关节植入物的制作方法_2

文档序号:8366596阅读:来源:国知局
的骨腔被形成甚至可能是有利的。
[0024]在解剖学上,杆部的近侧段位于包括由皮质外壳包围的松质骨组织的骨的一部分中。另一方面,杆部的远侧段被设计成被安置在长骨的骨髓管中。
[0025]植入物的近侧段被构造成将作用在植入物上的关节负荷的主要份额传递至面对植入物的骨组织中。因此,力主要被引入靠近骨腔开口的骨组织中以防止应力遮挡的发生。在应力遮挡的过程中,骨的重构可能导致在近端处在骨腔开口的水平上的骨再吸收以及由于由远侧段传递的负荷的刺激而在远侧段的水平上的骨形成。结果可能是植入物的锚固的失效。
[0026]植入物的远侧段,即位于插入的方向上的那段,主要在插入过程中引导植入物并被构造成避免力传递至骨组织中。
[0027]优选地,第一涂层沿着每个凹槽的整个长度被施加。然而,可以涂覆凹槽的仅一部分。例如,如果所述凹槽延伸至杆部的远侧段中,那么第一涂层可以从凹槽的近端延伸直至近侧段的端部。换言之,第一涂层和凹槽仅被设置在近侧段内。因此,应力遮挡的风险被减小,因为作用在植入物上的负荷主要由近侧段的外表面传递。
[0028]同样地,不是每一个凹槽都必须被涂覆有第一涂层以达到上述的效果。尽管后期稳定性也可以由不具有施加到其的第一涂层的表面提供,但骨和植入物之间的界面的强度和刚度在所述第一涂层的区域中将较高,使得作用在植入物上的关节负荷将主要地在涂层存在之处被传递。于是,增大凹槽表面上的第一涂层的面积具有提高植入物的后期稳定性的优点。
[0029]在本发明的另一个优选实施方式中,凹槽的深度为至少1mm,优选至少2mm,甚至更优选至少3_。
[0030]为细长的凹槽选择这一深度避免了可能对骨组织(即对凹槽中的皮质或者松质骨)造成的任何损伤影响面对顶点表面的骨的弹性压缩。否则,高的压缩力可能导致骨组织的再吸收,这又可能导致骨向内生长的延迟。
[0031]在本发明的另一个优选实施方式中,脊部具有的宽度使得凹槽的宽度与脊部的宽度的比率在0.5和5之间,优选在1.5和4之间。
[0032]凹槽和脊部的宽度之间比率的该范围已被发现提供了作用在面对顶点表面的骨上的负荷的充分分布。此外,该范围还为面对第一涂层的骨提供了接触面积,该接触面积能够引发足够的骨向内生长以用于永久地锚固植入物,即用于提供后期稳定性。
[0033]在另一个优选实施方式中,这些凹槽中的至少一个被设计成沿其纵向方向朝向近端和远端的至少之一敞开。
[0034]朝向远端敞开的凹槽允许在骨组织中形成这样的腔:其包括也在总体上遵循所述植入物的凹槽的轮廓的一种形状。结果,在插入植入物后骨组织将位于凹槽中。优选地,所有的凹槽都是朝向远端敞开的。
[0035]此外,朝向近端敞开的凹槽便于插入额外的骨材料或者骨移植材料,以便在与植入物的界面处增大骨密度。额外的骨材料已被发现能支撑康复过程和具有较高骨密度的骨组织的形成。此外,朝向植入物的近端敞开的凹槽为万一需要进行修正手术时用来帮助去除植入物的工具提供了界面。
[0036]向任一侧或两侧敞开的凹槽还使得所述凹槽的加工更容易,因此减少了制造成本。
[0037]在本发明的另一个优选实施方式中,这些凹槽中的至少一个的横截面是恒定的和/或在宽度上朝向脊部的顶点表面增大。
[0038]这导致了凹槽的侧面平行于脊部的顶点表面或包络面或者朝向其敞开,并导致了位于凹槽内的骨材料的恒定的或增加的横截面。于是,在关节负荷(特别是剪切力)的传递过程中的负荷分布能够被骨组织更好地适应,从而进一步增加了后期稳定性。另外,向骨组织的营养供应以及代谢物的去除得以改善。
[0039]在另一个优选实施方式中,脊部的顶点表面具有至少2.5 μπι的平均表面粗糙度。
[0040]顶点表面的平均表面粗糙度提高了其骨引导特性。因此,后期稳定性最终不仅由第一涂层提供而且在脊部的顶点表面上被提供。
[0041 ] 顶点表面也可以具有小于2.5 μ m的,诸如至少I μ m或者至少2 μ m的平均表面粗糙度。此外,顶点表面的平均表面粗糙度低于第一涂层的平均表面粗糙度。顶点的平均表面粗糙度可以具有12 μπι的、优选地9 μπι的、以及更优选地7 μπι的最大表面粗糙度。此外,表面粗糙度Ra优选地在从大约Iym到大约9 μ m的范围内,更优选地在从大约2.5 μ m到大约7 μπι的范围内。优选地,至少近侧段的剩余表面具有与所述顶点表面相同的特性。
[0042]至少2.5 μπι的平均表面粗糙度已被发现对于植入物的设计是有利的,因为骨引导性相比于抛光的表面被增大并且同时明显的磨损被避免。换言之,植入物在插入过程中在骨头上的摩擦并不会不利地影响骨组织,而长期地,该平均表面粗糙度也允许提供支撑后期稳定性的界面。此外,该平均表面粗糙度已被发现能提供用于第一涂层坚固附着在凹槽中的良好基础,并且因此还可以至少被用于凹槽的第一涂层的早期施加以节省制造成本。
[0043]在本发明的另一个优选实施方式中,凹槽的涂层为钛等离子溅射涂层,其优选地具有大约15 μ m到大约30 μ m的、更优选地大约20 μ m到大约25 μ m的平均表面粗糙度。
[0044]钛等离子溅射涂层因其骨引导特性(即促进骨向内生长)而闻名,并且同时具有不会被在植入物沿着皮质和/或松质骨组织插入的过程中出现的剪切力所折衷的结构完整性。此外,钛等离子溅射涂层是一种高度开发的制造技术,其允许第一涂层在凹槽表面上的选择性施加。
[0045]在本发明的另一个实施方式中,第一涂层(14)具有200 μπι到500 μπι的厚度和/或20 %到40 %的孔隙率,各孔隙优选地具有从75 μ m到200 μ m的尺寸。
[0046]这些表面特性已知是对成骨细胞的骨形成活性有利的。甚至更优选的是250 ym到350 μm的涂层厚度,最优选为300 μπι。另外地或者替代地,孔隙率更优选地为25%到35%。各孔隙的尺寸应当大到足以允许成骨细胞在骨形成过程中通过进入这些孔隙而沉积骨。
[0047]在本发明的另一个实施方式中,至少近侧段的表面具有第二涂层。
[0048]本实施方式的第二涂层具有的优点在于,其可以充当填充物使得杆部的被施加了第二涂层的那部分的最终表面比植入物的原始表面和/或第一涂层平滑。优选地,第二涂层除了是骨引导的外还是生物可吸收的。换言之,第二涂层促进骨向内生长并且在植入后被再吸收,即其被自然的骨组织所替代。由于这种再吸收,第一涂层的骨引导表面和/或植入物的具有第二涂层的剩余表面将被暴露,以进一步通过骨向内生长而促进植入物的附着。
[0049]第二涂层可以比第一涂层较不耐久。较不耐久在本发明中的意思是指第一涂层的一部分在插入过程中可以被磨损掉和/或涂层可以是随时间而可溶解的。
[0050]优选地,第二涂层位于杆部的近侧段中,但也可以覆盖远侧段的至少一部分。因此,一方面,在植入过程中第二涂层避免了骨组织的磨损以用于提高的初期稳定性,并且另一方面肯定地影响了后期稳定性的形成。
[0051]在本发明的另一个实施方式中,植入物包括位于所述凹槽中的第一涂层与脊部的顶点表面之间的表面部分,其中所述表面部分具有与所述顶点表面相同的表面粗糙度。
[0052]因为初期稳定性是通过压入配合而实现的,在骨组织(特别是松质骨)的弹性压缩过程中脊部部分地进入该骨组织中,使得凹槽的与脊部的顶点表面或表面直接相邻的一部分也可以与骨组织形成接触。为防止已被压缩的组织被在与所述第一涂层接触的过程中可能出现
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