脛骨膝關(guān)節(jié)單髁植入物的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】脛骨膝關(guān)節(jié)單髁植入物
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)要求于2013年3月15日申請(qǐng)的61/794339號(hào)美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)的申請(qǐng)日之權(quán)益，其公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用并入本文。
【背景技術(shù)】
[0002]總體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及矯形植入物。特別地，本發(fā)明討論了膝關(guān)節(jié)單髁植入物系統(tǒng)的脛骨假體，盡管本發(fā)明并不限于該類(lèi)型的部件。
[0003]多年以來(lái)，矯形膝關(guān)節(jié)植入物系統(tǒng)被用于治療由于創(chuàng)傷或疾病而給患者造成的膝關(guān)節(jié)損傷，這種創(chuàng)傷或疾病例如骨關(guān)節(jié)炎、類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和無(wú)血管神經(jīng)官能癥。膝關(guān)節(jié)置換術(shù)通常包括切除、切割，或?qū)οリP(guān)節(jié)的損壞部分進(jìn)行表面置換(resurfacing)，并用內(nèi)置假體或植入物來(lái)替換它們。
[0004]大多數(shù)膝關(guān)節(jié)植入系統(tǒng)為三間室(tricompartmental)植入物或全植入物，采用這樣的植入物所進(jìn)行的外科手術(shù)通常被稱(chēng)為全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)(total knee arthroplasty)。這些植入物被稱(chēng)為三間室植入物，是因?yàn)樗鼈冊(cè)谑褂脮r(shí)，膝關(guān)節(jié)通過(guò)表面置換或切除三個(gè)連接間室而制備成容納植入物，即，內(nèi)側(cè)股脛表面、外側(cè)股脛表面以及髕股表面。不管使用何種植入物類(lèi)型，關(guān)節(jié)置換術(shù)一般都需要通過(guò)切除(resecting)、切割(cutting)、表面置換或以其它方式而使骨骼變形，從而完成專(zhuān)門(mén)的制備，以便容納相應(yīng)的植入物。
[0005]由于其微創(chuàng)性的特點(diǎn)以及對(duì)其他健康的膝關(guān)節(jié)間室的維護(hù)，單髁或單間室膝關(guān)節(jié)植入物已引起矯形行業(yè)的極大興趣。單髁膝關(guān)節(jié)通常表面置換或切除內(nèi)側(cè)或外側(cè)股脛關(guān)節(jié)面，從而保護(hù)其他間室免受外傷或疾病的損害。
[0006]歷史上，人們一直使用甲基丙烯酸甲酯(一般稱(chēng)為骨水泥)將矯形裝置固定在適當(dāng)位置而與宿主骨進(jìn)行配合。通過(guò)使用骨水泥而將假體附接在制備好的骨骼內(nèi)部或骨骼上，能獲得良好的快速固定，但隨著時(shí)間的推移，也會(huì)出現(xiàn)各種各樣缺點(diǎn)。在植入物的使用期限當(dāng)中，物理負(fù)荷被反復(fù)施加到植入物上。如果采用骨水泥來(lái)固定單間室膝關(guān)節(jié)假體，骨水泥在重復(fù)荷載作用下會(huì)發(fā)生疲勞與斷裂。在一些情況下，骨水泥完整性的退化可能導(dǎo)致該裝置變得松散，從而需要進(jìn)行更換。作為植入物置換過(guò)程的一部分，需要將舊的骨水泥從宿主骨上移除。這個(gè)過(guò)程會(huì)相當(dāng)復(fù)雜和耗費(fèi)時(shí)間，并且對(duì)植入物周?chē)慕】倒趋谰哂袧撛诘钠茐男浴４送?，傳統(tǒng)的骨水泥在施用至患者關(guān)節(jié)后會(huì)產(chǎn)生固化。未被發(fā)現(xiàn)的松散骨水泥碎片會(huì)保留在關(guān)節(jié)間隙內(nèi)，患者在隨后時(shí)間的移動(dòng)過(guò)程，會(huì)增加植入物連接表面的退化速率。
[0007]最近，矯形植入物設(shè)計(jì)的開(kāi)發(fā)已經(jīng)轉(zhuǎn)向滿(mǎn)足高需求患者的要求。如今的患者對(duì)其植入物存在更多的需求，并且由于患者的壽命延長(zhǎng)，他們需要植入物能夠持續(xù)更長(zhǎng)的時(shí)間。相應(yīng)地，通過(guò)對(duì)用于制造矯形植入物的材料進(jìn)行改良以延長(zhǎng)植入物的使用壽命，諸如改善生物骨骼固定作用的高孔隙度金屬材料。這些植入物通常被稱(chēng)為緊壓植入技術(shù)(press-fit)或非骨水泥(cementless)。
[0008]認(rèn)識(shí)到骨水泥固定技術(shù)的缺點(diǎn)后，現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中也開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的裝置，通過(guò)利用其它的機(jī)械連接方式以將植入物連接至骨骼而實(shí)現(xiàn)快速的穩(wěn)定。為了實(shí)現(xiàn)與骨骼的生物結(jié)合以獲得長(zhǎng)期穩(wěn)定連接的各種植入物表面處理盡管已證明是成功的，但仍然需要在骨骼生長(zhǎng)出現(xiàn)之前進(jìn)行初步的固定和穩(wěn)定化處理。對(duì)植入物進(jìn)行機(jī)械固定的一個(gè)簡(jiǎn)單的方法，就是用螺釘或其他機(jī)械緊固件將其固定在骨骼內(nèi)。但是，由于手術(shù)部位周?chē)墓趋赖男再|(zhì)，以及諸如動(dòng)脈位置等其他限制因素，只能在特定的有限區(qū)域應(yīng)用螺釘。對(duì)于外科醫(yī)生而言，使用螺釘對(duì)植入物進(jìn)行固定僅是基于植入物布置和骨骼質(zhì)量所考慮的一種選擇。
[0009]因此，需要對(duì)植入物的設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)，以提供短期和長(zhǎng)期的固定作用和穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明結(jié)合脛骨單髁植入物的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行如下描述。然而，本發(fā)明同樣適用于其他的矯形植入物，包括股骨單課植入物，甚至全植入物(total implants)ο例如，在下面的描述中，本發(fā)明提供了一種用于內(nèi)側(cè)髁的脛骨植入物。然而，該優(yōu)選實(shí)施例也可以用于外側(cè)髁，并且當(dāng)以這樣的方式使用時(shí)，某些特征將具有相反的方位。為了簡(jiǎn)化，以下只針對(duì)脛骨植入物的內(nèi)側(cè)部件特征進(jìn)行描述。
[0011]根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施方式，本發(fā)明提供了一種脛骨單髁植入物。該脛骨植入物包括定位在脛骨植入物的表面以埋入制備好的骨骼內(nèi)的脛骨龍骨，其具有沿縱向延伸的第一凸部和沿垂直于第一凸部的方向延伸的第二凸部。第一凸部可由空隙隔斷，從而為其它的植入物或儀器留出間隙。第二凸部與第一凸部相交。脛骨植入物可以由金屬、聚合物、生物可降解的材料、多孔金屬材料或者它們的組合來(lái)制造。所述的裝置可以通過(guò)增材制造(additive manufacturing)技術(shù)來(lái)生產(chǎn)，諸如直接金屬激光燒結(jié)。
[0012]脛骨龍骨配置為前后方向的凸部，其帶有沿內(nèi)外方向延伸的相交龍骨段。該脛骨龍骨包括位于脛骨龍骨的骨骼界面前緣上的實(shí)心材料，即實(shí)心端部，以及位于脛骨托盤(pán)與脛骨龍骨的實(shí)心端部之間的多孔材料。根據(jù)需要，脛骨植入物可包括用于將脛骨植入物固定至骨骼的骨螺釘。
[0013]根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，本發(fā)明提供的脛骨單髁植入物具有脛骨龍骨，其配置為前后方向的凸部，在其最前面為沿內(nèi)外方向的相交龍骨。該脛骨龍骨包括位于龍骨前緣上的實(shí)心材料、位于脛骨托盤(pán)與龍骨的實(shí)心端部之間的多孔材料以及位于脛骨龍骨與脛骨托盤(pán)相交處的脛骨龍骨朝內(nèi)部分上的較小凸部。脛骨植入物可以由金屬、聚合物和/或生物可降解的材料來(lái)制造。根據(jù)需要，脛骨植入物可包括用于將脛骨植入物固定至骨骼的骨螺釘。
[0014]根據(jù)再一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，本發(fā)明提供的脛骨單髁植入物具有脛骨龍骨，其配置為前后方向的凸部，在其最前面為沿內(nèi)外方向的相交龍骨。該脛骨龍骨包括位于龍骨前緣上的實(shí)心材料、位于脛骨托盤(pán)與龍骨的實(shí)心端部之間的多孔材料，所述龍骨的實(shí)心端部植入骨骼當(dāng)中較小的預(yù)制孔內(nèi)形成過(guò)盈配合。脛骨植入物可以由金屬、聚合物和/或生物可降解的材料來(lái)制造。根據(jù)需要，脛骨植入物可包括用于將脛骨植入物固定至骨骼的骨螺釘。
[0015]根據(jù)又一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，本發(fā)明提供的脛骨單髁植入物具有脛骨龍骨，其配置為前后方向的凸部，在其最前面為沿內(nèi)外方向的相交龍骨。該脛骨龍骨包括位于龍骨前緣上的實(shí)心材料、位于脛骨托盤(pán)與龍骨的實(shí)心端部之間的多孔材料以及位于脛骨龍骨與脛骨托盤(pán)相交處的脛骨龍骨朝內(nèi)部分上的較小凸部，其中該凸部?jī)?yōu)先促使脛骨植入物植入在切除的中間脛骨隆起附近預(yù)制的骨骼。該脛骨植入物植入骨骼當(dāng)中較小的預(yù)制孔內(nèi)形成過(guò)盈配合。脛骨植入物可以由金屬、聚合物和/或生物可降解的材料來(lái)制造。根據(jù)需要，脛骨植入物可包括用于將脛骨植入物固定至骨骼的骨螺釘。
[0016]根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，本發(fā)明提供了一種用于脛骨單髁植入物的龍骨。該龍骨連接到脛骨植入物的脛骨托盤(pán)，并包括位于該龍骨與脛骨托盤(pán)相交處的龍骨朝內(nèi)部分上的較小凸部，其中該凸部將脛骨植入物推入在切除的脛骨隆起附近預(yù)制的骨骼。該龍骨可以由金屬、聚合物和/或生物可降解的材料來(lái)制造。根據(jù)需要，脛骨植入物可包括用于將脛骨植入物固定至骨骼的骨螺釘。
[0017]根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，本發(fā)明提供了具有脛骨托盤(pán)的脛骨單髁植入物，其中所述脛骨托盤(pán)具有多孔龍骨和從該龍骨延伸的凸部。脛骨托盤(pán)承載聚乙烯脛骨支承部件，該脛骨支承部件具有與股骨部件連接的連接表面。該脛骨支承部件可以是一種模塊化的聚乙烯脛骨支承部件。該脛骨植入物和脛骨支承部件也可以形成為一個(gè)單體式部件。作為另一種選擇，該具有多孔龍骨的脛骨托盤(pán)也可以由用于形成脛骨支承部件的單一生物材料來(lái)形成。根據(jù)需要，脛骨植入物可包括用于將脛骨植入物固定至骨骼的骨螺釘。
[0018]根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，本發(fā)明提供的脛骨單髁植入物的材料的至少一個(gè)部分，該部分在其正常狀態(tài)形成至少一個(gè)不間斷的植入物表面，該部分可以由存在的剪切部分所限定的可預(yù)測(cè)形狀從脛骨植入物的大部分主體上分離。當(dāng)除去材料的剪切