十字形保持的脛骨假體的制作方法
【專利摘要】一種脛骨假體(120)包括被配置成與脛骨的內側表面接合的內側基部(121a)和被配置成與脛骨的外側表面接合的外側基部(121b)。內側基部和外側基部中的至少一部分被介于兩者之間的通道(138)分隔開。脛骨假體還包括連接內側基部和外側基部的橋(125)，其中橋的至少一部分被抬升到內側基部與外側基部之間的一部分通道的上方。橋可以限定基本區域，當脛骨假體與脛骨接合時，所述基本區域接納至少一部分脛骨隆突，其中橋的高度沿跨過通道的上部方向變化。
【專利說明】十字形保持的脛骨假體發明領域
[0001]本發明主要涉及在膝關節替換外科手術中使用的矯形假體系統，更具體地，涉及在十字形保持的膝關節造型術中使用的脛骨假體。

【背景技術】
[0002]膝關節包括股骨遠端與脛骨近端之間的交界部分。在正確起作用的膝關節中，股骨內側和外側的內外髁突平滑地沿附著于脛骨內側和外側的各個內外髁突的半月板作樞軸旋轉。當膝關節損壞時，形成關節的天生骨骼和軟骨可能無法正確地關節連接，這會導致關節疼痛，在一些情形下，還妨礙關節的正常使用。
[0003]在一些情形下，需要外科手術來恢復關節的正常使用和減少疼痛。根據損壞的嚴重程度不同，外科手術可涉及用假體部件局部或全部地替換關節。在這樣的膝關節替換手術過程中，外科醫生切除骨骼和軟骨的損壞部分，同時試圖使健康的組織不受損傷。外科醫生然后使健康的組織與被設計成用于替換被切除的組織和恢復恰當的膝關節運作的人工假體部件相適配。
[0004]一種膝蓋替換手術過程一全膝關節造形術(“TKA”)一涉及切除股骨和脛骨的各自的內側及外側髁突的某些部分或全部，并去除位于股骨脛骨交界部分的纖維-軟骨半月板。假體股骨部件典型地由鈷-鉻合金或其它堅硬的外科手術級金屬制成，它被適配和固定到股骨的遠端，以替換股骨的被切除部分。類似地，假體脛骨部件的基部典型地也由鈷-鉻合金、鈦、或其它適當的材料制成，該假體脛骨部件適配和固定到脛骨的近端，以替換脛骨的被切除部分。
[0005]在有些情形下，病人膝關節處的骨頭可能壞死到需要TKA外科手術的程度，但病人的一個或多個十字韌帶(例如，前十字韌帶(ACL)和/或后十字韌帶(PCL))處于能夠提供適當的關節穩定性的良好條件下。保持天生的十字韌帶常常是有利的，這樣做通常被認為有助于本體感受(感知身體的哪些部位是互相關聯的能力)，并且可以使得例如爬樓梯那樣的活動感覺上更穩定或更自然。保留十字韌帶也可以促進更多的正常的從前到后的膝蓋運動，這可以增強病人保持手術前的運動范圍的能力，特別是當它涉及到深度彎曲時。韌帶也有助于關節穩定性。
[0006]每個天生的十字韌帶連接到一個股骨髁突，在股骨的髁間區域內穿過，并連接到被稱為脛骨隆突的脛骨的中心頂部。為了容納十字韌帶的通道，在十字形保持的手術過程中使用的股骨和脛骨植入部件典型地包括髁間切除部，該切除部限定股骨的髁間窩與脛骨隆突之間的垂直通道。股骨和脛骨假體部件的前后部件均被深的髁間通道(或“凹口”)分隔開，這允許十字韌帶垂直穿過凹槽。
[0007]在膝關節正常工作期間，十字韌帶可以在被稱為脛骨隆突的脛骨附著部位產生很大的張力。在健康的膝關節中，脛骨隆突周圍有足夠的組織，有助于把這個力分布在脛骨表面上。十字形保持的脛骨假體部件的安裝，雖然有助于保留脛骨隆突處的附著部位，但典型地需要去除很多脛骨周圍的天生組織，以便為脛骨植入物開路。不幸地，這種周圍組織提供很大的附著強度以抵消由十字韌帶所施加的張力。因此，去除該組織會大大地削弱脛骨隆突的附著強度。與十字形保持的脛骨手術過程相關聯的一個主要問題是安裝脛骨假體需要去除周圍的支撐結構而導致的脛骨隆突失效的幾率。
[0008]為解決脛骨隆突的問題的早期解決辦法關注于增加脛骨假體的髁間凹槽的寬度，這又增加了在緊接脛骨隆突周圍的區域中可被保留的天生骨骼的數量。雖然增加髁間凹槽的寬度可提高脛骨隆突附著強度，但它有幾個缺點。例如，增加髁間凹槽的寬度導致被用來連接內側基部與外側基部的結構的寬度相應增加。這種寬度的增加導致連接結構的結構整體性的相應減小。因此，雖然更寬的髁間凹槽趨向于提高脛骨隆突的附著強度，但這導致脛骨假體部件強度大大降低。
[0009]為了提高植入物的結構整體性，某些假體設計采用支撐系統，所述支撐系統包括設置在植入物下面的互聯龍骨網絡。這種支撐系統被設計成插入到在膝蓋替換手術中由外科醫生創建的、在骨頭中的對應空隙內。雖然這些系統可以提高植入物的總體強度并允許更寬的髁間通道，但它們需要去除大量的下層組織，這會破壞圍繞脛骨隆突的區域。這可能會損害脛骨隆突下方區域的強度，從而可導致脛骨隆突失效的幾率增大。
[0010]這里公開的、用于十字形保持的膝關節造形術的脛骨假體針對克服上述的一個或多個問題和/或本領域的其它問題。


【發明內容】

[0011]按照一個方面，本公開內容涉及一種脛骨假體，該脛骨假體包括被配置成與脛骨的內側表面接合的內側基部和被配置成與脛骨的外側表面接合的外側基部。內側基部和外側基部的至少一部分被介于其間的通道分隔開。脛骨假體還包括連接內側基部和外側基部的橋，其中至少一部分橋被抬升到內側基部和外側基部之間的一部分通道上方。橋可以限定基本區域，當脛骨假體與脛骨接合時，該基本區域接納至少一部分脛骨隆突。橋的高度可以沿跨過通道的上部方向變化。
[0012]按照另一個方面，本公開內容涉及一種脛骨假體，該脛骨假體包括被配置成與脛骨的內側表面接合的內側基部和被配置成與脛骨的外側表面接合的外側基部。內側基部和外側基部的至少一部分被介于其間的通道分隔開。脛骨假體還包括連接內側基部和外側基部的橋，其中至少一部分橋被抬升到內側基部和外側基部之間的一部分通道上方。橋可以限定基本區域，當脛骨假體與脛骨接合時，該基本區域接納至少一部分脛骨隆突，其中橋關于與脛骨假體相關聯的矢狀面非對稱。
[0013]按照又一個方面，本公開內容涉及一種脛骨假體，該脛骨假體包括內側基部和外側基部，內側基部被配置成與脛骨的內側表面接合并包括沿內側基部的近中邊緣形成的唇，外側基部被配置成接合脛骨的外側表面并包括沿外側基部的近中邊緣形成的唇。脛骨假體還可包括被配置成接合到形成在內側基部中的凹槽內的內側插入部分和被配置成接合到形成在外側基部中的凹槽內的外側插入部分。內側插入部分和外側插入部分每個均可包括凸緣，所述凸緣沿各自插入部分的近中邊緣形成并被配置成保護唇的至少一部分免于與股骨部件接觸。脛骨假體還可包括連接內側基部與外側基部的拱形橋部分，其中拱形橋的至少一部分被抬升到內側基部與外側基部之間的一部分通道的上方。拱形橋可以限定基本區域，當脛骨假體與脛骨接合時，基本區域接納至少一部分脛骨隆突。在內側基部和外側基部之間的通道的寬度從脛骨假體的前部到脛骨假體的后部逐漸增加。
[0014]本發明的部分附加目的和優點將在下面的說明中闡述，部分附加目的和優點將從附圖看出，或者可通過本發明的實踐而了解到。下面將借助于所附權利要求中具體指出的元件和組合來實現和得到本發明的目的和優點。
[0015]應當理解，上面的概括說明和以下的詳細說明僅僅是示例性的和解釋性的，并不是對權利要求書所要求保護的本發明的限制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]在附圖中顯示了一些實施例，這些附圖結合到本說明書中并構成本說明書一部分，附圖連同所述說明一起用來解釋本公開內容的原理和特征。
[0017]圖1顯示了與某些公開的實施例一致的、與十字形保持的假體系統相適配的手術后的假體膝關節的透視圖；
[0018]圖2顯示了按照示例性實施例的、十字形保持的假體系統的正視圖；
[0019]圖3顯示了與某些公開的實施例一致的、安裝在脛骨上的十字形保持的脛骨假體的透視圖；
[0020]圖4A提供與示例性實施例一致的、示例性十字形保持的脛骨假體的仰視圖；
[0021]圖4B提供與示例性實施例一致的、具有拱形橋的示例性十字形保持的脛骨假體的透視圖；
[0022]圖5A提供與公開的實施例一致的、示例性十字形保持的脛骨假體的正視圖；
[0023]圖5B提供與某些公開的實施例一致的、示例性十字形保持的脛骨假體的仰視圖；
[0024]圖6A和6B分別提供與公開的實施例一致的、具有拱形橋的示例性十字形保持的假體系統的正面半球面視圖和側剖視圖；
[0025]圖7A和7B分別提供與公開的實施例一致的、具有傾角橋的示例性十字形保持的假體系統的正面半球面視圖和側剖視圖；
[0026]圖8A和SB分別提供與公開的實施例一致的、具有弓形橋的示例性十字形保持的假體系統的俯視圖和正剖視圖；
[0027]圖9A-9D分別提供與公開的實施例一致的、具有弓形橋的示例性十字形保持的假體系統的正視圖和各側剖視圖；
[0028]圖1OA和1B分別提供與公開的實施例一致的、具有弓形橋的示例性脛骨部件的俯視圖和正剖視圖；
[0029]圖1lA和IlB分別提供與公開的實施例一致的、具有弓形橋的示例性脛骨部件的俯視圖和側剖視圖；
[0030]圖12A-12D分別提供與公開的實施例一致的、具有弓形橋的示例性脛骨部件的俯視圖和各正首I]視圖；
[0031]圖13A-13D分別提供與公開的實施例一致的、具有弓形橋的示例性脛骨部件的俯視圖和個側剖視圖；
[0032]圖14A和14B分別提供與公開的實施例一致的、具有弓形橋和豎直的弓形下側龍骨的示例性脛骨部件的俯視圖和側剖視圖；
[0033]圖15A-15C分別提供與公開的實施例一致的、具有弓形橋和豎直的弓形下側龍骨的示例性脛骨部件的俯視圖、仰視圖和側剖視圖；
[0034]圖16A和16B分別提供與公開的實施例一致的、具有弓形橋和有傾角的弓形下側龍骨的示例性脛骨部件的俯視圖和側剖視圖；
[0035]圖17A-17C分別提供與公開的實施例一致的、具有弓形橋和有傾角的弓形下側龍骨的示例性脛骨部件的俯視圖、仰視圖和側剖視圖；
[0036]圖18A和18B分別提供與公開的實施例一致的、具有弓形橋和有傾較的弓形下側龍骨的示例性脛骨部件的俯視圖和側剖視圖；以及
[0037]圖19A-19C分別提供與公開的實施例一致的、具有弓形橋和有傾角的弓形下側龍骨的示例性脛骨部件的俯視圖、仰視圖和側剖視圖。

【具體實施方式】
[0038]現在將具體參考本公開內容的示例性實施例，這些示例性實施例的實例在附圖中顯示。只要可能，附圖中對于相同或相似的部件將使用相同的標號。
[0039]健康的膝關節包括股骨遠端與脛骨近端之間的交界部分。如果健康的膝關節例如因受傷或疾病而受損，可能需要膝蓋外科手術來恢復關節的正常結構和功能。如果膝蓋的損傷嚴重，則可能需要全膝關節成形術(“TKA”)。TKA典型地涉及去除關節的受損部分，以及用一個或多個假體部件替換關節的受損部分。
[0040]在某些TKA手術中，一個或多個十字韌帶(包括前十字韌帶和/或后十字韌帶)可能尚未受損，上述十字韌帶將被重新使用，以與假體植入物一起形成新的膝關節。在這些“十字形保持”的應用中，假體植入部件可被配置成避免干涉或侵入穿過膝關節的髁間區域的保持十字韌帶。例如，各個股骨和脛骨假體部件可以被設計成帶有髁間的“凹槽”，該“凹槽”從假體部件的后部向假體部件的前部延伸。股骨和脛骨的髁間凹槽在垂直方向上重疊，提供允許十字韌帶穿過從脛骨髁間窩向下到脛骨隆突的通道。
[0041]因為十字韌帶在正常使用膝關節期間受到較大的張力，所以重要的是，十字韌帶附著到股骨和脛骨的附著部位具有足夠的強度，以恰當地將十字韌帶固著到骨頭上。否則，由十字韌帶施加的力拉緊附著部位周圍的組織，可能導致關節失效，這可能需要矯正的外科手術來修理。降低這種失敗可能性的一個方法是限制附著部位(即，股骨的髁間窩和脛骨的脛骨隆突1la)處或附近被切除的骨頭數量。限制對附著部位處天生組織的擾動量有助于保留組織的天生固著機制，這減小在附著部位失效的可能性。正如下面將更詳細地解釋的，與本公開的實施例一致的假體系統可以限制TKA手術過程所需的骨頭切除量。圖1顯示與具有脛骨植入系統120的假體植入系統110適配的膝關節100的透視圖，上述脛骨植入系統120被配置成限制脛骨101的表面處所需的骨頭切除量。
[0042]在圖1所示的實施例中，假體植入系統110可包括多個部件，每個部件被配置成替換天生膝關節的一個切除部分。按照一個實施例，假體植入系統110可包括被配置成替換天生脛骨101的切除部分的脛骨植入系統120。假體植入系統110還可包括被配置成替換天生股骨102的切除部分的股骨部件130。在膝蓋替換外科手術中植入以后，脛骨植入系統120和股骨部件130合起來復制天生膝關節的形式和功能。
[0043]股骨部件130可被固定到股骨102的遠端，并被配置成替代膝關節100的天生股骨部分的結構和功能。這樣，股骨部件130可以用外科手術級的金屬或金屬合金材料(諸如，外科手術級鋼、鈦或鈦合金、鈷鉻合金、鎬合金、或鉭)制造，這些材料非常堅硬能夠提供足夠的強度來支持膝關節所需的力。按照一個實施例，股骨部件130可以體現為具有多個不同結構特征的單個部件，每個結構特征被配置成執行與膝關節100相關聯的特定功能。例如，股骨部件130可包括一對髁突132，每個髁突132被連接到膝蓋骨引導部分133。這對髁突132可以通過髁突間凹槽138而互相分隔開，該凹槽138提供一個通道，諸如前十字韌帶(ACL) 103a和/或后十字韌帶(PCL) 103b那樣的一個或多個十字韌帶103可以穿過上述通道。
[0044]脛骨植入系統120可包括多個部件，這些部件合在一起提供穩定的表面，該表面與股骨部件130關節連接以恢復恰當的膝關節功能。如圖1所示，脛骨植入系統120可包括基部121和一個或多個插入部分123。在膝蓋替換手術過程期間，基部121可被固定到脛骨101的近端，已通過去除受損的骨頭和組織并把健康的骨頭重新整形以接納基部121而使脛骨101在外科手術上以準備好。一旦基部121被固定到脛骨101上，外科醫生通過使插入部分123接合和固定在基部121內而完成脛骨植入系統120的組裝。脛骨假體系統的基部121可配置有通過中心的通道，以允許保持的十字韌帶103與脛骨隆突1la之間的連接。
[0045]基部121可被配置成模仿脛骨101頂面的結構和功能。因此，類似于股骨部件130，基部110可以用外科手術級金屬或金屬合金材料(諸如，外科手術級鋼、鈦或鈦合金、鈷-鉻合金、鎬合金、或鉭)制造，這些材料非常緊固，能夠用于提供穩定的基底，以便在該基底上重新構建假體關節的其余部分。
[0046]插入部分123可被設計成模仿天生的股骨脛骨交界部分的某些部件的形式和功能，尤其是包括膝關節的內側半月板和外側半月板。這樣，插入部分123可以用光滑的、半剛性的合成或半合成的塑料、橡膠、或者聚合物材料構建。插入部分123可被配置成提供被設計成在正常的膝蓋手術期間與股骨部件130關節連接的光滑表面。按照一個實施例，插入部分123被配置成可拆卸地與基部121接合。因此，插入部分123被配置成可在插入部分123例如由于過度磨損而隨時間推移發生惡化的情況下被周期地替換。
[0047]圖2提供示例性假體植入系統110的正視圖。如上所述，假體植入系統110包括股骨部件130，股骨部件130被配置成與基部121的插入部分123接合和關節連接。在使用時，股骨在伸展運動時相對于脛骨101旋轉,使得股骨部件130相對于基部121轉過插入部分123的頂面。
[0048]如上所述，股骨部件130包括膝蓋骨引導部分133和一對髁突132，一對髁突132包括內側髁突132a和外側髁突132b。股骨部件130的膝蓋骨引導部分133可以從股骨遠端的前面延伸，并向通過髁間凹槽138暴露的股骨的髁間窩向下彎曲。內、外側髁突132a，132b從膝蓋骨引導部分133的底部突出，并在股骨下側周圍的髁間凹槽138的一側延伸并朝股骨的后部延續。
[0049]如上所述,脛骨植入系統120可包括基部121和插入部分123，基部121和插入部分123合在一起提供穩定的表面，該表面與股骨部件130關節連接而恢復膝關節100的正常功能。為了便于與脛骨101的近端固定和穩定地接合，脛骨植入系統120的基部121可包括從基部121的底面凸起的一個或多個拉長的隆突124。拉長的隆突124可被插入到在TKA手術過程中由外科手術形成的對應開孔中。拉長的隆突124可被固定到開孔內，并被配置成限制脛骨植入系統120與脛骨101之間的運動。
[0050]脛骨植入系統120可被配置成限制所需的脛骨101骨頭切除量，而不會危害脛骨基部121的強度和穩定性。通過限制骨頭切除量，尤其是脛骨隆突1la周圍區域中的骨頭切除量，脛骨植入系統120可減小脛骨隆突1la的過早失效的風險。圖3顯示被植入到脛骨101上的脛骨植入系統120的示例性基部121。
[0051]如圖3所示，基部121可包括內側基部121a和外側基部121b，內側基部121a和外側基部121b被介入于其間的髁間通道分隔開。內側和外側基部121a，121b可以被橋部件125連接在一起，橋部件125的至少一部分被抬升到內側基部121a與外側基部121b之間的髁間通道上方。
[0052]在十字形保持的TKA手術過程中，外科醫生切除脛骨101的與基部121的著落區(footprint)對應的部分，而與髁間通道相關聯的區域保持原封不動，與髁間通道相關聯的區域包括連接到十字韌帶的脛骨隆突101a。因此，基部121被配置成把脛骨隆突1la接納到介于內側基部121a和外側基部121b之間的髁間通道中。另外，橋125被置于髁間通道的上方，并被配置成包容未切除的脛骨隆突101的處于髁間通道下方的至少一部分。
[0053]正如下面將要解釋的，脛骨基部121的某些特征被配置成限制植入脛骨插入系統120所需的骨頭切除量，但基部121強度不會打折扣。例如，通過提供抬升的橋125作為內側基部121a和外側基部121b之間的主要連接機構，為安裝傳統的表面級或表面下連接元件所需的骨頭切除量可減小或消除。替換地或附加地，與本公開內容一致的某些實施例要求增加從基部121前部到后部的髁間通道的寬度，如圖3所示。這種寬度的增加進一步減小了骨頭切除量，這又有助于保持脛骨隆突1la的附著強度。
[0054]圖4A和4B分別提供按照本公開內容的示例性實施例的基部121的透視圖和仰視圖。如圖4A所示，基部121可包括由髁間通道138分隔開的內側和外側基部121a，121b。橋125可以連接內側和外側基部121a，121b。橋125可被抬升到髁間通道138的上方，以允許處在髁間通道138下方的至少一部分未切除的脛骨隆突1la通過。
[0055]內側和外側基部121a，121b每個可包括托盤(tray)或其它類型的凹陷部127，托盤或凹陷部127被配置成接納對應的插入部分123。內側和外側基部121a，121b還可包括沿各個基部的內(或內側)邊緣形成的各自的唇126a，126b。按照一個實施例，唇126a，126b的高度從基部121的后部到前部逐漸增加。如圖4A所示，唇126a，126b在朝基部121的前部、對應于橋125的位置具有最大高度。
[0056]唇126a，126b提供用于橋125的結構支撐，并且通常被設計成具有足夠的高度來確保橋125下方的區域可以包容處于其下方的未切除的脛骨隆突101的一部分。另外，唇126a，126b可被配置成具有最大高度，以確保橋125不妨礙股骨部件130的恰當的關節連接。按照一個示例性實施例，唇126a, 126b的高度在2mm與7mm之間。
[0057]除了提供用于橋125的結構支撐以外，唇126a，126b還可被配置成用作股骨部件130的引導，限制或防止股骨部件130侵入髁間通道138外側的可能性。例如，在某些實施例，諸如圖4B中描述的實施例中，內側基部121a的近中邊緣與外側基部121b的近中邊緣沿基部121的大部分前后長度基本上互相不平行。具體地，在外側基部與內側基部之間的通道寬度從基部121的前部向基部121的后部逐漸增加。雖然這樣的實施例允許保留更多的圍繞脛骨隆突1la的骨頭，但它們也增加股骨部件130撞上髁間通道138的可能性。這樣，基部121的唇126a，126b可被配置成限制股骨髁突130朝髁間通道138的橫向運動，特別是在基部寬度朝基部后部增大的情形下亦是如此。
[0058]橋125可以被連接在內側和外側唇126a，126b之間，并且可以體現用于把內側和外側基部121a，121b固定在一起并阻止它們之間相對運動的主要強度元件。按照一個實施例，如圖4A所示，橋125的高度可以在朝向髁間通道138的中心方向逐漸增加。這種高度的增加將增加橋125下方的通路面積。而且，對于把壓縮力從拱形橋的中心朝向內側和外側部分121a，121b分布而言，拱形橋125也可以是有利的，其中壓縮力可以更均勻地分布在基部121上。
[0059]按照圖4A和4B所示的實施例，基部121可被配置成在橋125的前邊緣和后邊緣處具有開孔。這些開孔可以提供橋125下方的完整通道，該通道可沿基部121的整個前后長度包容脛骨隆突101a。通過沿脛骨的整個長度在內側和外側基部121之間提供完整通道，外科醫生只需切除部分骨頭來為內側和外側基部121a，121b留出空間，而與脛骨隆突101相關聯的大多數組織不受影響。通過保留更多的圍繞脛骨隆突1la的組織，可以保留很多脛骨隆突101的自然附著強度。
[0060]圖4B顯示基部121的結構，其單獨地或與一個或多個其它公開的實施例相組合地，允許在脛骨隆突101或靠近脛骨隆突101處保留更多的骨頭。如圖4B所示，內側和外側基部121a，121b可被安排成使得髁間通道138的寬度從基部121的前部到基部121的后部逐漸增加。內側和外側基部121a，121b的精確排列可以由角度Θ規定。按照示例性實施例，Θ的數值被選擇為在7°與13°之間。然而可以預期的是，雖然脛骨植入系統120的許多實施例被顯示和描述為具有由非平行的內側和外側基部121a，121b形成的髁間通道，但某些實施例可以允許由基本上平行的內側和外側基部121a，121b形成的髁間通道，而不背離本公開內容的范圍。
[0061]圖5A和5B顯示了脛骨植入系統120的另一個實施例的正視圖和仰視圖。按照圖5A和5B所示的實施例，橋125可被配置成局部圓頂形的結構，在橋125的后部邊緣處具有開孔。橋125還可包括前面部分，前面部分沿前部方向延伸并向下向基部121的底部彎曲，形成基部121的前面部分125a。這個前面部分125a還可通過提供附加表面而增加橋125的強度，施加到橋125的壓縮力可以分布到該附加表面上。
[0062]如圖5A所示，橋125可以非對稱地跨過髁間通道138，并可被配置成遵循與脛骨部件130相關聯的對應的非對稱形狀。更具體地，橋125可以關于與基部121相關聯的矢狀面非對稱。橋125的這種非對稱形狀可以限制或阻止在脛骨部件130與橋125之間的金屬與金屬的磨損性接觸。
[0063]與公開的在橋125下方提供通道的實施例不同，圖5A和5B的基部121的前面125a沿基部121的整個前后長度不允許脛骨隆突1la通過。相反，脛骨101的前部邊緣處的一小部分脛骨隆突1la必須被切除，以容納基部121的前面125a。然而，重要的是，由橋125、前面125a和內側與外側唇126a，126b所規定的空腔被配置成將至少一部分脛骨隆突101接納在該空腔內，允許保留絕大多數的脛骨隆突101和周圍的骨頭。
[0064]圖5A還顯示與公開的實施例一致的插入部分123的示例性配置。插入部分123可包括內側插入部分123a和外側插入部分123b。內側插入部分123a和外側插入部分123b可被配置成接合到形成在各自的內側和外側基部121a，121b中的對應的凹槽127中。內側插入部分123a和外側插入部分123b每個均可包括沿各個插入部分的近中邊緣形成的凸緣128。凸緣128可被配置成保護對應唇126a，126b的至少一部分與股骨部件130接觸。
[0065]圖6A，6B和7A，7B顯示成對的與某些公開的實施例一致的、基部121的示例性結構的、相應正視圖和剖視圖。具體地，圖6B和7A提供剖視圖(沿與基部121相關聯的矢狀平面剖切，分別如圖6A和7A所示)，并顯示橋125的替換實施例的截面特性。
[0066]圖6B和7B顯示了按照某些示例性實施例的橋125的高度在跨過通道的上方方向上是如何變化的。如圖6B和7B所示，橋125的高度在跨過髁間通道的寬度時逐漸增加。這樣的高度增加可以在橋125下方提供更多面積，這可以允許更多地保留脛骨隆突1la的表面。
[0067]按照一個實施例，圖6B顯不了具有拱形截面形狀的橋125的截面圖。如上所述，橋125的拱形截面形狀把施加在橋125上的壓縮力遠離拱形的中心朝內側和外側基部121a，121b分布，由此使施加在橋125上的壓縮力更均勻地分布在基部121上。按照一個實施例，拱形橋125可以是大致圓頂形或半圓頂形；也就是說，在至少一部分的橋125的表面上，橋125的形狀是部分球形的。重要的是，雖然圖6被顯示為具有在許多不同的方向上彎曲的大致圓頂形的結構，但圖6所示的橋125不一定必須在所有的方向上都是彎曲的。
[0068]例如，如圖7B所示，橋125的一個或多個表面可包括基本上由一個或多個線性角限定的表面。如圖7B所示，雖然橋125可以在一個方向上彎曲(例如，跨過髁間通道138)，但它可包括傾斜的表面，該表面的至少一部分以遠離脛骨假體的上方表面的前后角度延伸。
[0069]如所說明的，在完全伸展時，股骨在內部相對于脛骨旋轉。換句話說，當膝關節從彎曲到完全伸展時，股骨的前部在內部相對于脛骨旋轉(朝向身體的中心)。換句話說，脛骨在外部相對于股骨旋轉。股骨的內部旋轉量隨病人而變化，但對于大多數病人而言，脛骨內部旋轉的范圍是在1-10°之間，典型地在5-8°之間，對于有些病人約為7.5°。
[0070]圖8A顯示示例性的假體部件130。如圖8A所示，當股骨和脛骨部件與它們各自的骨頭的前部/后部(“AP”)以及內側/外側(“ML”)軸對齊時，股骨部件應當相對于脛骨部件內部旋轉角度eTF，θτρ的范圍約在0-10°之間，優選范圍在5-8°之間。按照示例性實施例，股骨部件應當內部偏移(offset)約7.5°的ΘΤΡ。
[0071]如圖9A所示，股骨部件130的內部旋轉使股骨部件滑車(trochlear)凹槽中心線(由圖9A的部分9B表示)移位，這樣，它位于假體部件130的中心線的內側。按照一個實施例，預期的內側偏移的范圍在O與6mm之間，優選的范圍為約2mm到4mm。按照示例性實施例，內側移位在約2.5mm與3.5mm之間。
[0072]為了確保在完全伸展時脛骨部件的橋不侵入股骨部件，脛骨部件的橋可以從脛骨部件中心線向內側偏移，如在圖8B，9A和12B-12D中所示的示例性實施例中顯示的。預期的偏移范圍是0-6mm，優選的范圍是2-4mm，以及優選的實施例范圍是2.5-3.5mm。
[0073]為了防止橋侵入股骨部件，橋125頂端的高度(例如，如圖1OB所示)被限制在約10-20mm的范圍，優選的范圍是12_18mm。按照示例性實施例，脛骨橋125的高度范圍在約13mm到約17mm之間。
[0074]也為了減小侵入的風險，橋的外部尺寸基本上與股骨部件滑車凹槽的冠狀形狀匹配，所述凹槽大致是拱形、L-形、或凸形。這樣的實施例例如圖SB和1B中顯示的剖視圖上被示出。按照示例性實施例，圖1OB所示橋的外部形狀的冠狀半徑在10-26mm之間，優選的范圍在約12mm與約24mm之間。按照示例性實施例，被用來規定圖1OB的脛骨假體的冠狀形狀的半徑范圍在約14mm與約18mm之間。
[0075]脛骨關節面還可被配置成確保股骨部件不侵入在脛骨部件橋上。例如，圖9C和9D顯示內側和外側脛骨插入物的內部區域，其具有大致與股骨部件匹配的矢狀拱形唇，這限制股骨部件的前部平移(translat1n)(如圖9B所示)，因此防止侵入。按照一個實施例，規定脛骨插入物的弓形唇的曲率的矢狀面半徑的范圍在25-80_之間，優選的范圍是在約35與約70mm之間。按照示例性實施例,所述范圍在約45mm與約60mm之間。而且,在弧形面中從唇的最高點到最低點測量的矢狀唇的高度可以具有約1-15_之間的預期范圍，優選的范圍在約2mm與約12mm之間。按照示例性實施例，矢狀弓形唇的最高點的高度在約3mm與約9mm之間。
[0076]而且，如圖SB所示，靠近脛骨隆起的脛骨插入物的近中邊緣可以具有基本上與股骨部件匹配的冠狀弓形半徑，這限制了股骨部件的中間外側的平移，進一步有助于限制侵入。按照示例性實施例，在內側/外側方向上規定脛骨插入物123的形狀的冠狀半徑的范圍在20與52mm之間，優選實施例的范圍在約24mm與約48mm之間。按照示例性實施例，用于在內側/外側方向上規定脛骨插入物123的半徑范圍在約30mm與約36mm之間。在弧形面上從唇的最高點到最低點測量的冠狀唇的高度具有1_8_的示例性范圍，優選的范圍在約2mm與約7mm之間。按照示例性實施例，弧形面的高度范圍是在約3mm與約6mm之間。
[0077]如所解釋的，為了節省ACL，脛骨橋不應當侵入ACL，還應當保持足夠的脛骨隆突骨頭。從前部脛骨隆突去除骨頭將削弱骨骼結構，并潛在地造成應力集中源。D當在ACL暴露在張力下時要求活動，受損害的前部脛骨隆突可以導致ACL撕裂。因此，脛骨部件橋的形狀是非常重要的，因為它確定了要去除多少前部脛骨隆突。另外，橋應當足夠強，以便承受在日常生活的活動期間所施加的預期負荷。
[0078]對于脛骨部件130，橋可以處在中心，或者從脛骨基部部件120的中心線沿內側方向移位，如圖8B和1B所示。按照一個實施例，內側偏移范圍在約Omm到約6mm之間，優選的范圍在約2mm與約4mm之間。按照示例性實施例，內側偏移在約2.5mm到約3.5mm之間。如圖1OA所示，脛骨橋可以弓形或U形的形式被成形在ACL插入物的著落區周圍。按照一個實施例，規定弓形形狀的曲率半徑范圍是4.25-13.5mm，優選的范圍在約5.25mm與約12.5mm之間。按照示例性實施例,規定曲率半徑范圍在約6.25mm與約11.5mm之間。
[0079]還如圖1OA所示的，橋Lb的前部/后部(AP)長度應當被選擇為防止侵入ACL。按照一個實施例，AP長度在約4mm與約15mm之間，優選的范圍在約7_13mm之間。按照示例性實施例，脛骨橋125的長度Lb是在約8mm與約12mm之間。如上所解釋的，為了向脛骨前部保留更多的骨頭和幫助側向隔室接近膝蓋骨韌帶的附近，外側近中邊緣可遠離內側近中邊緣趨向脛骨植入系統120的后部形成角度，如圖1OA所示。按照一個實施例，由偏移形成的角度ΘΕ約為1-20°，優選的范圍在約7°與13°之間。按照示例性實施例，ΘΕ約為10°。
[0080]內側脛骨隔室在矢狀平面上大致是凹形的，因此具有凸起的前部唇。外側脛骨隔室在矢狀平面上大致是平的或凸形的，因此具有很少的前部唇或沒有前部唇。在冠狀面上，在前部與后部隔室之間的這種形狀差異導致前部內側隆突高于前部外側隆突。為了盡可能多地節省骨頭，脛骨部件120可被配置成使得趨向內側橋的高度大于趨向外側橋的高度。按照一個實施例，朝向內側的高度范圍是8-15mm，優選的范圍在約9mm與約14mm之間。按照一個示例性實施例，脛骨橋125的朝向內側的高度范圍在約1mm與約13mm之間。而且，脛骨橋的朝向外側的高度范圍是6-13_，優選的范圍在約7-12mm之間。按照示例性實施例，脛骨橋的朝向外側的高度是在約8mm與約Ilmm之間。
[0081]正如在圖1OB上顯示的脛骨橋125的冠狀視圖截面所示的，橋的面向內側脛骨的側面可以大致為弓形、L形、或凹形。按照一個實施例，弓形半徑范圍是在約4.25-13.5mm之間，優選的范圍在5.25-12.5mm之間。按照示例性實施例，弓形半徑的范圍在6.25mm與
11.5mm之間。面向內側胚骨的側面寬度的范圍在約4.25mm到約13.5mm之間,優選的范圍為約5.25-12.5mm。按照示例性實施例，脛骨橋125的底面的寬度范圍在約6.25mm到約
11.5mm 之間。
[0082]脛骨橋125的面向內側脛骨的側面的最大高度在約5_15mm之間，優選的范圍在約7mm到約13mm之間。按照示例性實施例,最大高度的范圍在約8mm到約13mm之間。由于前部內側隆突高于外側隆突，內側高度范圍在3-10mm之間，優選的范圍在約4-9mm。按照示例性實施例，內側高度范圍在5mm到8mm之間。外側高度范圍在約Imm到約8mm之間,優選的范圍在約2mm到7mm之間。按照示例性實施例,外側高度范圍在約3mm到約6mm之間。
[0083]為了有助于脛骨橋125的強度，冠狀截面厚度可以是恒定的、變化的、或非均勻的，例如，如圖1OB和12A-12D所顯示的。脛骨橋125的厚度范圍是1-lOmm，優選的范圍在3mm到7mm之間。按照示例性實施例，胚骨橋125的厚度的范圍是在約4mm到約6mm之間。
[0084]為了減小應力集中，其中隆突的水平切除部與垂直壁切除部相遇的拐角可被倒圓。脛骨部件120可以具有附加的倒圓形狀(圖1OB和12A-12D)，或它可以被倒角以便包容脛骨隆突的被倒圓的拐角。按照一個實施例，對于這個倒圓的半徑范圍是l-8mm，優選的范圍在約2mm與約6mm之間。按照示例性實施例,倒圓的半徑范圍在約3mm與約5mm之間。
[0085]類似地，為了有助于脛骨部件的強度，其中脛骨板與橋相遇的區域可以被彎曲、削尖、或被倒角，以幫助分布應力(圖10B)。對于這種倒圓半徑的預期范圍在1-Smm之間，優選的范圍在約2mm與約6mm之間。按照示例性實施例,這是在約3mm與約4mm之間。
[0086]在橫截面圖中，被切除的骨頭具有的內側AP長度比外側AP長度更長。內側板比外側板延伸到更后面。為了更好地覆蓋骨頭，脛骨部件可以具有更長的內側AP長度，并且它比外側AP長度延伸到更后面(圖11A)。對于這個AP長度差異(額外的后部內側AP長度延伸)的預期范圍是優選的范圍在約2mm與約5mm之間。按照示例性實施例,所述長度差異的范圍在約3mm與約4mm之間。
[0087]在橋的矢狀平面截面中(圖11B)，橋的朝向內部脛骨的側面大致為弓形、L形或凹形。預期的弓形半徑范圍是3-20mm,優選的范圍是優選實施例范圍是5_10mm。為了有助于橋的強度，矢狀平面截面厚度可以是恒定的、變化的或非均勻的(圖1lB和13A-13B)。預期的厚度范圍是1-lOmm，優選的范圍是3-7mm，優選實施例范圍是4-6mm。為了幫助分布來自橋的應力和保持接合劑擠壓到脛骨部件板中，中間脛骨部件假體壁可以變尖或具有恒定的高度(圖11B)。從脛骨部件的底部的預期壁高度是8-15mm，優選的范圍是10-14mm，優選實施例是12mm。從水平面的預期壁傾斜角度是1_20°，優選的范圍是5-15°，優選實施例范圍是8-12°。
[0088]為了有助于強度和分布來自橋的應力，可以包括龍骨。龍骨在截面上大致是直的，因為它用切割鉆或沖擊型沖壓機制作，并且這些工具的制作方向是直的。龍骨可以垂直于基板(圖14A，14B和15A-15C)，或者它可以向后面傾斜，有助于消除在龍骨準備期間與股骨的沖突(圖16A，16B)。離水平面的預期的向后角度是30-90°，優選的范圍是40-70°，優選實施例的范圍是45-75°。在橫截面圖上，龍骨可以具有大致直線性的著落區或大致弓形的著落區(圖15B)。預期的著落區半徑是10-200_，優選的范圍是15-60_，優選實施例的范圍是20-50mm。龍骨可以與脛骨部件著落區的前部邊緣相切(圖14B，1B，16B和17B)，或者它可以向后面偏移，以避免去除前部冠狀脛骨骨頭。預期的向后偏移是0.5-10_，優選的范圍是l_8mm，優選實施例范圍是2-6mm。龍骨的高度與強度成比例，但較高的龍骨也將減弱ACL附著部位，因為它開始底切ACL插入部位(圖16B)。因此，希望使龍骨高度最小化，并完全消除龍骨高度。預期的龍骨高度是l_15mm，優選的范圍是2-10mm，優選實施例的范圍是3-6_。龍骨還可以具有恒定的高度，或者它可以隨遠離橋內側-外側和前部-后部而變尖(圖19A)。
[0089]與這里描述的脛骨插入系統120相關的系統和特征提供了用于減小在脛骨隆突1la周圍的區域內所需要的骨頭切除量而不會損害假體的強度的解決方案。具體地，通過提供配置成橫越基部121的內側和外側部分之間的髁間通道的抬升的橋，脛骨植入系統120限制與脛骨隆突1la相關聯的骨頭切除量。通過增加從脛骨植入系統120的前部到后部的、在基部121a，121b的內側和外側部分之間的髁間通道的寬度，骨頭切除量還可以進一步減少。可以通過將橋配置為把施加到橋的壓縮力遠離橋的中心朝基部121a，121b的內側和外側部分轉移的弓形的、傾斜的、和/或圓頂形的結構，來保持脛骨植入系統120的強度，基部121a，121b的內側和外側部分具有更大的表面面積以在其上分布這樣的力。對本領域技術人員顯而易見的是，可以對于所公開的股骨植入物和用于設計該植入物的相關方法做出各種修正方案和變型。本領域技術人員從本公開內容的說明書及其實踐考慮，也將會想到本公開內容的其它實施例。說明書和例子僅僅是示例性的，本公開內容的真實范圍通過以下的權利要求及其等效替換來表示。
【權利要求】
1.一種脛骨假體，其特征在于，包括: 內側基部，所述內側基部被配置成接合脛骨的內側表面； 外側基部，所述外側基部被配置成接合脛骨的外側表面，其中所述內側基部和外側基部的至少一部分被介于其間的通道分隔開；以及 連接所述內側基部和外側基部的橋，其中所述橋的至少一部分被抬升到所述內側基部與外側基部之間的一部分通道上方，所述橋限定基本區域，當所述脛骨假體與脛骨接合時，所述基本區域接納至少一部分脛骨隆突，其中所述橋的高度沿跨過所述通道的上部方向變化。
2.根據權利要求1的脛骨假體，其特征在于，其中所述橋沿跨過所述通道的上部方向基本上是彎曲的。
3.根據權利要求2的脛骨假體，其特征在于，其中所述橋包括拱形部分。
4.根據權利要求3的脛骨假體，其特征在于，其中所述橋基本上是圓頂形的。
5.根據權利要求1的脛骨假體，其特征在于，其中所述橋的至少一部分包括遠離所述脛骨假體的上部表面以前-后角度延伸的線性角。
6.根據權利要求1的脛骨假體，其特征在于，其中所述內側基部的近中邊緣和所述外側基部的近中邊緣沿所述脛骨假體的大部分前-后長度基本上互相平行。
7.根據權利要求1的脛骨假體，其特征在于，其中所述內側基部的近中邊緣和所述外側基部的近中邊緣沿所述脛骨假體的大部分前-后長度基本上互相不平行。
8.根據權利要求7的脛骨假體，其特征在于，其中在所述內側基部與外側基部之間的通道的寬度從所述脛骨假體的前部到所述脛骨假體的后部逐漸增加。
9.根據權利要求1的脛骨假體，其特征在于，其中所述通道沿所述內側基部和外側基部之間的整個長度延伸。
10.根據權利要求1的脛骨假體，其特征在于，其中所述拱形橋包括所述脛骨假體的前面部分，從而當所述脛骨假體與脛骨接合時，所述拱形橋與所述內側基部和外側基部的近中邊緣限定用于接納所述脛骨隆突的一部分的空腔。
11.根據權利要求1的脛骨假體，其特征在于，其中所述內側基部和外側基部每個均包括沿各自的近中邊緣形成的唇，其中所述唇的高度從所述脛骨假體的后部到脛骨假體的前部增大。
12.根據權利要求11的脛骨假體，其特征在于，所述脛骨假體還包括內側插入部分和外側插入部分，所述內側插入部分和外側插入部分每個均被配置成接合到形成于其各自基部內的對應的凹槽中，并且包括沿各自的插入部分的近中邊緣形成的凸緣，其中所述凸緣被配置成保護所述唇的至少一部分免于接觸股骨部件。
13.一種脛骨假體，其特征在于，包括: 內側基部，所述內側基部被配置成接合脛骨的內側表面； 外側基部，所述外側基部被配置成接合脛骨的外側表面，其中所述內側基部和外側基部的至少一部分被介于其間的通道分隔開；以及 連接所述內側基部和外側基部的橋，其中所述橋的至少一部分被抬升到在所述內側基部與外側基部之間的一部分通道的上方，當所述脛骨假體與脛骨接合時，所述橋限定接納至少一部分脛骨隆突的基本區域， 其中所述橋關于與所述脛骨假體相關聯的矢平面非對稱。
14.根據權利要求13的脛骨假體，其特征在于，其中所述橋包括拱形橋。
15.根據權利要求13的脛骨假體，其特征在于，其中所述橋包括遠離脛骨假體的上部表面的、按前-后角度延伸的傾斜橋。
16.根據權利要求13的脛骨假體，其特征在于，其中所述內側基部的近中邊緣和所述外側基部的近中邊緣沿所述脛骨假體的大部分的前-后長度基本上互相不平行。
17.根據權利要求16的脛骨假體，其特征在于，其中在所述內側基部與外側基部之間的通道的寬度從所述脛骨假體的前部到所述脛骨假體的后部逐漸增加。
18.根據權利要求13的脛骨假體，其特征在于，其中所述通道沿所述內側基部和外側基部之間的整個長度延伸。
19.根據權利要求13的脛骨假體，其特征在于，其中所述拱形橋包括所述脛骨假體的前面部分，從而當所述脛骨假體與脛骨接合時，所述拱形橋與所述內側基部和外側基部的近中邊緣限定用于接納所述脛骨隆突的一部分的空腔。
20.根據權利要求13的脛骨假體，其特征在于，其中所述內側基部和外側基部每個均包括沿其各自的近中邊緣形成的唇，其中所述唇的高度從所述脛骨假體的后部到所述脛骨假體的前部增加。
21.根據權利要求20的脛骨假體，其特征在于，所述脛骨假體還包括內側插入部分和外側插入部分，所述內側插入部分和外側插入部分每個均被配置成接合到形成在各自基部的對應的凹槽中，并且包括沿各自的插入部分的近中邊緣形成的凸緣，其中所述凸緣被配置成保護所述唇的至少一部分免于接觸股骨部件。
22.一種脛骨假體，其特征在于，包括 內側基部，所述內側基部被配置成接合脛骨的內側表面并包括沿所述內側基部的近中邊緣延伸的唇； 內側插入部分，所述內側插入部分被配置成接合到形成在所述內側基部的凹槽中，所述內側插入部分包括凸緣，所述凸緣沿所述內側插入部分的近中邊緣形成并被配置成保護唇的至少一部分免于接觸股骨部件； 外側基部，所述外側基部被配置成接合脛骨的外側表面并包括沿所述外側基部的近中邊緣延伸的唇； 外側插入部分，所述外側插入部分被配置成接合到形成在所述內側基部處的凹槽中，所述外側插入部分包括凸緣，所述凸緣沿所述外側插入部分的近中邊緣形成的并被配置成保護所述唇的至少一部分免于接觸股骨部件；以及 連接所述內側基部和外側基部的拱形橋，其中所述拱形橋的至少一部分被抬升到在所述內側基部與外側基部之間的一部分通道的上方，當所述脛骨假體與脛骨接合時，所述拱形橋限定接納至少一部分脛骨隆突的基本區域，其中在所述內側基部和外側基部之間的通道的寬度從所述脛骨假體的前部到所述脛骨假體的后部逐漸增加。
23.根據權利要求22的脛骨假體，其特征在于，其中所述拱形橋基本上是圓頂形的。
24.根據權利要求22的脛骨假體，其特征在于，其中所述通道沿所述內側基部和外側基部之間的整個長度延伸。
25.根據權利要求22的脛骨假體，其特征在于，其中所述拱形橋包括所述脛骨假體的前面部分，從而當所述脛骨假體與脛骨接合時，所述拱形橋與所述內側基部和外側基部的近中邊緣限定用于接納所述脛骨隆突的一部分的空腔。
【文檔編號】A61F2/38GK104135969SQ201280070061
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2012年12月19日 優先權日:2011年12月29日
【發明者】R·R·歐文, J·K·奧托, A·Z·阿巴西, M·E·納德扎迪 申請人:馬科外科公司