(nèi)腔的尺寸和形狀貫穿脛骨變化，但在患者的骨的不同水平處測得的腔的長寬比呈現(xiàn)一致的趨勢。圖9示出了圖表300，其繪出了從沿脛骨髓內(nèi)腔從患者群體的脛骨中的基準(zhǔn)位置到遠(yuǎn)側(cè)位置截取的截面測得的長寬比。基準(zhǔn)位置可在膝關(guān)節(jié)處，在近側(cè)骨切口處，諸如圖5中的線CC或DD，或另一個適合的基準(zhǔn)點。繪出的各個截面的位置在圖9中測得為離基準(zhǔn)點幾英寸的位置，圖9中以英寸為單位。圖表300中繪出的脛骨的組包括較小的骨("尺寸3")、平均的骨("尺寸6")和較大的骨("尺寸8")。對于各個骨尺寸，骨的樣本成像來對特定尺寸的骨群體建模，并且使用上文論述的技術(shù)來生成計算機模型。骨的各個尺寸的復(fù)合模型接著用于限定各個組的LMC和MMC。計算在骨的多個水平處截取的截面處的各個骨尺寸的LMC和MMC模型的長寬比。
[0049]圖9中建模的骨呈現(xiàn)大體上落入1.5 +/-0.2的范圍中的長寬比。例如，線302示出了 〃尺寸8〃的骨的LMC的長寬比趨勢。那些骨的LMC的長寬比在脛骨的髓內(nèi)腔的近側(cè)骨切口處為大約1.55，并且在離骨切口兩英寸處截取的遠(yuǎn)側(cè)截面處改變大約0.15，至大約1.70的值。作為比較，線304示出了相比于線302的MMC"尺寸6〃骨的長寬比、不同的骨尺寸和材料狀態(tài)。在近側(cè)骨切口處，該模型的長寬比為大約1.45，并且通過截面至其中長寬比為大約1.47的遠(yuǎn)側(cè)截面改變大約0.4。圖9中繪出的其它模型還示出了不同的趨勢，但對于模型的所有尺寸、狀態(tài)和水平，所有數(shù)據(jù)點都落入1.5 + /-0.2的相當(dāng)窄的范圍內(nèi)。該窄范圍通過將柄的長寬比保持在柄的各種水平處的該范圍內(nèi)來在解剖柄的設(shè)計中經(jīng)歷杠桿作用，同時尺寸和形狀改變以匹配建模的解剖結(jié)構(gòu)中的對應(yīng)變化。
[0050]除提取建模的骨的長寬比的趨勢來設(shè)計解剖植入物之外，脛骨前凸脊的轉(zhuǎn)移和旋轉(zhuǎn)可在模型中測量，并且用于設(shè)計解剖柄的對應(yīng)變化。圖10示出了脛骨髓內(nèi)腔的截面322a-e的線框模型320，其中骨的前凸脊或突起圍繞骨中心轉(zhuǎn)移一角度。線框模型320可使用來自單個患者的數(shù)據(jù)產(chǎn)生，或者可為橫跨患者群體成像的骨的LMC或MMC的模型。髓內(nèi)腔的凸脊和前部的轉(zhuǎn)移為脛骨的變化的截面形狀的結(jié)果。由該形狀變化引起的髓內(nèi)腔的前部的轉(zhuǎn)移在線框模型320中由截面322a-e中的各個的長軸線和短軸線示出，例如，截面322a示出的短軸線324和長軸線326。當(dāng)從截面322a沿脛骨向下向遠(yuǎn)側(cè)移動截取截面時，截面的長軸線和短軸線圍繞脛骨的縱軸線旋轉(zhuǎn)。例如，截面322c的短軸線328在截面的平面中從截面322a的短軸線324(由截面322c中的虛線330代表)旋轉(zhuǎn)角Θ。該角Θ示出了截面322c的水平處的前凸脊的旋轉(zhuǎn)角，并且大體上增大了沿脛骨向下向遠(yuǎn)側(cè)的移動。
[0051]在解剖植入物柄的設(shè)計中，通過包括柄上的對應(yīng)的凸脊特征而解決了前凸脊的旋轉(zhuǎn)。例如，建模的凸脊的旋轉(zhuǎn)角用于通過限定圓形轉(zhuǎn)角(諸如，植入物100的圓形轉(zhuǎn)角106a和106b)沿植入物柄轉(zhuǎn)移或旋轉(zhuǎn)以符合脛骨髓內(nèi)腔的程度來加強解剖柄的配合。增強的配合提供了旋轉(zhuǎn)阻力，并且通過使植入物在柄的長度上就座抵靠結(jié)構(gòu)皮層骨(與海綿狀松質(zhì)骨相對)而阻止植入物在手術(shù)后松開。取決于建模成產(chǎn)生模型的骨或多個骨的解剖結(jié)構(gòu)，建模的截面的長軸線的旋轉(zhuǎn)可在從近端到遠(yuǎn)端的柄的長度上在0°到70°之間。
[0052]將理解的是，前述描述僅為示范性的，并且不限于本文給出的細(xì)節(jié)。盡管若干實施例在本公開中提供，但應(yīng)當(dāng)理解的是，公開的系統(tǒng)、裝置和方法及它們的構(gòu)件可體現(xiàn)為許多其它特定形式，而不脫離本公開的范圍。
[0053]在查閱本公開之后，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將想到變型和改型。公開的特征可在具有本文所述的一個或更多個其它特征的任何組合和子組合(包括多個從屬的組合和子組合)中實施。上文描述或示出的各種特征(包括其任何構(gòu)件)可組合或集成在其它系統(tǒng)中。此夕卜，可省略或不實施某些特征。
[0054]變化、置換和改變的實例能夠由本領(lǐng)域的技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，并且可產(chǎn)生而不脫離本文公開的信息的范圍。本文引用的所有參考都通過引用以它們的整體并入，并且構(gòu)成本申請的一部分。
【權(quán)利要求】
1.一種脛骨植入物，包括: 構(gòu)造成抵接患者的骨的托盤；以及 從所述托盤的表面延伸的柄，所述柄具有: 近側(cè)部分，所述柄在所述近側(cè)部分處的第一截面具有第一形狀和定位在關(guān)于所述托盤的第一位置處的第一中心；以及 遠(yuǎn)側(cè)部分，所述柄在所述遠(yuǎn)側(cè)部分處的第二截面具有第二形狀和定位在關(guān)于所述托盤的第二位置處的第二中心。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的植入物，其特征在于，所述第一截面和所述第二截面中的至少一個包括構(gòu)造成接合所述患者的骨的轉(zhuǎn)角。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的植入物，其特征在于，所述轉(zhuǎn)角構(gòu)造成接觸所述患者的皮層骨的內(nèi)表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的植入物，其特征在于: 所述第一截面包括關(guān)于所述柄的縱軸線以第一角延伸的第一轉(zhuǎn)角；并且 所述第二截面包括關(guān)于所述柄的縱軸線以第二角延伸的第二轉(zhuǎn)角。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的植入物，其特征在于，所述第一角和所述第二角中的各個對應(yīng)于所述第一截面和所述第二截面中的各個處的解剖劃分線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求5中任一項所述的植入物，其特征在于，所述第二截面的中心關(guān)于所述第一截面的中心位于前方。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求5中任一項所述的植入物，其特征在于，所述第二截面的中心關(guān)于所述第一截面的中心位于內(nèi)側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求5中任一項所述的植入物，其特征在于，所述第二截面的中心關(guān)于所述第一截面的中心位于后方。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求5中任一項所述的植入物，其特征在于，所述第二截面具有小于所述第一截面的面積。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求5中任一項所述的植入物，其特征在于，所述第一截面和所述第二截面中的至少一個具有在大約1.0到大約2.0之間的長寬比。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的植入物，其特征在于，所述第二截面的長軸線關(guān)于所述第一截面的長軸線旋轉(zhuǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的植入物，其特征在于，所述第二截面關(guān)于所述第一截面旋轉(zhuǎn)小于70°。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求5中任一項所述的植入物，其特征在于，所述植入物還包括從所述柄向外延伸的翅片。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的植入物，其特征在于，所述植入物還包括從所述托盤的下表面延伸的翅片。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的植入物，其特征在于，所述翅片的下周邊包括構(gòu)造成切入所述患者的骨中的開口機構(gòu)。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的植入物，其特征在于，所述植入物還包括從所述翅片延伸的多個接合部分。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的植入物，其特征在于，所述翅片關(guān)于所述柄的縱軸線成第一角從所述柄延伸，并且所述多個接合部分中的各個從所述翅片以垂直于所述第一角的第二角延伸。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的植入物，其特征在于，所述多個接合部分包括圓形凸起、三角形凸起、正方形凸起和鋸齒形凸起中的至少一個。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的植入物，其特征在于，所述翅片的外部定形為接合所述患者的骨。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的植入物，其特征在于，所述翅片的外部包括苜蓿葉形或鉤形中的一個。
【文檔編號】A61F2/28GK104302248SQ201380026782
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月21日
【發(fā)明者】R.L.蘭東, A.米因斯, R.迪斯 申請人:史密夫和內(nèi)修有限公司