髌骨钻导引器和试验性外科器械的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种整形外科器械，包括髌骨试验和钻导引器，所述髌骨试验和钻导引器可以用于执行髌股关节的外科试验以及引导外科医生在患者髌骨中钻许多锚定孔。
【专利说明】髌骨钻导引器和试验性外科器械
[0001]交叉引用
[0002]交叉引用下列文献中的每一篇Jennifer B.Clever等人的名称为“ORTHOPAEDICSURGICAL INSTRUMENT ASSEMBLY FOR IMPLANTING A PROSTHETIC PATELLA COMPONENT”的共同未决的美国专利申请序列号13/630，935 (代理人案卷号265280-221030，DEP6595USNP)；Matthew S.Wallace 等人的名称为“PATELLA DRILL GUIDE AND TRIAL SURGICALINSTRUMENT HAVING AN ALIGNMENT BORE FORMED THEREIN AND METHOD OF USING THESAME”的共同未决的美国专利申请序列号13/630，924(代理人案卷号265280-221031，DEP6596USNP) JPJennifer B.Clever 等人的名称为“METHOD FOR SURGICALLY IMPLANTINGA PROSTHETIC PATELLA COMPONENT”的共同未决的美国专利申请序列号13/630，965 (代理人案卷号265280-222653，DEP6613USNP)。这些共同未决的专利申请中的每一篇被转让给与本专利申请相同的受让人，与本文同时提交，并特此以引用方式并入。
【技术领域】
[0003]本公开内容一般地涉及整形外科器械，且更具体地涉及髌骨外科器械。
【背景技术】
[0004]关节成形术是一种熟知的外科手术，其用假体关节置换患病和/或受损的自然关节。典型的膝关节假体包括胫骨托、股骨部件以及定位在胫骨托与股骨部件之间的聚合物插件或支承件。在一些情况下，膝关节假体还可以包括髌骨假体部件，其固定到患者做好手术准备的髌骨后侧。 为了将所述假体部件固定至髌骨，整形外科医生可能切除患者的自然髌骨的后侧，以使自然髌骨准备好容纳假体部件。在使用时，在患者的膝伸展和弯曲过程中，髌骨假体部件与股骨部件作关节运动。
【发明内容】
[0005]根据一个方面，髌骨钻导引器和试验器械包括后试验支承表面，所述后试验支承表面配置成与假体股骨部件的髁表面作关节运动。所述后试验支承表面具有弯曲峰表面，所述弯曲峰表面限定髌骨钻导引器和试验器械的最后表面。所述髌骨钻导引器和试验器械还包括前表面和许多钻导向孔，所述前表面具有从其向外延伸的许多刺突，所述钻导向孔穿过髌骨钻导引器和试验器械从后试验支承表面延伸至前表面。
[0006]在一个实施例中，所述后支承表面包括内侧试验关节面和外侧试验关节面，所述内侧试验关节面配置成与假体股骨部件的内侧髁表面作关节运动，所述外侧试验关节面配置成与假体股骨部件的外侧髁表面作关节运动。
[0007]在一个实施例中，假想线沿内侧/外侧方向对分前表面，所述许多刺突中的每一个的中心定位在所述假想线的内侧。
[0008]在一个实施例中，所述许多刺突包括中心刺突、上刺突和下刺突。上/下假想线沿上/下方向对分前表面，中心刺突的中心位于所述上/下假想线上，上刺突的中心定位在所述上/下假想线的上侧，且下刺突的中心定位在所述上/下假想线的下侧。
[0009]所述中心刺突可以比所述上刺突和所述下刺突长。
[0010]所述许多钻导向孔可以是沉孔。
[0011]髌骨钻导引器和试验器械可以还包括连接狭槽，所述连接狭槽定位在后试验支承表面与前表面之间。所述连接狭槽可以配置成容纳可移除的夹具的连接舌，以便将所述髌骨钻导引器和试验器械固定至可移除的夹具。
[0012]在一个实施例中，所述后试验支承表面和所述前表面限定整体。在另一个实施例中，所述后试验支承表面和所述前表面限定整体聚合物本体，金属套管插入到所述许多钻导向孔中的每一个中。
[0013]根据另一个方面，髌骨钻导引器和试验器械包括后试验支承表面，所述后试验支承表面配置成与假体股骨部件的髁表面作关节运动。所述后试验支承表面具有弯曲峰表面，所述弯曲峰表面限定髌骨钻导引器和试验器械的最后表面。所述髌骨钻导引器和试验器械还包括前表面，所述前表面具有从其向外延伸的中心刺突和许多周边刺突。上/下假想线沿上/下方向对分前表面，中心刺突的中心位于所述上/下假想线上。所述中心刺突可以比周边刺突长。所述髌骨钻导引器和试验器械还包括许多钻导向孔，所述钻导向孔穿过髌骨钻导引器和试验器械从后试验支承表面延伸至前表面。
[0014]在一个实施例中，所述后支承表面包括内侧试验关节面和外侧试验关节面，所述内侧试验关节面配置成与假体股骨部件的内侧髁表面作关节运动，所述外侧试验关节面配置成与假体股骨部件的外侧髁表面作关节运动。
[0015]在一个实施例中，假想线沿内侧/外侧方向对分前表面，所述许多刺突中的每一个的中心定位在所述假想线的内侧。
·[0016]在一个实施例中，所述许多周边刺突包括上刺突和下刺突，上刺突的中心定位在所述上/下假想线的上侧，且下刺突的中心定位在所述上/下假想线的下侧。
[0017]在一个实施例中，内侧/外侧假想线沿内侧/外侧方向对分前表面，且中心刺突、上刺突和下刺突中的两者的中心定位在所述内侧/外侧假想线的内侧。
[0018]所述许多钻导向孔可以是沉孔。
[0019]所述髌骨钻导引器和试验器械可以还包括连接狭槽，所述连接狭槽定位在后试验支承表面与前表面之间。所述连接狭槽可以配置成容纳可移除的夹具的连接舌，以便将所述髌骨钻导引器和试验器械固定至可移除的夹具。
[0020]在一个实施例中，所述后试验支承表面和所述前表面限定整体。在另一个实施例中，所述后试验支承表面和所述前表面限定整体聚合物本体，金属套管插入到所述许多钻导向孔中的每一个中。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]尤其参考以下附图进行详细说明，其中:
[0022]图1是整形外科器械组件的透视图，显示了固定至可移除的夹具的髌骨钻导引器和试验器械；
[0023]图2是图1的整形外科器械组件的髌骨钻导引器和试验器械的放大的透视图；
[0024]图3是图2的髌骨钻导引器和试验器械的底部正视图；[0025]图4是图2的髌骨钻导引器和试验器械的顶部正视图；
[0026]图5是图2的髌骨钻导引器和试验器械的侧正视图；
[0027]图6是沿着图7的线6-6截取的髌骨钻导引器和试验器械的横截面视图，沿箭头的方向观察；
[0028]图7是髌骨钻导引器和试验器械的侧正视图，显示了器械的连接件；
[0029]图8是沿着图3的线8-8截取的髌骨钻导引器和试验器械的横截面视图，沿箭头的方向观察；
[0030]图9是图1的整形外科器械组件的侧正视图；
[0031]图10是图1的整形外科器械组件的可移除的夹具的连接件的放大的局部透视图； [0032]图11是显示固定至可移除的夹具的髌骨钻导引器和试验器械的局部顶部正视图；
[0033]图12是显示固定至可移除的夹具的压缩承窝的局部透视图；
[0034]图13是压缩承窝的透视图；
[0035]图14是压缩承窝的侧正视图；
[0036]图15是对齐柄部的透视图；
[0037]图16是显示固定至髌骨钻导引器和试验器械的对齐柄部的透视图；
[0038]图17是类似于图1的视图，但是显示了解剖学髌骨钻导引器和试验器械；
[0039]图18是改性的穹顶髌骨部件的顶部透视图，所述穹顶髌骨部件可以用本文中描述的器械和方法植入；
[0040]图19是图18的改性的穹顶髌骨部件的底部透视图；
[0041]图20是患者膝关节的如视图；
[0042]图21是患者膝关节的侧视图；
[0043]图22是外科视图，其显示了将对齐孔钻入患者的自然髌骨的顶点中；
[0044]图23和24是外科视图，其显示了患者髌骨的通常平面的经外科切除的髌骨表面；
[0045]图25是外科视图，其显示了髌骨钻导引器和试验器械14在患者髌骨的经外科切除的髌骨表面之上的对齐；
[0046]图26是外科视图，其显示了将髌骨钻导引器和试验器械14安装在患者髌骨的经外科切除的髌骨表面上；
[0047]图27是外科视图，其显示了已经将髌骨钻导引器和试验器械14安装在患者髌骨的经外科切除的髌骨表面上；
[0048]图28和29是外科视图，其显示了在髌股关节试验过程中使用对齐柄部来评估髌骨钻导引器和试验器械14的旋转位置；
[0049]图30是外科视图，其显示了穿过髌骨钻导引器和试验器械14的导向孔，将锚定孔钻入患者的館骨中；
[0050]图31是类似于图24的视图，但是显示了已经在患者髌骨中钻入的锚定孔；并且
[0051]图32显示了在骨粘固剂聚合过程中用于将髌骨部件与患者髌骨夹在一起的髌骨夹具和压缩承窝。【具体实施方式】
[0052]虽然本公开的概念易于具有各种修改形式和替代形式，但本发明的具体示例性实施例已在附图中以举例的方式示出，并且将在本文中详细说明。然而应当理解，本文无意将本发明的概念限制为所公开的具体形式，而是相反，其目的在于涵盖所附权利要求限定的本发明的实质和范围内的所有修改形式、等同形式和替代形式。
[0053]在整篇说明书中，当涉及整形植入物和本文所述外科器械以及患者的自然解剖结构时，可能会用到表示解剖学参照的术语，例如前、后、内侧、外侧、上、下等。此类术语在解剖学和整形领域具有公知的含义。除非另外说明，否则在书面说明书和权利要求中使用此类解剖学参考术语旨在与其熟知的含义一致。
[0054]参见图1，整形外科器械组件10包括可移除的髌骨夹具12和配置成固定至所述髌骨夹具12的髌骨钻导引器和试验器械14。如在下面更详细地描述的，利用所述器械组件10来通过外科手术准备患者的髌骨16，以植入假体髌骨部件18 (参见图18和19)。为此，可以将髌骨钻导引器和试验器械14用作试验髌股关节的试验器械和用于将锚定孔钻入患者的髌骨16的平面的经切除的后表面中的钻导引器。外科医生还可以使用髌骨钻导引器和试验器械14来对适合与特定患者的髌骨一起使用的髌骨假体部件进行尺寸设定和选择。
[0055]如图1所示，器械组件10的髌骨夹具12包括一对杠杆20、22，所述杠杆20、22用枢轴销24枢连在一起。杠杆20的近端包括上柄部26，杠杆20的远端具有保持承窝28。杠杆22的近端包括下柄部30，杠杆22的远端具有连接件32 (参见图10)。所述杠杆22具有模块化设计，因为连接件32未与下柄部30整体成型。连接件32的近端34被捕集在狭槽36中，所述狭槽36形成于圆柱形外壳38中。如图9所示，连接件32的近端34在圆柱形外壳38内联接到下柄部30的远端40，使得连接件32在圆柱形外壳38内向上和向下平移的同时保持与杠杆20的远端 42基本上平行的关系。压缩弹簧44(参见图9)定位于圆柱形外壳38中，并在连接件32的近端34上施加弹黃偏压，以便沿远尚保持承窝28的方向推动连接件32。
[0056]当外科医生挤压或以其它方式迫使2个柄部26、30朝向彼此时，杠杆20、22围绕销24枢转，由此导致连接件32和保持承窝28朝向彼此运动。当外科医生释放2个柄部26,30时，压缩弹簧44的弹簧偏压迫使连接件32远离保持承窝28，从而导致杠杆20、22围绕销24枢转，以便使2个柄部26、30远离彼此运动。
[0057]如在图9中所见，杠杆22具有形成于其中的许多棘轮齿46。按钮48固定至杠杆20，在杠杆20的上柄部26附近。所述按钮48接合锁定爪50，使得通过沿朝向圆柱形外壳38的方向滑动按钮48，会使锁定爪50运动成与棘轮齿46接合，并且通过沿相反方向滑动按钮48，会使锁定爪50从棘轮齿46脱离。当锁定爪50接合棘轮齿46时，髌骨夹具12的杠杆20、22被锁定，并因此阻止相对于彼此运动。当锁定爪50从棘轮齿46脱离时，髌骨夹具12的杠杆20、22可自由地相对于彼此运动。
[0058]如在图1中所见，在本文描述的示例性实施例中，夹具的保持承窝28具体化为环58，所述环58具有从其向外延伸的许多刺突60。当将器械14固定至夹具12时，所述刺突60面向髌骨钻导引器和试验器械14的许多刺突。在这样的布置中，夹具的刺突60与髌骨钻导引器和试验器械14的刺突协作，以将髌骨16捕获在二者之间。[0059]髌骨夹具12可以由医用级金属(诸如不锈钢、钴铬或钛)构成，尽管可以使用其它金属或合金。
[0060]现在参见图2-8，更详细地显示了髌骨钻导引器和试验器械14。如上面所提及的，在将假体髌骨部件18植入患者的经外科手术准备的髌骨16中的外科手术过程中，使用髌骨钻导引器和试验器械14进行配合评估。大体上，使用髌骨钻导引器和试验器械14来确保最终的髌骨部件18 ( 即，最终植入患者的髌骨16中的髌骨部件18)的适当尺寸选择。如将在下面更详细地讨论的，髌骨钻导引器和试验器械14还用作用于导引钻头的钻导引器，所述钻头用于在患者的经外科手术准备的髌骨16中钻入锚定孔，以容纳髌骨部件18的锚定栓(参见图30)。[0061]如图2、5、7和8所示，髌骨钻导引器和试验器械14包括弯曲峰表面形式的后试验支承表面52，其配置成与假体股骨部件154的髁表面作关节运动(参见图28和29)。具体地，髌骨钻导引器和试验器械14的后试验支承表面52包括外侧试验关节面54和内侧试验关节面56。所述试验关节面54、56配置成分别与股骨部件154的外侧髁表面172和内侧髁表面174作关节运动。所述股骨部件154配置成模拟患者的自然股骨髁的构型，并且同样地，以模仿自然股骨的髁的方式构造(例如，弯曲)外侧髁表面172和内侧髁表面174。外侧髁表面172和内侧髁表面174彼此间隔开，由此在二者之间限定滑车沟槽176。
[0062]如在图3、5、7和8中所见，髌骨钻导引器和试验器械14还包括平坦的前表面62，所述平坦的前表面62具有从其向前延伸的许多固定构件，诸如刺突64。所述刺突64配置成插入到患者的自然髌骨(未示出)的通过外科手术准备的后表面中。以这样的方式，髌骨钻导引器和试验器械14的后试验支承表面52面向股骨部件154，由此在髌股试验过程中在患者的膝弯曲和伸展过程中允许后试验支承表面52与股骨髁表面172、174作关节运动。
[0063]如图3、5、7和8所示，在本文描述的示例性实施例中，髌骨钻导引器和试验器械14的刺突64包括在上/下方向中心的中心刺突66。这在图3中进行了几何学显示，其中假想线72沿上/下方向将髌骨钻导引器和试验器械14的前表面62对分。可以看出，中心刺突66的中心位于假想线72上，由此将中心刺突66沿上/下方向置于中心。髌骨钻导引器和试验器械14的刺突64还包括一对周边刺突68、70。如在图3中所见，周边刺突68的中心位于髌骨钻导引器和试验器械14的前表面62的上半部上(即，其位于假想线72的上侧)，另一个周边刺突70位于髌骨钻导引器和试验器械14的前表面62的下半部上(即，其位于假想线72的下侧)。
[0064]如在图3中所见，在本文描述的示例性实施例中，刺突64中的每一个位于髌骨钻导引器和试验器械14的前表面62的内侧。具体地，中心刺突66和周边刺突68、70中的每一个刺突各自的中心位于髌骨钻导引器和试验器械14的前表面62的内侧半部上。这在图3中进行了几何学显示，其中假想线74沿内侧/外侧方向将髌骨钻导引器和试验器械14的前表面62对分。中心刺突66和一对周边刺突68、70中的每一个刺突的中心位于假想线74的内侧(即，定位在假想线74与髌骨钻导引器和试验器械14的最内侧边缘之间)。刺突64的这样的内侧定位允许固定至通常存在于髌骨16的内侧上的硬度更低的(即，更软的)骨组织。
[0065]如在图5、7和8中所见，中心刺突66比周边刺突68、70长。以这样的方式，可以实现髌骨钻导引器和试验器械14的旋转位置，然后将它以它的最终位置固定在患者的髌骨16的经切除的后表面上。具体地，如将在下面更详细地描述的，外科医生可以首先将中心刺突66的末端插入到患者的髌骨16的经切除的后表面中，然后通过使它围绕由中心刺突66限定的中心轴线相对于患者的髌骨16的经切除的后表面旋转而改变髌骨钻导引器和试验器械14的旋转位置。一旦已经将髌骨钻导引器和试验器械14旋转至期望的对齐位置，则可以将器械14压入患者的髌骨16的经切除的后表面，使得周边刺突68、70接合经切除的髌骨表面的骨组织，由此阻止进一步旋转并将髌骨钻导引器和试验器械14保持在它相对于患者的髌骨16的经切除的后表面而言期望的旋转位置。
[0066]所述髌骨钻导引器和试验器械的本体具有形成于其中的许多钻导向孔76。所述钻导向孔76贯穿髌骨钻导引器和试验器械的本体的整个厚度延伸。也就是说，钻导向孔76的后端部78在髌骨钻导引器和试验器械14的后试验支承表面52中开口，而钻导向孔76的相对前端部80在器械的前表面62中开口。所述导向孔76用作用于导引钻头84的钻导引器，所述钻头84用于在患者的经外科手术准备的髌骨16中钻入锚定孔180，以容纳髌骨部件18的锚定栓(参见图30和31)。这样，每个钻导向孔76的大小和位置与髌骨部件18的锚定栓182的大小和位置一致(参见图19)。
[0067]如在图2、4和8中最佳地可见，在本文描述的示例性实施例中，对每个钻导向孔76进行扩孔。这样，钻导向孔76在它们的后端部78处的直径大于在它们的前端部80处的直径，由此在二者之间限定肩部82。所述肩部82用作深度止挡件，以确保用于在患者的髌骨16中钻入锚定孔182的外科钻头84钻至期望的深度。具体地，如在图30中所见，用于在患者的髌骨16中钻入锚定孔的外科钻头84包括环形轴环86，所述环形轴环86定位在钻头的切槽88的上端。在使用过程中，钻头84可以穿过钻导向孔76中的一者推进并进入患者的髌骨16的骨组织中，直到轴环86的下表面降至最低点或以其它方式接合经扩孔的导向孔76的肩部82。
[0068]如在图1-3中最佳所示，髌骨钻导引器和试验器械14具有形成于其中的对齐镗孔90。像钻导向孔76 一样，对齐镗孔90贯穿髌骨钻导引器和试验器械的本体的整个厚度延伸。也就是说，对齐镗孔90的后端部92 在髌骨钻导引器和试验器械14的后试验支承表面52中开口，而对齐镗孔90的相对前端部94在器械的连接件的狭槽102中开口。
[0069]对齐镗孔90用作视觉对齐引导件，其允许外科医生在切除髌骨16之前将髌骨钻导引器和试验器械14的顶点与患者的自然髌骨16的顶点的先前位置对齐。具体地，后试验表面52的弯曲峰表面的末端96限定了髌骨钻导引器和试验器械14的最后点98。所述对齐镗孔形成于后试验表面52的末端96(即，在其中开口)。如将在下面更详细地地描述的，外科医生可以在切除患者的自然髌骨16之前在它的顶点中形成(例如，钻)孔。将所述孔钻至比在髌骨切除术中要除去的骨的厚度更深的深度。这样，在骨除去以后，在平面的经外科切除的髌骨表面中仍然可见浅孔或凹痕。外科医生可以将对齐镗孔90与髌骨中的该残留孔对齐，以将髌骨钻导引器和试验器械14的顶点与患者的自然髌骨16的顶点的先前位置对齐。
[0070]如在图2-4和6中所见,所述对齐键孔90的直径小于每个钻导向孔76的直径。以这样的方式，外科钻头84不会疏忽地穿过对齐镗孔90。
[0071]如上面所提及的，可以将髌骨钻导引器和试验器械14选择性地固定至可移除的髌骨夹具12。在这点上，髌骨钻导引器和试验器械14包括凹形连接件几何形状，其配置成容纳髌骨夹具12的连接件32的凸形几何形状(参见图10)。具体地，髌骨钻导引器和试验器械14的本体具有形成于其中的连接狭槽102。如在图7和8中所见，连接狭槽102位于后试验支承表面52与前表面62之间。所述连接狭槽102的形状和大小设定成容纳髌骨夹具的连接件32的连接舌104。如在图10和11中所见，连接舌104包括末端106，所述末端106从连接件32的本体的圆形表面向外延伸。如在图6中所见，髌骨钻导引器和试验器械14的连接狭槽102具有类似的形状，其包括末端凹槽108，所述末端凹槽108的大小和形状设定成容纳髌骨夹具的连接舌104的末端106。
[0072]如在图6和8中所见，限定连接狭槽102的上表面的上侧壁110具有被限定于其中的锁定凹槽112。在本文描述的示例性实施例中，所述锁定凹槽112通常是半球形的形状。所述锁定凹槽112的大小和位置设定成容纳髌骨夹具的连接件32的锁定机构，以将髌骨夹具12固定至髌骨钻导引器和试验器械14。在一个实施例中，所述锁定机构具体化为偏压柱塞，所述偏压柱塞位于髌骨夹具的连接舌104的末端106上。在一个具体实施例中，所述偏压柱塞可以具体化为弹簧偏压的球柱塞114。随着髌骨夹具的连接件32被插入到连接狭槽中，所述球柱塞114被上侧壁110向下推动靠在它的弹簧偏压上，直到它达到这样的位置:球柱塞114通过它的弹簧偏压而运动入锁定凹槽112中。当球柱塞114定位于锁定凹槽112中时，髌骨夹具12被牢固地固定至髌骨钻导引器和试验器械14，直到如下施加足够的力来牵拉所述2个部件分开:向下迫使球柱塞114脱离锁定凹槽112，以允许髌骨夹具12与髌骨钻导引器和试验器械14分离。
[0073]如在图6中所见，髌骨钻导引器和试验器械14的对齐镗孔90穿过连接狭槽102的末端凹槽108。如上面所指出的，当将髌骨夹具12固定至髌骨钻导引器和试验器械14时，髌骨夹具的连接舌104的末端106定位于连接狭槽102的末端凹槽108中。如图11所示，当如此定位时，髌骨夹具的连接舌104的末端106阻挡对齐镗孔90或以其它方式阻止通道从其中穿过。更具体地，当髌骨夹具的连接舌104的末端106定位于末端凹槽108中时，会阻止钻头或其它器械穿过对齐镗孔90。
·[0074]为了满足给定的患者的解剖学的需要，可以以许多不同的尺寸提供髌骨钻导引器和试验器械14。例如，在本文描述的示例性实施例中，髌骨钻导引器和试验器械14可以以5种不同的内侧/外侧长度(例如，29mm、32mm、35mm、38mm和41mm)具体化，以便模仿不同大小的假体髌骨部件18。
[0075]在本文描述的示例性实施例中，髌骨钻导引器和试验器械14具体化为用生物相容的金属构成的整体金属体，所述金属允许髌骨钻导引器和试验器械14与股骨部件154之间的光滑关节运动。这样的生物相容金属的例子包括不锈钢、钴铬或钛，但是可以使用其它金属或合金。所述髌骨钻导引器和试验器械14还可以具体化为整体聚合物试验器械。这样，髌骨钻导引器和试验器械14可以由任意合适的医用级聚合材料制成。这样的聚合材料的例子包括聚醚醚酮(PEEK)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)或缩醛。在这样的一个实施例中，整体聚合物试验可以包括定位于钻导向孔76中的金属插件(例如，套管)。
[0076]如在图12-14中所见，可移除的夹具12还可以固定至压缩承窝120。在髌骨部件18在患者的经切除的髌骨16上粘固就位后，所述压缩承窝120可以用于维护髌骨部件18上的夹紧压力。所述压缩承窝120包括环122形式的基座。所述环122具有与其固定的环形可压缩的垫子124。所述可压缩的垫子124由可变形的材料构成，且起下述作用:接合髌骨部件18的后支承表面188，由此当通过使用髌骨夹具12来施加夹紧力时，将所述后支承表面188推向髌骨16。
[0077]所述压缩承窝120包括凹形连接件几何形状，后者类似于髌骨钻导引器和试验器械14的凹形连接件几何形状，并因此配置成容纳髌骨夹具12的连接件32的凸形几何形状(参见图12)。具体地，压缩承窝120的环122具有形成于其中的连接狭槽126。如在图13和14中所见，连接狭槽126的形状和大小设定成容纳髌骨夹具的连接件32的连接舌104。如在图12中所见，连接舌104的末端106延伸超过压缩承窝的环122的内部环形壁128，使得弹簧偏压的球柱塞114接合环122的环形壁128，以将夹具12固定至压缩承窝120。具体地，随着髌骨夹具的连接件32插入到并穿过压缩承窝的连接狭槽126，球柱塞114被上侧壁130向下压靠着它的弹簧偏压，直到它离开连接狭槽126进入环的中心，在此时，球柱塞114被它的弹簧偏压向上推动。当球柱塞114如此定位时，髌骨夹具12牢固地固定至压缩承窝120，直到如下施加足够的力来牵拉所述2个部件分开:迫使球柱塞114向下和向回进入连接狭槽126中，由此允许髌骨夹具12与压缩承窝120分离。
[0078]压缩承窝120的环122可以具体化为用生物相容的金属(诸如不锈钢、钴铬或钛)构成的整体金属体，但是可以使用其它金属或合金。所述环122还可以具体化为用任意合适的医用级聚合材料(诸如聚醚醚酮(PEEK)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)或缩醛)构成的整体聚合物试验器械。所述可压缩的垫子124可以用任意合适的医用级可压缩的材料(诸如有机娃)构成。
[0079]如在图15和16中所见，髌骨钻导引器和试验器械14还可以固定至对齐柄部140。对齐柄部140的应用允许外科医生在髌股关节试验过程中评估髌骨钻导引器和试验器械14当在股骨部件154的滑车沟槽中作关节运动时的旋转对齐。所述对齐柄部140包括相对平坦的伸长的凸缘142 ，所述伸长的凸缘142具有形成在其一个端部中的连接件144。所述对齐柄部的连接件144与髌骨夹具的连接件32相同，以便以与髌骨夹具12相同的方式与髌骨钻导引器和试验器械14的连接件配合。这样，对齐柄部的连接件144具有包括末端148的连接舌146，所述末端148从连接件144的本体的圆形表面向外延伸。以与髌骨夹具的连接件32的类似结构类似的方式，所述连接舌146和它的末端148被容纳在髌骨钻导引器和试验器械14的连接狭槽102中。
[0080]同样地，对齐柄部的连接件144包括锁定机构，以将对齐柄部140固定至髌骨钻导引器和试验器械14。在一个实施例中，所述锁定机构具体化为偏压柱塞，所述偏压柱塞定位在对齐柄部的连接件144的末端148上。在一个具体实施例中，所述偏压柱塞可以具体化为弹簧偏压的球柱塞152。所述球柱塞152可以被捕获在髌骨钻导引器和试验器械14的连接狭槽102的锁定凹槽112内，从而以与上面关于髌骨夹具12的附接相同的方式，将对齐柄部140牢固地固定至髌骨钻导引器和试验器械14。所述对齐柄部140通过球柱塞152保持固定至髌骨钻导引器和试验器械14，直到如下施加足够的力来牵拉所述2个部件分开:向下迫使球柱塞152脱离锁定凹槽112，以允许对齐柄部140与髌骨钻导引器和试验器械14分离。
[0081]现在参见图17，显示了髌骨钻导引器和试验器械14的另一个实施例。具体地，尽管图1-9的髌骨钻导引器和试验器械14具体化为模仿改性的穹顶髌骨部件的试验器械，可以将髌骨钻导引器和试验器械14具体化以模仿其它类型的髌骨部件。例如，如图17所示，可以将髌骨钻导引器和试验器械14具体化以模仿“适形的”或“解剖学的”髌骨部件，后者被设计成适形于股骨的髁表面。尽管改性的穹顶髌骨部件允许膝关节假体的髌骨部件与股骨部件之间的更大运动，解剖学髌骨部件相对于股骨部件受到更多约束。如图17所示，这样的“解剖学”髌骨钻导引器和试验器械14可以用与上面关于“改性的穹顶”髌骨钻导引器和试验器械14所述类似的结构具体化。
[0082]现在参见图20-32，显示了外科手术，其中使用在本文中关于图1-17描述的各种器械通过外科手术来准备患者的髌骨16，以植入图19和20的假体髌骨部件18。所述外科手术开始于外科手术前计划，在所述计划中，除了其它事项以外，可以获得CT扫描或其它类型的外科手术前图像，以计划髌骨部件18的放置位置和取向。在外科手术前计划结束后，切开和收拢患者的软组织，以便允许接近膝关节。通常实现患者的关节的充分暴露，以便除了暴露髌骨16以外，还暴露患者的股骨150和胫骨152 (参见图20和21)。
[0083]除了植入髌骨部件18以外，外科手术也用假体股骨部件154置换患者的自然远侧股骨150，并用胫骨托156和胫骨支承件158置换患者的自然近侧胫骨152 (参见图28和29)。但是，在本文中没有详细描述股骨部件154、胫骨托156和胫骨支承件158的外科植入。此外，尽管在图20和21中显示了髌骨16相对于股骨150和胫骨152的解剖学位置，为了清楚描述起见，在其它图(除了图28和29以外)中将髌骨16显示为从其解剖学位置分离。
[0084]如图22所示，在切除患者的髌骨16之前，外科医生首先在髌骨的后表面162的顶点160中形成对齐结构。具体地，外科医生可以在进行切除之前用钻166在患者的自然髌骨16的后表面162的顶点160中钻孔164。如在图22和23的对比中所见，将对齐孔164钻至预定深度，所述预定深度比要在髌骨切除术中除去的骨的厚度更深。这样，在骨除去以后，在平面的经外科切除的髌骨表面170中仍然可见孔164 (或浅凹痕，取决于钻的深度)。
[0085]一旦已经在患 者的自然髌骨16的后表面162中钻入对齐孔164，外科医生然后可以切除患者的自然髌骨16。具体地，外科医生可以使用切除导向器(未示出)和骨锯(也未示出)来产生通常平面的经外科切除的髌骨表面170，随后将髌骨部件18植入在所述髌骨表面170上。尽管可以使用众多不同的器械和方法来切除患者的自然髌骨16，用于实现该目的的示例性的器械和方法描述于2012年6月26日提交的名称为“Patella OrthopaedicSurgical Method”的共同拥有的、共同未决的美国专利申请序列号13/533,607中。
[0086]如上面所提及的和如图23和24所示的，在骨除去以后，在平面的经外科切除的髌骨表面170中仍然可见外科医生在切除术之前所钻的对齐孔164。取决于用于形成对齐孔164的钻操作的深度，它可能显示为经外科切除的髌骨表面170中的浅凹痕。
[0087]患者的自然髌骨16的切除术结束后，外科医生确定要植入经外科切除的髌骨表面170上的髌骨部件18的适当大小。为此，外科医生使用髌骨钻导引器和试验器械14。具体地，如现在将更详细地描述的，可以将髌骨钻导引器和试验器械14固定至患者的经外科切除的髌骨表面170，以用作尺寸确定试验和钻导引器。为此，外科医生选择不同大小的髌骨钻导引器和试验器械14中的最初一个，它被外科医生估测为该患者的适当尺寸。如图25和26所示，外科医生然后将选定的髌骨钻导引器和试验器械14放在经外科切除的髌骨表面170上面，并评估覆盖度。具体地，外科医生首先将选定的髌骨钻导引器和试验器械14的对齐镗孔90与外科医生(在切除术之前)在平面的经外科切除的髌骨表面170中所钻的对齐孔164对齐。为此，外科医生穿过器械的对齐镗孔90观察在平面的经外科切除的髌骨表面170中钻的对齐孔164，并调节选定的髌骨钻导引器和试验器械14的位置，使得钻的对齐孔164和器械的对齐镗孔90彼此对齐。一旦以这样的方式对齐，外科医生然后可以评估选定的髌骨钻导引器和试验器械14的覆盖度。如果外科医生确定选定的髌骨钻导引器和试验器械14不是适当的大小，取下最初的髌骨钻导引器和试验器械14，并选择具有不同大小的髌骨钻导引器和试验器械14，在经外科切除的髌骨表面170上面对齐，并评估。
[0088]一旦已经确定适当大小的髌骨钻导引器和试验器械14，外科医生将髌骨钻导引器和试验器械14固定至经外科切除的髌骨表面170。为此，外科医生通过将选定的髌骨钻导引器和试验器械14的对齐镗孔90与在平面的经外科切除的髌骨表面170中钻的对齐孔164对齐，将髌骨钻导引器和试验器械14放在最终的植入物(即，髌骨部件18)所期望的位置和取向。如此定位后，髌骨钻导引器和试验器械14的刺突64向下面向经外科切除的髌骨表面170。如在图26中所见，当在经外科切除的髌骨表面170之上对齐时，髌骨钻导引器和试验器械14的周边刺突68、70相对于髌骨16的中心向内侧定位。
[0089]在图26中还可以看出，随着髌骨钻导引器和试验器械14被推向髌骨16，中心刺突66(其比周边刺突68、70长)首先接触经外科切除的髌骨表面170。以这样的方式，可以实现髌骨钻导引器和试验器械14的旋转定位，然后将它固定至它在经外科切除的髌骨表面170上的最终位置。具体地，外科医生可以首先将中心刺突66的末端插入到患者的髌骨16的经外科切除的髌骨表面170中。外科医生然后可以如下调节髌骨钻导引器和试验器械14的旋转位置:使它围绕由中心刺突66限定的其中心轴线相对于经外科切除的髌骨表面170而旋转。
[0090]如图27所示，已经将髌骨钻导引器和试验器械14旋转至期望的对齐位置后，可以将髌骨钻导引器和试验器械14压入经外科切除的髌骨表面170，使得周边刺突68、70接合经外科切除的髌骨表面170的骨组织并安置在其中。如此做会阻止髌骨钻导引器和试验器械14的进一步旋转，并使它相对于患者的髌骨16的经外科切除的髌骨表面170保持在它的期望的位置。
[0091]应当理解，外科医生可以仅通过施加手指压力用手将髌骨钻导引器和试验器械14压入经外科切除的髌骨表面170的骨组织中。但是，在某些情况下，可能必须利用额外的力才能将髌骨钻导引器和试验器械14充分地安置在经外科切除的髌骨表面170中。在这样的情况下，外科医生可以将可移除的夹具12安装至髌骨钻导引器和试验器械14，并使用夹具12施加夹紧力，所述夹紧力将器械的刺突64驱入经外科切除的髌骨表面170的骨组织中，以便充分地安置髌骨钻导引器和试验器械14。
[0092]已经将髌骨钻导引器和试验器械14安装在经外科切除的髌骨表面170上以后，外科医生然后可以进行髌股关节的试验，以评估大小和定位。为此，外科医生首先将对齐柄部140安装至髌骨钻导引器和试验器械14。对齐柄部140的应用允许外科医生在髌股关节试验过程中在髌骨钻导引器和试验器械14在股骨部件154的滑车沟槽中作关节运动的同时评估其旋转对齐。为了将对齐柄部140固定至髌骨钻导引器和试验器械14，外科医生将柄部的连接件144插入到髌骨钻导引器和试验器械14的连接狭槽102中。在这样做时，柄部的球柱塞152被捕获在髌骨钻导引器和试验器械14的连接狭槽102的锁定凹槽112中，以将对齐柄部140牢固地固定至髌骨钻导引器和试验器械14。[0093]一旦安装好对齐柄部140，外科医生然后可以定位髌骨钻导引器和试验器械14，使得它的后试验支承表面52定位成在股骨部件154的股骨髁表面172、176的滑车沟槽176内作关节运动。外科医生然后可以操作患者的腿部，以便进行髌股关节的试验关节运动。在这样做时，外科医生可以使用对齐柄部140作为髌骨钻导引器和试验器械14当在股骨部件154的滑车沟槽176中作关节运动时的旋转对齐的视觉指示器。具体地，如在图28中所见，如果髌骨钻导引器和试验器械14的内侧边缘(即，在其中形成连接狭槽102的边缘)被适当地对齐，对齐柄部140沿通常与股骨和胫骨的长轴垂直的方向向外延伸。也就是说，它通常沿内侧/外侧方向向外延伸。
[0094]但是，如果髌骨钻导引器和试验器械14的旋转位置没有适当地对齐，对齐柄部以倾斜的角度向外延伸，诸如在图29中所示。也就是说，如果没有适当地对齐，对齐柄部140沿通常不与股骨和胫骨的长轴垂直的方向向外延伸。这样，对齐柄部140通常没有布置在内侧/外侧方向上。
[0095]基于上述内容，外科医生可以在髌股关节的试验关节运动的过程中通过监测对齐柄部140的位置而评估髌骨钻导引器和试验器械14的旋转位置和对齐。如果在试验操作过程中的任何时间，对齐柄部140没有相对于股骨和胫骨的长轴保持在期望的角度(即，它没有通常沿内侧/外侧方向延伸)，外科医生可以对髌骨钻导引器和试验器械14的定位进行矫正操作，以改善其旋转位置。
[0096]一旦外科医生已经完成髌股关节的试验关节运动并对髌骨钻导引器和试验器械14的定位做出任何必要的调节，外科医生然后可以在经外科切除的髌骨表面170中钻入许多锚定孔180。所述锚定孔180的大小和位置设定成容纳髌骨部件18的锚定栓182 (参见图19)。为此，外科医生首先通过使夹具的连接件32进入髌骨钻导引器和试验器械14的连接狭槽102中而将可移除的夹具12固定至髌骨钻导引器和试验器械14。在这样做时，柄部的球柱塞114被捕获在髌骨钻导引器和试验器械14的连接狭槽102的锁定凹槽112中，以将髌骨夹具12牢固地固定至髌骨钻导引器和试验器械14。
[0097]外科医生然后将夹·具的柄部26、30向彼此挤压，由此使髌骨钻导引器和试验器械14和保持承窝28向彼此运动，以便在二者之间夹住髌骨16。由于髌骨16被夹具12固定，外科医生现在可以钻铺定孔180。为此，外科医生使外科钻头84的旋转末端184进入在钻导向孔76中的一者中的后试验支承表面52内形成的开口中，并穿过髌骨钻导引器和试验器械14，使得它穿过器械的前表面62离开导向孔76，并进入经外科切除的髌骨表面170的骨组织中。外科医生继续使钻头84进入髌骨16中，直到钻头的轴环86的下表面降至最低点或以其它方式接合经扩孔的导向孔76的深度止挡件(即，肩部82)。外科医生然后以类似的方式钻剩余的锚定孔180。
[0098]如上面所指出的，每个钻导向孔76的大小和位置与髌骨部件18的锚定栓182的大小和位置相同(参见图19)。这样，外科医生已经穿过每个导向孔76推进钻机的外科钻头84后，经外科切除的髌骨表面170准备用于植入髌骨部件18，如图31所示。
[0099]应当理解，在这样的锚定孔180钻入过程中，会防止外科医生将钻机的外科钻头84插入到髌骨钻导引器和试验器械14的对齐镗孔90中，因为该镗孔的直径小于钻头的直径。此外，如上所述，当髌骨夹具12固定至髌骨钻导引器和试验器械14时，髌骨夹具的连接舌104的末端106定位于器械的连接狭槽102的末端凹槽108。如图11所示，当如此定位时，髌骨夹具的连接舌104的末端106会阻挡对齐镗孔90或以其它方式阻止通道从其中穿过。这样，不仅用于钻锚定孔180的钻头84被阻止插入到对齐镗孔90中(由于镗孔的更小的直径)，而且其它器械同样被阻止穿过对齐镗孔90到达经外科切除的髌骨表面170 (由于髌骨夹具的连接舌104的末端106的存在，所述末端106定位于器械的连接狭槽102的末端凹槽108中)。
[0100]还应当明白，在某些情况下，外科医生可能希望利用髌骨钻导引器和试验器械14来钻锚定孔180，而不使用髌骨夹具12。在这样的情况下，外科医生可能仅仅通过施加手指压力来保持髌骨钻导引器和试验器械14。
[0101]现在参见图32，已经在经外科切除的髌骨表面170中钻入锚定孔180后，外科医生将适当大小的髌骨部件18 ( 即，具有通过如上所述的试验选择的尺寸(即，内侧/外侧长度)的部件18)植入患者的髌骨16中。外科医生可以首先将骨粘固剂施加于髌骨部件18的前表面190。然后将髌骨部件16定位在经外科切除的髌骨表面170之上，使得该部件的锚定栓182与它们各自的锚定孔180对齐。此后，可以推进髌骨部件12，使得锚定栓182容纳在锚定孔180中，且前表面190定位成与经外科切除的髌骨表面170接触。 [0102]然后可以通过将夹具的连接件32插入到承窝的连接狭槽126中，将可移除的夹具12固定至压缩承窝120。然后可以使用压缩承窝120来评估当髌骨部件18在患者的经切除的髌骨16上粘固就位时在髌骨部件18上的夹紧压力。也就是说，在骨粘固剂聚合时，可以使用压缩承窝120和夹具12来保持髌骨部件18上的夹紧压力。为此，将压缩承窝120的环形可压缩的垫子124放在髌骨部件18的后支承表面188之上。外科医生然后将夹具的柄部26、30向彼此挤压，由此使压缩承窝120和保持承窝28向彼此运动。在这样的运动过程中，压缩承窝120的可压缩的垫子120被推进成与髌骨部件16的后支承表面188接触。所述髌骨部件16被安置在可压缩的垫子120的凹形表面192内并被后者稳定化(参见图14)，使得髌骨部件16被牢固地夹至经切除的髌骨16，直到聚合结束且髌骨部件16与其固定。在聚合过程中，外科医生可以向前滑动髌骨夹具的按钮48，以将夹具12锁定在它的当前位置。
[0103]尽管在附图和上述说明中已详细地举例说明和描述了本公开，但此类图示和描述应视为示例性的而不是限制性的，应当理解的是，仅示出和描述了示例性的实施例，并且本发明实质范围内的所有改变和变型都应受到保护。
[0104]本文所述的方法、设备和系统的多个结构使本公开具有多个优点。应当注意的是，本公开的方法、设备和系统的可供选择的实施例可不包括所有所述结构，但仍然可受益于这些结构的至少一些优点。对于上述方法、设备和系统，本领域的普通技术人员可容易地设想出其自己的实施方式，该实施方式可结合本发明特征中的一项或多项，并且落在由所附权利要求限定的本公开的实质和范围内。
【权利要求】
1.一种髌骨钻导引器和试验器械，其包括: 后试验支承表面，其配置成与假体股骨部件的髁表面作关节运动，所述后试验支承表面包括弯曲峰表面，所述弯曲峰表面限定所述髌骨钻导引器和试验器械的最后表面， 前表面，其具有从其向外延伸的许多刺突，和 许多钻导向孔，其穿过所述髌骨钻导引器和试验器械从所述后试验支承表面延伸至所述前表面。
2.根据权利要求1所述的髌骨钻导引器和试验器械，其特征在于，所述后支承表面包括: 内侧试验关节面，其配置成与假体股骨部件的内侧髁表面作关节运动，和 外侧试验关节面，其配置成与所述假体股骨部件的外侧髁表面作关节运动。
3.根据权利要求1所述的髌骨钻导引器和试验器械，其特征在于: 假想线沿内侧/外侧方向对分所述前表面，并且 所述许多刺突中的每一个的中心定位在所述假想线的内侧。
4.根据权利要求1所述的髌骨钻导引器和试验器械，其特征在于: 所述许多刺突包括中心刺突、上刺突和下刺突， 上/下假想线沿上/下方向对分所述前表面， 所述中心刺突的中心位于所述上/下假想线上， 所述上刺突的中心定位在所述上/下假想线的上侧，并且 所述下刺突的中心定位在所述上/下假想线的下侧。
5.根据权利要求4所述的髌骨钻导引器和试验器械，其特征在于，所述中心刺突比所述上刺突和所述下刺突长。
6.根据权利要求5所述的髌骨钻导引器和试验器械，其特征在于: 内侧/外侧假想线沿内侧/外侧方向对分所述前表面，并且 所述中心刺突、上刺突和下刺突中的每一个的中心定位在所述内侧/外侧假想线的内侧。
7.根据权利要求1所述的髌骨钻导引器和试验器械，其特征在于，所述许多钻导向孔是沉孔。
8.根据权利要求1所述的髌骨钻导引器和试验器械，其特征在于，还包括连接狭槽，所述连接狭槽定位在所述后试验支承表面与所述前表面之间，所述连接狭槽配置成容纳可移除的夹具的连接舌，以便将所述髌骨钻导引器和试验器械固定至所述可移除的夹具。
9.根据权利要求1所述的髌骨钻导引器和试验器械，其特征在于，所述后试验支承表面和所述前表面构成整体。
10.根据权利要求1所述的髌骨钻导引器和试验器械，其特征在于，所述后试验支承表面和所述前表面构成整体聚合物本体，所述整体聚合物本体还包括插入到所述许多钻导向孔中的每一个中的金属套管。
11.一种髌骨钻导引器和试验器械，其包括: 后试验支承表面，其配置成与假体股骨部件的髁表面作关节运动，所述后试验支承表面包括弯曲峰表面，所述弯曲峰表面限定所述髌骨钻导引器和试验器械的最后表面， 前表面，其具有从其向外延伸的中心刺突和许多周边刺突，其中，α)上/下假想线沿上/下方向对分所述前表面，(ii)所述中心刺突的中心位于所述上/下假想线上，并且(iii)所述中心刺突比所述周边刺突长，和 许多钻导向孔，其穿过所述髌骨钻导引器和试验器械从所述后试验支承表面延伸至所述前表面。
12.根据权利要求11所述的髌骨钻导引器和试验器械，其特征在于，所述后支承表面包括: 内侧试验关节面，其配置成与假体股骨部件的内侧髁表面作关节运动，和 外侧试验关节面，其配置成与所述假体股骨部件的外侧髁表面作关节运动。
13.根据权利要求11所述的髌骨钻导引器和试验器械，其特征在于: 假想线沿内侧/外侧方向对分所述前表面，并且 所述许多周边刺突中的每一个和所述中心刺突的中心定位在所述假想线的内侧。
14.根据权利要求11所述的髌骨钻导引器和试验器械，其特征在于: 所述许多周边刺突包括上刺突和下刺突， 所述上刺突的中心定位在所述上/下假想线的上侧，并且 所述下刺突的中心定位在所述上/下假想线的下侧。
15.根据权利要求15所述的髌骨钻导引器和试验器械，其特征在于: 内侧/外侧假想线沿内侧/外侧方向对分所述前表面，并且 所述中心刺突、上刺突和下刺突中的两者的中心定位在所述内侧/外侧假想线的内侧。
16.根据权利要求11所述的髌骨钻导引器和试验器械，其特征在于，所述许多钻导向孔是沉孔。
17.根据权利要求11所述的髌骨钻导引器和试验器械，其特征在于，还包括连接狭槽，所述连接狭槽定位在所述后试验支承表面与所述前表面之间，所述连接狭槽配置成容纳可移除的夹具的连接舌，以便将所述髌骨钻导引器和试验器械固定至所述可移除的夹具。
18.根据权利要求11所述的髌骨钻导引器和试验器械，其特征在于，所述后试验支承表面和所述前表面构成整体。
19.根据权利要求11所述的髌骨钻导引器和试验器械，其特征在于，所述后试验支承表面和所述前表面构成整体聚合物 本体，所述整体聚合物本体还包括插入到所述许多钻导向孔中的每一个中的金属套管。
【文档编号】A61B17/17GK103705288SQ201310460722
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2012年9月28日
【发明者】J.B.克莱韦, M.S.瓦拉塞, M.J.罗克, A.P.赖特, O.J.博克霍尔德, R.S.戈拉布 申请人:德普伊(爱尔兰)有限公司