为膝关节假体患者提供更深的膝关节屈曲能力的系统的制作方法
【专利说明】为膝关节假体患者提供更深的膝关节屈曲能力的系统
[0001]分案申请说明
[0002]本申请是申请号是201080034242.2、申请日是2010年6月10日且发明名称是“用于为膝关节假体患者提供更深的膝关节屈曲能力的系统”的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0003]本发明涉及膝关节假体。特别地，本发明涉及用于为膝关节假体患者提供更深的膝关节屈曲或者全功能屈曲能力、更大的生理负荷承受和改进的髌骨循轨的系统和方法。具体地，这些改进包括(i)为股骨构件的前近侧后髁添加更多关节表面，包括用于实现该结果的方法，(ii)利用植入方法的、对于股骨构件的内部几何形状的修改和相关的股骨切割部，(iii)具有允许比以前已经可获得的更深的膝关节屈曲的独特的关节表面的非对称的胫骨构件和(iiii)实现更大的关节生理负荷并且改进髌骨循轨的非对称的股骨髁。
【背景技术】
[0004]骨外科医生正在经历膝关节置换术的激增。该要求是在以下事实的驱动下出现的，即，极少的过程回报了像关节置换那么好的生活质量。
[0005]而且，对于膝关节置换的、增加的需要暗示了对于提供并且允许完全的功能性屈曲的、耐用的并且长久的人造膝装置的需要。即，对于在膝关节假体的总体功能和性能上提供新的医疗进步、并且改进与这种装置有关的、相应的外科材料和技术的研究存在高度的需要。
[0006]对于膝关节假体的改进相应地随着要求而增加。因此，当前可用的膝关节假体比以前使用的那些膝关节假体更多地模仿正常膝的特性。不幸的是，当今的膝关节假体仍然具有很多缺点。
[0007]在所述缺点中的一种是膝关节假体患者不能实现还被称作全功能屈曲的深膝屈曲。虽然某些当前可用的膝关节假体允许从完全肢体延伸(当患者的膝完全伸开并且是直的时是零度)的、大于130度的膝屈曲(即，弯曲)；但是这种假体和结果是难得的。全功能或者深膝屈曲是使得肢体弯曲至其最大程度的情况，对于股骨和胫骨而言，这可以处于相互间140度或者更大的角度，但是实际角度因人并且随着身体习惯而异。完全伸开是使得腿/肢体是直的并且人处于站立位置中的情况。
[0008]为了说明由具有标准膝关节假体的患者实现的、平均度数范围，提供了以下内容。当患者的膝或者肢体完全伸开时，股骨和胫骨在处于零度的同一平面中，或者在某些个人的情形中达5-10度的过度伸展。然而，对于坐在椅子上的人，一旦膝弯曲，并且远端胫骨朝向臀部移动，该角度便从零增加到90度。进而，当胫骨最靠近股骨、并且脚后跟如果未接触臀部的话几乎处于臀部处时，该角度是大约160度或者更大。大多数膝关节假体患者不能实现后一位置或者将膝关节置于高于130度的角度处的任何位置。
[0009]对于许多人而言，这种肢体和身体位置并不是经常实现或者是在大部分时间所期望的。然而，在某个时间点，几乎每个人无论它是否当一个人在地面上坐下和站立以与儿童玩耍，或者仅仅偶然地采取那些活跃的生活方式时发生地，发现他们自身处于要求大于130度的膝屈曲的位置中。不幸的是，带有当前可用的膝关节假体的那些人不能参与要求更高膝屈曲的任何活动并且因此被限制为作为旁观者。
[0010]在许多人群和文化中，这种肢体/膝和身体位置在大部分时间是所期望的和有必要的。例如，在亚洲和印第安文化中，全功能屈曲和蹲坐位置是常见的并且被执行相对长的时段。
[0011]因此，对于那些患者并且特别地对于在当祈祷或者吃饭时大量蹲坐、在膝完全屈曲的情况下就坐和/或跪下是常见情况的文化中的那些患者而言，存在对于膝关节假体的需要，从而实现比在具有当前可用的膝关节假体的那些患者中的、目前可能的膝屈曲大的膝屈曲。
[0012]因此，虽然当前存在与膝关节假体有关的技术，但是仍然存在挑战。相应地，利用其它技术补充或者甚至替代当前技术将是在本领域中的改进。
【发明内容】
[0013]本发明涉及膝关节假体。特别地，本发明涉及用于为膝关节假体患者提供更深的膝关节的屈曲能力的系统和方法，并且更加具体地，涉及:(i)利用当与患者的股骨和适当的胫骨构件形成整体时产生全功能屈曲的膝关节假体的股骨构件的变型或者到膝关节假体的股骨构件的附件，为膝关节假体的股骨构件提供更大的关节表面面积；(ii)利用植入方法对于股骨构件和相对的股骨的内部几何形状提供修改；(iii)在膝关节假体的胫骨构件和独特定位的关节表面上提供非对称的下表面以促进全功能屈曲；和(iv)带有外侧髌骨(滑车)凹槽的非对称的股骨髁表面以更加密切地复制膝关节的生理负荷并且提供更好的髌骨循轨。
[0014]在正常的膝关节中，存在主动屈曲在大致120°的停止，首先，因为绳肌群失去它们的机械优点，并且第二，因为在120°之前并不发生内侧股骨髁向后滚动。通过120°的屈曲，内侧股骨髁开始相对于胫骨的内侧半月板的后角向后滚动。在140°的屈曲下，股骨移动至内侧半月板的后角上。相应地，此时并且以后感受到对于屈曲的阻力。通过完全屈曲，内侧股骨髁已经从距其处于120°的位置大致8mm的位置返回到距胫骨后皮质1mm的位置。在外侧，股骨在过度屈曲中返回另外的5mm从而在120°和160°之间存在很小的或者无任何胫骨股骨旋转。相应地，在120°和160°之间的过度屈曲是分离于从0°到120°的屈曲的运动学的弧，并且在160°下，外侧半月板的后角变得位于股骨髁远侧的胫骨的后表面上。这样，后角不被压缩并且两块骨头直接接触。
[0015]对于过度屈曲的最终限制出现，这因为内侧半月板的后角阻碍在140°的屈曲并且绝对地将其限制在160°。后角还防止内侧股骨髁超过距后胫骨皮质1mm的点移动返回。因此，内侧半月板的后角是在实现深屈曲中的关键结构。
[0016]本发明的实施与改进的膝关节假体关联实现，该膝关节假体使得膝关节假体患者能够实现与在之前使用目前设计的膝关节假体所能够实现的相比更大的深膝关节屈曲。在本发明的至少某些实施中，通过切除股骨的某些部分以允许内侧半月板的后角具有另外的间隙而将更大的深膝关节屈曲提供给膝关节假体。本发明的至少某些实施进一步提供在股骨的切除部分内定位和/或安设关节表面以在内侧半月板的后角和股骨的经切除的表面之间提供界面。
[0017]在本发明的至少某些实施中，通过在股骨的后髁的近侧前表面(或者部分)上提供关节表面而将更大的深膝关节屈曲提供给膝关节假体。本发明的至少某些实施包括在假体的股骨构件的内侧后髁或者外侧后髁中的任一个或者两者的近侧前部上的另外的或者增加的关节表面。股骨构件的实施例沿着向前方向为股骨构件的后髁的近端添加增加的关节表面面积从而当患者在深膝关节屈曲期间弯曲他的或者她的膝关节时，在股骨构件和胫骨构件之间的接触得以维持，并且更大、更深的膝关节屈曲能够得以实现。
[0018]在本发明的至少某些实施中，能够通过修改胫骨关节提供或者改进更大的深膝关节屈曲，其中假体的胫骨构件的一致的内侧胫骨关节表面的中心相对于当前可用的向后移动。另外，在某些这种实施例中，外侧胫骨关节表面的总体形状得到修改。
[0019]在本发明的至少某些实施中，能够通过提供假体的非对称的股骨构件实现更大的深膝关节屈曲。非对称的股骨构件允许转移多于一半的传递过关节的力以将所述力传递到内侧，如在正常膝关节中发生的那样。在某些实施中，可以对于膝关节假体的胫骨和股骨构件作出其它修改，包括具有非对称的股骨髁、在股骨构件上具有封闭半径，和去除胫骨和股骨构件的特定区域；其中前面全部地为膝关节假体患者产生了比在之前所能够实现的更深的膝关节屈曲能力。
[0020]虽然本发明的方法、修改和构件已经证明为在膝关节假体领域中是特别地有用的，但是本领域技术人员可以理解，所述方法、修改和构件能够在各种不同的整形外科和医疗应用中使用。
[0021]在随后的说明中并且在所附权利要求中，本发明的这些和其它特征和优点将得到阐述或者将变得是更加充分地清楚的。可以利用特别地在所附权利要求中指出的器械和组合实现并且获得所述特征和优点。进而，本发明的特征和优点可以通过本发明的实践而得以领会或者将根据如在下文中阐述的说明而是明显的。
【附图说明】
[0022]为了实现本发明的上述和其它特征和优点，将通过参考其在附图中示意的具体实施例给出本发明的、更加具体的说明。理解到附图仅仅示出本发明的典型实施例并且因此不被视为限制本发明的范围，将通过使用附图带有另外的特异性和细节地描述并且解释本发明，在附图中:
[0023]图1A和IB示出膝关节的屈曲范围；
[0024]图2A-2C和3A-3C示出普通膝关节假体的各种视图；
[0025]图4A-4D示出根据本发明的实施例的膝关节假体的股骨构件的实施例的代表性透视图；
[0026]图5A_f5D示出根据本发明的实施例的膝关节假体的股骨构件的实施例的代表性透视图；
[0027]图6A-6B示出膝关节假体的代表性现有技术的胫骨构件的侧视图；
[0028]图6C-6D示出根据本发明的实施例的胫骨构件的代表性实施例的侧视图；
[0029]图6E-6F示出被修改成包括升高突脊关节特征部的代表性胫骨构件的可替代实施例；
[0030]图6G-6H示出被修改成包括球形关节特征部的代表性胫骨构件的可替代实施例；
[0031]图7A和7B示出根据本发明的实施例的股骨和胫骨构件的可替代实施例；
[0032]图8A示意传统股骨构件，而图SB示意根据本发明的股骨构件的实施例；
[0033]图9示意用于由根据本发明的实施例的股骨构件的实施例使用的模块化附件；
[0034]图10A-10H示意用于将股骨构件的实施例附接到股骨的代表性步骤，在阴影中示出股骨的切除部分；
[0035]图11A-11K示意用于将股骨构件的可替代实施例附接到股骨的代表性步骤；
[0036]图12A-12B和图13示意在传统股骨构件和根据本发明的实施例的股骨构件的实施例之间的比较；
[0037]图14示意根据本发明的实施例的股骨构件的可替代实施例；
[0038]图15A-1?示意在股骨构件的实施例之间的比较；
[0039]图16A-16D示意图15A-1?所示股骨构件的关节表面可以延伸的方式；
[0040]图16E示意股骨构件的关节表面可以延伸的缩短实施例；
[0041]图16F-16P示意具有减小半径的股骨构件的非限制实施例的屈曲，其中该降低半径在根据本发明的代表性实施例的屈曲范围的部分上提供松驰；
[0042]图16Q示意根据本发明的代表性实施例的包括延伸关节表面的单室股骨构件；
[0043]图16R示意根据本发明的代表性实施例的包括减小半径和凹口的单室股骨构件；
[0044]图16S示意根据本发明的代表性实施例的包括凹口的截形股骨构件；
[0045]图17示意至大致160度的正常膝关节屈曲的射线图，并且进一步示意髌骨的位置；
[0046]图18A到18C示意根据本发明的代表性实施例的股骨构件的可替代实施例；
[0047]图19A示意不具有在主关节表面后面的关节表面的胫骨构件；
[0048]图19B示意在主承重关节后面的胫骨完全屈曲关节；
[0049]图20A-20I示意股骨完全屈曲关节和胫骨完全屈曲关节的代表性相互作用；
[0050]图21示意在膝关节的深屈曲期间胫骨的内侧台的后关节表面和胭面的代表性相互作用；
[0051]图22示意切除块和胭面切除之后的股骨的代表性实施；
[0052]图22A示意切除块和在胭面切除之前的股骨的代表性实施；
[0053]图23示意在深屈曲期间胫骨的内侧台的后关节表面和膝关节假体的股骨构件的延伸部分的代表性相互作用；
[0054]图23A示意在深屈曲期间胫骨构件的内侧胫骨台的后完全屈曲关节表面和膝关节假体的股骨构件的延伸部分的代表性相互作用；
[0055]图24示意根据本发明的代表性实施例的