具有带凹凸匹配界面的锁定机构的固定支承膝假体的制作方法

本公开内容主要涉及可移植的矫形假体，且更具体地涉及可移植的膝假体。

背景技术：

在患者的寿命期间，可能由于例如疾病或创伤而需要对患者施行关节置换手术。关节置换手术可包括采用将假体植入患者的一个或多个骨头中。在膝置换手术的情况下，胫骨盘被植入患者的胫骨中。支承件固定至胫骨盘。置换股骨构件的髁表面支承倚靠胫骨支承件。

一种膝假体为固定支承膝假体。如同其名称所指，固定支承膝假体的支承件并不相对于胫骨盘运动。固定支承设计通常在患者的软组织(亦即膝韧带)状况并不允许采用具有活动支承件的膝假体时使用。

固定支承膝假体的构件通常由厂家以匹配大小提供。具体而言，当前最常用的固定支承膝假体允许外科医生对于具体大小的股骨构件采用多种支承件大小，但每一支承件大小均大体与特定大小的胫骨盘相匹配。

技术实现要素：

根据一个方面，一种固定支承膝假体包括具有内髁表面和外髁表面的股骨构件。该假体还包括具有内支承表面和外支承表面的支承件，其中，内支承表面构造成用以与股骨构件的内髁表面关节式联接，而外支承表面构造成用以与股骨构件的外髁表面关节式联接。胫骨盘固定至支承件。胫骨盘具有平台，该平台带有在下方从平台的下表面延伸的固定部件。该平台包括后支持体(buttress)，其在前方远离平台周界的后区段延伸并在上方从平台的上表面延伸。后支持体包括具有过渡至凹入表面的凸起表面的最外边缘，以及具有过渡至凹入表面的凸起表面的最内边缘。

胫骨盘的后支持体包括最上表面，并且后支持体在上方从平台的上表面延伸至后支持体的最上表面。后支持体的最外边缘的凸起表面在下方从后支持体的最上表面延伸并过渡至后支持体的最外边缘的凹入表面。类似的是，后支持体的最内边缘的凸起表面在下方从后支持体的最上表面延伸并过渡至后支持体的最内边缘的凹入表面。

后支持体的最外边缘的凹入表面在下方从后支持体的最外边缘的凸起表面延伸并过渡至平台的上表面。类似的是，后支持体的最内边缘的凹入表面在下方从后支持体的最内边缘的凸起表面延伸并过渡至平台的上表面。

后支持体为大体y形并具有沿着平台的后边缘延伸的第一臂和沿着平台的后边缘在远离第一臂的方向上延伸的第二臂。后支持体的最外边缘限定在第一臂中，而后支持体的最内边缘限定在第二臂中。第三臂在前方远离第一臂和第二臂延伸。

后支持体的最外边缘限定在第三臂中而使得后支持体的最外边缘在前方沿着后支持体的第一臂远离平台的后边缘延伸并过渡至第三臂。在相对侧，后支持体的最内边缘限定在第三臂中而使得后支持体的最内边缘在前方沿着后支持体的第二臂远离平台的后边缘延伸并过渡至第三臂。

胫骨盘的后支持体包括最前边缘。后支持体的最外边缘在前方沿着后支持体的第三臂远离第一臂延伸并过渡至后支持体的最前边缘。后支持体的最内边缘在前方沿着后支持体的第三臂远离第二臂延伸并过渡至后支持体的最前边缘。

支承件具有上表面和下表面。内支承表面和外支承表面二者都限定在支承件的上表面中。支承件的下表面接触胫骨盘平台的上表面。支承件的下表面具有形成在其中的后凹部，并且胫骨盘的后支持体定位在支承件的后凹部中。

支承件的后凹部由最外侧壁和最内侧壁所限定，其中，最外侧壁在上方从支承件的最下表面延伸，而最内侧壁在上方从支承件的最下表面延伸。最外侧壁包括过渡至凹入表面的凸起表面，并且最内侧壁同样地包括过渡至凸起表面的凹入表面。

后凹部的最外侧壁的凸起表面在上方从支承件的最下表面延伸并过渡至后凹部的最外侧壁的凹入表面。类似的是，后凹部的最内侧壁的凸起表面在上方从支承件的最下表面延伸并过渡至后凹部的最内侧壁的凹入表面。

根据另一方面，一种固定支承膝假体包括具有内髁表面和外髁表面的股骨构件。该假体还包括具有内支承表面和外支承表面的支承件，其中，内支承表面构造成用以与股骨构件的内髁表面关节式联接，而外支承表面构造成用以与股骨构件的外髁表面关节式联接。胫骨盘固定至支承件。胫骨盘具有平台，该平台带有在下方从平台的下表面延伸的固定部件。该平台具有前支持体，该前支持体沿着平台周界的前区段延伸并在上方从平台的上表面延伸。前支持体包括最后边缘，该最后边缘包括过渡至凹入表面的凸起表面。

胫骨盘的前支持体包括最上表面。前支持体在上方从平台的上表面延伸至后支持体的最上表面。前支持体的最后边缘的凸起表面在下方从前支持体的最上表面延伸并过渡至后支持体的最后边缘的凹入表面。

前支持体的最后边缘的凹入表面在下方从前支持体的最后边缘的凸起表面延伸并过渡至平台的上表面。

支承件具有上表面和下表面，并且内支承表面和外支承表面二者都限定在支承件的上表面中。支承件的下表面接触胫骨盘平台的上表面。支承件的下表面具有形成在其中的前凹部，并且胫骨盘的前支持体定位在支承件的前凹部中。

支承件的前凹部由在上方从支承件的最下表面延伸的最后侧壁所限定。最后侧壁包括过渡至凹入表面的凸起表面。

前凹部的最后侧壁的凸起表面在上方从支承件的最下表面延伸并过渡至前凹部的最后侧壁的凹入表面。

假想线沿着前支持体的最后边缘延伸，并且此种假想线限定了具有恒定半径的曲线。

前支持体的最后边缘具有限定在其中的底切部(undercut)，并且此种底切部以假想线的中点为中心。

支承件包括定位在限定于前支持体中的底切部中的锁定舌片(tab)。

前支持体的内侧端定位在平台的前边缘上的处于平台最前点和平台的最内侧点之间的位置，并且前支持体的外侧端定位在平台的前边缘上的处于平台的最前点和平台的最外侧点之间的位置。

附图说明

详细说明具体地参照以下附图，其中：

图1为固定支承膝假体的分解透视图；

图2为图1中膝假体的支承件的底部透视图；

图3为图1中膝假体的胫骨盘的透视图；

图4为图1中膝假体的胫骨盘的平面视图；

图5为示出胫骨支承件搭扣配合至胫骨盘的截面视图；

图6为更详细地示出图5中所圈区域的放大视图；以及

图7为图1中膝假体的若干不同大小的胫骨盘的图解平面视图。

具体实施方式

尽管本公开内容的原理易受各种改型和备选形式的影响，但其具体的示范性实施例已通过实例在附图中示出并将在文中详细地描述。然而，将应理解的是并无意图将本公开内容的原理限制于所公开的特定形式，而是相反，意图涵盖落入由所附权利要求限定的本发明的精神和范围内的所有改型、同等物和备选方案。

表示人体结构基准的术语，例如前、后、内、外、上、下等等，可关于文中描述的矫形植入物和患者自然人体结构这二者贯穿本公开内容使用。此类术语在人体结构研究和整形外科领域中具有容易理解的含义。在说明书和权利要求中采用此类人体结构的基准术语意图与其容易理解的含义一致，但另有说明除外。

现在参看图1-4，示出了固定支承膝假体10。膝假体10包括股骨构件12、胫骨盘14以及胫骨支承件16。胫骨盘14包括平台18，平台18具有远离其下表面22延伸的固定部件，例如伸长柄杆20。伸长的胫骨柄杆20构造成用以植入患者胫骨的外科制取端中(未示出)。将应理解的是，诸如一个或多个短的桩或柱之类的其它固定部件也可用于代替伸长柄杆20。支承件16可固定至胫骨盘14。具体而言，如下文将更为详细阐述的那样，支承件16可搭扣配合至胫骨盘14。如此，支承件16相对于胫骨盘14固定(亦即，它在向前/向后或向内/向外方向上是不可旋转的或者不可移动的)。

支承件16的上表面包括外支承表面26和内支承表面28。支承表面26,28构造成用以分别地与股骨构件12的外髁表面30和内髁表面32关节式联接。具体而言，股骨构件12构造成用以植入患者股骨的外科制取端中(未示出)，并且构造成用以模仿患者自然股骨髁的构造。因此，外髁表面30和内髁表面32以模拟自然股骨髁的方式构造(例如，弯曲)。外髁表面30和内髁表面32彼此间隔开，从而在二者之间限定髁间的凹口(notch)。

膝假体10的接合自然骨的构件，例如股骨构件12和胫骨盘14，可利用生物相容的金属例如钴铬合金构成，但也可使用其它材料。这些构件的骨接合表面可有纹理以有助于使构件粘固至骨。此类表面还可是多孔的涂层以促进骨向内生长而永久固定。

支承件16可利用容许在支承件16和股骨构件12之间平滑关节式联接的材料例如聚合材料构成。一种此类的聚合材料是聚乙烯，例如，超高分子量聚乙烯(uhmwpe)。

如图2中所示，支承件16的下表面36包括外基座34和内基座38。前舌片42也限定在支承件16中。

如图3和图4中所示，大体y形的后支持体44从胫骨盘14的上表面24向上延伸。在文中描述的说明性实施例中，后支持体44具有沿着胫骨盘平台18的周界的后区段延伸的一对臂46,48。具体而言，后支持体44的外臂46沿着后边缘50在平台18的外侧面上延伸，而后支持体44的内臂48沿着后边缘50在平台18的内侧面上以远离外臂46的方向延伸。后支持体44的第三臂52在前方远离外臂46和内臂48的交接点延伸(亦即，沿朝向平台18中心的方向)。

也如图3和图4中所示，前支持体64从胫骨盘14的上表面24向上延伸。在文中描述的说明性实施例中，前支持体64具有沿着胫骨盘平台18的周界的前区段延伸的一对臂66,68。具体而言，前支持体64的外臂66沿着前边缘70在平台18的外侧面上延伸，而前支持体64的内臂68沿着前边缘70在平台18的内侧面上以远离外臂66的方向延伸。

前支持体64限定连续的单体构造，在其中外臂66和内臂68的近端在前边缘70上于盘平台18的最前点98处的位置相结合(亦即，在空间上固定至彼此)。外臂66在外侧远离盘平台的最前点98延伸并终止在其外侧端100，外侧端100定位在平台18前边缘70上的位于盘平台的最前点98和盘平台的最外侧点104之间的点102处。内臂68在内侧远离盘平台的最前点98延伸并终止在其内侧端106，内侧端106定位在平台18前边缘70上的位于盘平台的最前点98和盘平台的最内侧点110之间的点108。

前支持体64的最后边缘90,92是弯曲的(亦即，弓形的)。具体而言，如在图4中最清楚所示，沿着外臂66的最后边缘90和内臂68的最后边缘92延伸的假想线94沿着恒定半径弯曲。将应理解的是，由于前支持体64的臂66,68是邻接的，故外臂66的最后边缘90和内臂68的最后边缘92限定了单一、连续、不间断的边缘90,92。

在文中描述的说明性实施例中，膝假体10的前支持体64与后支持体44是非邻接(或不连续)的。换句话说，支持体44,64彼此间隔开而使得在二者之间存在间隙。然而，也可构想出其它实施例，包括在其中支持体彼此邻接的布置。此外，虽然这两个支持体44,64在文中描述为具有相似的高度，但该支持体也可具体化为具有不一样的高度。

前支持体64包括前底切部74。前底切部74以限定前支持体64的两个臂66,68的交接点为中心。换句话说，沿着外臂66的最后边缘90和内臂68的最后边缘92延伸的假想线94具有中点112。前底切部74以中点112为中心。如下文将描述的那样，支承件16的前舌片42其大小和位置形成为用以接收到前支持体64的前底切部74中以促进将支承件16锁定至胫骨盘14。

如可在图3、图5和图6中所见，后支持体44和前支持体64的直立侧壁具有s形(或者取决于所观察视角的反s形)轮廓。具体而言，后支持体44的最外边缘114和最内边缘116这二者都包括过渡至凹入表面120的凸起表面118。具体而言，边缘114,116这二者都从胫骨盘14的上表面24延伸至后支持体44的最上表面122。最外边缘114和最内边缘116中的每一个的凸起表面118均在下方从最上表面122延伸并过渡至最外边缘114和最内边缘116中的每一个的各自凹入表面120。继而，最外边缘114和最内边缘116中的每一个的凹入表面120均在下方从其各自凸起表面118延伸并过渡至胫骨盘14的上表面24。

如可在图3和图4中所见，s形(或者取决于所观察视角的反s形)边缘114,116沿着后支持体44的在前/在后长度延伸。具体而言，后支持体44的最外边缘114在前方沿着后支持体44的外臂46远离胫骨盘平台18的后边缘50延伸并过渡至后支持体的第三臂52。然后，最外边缘114在前方沿着后支持体44的第三臂52远离外臂46延伸并过渡至后支持体的最前边缘124。类似的是，后支持体的最内边缘116在前方沿着后支持体44的内臂48远离胫骨盘平台18的后边缘50延伸并过渡至后支持体的第三臂52的另一侧面。然后，最内边缘116在前方沿着后支持体44的第三臂52远离内臂48延伸并过渡至后支持体的最前边缘124，在此它与最外边缘114相结合。

以类似于后支持体44的直立表面的形式，前支持体64的最后边缘90,92包括过渡至凹入表面140的凸起表面138。具体而言，如图3中所示，前支持体64的最后边缘90,92从胫骨盘14的上表面24延伸至前支持体64的最上表面142。前支持体64的最后边缘90,92的凸起表面138在下方从最上表面122延伸并过渡至前支持体64的最后边缘90,92的凹入表面140。继而，前支持体64的最后边缘90,92的凹入表面140在下方从凸起表面138延伸并过渡至胫骨盘14的上表面24。

如可在图3和图4中所见，前支持体64的s形(或者取决于所观察视角的反s形)最后边缘90,92沿着前支持体64的内侧/外侧长度延伸。具体而言，前支持体64的最后边缘90,92从外臂66的外侧端100延伸至内臂68的内侧端106。

如图2中所示，支承件16的下表面36具有限定在其中的后凹部78和前凹部80。后凹部78构造成用以与胫骨盘14的后支持体44的形状互补。换言之，当支承件16固定至胫骨盘14时，基座34,38的限定后凹部78的侧壁咬合至后支持体44的边缘。具体而言，后凹部78由最外侧壁144和最内侧壁146部分地限定。支承件16的下表面36的最上表面154限定后凹部78的上边界。支承件后凹部78的最外侧壁144和最内侧壁146具有s形(或者取决于所观察视角的反s形)轮廓，其与胫骨盘后支持体44的最外边缘114和最内边缘116的类似成形轮廓互补。具体而言，后凹部78的最外侧壁144和最内侧壁146这二者都在上方从支承件16的最下表面148延伸。如可在图2中所见，侧壁144,146这二者都包括在上方从支承件16的最下表面148延伸并过渡至凹入表面152的凸起表面150。侧壁144的凹入表面152过渡至支承件16的下表面36的最上表面154。

类似的是，前凹部80构造成用以与胫骨盘14的前支持体64的形状互补。换言之，当支承件16固定至胫骨盘14时，基座34,38的限定前凹部80的侧壁咬合至前支持体64的边缘。具体而言，前凹部80由最后侧壁164部分地限定。类似于后凹部78，支承件16的下表面36的最上表面154限定前凹部80的上边界。如图1中所示，支承件前凹部80的最后侧壁164具有s形(或者取决于所观察视角的反s形)轮廓，其与胫骨盘前支持体64的最后边缘90,92的类似成形轮廓互补。具体而言，支承件前凹部80的最后侧壁164在上方从支承件16的最下表面148延伸。如可在图1中所见，支承件前凹部80的最后侧壁164包括在上方从支承件16的最下表面148延伸并过渡至凹入表面168的凸起表面166。最后侧壁164的凹入表面168过渡至支承件16的下表面36的最上表面154。

支承件凹部78,80和胫骨盘支持体44,64的尺寸选定为以便实现相对紧密的配合。如此，支承件16相对于胫骨盘14固定。具体而言，支持体44,64和形成在支承件16的下表面36中的基座34,38的构造防止支承件16相对于胫骨盘14沿向前/向后方向和向内/向外方向运动。此外，在盘/支承件界面的构成中采用的s形轮廓(亦即，盘支持体44,64和支承件凹部78,80的s形轮廓)防止支承件16从胫骨盘14抬离。具体而言，此类凹入/凸起s形轮廓在沿着盘/支承件界面的特定位置处提供干涉以产生相反方向上的力(此种干涉由图5中的假想线(i)示出)。这些相反的力(由图5中的假想矢量(f)所示)与(i)支持体44,46和基座34,38的侧面以及(ii)胫骨盘14的上表面24和支承件16的最下表面148的水平面不在同一平面。此种不在同一表面的相反力的布置向下(亦即，在下方)驱动支承件16，用以最大限度地减小抬离和在插入物/盘界面之间提供必要的压紧。此外，通过胫骨盘14的支持体44,64相对紧密地搭扣配合布置到支承件16的凹部78,80中而减少了旋转的微运动，如果没有一起阻止的话。

为了将胫骨支承件16固定至胫骨盘14，支承件16的后部分定位成与胫骨盘14的后部分相接触。此后，胫骨支承件16的前部分向下朝向胫骨盘14移动，使得胫骨支承件16的前舌片42通过前支持体64而偏转且此后咬合到前支持体的前底切部74中，从而将支承件16固定至盘14。在这种情况下，支承件后凹部78的最外侧壁144和最内侧壁146分别地咬合锁定至胫骨盘后支持体44的最外边缘114和最内边缘116。类似的是，支承件前凹部80的最后侧壁164咬合锁定至胫骨盘前支持体64的最后边缘90。

如上文提到的那样，在文中描述的说明性实施例中，后支持体44具体化为大体y形结构，该结构具有沿着盘平台18的后边缘50在相反方向上延伸的一对臂46,48，并且第三臂52在前方从胫骨盘14的后边缘50延伸(亦即，沿朝向盘平台18中心的方向)。如图4中所示，假想线82沿着外臂46的最外边缘114延伸并与沿着内臂48的最内边缘116延伸的假想线84相交以限定相交角(α)。在文中描述的示范性实施例中，相交角(α)处在45-145°之间。在更特定的说明性实施例中，相交角(α)处在60-120°之间。在一个此种特定的说明性实施例中，相交角(α)为大约90°。将应理解的是，增大相交角(α)减少了微运动，而减少相交角(α)则增大了胫骨盘14的负载支承表面面积。虽然也可采用其它构造，但已发现的是如上文所述那样布置后支持体44的臂46,48(亦即，具有处在60-120°之间的相交角(α))在这两个考虑事项之间提供了料想不到的有益工作平衡。在相交角(α)为大约90°的说明性实施例中发现了后支持体44的特别容易平衡的布置。

给定设计的固定支承膝假体通常以各种不同大小、尤其是各种不同宽度可在市场上买到。这样实行以适应整个群体中患者身材和人体结构方面的诸多变化。然而，本公开内容的固定膝假体10的构造就胫骨盘14和支承件16的大小而论容许极度的适应性。具体而言，图7为多个不同大小的胫骨盘14彼此叠置的图解表示。如可见到的那样，尽管每一个单独盘14均具有不同于群组中其它盘14的大小(例如，宽度)，但后支持体44和前支持体64的基本构造在不同大小盘14的整个范围内保持相同。例如，虽然前支持体臂66,68的宽度会改变以适应给定盘14的总体宽度，但限定在前支持体64中的底切部74的位置在不同大小盘14的整个范围内保持相同。如图7中所示，后支持体44的第三臂52的尺寸和构造在不同大小盘14的整个范围内保持不变。

不同大小的支承件16也可采用这样的方式构造。具体而言，多个支承件16可设计为使得这样的多个支承件16中的每一个均具有不同的大小、尤其是不同的宽度。然而，这样的不同大小的支承件16中的每一个均可包括与上文所述胫骨盘14的共同定制大小和共同定位的特征结构一起共同定制大小和共同定位的匹配特征结构。具体而言，整个范围的不同大小支承件16内的每一个支承件16均可包括后凹部78和前凹部80，前凹部80定位和定制大小以分别地倚靠整个范围的不同大小盘14中的每一个胫骨盘14的后支持体44和前支持体64的边缘而紧密地配合。在这种情况下，前舌片42在整个范围的不同大小支承件16中共同地定制大小和共同地定位以便其定位在整个范围的不同大小盘14中的每一个胫骨盘14的前底切部74中。

由以上所述将应理解的是，支持体44,64的总体构造在整个范围的不同大小胫骨盘14中相同。同样，凹部78,80的总体构造和舌片42的总体构造在整个范围的不同大小支承件16中相同。因此，任何大小的支承件16均可固定至任何大小的胫骨盘14。这向矫形外科医生提供了使膝假体10与具体患者的人体结构相匹配的更大适应性。

还将应理解的是，锁定舌片的其它构造也可用于膝假体10的设计中。具体而言，胫骨支承件16可具体化为具有类似于前锁定舌片42的附加锁定舌片。此类锁定舌片可布置在胫骨支承件16上以收纳到形成于胫骨盘后支持体44的最外边缘114和最内边缘116中的底切部中。此类舌片除了或代替前舌片42之外也可使用。作为备选，膝假体10可设计为不利用任何锁定舌片。在此种情形中，胫骨盘14的支持体44,64搭扣配合地布置到支承件16的凹部78,80中在胫骨盘14和支承件16之间提供了仅有的机械联锁渠道(source)。

如文中描述，各种设计的膝假体10允许增强不同大小构件的互换性。具体而言，多个不同大小支承件中的任何一个都可固定至多个不同大小胫骨盘中的任何一个。因此，支承件的关节式联接表面几何结构及其它特征结构可对于每一大小的股骨构件予以增强。此种互换性也容许在股骨构件的设计范围方面较小的尺寸增长。

还将应理解的是，虽然文中已在固定支承膝假体10的盘/支承件界面的上下文中描述了凹入/凸起s形轮廓，但此种布置也可用于其它类型的矫形假体例如髋、肩或踝假体的构成中。

尽管本公开内容已在附图和以上描述中详细地示出和描述，但此种例示和描述在性质上被认为是示范性的而非限制性的，同时理解的是仅说明性的实施例已被示出和描述并且希望在本公开内容精神范围内的所有变化和改型都受保护。

本公开内容由于文中所述设备、系统和方法的各种特征而具有许多优点。将注意的是，本公开内容的设备、系统和方法的备选实施例可能并未包括所述的全体特征，但仍受益于此类特征的至少一些优点。本领域普通技术人员可能容易地设计对该设备、系统和方法的他们自己的执行方案，这些方案结合了本发明的一个或多个特征并属于如由所附权利要求限定的本公开内容的精神和范围。