胫骨膝关节单髁植入物的制作方法
【专利说明】胫骨膝关节单髁植入物
[0001]相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年3月15日申请的61/794339号美国临时专利申请的申请日之权益，其公开内容通过引用并入本文。
【背景技术】
[0002]总体来说，本发明涉及矫形植入物。特别地，本发明讨论了膝关节单髁植入物系统的胫骨假体，尽管本发明并不限于该类型的部件。
[0003]多年以来，矫形膝关节植入物系统被用于治疗由于创伤或疾病而给患者造成的膝关节损伤，这种创伤或疾病例如骨关节炎、类风湿性关节炎和无血管神经官能症。膝关节置换术通常包括切除、切割，或对膝关节的损坏部分进行表面置换(resurfacing)，并用内置假体或植入物来替换它们。
[0004]大多数膝关节植入系统为三间室(tricompartmental)植入物或全植入物，采用这样的植入物所进行的外科手术通常被称为全膝关节置换术(total knee arthroplasty)。这些植入物被称为三间室植入物，是因为它们在使用时，膝关节通过表面置换或切除三个连接间室而制备成容纳植入物，即，内侧股胫表面、外侧股胫表面以及髌股表面。不管使用何种植入物类型，关节置换术一般都需要通过切除(resecting)、切割(cutting)、表面置换或以其它方式而使骨骼变形，从而完成专门的制备，以便容纳相应的植入物。
[0005]由于其微创性的特点以及对其他健康的膝关节间室的维护，单髁或单间室膝关节植入物已引起矫形行业的极大兴趣。单髁膝关节通常表面置换或切除内侧或外侧股胫关节面，从而保护其他间室免受外伤或疾病的损害。
[0006]历史上，人们一直使用甲基丙烯酸甲酯(一般称为骨水泥)将矫形装置固定在适当位置而与宿主骨进行配合。通过使用骨水泥而将假体附接在制备好的骨骼内部或骨骼上，能获得良好的快速固定，但随着时间的推移，也会出现各种各样缺点。在植入物的使用期限当中，物理负荷被反复施加到植入物上。如果采用骨水泥来固定单间室膝关节假体，骨水泥在重复荷载作用下会发生疲劳与断裂。在一些情况下，骨水泥完整性的退化可能导致该装置变得松散，从而需要进行更换。作为植入物置换过程的一部分，需要将旧的骨水泥从宿主骨上移除。这个过程会相当复杂和耗费时间，并且对植入物周围的健康骨骼具有潜在的破坏性。此外，传统的骨水泥在施用至患者关节后会产生固化。未被发现的松散骨水泥碎片会保留在关节间隙内，患者在随后时间的移动过程，会增加植入物连接表面的退化速率。
[0007]最近，矫形植入物设计的开发已经转向满足高需求患者的要求。如今的患者对其植入物存在更多的需求，并且由于患者的寿命延长，他们需要植入物能够持续更长的时间。相应地，通过对用于制造矫形植入物的材料进行改良以延长植入物的使用寿命，诸如改善生物骨骼固定作用的高孔隙度金属材料。这些植入物通常被称为紧压植入技术(press-fit)或非骨水泥(cementless)。
[0008]认识到骨水泥固定技术的缺点后，现有技术当中也开发了相应的装置，通过利用其它的机械连接方式以将植入物连接至骨骼而实现快速的稳定。为了实现与骨骼的生物结合以获得长期稳定连接的各种植入物表面处理尽管已证明是成功的，但仍然需要在骨骼生长出现之前进行初步的固定和稳定化处理。对植入物进行机械固定的一个简单的方法，就是用螺钉或其他机械紧固件将其固定在骨骼内。但是，由于手术部位周围的骨骼的性质，以及诸如动脉位置等其他限制因素，只能在特定的有限区域应用螺钉。对于外科医生而言，使用螺钉对植入物进行固定仅是基于植入物布置和骨骼质量所考虑的一种选择。
[0009]因此，需要对植入物的设计进行改进，以提供短期和长期的固定作用和稳定性。
【发明内容】
[0010]本发明结合胫骨单髁植入物的优选实施例进行如下描述。然而，本发明同样适用于其他的矫形植入物，包括股骨单課植入物，甚至全植入物(total implants)ο例如，在下面的描述中，本发明提供了一种用于内侧髁的胫骨植入物。然而，该优选实施例也可以用于外侧髁，并且当以这样的方式使用时，某些特征将具有相反的方位。为了简化，以下只针对胫骨植入物的内侧部件特征进行描述。
[0011]根据一种优选的实施方式，本发明提供了一种胫骨单髁植入物。该胫骨植入物包括定位在胫骨植入物的表面以埋入制备好的骨骼内的胫骨龙骨，其具有沿纵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断，从而为其它的植入物或仪器留出间隙。第二凸部与第一凸部相交。胫骨植入物可以由金属、聚合物、生物可降解的材料、多孔金属材料或者它们的组合来制造。所述的装置可以通过增材制造(additive manufacturing)技术来生产，诸如直接金属激光烧结。
[0012]胫骨龙骨配置为前后方向的凸部，其带有沿内外方向延伸的相交龙骨段。该胫骨龙骨包括位于胫骨龙骨的骨骼界面前缘上的实心材料，即实心端部，以及位于胫骨托盘与胫骨龙骨的实心端部之间的多孔材料。根据需要，胫骨植入物可包括用于将胫骨植入物固定至骨骼的骨螺钉。
[0013]根据另一个优选的实施方式，本发明提供的胫骨单髁植入物具有胫骨龙骨，其配置为前后方向的凸部，在其最前面为沿内外方向的相交龙骨。该胫骨龙骨包括位于龙骨前缘上的实心材料、位于胫骨托盘与龙骨的实心端部之间的多孔材料以及位于胫骨龙骨与胫骨托盘相交处的胫骨龙骨朝内部分上的较小凸部。胫骨植入物可以由金属、聚合物和/或生物可降解的材料来制造。根据需要，胫骨植入物可包括用于将胫骨植入物固定至骨骼的骨螺钉。
[0014]根据再一个优选的实施方式，本发明提供的胫骨单髁植入物具有胫骨龙骨，其配置为前后方向的凸部，在其最前面为沿内外方向的相交龙骨。该胫骨龙骨包括位于龙骨前缘上的实心材料、位于胫骨托盘与龙骨的实心端部之间的多孔材料，所述龙骨的实心端部植入骨骼当中较小的预制孔内形成过盈配合。胫骨植入物可以由金属、聚合物和/或生物可降解的材料来制造。根据需要，胫骨植入物可包括用于将胫骨植入物固定至骨骼的骨螺钉。
[0015]根据又一个优选的实施方式，本发明提供的胫骨单髁植入物具有胫骨龙骨，其配置为前后方向的凸部，在其最前面为沿内外方向的相交龙骨。该胫骨龙骨包括位于龙骨前缘上的实心材料、位于胫骨托盘与龙骨的实心端部之间的多孔材料以及位于胫骨龙骨与胫骨托盘相交处的胫骨龙骨朝内部分上的较小凸部，其中该凸部优先促使胫骨植入物植入在切除的中间胫骨隆起附近预制的骨骼。该胫骨植入物植入骨骼当中较小的预制孔内形成过盈配合。胫骨植入物可以由金属、聚合物和/或生物可降解的材料来制造。根据需要，胫骨植入物可包括用于将胫骨植入物固定至骨骼的骨螺钉。
[0016]根据另一个优选的实施方式，本发明提供了一种用于胫骨单髁植入物的龙骨。该龙骨连接到胫骨植入物的胫骨托盘，并包括位于该龙骨与胫骨托盘相交处的龙骨朝内部分上的较小凸部，其中该凸部将胫骨植入物推入在切除的胫骨隆起附近预制的骨骼。该龙骨可以由金属、聚合物和/或生物可降解的材料来制造。根据需要，胫骨植入物可包括用于将胫骨植入物固定至骨骼的骨螺钉。
[0017]根据另一个优选的实施方式，本发明提供了具有胫骨托盘的胫骨单髁植入物，其中所述胫骨托盘具有多孔龙骨和从该龙骨延伸的凸部。胫骨托盘承载聚乙烯胫骨支承部件，该胫骨支承部件具有与股骨部件连接的连接表面。该胫骨支承部件可以是一种模块化的聚乙烯胫骨支承部件。该胫骨植入物和胫骨支承部件也可以形成为一个单体式部件。作为另一种选择，该具有多孔龙骨的胫骨托盘也可以由用于形成胫骨支承部件的单一生物材料来形成。根据需要，胫骨植入物可包括用于将胫骨植入物固定至骨骼的骨螺钉。
[0018]根据另一个优选的实施方式，本发明提供的胫骨单髁植入物的材料的至少一个部分，该部分在其正常状态形成至少一个不间断的植入物表面，该部分可以由存在的剪切部分所限定的可预测形状从胫骨植入物的大部分主体上分离。当除去材料的剪切