无杆肱骨部件和相关的外科器械及方法
【专利说明】无杆肱骨部件和相关的外科器械及方法
[0001]本专利申请要求均在2012年3月30日提交的序列号为61/618，385和61/618，389的美国临时申请的优先权，这两项临时申请以引用方式并入本文。
技术领域
[0002]本公开整体涉及整形外科植入物、器械和外科方法，并且更具体地涉及整形外科肩部植入物的无杆肱骨部件，及其相关的外科器械和方法。
【背景技术】
[0003]在患者的一生中，由于(例如)疾病或创伤原因，可能有必要对患者进行肩部置换手术。在肩部置换手术中，利用肱骨假体来置换患者的肱骨的自然头部。肱骨假体通常包括植入到患者的肱骨的髓内管中的伸长杆部件和固定到该杆部件上的大体半球形假体头部部件。在某些肩部置换手术中，肩胛骨的自然关节盂表面可利用提供支承表面的关节盂部件进行重建或换句话讲进行置换，其中肱骨假体的假体头部部件可在所述支承表面上进行关节运动。
【发明内容】
[0004]根据一个方面，无杆肱骨部件用作常规的肱骨髓内杆部件的替代品。这样，无杆肱骨部件用作用于肱骨头部部件的安装结构，但是这样做时不需要如同常规肱骨杆部件的情况那样从患者的肱骨的髓内管道移除骨组织。
[0005]在一个实施例中，无杆肱骨部件包括支撑凸缘，该支撑凸缘具有向远侧延伸远离其底部表面的多个悬臂式腿部。当从仰视正视图看时，每个腿部可为大体T形的。
[0006]无杆肱骨部件可具有形成于其中的多个观察窗口，以允许外科医生观察外科准备的肱骨表面(即外科切除肱骨头部所产生的表面)，从而确保无杆肱骨部件在其外科植入期间完全座置。无杆肱骨部件可具有形成于其中的多个修正狭槽，这些修正狭槽允许外科医生传递骨刀或其它切割器械以切割或换句话讲破坏骨生长，由此有利于在修正手术期间移除无杆肱骨部件。
[0007]无杆肱骨部件还可包括向远侧延伸远离其支撑凸缘的底部表面的伸长套筒。套筒可具有形成于其中的锥形镗孔。肱骨头部部件的锥形立柱可插入到并且之后进一步推压到无杆肱骨部件的伸长套筒的锥形镗孔中，以将肱骨头部部件锥形地锁定到无杆肱骨部件。
[0008]根据另一个方面，冲击柄部可用于植入无杆肱骨部件的外科手术。冲击柄部包括附接机构，该附接机构允许柄部固定到在植入无杆肱骨部件的外科手术期间使用的多个不同器械。
[0009]根据另一个方面，对准柄部可用于植入无杆肱骨部件的外科手术。类似于冲击柄部，对准柄部包括附接机构，该附接机构允许柄部固定到在植入无杆肱骨部件的外科手术期间使用的多个不同器械。
[0010]根据另一个方面，定径器械可用于植入无杆肱骨部件的外科手术。定径器械为大体圆顶形的，并且可在植入无杆肱骨部件的外科手术期间固定到患者的外科准备的肱骨表面，以用作定径试验以及冲头和钻导引器。
[0011]根据另一个方面，试验头部部件在植入无杆肱骨部件的外科手术期间用于配合评估。其还可用作用于肱骨头部部件的试验器械,并且同样包括大体半球形主体。试验头部部件还可用作钻导引器，以用于引导钻头，该钻头用来在患者的外科准备的肱骨表面上钻孔(或预钻孔)，以接收无杆肱骨部件的腿部。
[0012]根据另一个方面，外科冲头可用来在外科准备的肱骨表面中冲孔，以接收无杆肱骨部件的腿部。在一个实施例中，外科冲头为大体叉形的，并且包括多个尖齿，这些尖齿在形状、尺寸和位置上与无杆肱骨部件的腿部对应。
[0013]根据另一个方面，中心钻头可用来在患者的外科准备的肱骨表面中钻孔(或预钻孔)，以接收无杆肱骨部件的伸长套筒。另一方面，周边钻头可用来在患者的外科准备的肱骨表面中钻孔(或预钻孔)，以接收无杆肱骨部件的腿部。
[0014]根据另一个方面，可调节的头部切除引导件可用作切割引导件，以引导骨锯刀片推进，从而切除患者的肱骨头部。头部切除引导件可包括固定的弓形静止的切割引导件和可运动的切割引导件，该可运动的切割引导件能够沿朝和远离静止的切割引导件的方向运动。这样，可调节的头部切除引导件可用作通用尺寸的器械。
[0015]根据另一个方面，不可调节的头部切除引导件可用作切割引导件，以引导骨锯刀片推进，从而切除患者的肱骨头部。头部切除引导件可包括大体矩形的基部，该基部具有固定到其上的圆形环。该环可从基部向外延伸，并且限定圆形开口。患者的肱骨头部在切除期间可被捕获在该开口中。
[0016]根据另一个方面，植入物插入工具可用来有利于无杆肱骨部件植入到患者的外科准备的肱骨表面中。在一个实施例中，植入物插入工具用作“快速连接”器械，该快速连接器械具有锁定位置和解锁位置，在锁定位置中，无杆肱骨部件锁定到该器械上，在解锁位置中，无杆肱骨部件从该器械释放。在另一个实施例中，植入物插入工具可包括锁定杆，该锁定杆被配置成用以与无杆肱骨部件以螺纹方式接合。在另一个实施例中，植入物插入工具可包括被配置成用以接合无杆肱骨部件的螺纹末端以及尺寸设定为用以接收冲击柄部的连接销的孔。在另一个实施例中，植入物插入工具可包括被配置成用以与无杆肱骨部件以螺纹方式接合的锁定杆以及尺寸设定为用以接收冲击柄部的连接销的孔。
[0017]根据另一个方面，头部冲击工具可用来进行冲击，由此将头部部件锥形地锁定到无杆肱骨部件。头部冲击工具可包括圆形的凹形冲击表面，该冲击表面的尺寸、形状和位置设定为紧密适形于头部部件的凸形的、大体半球形的外表面。
【附图说明】
[0018]尤其参考以下附图进行详细说明，其中:
[0019]图1为无杆肱骨部件的中间透视图；
[0020]图2为图1的无杆肱骨部件的侧向透视图；
[0021]图3为图1的无杆肱骨部件的中间正视图；
[0022]图3为图1的无杆肱骨部件的侧向正视图；
[0023]图5为沿图3的线5-5截取的沿箭头方向看的无杆肱骨部件的放大剖面图；
[0024]图6为冲击柄部的透视图，该冲击柄部可用于植入图1的无杆肱骨部件的外科手术；
[0025]图7为沿图6的线7-7截取的沿箭头方向观察的冲击柄部的剖面图；
[0026]图8为对准柄部的透视图，该对准柄部可用于植入图1的无杆肱骨部件的外科手术；
[0027]图9为沿图8的线9-9截取的沿箭头方向观察的对准柄部的横截面图；
[0028]图10为定径器械的中间透视图，该定径器械可用于植入图1的无杆肱骨部件的外科手术；
[0029]图11为图10的定径部件的侧向透视图；
[0030]图12和13为试验头部部件的透视图，该试验头部部件可用于植入图1的无杆肱骨部件的外科手术；
[0031]图14为外科冲头的透视图，该外科冲头可用于植入图1的无杆肱骨部件的外科手术；
[0032]图15为中心钻的正视图，该中心钻可用于植入图1的无杆肱骨部件的外科手术；
[0033]图16为周边钻的正视图，该周边钻可用于植入图1的无杆肱骨部件的外科手术；
[0034]图17为头部切除引导件的透视图，该头部切除引导件可用于植入图1的无杆肱骨部件的外科手术；
[0035]图18和19为图17的头部切除引导件的侧正视图；
[0036]图20和21为植入物插入工具的透视图，该植入物插入工具可用于植入图1的无杆肱骨部件的外科手术；
[0037]图22为图20和21的植入物插入工具的端部正视图，示出了定位于其解锁位置中的植入物插入工具；
[0038]图23为与图22类似的视图，但示出了定位于其锁定位置中的植入物插入工具；
[0039]图24为头部冲击工具的局部透视图，该头部冲击工具可用于植入图1的无杆肱骨部件的外科手术，注意到，为了清楚起见，头部冲击工具的一部分已经被切除；
[0040]图25和26为用来切除患者的肱骨的肱骨头部的头部切除引导件的透视图；
[0041]图27为利用对准柄部安装在患者的被切除的肱骨头部上的定径器械的透视图；
[0042]图28为安装在定径器械上的试验头部部件的透视图；
[0043]图29和30为用来在患者的肱骨的外科准备表面中冲孔的外科冲头的透视图；
[0044]图31和32为用来在患者的肱骨的外科准备表面中钻孔的外科钻的透视图；
[0045]图33和34为用来将图1的无杆肱骨部件植入到患者的肱骨的外科准备表面中的植入物插入工具的透视图；
[0046]图35为用来将头部部件安装到植入的无杆肱骨部件上的头部冲击工具的透视图；
[0047]图36为安装在植入的无杆肱骨部件中的头部部件的局部横截面图；
[0048]图37为另一个植入物插入工具的透视图，该植入物插入工具可用于植入图1的无杆肱骨部件的外科手术；
[0049]图38为不同的植入物插入工具的透视图，该植入物插入工具可用于植入图1的无杆肱骨部件的外科手术；
[0050]图39和40为另一个植入物插入工具的透视图，该植入物插入工具可用于植入图1的无杆肱骨部件的外科手术；
[0051]图41和42为另一个头部切除引导件的透视图，该头部切除引导件可用于植入图1的无杆肱骨部件的外科手术；
[0052]图43为无杆肱骨部件的另一个实施例的中间透视图；
[0053]图44为图43的无杆肱骨部件的侧向透视图；
[0054]图45为定径器械的另一个实施例的中间透视图，该定径器械可用于植入图1的无杆肱骨部件的外科手术；
[0055]图46为图45的定径部件的侧向透视图；
[0056]图47为外科冲头的另一个实施例的透视图，该外科冲头可用于植入图1的无杆肱骨部件的外科手术；
[0057]图48为另一个植入物插入工具的透视图，该植入物插入工具可用于植入图1的无杆肱骨部件的外科手术；
[0058]图49为钻导引器的透视图，该钻导引器可用于植入图1的无杆肱骨部件的外科手术；
[0059]图50为图49的钻导引器的俯视正视图；
[0060]图51为图49的钻导引器的仰视正视图；以及
[0061]图52为可与图49-51的钻导引器结合使用的定径器械的另一个实施例的透视图。
【具体实施方式】
[0062]虽然本公开的概念易受各种修改形式和另选形式的影响，但本公开的具体示例性实施例已在附图中以举例的方式示出，并且将在本文中详细说明。然而应当理解，本文无意将本发明的概念限制为所公开的具体形式，而是相反，本发明的目的在于涵盖落入本发明的实质和范围内的所有修改形式、等同形式和另选形式。
[0063]在本公开中有关本文所述的整形植入物和患者的自然解剖部分使用了表示解剖学参考的术语，例如前面的、后面的、中间的、侧面的、上、下等。这些术语在解剖学和整形外科领域均具有公知的含义。除非另外指明，否则说明书和权利要求中使用的此类解剖参考术语旨在符合其公知的含义。
[0064]现在参考图1-5，其示出了无杆肱骨部件10。如以下更详细地描述的，无杆肱骨部件10用作常规肱骨髓内注射杆部件的替代品。这样，无杆肱骨部件10用作用于肱骨头部部件12的安装结构(参见图35和36)，但是这样做时不需要如同常规肱骨杆部件的情况那样从患者的肱骨的髓内管道移除骨组织。
[0065]无杆肱骨部件10包括支撑凸缘14，该支撑凸缘具有向远侧延伸远离其底部表面18的多个腿部16。在本文所述的示例性实施例中，支撑凸缘14在外形上为圆形的。支撑凸缘14的顶部表面20包括环形的斜表面22。环形环24围绕支撑凸缘的斜表面22的周边延伸。环形环24具有形成于其中的多个缝合孔26。缝合孔26可以用来将骨片或软组织缝合到无杆肱骨部件10。例如，通过围绕患者的旋转肌群收获骨片，然后将此类骨片利用缝合孔26缝合到无杆肱骨部件10，可以保留患者的旋转肌群的自然附接。
[0066]支撑凸缘的环形环24中还具有形成于其中的多个修正狭槽28。在图1和4中可以看到，修正狭槽28中的一个在腿部16中的每个上方的位置处定位在环形环24上，并且从腿部16中的每个沿径向向外延伸。这样，骨刀或其它切割器械可穿过修正狭槽来切割或换句话讲破坏骨的朝腿部16的生长，从而便于在修正手术期间移除无杆肱骨部件10。
[0067]支撑凸缘14中还具有形成于其中的多个观察窗口 30。观察窗口 30允许外科医生观察外科准备的肱骨表面(即外科切除肱骨头部所产生的表面)，从而确保无杆肱骨部件10在其外科植入期间完全座置。应当理解，观察窗口 30还可用作额外的修正狭槽，外科医生可使骨刀或其它切割器械穿过该修正狭槽以切割或换句话讲破坏骨的朝腿部16的生长，从而便于在修正手术期间移除无杆肱骨部件10。
[0068]在图2和5中可以看到，伸长套筒36沿着与腿部16大体相同的方向向远侧延伸远离支撑凸缘14的底部表面18。套筒36包括锥形远侧端部38，该锥形远侧端部用作引入端，以便于插入到在患者的外科准备的肱骨表面(即外科切除肱骨头部所产生的表面)中钻出的或换句话讲形成的孔中。伸长套筒36具有形成于其中的锥形镗孔40。锥形立柱42侧向延伸到肱骨头部部件12的背侧表面(即与肱骨头部部件的大体半球形的外支承表面相背对的侧面)之外，并且接收到无杆肱骨部件的伸长套筒36的锥形镗孔40中(参见图36)。如以下更详细地描述的，将肱骨头部部件12的锥形立柱42推压成与限定了伸长套筒36的锥形镗孔40的侧壁接触，会将肱骨头部部件12锥形锁定到无杆肱骨部件10。在图5中可以看到，锥形镗孔40的上端部44通向支撑凸缘14的顶部表面20，锥形镗孔40的远侧下端部46通向螺纹镗孔48。螺纹镗孔48向远侧延伸远离锥形镗孔40的远侧端部46，并且通向伸长套筒36的远侧端部38。在图5中可以看到，在限定了螺纹镗孔48的侧壁具有形成于其中的多个螺纹50。螺纹50的尺寸设定为匹配并且由此以螺纹方式接收植入物缩回工具(未示出)或如以下更详细地描述的植入物插入工具的螺纹。
[0069]在图2、4和5中可以看到，腿部16中的每个都是悬臂式的，因此其一端部固定到支撑凸缘14的底部表面18，腿部16的另一端部是自由的(即不固定到支撑凸缘14、任何其它腿部16或无杆肱骨部件10的任何其它结构)。在图2、4和5中还可以看到，当从仰视正视图(即与腿部16的纵向轴线垂直的视图)观察时，腿部16中的每个是大体T形的，并因此具有T形横向横截面(在与腿部的纵向轴线垂直的平面中截取的横截面)。在此类布置中，腿部16中的每个具有骨接合板52，该骨接合板的侧面具有形成于其中的多个锯齿状突起54，这些锯齿状突起从伸长套筒36 (以及由此支撑凸缘14的中心)面向外。在图5中可以最佳地看到，锯齿状突起54中的每个沿着朝支撑凸缘14的方向(即沿着远离腿部16的远侧端部56的方向)向上成角度。当在骨组织中进行植入时，此类向上成角度的锯齿状突起54以抵抗无杆肱骨部件10的拉出的方式接合骨组织。伸长肋部58沿着接合板52的长度延伸，因此形成T形腿部16的“躯干”，骨接合板52形成其“横杆”。具体地，肋部58固定到腿部的接合板52的背侧(即与锯齿状突起54相对的侧面)，并且沿着朝支撑凸缘14的中心的方向向内延伸。肋部58的纵向轴线与接合板52的纵向轴线平行。在图2和5中可以看到，腿部16中的每个包括斜的远侧端部62，该远侧端部用作引入端，以便于腿部16插入到在患者的外科准备的肱骨表面(即外科切除肱骨头部所产生的表面)中钻出的或换句话讲形成的孔中。
[0070]在图2和4中可以最佳地看到，无杆肱骨部件的支撑凸缘14的底部表面18具有形成于其中的多个底切70。在本文所述的示例性实施例中，底切70沿径向围绕伸长套筒36定位成彼此成大约90ο。在图2和4中可以看到，底切70的位置与观察窗口 30中的每个的径向位置一致。具体地，底切70形成在相同的侧壁72中，该侧壁限定了观察窗口 30中的每个的径向内表面(即限定了最靠近无杆肱骨部件10的中心的观察窗口 30的表面)。每个底切70采取唇缘74的形式，该唇缘径向向内延伸到其对应的观察窗口 30中。在此类布置中，如以下更详细地描述的，底切70的唇缘74定位成将被植入物插入工具的锁定棘爪接八口 ο
[0071]无杆肱骨部件10可由植入物级的生物相容性金属构造，但也可使用其他材料。此类金属的例子包括钴，包括钴合金诸如钴铬合金，钛包括钛合金诸如Ti6A14V合金，和不锈钢。此类金属无杆肱骨部件10还可涂覆有表面处理剂，诸如羟基磷灰石，以增强生物相容性。此外，无杆肱骨部件10的接合自然骨的表面，诸如支撑凸缘14的底部表面18、伸长套筒36的外表面以及腿部16的外表面，可纹理化以便于将部件固定到骨骼。此类表面也可为多孔涂覆的以促进骨向内生长用于持久固定。
[0072]无杆肱骨部件10和头部部件12可设置成各种不同的配置，以提供符合从患者到患者不同的解剖学所需要的灵活性。例如，无杆肱骨部件10和头部部件12可设置各种直径以匹配指定患者的需要。应当理解，头部厚度随着头部直径而变化。
[0073]现在参考图6-24，其示出了一组外科器械，这些外科器械可用于患者的肱骨的外科准备以及随后的无杆肱骨部件10的植入。此类的器械中的第一个是图6和7中所示的冲击柄部80。如以下更详细地描述的，冲击柄部80可固定到外科冲头或无杆肱骨部件10，以便于无杆肱骨部件10植入到患者的外科准备的肱骨表面(即外科切除肱骨头部所产生的表面)中。冲击柄部80包括伸长主体82,该伸长主体的一端部上具有冲击头部84,另一端部上具有附接机构86。套筒88诸如例如通过重叠注塑而围绕冲击柄部的主体82的外表面定位，并且固定不动地联接到该外表面。套筒88用作夹持件，其用于在植入无杆肱骨部件10的外科手术期间允许外科医生保持冲击柄部80。
[0074]冲击柄部80的冲击头部84包括圆形金属板90，该金属板具有从其延伸的抽出凸缘92。在使用中，外科医生经由夹持件88保持冲击柄部80，并且利用外科槌棒、大锤或其他冲击工具来冲击金属板90，以将外科冲头240 (参见图14)或无杆肱骨部件10驱动到患者的外科准备的肱骨表面中。
[0075]冲击柄部80的附接机构86包括可枢转地联接到冲击柄部的主体82的杠杆94。杠杆94包括闩锁臂96和致动臂98，该致动臂以一角度从闩锁臂96的一端部延伸。锁定棘爪102定位在闩锁臂96的相对端部处并且从该相对端部向下延伸。锁定棘爪102被配置成接合本文所述的外科器械(例如外科冲头或植入物插入工具)之一中形成的唇缘或类似结构，以将此类器械选择性地固定到冲击柄部80。连接销104形成在冲击柄部的主体82的远侧端部中。连接销104从环形面106向外延伸，并且具有与在本文所述的多个外科器械(例如外科冲头或植入物插入工具)中限定的对应开口的形状基本上匹配的横截面。如图6所示，连接销104的横截面是大体D形的，因此包括平面108。
[0076]杠杆94的闩锁臂96延伸超出环形面106，使得锁定棘爪102定位在连接销104上方并且朝其平面108延伸。这种布置允许锁定棘爪102被配置成接合本文所述的多个外科器械(例如外科冲头或植入物插入工具)中形成的唇缘或类似结构，以将此类器械选择性地固定到冲击柄部80。
[0077]如图7所示，诸如弹簧110的偏置元件联接到杠杆94。弹簧110将杠杆的锁定棘爪102朝连接销104的平面108偏置。这样做，弹簧110的偏置将锁定棘爪102以及由此将冲击柄部80锁定到本文所述的多个外科器械(例如外科冲头或植入物插入工具)。当外科医生或其它使用者向下压在杠杆的致动臂98上时，由弹簧110施加的偏置被克服，由此使得杠杆94枢转。当杠杆94枢转时，锁定棘爪102沿着远离连接销104的平面108的方向运动。这样，冲击柄部80可从与其联接的外科器械释放。
[0078]冲击柄部80的金属部件(例如冲击柄部的主体82)可由医用级金属构造，诸如不锈钢、钴铬合金或钛，但可使用其他金属或合金。此外，在一些实施例中，也可使用诸如聚醚醚铜(PEEK)之类的刚性聚合物。夹持件88可由诸如硅树脂等聚合物构造。