[发明专利]柔顺的抗吸收植入物

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年1月18日提交的美国临时申请号61/587,854的优先权，该申请全文以引用方式并入本文中。

背景技术

骨科植入物用来加强或置换通常经历高应力水平和磨损的关节。在初次置换手术中，已经历创伤或已磨损至抑制关节的正常功能的程度的关节被置换或用更结实的耐磨植入物增强。在翻修手术中，或者不成功或者已磨损至抑制其功能的程度的初次植入物被用翻修植入物补充或置换。在置换关节处持续不断的每日应力和磨损(尤其是对于承重的膝关节置换来说)需要初次植入物和翻修植入物两者均足够结实以经受显著的滥用。

常规的膝关节植入物由刚性的高模量金属制成，该金属用来提供足够的支撑并经受在膝关节处存在的高应力。诸如钛、不锈钢、锆、钴-铬合金和其它金属合金的高强度金属常常在股骨和胫骨植入物中使用以实现所需强度和稳定性。这些金属部件表现出比其所植入到的骨结构更高的刚度和更高的弹性模量，以便经受在日常活动过程中膝关节上易出现的显著应力。植入物和用来制造它们的金属材料的尺寸导致患者必须调整以适应的较重植入部件，并且患者可能在植入后因“感受到金属部件的重量”而不适。

就传统膝关节植入物部件的刚性材料和大型植入物设计而言，膝关节置换物承受在植入后患者的关节上易出现的大部分应力。结果，植入物周围的骨往往经受比正常情况更低的应力。减小的应力造成骨吸收，因为骨分解以调整和适应对来自关节处的骨的支撑的减少的需求。响应于正常负载中的变化，骨重建自身以积累更大的质量来加强骨或者分解骨质量来削弱骨。该过程被称为沃夫定律，并且其造成正常骨在骨上的负载增加时变得更强或者在骨上的负载减少时变得更弱。

植入物周围的骨吸收可具有显著的负面效应，因为它降低骨的完整性及其将植入物牢固地保持就位的能力。这种并发症被称为应力遮挡，因为高强度植入物将周围的骨从造成骨保持其强度所需的应力和负载“遮挡”开。所产生的骨吸收造成患者在其日常活动期间经受疼痛并感受到其膝关节植入物的重量。在一些情况下，由应力遮挡导致的骨吸收甚至可造成植入物完全失效，从而需要二次翻修膝关节置换术。

发明内容

本文公开了用于提供减少应力遮挡对周围骨结构的负面效应的骨科（orthopedic）植入物的系统、装置和方法。特别地，所述系统、装置和方法提供将在植入物上易出现的力传递至周围骨结构的骨科植入物。所述系统、装置和方法减少装置应力集中的点并且提供传递到周围骨的应力的均匀分布。

在某些实施例中，一种骨科植入物包括具有外部关节表面的外壳区域和具有骨界面和与外壳区域不同的机械特性的中间区域。在某些实施中，中间区域具有与外壳区域不同的弹性模量、密度或孔隙度。在某些实施中，中间区域由与外壳区域不同的材料构成。

在某些实施中，外壳区域包括加强肋。加强肋可设置在外壳的前部处、外壳的髁部分上、外壳的髁部分之间的接头处、或它们的组合。肋可设置在外壳区域的表面上，或者可以设置在外壳区域的内部部分中。

在某些实施中，外壳区域的横截面积为基本上均匀的。在这样的实施中，外壳区域的厚度在整个外壳上变化。在其它实施中，外壳区域的厚度为基本上均匀的。

在某些实施中，中间区域为相对于外壳区域可移动的。中间区域也可为多孔的，其中骨界面形成多孔的骨长入表面。骨界面成形为使用标准已切割骨的几何形状，并且骨界面的轮廓不同于外壳的内部轮廓。

在某些实施例中，一种制造骨科植入物的方法包括形成骨科植入物的外壳区域和形成骨科植入物的中间区域，中间区域具有与外壳区域不同的机械特性。在某些实施中，外壳区域和中间区域通过快速制造形成，并且中间区域可由与外壳区域不同的材料形成，或者可具有与外壳区域不同的密度或孔隙度。

附图说明

从参照附图的以下进一步描述，将更充分地理解上述的和其它的目的和优点。这些所描绘的实施例应理解为示例性的，而绝不应理解为限制性的：

图1示出示例性股骨植入物的透视图；

图2示出图1中所示股骨植入物的横截面的透视图；

图3示出具有内部通道的示例性股骨植入物的透视图；

图4A和图4B示出两个示例性植入物部件的有限元分析；

图5示出图1中所示股骨植入物的外壳部分的透视图；

图6A-C示出具有基本上均匀的横截面积的示例性股骨植入物外壳的剖视图；

图7A-C示出具有基本上均匀的厚度的示例性股骨植入物外壳的剖视图；