[发明专利]膝盖假体植入物

说明书

一种人类膝盖假体植入物，其具有胫骨组件，其形成第一和第二内侧凹表面以及第一和第二外侧凹表面；和股骨组件，其形成第一和第二内侧凸表面以及第一和第二外侧凸表面。形成胫骨和股骨表面以提供所述膝盖假体植入物在完全伸展、中度弯曲范围和完全弯曲状态下的接触相互作用。

相关申请的交叉参考

本申请要求2016年1月8日提交的美国专利申请第14/991,593号的优先权，所述申请要求2015年12月30日提交的美国临时申请第62/272,962号的优先权。

技术领域

本发明涉及一种供用于人类全膝关节置换手术中的膝盖假体植入物。

背景技术

由于医学知识的增长和手术技术方面的显著进步，针对全膝关节成形术(totalknee arthroplasty；TKA)的膝盖假体关节植入物和手术的设计和材料选择在不断变化。“婴儿潮”引起的中老年人的增加，伴随所述人群对保持积极生活方式的需要已不仅引起所述手术变得更为常见，还增加了对人工关节的更多常见功能的需要。

膝盖假体植入物的设计从其产生以来呈现着相当大的变化，其主要是基于对自然膝盖的运动和稳定性的较好理解。起初认为，人类膝盖的关节连接可通过被设计为允许围绕单轴进行弯曲-伸展旋转的机械铰接部的假体植入物来充分模拟。此类装置在患者膝关节的运动范围以及机械装置的断裂方面均具有明显的局限性。使用MRI分析对活体患者的人类膝盖进行的分析和尸体膝关节进行的研究显著增加了对活体膝盖的运动学和稳定性特性的理解。最有意义的理解是，在大部分弯曲过程中，膝盖的内侧隔室(股骨内髁、内侧半月板和胫骨坪)主要随简单的球窝关节移动，而外侧隔室(股骨外髁、外侧半月板和外侧胫骨坪)的移动使得弓形路径中从前到后(前面到后面)的接触点变化主要依赖于股骨下方的胫骨的纵向旋转。因此，股骨的内髁和内胫骨之间的接触区或点(位于接触压力的中心处的虚拟点)几乎保持固定，而外胫骨上的外髁接触点在活动过程中会移动。最后20度的伸展和115度弯曲之后的膝盖特性与中间运动范围内的运动有所不同。在完全伸展中，末梢内侧关节表面的凸轮样作用(cam-like effect)使股骨移离胫骨表面，使内侧和外侧副韧带收紧并引起胫骨发生外旋，称作“锁扣(screw-home)”。弯曲超过115度，外侧胫骨接触呈滚动和滑动运动的后外侧胫骨表面，其使股骨外髁移离胫骨后部(“滚离(roll off)”)并允许完全弯曲同时对腘窝的内含物进行减压。因此，膝盖具有三个运动范围：完全伸展、中等弯曲和完全弯曲。

膝盖内侧处的稳定性是由股骨髁和具有附接的内侧半月板的胫骨凹表面之间的贴合性提供，使得构造体耐前-后(AP)移位，而具有其凸表面和较不牢固地附接的半月板的膝盖的外侧并不会提供高度AP约束，但伴随膝盖弯曲会以前-后方式任意移动。这一运动学特性提供在内侧界面处充当胫骨内旋/外旋的旋转或中心，同时股骨外髁向前并向后移动。股骨内髁的细长末梢轮廓在伸展的最后10-15°时引起凸轮作用和锁扣运动。外侧隔室的前-后移动性允许进行超过115度的特有弯曲运动。

膝盖假体植入物理想上寻求与健康活体膝盖的运动学和稳定性特性匹配。首要的是维持关节在全运动范围内的稳定性。在后十字韧带中存在或不存在张力下，当前可用的膝盖假体植入物很大程度上依赖于内侧和外侧副韧带中的张力来推动运动学特性和稳定性。常规上所理解的是，在整个弯曲中调整(通过“韧带平衡”)和维持这些韧带中的张力对于提供关节的稳定性为必不可少的。然而，在全膝关节成形术手术中，难以在这些韧带中实现所需张力，并且缺乏所需张力或张力过大都会对患者造成不可接受的后果。不足的韧带张力会导致关节不稳定性并且在功能方面对患者造成不可接受的结果，并且在极端的情况下，会造成关节脱臼。韧带张力过大会导致运动范围受限并会有韧带断裂的可能性。此外，大多数设计未能提供全范围的弯曲移动，因为正常膝盖中所见的稳定性和运动的类型(上文所提及)并不是由关节连接和韧带张力来提供。

发明内容