用于膝外科手术中的系统的制作方法

文档序号:11159119阅读:509来源:国知局
用于膝外科手术中的系统的制造方法与工艺

膝置换外科手术可适用于关节因疾病而受损的情况。其也可适用于关节因创伤而受损的情况。全膝置换外科手术涉及整个关节的置换。部分(单髁或单间室)膝置换涉及关节的一个间室(内侧或外侧)的置换。膝的两个间室的单独置换有时称为双间室膝置换。

膝关节假体的股骨部件被装配到执行一系列切割之后的股骨,使得股骨的端部具有适当的形状以适配股骨部件。例如,切割可包括股骨的前面、远侧面和后面上的切割,以及前面与远侧面之间的前斜面切割和后面与远侧面之间的后斜面切割。

关节假体部件可使用骨水泥固定在适当的位置。EP-A-2574312公开了旨在使用骨水泥固定在适当的位置的膝关节假体的股骨部件。

可为优选的是,在不使用骨水泥的情况下将关节假体部件固定在适当的位置。这可通过适当地调整部件的表面以便促进骨向内生长来实现。部件表面可为多孔的以有利于向内生长。例如,在由DePuy Orthopaedics Inc以商品名POROCOAT出售的部件中,这可通过烧结小珠以产生多孔表面结构来实现。部件表面可涂覆有如下材料,所述材料有利于当在组织和涂覆的表面之间的接触面处生成骨时与骨组织形成强效物理连接。此类材料的示例为陶瓷羟基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2)。FR-A-2625096公开了膝关节假体的股骨部件,其中骨面向表面由金属网片提供。

可为重要的是,在不使用骨水泥的情况下实现假体部件的固定以产生骨表面,所述骨表面被布置以便在假体部件的骨面向表面的部分的整个区域上实现表面-表面接触,其中发生与向内生长的骨组织的相互作用以实现固定。这些部分将通常为基本上平坦的。这可有利于在骨上形成类似构造的表面。

WO-A-2013/067859公开了膝关节假体,其中股骨部件在其骨面向表面上具有加固肋以防止其变形。肋之间的空间可接纳骨移植材料。

当膝关节假体的股骨部件通过与向内生长的骨组织的相互作用而被固定在适当的位置时,已发现优选的是在该部件的骨面向表面的前侧、远侧和后侧骨面向部分上发生固定。当该部件的骨面向表面还包括前斜面部分和后斜面部分时,可期望使股骨成形,以便当该部件在植入之后置于负荷之下时负荷主要被施加在该部件的骨面向表面的远侧骨面向部分上。这可通过如下方式实现:使股骨成形以使得当股骨部件滑动到股骨上时,在股骨的远侧面和该部件的骨面向表面的远侧部分之间建立接触,之后在股骨和斜面部分之间建立此类接触。股骨的远侧面和该部件的骨面向表面的远侧部分之间的接触有效地限制股骨部件在股骨的端部上的移动。

本发明提供了一种股骨部件,其中在其骨面向表面的一个或多个部分上提供导轨,所述导轨在它们之间限定一个或多个凹槽。例如,导轨和凹槽特征结构可提供在骨面向表面的前斜面部分和后斜面部分上。股骨可随后进行准备以接纳股骨部件,使得当该部件的骨面向表面的远侧部分与股骨的远侧面接触时,在该部件上的凹槽的基部与股骨的面向表面之间存在空间。在另一种布置方式中,导轨和凹槽特征结构可提供在骨面向表面的远侧部分上。股骨可随后进行准备以接纳股骨部件,使得当该部件的骨面向表面的前斜面部分和后斜面部分与股骨的相应斜面接触时,在该部件的骨面向表面的远侧部分上的凹槽的基部与股骨的面向表面之间存在空间。

因此,本发明提供了一种膝关节假体的股骨部件,所述股骨部件具有用于与胫骨支承表面进行关节运动的面向支承表面和相对的骨面向表面,其中骨面向表面具有:

a.用于在其前侧接合股骨的前面部分,

b.用于在其后侧接合股骨的后面部分,

c.用于接合股骨的远侧端面的远侧部分,

d.位于前面部分和远侧部分之间的前斜面部分,所述前斜面部分相对于前面部分和远侧部分中的每个前面部分和远侧部分为倾斜的;以及

e.位于后面部分和远侧部分之间的后斜面部分,所述后斜面部分相对于后面部分和远侧部分中的每个后面部分和远侧部分为倾斜的,

其中骨面向表面的前斜面部分和后斜面部分中的至少一个具有间隔开的内侧导轨和外侧导轨,所述内侧导轨和外侧导轨具有位于它们之间的至少一个凹槽。

本发明还提供了一种用于针对患者膝的外科手术中的系统,所述系统包括:

a.膝关节假体的股骨部件,所述股骨部件具有用于与胫骨支承表面进行关节运动的支承表面和相对的骨面向表面,其中骨面向表面具有:

i.用于在其前侧接合股骨的前面部分,

ii.用于在其后侧接合股骨的后面部分,

iii.用于接合股骨的远侧端面的远侧部分,

iv.位于前面部分和远侧部分之间的前斜面部分,所述前斜面部分相对于前面部分和远侧部分中的每个前面部分和远侧部分为倾斜的,和

v.位于后面部分和远侧部分之间的后斜面部分,所述后斜面部分相对于后面部分和远侧部分中的每个后面部分和远侧部分为倾斜的,

其中骨面向表面的远侧部分、前面部分和后面部分中的每个远侧部分、前面部分和后面部分在其区域的至少一部分上为平坦的,以及

b.导向块,所述导向块具有可紧固到患者股骨的远侧面的平坦远侧表面,所述患者股骨的远侧面上已进行远侧切除切割以限定可执行前斜面切割和后斜面切割的平面相对于远侧切除切割平面的位置,其中(a)前基准线,所述前基准线平行于前斜面切割平面延伸并且在远侧表面平面和前斜面切割平面的交线与远侧表面平面和后斜面切割平面的交线之间的中点处与远侧表面平面相交;与(b)前斜面切割平面之间的距离为G,并且(a)后基准线,所述后基准线平行于后斜面切割平面延伸并且在远侧表面平面和前斜面切割平面的交线与远侧表面平面和后斜面切割平面的交线之间的中点处与远侧表面平面相交;与(b)后斜面切割平面之间的距离为G

并且其中:

(A)股骨部件的骨面向表面的前斜面部分具有间隔开的内侧导轨和外侧导轨,所述内侧导轨和外侧导轨在它们之间具有至少一个凹槽,其中(a)前植入基准线,所述前植入基准线平行于骨面向表面的前斜面部分延伸并且在远侧部分与前斜面部分和后斜面部分的交线之间的中点处与所述表面的远侧部分相交;与(b)导轨的顶部边缘之间的距离为I前导轨,并且(a)前植入基准线与(b)导轨之间的凹槽的基部之间的距离为I前凹槽,(I前凹槽-G)的值为至少约0.5mm,

并且/或者:

(B)股骨部件的骨面向表面的后斜面部分具有间隔开的内侧导轨和外侧导轨,所述内侧导轨和外侧导轨在它们之间具有至少一个凹槽,其中(a)后植入基准线,所述后植入基准线平行于骨面向表面的后斜面部分延伸并且在远侧部分与前斜面部分和后斜面部分的交线之间的中点处与所述表面的远侧部分相交;与(b)导轨的顶部边缘之间的距离为I后导轨,并且(a)后植入基准线与(b)导轨之间的凹槽的基部之间的距离为I后凹槽,(I后凹槽-G)的值为至少约0.5mm。

导向块上的基准线在垂直于导向块的远侧表面的平面并且垂直于斜面切割的平面的平面内延伸。股骨部件的基准线在垂直于股骨部件的骨面向表面的远侧部分和斜面部分的平面内延伸。

骨面向表面的远侧部分、前面部分和后面部分中的每个远侧部分、前面部分和后面部分将通常在其区域的大部分(至少70%),例如其区域的至少约85%、其区域的至少约95%上为平坦的。

本发明的股骨部件的植入可按照如下过程中执行,其中远侧股骨被准备好以通过滑动配合来接纳股骨部件。股骨被准备好,以使得股骨与股骨部件在其骨面向表面的前面部分、远侧部分和后面部分上存在面-面接触。股骨被准备好,以使得股骨与其骨面向表面的斜面部分的一个或多个中的凹槽的基部之间存在间隙。股骨和斜面部分中的每个凹槽的基部之间的间隙应优选地使得当在股骨与股骨部件在其骨面向表面的前面部分、远侧部分和后面部分上存在面-面接触时,沿每个凹槽的边缘提供的导轨接触股骨。

在股骨部件的骨面向表面的前斜面部分和后斜面部分的至少一个上提供凹槽可有助于确保当该部件在植入之后置于负荷之下时负荷被施加在该部件的骨面向表面的远侧骨面向部分上,其中较低的负荷被布置在提供一个或多个凹槽的骨面向表面的每个斜面部分上。

可为优选的是,内侧导轨和外侧导轨设置在股骨部件的骨面向表面的前斜面部分和后斜面部分中的每个前斜面部分和后斜面部分上。这可有助于确保当该部件在植入之后置于负荷之下时负荷被施加在该部件的骨面向表面的远侧骨面向部分上,其中骨面向表面的斜面部分上具有较低的负荷。

本发明还提供了一种用于针对患者膝的外科手术中的系统,所述系统包括:

a.膝关节假体的股骨部件,所述股骨部件具有用于与胫骨支承表面进行关节运动的支承表面和相对的骨面向表面,其中骨面向表面具有:

i.用于在其前侧接合股骨的前面部分,

ii.用于在其后侧接合股骨的后面部分,

iii.用于接合股骨的远侧端面的远侧部分,

iv.位于前面部分和远侧部分之间的前斜面部分,所述前斜面部分相对于前面部分和远侧部分中的每个前面部分和远侧部分为倾斜的,和

v.位于后面部分和远侧部分之间的后斜面部分,所述后斜面部分相对于后面部分和远侧部分中的每个后面部分和远侧部分为倾斜的,

其中骨面向表面的前面部分、前斜面部分、后斜面部分和后面部分中的每个前面部分、前斜面部分、后斜面部分和后面部分在其区域的至少一部分上为平坦的,并且骨面向表面的远侧部分具有间隔开的内侧导轨和外侧导轨,所述内侧导轨和外侧导轨在它们之间具有至少一个凹槽,

b.具有平坦远侧表面的导向块,所述平坦远侧表面可紧固到患者股骨的远侧面,所述患者股骨的远侧面上已进行远侧切除切割以限定可执行前斜面切割和后斜面切割的平面相对于远侧切除切割平面的位置,所述导向块在前切割平面和后切割平面的交线处限定导向块基准线,使得基准线与平坦远侧表面之间的距离为G远侧

并且其中所述股骨部件的骨面向表面的远侧部分具有间隔开的内侧导轨和外侧导轨,所述内侧导轨和外侧导轨在它们之间具有至少一个凹槽,其中(a)位于骨面向表面的前斜面部分和后斜面部分的交线处的植入基准线与(b)导轨的顶部边缘之间的距离为I远侧导轨,并且(a)植入物基准线与(b)导轨之间的凹槽的基部之间的距离为I远侧凹槽,(G远侧-I远侧凹槽)的值为至少约0.5mm。

导向块上的基准线在垂直于导向块的远侧表面的平面并且垂直于斜面切割的平面的平面内延伸。股骨部件上的基准线由两个平面的交线限定。

骨面向表面的前面部分、前斜面部分、后斜面部分和后面部分中的每个前面部分、前斜面部分、后斜面部分和后面部分将通常在其区域的大部分(至少70%),例如其区域的至少约85%、其区域的至少约95%上为平坦的。

本发明的股骨部件的植入可按照如下过程中执行,其中远侧股骨被准备好以通过滑动配合来接纳股骨部件。股骨被准备好,以使得股骨与股骨部件在其骨面向表面的前面部分、前斜面部分、后斜面部分和后面部分上存在面-面接触。股骨被准备好,以使得在股骨与其骨面向表面的远侧部分中的每个凹槽的基部之间存在间隙。股骨和每个凹槽的基部之间的间隙应优选地使得当在股骨与股骨部件在其骨面向表面的前面部分、前斜面部分、后斜面部分和后面部分上存在面-面接触时,沿每个凹槽的边缘提供的导轨接触股骨。

在股骨部件的骨面向表面的远侧部分中的至少一个上提供凹槽可有助于确保当该部件在植入之后置于负荷之下时负荷被施加在该部件的骨面向表面的前斜面骨面向部分和后斜面骨面向部分上,其中较低的负荷被施加在提供一个或多个凹槽的骨面向表面的远侧部分上。

无论凹槽和导轨特征结构设置在股骨部件的骨面向表面的远侧部分上还是设置在斜面部分中的一个或两个上,本发明的多个特征结构均为适用的。

通常将为优选的是,内侧导轨位于股骨部件的内侧边缘处并且外侧导轨位于股骨部件的外侧边缘处。导轨将随后为股骨部件的内侧壁和外侧壁的延长部分。

导轨与已准备的股骨的面向表面的部分之间的接触是指当外科医生检查股骨和股骨部件之间的配合时,甚至当由具有凹槽和导轨的股骨部件的一部分(斜面部分中的一个或两个、或者远侧部分)承载的负荷极小或为零(分别小于由远侧部分、或者斜面部分中的一个或两个承载的负荷)时,股骨与股骨部件的骨面向表面的有关部分中的一个或每个之间不存在对外科医生可见的间隙。这种特征结构可使得本发明能够提供显著的优点。例如,在股骨与股骨部件的全部骨面向表面之间不存在间隙可有助于降低材料留存在股骨和股骨部件之间的可能性。其还可为外科医生提供股骨已被适当地成形以配合股骨部件的较高可靠性。导轨和股骨之间的接触还可有利于骨组织的向内生长,所述骨组织与股骨部件在导轨上相互作用,以有助于将该部件固定在适当的位置,从而使得骨组织不必跨越该部件和骨之间的间隙。

股骨部件的斜面部分中的一个或两个上或远侧部分上的导轨穿透已准备好的股骨的能力取决于如下因素,例如,导轨的宽度、导轨的形状、导轨的长度、导轨的数量等等。可为优选的是,每个导轨在其骨面向边缘处的宽度不超过约4mm、更优选地不超过约3mm,例如不超过约2mm。可为优选的是,每个导轨均朝其骨面向边缘向内渐缩。例如,其可向内渐缩以使其宽度在其骨面向边缘处不超过约1.5mm或不超过1mm。当导轨朝其骨面向边缘向内渐缩时,其在其基部处的宽度可为至少约2mm,例如至少约3mm、或至少约4mm。

设置在内侧导轨和外侧导轨之间的凹槽的深度可为至少约0.5mm、任选地至少约1.0mm、或至少约1.5mm。凹槽的深度在很多情况下将不超过3.5mm、任选地不超过约2.5mm。凹槽的深度在凹槽位于骨面向表面的前斜面部分上的情况下等于(I前凹槽-I前导轨)的值,在凹槽位于后斜面部分上的情况下等于(I后凹槽-I后导轨)的值,并且在凹槽位于远侧部分上的情况下等于(I远侧导轨-I远侧凹槽)的值。

可为优选的是,当内侧导轨和外侧导轨设置在骨面向表面的前斜面部分上时,它们从远侧部分延伸到前面部分。可为优选的是,当内侧导轨和外侧导轨设置在骨面向表面的后斜面部分上时,它们从远侧部分延伸到后面部分。从远侧部分连续延伸到前面部分或后面部分(根据具体情况而定)的导轨可沿着股骨部件的内侧边缘和外侧边缘的整个长度提供股骨部件与股骨之间的连续接触。这可有助于阻止材料进入该部件和股骨之间的空间内。

可为优选的是,当内侧导轨和外侧导轨设置在骨面向表面的远侧部分上时,它们从前斜面部分延伸到后斜面部分。从前斜面部分连续延伸到后斜面部分的导轨可沿着股骨部件的内侧边缘和外侧边缘的整个长度提供股骨部件和股骨之间的连续接触。这可有助于阻止材料进入该部件和股骨之间的空间内。

股骨部件可包括位于内侧导轨和外侧导轨之间的至少一个附加导轨。提供在股骨部件的内侧边缘和外侧边缘处的内侧导轨和外侧导轨可沿着股骨部件的边缘延伸并且可因此与这些边缘对齐,从而在股骨部件的前端和股骨部件的后端之间延伸。当此类导轨穿透已准备好的股骨的表面时,它们可有助于将该部件定位在股骨上以抵制相对于股骨的移动,尤其是沿着与内侧-外侧轴线对齐的方向。

提供内侧导轨和外侧导轨、以及一个或多个任选的附加导轨还可通过增加股骨部件与股骨的已准备好的表面之间的接触区域(尤其是相比于如下股骨部件,所述股骨部件被设计成使得当被植入时,股骨部件和股骨在斜面区域中存在较小的接触或者不存在接触)来有助于将股骨部件固定到股骨。增加的接触区域通过骨向内生长来提高增强的固定。

提供在股骨部件的内侧边缘和外侧边缘处的内侧导轨和外侧导轨沿着股骨部件的边缘延伸并且可因此将为弯曲的以符合这些边缘,同时大体在股骨部件的前端和股骨部件的后端之间延伸。

可包括至少一个附加导轨,所述至少一个附加导轨与内侧导轨和外侧导轨大体对齐并且延伸凹槽中的一个或多个的前边缘和后边缘之间的距离的至少一部分。与内侧导轨和外侧导轨大体对齐的导轨不必精确地平行于这些导轨中的任一个,但将大体沿着前-后方向延伸。与股骨部件的内侧边缘和外侧边缘间隔开的导轨可被布置成使其为直的并且代替沿着前-后方向延伸。

就全膝假体的股骨部件而言,骨面向表面的后斜面部分通常设置在单独的内侧髁延伸段和外侧髁延伸段上,所述内侧髁延伸段和外侧髁延伸段由对应于自然膝中的髁间窝的间隙隔开。优选的是,髁延伸段中的每个上的后斜面部分具有间隔开的内侧导轨和外侧导轨,所述内侧导轨和外侧导轨在它们之间具有至少一个凹槽。

该部件的后面部分和后斜面部分中的股骨部件的单独的内髁延伸段和外髁延伸段之间的间隙可朝前斜面部分至少部分地延伸跨过该部件的远侧部分。因此,全膝假体的每个髁将在至少其骨面向表面处具有后面部分、后斜面部分和远侧部分。

单髁膝假体的股骨部件具有仅一个髁延伸段,所述髁延伸段具有该部件的骨面向表面的后斜面部分。骨面向表面的后斜面部分可具有间隔开的内侧导轨和外侧导轨,所述内侧导轨和外侧导轨在它们之间具有至少一个凹槽。

在一些情况下可为适当的是,股骨部件的骨面向表面的前斜面部分具有将位于该部件的凹槽区域中的中心肋。这可适用于股骨部件为全膝假体的部件的情况。肋可被视为一种形式的导轨。肋可比提供在前斜面部分的内侧边缘和外侧边缘处的导轨更宽。中心肋可加固该部件以抵制使用时施加在其上的力,具体地讲在凹槽区域中加固该部件。可为必要的是,移除股骨的前斜面区域中的骨组织以接纳股骨部件的骨面向表面上的中心肋。还应当想象到,骨面向表面的前斜面部分可具有凹槽而不具有中心肋和任何附加导轨,所述凹槽连续地延伸跨过内侧边缘和外侧边缘处或附近的肋之间的斜面部分的宽度。

可包括至少一个附加导轨,所述附加导轨横跨内侧导轨和外侧导轨之间的凹槽,大体横向于内侧导轨和外侧导轨而延伸,例如沿着内侧导轨到外侧导轨的距离的一部分或全部延伸。

当该部件的骨面向表面的后斜面部分具有间隔开的内侧导轨和外侧导轨,所述内侧导轨和外侧导轨在它们之间具有至少一个凹槽时,可为优选的是,骨面向表面的后斜面部分中由一个凹槽(或多个凹槽)提供的区域的比例为至少约50%、更优选地为至少约60%、特别是至少约65%,例如至少约75%。

当该部件的骨面向表面的前斜面部分具有间隔开的内侧导轨和外侧导轨,所述内侧导轨和外侧导轨在它们之间具有至少一个凹槽时,可为优选的是,骨面向表面的前斜面部分中由一个凹槽(或多个凹槽)提供的区域(忽略该部件的凹槽区域中的中心肋(如果存在)的区域)的比例为至少约50%、更优选地为至少约60%、特别是至少约65%,例如至少约75%。

当该部件的骨面向表面的远侧部分具有间隔开的内侧导轨和外侧导轨,所述内侧导轨和外侧导轨在它们之间具有至少一个凹槽时,可为优选的是,骨面向表面的远侧部分中由一个凹槽(或多个凹槽)提供的区域的比例(忽略其他特征结构,诸如延伸到股骨髁内的栓)为至少约50%、更优选地为至少约60%、特别是至少约65%,例如至少约75%。

可为优选的是,在一些股骨部件中,平行于前-后轴线测得的股骨部件的骨面向表面的前面部分和后面部分之间的距离至少在后侧髁的近侧端部和后侧髁的远侧端部处一样大。这样,骨面向表面的前面部分和后面部分可被布置成使得它们彼此平行或者使得它们沿着远离骨面向表面的远侧部分的方向叉开。骨面向表面的前面部分和后面部分之间的角度在很多情况下将不超过约5°。这可有利于将股骨部件装配到已准备好的股骨上。

骨面向表面的远侧部分可被布置成使其近侧垂直于股骨部件在被装配到已准备好的股骨上时相对于股骨移动的方向。当该部件的骨面向表面的前面部分和后面部分为平坦的并且彼此平行时,可为适当的是骨面向表面的远侧部分垂直于前面部分和后面部分中的每个的平面。当该部件的骨面向表面的前面部分和后面部分叉开时,可为适当的是远侧部分与前面部分之间的角度等于远侧部分与后面部分之间的角度。

骨面向表面的远侧部分可设置有从骨面向表面垂直地延伸的至少一个栓,例如两个栓,所述栓被接纳在股骨的远侧面中的对应钻孔中。所述一个或多个栓可朝其自由端向内渐缩。

本发明的股骨部件旨在不使用骨水泥而相对于患者股骨固定在适当的位置,以使其通过该部件的骨面向表面与骨表面之间的相互作用被固定,所述骨表面在股骨部件保持在适当的位置时与骨面向表面接触。因此,当凹槽和导轨特征结构设置在骨面向表面的斜面部分中的一个或两个上时,可为优选的是,骨面向表面的其他部分(前面部分、远侧部分和后面部分、以及有时斜面部分中的一个)中的每个在边缘之间为平坦的(忽略可旨在被接纳在提供于骨表面中的适当孔或其他腔体内的表面上的任何突起)。例如,骨面向表面的平坦部分中的每个的特征可在于在其边缘处不具有导轨,所述导轨可阻止在该部件的骨面向表面与相邻骨表面之间形成紧密表面-表面接触。股骨可被准备以利用对应的平坦表面来接触此部件。相比于不平坦的表面,平坦的骨表面对于外科医生而言可较易于在外科手术期间来精确地制备。

当凹槽和导轨特征结构设置在骨面向表面的斜面部分中的一个或两个上时,可为优选的是,骨面向表面的前面部分、远侧部分和后面部分中的每个前面部分、远侧部分和后面部分适于在不使用骨水泥的情况下促进对骨的固定。当凹槽和导轨特征结构设置在骨面向表面的远侧部分上时,可为优选的是,骨面向表面的前面部分、前斜面部分、后斜面部分和后面部分中的每个前面部分、前斜面部分、后斜面部分和后面部分适于在不使用骨水泥的情况下促进对骨的固定。骨面向表面可通过提供骨组织可向内生长的多孔结构来进行修改。骨面向表面可通过提供促进与骨组织的相互作用的材料涂层(例如羟基磷灰石涂层)来进行修改。

股骨部件可由金属材料制成,所述金属材料通常用于关节假体部件的制备中。示例包括钴铬基合金(包括钴、铬和钼的合金)、钛和钛基合金、以及某些不锈钢。

一系列尺寸的股骨部件可被制备,使得外科医生可相对于患者股骨的尺寸来选择适当的部件。

股骨部件可与膝假体的其他部件一起提供。例如,其可提供有胫骨部件。胫骨部件可提供有支承部件。当支承部件被提供时,其可由与股骨部件和胫骨部件的材料不同的材料制成,例如聚合物材料(尤其是超高分子量聚乙烯)或陶瓷材料。此类部件组合为已知的。

重要的是,患者的股骨被精确地准备(具体地讲,前表面、远侧表面、后表面、前斜面表面和后斜面表面(上述表面在很多情况下将为平坦表面)的位置)以接纳本发明的股骨部件。可用于定位这些表面相对于解剖学特征结构的位置的器械(在很多情况下参考患者骨的术前图像)为熟知的并且可用于定位有待准备的股骨上的表面以接纳本发明的股骨部件。应当理解,骨切割中的每个相对于其他骨切割的精确位置、以及切割之间的角度关系应适用于所选的股骨部件。这些关系可使用适当的切割块来确定,所述切割块在远侧切割已完成以形成已准备好的股骨的远侧面之后被定位在股骨的远侧面上。合适切割块的示例为4合1切割块,所述4合1切割块可用于定位前面切割、后面切割、前斜面切割和后斜面切割中的每个的平面。其包括可用于在这些切割步骤期间导向锯片的表面。4合1切割块的示例公开于EP-A-2774554中。

不止一个切割块可用于定位前面切割、后面切割、前斜面切割和后斜面切割中的每个的平面。例如,第一切割块可用于导向前面切割和后面切割并且第二切割块可用于导向斜面切割。可用于导向斜面切割的切割块的示例公开于EP-A-2671523中。

为了准备股骨以接纳本发明提供的股骨部件(骨和股骨部件这两者在接触面的一个或多个部分(远侧部分或者前斜面部分和后斜面部分中的一个或两个)中具有间隙),用于在执行骨切割时导向刀片的切割块将定位刀片,以在由切割骨限定的切除平面与该部件的骨面向表面的远侧部分或者斜面部分中的一个或两个中的凹槽的基部之间提供间隙。优选地,间隙应使得限定每个凹槽的导轨与骨的每个斜面表面上的切割骨接触。

任选地,当导轨设置在骨面向表面的前斜面部分上时,(I-G前导轨)的值可为至少约0.05mm、或至少约0.2mm、或至少约0.5mm、或至少约1mm、或至少约1.5mm、或至少约2mm、并且可能为3mm或更大。这是导轨在该部件置于股骨上时(其中股骨部件的骨面向表面的远侧部分牢固地接合已准备好的股骨的远侧表面)嵌入已准备好的股骨的前斜面表面中的深度的量度。

任选地,当导轨设置在骨面向表面的后斜面部分上时,(G-I后导轨)的值可为至少约0.05mm、或至少约0.2mm、或至少约0.5mm、或至少约1mm、或至少约1.5mm、或至少约2mm、并且可能为3mm或更大。这是导轨在该部件置于股骨上时(其中股骨部件的骨面向表面的远侧部分牢固地接合已准备好的股骨的远侧表面)嵌入已准备好的股骨的后斜面表面中的深度的量度。

任选地,当导轨设置在骨面向表面的远侧部分上时,(I远侧导轨-G远侧)的值可为至少约0.05mm、或至少约0.2mm、或至少约0.5mm、或至少约1mm、或至少约1.5mm、或至少约2mm、并且可能为3mm或更大。这是导轨在该部件置于股骨上时(其中股骨部件的骨面向表面的前斜面部分和后斜面部分牢固地接合已准备好的股骨的前斜面部分和后斜面部分)嵌入已准备好的股骨的远侧表面中的深度的量度。

任选地,当导轨设置在骨面向表面的前斜面部分上时,(I前凹槽-G)的值可为至少约1.0mm、或至少约1.5mm、或至少约2.0mm、或至少约2.5mm。这是在该部件置于股骨上(其中股骨部件的骨面向表面的远侧部分牢固地接合已准备好的股骨的远侧表面(在很多情况下前斜面部分上的导轨嵌入骨的前斜面部分中))时已准备好的股骨的前斜面表面与股骨部件的骨面向表面的前斜面部分之间的空间的深度的量度。

任选地,当导轨设置在骨面向表面的后斜面部分上时,(I后凹槽-G)的值可为至少约1.0mm、或至少约1.5mm、或至少约2.0mm、或至少约2.5mm。这是在该部件置于股骨上(其中股骨部件的骨面向表面的远侧部分牢固地接合已准备好的股骨的远侧表面(在很多情况下后斜面部分上的导轨嵌入骨的后斜面部分中))时已准备好的股骨的后斜面表面与股骨部件的骨面向表面的后斜面部分之间的空间的深度的量度。

任选地,当导轨设置在骨面向表面的远侧部分上时,(I远侧-G远侧凹槽)的值可为至少约1.0mm、或至少约1.5mm、或至少约2.0mm、或至少约2.5mm。这是在该部件置于股骨上(其中股骨部件的骨面向表面的远侧部分牢固地接合已准备的股骨的远侧表面(在很多情况下远侧部分上的导轨嵌入骨的远侧部分中))时已准备好的股骨的远侧表面和股骨部件的骨面向表面的远侧部分之间的空间的深度的量度。

股骨部件在很多情况下将具有单独的内侧髁和外侧髁,所述内侧髁和外侧髁由对应于自然膝中的髁间窝的间隙或凹口隔开。每个髁将在至少其骨面向表面上具有后面部分、后斜面部分和远侧部分。

图1和图2为股骨部件的等轴视图,其分别示出了该部件的骨面向表面的前面和前斜面部分、以及后面和后斜面部分。

图3和图4为另一个股骨部件的等轴视图,其分别示出了该部件的骨面向表面的前面和前斜面部分、以及后面和后斜面部分。

图5和图6为另一个股骨部件的等轴视图,其分别示出了该部件的骨面向表面的前面和前斜面部分、以及后面和后斜面部分。

图7和图8为另一个股骨部件的等轴视图,其分别示出了该部件的骨面向表面的前面和前斜面部分、以及后面和后斜面部分。

图9为沿图5的线S-S截取的图5和图6所示的股骨部件的剖视图。

图10和图11为股骨部件的等轴视图,其分别示出了该部件的骨面向表面的前面、前斜面部分和远侧部分、以及后面、后斜面部分和远侧部分。

图12为切割块的等轴视图。

图13为示出图12的切割块的外表面的正视图。

图14为示出图12的切割块的骨接合表面的前正视图。

图15为如沿箭头的方向观察的沿图13中标识的线4-4截取的切割块的剖视正视图。

图16为患者的股骨的远侧端部的等轴视图,所述远侧端部具有固定到其的一对固定销。

图17为类似于图16的视图,但其示出了用于在患者的股骨的远侧端部上执行前面切割和后面切割的图12的切割块。

图18为类似于图17的视图,但其示出了用于在患者的股骨上执行斜面切割的图12的切割块。

图19为患者的股骨与膝关节假体的股骨部件之间的前斜面部分、远侧部分和后斜面部分的示意图,其中凹槽和导轨特征结构被提供在接触面的前斜面部分和后斜面部分中。

图20为患者的股骨与膝关节假体的股骨部件之间的前斜面部分、远侧部分和后斜面部分的示意图,其中凹槽和导轨特征结构被提供在接触面的远侧部分中。

参考附图,图1和图2示出了适于植入患者的左膝中的全膝假体的股骨部件2。该部件具有用于与胫骨支承表面进行关节运动的支承表面4和相对的骨面向表面6。支承表面为高度抛光的,以提供低摩擦关节运动。在整形外科关节假体部件上提供高度抛光的支承表面为熟知的。对于一些应用而言,可适当的是对骨面向表面提供羟基磷灰石的涂层。在旨在不使用骨水泥来植入的植入物部件的骨面向表面上提供此类涂层为熟知的。

股骨部件在后侧具有由对应于自然膝中的髁间窝的间隙12隔开的外侧髁延伸段8和内侧髁延伸段10。间隙可容纳十字韧带。

骨面向表面6具有用于在其前侧接合股骨的前面部分18、用于在其后侧接合股骨的后面部分20、和用于接合股骨的远侧末端面的远侧部分22。

骨面向表面6具有位于前面部分8和远侧部分22之间的前斜面部分24,所述前斜面部分24相对于前面部分和远侧部分中的每个前面部分和远侧部分为倾斜的。其还具有位于后面部分20和远侧部分22之间的后斜面部分26,所述后斜面部分26相对于后面部分和远侧部分中的每个后面部分和远侧部分为倾斜的。

外侧髁延伸段8和内侧髁延伸段10之间的间隙12跨过该部件的远侧部分朝前斜面部分延伸。

每个前面部分8、后面部分20、远侧部分22、前斜面部分24和后斜面部分26为平坦的。在很多情况下将为优选的是,前面部分和后面部分的平面彼此叉开。例如,前面部分的平面与平行于远侧部分的平面之间的角度为约5°。例如,后面部分的平面与平行于远侧部分的平面之间的角度为约1°。前斜面部分和远侧部分之间的角度为约48°。后斜面部分和远侧部分之间的角度为约44.5°。

骨面向表面6的远侧部分22具有从其垂直地延伸的外侧栓30和内侧栓32。栓朝其圆形的自由端向内渐缩。

如在图1中可见,该部件的骨面向表面6的前斜面部分24具有位于其外侧边缘处的外侧导轨40和位于其内侧边缘处的内侧导轨42。其在凹槽区域中具有中心肋44,所述中心肋44的宽度稍大于外侧髁延伸段8和内侧髁延伸段10之间的间隙12的宽度。凹槽46位于外侧导轨40和内侧导轨42之间。短中心肋44设置在外侧髁和内侧髁之间的间隙12的前端处。肋桥接该部件的骨面向表面的远侧部分22和前斜面部分24。

如在图2中可见,该部件的骨面向表面6包括位于外侧髁延伸段8和内侧髁延伸段10中的每个上的后斜面部分26A、26B。外侧髁延伸段8上的后斜面部分26A具有位于其外侧边缘处的外侧导轨50以及相对的导轨52。外侧凹槽54位于外侧导轨50和相对的导轨52之间。内侧髁延伸段10上的后斜面部分26B具有位于其内侧边缘处的内侧导轨56以及相对的导轨58。内侧凹槽60位于内侧导轨56和相对的导轨58之间。

上述导轨中的每个具有2mm的宽度。凹槽的深度为0.5mm。

骨面向表面6的后斜面部分26中由凹槽54、60提供的区域的比例为至少约60%,例如在一个实施方案中为约64%或者在另一个实施方案中为约84%。

骨面向表面6的前斜面部分24中由凹槽46提供的区域的比例为至少约90%。

股骨部件在骨面向表面6的远侧部分22上具有可接纳器械的顶端的凹口62,所述器械可用于抓持该部件以使其可被操纵以植入到患者的股骨上。可以这种方式使用的股骨部件植入器械的示例公开于WO-A-2012/001385中。

图3和图4示出了股骨部件102,所述股骨部件102具有与图1和图2所示的部件相同的特征结构。相同的附图标号用于图3和图4中以代表这些特征结构。

图3和图4中所示的股骨部件102被配置用于在患者的后十字韧带已损失的情况下来植入。当膝通过接合股骨部件上的凸轮的胫骨上的柱(通常提供在胫骨上的支承部件上(未示出))而被延长时,膝关节针对股骨相对于胫骨向后的平移为稳定的。因此,图3和图4所示的股骨部件102具有箱式结构104,所述箱式结构104提供于外侧髁8和内侧髁10之间的髁间间隙中的空间内。凸轮106被提供在箱式结构的后边缘处,以在膝被延长时接合胫骨部件上的柱。

在图3和图4所示的股骨部件102中,可看到箱式结构104从髁之间的间隙12的后端,穿过该部件的骨面向表面6的后面部分20、后斜面部分26和远侧部分22,延伸到外侧边缘和内侧边缘之间的中心区域中的前斜面部分24上。

箱式结构104还限定外侧髁延伸段8上的后斜面部分26A的内侧范围,所述后斜面部分26A因此在外侧导轨50和箱式结构之间延伸。箱式结构104还限定内侧髁延伸段10上的后斜面部分26B的外侧范围,所述后斜面部分26B因此在内侧导轨56和箱式结构之间延伸。

图5和图6示出了股骨部件152,所述股骨部件102具有与图1和图2所示的部件相同的特征结构。相同的附图标号用于图5和图6中以代表这些特征结构。

图5和图6所示的股骨部件与图1和图2所示的股骨部件的不同之处在于其具有沿前后方向跨过骨面向表面6的前斜面部分24的中心肋154。肋位于凹槽区域中并且具有稍大于外侧髁延伸段8和内侧髁延伸段10之间的间隙12的宽度的宽度。外侧凹槽156位于外侧导轨40和中心肋154之间。内侧凹槽158位于内侧导轨42和中心肋154之间。中心肋154可有助于加固凹槽区域中的股骨部件的前斜面部分。

两个附加导轨160延伸跨过骨面向表面6的前斜面部分24中的外侧凹槽156。另外的附加导轨162延伸跨过外侧凹槽158。附加导轨为直的。它们与股骨部件的内侧边缘和外侧边缘大体对齐并且与内侧边缘和外侧边缘间隔开,使得它们沿大体前-后方向延伸。附加导轨中的每个沿远离凹槽的基部的方向向内渐缩,其中其被定位成朝向导轨的顶部边缘,以使得导轨在其顶部边缘处比在其基部处窄。这可有利于通过附加导轨穿透已准备的股骨的表面。

图5和图6所示的股骨部件160具有延伸跨过骨面向表面6的外侧后斜面部分26A和内侧后斜面部分26B中的凹槽54、60中的每个的三个附加导轨164。附加导轨为直的。它们与股骨部件的内侧边缘和外侧边缘大体对齐并且与内侧边缘和外侧边缘间隔开,使得它们沿大体前-后方向延伸。如同在前斜面部分中,延伸跨过后斜面部分中的凹槽54、60的附加导轨朝其顶部边缘向内渐缩。

骨面向表面6的前斜面部分24中由凹槽156、158提供的区域的比例为至少约60%,例如约63%。

图7和图8示出了股骨部件202,所述股骨部件102具有与图1和图2所示的部件相同的特征结构。相同的附图标号用于图7和图8中以代表这些特征结构。

图7和图8所示的股骨部件为具有箱式结构204的后稳定型(PS)股骨部件202,所述箱式结构204提供于外侧髁8和内侧髁10之间的髁间间隙中的空间内。凸轮206被提供在箱式结构的后边缘处,所述箱式结构的后边缘在膝被延长时接合适当胫骨部件上的柱。这些特征结构存在于上文参考图3和图4所述的股骨部件102中。

图7和图8所示的股骨部件还具有中心肋208、延伸跨过骨面向表面6的前斜面部分24中的外侧凹槽156和内侧凹槽158的附加导轨210、以及延伸跨过骨面向表面6的外侧斜面部分26A和内侧后斜面部分26B中的凹槽54、60中的每个的附加导轨212。中心肋和附加导轨具有上文相对于图5和图6所示的股骨部件讨论的特征结构。

图9为沿图5的线S-S穿过该部件的前斜面部分截取的图5和图6所示的股骨部件的剖视图。提供于斜面部分中的凹槽可见于剖视图中。应当预期到,股骨应进行准备,使得股骨的前斜面表面和后斜面表面被定位成当该部件的前面部分、远侧部分和后面部分上的骨接触表面与股骨的对应表面紧密接合时使得凹槽的基部利用接触斜面表面的导轨40、42和附加肋160、162的顶部边缘来与股骨的斜面表面间隔开。

切割块可相对于股骨的远侧面进行定位以执行前切割、后切割、以及前斜面切割和后斜面切割。其包括可用于在这些切割步骤的每个期间导向锯片的表面。然而,已经认识到,可使用不止一个切割块来执行这些切割。例如,第一切割块可用于导向前切割和后切割并且第二切割块可用于导向斜面切割。

为了准备股骨以接纳由本发明提供的股骨部件,用于在执行前斜面切割和后斜面切割中的一个或每个时导向刀片的切割块将定位刀片,以在由骨的斜面表面上的切割骨限定的切除平面与该部件的骨面向表面的斜面部分中的一个或每个中的凹槽的基部之间提供间隙。优选地,间隙应使得限定每个凹槽的导轨与骨的每个斜面表面上的切割骨接触。

图10和图11示出了适于植入患者左膝中的全膝假体的股骨部件302。该部件具有用于与胫骨支承表面进行关节运动的支承表面304和相对的骨面向表面306。支承表面为高度抛光的,以提供低摩擦关节运动。在整形外科关节假体部件上提供高度抛光的支承表面为熟知的。对于一些应用而言,可适当的是对骨面向表面提供羟基磷灰石的涂层。在旨在不使用骨水泥来植入的植入物部件的骨面向表面上提供此类涂层为熟知的。

股骨部件在后侧具有由对应于自然膝中的髁间窝的间隙312隔开的外侧髁延伸段308和内侧髁延伸段310。间隙可容纳十字韧带。

骨面向表面306具有用于在其前侧接合股骨的前面部分318、用于在其后侧接合股骨的后面部分320、和用于接合股骨的远侧末端面的远侧部分322。

骨面向表面306具有位于前面部分318和远侧部分322之间的前斜面部分324,所述前斜面部分24相对于前面部分和远侧部分中的每个前面部分和远侧部分为倾斜的。其还具有位于后面部分320和远侧部分322之间的后斜面部分326,所述后斜面部分26相对于后面部分和远侧部分中的每个后面部分和远侧部分为倾斜的。

外侧髁延伸段308和内侧髁延伸段310之间的间隙312朝前斜面部分局部分地延伸跨过该部件的远侧部分。

每个前面部分318、后面部分320、远侧部分322、前斜面部分324和后斜面部分326为平坦的。在很多情况下将为优选的是,前面部分和后面部分的平面彼此叉开。例如,前面部分的平面与平行于远侧部分的平面之间的角度为约5°。例如,后面部分的平面与平行于远侧部分的平面之间的角度为约1°。前斜面部分和远侧部分之间的角度为约48°。后斜面部分和远侧部分之间的角度为约44.5°。

该部件的骨面向表面306包括远侧部分322A、322B,后斜面部分326A、326B,以及位于外侧髁延伸段308和内侧髁延伸段310的每个上的后面部分320A、320B。

骨面向表面306的远侧部分322具有从其垂直地延伸的外侧栓330和内侧栓332。栓朝其圆形的自由端向内渐缩。

如在图10和图11中可见,外侧髁延伸段308上的远侧部分322A具有位于其外侧边缘处的外侧导轨350和相对的导轨352。外侧凹槽354位于外侧导轨350和相对的导轨352之间。内侧髁延伸段310上的远侧部分322B具有位于其内侧边缘处的内侧导轨356和相对的导轨358。内侧凹槽360位于内侧导轨356和相对的导轨358之间。

上述导轨中的每个具有2mm的宽度。凹槽的深度为0.5mm。

骨面向表面306的远侧部分322A、322B中由凹槽354、360提供的区域的比例为至少约90%。

股骨部件在骨面向表面306的远侧部分322上具有可接纳器械的顶端的凹口362,所述器械可用于抓持该部件以使其可被操纵以植入到患者的股骨上。

图12至图15示出了膝置换手术期间用于患者远侧股骨的外科准备中的4合1切割导向块512。膝置换手术期间用于患者股骨的外科准备中的这种导向块和其他导向块公开于EP-A-2774554中并且为可用于本发明的系统中的导向块的示例。如下所述,4合1切割块512用于在患者远侧股骨上通过该相同块执行四种切割。这些切割为前面切割、后面切割、和两个斜面切割。

4合1切割块512可由诸如聚酰胺、聚(二苯砜)、或聚酮的聚合物材料形成。用于导向外科器械的表面(例如,用于导向骨锯的切割导向表面以及用于导向钻头和外科销轴的衬套)由金属材料形成,诸如不锈钢、钛合金或钴铬合金。金属部件或“插入件”的这种用途防止外科工具接触块主体的聚合物材料。

本文所述的金属部件可以多种不同的方式固定到聚合物4合1切割块。例如,金属部件可包覆成型到聚合物切割块或以其他方式固定到聚合物切割块以作为块体模制过程的一部分。金属部件还可焊接到切割块或通过粘合剂固定到切割块。也可采用固定金属部件的其他方法。

4合1切割块512包括外表面520和与外表面520相对设置的骨接合表面522。4合1切割块512具有在其前端526附近形成的前切割狭槽524。前切割狭槽524是沿内侧/外侧方向延伸的细长狭槽。前切割狭槽524延伸穿过4合1切割块512的整个厚度。前切割狭槽524因此从切割块的外表面520延伸到其骨接合表面522并且因此在两个表面开口。金属前切割导向件528固定在聚合物4合1切割块512的前切割狭槽524内。前切割导向件528与前切割狭槽524共线,并具体体现为捕获的切割导向件(即,其在所有侧面上均闭合以便将锯片捕获在其中),但切割块512和切割导向件528作为另外一种选择可具体体现为非捕获的切割导向件。前切割导向件528的大小和形状适于接纳外科锯的锯片(参见图15)或其他切割器械的刀片并在整形外科手术期间对刀片取向以切除患者股骨的前表面。

4合1切割块512具有在其后端532附近形成的后切割表面530。后切割表面530是沿内侧/外侧方向延伸的细长表面。后切割表面530沿4合1切割块512的整个厚度延伸。后切割表面因此从切割块的外表面520延伸到其骨接合表面522。金属后切割导向件534固定到聚合物4合1切割块512的后切割表面530。后切割导向件534的大小和形状适于支撑和引导外科锯的锯片(参见图15)或其他切割器械的刀片并在整形外科手术期间对刀片取向以切除患者股骨的后表面。附图中所示的后切割导向件534为非捕获的切割导向件。这种切割导向件的特征结构可结合到捕获的切割导向件中。

4合1切割块512具有在其中部附近形成的斜面切割狭槽536。具体地讲,斜面切割狭槽536位于前切割狭槽524之后和后切割表面530之前。斜面切割狭槽536是沿内侧/外侧方向延伸的细长狭槽。斜面切割狭槽536延伸穿过4合1切割块512的整个厚度。该狭槽因此从切割块的外表面520延伸到其骨接合表面522并且因此在两个表面开口。斜面切割狭槽536由4合1切割块的侧壁538限定,所述侧壁538包括沿内侧/外侧方向延伸的前边缘540和与前边缘540间隔开并同样沿内侧/外侧方向延伸的后边缘542。斜面切割狭槽536具有放大的倒圆内侧端和外侧端。具体地讲,限定斜面切割狭槽536的侧壁538的内侧边缘544为圆柱形(即,当在图13的前正视图中观察时为圆形)并具有比狭槽536的A/P宽度(即,侧壁538的前边缘540与后边缘542之间的距离)大的直径。在斜面切割狭槽536的相对端上,侧壁538的外侧边缘546在形状和大小上相同。因此,在附图所示的装置中,斜面切割狭槽536呈两个圆柱体的形式,这两个圆柱体在通过细长平坦狭槽连接的相对的内侧端和外侧端处间隔开。

如图12、图13和图15所示,金属捕获斜面切割导向件组件550设置在斜面切割狭槽536中。组件550包括固定到限定斜面切割狭槽536的前侧面的侧壁538的前边缘540的金属平坦切割导向件552,以及固定到限定斜面切割狭槽536的后侧面的侧壁538的后边缘542的金属平坦切割导向件554。如在图15中可最清楚地看出,平坦切割导向件552、554在前向/后向上彼此间隔开,并相对于彼此以斜角布置。平坦切割导向件552、554的纵向轴线沿内侧/外侧方向延伸。

捕获的斜面切割导向件组件550的内侧端和外侧端由一对金属衬套556、558限定。具体地讲,金属衬套556设置在斜面切割狭槽536的放大的圆柱形内侧端中。金属衬套556因此被固定成与限定斜面切割狭槽536的内侧端的侧壁538的内侧边缘544接触。金属衬套558设置在斜面切割狭槽536的放大的圆柱形外侧端中。金属衬套558因此被固定成与限定斜面切割狭槽536的外侧端的侧壁538的外侧边缘546接触。

金属衬套556、558为圆柱形,并具有延伸穿过它们的细长孔560。细长孔560的大小适于接纳用于将4合1切割块钉到患者股骨远端的固定或导向销轴(参见图18)和任选的钻头,使得可根据外科医生的需要在安装导向销轴前对患者的股骨进行预钻孔。金属衬套556、558在形状上相同并包括环形外表面562。如在图13中可以看出,金属衬套556的外表面562设置在平坦切割导向件552、554的内侧端564,而金属衬套558的外表面562设置在平坦切割导向件552、554的外侧端566。在附图所示的装置中,金属衬套556、558的外表面562与平坦切割导向件552、554的相应内侧端564和外侧端566略微间隔开(即,衬套556、558不与平坦切割导向件552、554相接触而设置)。这种间距允许捕获骨锯的锯片,同时还放松制造过程中过于严格的容限。然而,也应当想象到,金属衬套556、558可与平坦切割导向件552、554的相应内侧端564和外侧端566接触而设置。

如在图12和15中可最清楚地看出,4合1切割块512具有固定到其骨接合表面522的楔形组件570。与4合1切割块512类似,楔形组件570由聚合物材料形成。楔形组件570具有楔形切割表面572。楔形切割表面572的“前”缘574延伸进斜面切割狭槽536。金属平坦切割导向件576固定到楔形切割表面572的前表面578,而金属平坦切割导向件580固定到楔形切割表面572的后表面582。与切割导向件552、554类似,平坦切割导向件576、580彼此间隔开,并相对于彼此以斜角布置。平坦切割导向件576、580的纵向轴线沿内侧/外侧方向延伸。如在图15中可看出,切割导向件576与切割导向件552间隔开并与其平行,而切割导向件580与切割导向件554间隔开并与其平行。以此方式,切割导向件552、576相配合以在进行前斜面切割期间引导锯片,而切割导向件554、580相配合以在进行后斜面切割期间引导锯片(参见图18)。

与平坦切割导向件552、554类似,金属衬套556的外表面562设置在平坦切割导向件576、580的内侧端,而金属衬套558的外表面562设置在平坦切割导向件576、580的外侧端。在附图所示的装置中,金属衬套556、558的外表面562与平坦切割导向件576、580的相应内侧端和外侧端略微间隔开(即,衬套556、558不与平坦切割导向件576、580相接触而设置)。这种间距允许捕获骨锯的锯片,同时还放松制造过程中过于严格的容限。然而,也应当想象到,金属衬套556、558与平坦切割导向件576、580的相应内侧端和外侧端接触而设置。

4合1切割块512具有在其中限定的多个导孔586,其大小适于接纳一对固定或导向销轴588(参见图17)。孔586设置在前切割狭槽524与斜面切割狭槽536之间并在切割块512的外表面520与骨接合表面522之间延伸。孔586以交错排列方式布置以允许外科医生改变切割块512在患者股骨上的位置,而不必移除固定销轴588,如在下文更详细地描述。

4合1切割块512还包括另外多个导孔590,它们设置在斜面切割狭槽536与后切割表面530之间。每个导孔590的大小适于以与导孔586相似的方式接纳固定销轴588之一,并因而在切割块512的外表面520与骨接合表面522之间延伸。与导孔586类似,导孔590以交错排列方式布置以允许外科医生改变切割块512在患者股骨上的位置,而不必移除固定销轴588。

在操作中,外科医生可利用整形外科器械510对患者股骨100的远侧端部518进行准备以接纳假体股骨组件。为此,外科医生可将4合1切割块512固定到患者的股骨100,之后使用切割块512的金属切割导向件引导切割锯片对股骨的远侧端部518进行一系列共四种切除。

在整形外科手术期间,外科医生可首先切除患者股骨100的远侧端部518以形成经外科准备好的远侧表面592。外科医生然后可将一对固定销轴588固定到患者股骨100的经外科准备好的远侧表面592,如图16所示。为此,外科医生可为假体股骨组件选择患者股骨100的大小并设定股骨旋转。用于在选择股骨大小和旋转设定过程中定位固定销的过程描述于可得自DePuy Orthopaedics Inc的称为SIGMA Fixed Reference Surgical Technique(2010)的外科技术文档中。在选择股骨部件的大小和设定旋转之后,外科医生可将固定销588附接到患者股骨100的经外科准备好的远侧表面592。

在附接固定销轴588后,外科医生可在患者股骨100经外科准备好的远侧表面592上定位4合1切割块512。为此,外科医生可将固定销轴588的轴594与4合1切割块512的一对导孔586对齐。然后外科医生可沿着朝向患者股骨100经外科准备好的远侧表面592的方向在轴594上推进4合1切割块512。4合1切割块512的骨接合表面522在将器械510设置在患者股骨100的远侧端部518上时接触经外科准备好的远侧表面592,如图17所示。如果外科医生希望重新定位4合1切割块512,则外科医生可利用导孔586的另一组合来改变切割块512在患者股骨100上的位置。如果需要另外的固定,则外科医生可将另外的固定销轴588通过在4合1切割块512中限定的导孔590插入。

一旦以此方式安装好后,外科医生就可利用4合1切割块512对患者股骨100的远侧端部518进行多种切除。例如,如图17所示,前切割导向件528限定延伸穿过患者股骨100的远侧端部518的切除平面。外科医生可通过前切割导向件528推进切割工具,诸如外科切割锯596,以接合患者股骨100,然后操作外科锯596以通过外科对患者股骨100的前表面进行准备从而接纳假体股骨组件。外科医生可类似地使用后切割导向件534切除患者股骨100的后侧髁598并通过外科对患者股骨100的后表面进行准备从而接纳假体股骨组件。

如图18所示,外科医生还可使用与楔形组件570的平坦切割导向件576、580相配合的捕获的斜面切割导向件组件550以在患者股骨100上进行斜面切割。为此,外科医生可首先通过斜面切割导向件组件550的金属衬套556、558的细长孔560插入固定销轴588。外科医生然后可从导孔586、590中移除任何固定销轴588,因为置于导孔586、590中的固定销轴588将会破坏斜面切割过程。外科医生然后可通过切割导向件552、576之间的开口推进外科切割锯596以在进行前斜面切割(如图18中的实线所示)的过程中引导锯596,之后通过切割导向件554、580之间的开口推进以在进行后斜面切割(如图18中的虚线所示)的过程中引导锯596。

在进行此类斜面切割的过程中,金属切割导向件552、554起到锯阻挡件的作用以防止锯596接合限定斜面切割狭槽536的前后边缘的4合1切割块512的聚合物主体。相似地,金属衬套556、558的外表面562起到锯阻挡件的作用以防止锯接合限定斜面切割狭槽536的内外侧边缘的4合1切割块512的聚合物主体。同样,楔形部件的金属切割导向件576、580起到锯阻挡件的作用以防止锯596接合楔形部件570的楔形切割表面572。

楔形部件570的前侧的切割导向件578限定患者股骨上的前斜面切割的平面537。此平面与从楔形部件570的骨面向表面的中点(所述中点位于骨面向表面的平面和斜面切割的平面的交线之间的中间位置)平行于此平面延伸的基准线539之间的距离为G

楔形部件570的后侧的切割导向件580限定患者股骨上的后斜面切割的平面541。此平面与从楔形部件570的骨面向表面的中点(所述中点位于骨面向表面的平面和斜面切割的平面的交线之间的中间位置)平行于此平面延伸的基准线543之间的距离为G

远侧基准线被限定在前斜面切割平面537和后斜面切割平面541的交线处。位于此基准线上的平面的相交点在图15的剖面正视图中由附图标号545指示。此基准线与骨接合表面522的平面之间的距离为G远侧

图19为患者的股骨与膝关节假体的股骨部件之间的接触面的前斜面部分、远侧部分和后斜面部分的示意图。浓黑线表示骨702和股骨植入物部件704之间的接触面700。接触面具有前斜面部分706、远侧部分708和后斜面部分710。前基准线712从接触面的远侧部分708上的点714平行于前斜面部分的平面延伸,所述点714与前斜面部分706和后斜面部分710等距。后基准线716从接触面的远侧部分708上的点710平行于后斜面部分的平面延伸,所述点714与前斜面部分706和后斜面部分710等距。基准线在垂直于远侧部分和斜面部分的平面中延伸。该附图示出了相对于股骨的斜面切割的平面限定的基准线以及相对于股骨部件的骨面向表面的斜面部分限定的基准线的位置,因为这些基准线的位置在股骨部件被正确地定位在准备好的股骨上时重合。从前基准线到前斜面切割的平面的距离为G并且从后基准线到后斜面切割的平面的距离为G

凹槽和导轨特征结构设置在股骨部件的骨面向表面的前斜面部分和后斜面部分上,如上文参考图1至图9所述。骨面向表面的前斜面部分中的凹槽的基部与准备好的股骨的表面的前斜面部分706间隔开,如由虚线718所示。骨面向表面的前斜面部分上的导轨穿透准备好的股骨的表面的前斜面部分706的表面,如由虚线720所示。相似地,骨面向表面的后斜面部分中的凹槽的基部与准备好的股骨的表面的后斜面部分710间隔开,如由虚线722所示。骨面向表面的后斜面部分上的导轨穿透准备好的股骨的表面的后斜面部分706的表面,如由虚线724所示。从前基准线712到前斜面凹槽的基部718的距离为I前凹槽。从前基准线712到前导轨的距离为I前导轨。从后基准线716到后斜面凹槽的基部722的距离为I后凹槽。从后基准线716到后导轨的距离为I后导轨

(I前凹槽-G)的值为至少约0.5mm,例如约1mm。(I后凹槽-G)的值为至少约0.5mm,例如约1mm。这是骨的表面与凹槽的基部之间的间隙的尺寸的量度。

(G-I前导轨)的值为至少约0.05mm,例如约0.5mm。(G-G后导轨)的值为至少约0.05mm,例如约0.5mm。这是导轨穿透到骨的表面内的深度的量度。

图20为患者的股骨与膝关节假体的股骨部件之间的接触面的前斜面部分、远侧部分和后斜面部分的示意图。浓黑线表示骨802和股骨植入物部件804之间的接触面800。接触面具有前斜面部分806、远侧部分808和后斜面部分810。基准线812(延伸到列出附图的页面的平面内)被限定在前斜面部分和后斜面部分的平面的交线处。该附图示出了相对于股骨的斜面切割的平面限定的基准线以及相对于股骨部件的骨面向表面的斜面部分限定的基准线的位置,因为这些基准线的位置在股骨部件被正确地定位在准备好的股骨上时重合。从基准线到接触面800的远侧部分808的平面的距离为G远侧

凹槽和导轨特征结构设置在股骨部件的骨面向表面的远侧部分上,如上文参照图10和图11所述。骨面向表面的前斜面部分中的凹槽的基部与准备好的股骨的表面的远侧部分806间隔开,如由虚线818所示。骨面向表面的远侧部分上的导轨穿透准备好的股骨的表面的远侧部分806的表面,如由虚线820所示。从基准线812到远侧凹槽的基部818的距离为I远侧凹槽。从前基准线812到远侧导轨的距离为I远侧导轨

(G远侧-I远侧凹槽)的值为至少约0.5mm,例如约1mm。这是骨的表面与凹槽的基部之间的间隙的尺寸的量度。

(I远侧导轨-G远侧)的值为至少0.05mm,例如约0.5mm。这是导轨穿透到骨的表面内的深度的量度。

当骨面向表面的一个或多个部分(尤其是这些部分中的每个)由材料涂层(当在组织和涂覆的表面之间的接触面处生成骨时,所述材料涂层促进与骨组织形成强效物理连接)(例如,诸如(Ca10(PO4)6(OH)2的陶瓷羟基磷灰石)提供时,对涂层的暴露表面的进行测量。

可适用于由本发明提供的股骨部件的植入的外科手术的细节可见于DePuy Orthopaedics公司在2011年公布的名称为Attune Surgical Technique的文档中。

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