用于股骨膝植入系统的股骨部件的制作方法
用于股骨膝植入系统的股骨部件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于全膝成形术的装置、系统和方法。本发明包括利用移动支承技术的股骨膝置换假体。
【背景技术】
[0002]现有的膝置换假体发明不适用于所有患者，因为它们是基于西方的生活方式并且制作为用于植入日常生活中活动受限的老年患者。随着世界各地医疗保健的改善，人们的寿命延长，并且不同种族的生活方式各异，膝构成亦不同。因此，骨科医师在为膝疼痛和关节炎退行性变化的青年患者进行植入时，这些患者都不愿意因为老旧植入物所带来的运动范围有限而牺牲他们的生活方式。有限的运动范围是当前膝置换假体技术存在的一个问题。
[0003]当骨科医师考虑为疼痛的患关节炎的膝进行全膝成形术时，主要目的在于实现无痛行走。然而，正常生活的其余功能，诸如爬楼梯、从椅子上站起来、蹲下的能力以及跪下都因为术后运动范围的限制而不容易实现。
[0004]目前，用于增强膝的术后屈曲的膝置换设计使用凸轮-支柱或者后稳定型轴套。这些类型的设计已经产生了不良后果，例如，股骨部件的过度磨损或者松弛。这些不良后果是由于在膝的中间区域到后区域中的支柱的相互作用而导致的。另外，凸轮-支柱植入物不能完成回滚，因此不允许膝进行自然移动。大多数市场上可买到的股骨植入物均具有较长、较薄的后髁。由于在最后的髁尖与胫骨支承部件之间的撞击，较长、较薄的后髁使膝关节的前腔室上升大于90°的屈曲。另外，现有的植入物设计不允许髌骨位于其大多数解剖位置和方向，这也抑制屈曲。
[0005]本发明提出了一种新的改进型股骨膝植入物，通过增加运动范围解决了改进术后功能的持续需求。
【发明内容】
[0006]在一个方面中，本文提供了一种股骨膝置换假体，其包括:股骨部件、胫骨支承部件和胫骨平台部件。所述股骨部件包括:前髁，所述前髁具有与由髌骨沟隔开的近端内侧相邻的近端外侧。所述股骨部件还包括:远端髁外侧，所述远端髁外侧在所述前髁的所述近端外侧下方；以及远端髁内侧，所述远端髁内侧在所述前髁的所述近端外侧下方，其中，所述远端髁内侧与所述远端髁外侧相邻。所述股骨髁进一步包括:外侧后髁，所述外侧后髁从所述远端髁外侧向后延伸；以及内侧后髁，所述内侧后髁从所述远端髁内侧向后延伸，其中，所述外侧后髁平行于所述内侧后髁。所述胫骨支承部件包括用于与所述股骨部件和远侧紧密配合的近端侧以及所述远侧包括支杆。所述胫骨平台部件包括:近侧，所述近侧具有用于接收所述胫骨支承部件的开口 ；以及远侧，所述远侧具有迎合于安装在胫骨中的支柱。
[0007]在另一方面中，本文提供了一种股骨植入物，其包括:前平面表面、后平面表面、远端平面表面、前-远端平面表面、后-远端平面表面以及至少一个固定至所述远端平面表面的支柱。所述前平面表面与具有近端外侧和近端内侧的前髁相对。所述后平面表面平行于所述前平面表面并且与后髁相对。所述远端平面表面与所述远端髁相对并且与连接所述前平面表面和所述后平面表面的垂直线向远侧形成约15°的角。所述前-远端平面表面与所述前髁和所述远端髁相对并且连接所述前平面表面的远端和所述远端平面表面的前端。所述后-远端平面表面与所述远端髁和后髁相对并且连接所述远端平面表面的后端和所述后平面表面的远端。
[0008]本发明的各个实施例用本发明的人造膝植入假体置换疼痛且变形的膝关节。本发明将恢复正常功能，实现膝高达约160度的完全屈曲，消除疼痛，并且永久使用。进一步地，本发明设计为实现使患者能够恢复其日常活动的近乎正常的功能。
[0009]本发明的这些及其他目标、特征和优点将通过以下结合附图对本发明的各个方面的详细说明而变得显而易见。
【附图说明】
[0010]附图包含在本说明书中并且构成了本说明书的一部分，图示了本发明的实施例并且与在本文中的详细说明一起用于阐释本发明的原理。附图仅用于图示优选实施例，不应理解为是对本发明进行限制。
[0011]图1示出了根据本发明的一个方面的从内侧减去胫骨的股骨膝假体的前斜视图；
[0012]图2示出了根据本发明的一个方面的从后外侧看的图1的股骨膝假体的分解图；
[0013]图3示出了根据本发明的一个方面的图1的股骨膝假体的股骨部件的仰视图；
[0014]图4示出了根据本发明的一个方面的图1的股骨膝假体的股骨部件的前视图；
[0015]图5示出了根据本发明的一个方面的图1的股骨膝假体的胫骨部件的胫骨支承部件的俯视图；
[0016]图6示出了根据本发明的一个方面的图5的胫骨支承部件的前视图；
[0017]图7示出了根据本发明的一个方面的图5的胫骨支承部件的侧视图；
[0018]图8示出了根据本发明的一个方面的图5的胫骨支承部件的仰视图；
[0019]图9示出了根据本发明的一个方面的图5的胫骨支承部件的等距视图；
[0020]图10示出了根据本发明的一个方面的图1的股骨膝假体的胫骨托部件的俯视图；
[0021]图11示出了根据本发明的一个方面的图10的胫骨托部件的侧视图；
[0022]图12示出了根据本发明的一个方面的图10的胫骨托部件的侧视图；
[0023]图13示出了根据本发明的一个方面的图1的股骨膝假体的股骨部件的外侧视图；
[0024]图14示出了根据本发明的一个方面的图13的股骨部件的外侧视图，描绘了三个圆形区域的角；
[0025]图15示出了根据本发明的一个方面的图13的股骨部件的外侧视图，描绘了内后髁表面的中间点；
[0026]图16示出了根据本发明的一个方面的图13和14的股骨部件的后髁的外侧视图，描绘了本发明的后髁的半径；
[0027]图17示出了根据本发明的一个方面的图1的组装后的股骨膝假体的外侧视图；
[0028]图18示出了根据本发明的一个方面的屈曲60°的图1的组装后的股骨膝假体的外侧视图；
[0029]图19示出了根据本发明的一个方面的屈曲90°的图1的组装后的股骨膝假体的外侧视图；
[0030]图20示出了根据本发明的一个方面的屈曲130°的图1的组装后的股骨膝假体的外侧视图；
[0031]图21示出了根据本发明的一个方面的屈曲120°、130°和140°的图1的组装后的股骨膝假体的外侧视图；以及
[0032]图22示出了根据本发明的一个方面的屈曲160°的图1的组装后的股骨膝假体的外侧视图。
【具体实施方式】
[0033]在本申请中，词语“近端”、“远端”、“前”、“后”、“内”、“外”、“上”和“下”均通过其标准用法定义，用于根据自然骨骼的相对分布指示骨骼或者与骨骼联接的假体的具体部位或者部分，或者是供参考的方位术语。例如，“近端”是指骨骼或者假体离躯干最近的的部分，而“远端”表示骨骼或者假体离躯干最远的部分。作为术语的方向性用法的示例，“前”是指朝身体的前侧的方向；“后”是指朝身体的后侧的方向；“内”是指朝身体的中线的方向，而“外侧”是指朝外侧或者远离身体的中线侧的方向。另外，作为术语的方向性用法的示例，“上”是指朝身体顶部或者头部的方向，而“下”是指朝身体的底部或者脚的方向。这类术语在描述植入物的定向和膝的标准构成时得以完全理解。
[0034]进一步地，出于简洁起见，将相对于身体的一侧对本文所描述的装置、方法及其方面、部件、特征等进行描述。然而，由于人体较为对称或者绕对称线(中线)一致，特此专门估计，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本文所描述和/或图示的装置、方法及其方面、部件、特征等可以变化、改变、修改、重新配置或者更改以供身体的另一侧使用或者与身体的另 一侧相关联，以用于相同或者相似的目的。
[0035]参考附图，其中，在若干视图中，相似的附图标记用于指示相似的或者类似的部件，具体参考图1和图2，图1和图2图示了示例性实施例股骨膝假体10。术语“股骨膝假体”、“植入膝”、“植入物”、“股骨-胫骨植入物”以及“过度屈曲植入物”均可交替使用并且均指用于置换受损膝关节的装置。如最好在图1中可见的，通过前-内侧视图组装并且示出了股骨膝假体10。股骨膝假体10包括股骨部件100、胫骨支承部件200以及胫骨平台300。股骨部件100位于胫骨支承部件200的近端侧上，而胫骨支承部件200的远端侧位于胫骨平台300的近端表面上。图2图示了股骨膝假体10的分解图，并且通过外俯视图示出了本实施例的股骨部件100、胫骨支承部件200以及胫骨平台300。
[0036]股骨部件100迎合于安装至股骨的远端。股骨部件100包括前髁或者连接至远端髁104的指骨102，远端髁104又连接至后髁106。前髁102包括与近端内侧100相邻的近端外侧108和位于外侧108与内侧110之间以容纳髌骨的髌骨沟112。髌骨沟112持续到远端髁104中，远端髁104包括与远端内侧116相邻的远端外侧114，，其中，髌骨沟112在远端外侧114与远端内侧116之间延伸。
[0037]后髁106包括:平行于内侧后髁120的外侧后髁118，以及在外侧后髁118与内侧后髁120之间的髁间开口 122。远端外侧114和远端内侧116的内表面分别包括:用于将股骨部件100附接或者固定至患者的股骨的支杆或者支柱124。
[0038]现在参考图3、图4和图13，继续参考图1和图2，近端外侧108比近端内侧110更进一步地在近端方向上延伸以覆盖暴露出来的股骨的截骨面。近端内侧110比近端外侧108约短百分之三十(30% )，其中，近端内侧110可以具有从远端髁104的下侧到近端内侧110的上侧的的近端-远端尺寸或者高度，该近端-远端尺寸或者高度在大约41mm到52mm范围内，以及近端外侧108可以具有从远端髁104的下侧到近端外侧108的上端的近端-远端尺寸或者高度，该近端-远端尺寸或者高度在大约44_到62_范围内。近端外侧108的内表面128还可以具有高度在大约29mm到39mm范围内的前髁102的前平面表面164，而前髁102的近端内侧110的前平面表面164的高度在大约20mm到29mm范围内。在本发明中，近端外侧108可以厚于近端内侧110，以当髌骨在膝的急性屈曲期间提供髌骨部件的稳定性。近端外侧108可以具有在大约7mm到12mm范围内的前-后尺寸或者厚度，而近端内侧110可以具有在大约4mm到5mm范围内的前-后尺寸或者厚度。通过在前_后方向上使近端外侧108相对于近端内侧110的厚度增加约2mm至7mm，对髌骨沟112纵向加深以当膝屈曲时迎合髌骨的下沉。髌骨沟112可以增强膝的屈曲。
[0039]髌骨沟112可以具有角度a，该角度大体上与髌骨植入物匹配并且大约为6°。该角度还可以朝远端股骨的中心角外侧引导6°以模构成上的髌骨沟。前指骨102在前髁间区域132处的内侧-外侧尺寸或者宽度可以在大约38mm到54mm范围内。在股骨部件100的外表面上，在相当于前后十字韧带会附接至股骨的内表面的位置处，测量前髁间区域132的宽度。现在参考图13，前指骨102的近端外侧108还可以包括:从测量前髁间宽度的点到前指骨102的近端前侧108的上端的近端-远端尺寸或者高度，该近端-远端尺寸或者高度可以在约29mm到39mm范围内。另外，前指骨102的近端内侧110可以包括:从测量前髁间宽度的点到近端内侧110的上端的近端-远端尺寸或者高度，该近端-远端尺寸或者高度在约20mm到29mm范围内。如图4可见，前指骨102还可以包括:在基准线134处获取的内侧-外侧尺寸或者宽度，该内侧-外侧尺寸或者宽度在约29mm到41mm范围内。
[0040]如图3和4可见，两个远端髁104的远端外侧髁114和远端内侧髁116分别为股骨部件100抵接胫骨支承部件200的第一和第二支承表面。远端外侧髁114和远端内侧髁116通过髌骨沟112的远端部分和髁间部分126连接。如图13所图示的，远端髁104可以具有从前指骨102的外表面到两个后髁118、120的外表面的前-后外长度，该前-后外长度在约52mm到84mm范围内。远端髁104还可以具有从前指骨102的内表面到两个后髁118、120的内表面测得的前-后内长度，该前-后内长度大体上在大约35mm到55mm范围内。远端髁104可以具有大约9mm的近端-远端厚度。
[0041]如图3和4所示，两个后髁106沿经股骨上髁轴136的内侧-外侧尺寸或者宽度可以在大约58mm到76mm范围内。外侧后髁118可以与形成髁间开口 122的内侧后髁120间隔隔开，该髁间开口 122可以具有在约16mm到24_范围内的内侧-外侧尺寸或者宽度。外侧后髁118和内侧后髁120可以具有沿线142的从后髁118、120的顶点140到远端髁104的外表面的近端-远端尺寸或者高度，该近端-远端尺寸或者高度在大约36mm到42mm范围内，如图13所示。外侧和内侧后髁118、120可以具有沿线142并且垂直于线142的中间点处测得的前-后厚度，其中，该厚度可以在约1mm到17mm范围内。如图13和14所见，当平分从外侧或者内侧后髁118、120的顶点到其在远端髁104的弯曲外表面上的线性延伸部分所绘制的线时，限定出了中间点146。由于后髁106的中间点146的厚度增加，所以本发明的股骨膝假体10的屈曲已经增加。
[0042]如图1、图2和图13所图示的，前-后盒形成在与前髁、远端髁和后髁相对的股骨部件100的内表面上。前-后盒包括五个平面表面:前表面164、前-远端表面166、远端表面168、前-后表面170和后平面表面144。前平面表面164与前髁102相对，创建近端外侧108的大约7mm到12mm的厚度和近端内侧110的大约4mm到5mm的厚度。前平面表面164在近端外侧108上具有在约29mm到39mm范围内的高度并且在近端内侧110上具有在约20mm到29mm范围内的高度。远端平面表面168与远端髁104相对，创建远端髁的约9mm的厚度。前-远端平面表面166同时与前髁102和远端髁104相对并且连接前平面表面164的远端和远端平面表面168的前端。后平面表面144与后髁106相对，仓Il建外侧和内侧后髁118、120的在大约1mm到17mm范围内的厚度。后平面表面144具有外侧和内侧后髁118、120的在大约14_到20_范围内的近端-远端尺寸或者高度。后-远端平面表面170问时与远端縣104和后縣106相对并且连接远端平面表面168的后端和后平面表面144的远端。在前平面表面164与后平面表面144之间的长度在大约35mm到55mm范围内。远端平面表面168还可以与连接前平面表面164和后平面表面144的垂直线向远侧地成约15°的角Θ。
[0043]如图1至图2以及图5至图9所图示的，胫骨支承部件200包括近侧202和远侧204。胫骨支承部件200可以由生物相容性支承材料组成，诸如，例如UHMWPE。胫骨支承部件200的形状设计为使股骨部件100能够与胫骨支承部件200铰接，该胫骨支承部件200是移动的并且自然旋转。近侧202包括与内侧凹陷208平行的外侧凹陷206以及在外侧和内侧凹陷206、208之间的中心隆凸210。外侧和内侧凹陷206、208的形状为加深内凹表面，以迎合股骨部件100的远端髁104和后髁106的凸出外支承表面。外侧和内侧凹陷206、208的相应凸形使在股骨部件100与胫骨支承部件200之间的接触面积最大化。另外，通过在远端髁和后髁104和1 06与胫骨支承部件200之间维持大接触面积，植入物10的移动支承设计能够在伸展或屈曲时提供胫骨支承部件200的自然旋转。中心隆凸210提供了胫骨支承部件200的附加稳定以防止植入的假体10产生内侧和外侧摇晃并且使接触面积增加。中心隆凸210的前侧包括前沟212，以及中心隆凸210的后侧包括后沟214。前沟212的形状设计为在深屈曲时避免与髌骨产生任何过度接触。后沟214的形状设计为迎合保持的后十字韧带(“PCL”)。胫骨支承部件200的远侧204具有大体上呈平面的表面并且包括在远方向上从该大体上呈平面的表面延伸出来的支杆216。
[0044]胫骨平台或托300，如图1至图2以及图10至图12中所示，包括近侧302和远侧304。近侧302具有大体上呈平面的表面，该表面使胫骨支承部件200能够旋转。近侧302也包括开口 306，该开口大体上处于内侧-外侧方向的中心处。开口 306使胫骨平台300能够在支杆216被插入到开口 306时与胫骨支承部件200的支杆216铰接。远侧304具有大体上平面的表面并且包括用于固定至胫骨的支杆308。支杆308大体上位于胫骨平台300的中心处并且可以包括至少一个鳍或肋312。在图示的实施例中，该至少一个鳍或肋312包括四个鳍。然而，该至少一个鳍312可以优选地介于两个鳍与六个鳍之间，并且更优选地是四个鳍。该至少一个鳍312可以防止胫骨平台300在固定在胫骨中之后进行旋转。另外，支杆308也可以防止并且迎合在膝承重活动期间在胫骨处的任何过度摇晃。胫骨平台300的后侧包括后沟310。后沟310与胫骨支承部件200的后沟214几乎相同并且形状相似以迎合保持的PCL。
[0045]股骨部件100，特别地后髁106，配置为抑制旋出并且增强植入膝的完全屈曲到例如大约160°。通过利用增加后髁106的厚度使股骨上升而紧固屈曲时的侧副韧带，来防止胫骨部件200旋出。后髁106也将股骨部件100压紧到胫骨支承部件200上，从而使股骨部件100相对于胫骨支承部件200稳定。本发明的股骨膝假体10也通过创建较宽的后间隙而增强完全屈曲，该较宽的后间隙使股骨部件100能够自由回滚并且能够创建最佳的髌骨张力，从而使植入的膝假体10能够完全屈曲。
[0046]本发明的股骨膝假体10将通过增强并稳定合适的回滚，创建在深屈曲中的较宽支承接触面积(这减小了过度磨损和后部稳定性)，实现髌韧带更深入的放置且自然定向，以及在经股骨宽度136与前髁间宽度132之间创建合适的宽度，来确保过度屈曲能力。所有这些因素都使植入的膝假体具有实现过度屈曲(即，160° )的能力。股骨膝假体10在急性屈曲(即，160° )时使后髁106上升。如图16所示，使膝的后腔室上升是利用股骨部件100来完成的，该股骨部件100包括缩短的近端-远端高度142，具有圆化的端部140，以及圆圈160的前-后直径的厚度增加。外侧和内侧后髁118、120的附加厚度在外侧和内侧后髁118、120的中间点146处最大化。在中间点146处的附加厚度不意在迎合在后屈曲间隙中的任何不稳定性。通过增加外侧和内侧后髁118、120的厚度和前髁102的近端外侧108，股骨部件100的总前-后长度会增加并且会实现膝的过度屈曲(即，160° )。
[0047]后髁106的圆圈160的前-后直径增加也会使植入膝10的后空间在屈曲期间极大地增加，从而使植入膝10的胫骨支承部件200屈曲到完全或急性屈曲，大约160°，而不会在膝的在胫骨支承部件200的后缘218与外侧和内侧髁118、120之间的后部发生撞击。在正常膝中，当完全屈膝时，例如，蹲下或跪下，正常胫骨的后部在回滚时滑到股骨的后髁下方并且使膝能够完全屈曲。股骨部件100的设计的该实施例精确地模仿了正常膝屈曲达到160°的生物力学。后髁106的前-后直径160增加也实现了髌骨的恰当对齐和伸展。
[0048]现在参考图13至图15，示出了股骨部件100的侧视图。在体内，亚洲人后髁的长度通常在14mm到20mm之间，而白种人的后髁长度则大于20mm。后髁106的后平面表面144具有在大约14mm到20mm范围内的高度，以迎合股骨植入物100的外侧后髁118和内侧后髁120的伸展。外侧和内侧后髁118、120的前-后曲率配置为绕后曲率半径148旋转，当膝屈曲时，该后曲率半径148具有较小的单旋转轴。后髁106的支承表面的后半径148在大约14mm到20mm范围内。
[0049]在图14和图15中描绘了股骨部件100的外侧视图，示出了处于不同角度下的区域的分开。股骨部件100设计有三个主要的铰接区域。后铰接区域154为后髁106的支承表面创建最小的曲弧。缩短且加厚的髁的曲弧使股骨部件100能够屈曲达到160°。后区域154将具有约14mm到20mm的后半径148。远端铰接区域156具有最大的曲率半径并且示出为是远端髁104的支承表面。后区域154配置为凸形大接触面积以降低接触应力并且增加稳定性。远端区域156将具有约32mm到42mm的远端半径150。最前的铰接区域158是一条温和的曲线，该曲线通过使用前髁102的外部而创建中等大小的圆圈并且具有约23mm到29mm的前半径152。通过前半径152创建的前区域158将具有温和的曲线，而运动中心落在膝的前部。通过远端半径150创建的远端区域156将具有略微靠后的中心(所谓的瞬时中心)，从而将后动量维持在膝的屈曲开始处。通过后半径148创建的后区域154使植入膝能够完全屈曲接近大约160°。本发明的多个优点包括:(I)通过胫骨支承部件200的后端消除了远端股骨的后部分在急性屈曲(160° )时发生撞击的可能性；(2)使胫骨支承部件200像正常膝一样在屈曲时能够平滑地回滚；(3)使胫骨支承部件200能够正常地旋转以使膝周围的软组织不在应力下迎合完全屈曲，实现自然且平滑的最大屈曲；(4)使髌韧带深深地处于植入物10中以及由此实现更多的屈曲。
[0050]图16示出了勾画出了膝的后髁106的轮廓的圆圈160。形成本发明的外侧后髁118的外表面162的圆圈160具有大约14mm到20mm的半径。圆圈160表示股骨部件100的运动范围。再次，后髁106的厚度在中间点146处较厚，在大约1mm到17mm范围内。圆圈160展示出:(1)较小的单轴，以增强膝的屈曲；(2)较小的单轴，以加速屈曲，容易使膝自然地且正常地屈曲；(3)通过增加股骨部件的高度(前-后“AP”对齐)，增加前伸肌机构的向量和以及由此增加膝的伸展力的强度。在健康的膝中，该向量通过髌韧带、髌骨和股四头肌结构形成。该向量和是膝的伸展力的实际强度。由于髌韧带和髌骨的向量所在部分是固定的，所以对于从椅子上站起、爬楼梯等活动而言，膝的伸展力的变化取决于股四头肌结构的强度。通常，长时间站立疼痛和停止使用会削弱股四头肌结构。通过延长向量并且增加股骨部件100的总前-后长度，术后会增强肌肉功能。进一步地，在本发明中，在急性屈曲时，后髁106将跳过胫骨支承部件200并且使胫骨支承部件200能够回滚。
[0051]现在参考图17至图22，这些图是处于各种屈曲角度下的股骨膝假体10的外侧视图。相对于胫骨支承部件200和胫骨平台300示出了股骨膝假体10处于大约0°到160°范围内的角度下。图17至图22展示了植入膝10在屈曲时将如何动作。参考图17，图示了股骨膝假体10处于约0°屈曲。在约60°的角度β下，胫骨支承部件200会回滚，从而维持伸展状态下的完全接触和大范围的接触，如图18所示。该大范围接触的配置会减小在股骨部件100与胫骨支承部件200之间的接触应力。因为接触应力减小，所以增加了可穿戴支承材料的寿命。采用降低接触应力来增加接触面积的构思已经在体内和体外测试中证明了该寿命。图19描绘了处于大约90°的屈曲角 度γ下的植入膝10，而图20示出了处于约130°的屈曲角度δ下的植入膝10。现在参考图21，示出了处于若干屈曲角度下的股骨膝假体10，包括约120°的角度ε、约130°的角度δ以及约140°的角度ζ。
[0052]最后，在图22中描绘了大约160°屈曲角度η下的植入膝10。回滚对于将植入膝10的最大屈曲增强为接近160°并且减少对胫骨支承部件200的支承材料的磨损很重要。植入物10会随着植入膝的屈曲而旋转。胫骨支承部件200的内侧部分是在外侧部分在后方向上往回移动时的旋转轴。该旋转的总和可以发生在股骨-胫骨接触面积以及胫骨托300的平坦部分处。由于移动支承装置使胫骨支承部件200能够在胫骨平台300中移动的设计和膝的软组织结构的作用，发生了组合式旋转。当然，在手术时需要对软组织结构(韧带)进行平衡。
[0053]经股骨宽度136与前髁间宽度132之比也很重要，如图4所示。在已经制好股骨的骨切口之后，形成真正的前髁间宽度132。经股骨宽度136与股骨部件100的前髁间宽度132之比在100/70到100/72范围内。周围的软组织将允许最大急性屈曲，通过实现100/70到100/72的比率，该屈曲高达160。ο
[0054]已经参考优选实施例对本发明进行了描述。要理解，在本文中描述的架构实施例和操作实施例是对多种可能布置的示例以提供相同的一般性特征、特性和一般性系统操作。在阅读并理解前述详细说明时，可以对其他实施例进行修改和更改。旨在将本发明视为包括所有这类修改和更改。
【主权项】
1. 由此在已经描述了优选实施例之后，本发明现在要求:. 1.一种股骨膝置换假体，其包括: 股骨部件，其包括: 前髁，所述前髁具有与由髌骨沟隔开的近端内侧相邻的近端外侧； 远端髁外侧，所述远端髁外侧在所述前髁的所述近端外侧下方； 远端髁内侧，所述远端髁内侧在所述前髁的所述近端外侧下方，其中，所述远端髁内侧与所述远端髁外侧相邻； 外侧后髁，所述外侧后髁从所述远端髁外侧向后延伸；以及 内侧后髁，所述内侧后髁从所述远端髁内侧向后延伸，其中，所述外侧后髁平行于所述内侧后髁； 胫骨支承部件，所述胫骨支承部件具有近侧和远侧，其中，所述近侧与所述股骨部件紧密配合以及所述远侧包括支杆；以及 胫骨平台部件，所述胫骨平台部件具有近表面和远表面，所述近表面与所述胫骨支承部件的所述远侧紧密配合并且包括用于接收所述胫骨支承部件的支柱的开口，以及所述远表面包括迎合于安装在胫骨中的支柱。2.根据权利要求1所述的股骨膝置换假体，其中，所述远端髁进一步包括: 在所述远端髁外侧的内表面上的第一支柱；以及 在所述远端髁内侧的内表面上的第二支柱。3.根据权利要求2所述的股骨膝置换假体，其中，所述第一支柱和所述第二支柱迎合于安装到股骨中。4.根据权利要求1所述的股骨膝置换假体，其中，所述外侧后髁和所述内侧后髁具有在约36毫米到42毫米范围内的前-后高度。5.根据权利要求1所述的股骨膝置换假体，其进一步包括:在所述外侧后髁与所述内侧后髁中的每一个中的中间点，所述中间点具有在约10毫米到17毫米范围内的厚度。6.根据权利要求1所述的股骨膝置换假体，其中，所述外侧和内侧后髁的内表面的后表面在约14毫米到20毫米范围内。7.根据权利要求1所述的股骨膝置换假体，其中，所述前髁的所述近端外侧具有在约44毫米到62毫米范围内的近端-远端高度以及在约29毫米到39毫米范围内的内-前表面尚度。8.根据权利要求7所述的股骨膝置换假体，其中，所述前髁的所述近端内侧具有在约41毫米到52毫米范围内的近端-远端高度以及在约20毫米到29毫米范围内的内-前表面尚度。9.根据权利要求1所述的股骨膝置换假体，其中，所述近端外侧包括第一前-后厚度以及所述近端内侧包括第二前-后厚度。10.根据权利要求9所述的股骨膝置换假体，其中，所述第一前-后厚度大于所述第二前-后厚度。11.根据权利要求10所述的股骨膝置换假体，其中，所述第一前-后厚度在约7毫米到12毫米范围内以及所述第二前-后厚度在约4毫米到5毫米范围内。12.根据权利要求1所述的股骨膝置换假体，其中，所述远端髁外侧和所述远端髁内侧分别具有在约52晕米到84 _米范围内的前-后外长度。13.根据权利要求1所述的股骨膝置换假体，其中，所述远端髁外侧和所述远端髁内侧分别具有在约35毫米到55毫米范围内的前-后内长度以及约9毫米的近端-远端厚度。14.根据权利要求1所述的股骨膝置换假体，其中，所述股骨部件包括经股骨宽度和前髁间宽度。15.根据权利要求13所述的股骨膝置换假体，其中，所述经股骨宽度与所述前髁间宽度之比在大约100/70到约100/72范围内。16.根据权利要求13所述的股骨膝置换假体，其中，所述经股骨宽度在约58毫米到76毫米范围内，以及所述前髁间宽度在约38毫米到54毫米范围内。17.根据权利要求1所述的股骨膝置换假体，其中，所述股骨部件进一步包括: 前铰接区域，所述前铰接区域具有前半径； 远端铰接区域，所述远端铰接区域具有远端半径；以及 后铰接区域，所述后铰接区域具有后半径，其中，所述远端半径大于所述前半径，以及近端半径最小。18.根据权利要求17所述的股骨膝置换假体，其中，所述前半径在约23毫米到29毫米范围内；所述远端半径在约32到42毫米范围内；以及所述前半径在约14毫米到20毫米范围内以促进过度屈曲。19.根据权利要求18所述的股骨膝置换假体，其中，过度屈曲包括在约0°到160°范围内的运动范围。20.一种股骨植入物，其包括: 前平面表面，所述前平面表面与具有近端外侧和近端内侧的前髁相对； 后平面表面，所述后平面表面平行于所述前平面表面并且与后髁相对； 远端平面表面，所述远端平面表面与远端髁相对并且与连接所述前平面表面和所述后平面表面的垂直线向远侧成约15°的角； 前-远端平面表面，所述前-远端平面表面与所述前髁和所述远端髁相对，其中，所述前-远端平面表面连接所述前平面表面的远端和所述远端平面表面的前端； 后-远端平面表面，所述后-远端平面表面与所述远端髁和后髁相对，其中，所述后-远端平面表面连接所述远端平面表面的后端和所述后平面表面的远端；以及 至少一个固定至所述远端平面表面的支柱。21.根据权利要求20所述的股骨植入，其中，在所述前平面表面与所述前髁的所述近端外侧之间的前-后厚度在从约7毫米到12毫米范围内；在所述前平面表面与所述前髁的所述近端内侧之间的前-后厚度在约4毫米到5毫米范围内；在所述后平面表面与所述后髁之间的前-后厚度在约10毫米到17毫米范围内；在所述远端平面表面与所述远端髁之间的前-后厚度为约9毫米；以及内长度在约35毫米到55毫米范围内。
【专利摘要】公开了一种股骨膝置换假体，其包括：股骨部件、胫骨支承部件和胫骨平台部件。所述股骨部件包括：前髁，所述前髁具有与由髌骨沟隔开的近端内侧相邻的近端外侧；与远端髁内侧相邻的远端外侧；以及平行于内侧后髁的外侧后髁。所述远端髁外侧和内侧在所述近端外侧和内侧下方，以及所述外侧和内侧后髁从所述远端髁外侧和内侧向后延伸。所述胫骨支承部件包括用于与所述股骨部件和远侧紧密配合的近端侧。所述胫骨平台部件包括：近侧，所述近侧具有用于接收所述胫骨支承部件的开口；以及远侧，所述远侧包括迎合于安装在胫骨中的支柱。
【IPC分类】A61F2/30, A61F2/38, A61F2/02, A61F2/28
【公开号】CN104902853
【申请号】CN201280077965
【发明人】康亨昱
【申请人】康亨昱
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2012年11月7日
【公告号】US20150257889, WO2014074095A1
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于全膝成形术的装置、系统和方法。本发明包括利用移动支承技术的股骨膝置换假体。
【背景技术】
[0002]现有的膝置换假体发明不适用于所有患者，因为它们是基于西方的生活方式并且制作为用于植入日常生活中活动受限的老年患者。随着世界各地医疗保健的改善，人们的寿命延长，并且不同种族的生活方式各异，膝构成亦不同。因此，骨科医师在为膝疼痛和关节炎退行性变化的青年患者进行植入时，这些患者都不愿意因为老旧植入物所带来的运动范围有限而牺牲他们的生活方式。有限的运动范围是当前膝置换假体技术存在的一个问题。
[0003]当骨科医师考虑为疼痛的患关节炎的膝进行全膝成形术时，主要目的在于实现无痛行走。然而，正常生活的其余功能，诸如爬楼梯、从椅子上站起来、蹲下的能力以及跪下都因为术后运动范围的限制而不容易实现。
[0004]目前，用于增强膝的术后屈曲的膝置换设计使用凸轮-支柱或者后稳定型轴套。这些类型的设计已经产生了不良后果，例如，股骨部件的过度磨损或者松弛。这些不良后果是由于在膝的中间区域到后区域中的支柱的相互作用而导致的。另外，凸轮-支柱植入物不能完成回滚，因此不允许膝进行自然移动。大多数市场上可买到的股骨植入物均具有较长、较薄的后髁。由于在最后的髁尖与胫骨支承部件之间的撞击，较长、较薄的后髁使膝关节的前腔室上升大于90°的屈曲。另外，现有的植入物设计不允许髌骨位于其大多数解剖位置和方向，这也抑制屈曲。
[0005]本发明提出了一种新的改进型股骨膝植入物，通过增加运动范围解决了改进术后功能的持续需求。
【发明内容】
[0006]在一个方面中，本文提供了一种股骨膝置换假体，其包括:股骨部件、胫骨支承部件和胫骨平台部件。所述股骨部件包括:前髁，所述前髁具有与由髌骨沟隔开的近端内侧相邻的近端外侧。所述股骨部件还包括:远端髁外侧，所述远端髁外侧在所述前髁的所述近端外侧下方；以及远端髁内侧，所述远端髁内侧在所述前髁的所述近端外侧下方，其中，所述远端髁内侧与所述远端髁外侧相邻。所述股骨髁进一步包括:外侧后髁，所述外侧后髁从所述远端髁外侧向后延伸；以及内侧后髁，所述内侧后髁从所述远端髁内侧向后延伸，其中，所述外侧后髁平行于所述内侧后髁。所述胫骨支承部件包括用于与所述股骨部件和远侧紧密配合的近端侧以及所述远侧包括支杆。所述胫骨平台部件包括:近侧，所述近侧具有用于接收所述胫骨支承部件的开口 ；以及远侧，所述远侧具有迎合于安装在胫骨中的支柱。
[0007]在另一方面中，本文提供了一种股骨植入物，其包括:前平面表面、后平面表面、远端平面表面、前-远端平面表面、后-远端平面表面以及至少一个固定至所述远端平面表面的支柱。所述前平面表面与具有近端外侧和近端内侧的前髁相对。所述后平面表面平行于所述前平面表面并且与后髁相对。所述远端平面表面与所述远端髁相对并且与连接所述前平面表面和所述后平面表面的垂直线向远侧形成约15°的角。所述前-远端平面表面与所述前髁和所述远端髁相对并且连接所述前平面表面的远端和所述远端平面表面的前端。所述后-远端平面表面与所述远端髁和后髁相对并且连接所述远端平面表面的后端和所述后平面表面的远端。
[0008]本发明的各个实施例用本发明的人造膝植入假体置换疼痛且变形的膝关节。本发明将恢复正常功能，实现膝高达约160度的完全屈曲，消除疼痛，并且永久使用。进一步地，本发明设计为实现使患者能够恢复其日常活动的近乎正常的功能。
[0009]本发明的这些及其他目标、特征和优点将通过以下结合附图对本发明的各个方面的详细说明而变得显而易见。
【附图说明】
[0010]附图包含在本说明书中并且构成了本说明书的一部分，图示了本发明的实施例并且与在本文中的详细说明一起用于阐释本发明的原理。附图仅用于图示优选实施例，不应理解为是对本发明进行限制。
[0011]图1示出了根据本发明的一个方面的从内侧减去胫骨的股骨膝假体的前斜视图；
[0012]图2示出了根据本发明的一个方面的从后外侧看的图1的股骨膝假体的分解图；
[0013]图3示出了根据本发明的一个方面的图1的股骨膝假体的股骨部件的仰视图；
[0014]图4示出了根据本发明的一个方面的图1的股骨膝假体的股骨部件的前视图；
[0015]图5示出了根据本发明的一个方面的图1的股骨膝假体的胫骨部件的胫骨支承部件的俯视图；
[0016]图6示出了根据本发明的一个方面的图5的胫骨支承部件的前视图；
[0017]图7示出了根据本发明的一个方面的图5的胫骨支承部件的侧视图；
[0018]图8示出了根据本发明的一个方面的图5的胫骨支承部件的仰视图；
[0019]图9示出了根据本发明的一个方面的图5的胫骨支承部件的等距视图；
[0020]图10示出了根据本发明的一个方面的图1的股骨膝假体的胫骨托部件的俯视图；
[0021]图11示出了根据本发明的一个方面的图10的胫骨托部件的侧视图；
[0022]图12示出了根据本发明的一个方面的图10的胫骨托部件的侧视图；
[0023]图13示出了根据本发明的一个方面的图1的股骨膝假体的股骨部件的外侧视图；
[0024]图14示出了根据本发明的一个方面的图13的股骨部件的外侧视图，描绘了三个圆形区域的角；
[0025]图15示出了根据本发明的一个方面的图13的股骨部件的外侧视图，描绘了内后髁表面的中间点；
[0026]图16示出了根据本发明的一个方面的图13和14的股骨部件的后髁的外侧视图，描绘了本发明的后髁的半径；
[0027]图17示出了根据本发明的一个方面的图1的组装后的股骨膝假体的外侧视图；
[0028]图18示出了根据本发明的一个方面的屈曲60°的图1的组装后的股骨膝假体的外侧视图；
[0029]图19示出了根据本发明的一个方面的屈曲90°的图1的组装后的股骨膝假体的外侧视图；
[0030]图20示出了根据本发明的一个方面的屈曲130°的图1的组装后的股骨膝假体的外侧视图；
[0031]图21示出了根据本发明的一个方面的屈曲120°、130°和140°的图1的组装后的股骨膝假体的外侧视图；以及
[0032]图22示出了根据本发明的一个方面的屈曲160°的图1的组装后的股骨膝假体的外侧视图。
【具体实施方式】
[0033]在本申请中，词语“近端”、“远端”、“前”、“后”、“内”、“外”、“上”和“下”均通过其标准用法定义，用于根据自然骨骼的相对分布指示骨骼或者与骨骼联接的假体的具体部位或者部分，或者是供参考的方位术语。例如，“近端”是指骨骼或者假体离躯干最近的的部分，而“远端”表示骨骼或者假体离躯干最远的部分。作为术语的方向性用法的示例，“前”是指朝身体的前侧的方向；“后”是指朝身体的后侧的方向；“内”是指朝身体的中线的方向，而“外侧”是指朝外侧或者远离身体的中线侧的方向。另外，作为术语的方向性用法的示例，“上”是指朝身体顶部或者头部的方向，而“下”是指朝身体的底部或者脚的方向。这类术语在描述植入物的定向和膝的标准构成时得以完全理解。
[0034]进一步地，出于简洁起见，将相对于身体的一侧对本文所描述的装置、方法及其方面、部件、特征等进行描述。然而，由于人体较为对称或者绕对称线(中线)一致，特此专门估计，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本文所描述和/或图示的装置、方法及其方面、部件、特征等可以变化、改变、修改、重新配置或者更改以供身体的另一侧使用或者与身体的另 一侧相关联，以用于相同或者相似的目的。
[0035]参考附图，其中，在若干视图中，相似的附图标记用于指示相似的或者类似的部件，具体参考图1和图2，图1和图2图示了示例性实施例股骨膝假体10。术语“股骨膝假体”、“植入膝”、“植入物”、“股骨-胫骨植入物”以及“过度屈曲植入物”均可交替使用并且均指用于置换受损膝关节的装置。如最好在图1中可见的，通过前-内侧视图组装并且示出了股骨膝假体10。股骨膝假体10包括股骨部件100、胫骨支承部件200以及胫骨平台300。股骨部件100位于胫骨支承部件200的近端侧上，而胫骨支承部件200的远端侧位于胫骨平台300的近端表面上。图2图示了股骨膝假体10的分解图，并且通过外俯视图示出了本实施例的股骨部件100、胫骨支承部件200以及胫骨平台300。
[0036]股骨部件100迎合于安装至股骨的远端。股骨部件100包括前髁或者连接至远端髁104的指骨102，远端髁104又连接至后髁106。前髁102包括与近端内侧100相邻的近端外侧108和位于外侧108与内侧110之间以容纳髌骨的髌骨沟112。髌骨沟112持续到远端髁104中，远端髁104包括与远端内侧116相邻的远端外侧114，，其中，髌骨沟112在远端外侧114与远端内侧116之间延伸。
[0037]后髁106包括:平行于内侧后髁120的外侧后髁118，以及在外侧后髁118与内侧后髁120之间的髁间开口 122。远端外侧114和远端内侧116的内表面分别包括:用于将股骨部件100附接或者固定至患者的股骨的支杆或者支柱124。
[0038]现在参考图3、图4和图13，继续参考图1和图2，近端外侧108比近端内侧110更进一步地在近端方向上延伸以覆盖暴露出来的股骨的截骨面。近端内侧110比近端外侧108约短百分之三十(30% )，其中，近端内侧110可以具有从远端髁104的下侧到近端内侧110的上侧的的近端-远端尺寸或者高度，该近端-远端尺寸或者高度在大约41mm到52mm范围内，以及近端外侧108可以具有从远端髁104的下侧到近端外侧108的上端的近端-远端尺寸或者高度，该近端-远端尺寸或者高度在大约44_到62_范围内。近端外侧108的内表面128还可以具有高度在大约29mm到39mm范围内的前髁102的前平面表面164，而前髁102的近端内侧110的前平面表面164的高度在大约20mm到29mm范围内。在本发明中，近端外侧108可以厚于近端内侧110，以当髌骨在膝的急性屈曲期间提供髌骨部件的稳定性。近端外侧108可以具有在大约7mm到12mm范围内的前-后尺寸或者厚度，而近端内侧110可以具有在大约4mm到5mm范围内的前-后尺寸或者厚度。通过在前_后方向上使近端外侧108相对于近端内侧110的厚度增加约2mm至7mm，对髌骨沟112纵向加深以当膝屈曲时迎合髌骨的下沉。髌骨沟112可以增强膝的屈曲。
[0039]髌骨沟112可以具有角度a，该角度大体上与髌骨植入物匹配并且大约为6°。该角度还可以朝远端股骨的中心角外侧引导6°以模构成上的髌骨沟。前指骨102在前髁间区域132处的内侧-外侧尺寸或者宽度可以在大约38mm到54mm范围内。在股骨部件100的外表面上，在相当于前后十字韧带会附接至股骨的内表面的位置处，测量前髁间区域132的宽度。现在参考图13，前指骨102的近端外侧108还可以包括:从测量前髁间宽度的点到前指骨102的近端前侧108的上端的近端-远端尺寸或者高度，该近端-远端尺寸或者高度可以在约29mm到39mm范围内。另外，前指骨102的近端内侧110可以包括:从测量前髁间宽度的点到近端内侧110的上端的近端-远端尺寸或者高度，该近端-远端尺寸或者高度在约20mm到29mm范围内。如图4可见，前指骨102还可以包括:在基准线134处获取的内侧-外侧尺寸或者宽度，该内侧-外侧尺寸或者宽度在约29mm到41mm范围内。
[0040]如图3和4可见，两个远端髁104的远端外侧髁114和远端内侧髁116分别为股骨部件100抵接胫骨支承部件200的第一和第二支承表面。远端外侧髁114和远端内侧髁116通过髌骨沟112的远端部分和髁间部分126连接。如图13所图示的，远端髁104可以具有从前指骨102的外表面到两个后髁118、120的外表面的前-后外长度，该前-后外长度在约52mm到84mm范围内。远端髁104还可以具有从前指骨102的内表面到两个后髁118、120的内表面测得的前-后内长度，该前-后内长度大体上在大约35mm到55mm范围内。远端髁104可以具有大约9mm的近端-远端厚度。
[0041]如图3和4所示，两个后髁106沿经股骨上髁轴136的内侧-外侧尺寸或者宽度可以在大约58mm到76mm范围内。外侧后髁118可以与形成髁间开口 122的内侧后髁120间隔隔开，该髁间开口 122可以具有在约16mm到24_范围内的内侧-外侧尺寸或者宽度。外侧后髁118和内侧后髁120可以具有沿线142的从后髁118、120的顶点140到远端髁104的外表面的近端-远端尺寸或者高度，该近端-远端尺寸或者高度在大约36mm到42mm范围内，如图13所示。外侧和内侧后髁118、120可以具有沿线142并且垂直于线142的中间点处测得的前-后厚度，其中，该厚度可以在约1mm到17mm范围内。如图13和14所见，当平分从外侧或者内侧后髁118、120的顶点到其在远端髁104的弯曲外表面上的线性延伸部分所绘制的线时，限定出了中间点146。由于后髁106的中间点146的厚度增加，所以本发明的股骨膝假体10的屈曲已经增加。
[0042]如图1、图2和图13所图示的，前-后盒形成在与前髁、远端髁和后髁相对的股骨部件100的内表面上。前-后盒包括五个平面表面:前表面164、前-远端表面166、远端表面168、前-后表面170和后平面表面144。前平面表面164与前髁102相对，创建近端外侧108的大约7mm到12mm的厚度和近端内侧110的大约4mm到5mm的厚度。前平面表面164在近端外侧108上具有在约29mm到39mm范围内的高度并且在近端内侧110上具有在约20mm到29mm范围内的高度。远端平面表面168与远端髁104相对，创建远端髁的约9mm的厚度。前-远端平面表面166同时与前髁102和远端髁104相对并且连接前平面表面164的远端和远端平面表面168的前端。后平面表面144与后髁106相对，仓Il建外侧和内侧后髁118、120的在大约1mm到17mm范围内的厚度。后平面表面144具有外侧和内侧后髁118、120的在大约14_到20_范围内的近端-远端尺寸或者高度。后-远端平面表面170问时与远端縣104和后縣106相对并且连接远端平面表面168的后端和后平面表面144的远端。在前平面表面164与后平面表面144之间的长度在大约35mm到55mm范围内。远端平面表面168还可以与连接前平面表面164和后平面表面144的垂直线向远侧地成约15°的角Θ。
[0043]如图1至图2以及图5至图9所图示的，胫骨支承部件200包括近侧202和远侧204。胫骨支承部件200可以由生物相容性支承材料组成，诸如，例如UHMWPE。胫骨支承部件200的形状设计为使股骨部件100能够与胫骨支承部件200铰接，该胫骨支承部件200是移动的并且自然旋转。近侧202包括与内侧凹陷208平行的外侧凹陷206以及在外侧和内侧凹陷206、208之间的中心隆凸210。外侧和内侧凹陷206、208的形状为加深内凹表面，以迎合股骨部件100的远端髁104和后髁106的凸出外支承表面。外侧和内侧凹陷206、208的相应凸形使在股骨部件100与胫骨支承部件200之间的接触面积最大化。另外，通过在远端髁和后髁104和1 06与胫骨支承部件200之间维持大接触面积，植入物10的移动支承设计能够在伸展或屈曲时提供胫骨支承部件200的自然旋转。中心隆凸210提供了胫骨支承部件200的附加稳定以防止植入的假体10产生内侧和外侧摇晃并且使接触面积增加。中心隆凸210的前侧包括前沟212，以及中心隆凸210的后侧包括后沟214。前沟212的形状设计为在深屈曲时避免与髌骨产生任何过度接触。后沟214的形状设计为迎合保持的后十字韧带(“PCL”)。胫骨支承部件200的远侧204具有大体上呈平面的表面并且包括在远方向上从该大体上呈平面的表面延伸出来的支杆216。
[0044]胫骨平台或托300，如图1至图2以及图10至图12中所示，包括近侧302和远侧304。近侧302具有大体上呈平面的表面，该表面使胫骨支承部件200能够旋转。近侧302也包括开口 306，该开口大体上处于内侧-外侧方向的中心处。开口 306使胫骨平台300能够在支杆216被插入到开口 306时与胫骨支承部件200的支杆216铰接。远侧304具有大体上平面的表面并且包括用于固定至胫骨的支杆308。支杆308大体上位于胫骨平台300的中心处并且可以包括至少一个鳍或肋312。在图示的实施例中，该至少一个鳍或肋312包括四个鳍。然而，该至少一个鳍312可以优选地介于两个鳍与六个鳍之间，并且更优选地是四个鳍。该至少一个鳍312可以防止胫骨平台300在固定在胫骨中之后进行旋转。另外，支杆308也可以防止并且迎合在膝承重活动期间在胫骨处的任何过度摇晃。胫骨平台300的后侧包括后沟310。后沟310与胫骨支承部件200的后沟214几乎相同并且形状相似以迎合保持的PCL。
[0045]股骨部件100，特别地后髁106，配置为抑制旋出并且增强植入膝的完全屈曲到例如大约160°。通过利用增加后髁106的厚度使股骨上升而紧固屈曲时的侧副韧带，来防止胫骨部件200旋出。后髁106也将股骨部件100压紧到胫骨支承部件200上，从而使股骨部件100相对于胫骨支承部件200稳定。本发明的股骨膝假体10也通过创建较宽的后间隙而增强完全屈曲，该较宽的后间隙使股骨部件100能够自由回滚并且能够创建最佳的髌骨张力，从而使植入的膝假体10能够完全屈曲。
[0046]本发明的股骨膝假体10将通过增强并稳定合适的回滚，创建在深屈曲中的较宽支承接触面积(这减小了过度磨损和后部稳定性)，实现髌韧带更深入的放置且自然定向，以及在经股骨宽度136与前髁间宽度132之间创建合适的宽度，来确保过度屈曲能力。所有这些因素都使植入的膝假体具有实现过度屈曲(即，160° )的能力。股骨膝假体10在急性屈曲(即，160° )时使后髁106上升。如图16所示，使膝的后腔室上升是利用股骨部件100来完成的，该股骨部件100包括缩短的近端-远端高度142，具有圆化的端部140，以及圆圈160的前-后直径的厚度增加。外侧和内侧后髁118、120的附加厚度在外侧和内侧后髁118、120的中间点146处最大化。在中间点146处的附加厚度不意在迎合在后屈曲间隙中的任何不稳定性。通过增加外侧和内侧后髁118、120的厚度和前髁102的近端外侧108，股骨部件100的总前-后长度会增加并且会实现膝的过度屈曲(即，160° )。
[0047]后髁106的圆圈160的前-后直径增加也会使植入膝10的后空间在屈曲期间极大地增加，从而使植入膝10的胫骨支承部件200屈曲到完全或急性屈曲，大约160°，而不会在膝的在胫骨支承部件200的后缘218与外侧和内侧髁118、120之间的后部发生撞击。在正常膝中，当完全屈膝时，例如，蹲下或跪下，正常胫骨的后部在回滚时滑到股骨的后髁下方并且使膝能够完全屈曲。股骨部件100的设计的该实施例精确地模仿了正常膝屈曲达到160°的生物力学。后髁106的前-后直径160增加也实现了髌骨的恰当对齐和伸展。
[0048]现在参考图13至图15，示出了股骨部件100的侧视图。在体内，亚洲人后髁的长度通常在14mm到20mm之间，而白种人的后髁长度则大于20mm。后髁106的后平面表面144具有在大约14mm到20mm范围内的高度，以迎合股骨植入物100的外侧后髁118和内侧后髁120的伸展。外侧和内侧后髁118、120的前-后曲率配置为绕后曲率半径148旋转，当膝屈曲时，该后曲率半径148具有较小的单旋转轴。后髁106的支承表面的后半径148在大约14mm到20mm范围内。
[0049]在图14和图15中描绘了股骨部件100的外侧视图，示出了处于不同角度下的区域的分开。股骨部件100设计有三个主要的铰接区域。后铰接区域154为后髁106的支承表面创建最小的曲弧。缩短且加厚的髁的曲弧使股骨部件100能够屈曲达到160°。后区域154将具有约14mm到20mm的后半径148。远端铰接区域156具有最大的曲率半径并且示出为是远端髁104的支承表面。后区域154配置为凸形大接触面积以降低接触应力并且增加稳定性。远端区域156将具有约32mm到42mm的远端半径150。最前的铰接区域158是一条温和的曲线，该曲线通过使用前髁102的外部而创建中等大小的圆圈并且具有约23mm到29mm的前半径152。通过前半径152创建的前区域158将具有温和的曲线，而运动中心落在膝的前部。通过远端半径150创建的远端区域156将具有略微靠后的中心(所谓的瞬时中心)，从而将后动量维持在膝的屈曲开始处。通过后半径148创建的后区域154使植入膝能够完全屈曲接近大约160°。本发明的多个优点包括:(I)通过胫骨支承部件200的后端消除了远端股骨的后部分在急性屈曲(160° )时发生撞击的可能性；(2)使胫骨支承部件200像正常膝一样在屈曲时能够平滑地回滚；(3)使胫骨支承部件200能够正常地旋转以使膝周围的软组织不在应力下迎合完全屈曲，实现自然且平滑的最大屈曲；(4)使髌韧带深深地处于植入物10中以及由此实现更多的屈曲。
[0050]图16示出了勾画出了膝的后髁106的轮廓的圆圈160。形成本发明的外侧后髁118的外表面162的圆圈160具有大约14mm到20mm的半径。圆圈160表示股骨部件100的运动范围。再次，后髁106的厚度在中间点146处较厚，在大约1mm到17mm范围内。圆圈160展示出:(1)较小的单轴，以增强膝的屈曲；(2)较小的单轴，以加速屈曲，容易使膝自然地且正常地屈曲；(3)通过增加股骨部件的高度(前-后“AP”对齐)，增加前伸肌机构的向量和以及由此增加膝的伸展力的强度。在健康的膝中，该向量通过髌韧带、髌骨和股四头肌结构形成。该向量和是膝的伸展力的实际强度。由于髌韧带和髌骨的向量所在部分是固定的，所以对于从椅子上站起、爬楼梯等活动而言，膝的伸展力的变化取决于股四头肌结构的强度。通常，长时间站立疼痛和停止使用会削弱股四头肌结构。通过延长向量并且增加股骨部件100的总前-后长度，术后会增强肌肉功能。进一步地，在本发明中，在急性屈曲时，后髁106将跳过胫骨支承部件200并且使胫骨支承部件200能够回滚。
[0051]现在参考图17至图22，这些图是处于各种屈曲角度下的股骨膝假体10的外侧视图。相对于胫骨支承部件200和胫骨平台300示出了股骨膝假体10处于大约0°到160°范围内的角度下。图17至图22展示了植入膝10在屈曲时将如何动作。参考图17，图示了股骨膝假体10处于约0°屈曲。在约60°的角度β下，胫骨支承部件200会回滚，从而维持伸展状态下的完全接触和大范围的接触，如图18所示。该大范围接触的配置会减小在股骨部件100与胫骨支承部件200之间的接触应力。因为接触应力减小，所以增加了可穿戴支承材料的寿命。采用降低接触应力来增加接触面积的构思已经在体内和体外测试中证明了该寿命。图19描绘了处于大约90°的屈曲角 度γ下的植入膝10，而图20示出了处于约130°的屈曲角度δ下的植入膝10。现在参考图21，示出了处于若干屈曲角度下的股骨膝假体10，包括约120°的角度ε、约130°的角度δ以及约140°的角度ζ。
[0052]最后，在图22中描绘了大约160°屈曲角度η下的植入膝10。回滚对于将植入膝10的最大屈曲增强为接近160°并且减少对胫骨支承部件200的支承材料的磨损很重要。植入物10会随着植入膝的屈曲而旋转。胫骨支承部件200的内侧部分是在外侧部分在后方向上往回移动时的旋转轴。该旋转的总和可以发生在股骨-胫骨接触面积以及胫骨托300的平坦部分处。由于移动支承装置使胫骨支承部件200能够在胫骨平台300中移动的设计和膝的软组织结构的作用，发生了组合式旋转。当然，在手术时需要对软组织结构(韧带)进行平衡。
[0053]经股骨宽度136与前髁间宽度132之比也很重要，如图4所示。在已经制好股骨的骨切口之后，形成真正的前髁间宽度132。经股骨宽度136与股骨部件100的前髁间宽度132之比在100/70到100/72范围内。周围的软组织将允许最大急性屈曲，通过实现100/70到100/72的比率，该屈曲高达160。ο
[0054]已经参考优选实施例对本发明进行了描述。要理解，在本文中描述的架构实施例和操作实施例是对多种可能布置的示例以提供相同的一般性特征、特性和一般性系统操作。在阅读并理解前述详细说明时，可以对其他实施例进行修改和更改。旨在将本发明视为包括所有这类修改和更改。
【主权项】
1. 由此在已经描述了优选实施例之后，本发明现在要求:. 1.一种股骨膝置换假体，其包括: 股骨部件，其包括: 前髁，所述前髁具有与由髌骨沟隔开的近端内侧相邻的近端外侧； 远端髁外侧，所述远端髁外侧在所述前髁的所述近端外侧下方； 远端髁内侧，所述远端髁内侧在所述前髁的所述近端外侧下方，其中，所述远端髁内侧与所述远端髁外侧相邻； 外侧后髁，所述外侧后髁从所述远端髁外侧向后延伸；以及 内侧后髁，所述内侧后髁从所述远端髁内侧向后延伸，其中，所述外侧后髁平行于所述内侧后髁； 胫骨支承部件，所述胫骨支承部件具有近侧和远侧，其中，所述近侧与所述股骨部件紧密配合以及所述远侧包括支杆；以及 胫骨平台部件，所述胫骨平台部件具有近表面和远表面，所述近表面与所述胫骨支承部件的所述远侧紧密配合并且包括用于接收所述胫骨支承部件的支柱的开口，以及所述远表面包括迎合于安装在胫骨中的支柱。2.根据权利要求1所述的股骨膝置换假体，其中，所述远端髁进一步包括: 在所述远端髁外侧的内表面上的第一支柱；以及 在所述远端髁内侧的内表面上的第二支柱。3.根据权利要求2所述的股骨膝置换假体，其中，所述第一支柱和所述第二支柱迎合于安装到股骨中。4.根据权利要求1所述的股骨膝置换假体，其中，所述外侧后髁和所述内侧后髁具有在约36毫米到42毫米范围内的前-后高度。5.根据权利要求1所述的股骨膝置换假体，其进一步包括:在所述外侧后髁与所述内侧后髁中的每一个中的中间点，所述中间点具有在约10毫米到17毫米范围内的厚度。6.根据权利要求1所述的股骨膝置换假体，其中，所述外侧和内侧后髁的内表面的后表面在约14毫米到20毫米范围内。7.根据权利要求1所述的股骨膝置换假体，其中，所述前髁的所述近端外侧具有在约44毫米到62毫米范围内的近端-远端高度以及在约29毫米到39毫米范围内的内-前表面尚度。8.根据权利要求7所述的股骨膝置换假体，其中，所述前髁的所述近端内侧具有在约41毫米到52毫米范围内的近端-远端高度以及在约20毫米到29毫米范围内的内-前表面尚度。9.根据权利要求1所述的股骨膝置换假体，其中，所述近端外侧包括第一前-后厚度以及所述近端内侧包括第二前-后厚度。10.根据权利要求9所述的股骨膝置换假体，其中，所述第一前-后厚度大于所述第二前-后厚度。11.根据权利要求10所述的股骨膝置换假体，其中，所述第一前-后厚度在约7毫米到12毫米范围内以及所述第二前-后厚度在约4毫米到5毫米范围内。12.根据权利要求1所述的股骨膝置换假体，其中，所述远端髁外侧和所述远端髁内侧分别具有在约52晕米到84 _米范围内的前-后外长度。13.根据权利要求1所述的股骨膝置换假体，其中，所述远端髁外侧和所述远端髁内侧分别具有在约35毫米到55毫米范围内的前-后内长度以及约9毫米的近端-远端厚度。14.根据权利要求1所述的股骨膝置换假体，其中，所述股骨部件包括经股骨宽度和前髁间宽度。15.根据权利要求13所述的股骨膝置换假体，其中，所述经股骨宽度与所述前髁间宽度之比在大约100/70到约100/72范围内。16.根据权利要求13所述的股骨膝置换假体，其中，所述经股骨宽度在约58毫米到76毫米范围内，以及所述前髁间宽度在约38毫米到54毫米范围内。17.根据权利要求1所述的股骨膝置换假体，其中，所述股骨部件进一步包括: 前铰接区域，所述前铰接区域具有前半径； 远端铰接区域，所述远端铰接区域具有远端半径；以及 后铰接区域，所述后铰接区域具有后半径，其中，所述远端半径大于所述前半径，以及近端半径最小。18.根据权利要求17所述的股骨膝置换假体，其中，所述前半径在约23毫米到29毫米范围内；所述远端半径在约32到42毫米范围内；以及所述前半径在约14毫米到20毫米范围内以促进过度屈曲。19.根据权利要求18所述的股骨膝置换假体，其中，过度屈曲包括在约0°到160°范围内的运动范围。20.一种股骨植入物，其包括: 前平面表面，所述前平面表面与具有近端外侧和近端内侧的前髁相对； 后平面表面，所述后平面表面平行于所述前平面表面并且与后髁相对； 远端平面表面，所述远端平面表面与远端髁相对并且与连接所述前平面表面和所述后平面表面的垂直线向远侧成约15°的角； 前-远端平面表面，所述前-远端平面表面与所述前髁和所述远端髁相对，其中，所述前-远端平面表面连接所述前平面表面的远端和所述远端平面表面的前端； 后-远端平面表面，所述后-远端平面表面与所述远端髁和后髁相对，其中，所述后-远端平面表面连接所述远端平面表面的后端和所述后平面表面的远端；以及 至少一个固定至所述远端平面表面的支柱。21.根据权利要求20所述的股骨植入，其中，在所述前平面表面与所述前髁的所述近端外侧之间的前-后厚度在从约7毫米到12毫米范围内；在所述前平面表面与所述前髁的所述近端内侧之间的前-后厚度在约4毫米到5毫米范围内；在所述后平面表面与所述后髁之间的前-后厚度在约10毫米到17毫米范围内；在所述远端平面表面与所述远端髁之间的前-后厚度为约9毫米；以及内长度在约35毫米到55毫米范围内。
【专利摘要】公开了一种股骨膝置换假体，其包括：股骨部件、胫骨支承部件和胫骨平台部件。所述股骨部件包括：前髁，所述前髁具有与由髌骨沟隔开的近端内侧相邻的近端外侧；与远端髁内侧相邻的远端外侧；以及平行于内侧后髁的外侧后髁。所述远端髁外侧和内侧在所述近端外侧和内侧下方，以及所述外侧和内侧后髁从所述远端髁外侧和内侧向后延伸。所述胫骨支承部件包括用于与所述股骨部件和远侧紧密配合的近端侧。所述胫骨平台部件包括：近侧，所述近侧具有用于接收所述胫骨支承部件的开口；以及远侧，所述远侧包括迎合于安装在胫骨中的支柱。
【IPC分类】A61F2/30, A61F2/38, A61F2/02, A61F2/28
【公开号】CN104902853
【申请号】CN201280077965
【发明人】康亨昱
【申请人】康亨昱
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2012年11月7日
【公告号】US20150257889, WO2014074095A1
最新回复(0)