[发明专利]假体股骨部件

说明书

本申请是申请号为201380024164.1、国际申请日为2013年5月8日、发明名称为“用于全髋关节成形术的最佳接触机械部件”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本公开内容涉及可以作为假体关节诸如髋关节的一部分而植入的部件。

背景技术

已经在众多出版物中阐明，人髋是球和承窝关节，然而存在所有三种连续旋转，尽管髋臼和股骨的股骨头的实际形状不是完全球形。正常髋可以经历俯屈/伸展、内/外旋转和外展/内收旋转，包括三个连续旋转以执行运动。由于韧带约束，最显著的是髂股韧带和股骨头韧带，因此不允许股骨头相对于髋臼发生显著的平移。

设计了目前全髋关节成形术(THA)植入物，使得股骨颈：(1)沿着与地面平行的水平轴线对齐；或者，(2)沿着相对于水平轴线成30至45度取向的轴线对齐(参见图1，其中θ代表股骨颈相对于水平轴线或平面的角度)。已经用该指导原则设计了股骨主干的完整系统，需要植入的股骨颈以遵循解剖颈的取向(参见图2)。尽管这些植入的主干尝试维持解剖颈的角度，但必须理解的是，所述解剖颈要厚得多并且是患者特异性的(参见图3)。

关于目前THA植入物的担忧包括：(1)股骨头从髋臼杯脱臼；和，(2)股骨头在髋臼杯内滑动。脱臼是目前THA植入物的一个主要担忧，并且该现象非常少见地发生在解剖髋。当脱臼相对于THA植入物发生时，股骨头完全脱离髋臼杯(参见图4)。随着股骨头在外侧方向在髋臼杯的上外侧方位滑动，股骨头分离（也非常少见地在解剖髋中看到）常规地发生在THA植入物(参见图5和6)。该股骨头分离现象发生在承重和非承重活动过程中，并且是关于目前THA的一个主要担忧。该现象发生在超过95%的所有具有THA的患者中。本发明的发明人假定，这些现象(脱臼和股骨头分离)可能因为股骨颈轴线没有与腿(即，股骨)的承重轴线对齐而发生。

在天然股骨中，假定承重轴线6为机械轴线(参见图7)。所述机械轴线由位于股骨头球的中心的第一点2和位于踝关节的中心的第二点4限定。因此假定，该轴线6在正常的健康腿中也经过膝的中心或在膝中心的内侧，甚至可能经过内侧髁。因此，假定机械轴线6承载上体的重量，因为该轴线与施加于髋关节的承重力的方向对齐。

在正常髋中，股骨头的大尺寸允许髋关节力分散在大面积上，从而导致最小化的在股骨头上的接触应力(参见图8)。并且，正常髋具有支撑韧带结构，其在所有运动过程中维持股骨头在髋臼内的接触(参见图9)。因此，在解剖髋关节中维持大的接触面积，从而允许承载表面力转移到该大的接触面积上，导致远低于破坏水平的接触应力。

在THA外科手术后，韧带支撑结构已经受损。因此，在植入髋假体后，天然解剖结构不再在合适的位置，并且不能耐受可能使股骨头从髋臼杯移开的平面力和力矩。如以前所述，所有目前THA植入物尝试维持与解剖颈类似的股骨颈角度(参见图1和2)。

参考图10，将THA植入物叠加在图8的解剖髋关节上；可以看出，股骨头接触面积已经显著减小，并且当对齐植入物部件的取向时，髋关节处于受损状态，使得脱臼和股骨头分离不仅是可能的而且可能受到影响以致于发生。髋的拉出方向与颈角度对齐，所述颈角度在目前植入物中与机械轴线垂直或接近垂直。承载表面接触面积的这种显著减小是目前THA的一个主要担忧，因为股骨头也可以在外侧方向滑动，从而导致甚至更减小的承载表面接触面积和在上外侧方位的聚乙烯磨损(参见图12)。因此，在该取向，随着上身的承载力施加于植入的股骨头（其沿着解剖颈轴线对齐，如在图10中）上，该施加的力可以促进股骨头从髋臼杯脱位或分离。该现象可由力矩的诱导或剪切力沿着股骨颈轴线的引入造成，从而将股骨头推出髋臼杯。

参考图13，关于THA的另一个持续的担忧是与顶枢有关的故障以及在顶枢和可释放股骨球之间表现出的磨损。许多或者全部与THA一起使用的股骨植入物包括被接收在患者股骨的髁间通道内的股骨主干、集成的股骨颈和股骨头，所述股骨头可从股骨颈的一端(即，顶枢)除去且能够接合髋臼杯。