[发明专利]后稳定型膝关节假体

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2006年9月25日提交的序列号为No.60/826,844 的美国临时专利申请的优先权，该临时专利申请通过引用整体结合 入本文。

技术领域

本发明总的涉及关节置换外科手术，并且更具体地涉及后稳定 型膝关节假体，该假体包括修改的股骨前凸轮面和胫骨插入件稳定 桩的修改的前面，使得这些表面上的应力降低并且桩的前面的变形 减少，以及手术过程中去除的骨量减少。

背景技术

关节置换外科手术很常见，这种手术使很多要不然不可能正常 活动的人能够正常活动。典型地，人工关节包括固定到原有的骨头 上的金属部件、陶瓷部件和/或塑料部件。膝关节是经受置换外科手 术的很多常见关节中的一种。膝关节成形术是一种众所周知的外科 手术，通过该手术用膝关节假体来置换病变和/或损坏的自然膝关节。 典型的膝关节假体包括股骨部件、膝盖骨部件、胫骨盘或胫骨平台 和与胫骨盘连接的胫骨支承插入件。股骨部件通常包括一对沿侧向 间隔开的髁部分，所述髁部分具有与形成在胫骨支承插入件中的互 补髁元件关节连接的远侧表面。

根据在外科手术中使用的技术和部件不同，全膝关节假体在本 质上可归为三种基本类别。在第一类别中，远侧股骨和近侧胫骨的 关节面使用相应的髁型关节支承部件来“重修表面”。这些膝关节 假体提供了基本的旋转和移动自由度，并且只需切除很少的骨就能 将所述部件容纳在可用的关节间隙中。膝盖骨-股骨关节同样也可以 通过第三假体部件来重修表面。股骨、胫骨和膝盖骨的重修表面假 体部件通过骨水泥(cementing)或通过生物骨内生长固定措施或者 任何其他适当的技术固定到相应的邻近骨结构上。

股骨部件提供了具有与膝关节的自然远例股骨或股骨侧相似 的外形和几何形状的多半径设计的内侧和外侧髁支承面。胫骨部件 可完全由塑料(UHMWPE：超高分子量聚乙烯)制成，或者其可由 金属基部分和互锁的塑料部分制成。塑料胫骨支承面可以具有与配 合的股骨髁在一定程度上匹配的凹形多半径几何形状。股骨部件和 胫骨部件独立地设置在膝关节的两侧上并且不像在铰链类型的膝关 节假体中那样机械地连接或链接起来，该铰链类型的膝关节假体构 成了全膝关节假体的第二类别。

在根据第一类别的重修表面类型的全膝关节假体中，胫骨支承 面的几何形状可以呈现各种构造，这取决于所需的关节接触相合的 范围和相关的移动(内侧-外侧，前-后)和转动(轴向，内翻-外翻) 的股骨-胫骨副运动。这些不同副运动使得重修表面的膝关节以类似 自然的生物机械方式与周围的韧带和肌肉结构一起绕膝关节活动。 软组织结构以受控方式保持股骨支承面和胫骨支承面接触，提供必 要的力约束水平来实现膝关节的稳定性，并且在机能上减缓屈伸主 运动和副运动(诸如轴向转动)的速度。另外，周围组织结构和植 入的膝关节假体之间的功能性交互作用使突然的运动中断或者假体 关节面的冲击负载减到最小，由此防止部件的固定交界面受到过大 应力。

根据第二类别，机械式链接或铰接类型的膝关节假体提供了固 定支点的屈伸能力。因此，在周围软组织结构极度退化并且不能提 供在功能上可接受的膝关节稳定性的选定情况下，通常在外科上需 要“铰接膝关节”。

与第一类别相比，全膝关节假体装置的第三类别，后稳定型全 膝关节提供了更加可预测的运动学特性。后稳定型全膝关节实质上 结合了第一类别即重修表面的髁型膝关节假体的所有功能特征，另 外结合了用于提供后(胫骨至股骨)约束的机械凸轮/从动件机构。 凸轮/从动件机构设置在股骨部件的髁间间隙内并且提供了置换型后 约束，作为失去的后交叉韧带功能或者折衷的膝关节后稳定性的预 设补偿特征。该凸轮/从动件机构使股骨能够在胫骨上“回滚”，这 在弯曲过程中为四头肌提供了机械方面的优点。

如图1所示，凸轮/从动件机构的凸轮部分通常包括凸形的叶 形表面，该叶形表面在被称为“稳定盒”的盒状结构内一体加工或 铸造而成，该稳定盒位于股骨部件的内侧髁支承面和外侧髁支承面 之间。稳定盒也可被称为股骨部件的髁间部分。凸轮面通常形成在 稳定盒的后壁部分内并且以顶部的上壁、侧面上的内侧和外侧壁部 以及前部为边界。相对于股骨部件的整体尺寸而言，这样形成的稳 定盒结构占据了很大的包络面(envelope)，因而需要切除相当多能 生存的骨才能将稳定盒容纳在远侧股骨的髁间区段内。