具有插入/取出结构的股骨假体的制作方法与工艺

本公开内容一般地涉及股骨假体，且更具体地涉及有利于股骨假体的插入和取出的结构。

背景技术：
髋关节成形术可以用于恢复受损的或患病的髋关节的功能。当进行诸如髋关节成形术等外科手术时，医师通常尝试损伤尽可能少的组织，以使对患者的创伤最小化，从而减少患者痊愈所需的时间和努力。为了促进该目的，医疗技术的进展已经实现了微创伤外科手术，其中形成最少必要数目的切口，并且所述切口是在满足功能的前提下尽可能小的。因此，在微创性手术中，医师在其中进行手术的开口是相对较小的，从而导致手术工具和设备的有限活动范围和可操纵性。因而，微创性手术会提供有益效果（诸如使对患者的创伤最小化和缩短患者痊愈时间）以及挑战（诸如减小医师和他们的工具在手术过程中的工作空间和活动范围）。就外科手术（诸如髋关节成形术）的目的而言，可以使用解剖学方向来描述相对于髋关节的位置和方向。因此，如本文所用，近侧表示朝向髋关节的方向，远侧表示远离髋关节的方向，前表示朝向身体前面的方向，后表示朝向身体背面的方向，内侧表示朝向身体的中心线的方向，且外侧表示远离身体的中心线的方向。另外，可以相对于解剖学平面来描述髋关节的方面：横向平面，其将身体分成上部分(更靠近头)和下部分(更靠近脚)；矢状平面，其将身体分成左部分和右部分；和冠状平面，其将身体分成前部分和后部分。在全髋关节成形术中，用假体装置植入物替换髋关节的“球”和“承窝”以形成新关节。经常如下替换髋关节的球：从股骨的近端除去股骨头，将股骨假体部分地插入股骨的髓内腔中，并将球联接至股骨假体的近端。经常如下替换髋关节的承窝：从髋臼除去骨以建立杯形开口，并将髋臼杯假体插入杯形开口中。在部分髋关节成形术中，可以用假体装置替换髋关节的球或承窝。如果在全髋关节成形术或部分髋关节成形术以后，随后发生涉及髋植入物假体中的一者的医学事件，可能需要手术来取出或除去植入的假体装置，以用另一个假体进行置换。向患者的股骨中插入和从其中取出股骨假体装置通常需要专门工具，所述工具与股骨假体装置接合，并允许医师向所述股骨假体装置施加足够的力。由于期望股骨假体装置和现有股骨之间的紧密配合，股骨假体装置的插入和取出通常需要向所述股骨假体装置施加足够的撞击力。这样的撞击力通常施加于所述工具的撞击面上。撞击力通过所述工具转移至股骨假体装置。由于髋关节的解剖学和在微创髋关节成形术中减少的可操纵性范围，用于插入和取出的工具通常是弯曲的，类似于图1所示的工具，以适应可利用的接近角度并避免在手术过程中不希望的与骨和组织的接触和喷射。所述工具的弯曲形状在提供一些有益效果的同时，又呈现出在插入和取出股骨假体装置过程中的额外挑战和困难。例如，如图1所示，由于工具10是弯曲的，由医师施加于撞击面12的撞击力FI会偏移转移位置14，在所述转移位置14处，所述力通过工具10施加于股骨假体装置。由该偏移距16引起的一个问题是，围绕转移位置14的力矩M的产生。换而言之，在撞击面12处施加的撞击力FI会产生工具10围绕转移位置14旋转的趋势。因此，为了防止工具10围绕转移位置14旋转和维持工具10在手术过程中的稳定性，医师必须向工具10施加手动力FM，以对抗由撞击力FI产生的力矩M。以举例的方式，如果撞击力FI和转移位置14的轴线之间的偏移距16为50mm并且医师在离转移位置14的距离为230.7mm的抓握偏移距22处抓握工具10，在转移位置14处产生的力矩M的量级为撞击力FI的量级的大约1/5。因此，为了对抗力矩M，医师必须施加的手动力FM是撞击力FI的量级的大约1/5。如果撞击力FI是例如500磅力，则医师必须施加大约100磅力的手动力FM，同时还要维持器械的适当定位。由产生的力矩M引起的另一个问题是，工具10的末端18（其在转移位置14处接合股骨假体装置）可能折断，被卡在股骨假体装置中。如上面所指出的，为了抵消由施加于工具10的撞击力FI产生的力矩M，医师必须施加足够的对抗手动力FM。但是，作为施加手动力FM来对抗力矩M的替代方案，有些医师已经凭直觉尝试以下方式来消除力矩M：敲击撞击面12的边缘，由此相对于撞击面12以角度20施加撞击力FI。但是，通过以角度20向工具10施加撞击力FI，医师会在工具10的接合股骨假体装置的末端18上产生显著的剪切应力FS。所述剪切应力FS已经导致工具10的末端18的折断，从而需要在手术过程中采取额外的矫正措施。鉴于上面的讨论，有利的是，提供一种改进的股骨假体，其包括能够以更高的效率和更低的差错风险进行插入/取出的结构。还有利的是，提供一种改进的插入/取出工具，其包括能够以更高的效率和更低的差错风险进行插入/取出的结构。还有利的是，提供一种改进的方法，其用于以更高的效率和更低的差错风险插入/取出股骨假体装置。

技术实现要素：
根据本公开内容的一个实施例，提供了一种股骨假体，其包括杆和颈部分。所述杆包括限定近侧杆轴线的近端部分。所述颈部分位于所述近端部分的近侧。所述颈部分包括近侧表面和插入/取出腔体，所述插入/取出腔体从所述近侧表面向远侧延伸。所述插入/取出腔体被配置成联接插入/取出器械。所述插入/取出腔体限定插入/取出器械联接轴线，当突出到包括近侧杆轴线的冠状平面上时，所述联接轴线不与所述近侧杆轴线平行。根据本公开内容的另一个实施例，提供了一种股骨假体系统，其包括股骨假体和插入/取出器械。所述股骨假体包括股骨杆和颈部分。所述股骨杆具有限定近侧杆轴线的近端部分。所述颈部分位于所述近端部分的近侧。所述颈部分包括近侧表面和插入/取出腔体，所述插入/取出腔体从所述近侧表面向远侧延伸。所述插入/取出腔体限定插入/取出器械联接轴线，当突出到包括近侧杆轴线的冠状平面上时，所述联接轴线不与所述近侧杆轴线平行。所述插入/取出器械包括远端部分，所述远端部分被配置成联接所述插入/取出腔体。根据本公开内容的另一个实施例，提供了一种插入股骨假体的方法，所述方法包括：将插入/取出器械联接至股骨假体，将所述股骨假体的远端部分插入股骨中，以及撞击所述插入/取出器械的近端部分。所述器械包括限定纵向轴线的主体，且所述股骨假体包括近侧部分和限定纵向轴线的杆部分。将插入/取出器械联接至股骨假体包括：将所述器械与股骨假体的近侧部分联接，使得所述器械的主体的纵向轴线不与股骨假体的杆部分的纵向轴线平行。通过参考下述详细描述和附图，本领域普通技术人员会更容易地明白上述的特征和优点以及其他特征和优点。尽管期望提供具有这些或其它有利特征中的一个或多个特征的股骨假体和股骨假体系统，本文中公开的教导延伸至落入所附权利要求的范围内的那些实施例，不论它们是否实现上述优点中的一个或多个优点。附图说明本领域技术人员参考下述附图从下述详细描述会明白股骨假体和股骨假体系统的特征。图1描绘了用于在髋关节成形术手术过程中将施加的力转移至股骨假体的现有技术工具的侧平面视图。图2描绘了要在髋关节置换中使用的股骨假体的侧平面视图。图3描绘了图2的股骨假体的不完整侧平面视图，其中为了清楚起见而显示股骨假体的近侧部分。图4描绘了图2的股骨假体的不完整顶部透视图，其中为了清楚起见而显示股骨假体的近侧部分。图5描绘了可以用于插入或取出图2的股骨假体的插入/取出器械的侧平面视图。图6描绘了图2的股骨假体的侧面的横截面视图，其中为了清楚起见而显示股骨假体的近侧部分，以及图5的插入/取出器械的不完整侧平面视图，其中为了清楚起见而显示插入/取出器械的远侧部分。具体实施方式如图2所示，股骨假体100包括杆104、颈部分108和股骨头配件112。所述颈部分108从杆104向近侧延伸，并且所述股骨头配件112从颈部分108向近侧延伸。在一个实施例中，杆104、颈部分108和股骨头配件112由一块材料形成，且在另一个实施例中，由随后联接到一起的各块材料形成。所述杆104包括杆近端部分116、杆远端部分120和杆主体部分124。所述杆104由金属或合金（例如，钛合金）或本领域已知具有适合长期植入股骨中的类似性能的其它材料构成。所述杆104沿着杆主体部分124从杆近端部分116至杆主体部分124是基本上直的。所述杆近端部分116限定纵向轴线（其在本文中被称作近侧杆轴线128），所述纵向轴线贯穿所述杆近端部分116的近似中心轴向延伸。当所述杆近端部分116突出到横向平面上时，近侧杆轴线128在与所述横向平面基本上垂直的方向上延伸。所述杆主体部分124在杆近端部分116和杆远端部分120之间延伸，且具有通常伸长的形状。在一个实施例中，所述杆主体部分124包括锥体，使得所述杆主体部分124越靠近杆远端部分120越小且越靠近杆近端部分116越大。所述锥体的大小和构造设定成有利于股骨假体100向股骨的髓内腔中的插入。所述颈部分108从杆近端部分116向近侧延伸，且包括颈近端部分152、颈远端部分156、颈内侧部分160和颈外侧部分164。颈内侧部分160和颈外侧部分164在颈近端部分152和颈远端部分156之间延伸，且沿着颈部分108彼此相对地布置。颈外侧部分164包括肩部176。具体地，所述颈部分108的形状使得，与在形成肩部176的颈远端部分156处相比，颈外侧部分164在颈近端部分152处更偏内侧。颈远端部分156位于杆近端部分116附近，且颈近端部分152从颈远端部分156向近侧延伸。颈近端部分152包括近侧表面180，所述近侧表面180沿着所述颈近端部分152和所述颈外侧部分164的至少一部分延伸。所述近侧表面180取向成使得它远离杆104和颈部分108而基本上面向近侧。另外，当在横向平面中观察颈近端部分152时，近侧表面180与横向平面基本上平行。所述颈近端部分152还包括插入/取出腔体184，所述插入/取出腔体184向远侧延伸进近侧表面180中，如图3所示。所述插入/取出腔体184包括插入/取出腔体轴线200。所述插入/取出腔体184以角度A向远侧延伸进近侧表面180中，所述角度A不与近侧表面180正交。具体地，如下面更详细地描述的，随着插入/取出腔体184向远侧延伸，它也向外侧延伸。参考图3和图4，更详细地描述了颈近端部分152和插入/取出腔体184。如图所示，插入/取出腔体184包括器械容纳部分188、假体键合部分192和假体螺纹部分196。所述器械容纳部分188直接位于近侧表面180的远端，且向近侧表面180开口。所述器械容纳部分188具有相对于近侧表面180限定的器械容纳部分深度204(显示在图3中)。在该实施例中，所述器械容纳部分188也与假体键合部分192和假体螺纹部分196开放连通。但是，在一些实施例中，器械容纳部分188没有与假体键合部分192开放连通。所述假体键合部分192也直接位于近侧表面180的远侧，且向近侧表面180开口。所述假体键合部分192具有相对于近侧表面180限定的假体键合部分深度208(显示在图3中)，且所述假体键合部分深度208比所述器械容纳部分深度204更浅。所述假体键合部分192从器械容纳部分188向外侧偏移。所述假体螺纹部分196从器械容纳部分188向远侧延伸。所述假体螺纹部分196(显示在图3中)由壁216限定。所述假体螺纹部分196包括延伸进壁216中的螺纹(未示出)。所述插入/取出腔体轴线200穿过插入/取出腔体184的器械容纳部分188和假体螺纹部分196(显示在图3中)的中心轴向延伸。但是，在其它实施例中，所述插入/取出腔体轴线200不需要穿过器械容纳部分188的中心延伸。当插入/取出腔体轴线200和近侧杆轴线128突出到冠状平面上时，插入/取出腔体轴线200没有取向成与近侧杆轴线128基本上平行的方向，而是相对于近侧杆轴线128以角度A延伸。具体地，插入/取出腔体轴线200以角度A向近侧和内侧延伸到近侧杆轴线128。在至少一个实施例中，角度A在大约1度至大约45度的范围内。在一个实施例中，角度A是相对于近侧杆轴线128的12度。在一个实施例中，所述插入/取出腔体184取向成与肩部176大致平行的方向。如上面所指出的，肩部176由于颈外侧部分164在颈近端部分152处相对于在颈远端部分156处更偏内侧的延伸而形成(显示在图2中)。换而言之，肩部176在相对于近侧表面180向远侧延伸的同时向外侧延伸。因此，当在冠状平面中观察杆104和颈部分108(显示在图2中)时，肩部176没有取向成与近侧杆轴线128基本上平行的方向，而是相对于近侧杆轴线128以角度A延伸。在一个实施例中，提供了一种套件，其包括多个不同大小和形状的股骨假体，从而允许医师从所述套件中选择最佳装配假体，以插入特定患者的股骨中。所述最佳装配假体取决于患者的股骨的形态学和形貌以及其它考虑。因此，为了提供有用的装配范围，所述套件中的每个股骨假体具有肩部176，所述肩部176相对于近侧杆轴线128以角度A取向，所述角度A不同于所述套件中的每个其它股骨假体的角度。在该实施例中，所述套件中的每个股骨假体的插入/取出腔体184相对于近侧杆轴线128的角度大致等于所述套件中的最小股骨假体的肩部176相对于近侧杆轴线128的角度。在该实施例中，所述套件中的最小股骨假体的肩部176相对于近侧杆轴线128的角度是大约12度。该实施例的一个优点是，当将任一个股骨假体插入患者的股骨中(如下所述)时，医师具有相同的感觉，并在相同的方向施加相同的力，由于插入/取出腔体184以相同的角度取向，不论特定假体的尺寸或形状如何。在另一个实施例中，所述套件中的每个股骨假体的插入/取出腔体184相对于近侧杆轴线128的角度大致等于该股骨假体的肩部176相对于近侧杆轴线128的角度。返回图2，股骨头配件112从颈近端部分152向近侧延伸，且包括联接表面228，所述联接表面228围绕股骨头配件112延伸，并且向内渐缩，使得股骨头配件112被配置成适合与球部分(未示出)的互补锥体摩擦配合。股骨假体100和球部分一起完成了用于在髋关节成形术中替换患者的股骨头的股骨植入物。现在转向图5，提供了一种器械300，其被配置成能够在髋关节成形术过程中将上述的和图2所示的股骨假体100插入患者的股骨中和从患者的股骨中除去所述股骨假体100。所述器械300包括器械主体或外壳312和轴316。所述外壳312限定外壳轴线320，且包括外壳撞击末端部分324、外壳接合末端部分328、纵向开口332和器械键合部分336。所述外壳轴线320穿过外壳312的中心、穿过外壳撞击末端部分324和外壳接合末端部分328轴向延伸，且在该实施例中，与撞击轴线308重合。所述撞击轴线308是这样的轴线：沿着该轴线将力转移至股骨假体诸如股骨假体100。但是，在另一个实施例中，所述外壳轴线320不需要与所述撞击轴线308重合。所述外壳撞击末端部分324布置在外壳接合末端部分328的对面。纵向开口332沿着外壳轴线320从外壳撞击末端部分324延伸穿过外壳312至外壳接合末端部分328。所述器械键合部分336位于外壳接合末端部分328的远端处。所述轴316限定轴心线340，且包括轴撞击末端部分344和轴接合末端部分348，所述轴接合末端部分348包括器械螺纹部分352。所述轴心线340穿过轴316的中心、穿过轴撞击末端部分344和轴接合末端部分348轴向延伸。所述轴316的大小和构造设定成可旋转地容纳和保留在外壳312的纵向开口332内，使得所述轴心线340与外壳轴线320重合。在该实施例中，所述轴心线340因此也与撞击轴线308重合。但是，在另一个实施例中，所述轴心线340不需要与撞击轴线308重合。当将轴316容纳在外壳312内时，轴撞击末端部分344邻近外壳撞击末端部分324，轴接合末端部分348邻近外壳接合末端部分328，且轴316可相对于外壳312旋转。所述轴撞击末端部分344包括具有撞击面356的旋钮354。所述轴撞击末端部分344的旋钮354向外壳撞击末端部分324的外面延伸，使得所述旋钮354突起超过外壳撞击末端部分324。所述旋钮354可操作地连接至轴撞击末端部分344，且被配置成被抓住。通过旋转旋钮354，可以使所述轴316相对于外壳312旋转，在所述旋钮354处，所述轴316突起超过外壳撞击末端部分324。所述撞击面356向近侧布置在旋钮354上，使得它与轴心线340对齐且基本上正交。因此，施加于撞击面356的撞击通过轴316沿着轴心线340转移。所述器械螺纹部分352从外壳接合末端部分328突起，使得器械螺纹部分352的螺纹360被暴露。所述器械螺纹部分352与轴心线340基本上对齐。如上所述，将轴316构造成使得，当旋转轴撞击末端部分344上的旋钮354时，也旋转轴接合末端部分348，由此相对于外壳接合末端部分328旋转器械螺纹部分352。如图6所示，将器械300布置和构造成使得，外壳接合末端部分328和轴接合末端部分348接合股骨假体100的插入/取出腔体184，以有利于在髋关节成形术过程中向患者的股骨中插入股骨假体100和从患者的股骨中取出股骨假体100。具体地，假体键合部分192被配置成联接器械键合部分336，且假体螺纹部分196被配置成联接器械螺纹部分352。在操作中，为了使用器械300来有利于股骨假体向患者的股骨中的插入，首先将器械螺纹部分352插入器械容纳部分188中，以使器械300与插入/取出腔体184基本上对齐。一旦螺纹部分已经被容纳在器械容纳部分188内，则将器械键合部分336插入假体键合部分192中，以保持器械300与股骨假体100的对齐。接着，通过旋转轴撞击末端部分344上的旋钮354(显示在图5中)，使器械螺纹部分352相对于外壳312旋转。由于器械键合部分336与假体键合部分192配合，会阻止外壳312相对于股骨假体100旋转。因此，当相对于外壳312旋转器械螺纹部分352时，也会使器械螺纹部分352相对于股骨假体100旋转。因而，器械螺纹部分352延伸进入并螺纹接合插入/取出腔体184的假体螺纹部分196。在该实施例中，器械螺纹部分352与假体螺纹部分196的接合会使器械300与股骨假体100联接，使得器械300离开股骨假体100的运动受限。在另一个实施例中，不需要使用螺纹部分来将器械300与股骨假体100联接，而是以限制器械300离开股骨假体100的运动的其它方式将器械300联接到股骨假体100。例如，使用套爪或刺刀卡环将器械300与股骨假体100联接，从而限制器械300离开股骨假体100的运动。一旦器械螺纹部分352已经充分接合假体螺纹部分196，则撞击轴线308与插入/取出腔体轴线200基本上重合。因此，由于插入/取出腔体轴线200没有取向成与近侧杆轴线128基本上平行的方向而是相对于近侧杆轴线128以角度A延伸，因此撞击轴线308也没有与近侧杆轴线128平行。使撞击轴线308相对于近侧杆轴线128以角度A取向的一个优点是，医师可以避免对患者的髋关节中的肌肉骨骼系统的不必要干扰。由于撞击轴线308以角度A取向，因此医师不需要具有相对于股骨假体100的正交接近线来插入或取出股骨假体。通过以相对于近侧杆轴线128在大约1度至大约45度范围内的角度A取向撞击轴线308，会实现杠杆作用和接近的最有效组合。然后将撞击施加于器械300，并通过器械300转移至附接的股骨假体100。更具体地，当将撞击力施加于撞击面356(显示在图5中)时，撞击力依次通过撞击面356、旋钮354、轴316和螺纹部分352转移至股骨假体100，由此有利于股骨假体100向患者的股骨中的插入。由于撞击轴线308与插入/取出腔体轴线200重合，因此撞击力被完全地且直接地转移至股骨假体100，没有产生围绕器械螺纹部分352的力矩或向器械螺纹部分352施加剪切应力。因此，在髋关节成形术过程中使用与股骨假体100结合的器械300，会有利于以更高的效率和更低的差错风险向患者的股骨中插入股骨假体100。在一个实施例中，所述外壳312包括内螺纹(未示出)，使得当相对于外壳312旋转器械螺纹部分352时，轴316在外壳312内轴向行进。因此，增加器械螺纹部分352与假体螺纹部分196的接合会造成轴316在外壳312内向远侧行进。在轴撞击末端部分344上的旋钮354(显示在图5中)与在外壳撞击末端部分324上的外壳近侧表面364的接触，会限制轴316在外壳312内的远侧运动。在该实施例中，施加于撞击面356的撞击力除了通过轴316转移以外，还通过外壳312转移至股骨假体100。另外，在该实施例中，为了有利于撞击力通过外壳312向股骨假体100的转移，将器械键合部分336配置成与假体键合部分192接触。具体地，将器械键合部分表面338配置成与假体键合部分表面194接触并平靠在其上。将假体键合部分表面194布置成相对于插入/取出腔体轴线200基本上正交。当将撞击力施加于撞击面356(显示在图5中)时，撞击力依次通过撞击面356、旋钮354、外壳近侧表面364、器械键合部分336和最后的器械键合部分表面338进行转移。所述假体键合部分表面194相对于插入/取出腔体轴线200(和因而相对于撞击轴线308)的布置，会造成撞击力在沿着器械键合部分336的方向通过器械键合部分336传递至股骨假体100，使得器械螺纹部分352和器械键合部分336都不经历任何剪切应力。撞击力向股骨假体100的转移由此进一步有利于以更高的效率和更低的差错风险向患者的股骨中插入股骨假体100。在其中仅使用器械300通过上述的方法进行插入的实施例中，可以省略螺纹部分196和352。在其中器械300不包括螺纹部分196和352的实施例中，仅使用轴接合末端部分348进行对齐，并且器械300和股骨假体100之间的唯一接触区域是器械键合部分表面338与假体键合部分表面194接触的地方。换句话说，撞击仅通过器械300的外壳312转移至股骨假体100。但是，在其中包括螺纹部分196和352的实施例中，器械300除了可以用于插入股骨假体100以外，还可以用于取出股骨假体100。具体地，假体和器械各自的螺纹部分196和352允许使用假体100和器械300插入股骨中和从股骨中取出。上面描述了使用器械300插入假体100的方法。使用器械300取出假体100的方法与插入方法的差别在于，螺纹部分196和352彼此接合，使得在远离假体100的方向上向器械300施加力会牵拉假体100远离股骨，由此从髓内腔取出假体100。以举例的方式，在一些实施例中，器械300包括这样的结构，所述结构允许在相对于插入撞击相反的方向上施加撞击力。具体地，将器械300配置成使得，旋钮354与轴心线340对齐且基本上正交，使得施加于旋钮354的下侧的撞击通过轴316沿着轴心线340转移。可替换地，外壳312包括凸缘(未示出)，所述凸缘在轴撞击末端部分344处从外壳轴线320向外延伸，且被配置成容纳在远离轴接合末端部分348的方向上施加的撞击。以此方式，器械300仍然与股骨假体100一起使用，但是，由于在相反的方向上施加撞击，器械300会有利于股骨假体100的取出，而不是插入。因此，在髋关节成形术过程中使用与股骨假体100结合器械300，会有利于以更高的效率和更低的差错风险从患者的股骨中取出股骨假体100。因此，尽管图5中的器械300被配置成插入和取出股骨假体100，但在一些实施例中，使用单独的器械来插入股骨假体100而不是取出股骨假体100。在本文中通过例子已经呈现了股骨假体和器械的一个或多个实施例的前述详细描述。应当认识到，可以得到本文中描述的某些单个特征和功能的优点，无需并入本文中描述的其它特征和功能。此外，应当认识到，可以根据需要将上面公开的实施例和其它特征和功能或其替代型式的多个替代型式、改变、变型或改进组合成许多其它不同的实施例、系统或应用。本领域技术人员随后可能做出在本文中目前未预见到或未预料到的替代型式、改变、变型或改进，它们也意图被包括在所附权利要求中。因此，任何所附权利要求的实质和范围不应当限于本文中所含的实施例的描述。