用于全髋关节成形术的最佳接触机械部件的制作方法_5

文档序号:8459835阅读:来源:国知局

[0102]参考图26,提供能够使单块式植入物182以不同角度取向的股骨主干/轴200A、200B.200C也在本公开内容的范围内。例如,如显示的,第一种示例性的股骨主干200A包括接收单块式颈和球植入物182的腔体。在该讨论中,仅为了解释目的,单块式颈和球植入物182与前面讨论的相同。但是本领域技术人员会理解,可以与示例性的股骨主干200A、200B、200C —起使用不同的单块式颈和球植入物,诸如在前面或此后讨论的那些中的任一种。
[0103]第一种示例性的股骨主干200A包括这样的腔体202A:其具有相对于所述股骨主干的纵向轴线成大约45度角度的纵向轴线。相比而言,第二种示例性的股骨主干200B包括这样的腔体202B:其具有相对于所述股骨主干的纵向轴线成大约55度角度的纵向轴线。最后,第三种示例性的股骨主干200C包括这样的腔体202C:其具有相对于所述股骨主干的纵向轴线成大约65度角度的纵向轴线。本领域技术人员会认识到,可以不同的角度在股骨主干中形成腔体,以相对于所述股骨主干的纵向轴线以介于20至90度之间的任意角度来取向单块式颈和头植入物182。
[0104]参考图27,将下承载表面210附接至股骨头186的外部也在本公开内容的范围内。作为例子,单块式颈和头植入物182可以由金属、聚合物、陶瓷制品和复合材料制成。因为单块式颈和头植入物182的制造会提供集成结构,可能有利的是通过将材料210附接至股骨头186的外部来改变承载表面。在该示例性实施例中,单块式颈和头182由金属或金属合金制成。但是最终植入物应当包括含有另一种材料诸如高密度聚乙烯的股骨头承载表面210。为了将新承载表面210安装至股骨头186,可以利用压缩模塑、水动力附接或其它表面固定技术。该方案的优点之一是,接口表面(即,承载表面210的内部和股骨头186的外部)具有更多的表面积(相对于顶枢和股骨头的内部之间的典型表面积)可用于将新承载表面210附接至股骨头186。
[0105]使用单块式股骨头和颈植入物182会解决股骨头186和股骨颈184之间的微摇摆运动的可能性。但是单块式股骨头和颈植入物182也会潜在地解决其它问题。作为THA的一部分,本领域技术人员熟知外科医生将骨盆扩孔以使骨盆准备好接收植入的髋白杯。如果外科医生扩孔/取出过多的骨或在不正确的角度扩孔,单块式头和颈植入物允许外科医生改正这类外科手术准备错误,并确保股骨头定位于解剖学上正确的位置。关于使用股骨头和天然髋白的同心中心在解剖学上正确定位股骨头的更详细讨论,可参考美国专利申请系列号13/330,259,其公开内容以引用方式并入本文。
[0106]参考图28,一种示例性的可移动的承载股骨植入物包括股骨主干(未显示)和股骨颈220,例如它们相对于股骨主干的纵向轴线成大致45度的角度,但是该取向角度可大于或小于45度,使得股骨球形中心可与解剖球形中心对齐。在股骨颈220的末端处是具有圆形的圆柱形末端的顶枢222,所述圆柱形末端能够被接收在股骨头224的第一光滑腔体内。在该示例性实施例中,顶枢222的圆形的圆柱形末端的外承载表面和限定股骨头224的更光滑腔体的内表面被高度抛光以减少二者之间的摩擦。具体地,顶枢222的外承载表面的大小允许顶枢相对于股骨头224旋转。此外,顶枢222可稍微逐渐变小以允许股骨头224相对于顶枢上下平移。
[0107]参考图29,尽管股骨植入物的理想设计是使股骨颈轴线230与腿的机械轴线平行,下一个最佳取向将是使股骨主干234的纵向轴线232和股骨颈236的纵向轴线230之间的角(表示为“γ”)最小化。在目前THA中,该角γ是非常大的。当将在重力方向的力施加于股骨头238时,那么施加增加的力矩,从而导致肌肉结构中更大的力来平衡髋关节,由此导致增加的承载表面力。
[0108]参考图30和31,本发明的公开内容提出,这两个轴线230、232之间的角度差异应尽可能地小。实现小角度差异会允许力在这些结构中的更佳分散和在髋关节处就沿着机械轴线施加的主要承载表面力而言的力矩的减小。
[0109]如以前所述,具有最佳角度γ的髋主干和颈、以及股骨颈轴线相对于机械轴线之间的最佳角度(γ/2)和股骨主干轴线相对于机械轴线之间的最佳角度(γ/2)将允许股骨头和髋臼杯之间的最佳接触面积(参见图31)。如在图31中所示,左侧视图是以股骨头和髋臼杯插入物之间的稍微大角度γ和相对小接触面积取向的目前THA植入物,并且右侧视图是本发明的公开内容的一个示例性实施例的叠加,其显示了最佳角度γ以及这如何帮助增加股骨球和髋白杯之间的接触面积。
[0110]参考图32,尽管相对于天然股骨松动股骨主干已经降低至较低发生率,它仍然是植入物寿命中的担忧。因此,一种示例性股骨植入物240可以利用加强板242 (和对应的钉子或螺杆),其并行地安装至股骨244和股骨主干246。该加强板242可沿着股骨主干246插入在可变位置并且起作用以确保股骨主干保持固定于股骨244,即使在更动态的挑战活动过程中。
[0111]参考图33,为了阻止平面力和弯矩,一种示例性的股骨部件250包括这样的股骨主干的上方面252:其包括安装至股骨254的波状外形顶部的平坦的、圆形的或解剖形状的板。该板252在性质上可以是模块式的,并且连接至股骨主干256的上部分,并且包括集成颈258和可能的集成股骨球260。
[0112]参考图34和35,股骨颈沿着机械轴线的放置允许股骨头将接触面积最大化并阻止股骨头与髋白杯分离(参见图31)。但是,也可修改髋白杯的形状以辅助将股骨头捕获在其中。例如,一种示例性的股骨杯270包括延伸的表面积以增加股骨头和髋白杯插入物之间在股骨头的运动范围内的潜在接触面积。具体地,目的是使在股骨头的运动范围内的接触面积(股骨头和髋白杯(即,插入物)之间)最大化。延伸髋白杯的表面积会导致最大的股骨头接触面积以及髋白杯和残余骨表面之间的更大接触。图24和25提供了示例性的髋臼杯270形状,所述形状增加表面积超过目前的180度覆盖。
[0113]还应当指出,示例性的髋臼杯274可包括可分离的延伸段272,使得最终的杯包括多个块,诸如图36中所示的示例性杯。在这些示例性杯274中,延伸段272提供多达45度的额外表面积覆盖。
[0114]并且,如在图37中所示,髋臼杯270、274和它的衬板杯276在髋臼杯内的定位也是模块式的,这取决于髋臼杯在髋臼内的放置。由于延伸杯270、274覆盖了超过180度的表面积,可能将衬板杯276以更垂直或水平取向置于髋白杯内。髋白杯衬板276可以是180度,并与植入的具有大于180度的表面积的髋臼杯270、274—起定位。因此,取决于髋臼杯270、274至最大骨固定面积的位置,可将聚乙烯衬板276以多种方式在髋白杯内定位和/或取向,从而允许将植入物球形中心与解剖球形中心联系。聚乙烯衬板276也可具有与髋臼杯部件270、274 (其具有大于180度的表面积)完全相同的形状。
[0115]以前提及的植入物设计的任选目的之一是将髋部件取向以使体内接触面积最大化,这继而将减小体内接触应力。更垂直定位的股骨颈也会导致阻止脱白和股骨头分离。如果需要获得具有与解剖颈类似的股骨颈取向的更传统股骨植入物,可改变股骨头形状以使接触面积最大化并又减小脱白和股骨头分离的可能性。
[0116]参考图38至40,目前股骨头植入物280具有球形形状,包括具有圆周表面的圆形固体物体,所述圆周表面的每个点到它的中心等距离。不幸的是,如以前在本专利中解释的,这类设计可能诱导髋脱白和股骨头分离。一个可以增加股骨头284承载表面接触面积的改进实施例包括这样的承载表面:其中并非每个表面点到股骨头中心是等距离的(参见图39和40)。在图39和40中显示的可变半径282可以并入股骨头284中的每个地方,或者并入股骨头上的构成承载表面的覆盖物中。髋白杯和衬板也可具有不规则形状,其将接受设计变化以通过增加接触面积来使髋机械部件最大化。因此,将基于配合股骨头来改变该重新设计的成形髋白杯。更长形的股骨头将导致更长形的髋白杯和/或衬板。承载表面接触面积的增加会将施加的髋力分散在更大的面积中,由此导致施加于股骨头284上的剪切力更小,从而允许股骨头逐渐加大阻止脱白和股骨头分离。
[0117]示例性的股骨头284也可具有与髋白杯的内侧内方面配合的更平坦的可变半径282,或者可将相反并入设计中,使得股骨头284的外部形状(其与髋白杯的内方面配合)在形状上更具椭圆形。
[0118]参考图41和42,在另一个示例性实施例288中,股骨头290包括突出物292,所述突出物292被接收在髋臼杯衬板296的专用凹坑294内。所述突出物292具有相对于专用凹坑294的运动范围,其允许患者的股骨相对于骨盆的有限外展和内收。更具体地,随着股骨头290在外展方向旋转,突出物292移动成更接近它的运动边界范围(由专用凹坑294的尺寸建立)。当股骨头290继续在外展方向旋转时,最终突出物292将接触专用凹坑294的边缘(即,边界),使得股骨头的继续外展被阻止。相反,随着股骨头290在内收方向旋转,突出物292移动成更接近它的运动边界的内收范围,使得股骨头在内收方向的继续旋转最终造成所述突出物接触专用凹坑294的另一个边缘以致于股骨头的继续内收被阻止。突出物292和凹坑294的示例性目的包括但不限于:(I)复制由股骨头韧带提供给髋关节的约束;和(2)迫使股骨头尝试将股骨头290维持在解剖髋中心中。
[0119]以示例性形式,股骨头290包括球,所述球的承载表面具有模仿球体的弓形曲率。该承载表面意图接触髋白杯衬板296的内部上的对应承载表面,其本身是弓形的并模仿球体的曲率(在该情况下,稍微大于股骨头球),但是处于凸出取向以允许所述股骨球在股骨杯衬板内旋转和枢转。结果是,股骨球290的承载表面坐靠在髋白杯衬板296的承载表面上。但是,不同于先前存在的髋白杯衬板和股骨球,两个部件290、296包括对应的突出物292和凹坑294以阻止股骨在外展方向和内收方向相对于骨盆的运动范围。
[0120]以示例性形式,股骨头290包括突出物292。应当指出,突出物292可具有任意尺寸和形状
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