為膝關(guān)節(jié)假體患者提供更深的膝關(guān)節(jié)屈曲能力的系統(tǒng)的制作方法
【專利說(shuō)明】為膝關(guān)節(jié)假體患者提供更深的膝關(guān)節(jié)屈曲能力的系統(tǒng)
[0001]分案申請(qǐng)說(shuō)明
[0002]本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)柺?01080034242.2、申請(qǐng)日是2010年6月10日且發(fā)明名稱是“用于為膝關(guān)節(jié)假體患者提供更深的膝關(guān)節(jié)屈曲能力的系統(tǒng)”的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及膝關(guān)節(jié)假體。特別地，本發(fā)明涉及用于為膝關(guān)節(jié)假體患者提供更深的膝關(guān)節(jié)屈曲或者全功能屈曲能力、更大的生理負(fù)荷承受和改進(jìn)的髕骨循軌的系統(tǒng)和方法。具體地，這些改進(jìn)包括(i)為股骨構(gòu)件的前近側(cè)后髁添加更多關(guān)節(jié)表面，包括用于實(shí)現(xiàn)該結(jié)果的方法，(ii)利用植入方法的、對(duì)于股骨構(gòu)件的內(nèi)部幾何形狀的修改和相關(guān)的股骨切割部，(iii)具有允許比以前已經(jīng)可獲得的更深的膝關(guān)節(jié)屈曲的獨(dú)特的關(guān)節(jié)表面的非對(duì)稱的脛骨構(gòu)件和(iiii)實(shí)現(xiàn)更大的關(guān)節(jié)生理負(fù)荷并且改進(jìn)髕骨循軌的非對(duì)稱的股骨髁。
【背景技術(shù)】
[0004]骨外科醫(yī)生正在經(jīng)歷膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的激增。該要求是在以下事實(shí)的驅(qū)動(dòng)下出現(xiàn)的，即，極少的過(guò)程回報(bào)了像關(guān)節(jié)置換那么好的生活質(zhì)量。
[0005]而且，對(duì)于膝關(guān)節(jié)置換的、增加的需要暗示了對(duì)于提供并且允許完全的功能性屈曲的、耐用的并且長(zhǎng)久的人造膝裝置的需要。即，對(duì)于在膝關(guān)節(jié)假體的總體功能和性能上提供新的醫(yī)療進(jìn)步、并且改進(jìn)與這種裝置有關(guān)的、相應(yīng)的外科材料和技術(shù)的研究存在高度的需要。
[0006]對(duì)于膝關(guān)節(jié)假體的改進(jìn)相應(yīng)地隨著要求而增加。因此，當(dāng)前可用的膝關(guān)節(jié)假體比以前使用的那些膝關(guān)節(jié)假體更多地模仿正常膝的特性。不幸的是，當(dāng)今的膝關(guān)節(jié)假體仍然具有很多缺點(diǎn)。
[0007]在所述缺點(diǎn)中的一種是膝關(guān)節(jié)假體患者不能實(shí)現(xiàn)還被稱作全功能屈曲的深膝屈曲。雖然某些當(dāng)前可用的膝關(guān)節(jié)假體允許從完全肢體延伸(當(dāng)患者的膝完全伸開(kāi)并且是直的時(shí)是零度)的、大于130度的膝屈曲(即，彎曲)；但是這種假體和結(jié)果是難得的。全功能或者深膝屈曲是使得肢體彎曲至其最大程度的情況，對(duì)于股骨和脛骨而言，這可以處于相互間140度或者更大的角度，但是實(shí)際角度因人并且隨著身體習(xí)慣而異。完全伸開(kāi)是使得腿/肢體是直的并且人處于站立位置中的情況。
[0008]為了說(shuō)明由具有標(biāo)準(zhǔn)膝關(guān)節(jié)假體的患者實(shí)現(xiàn)的、平均度數(shù)范圍，提供了以下內(nèi)容。當(dāng)患者的膝或者肢體完全伸開(kāi)時(shí)，股骨和脛骨在處于零度的同一平面中，或者在某些個(gè)人的情形中達(dá)5-10度的過(guò)度伸展。然而，對(duì)于坐在椅子上的人，一旦膝彎曲，并且遠(yuǎn)端脛骨朝向臀部移動(dòng)，該角度便從零增加到90度。進(jìn)而，當(dāng)脛骨最靠近股骨、并且腳后跟如果未接觸臀部的話幾乎處于臀部處時(shí)，該角度是大約160度或者更大。大多數(shù)膝關(guān)節(jié)假體患者不能實(shí)現(xiàn)后一位置或者將膝關(guān)節(jié)置于高于130度的角度處的任何位置。
[0009]對(duì)于許多人而言，這種肢體和身體位置并不是經(jīng)常實(shí)現(xiàn)或者是在大部分時(shí)間所期望的。然而，在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)，幾乎每個(gè)人無(wú)論它是否當(dāng)一個(gè)人在地面上坐下和站立以與兒童玩耍，或者僅僅偶然地采取那些活躍的生活方式時(shí)發(fā)生地，發(fā)現(xiàn)他們自身處于要求大于130度的膝屈曲的位置中。不幸的是，帶有當(dāng)前可用的膝關(guān)節(jié)假體的那些人不能參與要求更高膝屈曲的任何活動(dòng)并且因此被限制為作為旁觀者。
[0010]在許多人群和文化中，這種肢體/膝和身體位置在大部分時(shí)間是所期望的和有必要的。例如，在亞洲和印第安文化中，全功能屈曲和蹲坐位置是常見(jiàn)的并且被執(zhí)行相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)段。
[0011]因此，對(duì)于那些患者并且特別地對(duì)于在當(dāng)祈禱或者吃飯時(shí)大量蹲坐、在膝完全屈曲的情況下就坐和/或跪下是常見(jiàn)情況的文化中的那些患者而言，存在對(duì)于膝關(guān)節(jié)假體的需要，從而實(shí)現(xiàn)比在具有當(dāng)前可用的膝關(guān)節(jié)假體的那些患者中的、目前可能的膝屈曲大的膝屈曲。
[0012]因此，雖然當(dāng)前存在與膝關(guān)節(jié)假體有關(guān)的技術(shù)，但是仍然存在挑戰(zhàn)。相應(yīng)地，利用其它技術(shù)補(bǔ)充或者甚至替代當(dāng)前技術(shù)將是在本領(lǐng)域中的改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明涉及膝關(guān)節(jié)假體。特別地，本發(fā)明涉及用于為膝關(guān)節(jié)假體患者提供更深的膝關(guān)節(jié)的屈曲能力的系統(tǒng)和方法，并且更加具體地，涉及:(i)利用當(dāng)與患者的股骨和適當(dāng)?shù)拿劰菢?gòu)件形成整體時(shí)產(chǎn)生全功能屈曲的膝關(guān)節(jié)假體的股骨構(gòu)件的變型或者到膝關(guān)節(jié)假體的股骨構(gòu)件的附件，為膝關(guān)節(jié)假體的股骨構(gòu)件提供更大的關(guān)節(jié)表面面積；(ii)利用植入方法對(duì)于股骨構(gòu)件和相對(duì)的股骨的內(nèi)部幾何形狀提供修改；(iii)在膝關(guān)節(jié)假體的脛骨構(gòu)件和獨(dú)特定位的關(guān)節(jié)表面上提供非對(duì)稱的下表面以促進(jìn)全功能屈曲；和(iv)帶有外側(cè)髕骨(滑車)凹槽的非對(duì)稱的股骨髁表面以更加密切地復(fù)制膝關(guān)節(jié)的生理負(fù)荷并且提供更好的髕骨循軌。
[0014]在正常的膝關(guān)節(jié)中，存在主動(dòng)屈曲在大致120°的停止，首先，因?yàn)槔K肌群失去它們的機(jī)械優(yōu)點(diǎn)，并且第二，因?yàn)樵?20°之前并不發(fā)生內(nèi)側(cè)股骨髁向后滾動(dòng)。通過(guò)120°的屈曲，內(nèi)側(cè)股骨髁開(kāi)始相對(duì)于脛骨的內(nèi)側(cè)半月板的后角向后滾動(dòng)。在140°的屈曲下，股骨移動(dòng)至內(nèi)側(cè)半月板的后角上。相應(yīng)地，此時(shí)并且以后感受到對(duì)于屈曲的阻力。通過(guò)完全屈曲，內(nèi)側(cè)股骨髁已經(jīng)從距其處于120°的位置大致8mm的位置返回到距脛骨后皮質(zhì)1mm的位置。在外側(cè)，股骨在過(guò)度屈曲中返回另外的5mm從而在120°和160°之間存在很小的或者無(wú)任何脛骨股骨旋轉(zhuǎn)。相應(yīng)地，在120°和160°之間的過(guò)度屈曲是分離于從0°到120°的屈曲的運(yùn)動(dòng)學(xué)的弧，并且在160°下，外側(cè)半月板的后角變得位于股骨髁遠(yuǎn)側(cè)的脛骨的后表面上。這樣，后角不被壓縮并且兩塊骨頭直接接觸。
[0015]對(duì)于過(guò)度屈曲的最終限制出現(xiàn)，這因?yàn)閮?nèi)側(cè)半月板的后角阻礙在140°的屈曲并且絕對(duì)地將其限制在160°。后角還防止內(nèi)側(cè)股骨髁超過(guò)距后脛骨皮質(zhì)1mm的點(diǎn)移動(dòng)返回。因此，內(nèi)側(cè)半月板的后角是在實(shí)現(xiàn)深屈曲中的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。
[0016]本發(fā)明的實(shí)施與改進(jìn)的膝關(guān)節(jié)假體關(guān)聯(lián)實(shí)現(xiàn)，該膝關(guān)節(jié)假體使得膝關(guān)節(jié)假體患者能夠?qū)崿F(xiàn)與在之前使用目前設(shè)計(jì)的膝關(guān)節(jié)假體所能夠?qū)崿F(xiàn)的相比更大的深膝關(guān)節(jié)屈曲。在本發(fā)明的至少某些實(shí)施中，通過(guò)切除股骨的某些部分以允許內(nèi)側(cè)半月板的后角具有另外的間隙而將更大的深膝關(guān)節(jié)屈曲提供給膝關(guān)節(jié)假體。本發(fā)明的至少某些實(shí)施進(jìn)一步提供在股骨的切除部分內(nèi)定位和/或安設(shè)關(guān)節(jié)表面以在內(nèi)側(cè)半月板的后角和股骨的經(jīng)切除的表面之間提供界面。
[0017]在本發(fā)明的至少某些實(shí)施中，通過(guò)在股骨的后髁的近側(cè)前表面(或者部分)上提供關(guān)節(jié)表面而將更大的深膝關(guān)節(jié)屈曲提供給膝關(guān)節(jié)假體。本發(fā)明的至少某些實(shí)施包括在假體的股骨構(gòu)件的內(nèi)側(cè)后髁或者外側(cè)后髁中的任一個(gè)或者兩者的近側(cè)前部上的另外的或者增加的關(guān)節(jié)表面。股骨構(gòu)件的實(shí)施例沿著向前方向?yàn)楣晒菢?gòu)件的后髁的近端添加增加的關(guān)節(jié)表面面積從而當(dāng)患者在深膝關(guān)節(jié)屈曲期間彎曲他的或者她的膝關(guān)節(jié)時(shí)，在股骨構(gòu)件和脛骨構(gòu)件之間的接觸得以維持，并且更大、更深的膝關(guān)節(jié)屈曲能夠得以實(shí)現(xiàn)。
[0018]在本發(fā)明的至少某些實(shí)施中，能夠通過(guò)修改脛骨關(guān)節(jié)提供或者改進(jìn)更大的深膝關(guān)節(jié)屈曲，其中假體的脛骨構(gòu)件的一致的內(nèi)側(cè)脛骨關(guān)節(jié)表面的中心相對(duì)于當(dāng)前可用的向后移動(dòng)。另外，在某些這種實(shí)施例中，外側(cè)脛骨關(guān)節(jié)表面的總體形狀得到修改。
[0019]在本發(fā)明的至少某些實(shí)施中，能夠通過(guò)提供假體的非對(duì)稱的股骨構(gòu)件實(shí)現(xiàn)更大的深膝關(guān)節(jié)屈曲。非對(duì)稱的股骨構(gòu)件允許轉(zhuǎn)移多于一半的傳遞過(guò)關(guān)節(jié)的力以將所述力傳遞到內(nèi)側(cè)，如在正常膝關(guān)節(jié)中發(fā)生的那樣。在某些實(shí)施中，可以對(duì)于膝關(guān)節(jié)假體的脛骨和股骨構(gòu)件作出其它修改，包括具有非對(duì)稱的股骨髁、在股骨構(gòu)件上具有封閉半徑，和去除脛骨和股骨構(gòu)件的特定區(qū)域；其中前面全部地為膝關(guān)節(jié)假體患者產(chǎn)生了比在之前所能夠?qū)崿F(xiàn)的更深的膝關(guān)節(jié)屈曲能力。
[0020]雖然本發(fā)明的方法、修改和構(gòu)件已經(jīng)證明為在膝關(guān)節(jié)假體領(lǐng)域中是特別地有用的，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，所述方法、修改和構(gòu)件能夠在各種不同的整形外科和醫(yī)療應(yīng)用中使用。
[0021]在隨后的說(shuō)明中并且在所附權(quán)利要求中，本發(fā)明的這些和其它特征和優(yōu)點(diǎn)將得到闡述或者將變得是更加充分地清楚的?？梢岳锰貏e地在所附權(quán)利要求中指出的器械和組合實(shí)現(xiàn)并且獲得所述特征和優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)而，本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐而得以領(lǐng)會(huì)或者將根據(jù)如在下文中闡述的說(shuō)明而是明顯的。
【附圖說(shuō)明】
[0022]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述和其它特征和優(yōu)點(diǎn)，將通過(guò)參考其在附圖中示意的具體實(shí)施例給出本發(fā)明的、更加具體的說(shuō)明。理解到附圖僅僅示出本發(fā)明的典型實(shí)施例并且因此不被視為限制本發(fā)明的范圍，將通過(guò)使用附圖帶有另外的特異性和細(xì)節(jié)地描述并且解釋本發(fā)明，在附圖中:
[0023]圖1A和IB示出膝關(guān)節(jié)的屈曲范圍；
[0024]圖2A-2C和3A-3C示出普通膝關(guān)節(jié)假體的各種視圖；
[0025]圖4A-4D示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的膝關(guān)節(jié)假體的股骨構(gòu)件的實(shí)施例的代表性透視圖；
[0026]圖5A_f5D示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的膝關(guān)節(jié)假體的股骨構(gòu)件的實(shí)施例的代表性透視圖；
[0027]圖6A-6B示出膝關(guān)節(jié)假體的代表性現(xiàn)有技術(shù)的脛骨構(gòu)件的側(cè)視圖；
[0028]圖6C-6D示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的脛骨構(gòu)件的代表性實(shí)施例的側(cè)視圖；
[0029]圖6E-6F示出被修改成包括升高突脊關(guān)節(jié)特征部的代表性脛骨構(gòu)件的可替代實(shí)施例；
[0030]圖6G-6H示出被修改成包括球形關(guān)節(jié)特征部的代表性脛骨構(gòu)件的可替代實(shí)施例；
[0031]圖7A和7B示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的股骨和脛骨構(gòu)件的可替代實(shí)施例；
[0032]圖8A示意傳統(tǒng)股骨構(gòu)件，而圖SB示意根據(jù)本發(fā)明的股骨構(gòu)件的實(shí)施例；
[0033]圖9示意用于由根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的股骨構(gòu)件的實(shí)施例使用的模塊化附件；
[0034]圖10A-10H示意用于將股骨構(gòu)件的實(shí)施例附接到股骨的代表性步驟，在陰影中示出股骨的切除部分；
[0035]圖11A-11K示意用于將股骨構(gòu)件的可替代實(shí)施例附接到股骨的代表性步驟；
[0036]圖12A-12B和圖13示意在傳統(tǒng)股骨構(gòu)件和根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的股骨構(gòu)件的實(shí)施例之間的比較；
[0037]圖14示意根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的股骨構(gòu)件的可替代實(shí)施例；
[0038]圖15A-1?示意在股骨構(gòu)件的實(shí)施例之間的比較；
[0039]圖16A-16D示意圖15A-1?所示股骨構(gòu)件的關(guān)節(jié)表面可以延伸的方式；
[0040]圖16E示意股骨構(gòu)件的關(guān)節(jié)表面可以延伸的縮短實(shí)施例；
[0041]圖16F-16P示意具有減小半徑的股骨構(gòu)件的非限制實(shí)施例的屈曲，其中該降低半徑在根據(jù)本發(fā)明的代表性實(shí)施例的屈曲范圍的部分上提供松馳；
[0042]圖16Q示意根據(jù)本發(fā)明的代表性實(shí)施例的包括延伸關(guān)節(jié)表面的單室股骨構(gòu)件；
[0043]圖16R示意根據(jù)本發(fā)明的代表性實(shí)施例的包括減小半徑和凹口的單室股骨構(gòu)件；
[0044]圖16S示意根據(jù)本發(fā)明的代表性實(shí)施例的包括凹口的截形股骨構(gòu)件；
[0045]圖17示意至大致160度的正常膝關(guān)節(jié)屈曲的射線圖，并且進(jìn)一步示意髕骨的位置；
[0046]圖18A到18C示意根據(jù)本發(fā)明的代表性實(shí)施例的股骨構(gòu)件的可替代實(shí)施例；
[0047]圖19A示意不具有在主關(guān)節(jié)表面后面的關(guān)節(jié)表面的脛骨構(gòu)件；
[0048]圖19B示意在主承重關(guān)節(jié)后面的脛骨完全屈曲關(guān)節(jié)；
[0049]圖20A-20I示意股骨完全屈曲關(guān)節(jié)和脛骨完全屈曲關(guān)節(jié)的代表性相互作用；
[0050]圖21示意在膝關(guān)節(jié)的深屈曲期間脛骨的內(nèi)側(cè)臺(tái)的后關(guān)節(jié)表面和胭面的代表性相互作用；
[0051]圖22示意切除塊和胭面切除之后的股骨的代表性實(shí)施；
[0052]圖22A示意切除塊和在胭面切除之前的股骨的代表性實(shí)施；
[0053]圖23示意在深屈曲期間脛骨的內(nèi)側(cè)臺(tái)的后關(guān)節(jié)表面和膝關(guān)節(jié)假體的股骨構(gòu)件的延伸部分的代表性相互作用；
[0054]圖23A示意在深屈曲期間脛骨構(gòu)件的內(nèi)側(cè)脛骨臺(tái)的后完全屈曲關(guān)節(jié)表面和膝關(guān)節(jié)假體的股骨構(gòu)件的延伸部分的代表性相互作用；
[0055]圖24示意根據(jù)本發(fā)明的代表性實(shí)施例的