单髁半月板轴承膝关节假体的股骨延伸假体组件和胫骨架假体组件以及包括该组件的假体的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种用于单髁半月板轴承单间室膝关节置换的股骨延伸假体组件。股骨假体包括固定元件和轴承表面，固定元件适应于紧靠并连接股骨远端，轴承表面适应于紧靠半月板轴承。股骨假体包括适应于延伸至半月板轴承外的凹陷部分。本发明还提供了胫骨假体及半月板轴承，以及使用该假体的方法。
【专利说明】单髁半月板轴承膝关节假体的股骨延伸假体组件和胫骨架假体组件以及包括该组件的假体
【技术领域】
[0001]本发明涉及应用于单间室单髁半月板轴承膝关节置换的胫骨架组件。本发明还涉及用于所述单间室膝关节置换的胫骨组件和半月板轴承的组合。本发明还涉及用于单间室单髁半月板轴承膝关节置换的股骨假体组件。本发明还涉及一种实施膝关节置换术的方法。
【背景技术】
[0002]膝包括三个在三个单独间室中的相互关联的三个关节，全部由纤维囊包围并以皮肤覆盖。内侧的胫骨一股骨关节与大腿骨(股骨)和位于下肢内部的腿骨(胫骨)之间的连接有关。外侧的胫骨一股骨关节与股骨和位于下肢外部的胫骨之间的连接有关。髌骨一股骨关节与股骨和位于下肢前侧的膝盖骨(髌骨)之间的连接有关。
[0003]股骨下端(末端)的前侧包括一个鞍形的带凸缘的凹槽，矢状面凸起，横向凹陷，为髌骨提供一个轨道。股骨末端的后侧分成两个单独的与胫骨接触的近似球状的凸状髁。胫骨的上表面像一个内侧稍凹的平台以连接内侧股骨髁以形成内侧胫骨一股骨关节，且在外侧稍凸以连接外侧股骨髁以形成外侧胫骨一股骨关节，该外侧胫骨一股骨关节具有一个在关节间自前向后延伸的突起(胫骨髁间棘)。
[0004]每个关节中的关节表面均覆盖坚硬保护层的薄层，称之为软骨，并被由围绕着膝的纤维囊的内表面上的膜分泌的滑液润滑。胫骨一股骨关节的表面进一步地被半月板分隔，半圆形半月形的胶原束沿圆周方向上排列。每一胶原束的每一端被牢固地固定在胫骨一端。半月板形成紧密匹配的非固定窝，该非固定窝用于由股骨髁将股骨和胫骨的不相似的表面形成更紧密的一致性。
`[0005]骨是由肌肉以其跨越关节的肌腱主动连接且由韧带和关节囊被动连接在一起。韧带包括主要纵向延伸的胶原纤维束。侧韧带出现在内侧髁和外侧髁的外表面上。内侧侧韧带插入至近端胫骨的外部的内侧表面。外侧侧韧带插入至腓骨的近端表面。内侧侧韧带是一个比外侧侧韧带更大且更坚硬的结构。十字韧带出现自股骨髁内表面并插入至胫骨髁间棘。
[0006]韧带和骨共同形成一种控制骨相互之间运动的复杂模式的机制。在空载状态，横向轴上至130°的膝弯曲是伴随着绕胫骨轴的约25°旋转(轴向旋转)以及绕前后轴上的约5°旋转(外展一内收)。这些运动主要是由胫骨一股骨接触区域在前后轴向上的移动距离所容纳以使骨彼此翻转与平移，以及髌骨滑过前侧股骨。
[0007]在负荷时，韧带伸展以及关节面缩进，大大改变弯曲、轴旋转以及外展一内收的关系，以及弯曲和连接区域移动距离的关系。膝的运动因此而为负载及活动依赖性。
[0008]对关节面或韧带的损害改变骨相互之间的运动模式以及关节对负载的反应。骨关节炎由在三个关节中的一个或另一个关节中的软骨故障引起，导致骨与骨接触以及疼痛的开始。经常地，骨关节炎首先自身显示在内侧关节间室内，此时韧带仍保持完整。疾病只局限于内侧关节间室直到前十字韧带出现故障然后疾病扩展至另外两个关节间室。至今尚未发现有药物治疗可以逆转这些过程。
[0009]全膝关节置换是针对骨关节炎的最通常的外科手术治疗，涉及全部三个关节间室的关膝节面的置换以及部分韧带的牺牲。局部膝关节置换涉及仅一个关节间室的关节面的置换，保留其他两个关节间室的表面的完整以及全部韧带。局部膝关节置换可预防性地实施，降低在其他关节间室中的疾病发生率。局部膝关节置换的手术条件较苛刻，因此当被提出时并不总是被采用。
[0010]为移植膝关节置换的假体部件，必须从胫骨和股骨的表面切除足够部分的骨。然后将假体的组成部件准确地安装以替代被外科医生切除的部分。要小心的是不要过度填充关节导致疼痛和组件的故障以及在局部膝关节置换中导致保留间室的退化。[0011]活动轴承关节成形术采用金属假体以一个中介塑料轴承，即一个自然半月板的类似物，安装到胫骨和股骨，插入在两者之间。安装金属假体到骨上会导致当关节弯曲和伸展时在骨之间留下始终存在的间隙。然后外科医生会选择最适合的轴承厚度来填充该间隙。轴承被推入金属假体之间以抵抗伸展韧带的阻力。一旦轴承的厚壁已经通过了所安装的假体之间的间隙的最薄部位，轴承迅速卡入到位。活动轴承关节置换术的一种并发症是轴承脱位。脱位几乎不发生在内侧局部膝关节置换之后，但却是外侧关节置换术的主要并发症。外科医生自然地会寻找采用尽可能最厚的轴承以避免脱位。不过，如果选择轴承的太厚，就会有过度填充关节之风险，这会引起疼痛和假体故障，以及在局部膝关节置换情况下导致所保留的间室的退化。
[0012]活动轴承的最大厚度和最小厚度之间的差异是对当其通过韧带被放置于所安装的金属假体之间时的轴承凹陷程度的测量，以及对在植入轴承或使使用中的轴承脱位所需的韧带伸展程度的测量。球状凸起的胫骨假体(圆顶状胫骨)，与自然外侧胫骨平台的形状相似，双面凹状半月板轴承被发展形成来增加凹陷以及减少在外侧关节置换术之后轴承脱位的发生。尽管如此，外侧轴承脱位仍是个问题。
[0013]完全脱位有可能沿膝关节置换的前后轴发生。这既可能发生在前方向，如同移植过程的相反过程，也可能发生在后方向。如果患者牵伸关节，也就是，通过对肢体施加适当的内翻或外翻应力，轴承可能会逃脱并移动穿过扩大了的最小间隙，从随即将会接触到的股骨和胫骨假体的包围中逃离出来。
[0014]更有可能发生的是，如果轴承是按一个角度倾斜以致从沿着股骨假体的间隙中滑出。
[0015]在外侧关节置换术所用的引起脱位所需的股骨假体和圆顶胫骨假体之间间隙的牵伸的量，可表示为如下:
[0016]沿胫骨完全脱位，所需的牵伸为:
[0017]
【权利要求】
1.用于单髁半月板轴承半间室膝关节置换的胫骨架假体组件，所述胫骨假体包括一个具有连接表面和凸状轴承表面的架，连接表面适应于紧靠并连接到胫骨远端，凸状轴承表面适应于紧靠半月板轴承的凹面，胫骨架包括延伸自轴承表面的外周边缘且越过内部边的一部分的内壁，内壁具有邻近轴承表面的朝外的边，其中，朝外的边是倾向于胫骨假体的轴。
2.如权利要求1所述的胫骨假体，其中，胫骨架包括一个延伸自轴承表面外周边缘且越过外部边的一部分的外壁,外壁具有一个邻近轴承表面的朝内的边,其中,朝内的边是倾向于胫骨假体的轴。
3.如权利要求1或2所述的胫骨假体，其中，在使用中，当靠近壁时，邻近轴承表面的壁的边的倾斜如此选定以致邻近轴承表面的壁的边与半月板轴承的侧壁是大体上平行的。
4.如权利要求1至3任何一项所述的胫骨假体，其中，胫骨假体适应于与半月板轴承一起使用，半月板轴承包括适应于倚靠抵住股骨假体组件的第一凹状轴承表面，和与第一凹状轴承表面相对的且适应于倚靠抵住胫骨假体的轴承表面的第二凹状轴承表面，第一凹状轴承表面和第二凹状轴承表面由侧壁隔开，其中，轴承表面和邻近轴承表面的侧壁之间形成的角度与侧壁和半月板轴承第二凹状轴承表面之间形成的角度大体上相同。
5.如权利要求1-4所述的胫骨假体，其中，内壁包括位于邻近内壁自由端且由此朝内的延伸部分。
6.如权利要求2所述 或依赖于权利要求2的权利要求3-5之任何一项的胫骨假体，其中，外壁包括位于邻近外壁自由端且由此朝外的延伸部分。
7.如权利要求1-6之任何一项所述的胫骨假体，其中，内壁和/或外壁至少具有弹性自由端。
8.如权利要求1-7之任何一项所述的胫骨假体，其中，在使用中，内壁包括设置为结合入半月板轴承中的互补凹槽中的且在朝外的边之上的朝外延伸凸缘。
9.如权利要求1-8之任何一项所述的胫骨假体，其中，假体包括外壁，其中，在使用中，外壁包括设置为结合入半月板轴承中的互补凹槽中的且在其朝内边之上的向内延伸凸缘。
10.如权利要求1-9之任何一项所述的胫骨假体，其中，轴承表面只在前-后方向上弯曲；或轴承表面只在内-外方向上弯曲；或轴承表面具有在前-后方向上第一曲率函数和在内-外方向上的第二曲率函数。
11.用于单髁半月板轴承半间室膝关节置换的胫骨架假体组件，胫骨假体组件包括一个具有连接表面和轴承表面的架，连接表面适应于紧靠并连接到胫骨近端，轴承表面适应于紧靠轴承元件，胫骨架包括延伸自轴承表面外周边缘且越过内部边的一部分的内壁，其中，胫骨假体包括位于邻近内壁自由端的延伸部分。
12.如权利要求11所述的胫骨假体，其中，延伸部分是位于内壁的基部的内侧。
13.如权利要求11或12所述的胫骨假体，其中，胫骨架包括一个延伸自轴承表面外周边缘且越过外部边的一部分的外壁，其中，胫骨假体包括位于邻近外壁自由端的第二延伸部分。
14.如权利要求13所述的胫骨假体，其中，第二延伸部分位于外壁的基部的外侧。
15.如权利要求11-14之任何一项所述的胫骨假体，其中，延伸部分是独立于胫骨假体的剩余部分且适应于固定在邻近内壁自由端且在其内侧的胫骨。
16.如权利要求11-14之任何一项所述的胫骨假体，其中，延伸部分是内壁的延续。
17.如权利要求16所述的胫骨假体，其中，内壁或外壁包括一个延伸自轴承表面的基部和延伸自基部的延伸部分，其中，延伸部分以10° -80°角度相对于基部倾斜。
18.如权利要求17之任何一项所述的胫骨假体，其中，延伸部分以30°-60°角度相对于基部倾斜。
19.如权利要求17之任何一项所述的胫骨假体，其中，延伸部分以大约45°相对于基部倾斜。
20.如权利要求11-19之任何一项所述的胫骨假体，其中，延伸部分的材料与胫骨壁和胫骨假体的剩余部分的材料相同。
21.如权利要求11-19之任何一项所述的胫骨假体，其中，延伸部分是采用比壁更加有弹性的材料。
22.如权利要求11-19之任何一项所述的胫骨假体，其中，延伸部分是塑料。
23.如权利要求11-22之任何一项所述的胫骨假体，其中，延伸部分的高度大于1mm。
24.如权利要求11-23之任何一项所述的胫骨假体，其中，内壁的高度是小于4mm。
25.如权利要求11-24之任何一项所述的胫骨假体，其中，内壁的高度是2mm-3mm。
26.如权利要求11-25之任何一项所述的胫骨假体，其中，延伸部分在前-后方向上沿长度成拱形。
27.如权利要求11-26之任何一项所述的胫骨假体，其中，延伸部分具有朝外的面，其是倾向于内壁剩余部分的朝外的面。
28.如权利要求11所述的胫骨假体，其中，延伸部分包括内壁上的有弹性的自由端
29.用于单髁半月板轴承半间室膝关节置换的胫骨架假体组件，胫骨假体组件包括一个具有连接表面和轴承表面的架，连接表面适应于紧靠并连接到胫骨近端，轴承表面适应于紧靠轴承元件，胫骨架包括延伸自轴承表面外周边缘且超过内部边的一部分的内壁，内壁至少具有弹性自由端。
30.如权利要求28或29所述的胫骨假体，其中，胫骨架包括延伸自轴承表面外周边缘且超过外部边的一部分的外壁，该外壁至少具有弹性自由端。
31.如权利要求28-30之任何一项所述的胫骨假体，其中，内壁和/或外壁的高度是大于 6mm。
32.如权利要求28-31之任何一项所述的胫骨假体，其中，内壁和/或外壁的高度是小于 10mnin
33.如权利要求28-31之任何一项所述的胫骨假体，其中，内壁和/或外壁的高度是7mm-9mm0
34.如权利要求28-33之任何一项所述的胫骨假体，其中，内壁和/或外壁包括基部和延伸部分，延伸部分是比基部具有更大弹性的材料。
35.如权利要求34之任何一项所述的胫骨假体，其中，壁的延伸部分是塑料。
36.如权利要求28-33之任何一项所述的胫骨假体，其中，内壁和/或外壁是塑料。
37.如权利要求28-36之任何一项所述的胫骨假体，其中，内壁和/或外壁在前-后方向上沿长度成拱形。
38.用于单髁半月板轴承半间室膝关节置换的胫骨架假体组件，胫骨假体组件包括一个具有连接表面和轴承表面的架，连接表面适应于紧靠并连接到胫骨近端，轴承表面适应于紧靠半月板轴承，胫骨架包括延伸自轴承表面外周边缘且越过内部边的一部分的内壁，其中，轴承表面只在前-后方向上弯曲；或轴承表面只在内-外方向上弯曲；或轴承表面具有在前-后方向上的第一曲率函数和在内-外方向上的第二曲率函数。
39.如权利要求38所述的胫骨架假体，其中，当轴承表面既在前-后方向又在内-外方向上弯曲，第一曲率函数是不同于第二曲率函数。
40.如权利要求38或39所述的胫骨架假体，其中，胫骨架包括延伸自轴承表面外周边缘且越过外部边的一部分的外壁。
41.用于单髁半月板轴承半间室膝关节置换的如权利要求38-40之任何一项所述胫骨架假体和半月板轴承假体的组合，半月板轴承包括适应于倚靠抵住股骨假体组件的第一凹状轴承表面，和相对于第一凹状轴承表面且适应于倚靠抵住胫骨假体组件的第二凹状轴承表面,第一轴承表面和第二轴承表面被侧壁分隔,其中，在外部边的侧壁比在内部边的侧壁厚。
42.如权利要求41所述的组合，其中，外部边的厚度比内部边的厚度至少大1mm。
43.用于单髁单间室半月板轴承膝关节置换的胫骨架假体和半月板轴承的组合，胫骨假体具有一个包括连接表面和轴承表面的架，连接表面适应于紧靠且连接胫骨近端，轴承表面在使用中适应于紧靠半月板轴承，胫骨架包括延伸自轴承表面外周边缘且越过胫骨假体的内部边的一部分的内壁，其中，内壁包括在外部边上的朝外延伸的凸缘，半月板轴承包括与凸缘互补的凹槽，在使用中凸缘适应于被接受在凹槽中。
44.如权利要求43所 述的组合，其中，胫骨架包括延伸自轴承表面外周边缘且越过胫骨假体的外部边的一部分的外壁，其中，外壁包括在内部边上的朝内延伸凸缘，半月板轴承包括与凸缘互补的凹槽，凸缘在使用中适应于被接受在凹槽中。
45.如权利要求43或44所述的组合，其中，半月板轴承包括适应于倚靠抵住股骨延伸的第一凹状轴承表面，和相对于第一凹状轴承表面且适应于倚靠抵住胫骨架轴承表面的第二凹状轴承表面，第一凹状轴承表面和第二凹状轴承表面被侧壁隔开，其中，凹槽形成在侧壁的一部分中。
46.如权利要求43-45所述的组合，其中，凹槽包括一个大体上依照第二凹状轴承表面的曲线的弓形轨道。
47.如权利要求43-46所述的组合，其中，凸缘自邻近于其自由端的壁延伸。
48.如权利要求43-47所述的组合，其中，壁包括延伸自壁的自由端的延伸部分。
49.如权利要求43-48所述的组合，其中，壁包括自其自由端突起的弹性延伸部分。
50.如权利要求43-49所述的组合，其中，壁是在前后方向上沿长度成拱形。
51.用于单髁单间室半月板轴承膝关节置换的胫骨架假体，胫骨假体包括具有一个包括连接表面和轴承表面的架，连接表面适应于紧靠且连接胫骨近端，轴承表面适应于紧靠半月板轴承，胫骨架包括延伸自轴承表面外周边缘且越过内部边的一部分的内壁，其中，胫骨架也包括延伸自轴承表面外周边缘且越过外部边的一部分的外壁
52.如权利要求51所述的胫骨假体，其中，内壁具有一个邻近轴承表面的朝外的边，其中，该朝外的边倾向于胫骨假体的轴。
53.如权利要求51或52所述的胫骨假体，其中，外壁具有一个邻近轴承表面的朝内的边，其中，该朝内的边是倾向于胫骨假体的轴。
54.用于单髁单间室半月板轴承膝关节置换的股骨延伸假体组件，股骨假体包括固定元件和轴承表面，固定元件适应于紧靠且连接股骨远端，轴承表面适应于紧靠半月板轴承，股骨假体包括适用于延伸至半月板轴承外的凹陷部分。
55.如权利要求54所述的股骨假体，其中，凹陷部分朝内方向延伸至半月板轴承外。
56.如权利要求54所述的股骨假体，其中，凹陷部分朝外方向延伸至半月板轴承外。
57.如权利要求54所述的股骨假体，其中，凹陷部分朝内方向延伸以致其在使用中延伸超过半月板轴承，股骨假体包括朝外方向延伸以致其在使用中延伸超过半月板轴承的第二凹陷部分。
58.如权利要求54-57之任何一项所述的股骨假体，其中，股骨假体的轴承表面是凸状且适应于紧靠半月板轴承的凹状轴承表面，凹陷部分是如此设置以致轴承表面是凹陷部分的延续。
59.如权利要求58所述的股骨假体，其中，股骨假体的轴承表面和凹陷部分是如此设置以致轴承表面的顶点是偏离中心的。
60.如权利要求54-57之任何一项所述的股骨假体，其中，凹陷部分包括邻近股骨假体轴承表面的延伸自股骨假体的内部边或外部边的突起。
61.如权利要求60所述的股骨假体，其中，凹陷部分设置为在远端方向上突起。
62.如权利要求61所述的股骨假体，其中，凹陷部分突起设置为在远端突起至一个与股骨假体的凸状轴承表面的顶 点成大体水平的位置。
63.如前述任何一项的股骨假体，其中，凹陷部分设置为在使用中内侧-外侧地突起至半月板轴外大约5mm。
64.如权利要求60-62所述的股骨假体，其中，所述突起是被如此构建并设置以致其形成一个可用于接受轴承边缘的轴承表面的凹状区域。
65.实施膝关节置换术的方法，采用如权利要求54-63之任何一项所述的股骨假体与胫骨假体和半月板轴承，或如权利要求1-42、51-53之任何一项所述的胫骨假体与股骨假体和半月板轴承，或股骨假体以及如权利要求41-50之任何一项所述的半月板轴承的组合与股骨假体； 准备用于接受股骨假体的股骨； 准备用于接受胫骨假体的胫骨； 将股骨假体固定在股骨； 将胫骨假体固定在胫骨；和 在股骨假体和胫骨假体之间插入轴承。
66.如上所述的股骨假体并参考及如附图2a或2b所示。
67.如上所述的胫骨假体并参考及如附图3、4a、4b、5a、5b、6a、6b和8a_c所示。
68.如上所述的胫骨架假体和半月板轴承的组合并参考及如附图7a和7b所示。
69.如上所述的半月板轴承并参考及如附图9所示。
【文档编号】A61F2/38GK103517690SQ201180049812
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2011年9月8日 优先权日:2010年9月10日
【发明者】约翰·欧康纳, 约翰·古德费洛, 克里斯·亚历山大·多德, 大卫·威克利夫·默里 申请人:巴奥米特Uk有限公司, 约翰·欧康纳, 克里斯·亚历山大·多德, 大卫·威克利夫·默里, 科林·亨斯利