專利名稱:用于在膝關(guān)節(jié)內(nèi)隔室置換的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明大體上涉及人體關(guān)節(jié)的假體,并且更特別地涉及膝關(guān)節(jié)的假體。
背景技術(shù):
全膝關(guān)節(jié)置換(TKR)手術(shù)和用于在全置換手術(shù)中對(duì)膝關(guān)節(jié)的隔室(compartment)進(jìn)行置換的構(gòu)件系統(tǒng)是眾所周知的。典型地,手術(shù)牽涉了對(duì)股骨遠(yuǎn)端的切除,如此使股骨構(gòu)件可以安裝到股骨。股骨構(gòu)件置換了股骨的外側(cè)髁、內(nèi)側(cè)髁和髕股部分,因?yàn)橄リP(guān)節(jié)的這些區(qū)域中的一個(gè)或多個(gè)發(fā)生了病變,并且對(duì)于患者是不再經(jīng)久耐用的或不再能夠提供足夠的運(yùn)動(dòng)范圍。
在TKR手術(shù)中,脛骨的近端也被切除下來,從而使脛骨構(gòu)件可以安裝到脛骨,以接收股骨構(gòu)件的外側(cè)髁和內(nèi)側(cè)髁。脛骨構(gòu)件可以包括摩擦系數(shù)低的材料,以模擬由脛骨構(gòu)件置換的半月板。
因而,TKR系統(tǒng)包括用于在以下三個(gè)隔室內(nèi)使用的構(gòu)件內(nèi)側(cè)脛骨股骨隔室、外側(cè)脛骨股骨隔室和髕骨股骨隔室,對(duì)于這三個(gè)隔室,股骨、脛骨和髕骨的相對(duì)區(qū)域做好了安裝的準(zhǔn)備。
編號(hào)為3,816,855的美國專利披露了一個(gè)這樣的系統(tǒng)。’855專利披露了形式為帶有兩個(gè)髁部分的殼體的單一股骨構(gòu)件。殼體的外部表面形成為符合膝關(guān)節(jié)的相應(yīng)部分的自然形狀。殼體的內(nèi)部表面映射了這個(gè)形狀,所呈現(xiàn)的表面在內(nèi)側(cè)外側(cè)方向上發(fā)生彎曲,也在前面后面方向上發(fā)生彎曲。盡管具有許多好處,但’855專利的設(shè)備受到若干限制的困擾。
使手術(shù)對(duì)象做好進(jìn)行TKR手術(shù)的準(zhǔn)備,這通常導(dǎo)致很嚴(yán)重的創(chuàng)傷。為了插入TKR系統(tǒng)的所有構(gòu)件,需要很大的切口,而安裝構(gòu)件所需要的骨切除可能需要很長(zhǎng)的恢復(fù)時(shí)間。因而,單個(gè)決置換構(gòu)件例如,855專利的設(shè)備需要很大的切口。
通過努力減小創(chuàng)傷因此減少與這樣的手術(shù)相關(guān)聯(lián)的恢復(fù)時(shí)間,所開發(fā)出來的TKR系統(tǒng)提供了分成若干部分的TKR構(gòu)件,這些TKR構(gòu)件配合起來以形成更大的TKR構(gòu)件。
編號(hào)為US2003/0158606的美國專利申請(qǐng)披露了由TKR構(gòu)件組成的這樣的系統(tǒng)。如那項(xiàng)申請(qǐng)所示,股骨構(gòu)件可以包括兩個(gè)或三個(gè)塊。這些塊中的每個(gè)都比當(dāng)它們?cè)谙リP(guān)節(jié)內(nèi)組裝起來的時(shí)候它們所形成的股骨構(gòu)件小。因此,插入這些塊所需要的切口比用于在單個(gè)構(gòu)件內(nèi)具有所有這些塊的股骨構(gòu)件的切口小。同樣地,脛骨構(gòu)件包括兩個(gè)部分,這兩個(gè)部分中的每個(gè)都比當(dāng)它們?cè)谙リP(guān)節(jié)內(nèi)組裝起來的時(shí)候它們所形成的脛骨構(gòu)件小。
編號(hào)為US2002/0138150A1的美國專利申請(qǐng)披露了可選擇的在植入期間允許將中心部分和髁部分分別推到股骨上的兩決股骨構(gòu)件。然后,不同部分根據(jù)常規(guī)手段結(jié)合起來?!?50申請(qǐng)的設(shè)備還描述了用于在進(jìn)行極端屈曲期間有助于髕骨追隨的引導(dǎo)件。
然而,’606申請(qǐng)和’150申請(qǐng)都使用了將置換構(gòu)件接附到股骨和/或接附到其它構(gòu)件的傳統(tǒng)方法。這樣的方法恰恰受到侵入性最小的手術(shù)的特性的限制。例如,小的切口(多個(gè)切口)提供了到假體植入位點(diǎn)的很有限的進(jìn)入。因而,任何用于使構(gòu)件結(jié)合到其它構(gòu)件或結(jié)合到骨的機(jī)構(gòu)都必須是可從小的切口進(jìn)入的。這必然限制了機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。而且,更困難的是確保兩個(gè)構(gòu)件在原位置正確地連接起來。對(duì)于被設(shè)計(jì)成與非常小的公差聯(lián)系在一起的構(gòu)件,這個(gè)問題更加棘手。
而且,即使構(gòu)件精確地連接起來,當(dāng)置換構(gòu)件受到不同的應(yīng)力和沖擊的作用的時(shí)候,問題也會(huì)出現(xiàn)。這樣的力具有在鄰近構(gòu)件之間形成相對(duì)移動(dòng)的趨勢(shì),如果構(gòu)件沒有正確地連接起來,那么這種相對(duì)移動(dòng)就更加劇烈。鄰近構(gòu)件的相對(duì)移動(dòng)使構(gòu)件的擦磨產(chǎn)生摩擦碎屑。摩擦碎屑具有與沿著在假體和周圍軟組織之間的界面遷移的流體一起移動(dòng)的趨勢(shì),并且也具有進(jìn)入在假體干和周圍剩余骨部分之間的骨髓內(nèi)空間的趨勢(shì)。對(duì)這些小的磨損微粒的生物反應(yīng)使周圍骨組織發(fā)生溶解,由此使骨變得脆弱,并且可能導(dǎo)致假體的額外減弱,隨后導(dǎo)致骨故障。
植入系統(tǒng)的又一限制是,出于商業(yè)上的考慮,許多置換構(gòu)件是大量生產(chǎn)的。盡管有利地降低了植入件的成本,但這些系統(tǒng)通常提供有限數(shù)量的離散尺寸,其很可能不是患者所需要的精確尺寸。例如,患者的股骨可能具有75mm的直徑。然而,可用于這名患者的植入件可能為70mm和80mm。因而,外科醫(yī)生只能用過大的或過小的構(gòu)件置換本來的股骨。
所需要的是用于進(jìn)行TKR手術(shù)的系統(tǒng)和方法,從而使來自假體系統(tǒng)的鄰近塊的磨損碎屑減少。
所需要的是植入股骨構(gòu)件的更精密地反映了本來的股骨的尺寸的系統(tǒng)和方法。
所需要的是植入股骨構(gòu)件的允許對(duì)所結(jié)合的構(gòu)件的尺寸進(jìn)行個(gè)別化的系統(tǒng)和方法。
所需要的是植入股骨構(gòu)件的以將鄰近構(gòu)件連接起來的方式提供了更大的設(shè)計(jì)靈活性的系統(tǒng)和方法。
發(fā)明內(nèi)容
通過根據(jù)本發(fā)明的原理操作的系統(tǒng)和方法,上述需要得以滿足。在一個(gè)實(shí)施例中,用于假體系統(tǒng)的套件包括多個(gè)第一構(gòu)件、用于置換骨的第二表面部分的第二構(gòu)件和用于將多個(gè)第一構(gòu)件中的至少一個(gè)連接到第二構(gòu)件的彈性連接件,多個(gè)第一構(gòu)件中的每個(gè)都用于置換骨的多個(gè)第一表面部分中的一個(gè)。
在再一個(gè)實(shí)施例中,使假體系統(tǒng)構(gòu)造的方法包括以下步驟選擇套件中的多個(gè)第一構(gòu)件中的一個(gè)以置換骨的第一表面部分,選擇套件中的多個(gè)第二構(gòu)件中的一個(gè)以置換骨的第二表面部分,并且用第一彈性連接件將所選擇的第一構(gòu)件連接到所選擇的第二構(gòu)件。
在又一個(gè)實(shí)施例中,用于植入假體系統(tǒng)的方法包括以下步驟制造切口,選擇具有骨安裝表面、骨表面置換表面、鄰近骨安裝表面和骨表面置換表面的第一側(cè)面和鄰近骨安裝表面和骨表面置換表面的第二側(cè)面的第一構(gòu)件,選擇具有骨安裝表面、骨表面置換表面、鄰近骨安裝表面和骨表面置換表面的側(cè)面的第二構(gòu)件,并且將第一構(gòu)件和第二構(gòu)件連接起來從而使第一構(gòu)件的第一側(cè)面與第二構(gòu)件的側(cè)面相對(duì),將連接的第一構(gòu)件和第二構(gòu)件插過切口,并且將第一構(gòu)件和第二構(gòu)件安裝在骨上,從而使第一構(gòu)件的骨安裝表面和第二構(gòu)件的骨安裝表面與骨相對(duì)。
對(duì)于本領(lǐng)域的那些普通技術(shù)人員,通過參考接下來的詳細(xì)描述和附圖,上述特征和優(yōu)點(diǎn)及其它特征和優(yōu)點(diǎn)是更顯而易見的。
圖1描繪了可以包括在根據(jù)本發(fā)明的原理制造出來的系統(tǒng)內(nèi)的髕骨股骨構(gòu)件和脛骨股骨構(gòu)件;圖2和3描繪了在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)的帶有滑車(trochlear)延伸部的內(nèi)側(cè)脛骨股骨構(gòu)件、外側(cè)脛骨股骨構(gòu)件和髕骨股骨關(guān)節(jié)(PFJ)構(gòu)件的示范性構(gòu)形;圖4描繪了在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)的帶有節(jié)點(diǎn)的PFJ構(gòu)件的示范性構(gòu)形;圖5、6和7描繪了在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)的內(nèi)側(cè)脛骨股骨構(gòu)件、外側(cè)脛骨股骨構(gòu)件和PFJ構(gòu)件的示范性構(gòu)形;圖8、9和10描繪了在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)的在前面到后面方向上的PFJ/髁構(gòu)件的內(nèi)部的多種構(gòu)形;圖11A、11B、11C、11D和11E描繪了在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)的在內(nèi)側(cè)到外側(cè)方向上的PFJ/髁構(gòu)件的內(nèi)部的多種構(gòu)形;圖12描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的帶有外側(cè)滑車延伸部的PFJ構(gòu)件;圖13描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的帶有內(nèi)側(cè)滑車延伸部的PFJ構(gòu)件;圖14描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的帶有內(nèi)側(cè)滑車延伸部和外側(cè)滑車延伸部的PFJ構(gòu)件;圖15A、16和17描繪了用于根據(jù)本發(fā)明的特征與寬度發(fā)生變化的股骨一起使用的帶有外側(cè)滑車延伸部和內(nèi)側(cè)滑車延伸部的PFJ構(gòu)件;圖15B和15C描繪了圖15A的分別帶有一個(gè)和兩個(gè)墊片的PFJ構(gòu)件,以允許在比圖15A的PFJ構(gòu)件寬的髕股區(qū)域內(nèi)使用圖15A的PFJ構(gòu)件;圖15D描繪了帶有用于接附到骨和/或用于在鄰近構(gòu)件下面進(jìn)行接附的片狀物的墊片,其可以根據(jù)需要進(jìn)行修整以與圖15A的PFJ構(gòu)件一起使用;圖15E描繪了可以進(jìn)行折疊或修整以為墊片提供想要的尺度的墊片的片;圖15F描繪了折疊起來以提供額外寬度的圖15E的墊片的片;
圖15G描繪了帶有用于接附到骨和/或用于在鄰近構(gòu)件下面進(jìn)行接附的片狀物和口袋的墊片,其可以根據(jù)需要進(jìn)行填充和修整以與帶有可以用于將口袋密封起來的延伸部的圖15A的PFJ構(gòu)件一起使用;圖18描繪了在髕骨股骨構(gòu)件的前面到后面方向上的可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的具有小面的內(nèi)部;圖19描繪了在髕骨股骨構(gòu)件的前面到后面方向上的可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的組合起來的平坦的和彎曲的內(nèi)部;圖20描繪了在髕骨股骨構(gòu)件的前面到后面方向上的可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的彎曲的內(nèi)部;圖21描繪了在內(nèi)側(cè)到外側(cè)方向上的可以在圖18、19和20的構(gòu)件的前面部分內(nèi)使用的多種截面;圖22、23和24描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的帶有在前面到后面方向上的具有小面的內(nèi)部、組合起來的平坦的和彎曲的內(nèi)部和彎曲的內(nèi)部的髁構(gòu)件的實(shí)施例;圖22描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的帶有在前面到后面方向上的具有小面的內(nèi)部的髁構(gòu)件的實(shí)施例;圖23描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的帶有在前面到后面方向上的彎曲的內(nèi)部的髁構(gòu)件的實(shí)施例;圖24描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的帶有在前面到后面方向上的組合起來的平坦的和彎曲的內(nèi)部的髁構(gòu)件的實(shí)施例;圖25描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的帶有在前面到后面方向上的具有小面的內(nèi)部和后面延伸部的髁構(gòu)件的實(shí)施例;圖26A、26B、26C、26D和26E描繪了可以在圖22、23、24和25的髁構(gòu)件內(nèi)使用的在內(nèi)側(cè)到外側(cè)方向上的多種截面;圖27、28和29描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的成形為適應(yīng)構(gòu)件的多種內(nèi)部前后幾何形狀的增加件的實(shí)施例;圖30A、30B、30C、30D和30E描繪了可以在圖27、28和29的增加件內(nèi)使用的在內(nèi)側(cè)到外側(cè)方向上的多種截面;圖31A描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的脛骨股骨構(gòu)件和PFJ構(gòu)件的剖開前面構(gòu)形;圖31B描繪了被植入從而在沒有構(gòu)件連結(jié)的情況下使彼此鄰接起來的圖31A的令人滿意(complimentary)的脛骨股骨構(gòu)件和PFJ構(gòu)件;
圖32A描繪了圍繞骨潮(bone tide)的圖31A的構(gòu)件的部分截面;圖32B描繪了圖31B的構(gòu)件的部分截面;圖33描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的圍繞骨潮具有不同厚度的構(gòu)件的可選擇的部分截面;圖34描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的植入件的可選擇的邊緣構(gòu)形;圖35A描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的在位于構(gòu)件和骨潮之間的界面的帶珠的間隔件結(jié)構(gòu);圖35B描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的在位于兩個(gè)構(gòu)件之間的界面的帶珠的間隔件結(jié)構(gòu),在其中,間隔件珠令人滿意地接附到這兩個(gè)構(gòu)件;圖35C描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的可選擇的帶有片狀物的可構(gòu)造為特定應(yīng)用的間隔件結(jié)構(gòu);圖35D描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用以允許以多種患者構(gòu)形使用構(gòu)件的在位于兩個(gè)構(gòu)件之間的界面的墊片間隔件結(jié)構(gòu)的患者構(gòu)形;圖35E描繪了構(gòu)造為不同于圖35D的構(gòu)形的患者幾何形狀的圖35D的墊片間隔件結(jié)構(gòu)和構(gòu)件;圖36描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)在位于構(gòu)件之間的界面使用的鍵結(jié)構(gòu);圖37描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)在位于構(gòu)件之間的界面使用的可選擇的鍵結(jié)構(gòu);圖38描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)在位于構(gòu)件之間的界面使用的可選擇的鍵結(jié)構(gòu);圖39描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)在位于構(gòu)件之間的界面使用的鉸鏈;圖40描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的在股骨的前面用螺釘連結(jié)在一起的兩個(gè)膝關(guān)節(jié)構(gòu)件的一個(gè)實(shí)施例;圖41描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的通過螺釘連接在一起的構(gòu)件,在構(gòu)件之間具有間隔、骨或間隔件材料;圖42描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的在沒有螺釘?shù)那闆r下連接在一起的構(gòu)件和間隔件材料,在構(gòu)件之間具有間隔件材料;
圖43描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的用具有螺紋的螺釘連結(jié)起來的構(gòu)件,在其中,螺釘中的一個(gè)或多個(gè)具有不同的螺距;圖44描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的使用帶有螺釘?shù)慕痈街詫?gòu)件連結(jié)起來的構(gòu)件連結(jié)排列;圖45是可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的帶有可選擇的用于構(gòu)件連結(jié)的接附柱排列的構(gòu)件的前透視圖;圖46是圖45的構(gòu)件的側(cè)透視圖;圖47描繪了可以用于本發(fā)明的系統(tǒng)中的帶有用于調(diào)整構(gòu)件的兩個(gè)區(qū)域的相對(duì)位置的螺釘機(jī)構(gòu)的單個(gè)塊構(gòu)件;圖48A描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的與彈性連接件一起使用的連接件接收件以將構(gòu)件連結(jié)起來的構(gòu)件連結(jié)排列;圖48B描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的與整合地與一個(gè)構(gòu)件形成在一起的彈性連接件一起使用的連接件接收件以將構(gòu)件連結(jié)起來的構(gòu)件連結(jié)排列;圖49A描繪了圖48A的彈性連接件的截面;圖49B描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的可選擇的帶有整合形成的間隔件的連接件;圖49C描繪了可以與圖49A的彈性連接件一起使用的臨時(shí)性的或永久性的間隔件;圖50A描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的帶有用于有助于移動(dòng)髕骨的凹口的在位于所植入的構(gòu)件之間的間隙之上的髕骨構(gòu)件;圖50B描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的具有階梯的脛骨構(gòu)件;圖50C描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的帶有凸起的半月板和凹陷的半月板的脛骨構(gòu)件;圖51描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的全膝關(guān)節(jié)置換的帶有具有階梯的髁區(qū)域的股骨構(gòu)件和脛骨構(gòu)件;圖52描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的帶有額外的髁構(gòu)件的具有階梯的單一PFJ/髁構(gòu)件;圖53描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的帶有非分叉髁區(qū)域的股骨構(gòu)件;圖54描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的帶有分叉髁區(qū)域的股骨構(gòu)件;圖55描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的帶有不對(duì)稱的髁區(qū)域的脛骨構(gòu)件和股骨構(gòu)件;圖56和57描繪了在圖55的股骨構(gòu)件的前面到后面方向上的不對(duì)稱的髁區(qū)域的截面;圖58描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的帶有不對(duì)稱的髁區(qū)域的股骨構(gòu)件的可選擇的實(shí)施例;圖59和60描繪了在圖58的股骨構(gòu)件的內(nèi)側(cè)到外側(cè)方向上的不對(duì)稱的髁區(qū)域的截面;圖61描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的帶有不同的從構(gòu)件的前面部分到后面部分的曲率半徑的股骨構(gòu)件的矢狀圖;圖62和63描繪了在圖34所示的股骨構(gòu)件的內(nèi)側(cè)到外側(cè)方向上的截面;圖64描繪了在相對(duì)于髕骨負(fù)載線和脛骨負(fù)載線的最佳位置植入在股骨內(nèi)的構(gòu)件;圖65描繪了等同于圖64的在相對(duì)于髕骨負(fù)載線和脛骨負(fù)載線的最佳位置植入在股骨內(nèi)的構(gòu)件的構(gòu)件;圖66描繪了在圖64的構(gòu)件和圖65的構(gòu)件之間的不同取向其對(duì)于可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的構(gòu)件是可能的;圖67描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的膝關(guān)節(jié)置換的股骨構(gòu)件;圖68、69和70描繪了在前面到后面方向上的圖67的構(gòu)件的內(nèi)部的多種可能構(gòu)形;圖71A、71B、71C、71D和71E描繪了可以在圖67的構(gòu)件內(nèi)使用的在內(nèi)側(cè)到外側(cè)方向上的多種截面;圖72圖示了在通過本發(fā)明的系統(tǒng)可以對(duì)置換構(gòu)件進(jìn)行放置時(shí)的六個(gè)自由度;圖73描繪了在適當(dāng)位置放置的用于根據(jù)本發(fā)明切除股骨的后面部分的切割引導(dǎo)塊;圖74描繪了根據(jù)本發(fā)明選擇出來以在植入件內(nèi)使用的構(gòu)件;圖75描繪了在適當(dāng)位置放置的用于根據(jù)本發(fā)明切除圖73的股骨的前面部分的切割引導(dǎo)塊;
圖76描繪了圖73和75的帶有切除過的前面部分、后面部分和遠(yuǎn)端部分的股骨;圖77描繪了根據(jù)本發(fā)明植入了圖74的構(gòu)件的圖76的股骨;圖78描繪了可以在本發(fā)明的系統(tǒng)內(nèi)使用的帶有一些彼此平行的內(nèi)部表面的構(gòu)件;圖79A-D描繪了根據(jù)本發(fā)明用于植入髕股構(gòu)件的過程;圖79E-H描繪了用于植入髁構(gòu)件使之鄰近在圖79A-D的過程期間植入的髕股構(gòu)件的過程;圖80A-G描繪了根據(jù)本發(fā)明用于植入在體外連接起來的假體系統(tǒng)的過程;圖81描繪了帶有缺陷區(qū)域的股骨;圖82A描繪了可以根據(jù)本發(fā)明用于切除圖81的缺陷區(qū)域的切割引導(dǎo)件;圖82B描繪了圖82A的引導(dǎo)件的頂透視圖;圖82C描繪了可以根據(jù)本發(fā)明在使用圖82A的引導(dǎo)件將圖81的缺陷區(qū)域切除下來之后植入到圖81的股骨內(nèi)的構(gòu)件的頂透視圖;圖83描繪了插入到圖81的股骨內(nèi)的圖82A的引導(dǎo)件;圖84描繪了可以根據(jù)本發(fā)明與圖82A的引導(dǎo)件一起用于切除圖81的股骨的部分的工具;圖85描繪了使用圖82A的引導(dǎo)件的路徑,圖84的工具可以根據(jù)本發(fā)明沿著這條路徑移動(dòng),以限定圖81的股骨的所要切除的區(qū)域;圖86描繪了可選擇的可以根據(jù)本發(fā)明用于限定圖81的股骨的所要切除的區(qū)域的工具和引導(dǎo)件;圖87描繪了可以根據(jù)本發(fā)明用于限定骨的所要切除的區(qū)域的沖壓引導(dǎo)件;圖88描繪了為了明了而移開內(nèi)部切割邊緣的圖87的沖壓引導(dǎo)件;圖89描繪了可選擇的可以根據(jù)本發(fā)明用于限定骨的所要切除的區(qū)域的定位在引導(dǎo)銷上的沖壓引導(dǎo)件;圖90描繪了安裝在所植入的可以根據(jù)本發(fā)明用于定位銷引導(dǎo)件的構(gòu)件上的銷引導(dǎo)件;圖91描繪了帶有引導(dǎo)栓的可以根據(jù)本發(fā)明用于切除骨的鋸;
圖92描繪了可以根據(jù)本發(fā)明用于引導(dǎo)圖91的鋸以筆直地切除到想要的深度的引導(dǎo)件;圖93描繪了可選擇的可以根據(jù)本發(fā)明與帶有在鋸殼的相對(duì)側(cè)的引導(dǎo)栓的鋸一起用于彎曲地切除到想要的深度的引導(dǎo)件;圖94描繪了圖93的引導(dǎo)件的頂透視圖;圖95描繪了可以根據(jù)本發(fā)明用于切除骨的線鋸;圖96描繪了安裝在安裝到股骨的引導(dǎo)件內(nèi)的圖95的鋸,在其中,引導(dǎo)件能夠根據(jù)本發(fā)明對(duì)股骨進(jìn)行彎曲切除;圖97描繪了圖96的引導(dǎo)件的頂透視圖;圖98描繪了安裝在圖96的引導(dǎo)件內(nèi)的圖95的鋸的放大截面圖;和圖99描繪了可選擇的安裝到股骨的引導(dǎo)件,在其中,引導(dǎo)件能夠根據(jù)本發(fā)明使圖95的鋸對(duì)股骨進(jìn)行小面切除。
具體實(shí)施例方式
各個(gè)構(gòu)件圖1顯示了包括股骨置換件12、脛骨置換件14和髕骨置換件(未顯示)的系統(tǒng)10。股骨置換件12包括髕股關(guān)節(jié)(PFJ)構(gòu)件16、上部外側(cè)髁構(gòu)件18、上部?jī)?nèi)側(cè)髁構(gòu)件20、外側(cè)股骨前面/后面髁構(gòu)件22和內(nèi)側(cè)股骨前面/后面髁構(gòu)件24。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例(未顯示),所提供的上部髁構(gòu)件和股骨前面/后面髁構(gòu)件作為單個(gè)構(gòu)件。脛骨置換件14包括內(nèi)側(cè)半月板構(gòu)件26、外側(cè)半月板構(gòu)件28和脛骨干構(gòu)件30。
通過將置換件分割成上部和前后內(nèi)側(cè)、和外側(cè)、PFJ、半月板和脛骨干構(gòu)件,本發(fā)明的系統(tǒng)10使外科醫(yī)生能夠只清除股骨或脛骨的發(fā)生病變的部分,并且使外科醫(yī)生能夠植入相應(yīng)的構(gòu)件,以進(jìn)行部分的膝關(guān)節(jié)置換。因?yàn)闃?gòu)件比一塊構(gòu)造的整體植入件小,所以用于植入手術(shù)的切口是較小的,并且從手術(shù)恢復(fù)過來的時(shí)間相應(yīng)地減少了。
另外,置換件允許進(jìn)行令人滿意的植入。像在這里所使用的那樣,所定義的“令人滿意的”置換構(gòu)件是可以獨(dú)立使用的和/或是可以聯(lián)合使用的構(gòu)件,從而在稍后需要額外構(gòu)件的情況下,無需移開先前所植入的構(gòu)件。此外,因?yàn)闃?gòu)件沒有成形為需要與鄰近的構(gòu)件一起組裝成單一塊,所以令人滿意的構(gòu)件無需在植入之后在特別取向上彼此對(duì)準(zhǔn)。取而代之地,外科醫(yī)生根據(jù)特別骨區(qū)域的狀況自由確定置換構(gòu)件的位置。因此,外科醫(yī)生無需為了實(shí)現(xiàn)構(gòu)件整體裝配而兼顧局部幾何形狀適應(yīng)。因而,與可用先前隔室置換件得到的結(jié)果相比,系統(tǒng)10能夠更自由地使膝關(guān)節(jié)置換構(gòu)件進(jìn)行移動(dòng)和取向。
因?yàn)闃?gòu)件是分割開來的并且是令人滿意的,所以外科醫(yī)生可以只置換骨的發(fā)生病變的部分,這個(gè)部分可能局限于股骨的單個(gè)區(qū)域。稍后,如果骨進(jìn)一步惡化,那么骨的進(jìn)一步惡化的部分可以在無需移開初始植入的構(gòu)件的情況下被置換下來。
例如,外科醫(yī)生可以在第一手術(shù)過程期間首先只植入PFJ構(gòu)件16。稍后,也許是幾年以后,上部?jī)?nèi)側(cè)髁區(qū)域可能被確定需要進(jìn)行置換。根據(jù)本發(fā)明的原理,外科醫(yī)生只需要植入上部?jī)?nèi)側(cè)髁構(gòu)件20使之鄰近先前植入的PFJ構(gòu)件16。
本領(lǐng)域的那些普通技術(shù)人員應(yīng)該意識(shí)到的是,圖1所示的構(gòu)件中的任何一個(gè)都可以在許多不同的手術(shù)過程中以許多不同的次序和組合進(jìn)行植入。因而,前面/后面髁構(gòu)件24可以首先植入,而PFJ構(gòu)件16在稍后的過程期間植入,并且上部?jī)?nèi)側(cè)髁構(gòu)件20在更稍后的過程期間植入??蛇x擇地,圖1所示的所有構(gòu)件可以在單個(gè)過程期間植入。而且,如果所植入的一個(gè)構(gòu)件出現(xiàn)損壞或磨損,那么單個(gè)構(gòu)件可以在不妨礙所植入的其它構(gòu)件的情況下被置換下來。
部分單一體構(gòu)件為了適應(yīng)多種排列,髕股關(guān)節(jié)構(gòu)件16、上部?jī)?nèi)側(cè)髁構(gòu)件20和/或上部外側(cè)髁構(gòu)件18可以構(gòu)造為部分單一體構(gòu)件。如圖2所示,PFJ/內(nèi)側(cè)髁構(gòu)件32包括在單個(gè)塊內(nèi)的PFJ區(qū)域34和內(nèi)側(cè)髁區(qū)域36。PFJ/內(nèi)側(cè)髁構(gòu)件32也可以包括滑車延伸部區(qū)域38。圖3所描繪的PFJ/外側(cè)髁構(gòu)件40具有PFJ區(qū)域42、外側(cè)髁區(qū)域44和內(nèi)側(cè)滑車延伸部區(qū)域46。
外側(cè)滑車延伸部區(qū)域38和內(nèi)側(cè)滑車延伸部區(qū)域46提高了髕骨追隨能力。在進(jìn)行超過90度的屈曲時(shí),髕骨開始依托在位于股骨內(nèi)的滑車凹口之上。當(dāng)股骨的部分被置換下來的時(shí)候,當(dāng)髕骨開始依托在滑車凹口之上的時(shí)候,在滑車凹口附近的不一致性促進(jìn)使髕骨脫位?;囇由觳吭试S髕骨在沒有脫位的情況下關(guān)節(jié)連接在屈曲超過90度的置換構(gòu)件之上。因?yàn)轶x骨在進(jìn)行這樣的超過90度的屈曲期間具有側(cè)向半脫位的趨勢(shì),所以外側(cè)滑車延伸部區(qū)域是特別重要的。然而,相對(duì)大的外側(cè)滑車延伸部區(qū)域38和內(nèi)側(cè)滑車延伸部區(qū)域46制約了髁構(gòu)件的可能放置。
在沒有過分制約髁構(gòu)件的放置的情況下使追隨能力提高,這通過圖4所示的PFJ構(gòu)件48得以實(shí)現(xiàn)。PFJ構(gòu)件48包括節(jié)點(diǎn)50和52。與分別從PFJ/內(nèi)側(cè)髁構(gòu)件32和40延伸出來的外側(cè)滑車延伸部區(qū)域38和內(nèi)側(cè)滑車延伸部區(qū)域46相比,節(jié)點(diǎn)50和52從PFJ構(gòu)件48的主要部分向外延伸出來的程度是較小的。因而,髁構(gòu)件可以以許多不同的取向放置成鄰近PFJ構(gòu)件48。
當(dāng)然,內(nèi)側(cè)滑車延伸部區(qū)域46可以用節(jié)點(diǎn)置換??蛇x擇地,如圖5所示,所制造的PFJ/內(nèi)側(cè)髁構(gòu)件54沒有任何內(nèi)側(cè)滑車區(qū)域。同樣地,所制造的PFJ/內(nèi)側(cè)髁構(gòu)件帶有節(jié)點(diǎn)或沒有外側(cè)滑車區(qū)域。
單一構(gòu)件的尺寸可以大致上小于在上面所描繪的單一構(gòu)件。作為例子,圖6顯示了延伸經(jīng)過大部分PFJ區(qū)域的部分單一構(gòu)件56。然而,想要的部分單一構(gòu)件的最小尺寸是需要進(jìn)行置換的骨的尺寸的函數(shù)。因而,單一構(gòu)件可以構(gòu)造為大致上小于部分單一構(gòu)件56。一個(gè)這樣的例子是圖7所示的部分單一構(gòu)件58。如圖6和7所示,沿著構(gòu)件的右側(cè),部分單一構(gòu)件58大體上與部分單一構(gòu)件56的形狀相同。然而,部分單一構(gòu)件58遠(yuǎn)小于部分單一構(gòu)件56。
在骨的第二區(qū)域需要進(jìn)行置換的情況下,像部分單一構(gòu)件60所顯示的那樣,可以提供另一個(gè)單一構(gòu)件。部分單一構(gòu)件58和60實(shí)際上是部分單一構(gòu)件56的多塊形式,當(dāng)部分單一構(gòu)件58和60被植入的時(shí)候,在它們之間存在間隙。相關(guān)領(lǐng)域的那些普通技術(shù)人員應(yīng)該意識(shí)到的是,在本發(fā)明的范圍內(nèi),可以提供額外的尺寸發(fā)生變化的部分單一構(gòu)件然而,對(duì)于多塊置換構(gòu)件,在制定計(jì)劃時(shí)需要考慮到的是,避免部分單一構(gòu)件沿著負(fù)載線裂開是典型想要的。負(fù)載線標(biāo)示出了當(dāng)關(guān)節(jié)在屈曲和延伸之間移動(dòng)的時(shí)候承受了較大負(fù)載的區(qū)域。圖7所示的一條這樣的負(fù)載線為負(fù)載線62。在這個(gè)實(shí)施例中,所選擇的部分單一構(gòu)件58和60使負(fù)載線62在部分單一構(gòu)件58和60之間保持完整的骨之上延伸。通過將骨-構(gòu)件過渡件和/或構(gòu)件-構(gòu)件過渡件放置在負(fù)載較小的區(qū)域內(nèi),確保了沿著負(fù)載線的表面是光滑的,這使構(gòu)件的磨損是較小的。
根據(jù)本發(fā)明,部分單一體構(gòu)件可以包括多種內(nèi)部幾何形狀。圖8顯示了帶有在前面到后面方向上的具有小面的內(nèi)部的包括平坦的表面66、68、70、72和74的PFJ/內(nèi)側(cè)髁構(gòu)件64。圖9顯示了帶有彎曲的內(nèi)部表面78的PFJ/內(nèi)側(cè)髁構(gòu)件76。圖10顯示了帶有組合起來的包括彎曲的表面82和平坦的表面84的彎曲的和平坦的內(nèi)部的單一構(gòu)件80。當(dāng)然,構(gòu)件中的任何一種都可以用在這里所顯示的內(nèi)部幾何形狀中的任何一種構(gòu)建出來。
而且,內(nèi)部表面可以用在內(nèi)側(cè)到外側(cè)方向上的多種幾何形狀構(gòu)建出來。作為例子,圖11A顯示了經(jīng)過圖8、9或10的線A-A截取到的平坦的內(nèi)部86,但不局限于此。圖11B顯示了彎曲的內(nèi)部88,而圖11C顯示了具有小面的內(nèi)部90。圖11D顯示了帶有彎曲的側(cè)面和平坦的底部的內(nèi)部92,而圖11E顯示了帶有平坦的側(cè)面和彎曲的底部的內(nèi)部94。與先前已知的形狀相比,這些形狀更好地適應(yīng)局部骨幾何形狀,并且無論構(gòu)件是壓裝配到健康的骨還是粘結(jié)到健康的骨,都使外科醫(yī)生能夠在關(guān)節(jié)內(nèi)保留住更多健康的骨。
改進(jìn)的各個(gè)構(gòu)件圖12所描繪的可選擇的PFJ構(gòu)件96的實(shí)施例具有外側(cè)滑車延伸部區(qū)域98,而圖13所描繪的可選擇的PFJ構(gòu)件100的實(shí)施例具有內(nèi)側(cè)滑車延伸部區(qū)域102。圖14所顯示的PFJ構(gòu)件104具有內(nèi)側(cè)滑車延伸部區(qū)域106和外側(cè)滑車延伸部區(qū)域108。
對(duì)于給定的前面到后面長(zhǎng)度,所提供的PFJ構(gòu)件的寬度可以發(fā)生變化。作為非限制性的例子,圖15A、16和17旨在提供相對(duì)尺寸比較。如圖15A、16和17所示,PFJ構(gòu)件可以是窄的(PFJ構(gòu)件110)、寬的(PFJ構(gòu)件112)或是介于其之間的某個(gè)形狀(PFJ構(gòu)件114)。
另外,PFJ構(gòu)件可以適合于在較寬的PFJ區(qū)域內(nèi)使用,這通常由于特別的PFJ構(gòu)件而可能是經(jīng)久耐用的。特定地,圖15B顯示了植入在股骨111上的PFJ構(gòu)件110。然而,股骨的發(fā)生病變的部分的寬度大于PFJ構(gòu)件110的寬度。然而,就其它每個(gè)方面而言,PFJ構(gòu)件110非常精準(zhǔn)地適應(yīng)了患者的解剖結(jié)構(gòu)。因此,墊片113用于置換鄰近PFJ構(gòu)件110的股骨111的表面的部分,而不是使用較大的PFJ構(gòu)件并且引起在植入件和本來的骨之間的不想要的差異。
而且,在股骨111的所要清除的表面區(qū)域在內(nèi)側(cè)側(cè)面和外側(cè)側(cè)面都大于置換PFJ構(gòu)件的寬度的情況下,第二墊片可以使用。因而,如圖15C所示,PFJ構(gòu)件110和墊片111憑借墊片115得以增加。
因此,一個(gè)或多個(gè)墊片可以用于將PFJ構(gòu)件裝配到較寬的PFJ區(qū)域上。當(dāng)PFJ構(gòu)件具有想要的前面/后面尺度但對(duì)于進(jìn)行特別置換是過于窄的時(shí)候,這是特別有利的。像在下面進(jìn)一步詳細(xì)討論的那樣,墊片可以在植入構(gòu)件之前或在植入構(gòu)件之后剛性地或柔性地連接到PFJ構(gòu)件或其它構(gòu)件。因而,在一個(gè)實(shí)施例中,所提供的構(gòu)件預(yù)先用至少一個(gè)可以進(jìn)行修整以適應(yīng)特別患者的墊片構(gòu)造。在可選擇的實(shí)施例中,例如通過使用間隔件珠(圖35B),墊片與構(gòu)件間隔開來。
在圖15D所示的一個(gè)實(shí)施例中,確定尺寸的單個(gè)墊片117配備了片狀物119。片狀物119構(gòu)造為放置在毗鄰的構(gòu)件下面。片狀物119包括孔121,以有助于連接到骨。因而,片狀物119可以通過使用經(jīng)過孔121的釘或使用骨粘結(jié)劑而直接接附到骨。然后,毗鄰的構(gòu)件植入在片狀物119的頂部上。在這個(gè)實(shí)施例中,墊片117是柔性的并且是過尺寸的。也就是說,墊片117比在大多數(shù)情況下所需要的寬。因此,一旦將使用墊片的區(qū)域的實(shí)際尺度確定下來,墊片117就被切割成想要的尺度。
在圖15E中,顯示了墊片的另一個(gè)實(shí)施例。墊片123是由可以形成為想要的尺度的材料的片。例如,墊片123可以在箭頭125的方向上折疊起來,以提供圖15F所示的構(gòu)形。在圖15F中的墊片123進(jìn)行了對(duì)折,從而當(dāng)墊片123植入的時(shí)候,使墊片123的寬度翻倍。墊片123可以折疊多于一次,以提供額外的寬度。另外,墊片123可以在長(zhǎng)度方向、交叉地或以任何其它想要的方式折疊起來。墊片123還可以例如沿著虛線127切割成想要的高度。
在又一個(gè)實(shí)施例中,圖15G所示的墊片129配備了口袋131??诖?31包括開放端133和閉合端135。墊片129還包括片狀物137和延伸部139。想要數(shù)量的材料例如骨屑、生物材料或一些其它生物相容的材料可以放置在口袋131內(nèi),以提供想要尺寸的墊片??诖?31可以在植入之前或在植入期間,例如通過將釘插過端部133而密封起來。片狀物137也可以用于將墊片129釘?shù)竭m當(dāng)?shù)奈恢茫蚱瑺钗?37可以放置在鄰近的構(gòu)件下面??蛇x擇地,片狀物137可以滾上口袋131的頂部,而延伸部139可以用于將口袋131密封起來。
墊片可以由多種材料制造。作為例子,墊片可以由具有生物活性的、不具有生物活性的或鈍化的材料制造,包括織物、骨屑或柔性材料。另外,在保留了某個(gè)間隙的情況下,填充物材料例如骨蠟、粘結(jié)劑、聚氨酯或其它柔性材料或生物材料可以用于填充間隙。
重新對(duì)PFJ構(gòu)件進(jìn)行討論,根據(jù)本發(fā)明,PFJ構(gòu)件可以包括多種內(nèi)部幾何形狀。圖18所顯示的圖12的PFJ構(gòu)件96帶有在前面到后面方向上的包括平坦的表面116和平坦的表面118的具有小面的內(nèi)部。圖19所顯示的圖14的PFJ構(gòu)件104帶有包括平坦的表面120和彎曲的表面122的組合起來的彎曲的和平坦的內(nèi)部。圖20所顯示的圖13的PFJ構(gòu)件100帶有彎曲的內(nèi)部124。當(dāng)然,PFJ構(gòu)件中的任何一種都可以用在這里所顯示的內(nèi)部幾何形狀中的任何一種構(gòu)建出來。
這些構(gòu)件的在內(nèi)側(cè)-外側(cè)方向上的截面也可以形成多種形狀,例如圖21所示的截面(a)(b)(c)(d)和(e)。像在這些附圖中所顯示的那樣,沿著圖18、19或20的線A-A截取到的截面可以包括平坦的區(qū)域、彎曲的區(qū)域和將平坦的區(qū)域和彎曲的區(qū)域組合起來的區(qū)域。
單一髁構(gòu)件類似地,如圖22、23和24所示,單一髁構(gòu)件例如圖12、13和14的外側(cè)髁構(gòu)件126、128和130和內(nèi)側(cè)髁構(gòu)件132、134和136可以包含多種內(nèi)部幾何形狀。圖22所顯示的內(nèi)側(cè)髁構(gòu)件132帶有在前面到后面方向上的包括平坦的表面138、平坦的表面140和平坦的表面142的具有小面的內(nèi)部。圖23所顯示的內(nèi)側(cè)髁構(gòu)件136帶有在前面到后面方向上的彎曲的內(nèi)部144,而圖24所顯示的外側(cè)髁構(gòu)件126帶有包括平坦的表面146和彎曲的表面148的在前面到后面方向上的組合起來的彎曲的和平坦的內(nèi)部。
而且,單一髁構(gòu)件可以構(gòu)造為提供延伸的屈曲。通過圖25所示的髁構(gòu)件152的延伸的后面部分150,延伸的屈曲得以提供。延伸的部分提供了額外的表面區(qū)域,以當(dāng)脛骨圍繞股骨轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候,與脛骨相接觸。當(dāng)然,髁構(gòu)件中的任何一種都可以用在這里所顯示的內(nèi)部幾何形狀中的任何一種構(gòu)建出來。而且,通過使髁區(qū)域延伸,延伸的屈曲在單一體構(gòu)造內(nèi)可以類似地提供。
在內(nèi)側(cè)-外側(cè)方向上的髁構(gòu)件的截面也可以形成多種形狀,例如圖26A、26B、26C、26D和26E所示的那些形狀。像在這些附圖中所顯示的那樣,沿著圖22、23和24的線A-A截取到的截面可以包括平坦的區(qū)域、彎曲的區(qū)域和將平坦的區(qū)域和彎曲的區(qū)域組合起來的區(qū)域。更特定的,圖26A顯示了平坦的內(nèi)部154。圖26B顯示了彎曲的內(nèi)部156,而圖26C顯示了具有小面的內(nèi)部158。圖26D所顯示的內(nèi)部160帶有彎曲的側(cè)面和平坦的底部,而圖26E所顯示的內(nèi)部162帶有平坦的側(cè)面和彎曲的底部。將彎曲的幾何形狀和平坦的幾何形狀組合起來不局限于這些附圖。而且,這些內(nèi)部幾何形狀可以與在這里所披露的所有植入構(gòu)件一起使用,并且不局限于單一髁構(gòu)件。
增加件為了進(jìn)一步有助于對(duì)局部骨幾何形狀適應(yīng),增加件可以放置在構(gòu)件和切除過的骨的部分之間。由于增加件可以構(gòu)造為有效地使PFJ構(gòu)件和/或髁構(gòu)件的外部邊界擴(kuò)大,所以在無需很多PFJ構(gòu)件和/或髁構(gòu)件的情況下,使用增加件可以對(duì)膝關(guān)節(jié)進(jìn)行重新構(gòu)建,使之更精準(zhǔn)地相似于本來的膝關(guān)節(jié)。因而,如圖27、28和29所示,增加件164、166、168、170、172和174可以放置在植入構(gòu)件和骨之間,因而移動(dòng)植入構(gòu)件而遠(yuǎn)離骨。
增加件的外部表面成形為符合構(gòu)件的內(nèi)部表面。例如,增加件164的外部和增加件166的外部在前面到后面方向上具有小面,以裝配在構(gòu)件176的具有小面的內(nèi)部?jī)?nèi)。增加件168和170是彎曲的,以裝配在構(gòu)件178的內(nèi)部曲線內(nèi)。增加件172是平坦的,以裝配靠著構(gòu)件180的內(nèi)部表面的平坦的部分,而增加件174是彎曲的,以裝配靠著構(gòu)件180的彎曲的內(nèi)部部分。
當(dāng)然,在內(nèi)側(cè)到外側(cè)方向上的增加件的截面的內(nèi)部部分可以成形為類似于在上面所討論的髁構(gòu)件的內(nèi)部部分。因而,通過以多種方式將具有小面的、彎曲的和筆直的內(nèi)部輪廓與具有小面的、筆直的和彎曲的外部輪廓組合起來,可以實(shí)現(xiàn)多種截面形狀。
作為例子,圖30A所顯示的增加件182帶有具有小面的內(nèi)部表面184及具有小面的外部表面186,但不局限于此。圖30A的增加件182可以與具有圖26C所示的截面的構(gòu)件一起使用。圖30B的增加件188也可以與具有圖26C所示的截面的構(gòu)件一起使用。然而,增加件188的內(nèi)部表面190是彎曲的,而不是具有小面的內(nèi)部表面。圖30C、30D和30E的增加件192、194和196可以與具有圖26E所示的截面的構(gòu)件一起使用,從而實(shí)現(xiàn)具有小面的內(nèi)部表面(增加件192的內(nèi)部表面198)、平坦的內(nèi)部表面(增加件194的內(nèi)部表面200)或彎曲的內(nèi)部表面(增加件196的內(nèi)部表面202)。
結(jié)合和裝配機(jī)構(gòu)圖31A所顯示的股骨置換構(gòu)件204的又一個(gè)實(shí)施例包括組合起來的PFJ和外側(cè)髁區(qū)域206和內(nèi)側(cè)髁區(qū)域208??蛇x擇地,構(gòu)件204可以包括上部髁區(qū)域和下部髁區(qū)域。如圖31A所示,構(gòu)件塊206和208可以被植入圍繞骨潮(tide)210。在圖32A中,顯示了對(duì)在構(gòu)件塊206、208和骨潮210之間的匯合處的特寫。骨潮210可以包括骨、軟骨或合成材料。
在這個(gè)實(shí)施例中,所構(gòu)造的構(gòu)件塊206和208是令人滿意的。因而,如果想要的話,外科醫(yī)生可以在沒有骨潮的情況下植入構(gòu)件塊206和208。因而,像在圖31B中所描繪的那樣,構(gòu)件206和208鄰接起來,并且像在圖32B中所描繪的那樣,構(gòu)件206和208沒有連結(jié)起來。
參考圖33,顯示了可選擇的骨潮匯合處的實(shí)施例。在這個(gè)實(shí)施例中,骨潮212的位置在構(gòu)件塊214和216之間。構(gòu)件塊214和216具有不同的深度。根據(jù)再一個(gè)實(shí)施例,所形成的構(gòu)件塊可以帶有多種形狀的端部。因而,如圖34所示,構(gòu)件塊218從構(gòu)件塊218的上部表面向內(nèi)形成某個(gè)角度,構(gòu)件塊220從構(gòu)件塊220的上部表面向外形成某個(gè)角度,構(gòu)件塊222具有正方形的端部,而構(gòu)件塊224倒圓。
構(gòu)件塊的倒圓端部可以包括具有不同的曲率半徑的多個(gè)區(qū)段,而第一區(qū)段所具有的曲率半徑大于第二區(qū)段,第二區(qū)段的位置在第一區(qū)段和構(gòu)件的側(cè)面之間。就沿著經(jīng)過鄰近的構(gòu)件的匯合處的負(fù)載線減小摩擦而言,這樣的構(gòu)形是有用的。稍有彎曲的邊緣確保了當(dāng)從一個(gè)構(gòu)件到達(dá)鄰近的構(gòu)件的時(shí)候沿著負(fù)載線行進(jìn)的物體不會(huì)遇到由于構(gòu)件未對(duì)準(zhǔn)而形成的脊。
根據(jù)本發(fā)明的原理制造出來的構(gòu)件可以插入到切除的骨或骨潮內(nèi)。為了提高構(gòu)件在切除過的區(qū)域內(nèi)的保持力,珠間隔件可以形成在構(gòu)件的側(cè)面內(nèi)。如圖35A所示,構(gòu)件226包括珠間隔件228和230。類似地,構(gòu)件232包括珠間隔件234和236。為了在沒有粘結(jié)劑的應(yīng)用中使用珠間隔件,在沒有珠間隔件的情況下與置換構(gòu)件的尺寸相稱的撤回部形成在骨內(nèi)。因而,當(dāng)構(gòu)件插入到切除過的區(qū)域內(nèi)的時(shí)候,珠間隔件被迫在撤回部的壁內(nèi)緊緊地頂在骨上。珠間隔件的形式可以是單個(gè)珠、圍繞構(gòu)件的部分脊或連續(xù)的脊。本領(lǐng)域的那些普通技術(shù)人員應(yīng)該意識(shí)到的是,代替珠間隔件或除了珠間隔件之外,可選擇的材料可以用于使構(gòu)件維持在想要的位置,包括多孔的涂層、orthobiologic材料、具有花邊的膜、膠漿和粘結(jié)劑但不局限于此。
而且,當(dāng)兩個(gè)構(gòu)件并排植入的時(shí)候,間隔件珠可以使用。圖35B所顯示的構(gòu)件221帶有珠間隔件223。類似地,構(gòu)件225包括珠間隔件227。在這個(gè)實(shí)施例中,這兩個(gè)構(gòu)件都包括珠間隔件。在這樣的實(shí)施例中,優(yōu)選的是,對(duì)珠間隔件進(jìn)行排列,從而使它們不會(huì)妨礙在鄰近構(gòu)件上的珠間隔件,因?yàn)檫@可能增加了在鄰近構(gòu)件之間的最小距離。在相對(duì)運(yùn)動(dòng)存在于構(gòu)件221和225之間的情況下,由于間隔件223和227在構(gòu)件221和225之間維持了最小間距,所以構(gòu)件221和225的邊緣不會(huì)彼此靠在一起而發(fā)生擦磨。
當(dāng)然,珠間隔件223和227可以分別接觸鄰近的構(gòu)件225或221。因而,在某些實(shí)施例中,合乎人們意愿的是,由彈性材料制造珠間隔件223和227,或用彈性材料涂覆珠間隔件223和227。而且,在構(gòu)件之間的通過珠間隔件223和227維持住的間隙可以用骨蠟、粘結(jié)劑、聚氨酯或其它柔性材料或生物材料填充,以提供額外的穩(wěn)定性,同時(shí)減少磨損產(chǎn)物。
所設(shè)想的間隔件和間隔件構(gòu)形的許多可選擇的實(shí)施例在本發(fā)明的范圍內(nèi)。作為例子,在一個(gè)實(shí)施例中,只有一個(gè)構(gòu)件包括珠間隔件。在這樣的實(shí)施例中,珠間隔件可以與構(gòu)件形成在一起,或可以在稍后的步驟接附到構(gòu)件。
在再一個(gè)實(shí)施例中,間隔件沒有接附到任意一個(gè)構(gòu)件。作為例子,圖35C所顯示的間隔件設(shè)備229包括在基底233上的許多間隔件231。基底233包括許多接附孔235和片狀物237和239。接附孔235可以用于將間隔件設(shè)備釘?shù)焦恰F瑺钗?37和239構(gòu)造為放置在鄰近的置換構(gòu)件下面。因而,間隔件231在鄰近構(gòu)件的鄰近側(cè)面之間。在這個(gè)實(shí)施例中,基底233由柔性材料制造。這允許沿著彎曲的構(gòu)件對(duì)間隔件設(shè)備231進(jìn)行定位。而且,間隔件設(shè)備231可以被切割開來,從而只是提供數(shù)量有限的間隔件231。因而,對(duì)于特別的植入狀況,間隔件設(shè)備231可以進(jìn)行個(gè)別化。
當(dāng)然,間隔件的形狀不一定是珠、盒子或其它對(duì)稱的形狀。圖35D所示的間隔件墊片233的形狀大體上是楔形的。因而,墊片233可以楔入在髕股構(gòu)件235和髁構(gòu)件237之間,以將額外的穩(wěn)定性提供給置換構(gòu)件,這也確保了髕股構(gòu)件235和髁構(gòu)件237不會(huì)彼此直接接觸。所設(shè)想到的是,在某些實(shí)施例中,墊片233在操作期間可以切割成想要的長(zhǎng)度。因此,墊片233可以沿著線239被切割開來,以最小程度地對(duì)骨進(jìn)行切除。
使用多種形狀的墊片例如楔形的墊片233,這允許在患者幾何形狀的范圍內(nèi),使用相同的置換構(gòu)件。作為例子,當(dāng)與圖35D的髁243比較的時(shí)候,圖35E所描繪的股骨所帶有的髁241是向內(nèi)轉(zhuǎn)的。如圖35E所示,通過簡(jiǎn)單地將墊片233進(jìn)一步插入在鄰近的髕股構(gòu)件235和髁構(gòu)件237之間,相同的髕股構(gòu)件235和髁構(gòu)件237可以使用。因而,墊片233允許構(gòu)件采取不同的態(tài)勢(shì)。通過將墊片制造成更復(fù)雜的形狀,沿著不同的側(cè)面提供不同的斜度甚至提供更大的柔性得以實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)然,多種間隔構(gòu)件也可以以不同的方式組合起來而被使用。作為例子,墊片可以包括沿著其側(cè)面的間隔件珠。而且,額外的間隔件可以提供在構(gòu)件上,或所提供的間隔件根據(jù)需要接附到構(gòu)件。因而,在寬范圍的患者幾何形狀下使用數(shù)量有限的構(gòu)件的能力得以大幅度地增加。
間隔件可以由多種材料制造。作為例子,間隔件可以由具有生物活性的、不具有生物活性的或鈍化的材料制造,包括織物、骨屑或柔性材料。另外,在間隔件沒有對(duì)在鄰近構(gòu)件之間或在構(gòu)件和鄰近骨之間的區(qū)域進(jìn)行完全填充的情況下,填充物材料例如骨蠟、粘結(jié)劑、聚氨酯或其它柔性材料或生物材料可以用于填充間隙。
構(gòu)件的植入能力也可以通過將構(gòu)件彼此連結(jié)起來而得以提高。為了提高在構(gòu)件之間壓配合的能力,構(gòu)件可以形成有鍵,其和另一個(gè)構(gòu)件的相反鍵相配。作為例子,如圖36所示,構(gòu)件240所包括的鍵242沿著構(gòu)件240和246的整個(gè)匯合處與構(gòu)件246的鍵244相配。
可選擇地,如圖37所示,單個(gè)鍵可以用于將構(gòu)件接合在一起,在其中,構(gòu)件250的鍵248與構(gòu)件254的鍵252相配。在圖38中,顯示了可選擇的單個(gè)鍵的形式,其中,構(gòu)件256具有延伸出來的鈕258,而構(gòu)件260具有用于接收鈕258的鈕接收件262。因而,鍵可以包括單個(gè)的配合元件,或可以包括多個(gè)配合元件。而且,當(dāng)裝配構(gòu)件的時(shí)候,使用不同類型的鍵以使彼此連合起來可能是合乎人們意愿的。這些可選擇的實(shí)施例在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
在另一個(gè)可選擇的實(shí)施例中,鉸鏈可以形成在構(gòu)件之間,以在構(gòu)件沒有分開的情況下維系移動(dòng)。如圖39所示,構(gòu)件264通過鉸鏈268結(jié)合到構(gòu)件266。鉸鏈268可以是傳統(tǒng)的機(jī)械鉸鏈??蛇x擇地,鉸鏈268可以由被設(shè)計(jì)成在力的作用下屈服的合成材料制造。與單個(gè)的構(gòu)件或牢固結(jié)合起來的構(gòu)件相反,使用兩個(gè)通過鉸鏈結(jié)合起來的構(gòu)件減小了發(fā)生破裂的可能性。例如,如果構(gòu)件264和266形成為單個(gè)的剛性構(gòu)件,并且如果剛性構(gòu)件的一端牢固地安放在骨或粘結(jié)劑內(nèi)而剛性構(gòu)件的第二端沒有充分地受到粘結(jié)劑的支撐,或如果在剛性構(gòu)件的第二端之下的骨受到壓縮,那么剛性構(gòu)件就會(huì)在位于第一端和第二端之間的某個(gè)部位發(fā)生屈曲。剛性構(gòu)件發(fā)生這樣的屈曲或起作用使在剛性構(gòu)件內(nèi)的材料繃緊,這可能導(dǎo)致脆性破裂。然而,當(dāng)以圖39所示的方式結(jié)合起來的時(shí)候,鉸鏈268允許在兩個(gè)構(gòu)件264和266之間進(jìn)行屈曲或移動(dòng),而不會(huì)對(duì)任何材料發(fā)生作用。
通過機(jī)械裝置例如螺釘,股骨構(gòu)件、髕骨構(gòu)件和/或脛骨構(gòu)件也可以彼此連接起來。因而,圖40所顯示的構(gòu)件270通過螺釘274和276結(jié)合到構(gòu)件272。構(gòu)件可以鄰接起來以結(jié)合在一起,但這不是必需的。參考圖41,所顯示的構(gòu)件278和280被大體上標(biāo)示為間隔282的間隔分開。螺釘284可以用于將構(gòu)件278連接到構(gòu)件280,同時(shí)維持住了在構(gòu)件278和構(gòu)件280之間的間隔282。
此外,將構(gòu)件連接起來,這既可以在相同的骨上進(jìn)行,也可以可選擇地經(jīng)過在骨之間的關(guān)節(jié)間隔進(jìn)行。作為例子,圖42所描繪的PFJ/髁構(gòu)件286連接到間隔件288,間隔件288又連接到脛骨構(gòu)件290。通過連接件292,連接得以進(jìn)行。在構(gòu)件之間的連接件可以是骨、人造組織和/或移植物。
螺釘也可以經(jīng)過在骨內(nèi)的鉆孔,以使彼此相對(duì)的構(gòu)件側(cè)面保持經(jīng)過骨。參考圖43,構(gòu)件294和構(gòu)件296位置確定為靠在具有經(jīng)過其的鉆孔300的股骨298上。因此,通過將螺釘302插過鉆孔300,構(gòu)件294和構(gòu)件296可以結(jié)合起來,同時(shí)螺釘304在股骨298下面將構(gòu)件294和構(gòu)件296結(jié)合起來。像螺釘304所進(jìn)一步顯示的那樣,螺釘可以配備具有不同螺距的螺紋306和308,以有助于控制夾持力。在這個(gè)實(shí)施例中,螺釘304的頭部310包括用于接收扭矩控制扳手的接收件312,以有助于安裝螺釘304。
圖44所顯示的股骨構(gòu)件可以通過螺釘以就圖43討論的方式結(jié)合起來。包括PFJ區(qū)域、內(nèi)側(cè)髁和外側(cè)髁的單一構(gòu)件314可以通過螺釘320、322、324和326可調(diào)整地結(jié)合到后面髁316和318。構(gòu)件314、316和318是薄的置換構(gòu)件,在這個(gè)實(shí)施例中,這些構(gòu)件在前面/后面方向上及在內(nèi)側(cè)/外側(cè)方向上是彎曲的。像帶有在上面所討論的內(nèi)部幾何形狀的構(gòu)件那樣,不是如此彎曲的構(gòu)件被認(rèn)為在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
接附柱328、330、332、334、336、338、340和342形成在構(gòu)件314、316和318內(nèi),以從構(gòu)件的內(nèi)部表面延伸出來。螺釘320、322、324和326可以放置經(jīng)過接附柱328、330、332、334、336、338、340和342,如此使柱在不損失大量骨以植入構(gòu)件的情況下額外地為構(gòu)件的連結(jié)提供支持。
在圖45中,顯示了可選擇的實(shí)施例,其中,PFJ構(gòu)件344通過垂直取向的螺釘346和348連結(jié)到內(nèi)側(cè)髁構(gòu)件350并且連結(jié)到外側(cè)髁構(gòu)件352。髁構(gòu)件350和352包括在內(nèi)側(cè)/外側(cè)方向上的分別從構(gòu)件350和352延伸出來的接附柱354和356。圖46是圖45的構(gòu)件的側(cè)視圖,顯示了通過螺釘346連接到內(nèi)側(cè)髁構(gòu)件350的PFJ構(gòu)件344。螺釘358插過接附柱354和356,以使髁構(gòu)件350和352結(jié)合起來。可選擇地,內(nèi)側(cè)髁構(gòu)件350和外側(cè)髁構(gòu)件352可以形成為單一的構(gòu)件。
螺釘也可以在構(gòu)件內(nèi)使用,以使外科醫(yī)生能夠改變所植入的構(gòu)件的相對(duì)于另一個(gè)構(gòu)件的位置。圖47所顯示的實(shí)施例包括帶有用于在PFJ區(qū)域364和內(nèi)側(cè)髁區(qū)域366之間進(jìn)行外側(cè)/內(nèi)側(cè)調(diào)整的螺釘機(jī)構(gòu)362的單個(gè)塊構(gòu)件360。以這種方式對(duì)構(gòu)件的區(qū)域的相對(duì)位置進(jìn)行機(jī)械的更改的能力使外科醫(yī)生能夠更好地將構(gòu)件與局部植入幾何形狀配合起來。
構(gòu)件還可以彈性地連接起來。作為例子,PFJ構(gòu)件800可以通過彈性連接件806和808分別連接到髁構(gòu)件802和804。彈性連接件806接合了在PFJ構(gòu)件800上的連接件接收件810,并且接合了在髁構(gòu)件802上的連接件接收件812。類似地,彈性連接件808接合了在PFJ構(gòu)件800上的連接件接收件814,并且接合了在髁構(gòu)件804上的連接件接收件816。適宜的彈性材料包括鎳鈦諾、聚氨酯、彈性體和液態(tài)金屬。
在可選擇的實(shí)施例中,彈性連接件整合到所要連接的構(gòu)件中的一個(gè)。參考圖48B,PFJ構(gòu)件820構(gòu)造為與PFJ構(gòu)件800非常相像,并且包括連接件接收件822和824。然而,髁構(gòu)件826和828分別包括彈性連接件830和832。由于所提供的髁構(gòu)件826和828帶有整合起來的彈性連接件830和832,所以在套件內(nèi)的構(gòu)件的數(shù)量得以減少。
翻回到圖48A,彈性連接件806和808是對(duì)稱的。也就是說,彈性連接件806和808中的任意一個(gè)的任意一端都可以插入到連接件接收件810、812、814或816中的任何一個(gè)內(nèi)。就使在用于對(duì)假體系統(tǒng)進(jìn)行個(gè)別化以進(jìn)行特別植入的套件內(nèi)所需要的構(gòu)件的數(shù)量最小化而言,由于相同的連接件可以與多種PFJ構(gòu)件和髁構(gòu)件中的任何一個(gè)一起使用,所以這是有用的。
然而,在某些情況下,彈性連接件和連接件接收件可以形成為減小了將鄰近的構(gòu)件錯(cuò)誤地連接起來的可能性。作為例子,在髁構(gòu)件包括兩個(gè)子構(gòu)件的情況下,用于將兩個(gè)子構(gòu)件連接起來的連接件接收件可以構(gòu)造為不同于用于將髁構(gòu)件連接到PFJ構(gòu)件的連接件接收件。因而,可以防止不正確地對(duì)髁子構(gòu)件進(jìn)行定位。
圖49A描繪了定位成插入到連接件接收件812內(nèi)的彈性連接件806的截面圖。彈性連接件806包括干部分840和兩個(gè)端部部分842和844。端部部分842和844中的每個(gè)分別包括限定了凹穴850和852的外展部分846和484。連接件接收件812包括通道854和腔室856。通道854的直徑稍大于干部分840的直徑而稍小于外展部分848的直徑。腔室856稍大于端部部分844。
因此,當(dāng)彈性連接件806被迫進(jìn)到連接件接收件812內(nèi)的時(shí)候,凹穴852允許外展部分848向內(nèi)彎曲,從而裝配在通道854內(nèi)。一旦完全地插入,外展部分848就可以彈性地返回到圖49A所示的狀態(tài),只不過是在腔室856內(nèi)。由于外展部分848的直徑大于通道854的直徑,所以彈性連接件806受到抑制而不會(huì)從連接件接收件812抽撤出來。
而且,由于端部部分844鄰接腔室856,所以彈性連接件806朝向連接件接收件812的進(jìn)一步移動(dòng)受到了抑制。因而,彈性連接件806的干部分840可以用于使到PFJ構(gòu)件800與髁構(gòu)件802間隔開來。在植入之后,在相對(duì)運(yùn)動(dòng)存在于PFJ構(gòu)件800和髁構(gòu)件802之間的情況下,這樣的間隔減少了磨損碎屑的產(chǎn)生。
在可選擇的圖49B所示的實(shí)施例中,彈性連接件860包括整合地形成到彈性連接件的干部分864內(nèi)的間隔件862??蛇x擇地,構(gòu)件可以用彈性材料涂覆,從而使磨損產(chǎn)物的產(chǎn)生最小化。當(dāng)對(duì)構(gòu)件進(jìn)行涂覆的時(shí)候,唯一必需的是對(duì)可能靠在鄰近構(gòu)件上而發(fā)生擦磨的構(gòu)件的部分進(jìn)行涂覆。當(dāng)然,為了合乎人們意愿地減少磨損碎屑,只需要對(duì)鄰近構(gòu)件中的一個(gè)進(jìn)行涂覆。
在又一個(gè)實(shí)施例中,圖49C所示的分開的間隔件866可以與彈性連接件806一起使用。間隔件866包括橋連部分868和帶有卡扣872的干部分870。橋連部分868構(gòu)造為跨在彈性連接件806的干部分840上。干部分870用于操縱間隔件866使之處在適當(dāng)?shù)奈恢?,而卡?72用于將牽索接附到間隔件866,以在間隔件866在原位置移位的情況下,確保容易確定間隔件866的位置。當(dāng)在構(gòu)件之間的間隙得以填充的時(shí)候,間隔件866可以用于臨時(shí)性地提供構(gòu)件的希望的間隔??蛇x擇地,間隔件866可以停留在適當(dāng)?shù)奈恢?。在這樣的應(yīng)用中,在位于構(gòu)件之間的間隙得以填充之后,干870被切割開來,然后干870被移開。
脛骨構(gòu)件和髕骨構(gòu)件現(xiàn)在參考圖50A,所顯示的髕骨構(gòu)件368在所植入的兩個(gè)股骨構(gòu)件367和369之上。髕骨構(gòu)件368所包括的凹口370適應(yīng)裂開的前面設(shè)計(jì)例如圖40所示的那種設(shè)計(jì)。凹口370減小了髕骨對(duì)股骨植入件的匯合處的沖擊。可選擇地,除了凹口370之外,平坦的區(qū)域也可以使用,以減小對(duì)股骨植入件的匯合處的沖擊。
而且,股骨構(gòu)件367和369的上部邊緣的稍有彎曲減小了可能由于股骨構(gòu)件367和369甚至輕微的未對(duì)準(zhǔn)而產(chǎn)生的潛在摩擦。類似地,股骨構(gòu)件367和369設(shè)計(jì)為植入成在構(gòu)件之間沿著股骨構(gòu)件367和369的鄰近邊緣存在微小的間隙371。在相對(duì)運(yùn)動(dòng)存在于兩個(gè)構(gòu)件之間的情況下,間隙371減小了在股骨構(gòu)件367和369之間發(fā)生摩擦接觸的可能性。然而,像從圖50A所顯而易見的那樣,所設(shè)計(jì)的間隙371是足夠小的,從而使在間隙之上經(jīng)過的另一塊骨在這個(gè)實(shí)施例中是髕骨構(gòu)件368自由地在間隙371之上經(jīng)過。
在圖50B中,顯示了脛骨構(gòu)件的實(shí)施例。與為內(nèi)側(cè)半月板376提供的支撐平臺(tái)相比,具有階梯的脛骨構(gòu)件372為外側(cè)半月板374提供了更高的支撐平臺(tái)。這種構(gòu)形適應(yīng)構(gòu)件378的不對(duì)稱髁。如圖50C所示,所形成的內(nèi)側(cè)半月板380可以帶有凹陷的表面382,而所形成的外側(cè)半月板384可以帶有凸起的表面386。這樣構(gòu)形的半月板構(gòu)件較好地符合正常的膝關(guān)節(jié)解剖結(jié)構(gòu)。
具有階梯的構(gòu)件除了在上面所討論的幾何形狀和構(gòu)形之外,本發(fā)明還提供了用于多種不規(guī)則成形的骨幾何形狀的構(gòu)件。圖51所描繪的全膝關(guān)節(jié)系統(tǒng)388帶有具有階梯的股骨構(gòu)件390和具有階梯的脛骨構(gòu)件392。與外側(cè)側(cè)面396相比,股骨構(gòu)件390的內(nèi)側(cè)側(cè)面394是在更遠(yuǎn)端的。
類似地,圖52所描繪的PFJ/髁構(gòu)件398包括PFJ區(qū)域400和髁區(qū)域402。在這個(gè)實(shí)施例中的PFJ/髁構(gòu)件398具有階梯。根據(jù)本發(fā)明,即使當(dāng)PFJ/髁構(gòu)件398被植入的時(shí)候,額外的構(gòu)件稍后也可以容易地添加進(jìn)來。作為例子,與PFJ/髁構(gòu)件398相比,圖52所顯示的具有階梯的髁構(gòu)件404可以晚些(或早些)植入進(jìn)來。而且,PFJ/髁構(gòu)件398的髁區(qū)域402和髁構(gòu)件404可以具有不同的尺寸。此外,像在下面所討論的那樣,PFJ/髁構(gòu)件398和髁構(gòu)件404可以具有不同的曲率半徑。
對(duì)于早些或晚些植入的構(gòu)件,本發(fā)明還可以對(duì)用于特定的患者狀況例如具有不規(guī)則的骨幾何形狀的脛骨構(gòu)件進(jìn)行廣泛的優(yōu)化。如圖52所示,脛骨構(gòu)件插入件406和408可以在植入股骨構(gòu)件400和404之前或在植入股骨構(gòu)件400和404之后的任何時(shí)候植入。脛骨構(gòu)件插入件406和408可以是有利地固定住的,或是半月板的支承植入件。本發(fā)明還可以對(duì)脛骨構(gòu)件插入件406和408的尺寸進(jìn)行個(gè)別優(yōu)化,而不用考慮其它插入件的尺寸或股骨構(gòu)件的尺寸。這允許外科醫(yī)生對(duì)在股骨構(gòu)件和脛骨構(gòu)件之間的一致性進(jìn)行優(yōu)化,同時(shí)減小了存貨成本。
髁變體本發(fā)明包括用于多種髁幾何形狀的構(gòu)形。圖53所描繪的股骨構(gòu)件410帶有髁區(qū)域412和414。在這個(gè)實(shí)施例中的髁區(qū)域412和414是沒有分叉的。圖54所顯示的股骨構(gòu)件416帶有內(nèi)側(cè)髁區(qū)域418和外側(cè)髁區(qū)域420。在這個(gè)實(shí)施例中的髁區(qū)域418和420是分叉的。另外,所設(shè)計(jì)的髁區(qū)域可以相等地分叉開來(圖54的距離“A”=圖54的距離“B”),或與另一個(gè)髁區(qū)域相比,一個(gè)髁區(qū)域可以較大地分叉開來(圖54的距離“A”>圖54的距離“B”)。在圖54的實(shí)施例中,內(nèi)側(cè)髁區(qū)域418也比外側(cè)髁區(qū)域420寬(圖54的距離“C”<圖54的距離“D”)??蛇x擇地,所制造的髁區(qū)域可以是相等的(圖54的距離“D”=圖54的距離“C”)。
圖55描繪了膝關(guān)節(jié)置換件的股骨構(gòu)件422和脛骨構(gòu)件424,在其中,股骨構(gòu)件422是不對(duì)稱的。更特定地,與內(nèi)側(cè)髁區(qū)域428相比,外側(cè)髁區(qū)域426具有較大的半徑。在圖56和圖57中,這被更清楚地顯示出來。
圖56是沿著線A-A截取到的股骨構(gòu)件422的內(nèi)側(cè)髁區(qū)域428的截面圖。圖56描繪了許多條從內(nèi)側(cè)髁區(qū)域428的中心點(diǎn)到內(nèi)部表面的曲率半徑r1。圖57是沿著線B-B截取到的股骨構(gòu)件422的外側(cè)髁區(qū)域426的截面圖。圖57描繪了許多條從外側(cè)髁區(qū)域426的中心點(diǎn)到內(nèi)部表面的曲率半徑r2。將內(nèi)側(cè)半徑r1與外側(cè)半徑r2進(jìn)行比較,這顯示內(nèi)側(cè)髁區(qū)域428的曲率半徑小于外側(cè)髁區(qū)域426的曲率半徑(r1大體上小于r2)。
類似地,在與圖56和57的截面正支的平面內(nèi)的曲率半徑可以發(fā)生變化。圖58所描繪的股骨構(gòu)件430包括外側(cè)髁區(qū)域432和內(nèi)側(cè)髁區(qū)域434,在其中,股骨構(gòu)件430在這個(gè)正支的平面內(nèi)是不對(duì)稱的,也就是說,從各個(gè)髁區(qū)域的一側(cè)到另一側(cè)是不對(duì)稱的。在圖59和圖60中,這被更清楚地顯示出來。
圖59是沿著圖58的線A-A截取到的股骨構(gòu)件430的內(nèi)側(cè)髁區(qū)域434的截面圖。圖59描繪了從內(nèi)側(cè)髁區(qū)域434的一側(cè)到另一側(cè)的曲率半徑r1。圖60是沿著圖58的線B-B截取到的股骨構(gòu)件430的外側(cè)髁區(qū)域432的截面圖。圖60描繪了從外側(cè)髁區(qū)域432的一側(cè)到另一側(cè)的曲率半徑r2。將內(nèi)側(cè)半徑r1與外側(cè)半徑r2進(jìn)行比較,這顯示內(nèi)側(cè)髁區(qū)域434的曲率半徑小于外側(cè)髁區(qū)域432的曲率半徑(r1小于r2)。
還應(yīng)該注意到的是,每個(gè)髁區(qū)域的不同截面的從髁區(qū)域的前面到后面的曲率半徑可以發(fā)生變化。圖61所顯示的股骨構(gòu)件436以這樣的方式發(fā)生變化。在圖62和63中,分別顯示了在股骨構(gòu)件436的后面部分438的對(duì)于圖58的線A-A的截面和曲率半徑和在股骨構(gòu)件436的較前面部分440的對(duì)于圖58的線B-B的截面和曲率半徑。對(duì)半徑進(jìn)行比較,這顯示后面部分438的半徑r3小于前面部分440的半徑r4。
根據(jù)本發(fā)明使構(gòu)件具有特定地適合于特別髁的幾何形狀的可選擇的方法是使單個(gè)構(gòu)件的位置和取向適合于髁的特別幾何形狀。參考圖64、65和66,對(duì)此進(jìn)行了說明。圖64所顯示的股骨442帶有植入在股骨442的外側(cè)髁上的PFJ構(gòu)件444和髁構(gòu)件446。PFJ構(gòu)件444包括內(nèi)側(cè)節(jié)點(diǎn)445。當(dāng)腿由伸變屈的時(shí)候髕骨經(jīng)過股骨442的軌跡被標(biāo)示為髕骨軌跡448。當(dāng)腿由伸變屈的時(shí)候脛骨經(jīng)過股骨442的軌跡被標(biāo)示為脛骨軌跡450。髁構(gòu)件446定位為使脛骨軌跡450沿著髁構(gòu)件446的最長(zhǎng)部分。
圖65所顯示的股骨452帶有植入在股骨452的內(nèi)側(cè)髁上的PFJ構(gòu)件454和等同于髁構(gòu)件446的髁構(gòu)件456。PFJ構(gòu)件454等同于PFJ構(gòu)件444,除了PFJ構(gòu)件454既包括內(nèi)側(cè)節(jié)點(diǎn)455也包括外側(cè)節(jié)點(diǎn)457之外。當(dāng)腿由伸變屈的時(shí)候髕骨經(jīng)過股骨452的軌跡被標(biāo)示為髕骨軌跡458。當(dāng)腿由伸變屈的時(shí)候脛骨經(jīng)過股骨452的軌跡被標(biāo)示為脛骨軌跡460。髁構(gòu)件456定位為使脛骨軌跡460沿著髁構(gòu)件456的最長(zhǎng)部分。
對(duì)于這個(gè)例子,股骨452的PFJ區(qū)域等同于股骨442的PFJ區(qū)域。而且,在各個(gè)股骨上,髕骨軌跡448和髕骨軌跡458等同地進(jìn)行取向。因而,由于除了在PFJ構(gòu)件444上沒有外側(cè)節(jié)點(diǎn)之外,PFJ構(gòu)件444和454是等同的構(gòu)件,所以它們植入在位于股骨442和452上的等同位置。然而,股骨442的內(nèi)側(cè)髁低于股骨452的內(nèi)側(cè)髁。另外,當(dāng)與脛骨軌跡446進(jìn)行比較的時(shí)候,脛骨軌跡456發(fā)生偏斜。在圖66中,這被更清楚地顯示出來。
圖66是圖64和65的構(gòu)件在股骨452上的重疊圖。因而,圖66顯示了圖65的股骨452、PFJ構(gòu)件454、髁構(gòu)件456和髕骨軌跡460。在上述的狀況下,將圖64的構(gòu)件疊加在圖66上,這使PFJ構(gòu)件444精確地與PFJ構(gòu)件454對(duì)準(zhǔn),除了在PFJ構(gòu)件444上沒有外側(cè)節(jié)點(diǎn)之外。在圖66中,這被標(biāo)示為虛線參考線444。
在與如圖64所示的PFJ構(gòu)件444完全對(duì)準(zhǔn)的情況下,圖66還顯示了髁構(gòu)件446和髕骨軌跡450的位置。然而,圖66所顯示的是,即使髁構(gòu)件456等同于髁構(gòu)件446,與所定位的髁構(gòu)件446到PFJ構(gòu)件456的距離相比,所定位的髁構(gòu)件456還是較接近PFJ構(gòu)件454的。另外,與髁構(gòu)件446比較,髁構(gòu)件456在逆時(shí)針方向上稍微轉(zhuǎn)動(dòng)了一些。
因而,根據(jù)本發(fā)明,在股骨上的構(gòu)件位置和取向可以適合于對(duì)在股骨上的構(gòu)件的性能進(jìn)行優(yōu)化。而且,盡管在上面使用在某些單一體構(gòu)件內(nèi)的髁區(qū)域的例子而對(duì)髁幾何形狀進(jìn)行了討論,但幾何形狀可以通過髁構(gòu)件及具有髁區(qū)域的構(gòu)件得以實(shí)施。
單一體股骨構(gòu)件盡管在置換手術(shù)期間使用較小的構(gòu)件大體上是有益的,但也有希望植入完全單一體股骨構(gòu)件的情況。圖67所顯示的股骨構(gòu)件462包括PFJ區(qū)域464、內(nèi)側(cè)區(qū)域466和外側(cè)區(qū)域468。
根據(jù)本發(fā)明,股骨構(gòu)件462可以包括多種內(nèi)部幾何形狀。圖68所顯示的股骨構(gòu)件462帶有在前面到后面方向上的包括平坦的表面470、472、474、476和478的具有小面的內(nèi)部。圖69所顯示的股骨構(gòu)件462’帶有彎曲的內(nèi)部表面480。圖70所顯示的股骨構(gòu)件462”帶有包括平坦的表面482和彎曲的表面484的組合起來的彎曲的和平坦的內(nèi)部。
而且,股骨構(gòu)件462的內(nèi)部表面可以構(gòu)建成帶有在內(nèi)側(cè)到外側(cè)方向上的多種幾何形狀。作為例子,圖71A顯示了經(jīng)過圖68、69或70的線A-A截取到的平坦的截面486,但不局限于此。圖71B顯示了彎曲的內(nèi)部488,而圖71C顯示了具有小面的內(nèi)部490。圖71D所顯示的內(nèi)部492帶有彎曲的側(cè)面和平坦的底部,而圖71E所顯示的內(nèi)部494帶有平坦的側(cè)面和彎曲的底部。與先前已知的形狀相比,這些形狀更好地適應(yīng)局部骨幾何形狀,并且使外科醫(yī)生能夠在關(guān)節(jié)內(nèi)保留更多健康的骨。
像從在上面的描述和附圖所理解到的那樣,本發(fā)明的系統(tǒng)所提供的全膝關(guān)節(jié)或二隔室膝關(guān)節(jié)包括可以以六個(gè)自由度植入的構(gòu)件。特定地,參考如圖72所示的PFJ/內(nèi)側(cè)髁構(gòu)件496,髁構(gòu)件498可以向上、向下、向左、向右移動(dòng)或向左、向右轉(zhuǎn)動(dòng)。因此,可以解決不同的患者幾何形狀,而不用為了每種可能的患者幾何形狀而需要不同的構(gòu)件幾何形狀,外科醫(yī)生也無需通過清除健康的骨而使骨符合構(gòu)件幾何形狀。取而代之地,外科醫(yī)生可以選擇稍有不同的植入位置或構(gòu)件取向,以適應(yīng)患者骨幾何形狀。
示范性的方法在這里所描述的系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是,它允許外科醫(yī)生為每名患者都制作定制的植入件。近來,植入系統(tǒng)以有限數(shù)量的離散尺寸提供,其很可能不是患者所需要的精確尺寸。例如,患者的膝關(guān)節(jié)可能為75mm。然而,可用于這名患者的植入件可能為70mm和80mm。
在這些情況下,外科醫(yī)生典型地使用被設(shè)計(jì)成用于置換構(gòu)件的單個(gè)切割塊。切割塊被放置成靠在股骨的后面或靠在股骨的前面,并且提供了用于對(duì)股骨進(jìn)行四次切除即兩次在后側(cè)的切除兩次在前側(cè)的切除的引導(dǎo)件。因此,外科醫(yī)生必須做出選擇,以進(jìn)行最佳切割,用于構(gòu)件的前面裝配或后面裝配或使錯(cuò)裝配的東西裂開。
在任何情況下,外科醫(yī)生不得不在過小的植入件和過大的植入件之間做出選擇。這可能對(duì)過程結(jié)果有不利的影響。在本發(fā)明中所描述的植入系統(tǒng)可以允許外科醫(yī)生制作精確地為75mm的植入件。此外,外科醫(yī)生可以做這件事情,而不用負(fù)擔(dān)由于大庫存包括許多尺寸而增加的費(fèi)用。
為了根據(jù)本發(fā)明的原理制作定制的植入件,外科醫(yī)生首先判斷骨的哪個(gè)區(qū)域要被置換。對(duì)于這個(gè)例子,股骨的前面部分、后面部分和遠(yuǎn)端部分要被切除下來。因此,外科醫(yī)生在股骨的遠(yuǎn)端進(jìn)行第一切割。接下來,如圖73所示,外科醫(yī)生確定第一切割塊500的位置使之鄰近股骨506的切除過的遠(yuǎn)端502和后面部分504。切割塊500包括切割引導(dǎo)件508和510,其確保股骨506的切除過的后面區(qū)段匹配圖74所示的構(gòu)件512的尺度。更特定地,股骨506的陰影部分514匹配構(gòu)件512的陰影部分516。然后,股骨506的陰影部分514被切除下來。因而,作為股骨506的后面邊界的函數(shù),在股骨506的后面區(qū)域切割的部位被確定下來。因此,當(dāng)構(gòu)件512接附到股骨506的時(shí)候,構(gòu)件512的外部邊界模仿了本來的股骨506的后面的外部邊界。
然后,如圖75所示,外科醫(yī)生將第二切割塊518放置在適當(dāng)?shù)奈恢?,以將股?06的前面部分520切除下來。切割塊518包括切割引導(dǎo)件522和524,其確保股骨506的切除過的前面區(qū)段匹配圖74所示的構(gòu)件526的尺度。更特定地,股骨506的陰影部分528匹配構(gòu)件526的陰影部分530。然后,股骨506的前面區(qū)段被切割,這使股骨506具有在圖76中所描繪的構(gòu)形。因而,作為股骨506的前面邊界的函數(shù),在股骨506的前面區(qū)域切割的部位被確定下來。因此,當(dāng)構(gòu)件526接附到股骨506的時(shí)候,構(gòu)件526的外部邊界模仿了本來的股骨506的前面的外部邊界。
接下來,對(duì)從點(diǎn)A到點(diǎn)B的股骨的寬度(查看圖76)進(jìn)行了測(cè)量,并且保持以進(jìn)一步使用。這種測(cè)量結(jié)果稱為前面-后面(AP)測(cè)量結(jié)果。然后,使骨做好通過鉆孔532和另一個(gè)孔(未顯示)接收構(gòu)件512和構(gòu)件526的準(zhǔn)備。接下來,如圖77所示,構(gòu)件512和構(gòu)件526放置在適當(dāng)?shù)奈恢檬怪徑庸晒?06,并且螺釘534、536和另外兩個(gè)類似的螺釘(未顯示)被插入并且被扭轉(zhuǎn)。螺釘534、536和另外兩個(gè)螺釘被扭轉(zhuǎn),直到AP測(cè)量結(jié)果即從圖77中點(diǎn)A到點(diǎn)B的距離為小于初始的AP測(cè)量結(jié)果大約0.001到0.5英寸。這確保對(duì)植入件進(jìn)行的好的壓裝配可以實(shí)現(xiàn),同時(shí)精準(zhǔn)地模仿了股骨506在進(jìn)行切除之前的尺寸。
一旦構(gòu)件得以正確地扭轉(zhuǎn),由此夾持住了在構(gòu)件512和構(gòu)件526之間的股骨506,那么在構(gòu)件512和構(gòu)件526之間的間隙538就可能余留下來。間隙538表征了股骨506的直徑和組合起來的構(gòu)件512和構(gòu)件526的直徑的差異。因此,即使是對(duì)于不規(guī)則的直徑,本方法也允許置換構(gòu)件的外部邊界模仿本來的骨的外部直徑。根據(jù)本發(fā)明,構(gòu)件512和526可以構(gòu)造為使間隙538不會(huì)位于負(fù)載線上。如果需要的話,外科醫(yī)生可以用可接受的材料例如在這里就骨潮所描述的材料填充這個(gè)間隙。
因此,通過提供多個(gè)切割塊而每個(gè)塊都為了特別的構(gòu)件而進(jìn)行了優(yōu)化,并且通過使用構(gòu)件例如構(gòu)件512和526,定制的裝配可以對(duì)于患者實(shí)現(xiàn),而不用考慮患者的膝關(guān)節(jié)尺寸。因而,根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法,可以對(duì)所植入的構(gòu)件的尺寸進(jìn)行定制。而且,多個(gè)切割塊每個(gè)都可以使骨做好準(zhǔn)備以裝配具有不同內(nèi)部幾何形狀的構(gòu)件。因而,就為了特別的患者而對(duì)每次切除進(jìn)行優(yōu)化而言,外科醫(yī)生具有額外的自由。而且,通過使用構(gòu)件例如構(gòu)件512和526,股骨構(gòu)件可以夾持到骨,由此改善了構(gòu)件固定到骨。
根據(jù)可選擇的方法,股骨做好了通過在股骨內(nèi)進(jìn)行一系列平行的切割而接收植入件的準(zhǔn)備。典型地,骨通過在骨上確定盒子的位置而做好準(zhǔn)備,并且引導(dǎo)件被選擇出來并且定位在盒子內(nèi)。構(gòu)造為裝配在盒子內(nèi)的引導(dǎo)件距離盒子的側(cè)面某個(gè)距離。許多引導(dǎo)件是可用于在盒子內(nèi)使用的,構(gòu)造為裝配在盒子內(nèi)的每個(gè)引導(dǎo)件距離盒子的側(cè)面的距離都是不同于其它引導(dǎo)件的。因而,引導(dǎo)件是基于所要切除的骨的量而選擇出來的。在進(jìn)行切除之后,盒子得以移動(dòng),以再一次進(jìn)行切割。
然而,根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,第二平行切割通過在移動(dòng)盒子之前使用第二引導(dǎo)件而得以進(jìn)行。這是有益的,因?yàn)橐坏┖凶佣ㄎ幌聛恚M(jìn)行平行于第一切割的額外切割就通過簡(jiǎn)單地使用額外的引導(dǎo)件而得以容易地實(shí)現(xiàn)。
通過提供帶有多個(gè)平行內(nèi)部表面的置換構(gòu)件,這種方法是能夠?qū)嵤┑?。在圖78中,顯示了兩個(gè)這樣的構(gòu)件。所顯示的PFJ540和單一髁構(gòu)件542是當(dāng)植入在股骨(未顯示)上的時(shí)候它們可以定位下來。PFJ構(gòu)件540包括內(nèi)部表面544、546和548。單一髁構(gòu)件542包括內(nèi)部表面550、552、554和556。在這個(gè)實(shí)施例中,PFJ540的內(nèi)部表面544、546和548分別平行于單一髁構(gòu)件542的內(nèi)部表面550、556和554。因而,例如當(dāng)盒子定位下來以在與內(nèi)部表面544適應(yīng)的股骨內(nèi)進(jìn)行切割的時(shí)候,通過使用第二引導(dǎo)件,在沒有移動(dòng)盒子的情況下,在與內(nèi)部表面550適應(yīng)的股骨內(nèi)切割也可以進(jìn)行。
根據(jù)再一種方法,隨著許多間隔開來的外科手術(shù)過程,股骨假體系統(tǒng)漸進(jìn)地植入到患者的股骨內(nèi)。參考圖79A,在第一外科手術(shù)過程期間,切口551形成在患者的腿553內(nèi)。如圖79B所示,患者的股骨555所包括的發(fā)生病變的部分557大體上位于股骨555的髕股關(guān)節(jié)區(qū)域559內(nèi)。因此,在第一外科手術(shù)過程期間,發(fā)生病變的部分557與最小量的健康骨一起切除下來。接下來,如圖79C所示,髕股關(guān)節(jié)置換構(gòu)件561前進(jìn)經(jīng)過切口551,并且植入到髕股關(guān)節(jié)的切除過的區(qū)域內(nèi)。然后,如圖79D所示,切口551閉合起來。
在第二外科手術(shù)過程期間,如圖79E所示,切口563形成在同一名患者的同一條腿553內(nèi)。在這個(gè)例子中,切口563形成在腿553的與切口551的相對(duì)側(cè),從而允許進(jìn)入圖79F所示的內(nèi)側(cè)髁567的發(fā)生病變的部分565。如圖79G所示,在發(fā)生病變的部分565與在內(nèi)側(cè)髁567內(nèi)的最小量的健康骨一起切除下來之后,內(nèi)側(cè)髁置換構(gòu)件569植入在內(nèi)側(cè)髁567內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的原理,內(nèi)側(cè)髁構(gòu)件569植入在內(nèi)側(cè)髁567內(nèi)使之鄰近髕股構(gòu)件561但與其間隔開來??蛇x擇地,內(nèi)側(cè)髁構(gòu)件569可以植入在內(nèi)側(cè)髁567內(nèi)使之鄰近髕股構(gòu)件561并且與其鄰接起來。在每種情況下,可以整合到構(gòu)件的間隔件可以用于減少磨損碎屑的產(chǎn)生,并且無需對(duì)髕股構(gòu)件561進(jìn)行去除或置換。
本領(lǐng)域的那些普通技術(shù)人員應(yīng)該意識(shí)到的是,前述過程可以顛倒,從而使髁構(gòu)件在第一過程時(shí)植入而髕股關(guān)節(jié)構(gòu)件在第二過程時(shí)植入。而且,額外的構(gòu)件既可以在前述過程時(shí)植入,也可以在先于或晚于前述過程的過程期間植入。因而,根據(jù)本發(fā)明的原理,外科醫(yī)生只需要對(duì)股骨的發(fā)生病變的部分進(jìn)行置換。此外,在稍后股骨的另一個(gè)部分發(fā)生病變的情況下,新發(fā)生病變的部分可以被置換下來,而不用清除先前所植入的構(gòu)件。
在再一個(gè)實(shí)施例中,假體系統(tǒng)在體外組裝起來,然后作為一個(gè)單元植入進(jìn)來。根據(jù)這種方法,如圖80A所示,切口900形成在腿902內(nèi)。切口900使圖80B所示的股骨904暴露出來。在進(jìn)行了任何希望的測(cè)量之后,股骨904的所要切除的部分被確定下來,并且像虛線906所標(biāo)示的那樣,進(jìn)行切割的位置被確定下來。然后,進(jìn)行切除股骨904,呈現(xiàn)了圖80C所示的構(gòu)形。
在確定了股骨904的所要切除的部分的同時(shí),PFJ構(gòu)件908(查看圖80D)優(yōu)選地從包括尺度多樣化的多種PFJ構(gòu)件的套件選擇出來。PFJ構(gòu)件908包括外部關(guān)節(jié)連接表面910、內(nèi)部骨安裝表面912和包括連接件接收件(未顯示)的側(cè)面914。所選擇的PFJ構(gòu)件908精準(zhǔn)地近似于在健康狀態(tài)下的股骨904的PFJ部分的幾何形狀。
具有外部關(guān)節(jié)連接表面918、內(nèi)部骨安裝表面920、包括連接件接收件(未顯示)的側(cè)面922和彈性連接件924的髁構(gòu)件916也被選擇出來。在這個(gè)例子中,彈性連接件924包括整合形成的間隔件926。
然后,通過使用彈性連接件924,例如通過將彈性連接件924插入到在PFJ構(gòu)件908的側(cè)面914和髁構(gòu)件916的側(cè)面922內(nèi)的連接件接收件(未顯示)內(nèi),PFJ構(gòu)件908和髁構(gòu)件916連接起來。將PFJ構(gòu)件908和髁構(gòu)件916連接起來,這形成了圖80E所示的假體系統(tǒng)928。在假體系統(tǒng)928內(nèi),通過彈性連接件924,PFJ構(gòu)件908彈性地連接到髁構(gòu)件916但與其間隔開來。
然后,假體系統(tǒng)928插過切口900,并且安裝到股骨904上。因此,如圖80F所示,PFJ構(gòu)件908的骨安裝表面912和髁構(gòu)件916的骨安裝表面916安裝在股骨904上。另外,PFJ構(gòu)件908的側(cè)面914與髁構(gòu)件916的側(cè)面922相對(duì)。然而,由于在彈性連接件924上的間隔件926,大體上由箭頭930標(biāo)示出來的間隙存在于鄰近的PFJ構(gòu)件908和髁構(gòu)件916之間。間隙可以用任何可接受的填充物材料例如骨蠟或骨粘結(jié)劑填充。如圖80G所示,方法以使切口900閉合起來為結(jié)束。
引導(dǎo)件和器具傳統(tǒng)地,使骨做好用于全或部分膝關(guān)節(jié)假體的準(zhǔn)備,這有賴于在上面所討論的盒子和引導(dǎo)件與振蕩鋸和刀片的一起使用。因而,對(duì)圖81所示的缺陷區(qū)域558進(jìn)行處理的外科醫(yī)生可以傳統(tǒng)地在股骨560上像虛線562所標(biāo)示的那樣進(jìn)行切割,這將髁564的整個(gè)前面部分切除下來。對(duì)于傳統(tǒng)的置換構(gòu)件,這種切除措施是非常有效的。然而,這樣的措施切除了很大的骨的健康區(qū)段。
為了提供比可用傳統(tǒng)工具得到的靈活性更大的靈活性,近來發(fā)展出了在清除骨時(shí)使用其它類型的器具的傾向。這樣的工具包括高速磨錐、銼刀、骨鑿和刳刨器。由這些新使用的工具提供的增加了的靈活性包括將外科切除限制成只是針對(duì)骨的那些事實(shí)上需要置換的區(qū)域的能力。因而,參考圖81,對(duì)股骨560的切除可以被限制成針對(duì)缺陷區(qū)域558和很少量的健康骨。由于對(duì)骨的切除可以被限制成針對(duì)相應(yīng)于所選擇的構(gòu)件的區(qū)域,所以對(duì)于上述多種構(gòu)件,這種能力是令人滿意的。
本發(fā)明包括許多可以使用以有助于進(jìn)行這樣的切除的引導(dǎo)件。在圖82A中,顯示了一個(gè)這樣的引導(dǎo)件。引導(dǎo)件566包括銷568、引導(dǎo)表面570和潮標(biāo)記572。銷568用于將引導(dǎo)件566錨定在骨內(nèi)。通過使用計(jì)算機(jī)輔助的外科手術(shù),可以將引導(dǎo)件566定位在骨內(nèi)。潮標(biāo)記572用于將引導(dǎo)件566插入到骨內(nèi)的深度標(biāo)示出來。通過使用計(jì)算機(jī)輔助的建模,可以是可擦掉的潮標(biāo)記572可以被確定下來。現(xiàn)在參考圖82B,引導(dǎo)表面570大體上確定尺寸并且確定輪廓為匹配置換構(gòu)件例如圖82C所示的構(gòu)件574的曲率和大體形狀。
參考圖81,對(duì)引導(dǎo)件566的示范性使用進(jìn)行了說明。初始地,對(duì)缺陷區(qū)域558和股骨560進(jìn)行建模?;谶@種建模方法,得以確定下來的是,置換構(gòu)件574稍大于缺陷區(qū)域558,并且匹配在缺陷區(qū)域558附近的股骨560的大體輪廓。因而,所確認(rèn)的與構(gòu)件574相關(guān)聯(lián)的引導(dǎo)件566作為所要使用的合適的引導(dǎo)件。因此,作為構(gòu)件574的厚度的函數(shù),潮標(biāo)記572在引導(dǎo)件566上的部位被確定下來。在這個(gè)實(shí)施例中,系統(tǒng)還可以確認(rèn)與引導(dǎo)件566一起使用的磨刀頭部尺寸。
如圖83所示,在用潮標(biāo)記572標(biāo)記了引導(dǎo)件566之后,引導(dǎo)件566插入到股骨560內(nèi)。將引導(dǎo)件566放置到股骨560內(nèi),這是可以用計(jì)算機(jī)輔助的。所確認(rèn)用于使用的磨刀頭部例如圖84所示的磨刀頭部576插入到高速磨刀工具578內(nèi)。高速磨刀工具578包括引導(dǎo)表面支架580和滾子582。然后,高速磨刀工具578得以供能,并且引導(dǎo)表面支架580放置在引導(dǎo)表面570上,而滾子582在引導(dǎo)件566的側(cè)面。然后,像由在圖85中的箭頭584所標(biāo)示出來的那樣,外科醫(yī)生引導(dǎo)高速磨刀工具578使之圍繞引導(dǎo)件566的外圍,如圖83所示,這在股骨560內(nèi)形成了圍繞缺陷區(qū)域558的通道586。通道586可以在進(jìn)行一次連續(xù)切割時(shí)或在進(jìn)行一系列切割時(shí)形成。然后,外科醫(yī)生移開引導(dǎo)件566,并且以通道586的深度將在由通道586限定的區(qū)域內(nèi)的骨切掉。
如上所述,引導(dǎo)件566大體上在置換構(gòu)件574的形狀內(nèi)。因而,選擇尺寸合適的磨刀頭部,這使通道586的外部壁符合置換構(gòu)件574的尺寸和形狀,同時(shí)完全地將缺陷區(qū)域558的外部邊界切掉。而且,通過將引導(dǎo)件566插入到潮標(biāo)記572的深度并且插入到引導(dǎo)表面支架580在磨刀頭部576的底部之上的高度,切除的深度被確定下來。因而,所確定的切除的深度可以符合置換構(gòu)件574的厚度。
通過提供不同尺寸的磨刀頭部,單個(gè)的引導(dǎo)件可以與不同寬度和不同高度的不同置換構(gòu)件一起使用。可選擇地,在高速磨刀工具578的滾子582的邊緣和磨刀頭部576的外圍之間的隔開距離可以是可發(fā)生變化的,以實(shí)現(xiàn)相同的功能性。類似地,引導(dǎo)表面支架580的高度可以是可調(diào)整的,以進(jìn)行不同深度的切除。器具也可以構(gòu)造為側(cè)切割器具例如圖86所示的側(cè)切割工具588。側(cè)切割工具588包括構(gòu)造為接受引導(dǎo)表面592的通道590。在一些實(shí)施例中,引導(dǎo)表面592的形式為圍繞引導(dǎo)件的外圍的連續(xù)的脊。
相關(guān)領(lǐng)域的那些普通技術(shù)人員應(yīng)該意識(shí)到的是,引導(dǎo)表面的外周邊可以形成為多種形狀,以適應(yīng)多種形狀的置換構(gòu)件。另外,外周邊可以包括在多條軸線上的曲率,以例如能夠在骨的球形區(qū)域上使用。這些擴(kuò)展的內(nèi)容和其它擴(kuò)展的內(nèi)容在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
在圖87中,顯示了引導(dǎo)件的可選擇的實(shí)施例。引導(dǎo)件594為沖壓引導(dǎo)件。引導(dǎo)件594包括外部切割邊緣596和多個(gè)內(nèi)部切割邊緣598。為了使說明明了,圖88顯示了內(nèi)部切割邊緣598移開的引導(dǎo)件594。外部切割邊緣596確成形狀為符合置換構(gòu)件的外部形狀。外部切割邊緣596的高度符合置換構(gòu)件的厚度。內(nèi)部切割邊緣598中的每個(gè)都可以分別確成形狀并且確定尺寸為符合置換構(gòu)件的內(nèi)部輪廓和厚度。因而,當(dāng)被迫靠在骨上的時(shí)候,外部切割邊緣596和內(nèi)部切割邊緣598中的每個(gè)都切割到骨內(nèi)。然后,引導(dǎo)件594可以移開,在骨內(nèi)留下一系列符合置換構(gòu)件的形狀、輪廓和厚度的切痕。通過使用工具以將骨切掉下至切痕的水平,骨可以被切除成接收置換構(gòu)件。在可選擇的實(shí)施例中,引導(dǎo)件只包括外部切割邊緣596。
根據(jù)多種可選擇的方法,可以有助于放置沖壓引導(dǎo)件。一種方法使用圖89所示的設(shè)備。引導(dǎo)件600包括圍繞引導(dǎo)件600的外圍的切割邊緣602和引導(dǎo)孔604和606。引導(dǎo)件600還可以包括內(nèi)部切割邊緣。所顯示的引導(dǎo)件600插入到分別延伸經(jīng)過孔604和606的銷608和610上。在實(shí)施時(shí),銷608和610插入到骨內(nèi)。然后,引導(dǎo)件600定位在銷608和610之上,使孔604和606與銷608和610對(duì)準(zhǔn)。然后,引導(dǎo)件600靠在骨上進(jìn)行移動(dòng)。因而,引導(dǎo)件600位于想要的位置。然后,使用引導(dǎo)件600的方法可以以類似于參考引導(dǎo)件594而描述的方式的方式進(jìn)行。
通過引導(dǎo)件600形成的切痕的深度可以以許多途徑確定下來。例如,通過切割邊緣602的深度、通過在切割邊緣602上標(biāo)記想要的深度、通過在銷608和610上的潮標(biāo)記或通過在銷608和610上提供引導(dǎo)件600不能移動(dòng)超過的停止件,切痕的深度可以被確定下來。通過使用計(jì)算機(jī)輔助的外科手術(shù)或其它成像輔助的技術(shù),可以將銷608和610放置好,以確保切痕的深度和部位是適當(dāng)?shù)摹?br>
可選擇地,先前所植入的其在股骨上的位置是已知的構(gòu)件可以與銷引導(dǎo)件一起使用,以將所使用的銷放置成對(duì)準(zhǔn)引導(dǎo)件。參考圖90,對(duì)這樣的銷引導(dǎo)件進(jìn)行了討論,在其中,單一試驗(yàn)構(gòu)件612植入在股骨614內(nèi)。單一試驗(yàn)構(gòu)件612包括孔616和618。
在圖90中,也顯示了銷引導(dǎo)件620。在這個(gè)實(shí)施例中,銷引導(dǎo)件620包括擺動(dòng)臂622、基座臂624和銷引導(dǎo)孔626和628?;?24構(gòu)造為插入到單一試驗(yàn)構(gòu)件612的孔616內(nèi)。而且,基座臂624和孔616構(gòu)造為使基座臂624相對(duì)于單一試驗(yàn)構(gòu)件612的取向的取向是已知的。這樣的構(gòu)形可以包括鍵-鎖構(gòu)形或在基座臂624上的與在單一試驗(yàn)構(gòu)件612上的標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)的簡(jiǎn)單標(biāo)記?;?24還可以是可調(diào)整高度的,從而顧及到骨的曲率。
為了確定擺動(dòng)臂622相對(duì)于基座臂624的想要的取向,機(jī)構(gòu)也可以被提供。這可以是在一個(gè)臂上的參考標(biāo)記和在另一個(gè)臂上的一系列數(shù)字。因此,銷引導(dǎo)件620相對(duì)于股骨614的精確取向得以實(shí)現(xiàn)。
特定地,對(duì)股骨614進(jìn)行建模,這提供了股骨614的幾何形狀。對(duì)單一試驗(yàn)612進(jìn)行成像并且隨后對(duì)其進(jìn)行建模,這提供了孔616相對(duì)于股骨614的確切位置。因?yàn)榛?24的高度和取向是已知的,并且因?yàn)閿[動(dòng)臂6622的長(zhǎng)度和取向是已知的,所以銷引導(dǎo)件620相對(duì)于股骨614的精確位置是已知的。因此,銷可以經(jīng)過銷引導(dǎo)孔626和628精確地插入到股骨614內(nèi)。
可選擇地,在對(duì)股骨614進(jìn)行任何切除之前,臨時(shí)構(gòu)件可以放置在股骨614上。在本發(fā)明的這種可選擇的方法中,一旦臨時(shí)構(gòu)件放置好了,它就被成像。因而,對(duì)于PFJ構(gòu)件或髁構(gòu)件的任一個(gè)或?qū)τ诙?,通過臨時(shí)構(gòu)件,以類似于上述放置PFJ引導(dǎo)銷的方式,可以對(duì)引導(dǎo)銷的放置進(jìn)行引導(dǎo)。相關(guān)領(lǐng)域的那些普通技術(shù)人員應(yīng)該意識(shí)到的是,通過使用這種方法,任何數(shù)量的構(gòu)件引導(dǎo)銷可以放置。
對(duì)于在骨的平坦表面內(nèi)進(jìn)行切割,某些器具是非常有用的。作為例子,圖91所示的鋸630包括連接到桿634的研磨梢632。兩個(gè)引導(dǎo)栓636和638位于鋸630的殼640上。桿634從一側(cè)移動(dòng)到另一側(cè)(如圖91所示在上下方向上)。軸線642和644顯示了桿634經(jīng)過每個(gè)運(yùn)動(dòng)周期所掃過的弧形的外部限度。
因此,當(dāng)在垂直于殼640的軸線的方向上例如在箭頭646方向上使鋸630移動(dòng)的時(shí)候,在只在骨之上經(jīng)過一次的情況下,骨可以只被切割到尺度A-A所標(biāo)示的深度。在這里,這被指代成“經(jīng)過深度”。由于較長(zhǎng)的頭部掃過較大的弧形,所以經(jīng)過深度可以通過提供不同尺寸的研磨頭部而得以調(diào)整。而且,鋸可以取向?yàn)檠刂羞M(jìn)的方向或正交于行進(jìn)的方向進(jìn)行切割。因而,基于在鋸內(nèi)的研磨頭部的構(gòu)形,單個(gè)的研磨頭部可以用于進(jìn)行兩種不同寬度的切除。
鋸630可以與圖92所示的引導(dǎo)件648一起使用,以在骨內(nèi)切割到特定的深度,包括大于單個(gè)經(jīng)過深度的深度。引導(dǎo)件648包括通道650。在這個(gè)實(shí)施例中包括大體上平行的子通道652、654和656的通道650大體上是蜿蜒的。子通道652、654和656以等于帶有特別研磨頭部的鋸630的經(jīng)過深度的距離間隔開來。子通道652通過端部通道658結(jié)合到子通道654,而子通道654通過端部通道660結(jié)合到子通道656。因此,通道650從通道進(jìn)口662到通道終止處664是連續(xù)的。
通過確認(rèn)骨的所要切除的區(qū)域,開始與引導(dǎo)件648一起操作鋸630。然后,用于鋸630的研磨梢被選擇出來。一旦研磨頭部被選擇出來,經(jīng)過深度就是已知的了,并且合適的引導(dǎo)件648也可以被選擇出來。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)所預(yù)想到的是,提供由子通道和彎曲件組成的可以用于構(gòu)建用于與特定切除一起使用的特定引導(dǎo)件的套件。當(dāng)在計(jì)算機(jī)程序的輔助下實(shí)施這種方法的時(shí)候,程序可以被設(shè)計(jì)成用于對(duì)引導(dǎo)件進(jìn)行設(shè)計(jì)。在任何情況下,一旦經(jīng)過深度是已知的,引導(dǎo)件子通道間距就可以確定下來。引導(dǎo)件通道間距被選擇出來,從而使在引導(dǎo)件的鄰近的子通道之間的距離不大于研磨頭部的經(jīng)過深度。在一個(gè)實(shí)施例中,子通道間距是引導(dǎo)件使鄰近的子通道分開的壁的厚度的函數(shù)。
因而,套件可以提供多個(gè)彼此可以接附起來的子通道構(gòu)件。子通道構(gòu)件可以包括多種用于多種骨區(qū)域的幾何形狀。因而,彎曲的子通道區(qū)段可以用于圍繞股骨的頭部進(jìn)行切除,而相對(duì)直的子通道可以用于對(duì)限制于髁的一個(gè)區(qū)域進(jìn)行切除?;趯?duì)骨和所要切除的區(qū)域進(jìn)行建模,計(jì)算機(jī)程序可以用于確認(rèn)所要使用的子通道和彎曲件,并且用于確認(rèn)引導(dǎo)件的構(gòu)件的構(gòu)形。
一旦引導(dǎo)件648組裝起來或選擇出來,它就接附到所要切除的骨,而通道進(jìn)口662取向成遠(yuǎn)離所要切除的骨。引導(dǎo)件648位于在骨之上的某個(gè)高度,從而當(dāng)引導(dǎo)栓636和638在子通道652內(nèi)并且靠在最接近骨的子通道652的壁上的時(shí)候,研磨梢以一個(gè)經(jīng)過深度的距離或小于一個(gè)經(jīng)過深度的距離延伸到骨內(nèi)。將引導(dǎo)件648接附到骨可以通過使用夾子而得以實(shí)現(xiàn),而放置引導(dǎo)件648可以通過計(jì)算機(jī)引導(dǎo)的外科手術(shù)得以實(shí)現(xiàn)。
然后,引導(dǎo)栓636和638插入到通道進(jìn)口662內(nèi),并且鋸630得以供能。然后,外科醫(yī)生沿著通道650移動(dòng)鋸630使之經(jīng)過子通道652。當(dāng)引導(dǎo)栓636和638都在端部通道658內(nèi)的時(shí)候,鋸630可以下降到子通道654,并且另一次經(jīng)過可以在所要切除的區(qū)域之上進(jìn)行。
如果所要切除的區(qū)域比鋸630所可能進(jìn)行的切割寬,那么鄰近引導(dǎo)件648的第二引導(dǎo)件就可以使用,或引導(dǎo)件648可以再次確定位置,以在骨之上進(jìn)行第二組經(jīng)過。
圖93顯示用于與具有在鋸的殼的相對(duì)側(cè)上的引導(dǎo)銷的鋸一起使用的引導(dǎo)件的可選擇的實(shí)施例。在這個(gè)實(shí)施例中,引導(dǎo)件666所包括的通道668是彎曲的,以符合股骨670的下部表面。如圖94所示,引導(dǎo)件666還包括通道672。通道668和672位于凹穴674的每側(cè)。因此,為了使用引導(dǎo)件666,鋸的相對(duì)的引導(dǎo)銷分別插入到通道668和672內(nèi),并且研磨梢和鋸插過凹穴674的開口。
在一個(gè)實(shí)施例中,通道668和672等同地構(gòu)造為進(jìn)行統(tǒng)一的切割。然而,如果想要的話,子通道的長(zhǎng)度和間距可以被選擇,以使所提供的切痕的形狀和深度從切痕的一側(cè)到切痕的另一側(cè)是不同的。
在圖95中,顯示了可以與合并了本發(fā)明的特征的引導(dǎo)件一起使用的線鋸。鋸676包括把手(未顯示)、引導(dǎo)平臺(tái)678、引導(dǎo)銷680和線682。鋸676還可以包括用于使線682移動(dòng)的裝置,例如往復(fù)裝置或轉(zhuǎn)動(dòng)裝置。鋸676可以與在圖96中被顯示成接附到股骨686的引導(dǎo)件684一起使用。引導(dǎo)件684包括圖97所示的通道688和通道690。
在操作時(shí),引導(dǎo)銷680插入到通道688和690內(nèi),而引導(dǎo)平臺(tái)678停留在通道688和690的頂部上。在圖98中,這被更清楚地顯示出來。停留在大體上平行的通道688和690上的引導(dǎo)平臺(tái)678的相對(duì)寬的基座確保線682在切除期間保持垂直于通道688和690。然后,外科醫(yī)生通過沿著通道688和690移動(dòng)鋸676而對(duì)骨進(jìn)行切割。當(dāng)鋸676移動(dòng)的時(shí)候,受制于通道688和690的引導(dǎo)銷680和停留在大體上平行的通道688和690上的引導(dǎo)平臺(tái)678維持線682在股骨686內(nèi)在想要的部位。像在圖96中的虛線692所顯示的那樣,引導(dǎo)件684的使用使切除過的表面是平滑彎曲的。
通過使用本發(fā)明的原理,其它骨表面幾何形狀是可以得到的。作為例子,鋸676可以與圖99所示的引導(dǎo)件694一起使用,但不局限于此。引導(dǎo)件694的通道696包括多個(gè)線性的段。因此,像虛線700所標(biāo)示出來的那樣,引導(dǎo)件694的使用導(dǎo)致股骨698的具有小面的切除。這個(gè)實(shí)施例和其它實(shí)施例在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
本領(lǐng)域的那些普通技術(shù)人員應(yīng)該意識(shí)到的是,上述系統(tǒng)可以在很多變化廣泛的過程中使用。為了顯示本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn),前述內(nèi)容描述了一種非常簡(jiǎn)單的用于將本發(fā)明的系統(tǒng)合并在膝關(guān)節(jié)置換手術(shù)內(nèi)的方法。本領(lǐng)域的那些普通技術(shù)人員應(yīng)該意識(shí)到的是,通過本發(fā)明,許多可選擇的方法是能夠?qū)嵤┑模切┛蛇x擇的方法在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
盡管通過對(duì)示范性的過程和系統(tǒng)構(gòu)件進(jìn)行描述闡明了本發(fā)明,并且盡管相當(dāng)詳細(xì)地描述了多種過程和構(gòu)件,但申請(qǐng)人不是旨在用這樣的細(xì)節(jié)來約束或限制附加的權(quán)利要求書的范圍。對(duì)于本領(lǐng)域的那些普通技術(shù)人員,額外的優(yōu)點(diǎn)和更改也是顯而易見的。因此,就本發(fā)明的最廣闊方面而言,本發(fā)明是不受所顯示的和所描述的特定細(xì)節(jié)、實(shí)施情況或說明性例子的限制的。因此,在不偏離申請(qǐng)人的總的發(fā)明性構(gòu)思的主旨或范圍的情況下,可以脫離這樣的細(xì)節(jié)。作為例子,除了膝關(guān)節(jié)之外,在這里所描述的系統(tǒng)還可以應(yīng)用到其它骨和關(guān)節(jié),甚至帶有單個(gè)關(guān)節(jié)連接隔室的關(guān)節(jié),但不局限于此。這樣的骨可以包括脛骨和肱骨。
權(quán)利要求
1.一種用于假體系統(tǒng)的套件,其包括多個(gè)第一構(gòu)件,多個(gè)第一構(gòu)件中的每個(gè)用于置換骨的多個(gè)第一表面部分中的一個(gè);用于置換骨的第二表面部分的第二構(gòu)件;和用于將多個(gè)第一構(gòu)件中的至少一個(gè)連接到第二構(gòu)件的第一彈性連接件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套件,其特征在于,彈性連接件包括間隔件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套件,還包括用于置換骨的第三表面部分的第三構(gòu)件;和用于將第三構(gòu)件連接到多個(gè)第一構(gòu)件中的至少一個(gè)的第二彈性連接件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套件,其特征在于,第一彈性連接件是可操作的,以將多個(gè)第一構(gòu)件中的每個(gè)與第二構(gòu)件連接在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套件,其特征在于,多個(gè)第一構(gòu)件包括用于置換髕股關(guān)節(jié)的第一表面部分的第一髕股關(guān)節(jié)(PFJ)構(gòu)件;和用于置換髕股關(guān)節(jié)的第二表面部分的第二髕股關(guān)節(jié)構(gòu)件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的套件,其特征在于,第一髕股關(guān)節(jié)構(gòu)件包括節(jié)點(diǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的套件,還包括用于將第一髕股關(guān)節(jié)構(gòu)件連接到第二髕股關(guān)節(jié)構(gòu)件的第三彈性連接件。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的套件,其特征在于,第一彈性連接件是可操作的,以將第一髕股關(guān)節(jié)構(gòu)件連接到第二髕股關(guān)節(jié)構(gòu)件。
全文摘要
用于假體系統(tǒng)的套件包括多個(gè)第一構(gòu)件、用于置換骨的第二表面部分的第二構(gòu)件和用于將多個(gè)第一構(gòu)件中的至少一個(gè)連接到第二構(gòu)件的彈性連接件,多個(gè)第一構(gòu)件中的每個(gè)都用于置換骨的多個(gè)第一表面部分中的一個(gè)。根據(jù)一種方法,來自假體系統(tǒng)套件的用于置換骨表面的鄰近部分的構(gòu)件在體外組裝起來。
文檔編號(hào)A61B17/56GK101015476SQ20061010162
公開日2007年8月15日 申請(qǐng)日期2006年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月30日
發(fā)明者L·阿拉姆, D·奧格爾, A·海登, J·李 申請(qǐng)人:德普伊產(chǎn)品公司