CN101095631B - 铰接的整形外科假体 - Google Patents

Abstract

一种铰接整形外科膝关节假体包括股骨组件，胫骨组件和定位在股骨和胫骨组件之间的支承组件。将铰接套件连接该股骨组件以约束股骨组件相对于胫骨组件的运动。

Description

铰接的整形外科假体

技术领域

本公开通常涉及整形外科假体，更具体地涉及膝关节假体。特别地，本公开涉及铰接的整形外科假体。

背景技术

自然人的膝盖运动(例如，弯曲和伸展)包括大腿骨和胫骨的运动。具体的，在弯曲和牵伸期间，大腿骨的远端和胫骨的近端相对彼此通过一系列复杂的运动用关节连接。损害(例如外伤)或疾病可使骨、关节软骨和膝盖的韧带恶化，这最终会影响天生膝盖对这种方式活动的能力。结果，已经研发出膝关节假体并可手术植入到大腿骨和胫骨准备好的末端。

用于全膝置换的典型膝关节假体例如包括连接患者胫骨的胫骨组件或胫骨盘，连接患者大腿骨的股骨组件，以及定位在胫骨盘和股骨组件间的支承组件，该支承组件包括容纳股骨组件髁的支承表面。然而当患者的侧副韧带已经损害或在其他方面不能给膝盖提供足够的支持和固定时，则会使用约束的膝关节假体。一种这样的约束膝关节假体是铰接的膝关节假体，其典型地包括将股骨组件连接到一个或两个支承组件以及胫骨组件的铰接机构以便约束膝关节假体的组件并将它们机械地连接在一起。同样地，铰接的膝关节假体典型地发挥作用以便通过该铰接将大量的关节负载从大腿骨传递给胫骨。可选的，该支承可发挥作用以便将施加的负载从股骨组件传递给胫骨组件。通过减少或消除需要的铰接机构来支持负载的转移，铰接机构可首要直接地提供稳定性。

发明内容

本发明包含一个或多个在附加权利要求中所列举的特征或下面的特征或是它们的组合：

根据本公开的一个方面，铰接的膝关节假体包括被构造成连接大腿骨并包含具有其内形成狭槽的主体的股骨组件，被构造成连接胫骨和界定腔的胫骨组件，以及定位在股骨组件和胫骨组件之间的支承组件。膝关节的铰接套件包括活塞和铰接钉。将该铰接钉构造成接收于胫骨组件的腔内并且通过在活塞上和股骨组件的狭槽上形成的钻孔来接收该铰接钉。

作为说明，支承组件包括孔并且通过支承组件的孔来接收活塞。作为进一步说明，狭槽可形成于股骨组件的第一侧壁而第二狭槽可形成于股骨组件的第二侧壁。第一和第二侧壁彼此空间间隔并且通过第一和第二狭槽的每一个来接收铰接钉。此外，活塞可包括头部和连接该头部的杆，使得通过活塞的头部形成活塞钻孔，并且活塞的头部定位在股骨组件的第一和第二侧壁之间。

作为说明，铰接钉、股骨组件和活塞的每一个可由金属制造而支承组件可由聚合物制造。铰接套件的聚合物支承可连接该钉并定位在钉和股骨组件部分或侧壁之间，界定出狭槽。

为了封盖该狭槽，可提供连接股骨组件的槽盖。

作为说明，该狭槽通常可以是直的或者可以是弯曲的。狭槽的后端可定位在比狭槽前端高的位置。

根据本公开的另一方面，铰接膝关节假体包括被构造成连接大腿骨并包含其内形成狭槽的股骨组件，被构造成连接胫骨的胫骨组件，以及定位在股骨组件和胫骨组件之间的支承组件。假体的铰接套件包括通过股骨组件的狭槽接收的铰接钉。

作为说明，该狭槽可以是弯曲的。同样地，狭槽的曲率跟随股骨组件的髁部件的曲率。可选的，该狭槽通常可以是直的。

作为进一步说明，该铰接套件可包括其内形成钻孔的活塞，使得通过该钻孔接收该铰接钉。该活塞可包括界定钻孔的头部和连接该头部并接收于胫骨组件狭长腔内的杆。该活塞可通过在支承组件上形成的孔来接收。

可选的，支承组件可包括定位在支承的中间支承表面和侧支承表面之间的脊。同样地，该铰接钉可通过在脊上形成的钻孔进行接收。作为进一步说明，股骨组件可包括形成界定狭槽的第一侧壁和形成界定第二狭槽的第二侧壁，使得支承组件的脊定位在股骨组件的第一和第二侧壁之间。可将股骨组件和支承组件构造成相对于胫骨组件围绕通过胫骨组件杆的轴共同旋转。

根据本公开的另一方面，在第一骨和第二骨之间容纳关节连接的铰接假体关节包括被构造成连接第一骨的第一组件和被构造成连接第二骨的第二组件。第一组件包括形成界定狭槽的主体。关节的支承组件定位在第一和第二组件之间，并且关节的铰接套件包括接收于第一组件槽内的铰接钉。

基于考虑下面作为目前所知执行本公开最佳模式的说明性实施例的详细说明和附图，本公开的上面和其他特征对本领域的技术人员来说将是显然的。

附图说明

详细的说明特别参考附图，其中：

图1是铰接膝关节假体的分解透视图；

图2是图1铰接膝关节假体的局部剖面侧视图，虚像显示铰接膝关节假体股骨组件的运动；

图3是另一铰接膝关节假体的局部剖面侧视图；

图4是又一铰接膝关节假体的分解透视图；

图5是图4铰接膝关节假体的局部剖面侧视图；

图6是另一铰接膝关节假体的分解透视图；

图7是图4和5的铰接膝关节假体的顶部剖面图，包括将股骨组件和铰接的膝关节假体支承组件连接在一起的铰接钉套件；

图8是另一铰接膝关节假体的顶部剖面图，包括可选的铰接钉套件；以及

图9是具有狭槽的股骨组件的图解视图，该狭槽形成于股骨组件的侧壁内并跟随股骨组件外部髁表面的曲率。

具体实施方式

虽然本公开的思想可有各种修改和备选形式，但是借助于附图中及下面将详细描述的示例来显示其特定的典型实施例。然而，应当理解的是并非将本公开限定到所公布的特定形式，而是相反，在由附加权利要求所定义的本发明精神和范围内，本发明涵盖所有的修改、等同以及备选方案。

参看图1和2，铰接的假体设备，作为说明，铰接的膝关节假体10包括股骨组件12，铰接套件14，支承组件16和胫骨组件或盘18。如下面将更详细讨论的，铰接套件14枢转地连接股骨组件12并接收于胫骨盘18中，以便稳定股骨组件12和支承组件16之间的相对运动。此外，铰接套件14通过股骨组件12狭长的引导槽20进行接收以便引导股骨组件12相对于支承组件16和胫骨组件18的运动。股骨组件12按槽20和铰接套件14引导的这种运动提供了膝关节假体10在弯曲和伸展位置之间的运动期间更均匀地分散重量负载使其从股骨组件12跨过支承组件16到胫骨盘18。

仍然参看图1和2，胫骨盘18包括从其上延伸出杆32的平台30。胫骨杆32被构造成可植入到患者胫骨准备好的末端(未显示)。穿过平台30并在胫骨盘18的杆32内形成胫骨盘18的狭长圆柱腔34。所说明的支承组件16包括大致平坦的底部表面36，其被构造成停留在平台30的大致平坦的项部表面38上。作为说明，支承组件16相对于胫骨盘18围绕穿过胫骨盘18的狭长圆柱腔34走向的轴40可进行旋转。

支承组件16进一步包括侧支承表面42和中间支承表面44。将支承表面42，44构造成分别与股骨组件12的侧踝表面52和中间踝表面54进行关节连接，如下面所讨论的。支承组件16进一步界定通过支承组件16的主体延伸的孔或槽60。作为说明，槽60定位在支承组件16的支承表面42，44之间，并被构造成与胫骨盘18的圆柱腔34对齐。槽60可滑动地接收一部分铰接套件14，如下面将更详细讨论。作为说明，将铰接套件14和槽60的形状制成防止铰接套件14相对于支承组件16围绕图1所示的轴40进行轴向旋转。同样地，铰接套件14和支承组件16相对于胫骨盘18围绕轴40共同旋转。如下面进一步所讨论的，铰接套件14这样连接股骨组件12，使得股骨组件12还能够与铰接组件14和支承组件16一起围绕轴40旋转。

将股骨组件12构造成可植入到患者大腿骨准备好的末端(未显示)，并将其构造成仿效患者天生股骨踝的结构(未显示)。同样地，股骨组件12包括主体56，该主体具有一对空间间隔的侧和中间踝部件58，其每一个包括各自的侧踝表面52，和形成与支承16关节连接的中间踝表面54。这些外、弯曲表面52，54每一个包括弯曲段S1，S2和S3，每一个弯曲段分别具有半径R1，R2和R3，例如参考图9中类似股骨组件312的图解所示。这些段形成光滑的表面，其中在临近表面段之间的界面处的半径具有相同的切线。同样地，能以模仿天生大腿骨踝的方式(例如，弯曲)来构造侧踝表面52和中间踝表面54。股骨组件12的前膝盖骨法兰57与踝部件58的前部分整体构成并互相连接。

股骨组件12的凸轮箱62定位在踝部件58之间并将其连接。作为说明，凸轮箱62包括第一(或侧)和第二(或中间)侧壁70，72，其连接股骨组件12的主体56并从其上突出。作为说明，第一和第二侧壁70，72的每一个与对应的侧和中间踝部件58整体构成。每个侧壁70，72界定凸轮箱62的顶壁74，并且在侧壁70，72之间设置凸轮箱62的开口76。

如图1和2中所示，在每个侧壁70，72上形成狭槽或轨迹20。作为说明，每个狭槽20成一定的角度以界定从每个槽20的前/下前端朝每个槽20后/上后端的虚线。换句话说，每个槽20的纵轴朝上成各自的角度使得每个槽20的后端位置高于每个槽20的前端。此外，例如，股骨组件12的槽20通常是直的，而非弯曲的。然而，对于槽20是弯曲的情况也在这一公开的范围内。此外，虽然槽20被显示为相对于股骨组件12的其他特征具有特定的长度和宽度，但是提供具有任何合适的长度和宽度也在这一公开的范围内。如下面更加详细讨论的，将一部分铰接套件14连接到凸轮箱62并沿凸轮箱62的轨迹20滑动。

虽然未显示，但是应该理解的是股骨组件12，以及其他在附图中所示和以后所讨论的股骨组件，每一个包括与通常位于踝部件58之间的主体56连接的尺座(rod support)(未显示)。例如，形成该尺座以接收用于植入进行全膝置换手术的患者准备好的大腿骨内的稳定棒(未显示)。同样地，所示和下面所描述的每个股骨组件包括这样的尺座和/或稳定棒以便将股骨组件连接到患者的大腿骨。

衔接天生骨的膝关节10的组件，诸如股骨组件12和胫骨盘18可由生物相容性材料制成，诸如像钛或钴铬合金。可对这些组件的骨衔接表面进行纹理处理以方便组件与骨的接合。这种表面还可以多孔的，涂覆促进骨向内生长的材料用于永久固定。可选的，支承组件16可由允许支承组件16与临近股骨和胫骨组件12，18之间光滑的关节连接和旋转的材料制造。一种这样的材料是超高分子量的聚乙烯(UHMWPE)。当然，支承16也可由其他合适的聚合物制造。

假体10的铰接套件14包括金属活塞80，其具有头部82和连接该头部82的杆84。头部82包括两个侧壁，作为说明，横向侧壁86和中间侧壁88，顶壁90，后壁92和前壁94。作为说明，弯曲表面96界定在前壁94和顶壁90之间。通过活塞80的头部82并从横向侧壁86延伸到中间侧壁88形成钻孔98。换句话说，钻孔98在中间/横向方向上穿过活塞80的头部82延伸。杆84通常界定为圆的圆柱形，通过支承组件16的孔60进行接收并进入到胫骨盘18的狭长圆柱腔34内。活塞80可由任何合适的材料制造，诸如像钛或钴铬合金。可选的，活塞80也可由任何合适的聚合物制造。

铰接套件14进一步包括通过在活塞80的头部82内形成钻孔98进行接收的铰接钉100。如图2所示，例如，铰接钉100也通过在股骨组件12的侧壁70，72内形成的第一和第二槽20进行接收，以便将活塞80连接到股骨组件12上，如下面更详细讨论的。说明性的铰接钉100包括头或帽102和连接该帽102的主体104，其通常界定为圆的圆柱形。帽102的对面，钉100的主体104包括在其内形成的槽106并且钉100的脚或外缘108连接主体104。

作为进一步的说明，铰接钉100是金属的，然而用其他合适材料，诸如像聚合物制造的铰接钉100也在这一公开的范围内。铰接套件14的第一和第二支承110，112连接铰接钉100的外端(即，帽102和外缘108)。支承110，112由聚合物制造并说明性地发挥作用以提供金属铰接钉100和金属股骨组件12之间的支承表面。换句话说，支承110，112减少铰接钉100与凸轮箱62的侧壁70，72之间的摩擦和劳损，其界定了铰接钉100转动的槽20。

假体10进一步包括槽盖114，如图1所示，将其扣入股骨组件12的槽20中并遮护槽20避开患者的***骨(未显示)。每个槽盖114包括大致椭圆形的主体116和连接每个主体116相对端的两个法兰118。作为说明，法兰118是弯曲的或是大致“C形”并设置成扣入各自的槽20中以便将槽盖114连接到股骨组件12上。如上所述，槽盖114发挥作用以封盖或遮护开放的槽20，避开患者的***天生骨，从而帮助防止患者的骨长进槽20中。同样地，槽盖114发挥作用以防止或减少骨向内长入槽20中。

如上所述，铰接套件14的活塞80的杆84通过支承组件16的孔60进行接收并进入胫骨盘18的狭长圆柱腔34中。活塞80的头部82定位在股骨组件12的侧壁70，72之间的凸轮箱62中，使得头部82的钻孔98与在股骨组件12的每个侧壁70，72上形成的槽20对齐。铰接钉100通过在股骨组件12的侧壁70上形成的槽20，头部82的钻孔98，和在股骨组件12的中间壁72上形成的槽20进行接收，以便将铰接套件14的活塞80与股骨组件12连接。如上所述，支承110，112定位在钉11和侧壁70，72之间，界定出狭槽或引导轨迹20。

假体10在弯曲和伸展位置之间运动期间，活塞80可在胫骨盘18的圆柱腔34内向上和向下运动。参看图2，例如，铰接的膝关节假体10处于轴向位置上，籍此连接胫骨盘18和股骨组件12的患者的胫骨和大腿骨(未显示)各自延伸。换句话说，患者的腿(未显示)大致是直的。在这一延伸位置上，铰接套件14的钉100通常位于股骨组件12每个槽20的更低的前部。当铰接膝关节假体10弯曲时(即，患者的膝弯曲)，铰接套件14的钉100相对于股骨组件12沿槽20转动。如图2中的虚像所示，例如，将铰接的膝关节假体10显示在弯曲的位置，使得活塞80已经相对于支承组件16和胫骨盘18向下运动。此外，铰接套件14的铰接钉100沿在股骨组件12的侧壁70，72上形成的槽20转动以定位在每个槽20的上、后端。

当假体10在伸展位置和各种弯曲位置之间运动时，活塞80能够按需要在胫骨盘18的圆柱腔34内上下运动。当假体10在伸展和弯曲位置间运动时，股骨组件12的狭槽20引导股骨组件12和铰接套件14相对于支承组件16运动。

当股骨组件12弯曲或伸展时，促使铰接套件14的铰接钉100沿在股骨组件12的凸轮箱62内形成的狭槽20转动。依次，铰接套件14的活塞80随股骨组件12的弯曲或伸展，相对于胫骨盘18和支承组件16上下运动。如上所述，槽20允许股骨组件12关节连接在支承组件16上，使得支承组件16保持相对的稳定而不会在这种连接期间在前或后方向上显著地运动。换句话说，股骨组件12旋转的轴不是固定的。相反，股骨组件12的槽20提供股骨组件12围绕沿槽20转动的铰接钉100的可变旋转轴。在支承组件16上股骨组件12的这种旋转和滑动运动起着模仿患者天生解剖学动作和运动的作用。因为股骨组件12能够在支承组件16上向前或向后滑动以维持股骨组件12的踝表面52，54与支承组件16的支承表面42，44之间的关节连接，能减少支承组件16相对于胫骨盘18的前/后运动。换句话说，当假体10在弯曲和伸展位置之间运动时，支承组件16可轻微地向前和向后运动。然而，减少支承组件16的前/后活动起着更加自然地复制患者天生解剖的动作和活动。

此外，当假体10在弯曲和伸展位置之间运动时，股骨组件12相对于支承组件16围绕可变或可运动旋转轴的这种旋转和滑动运动对平均分配假体10上的重量负载发挥了作用。在假体10于弯曲和伸展位置之间活动或运动的整个范围期间，跨过支承组件16从股骨组件12均匀传递或分配重量或压力负载。作为说明，假体10能够弯曲近似145度的角度。如上所述，膝关节假体10的支承组件16起着从股骨组件12传递很多或所有施加负载到胫骨盘18的作用。同样地，铰接套件14主要起着稳定膝关节假体10并在贯穿弯曲和伸展位置引导膝关节假体10的活动。当然，铰接套件14还起着传递一些负载跨过组件的作用。通过提供随铰接钉100转动穿过槽20可变的转动轴，在整个运动范围上可平均分布跨过支承组件16传送的重量负载。

现在参考图3，提供了备选铰接膝关节假体210。与图1和2所示的铰接膝关节假体10类似，铰接膝关节假体210包括股骨组件212，支承组件216，胫骨盘218和铰接套件214。假体210的股骨组件212类似于假体10的股骨组件12。同样的，已经使用的相同参考数字表示相同的组件。特别的，股骨组件212包括在股骨组件212的侧壁70，72上形成的狭槽20。

假体210的支承组件216包括平台220和连接平台220底部表面236并被构造成从那里向下延伸的杆222。平台220的上表面说明性地界定了支承组件216的支承表面42，44。穿过平台220和支承组件216的杆222形成大致圆柱形的钻孔260并如下面更详细描述地接收一部分铰接套件214。

假体210的胫骨盘218包括从其上延伸出杆232的平台230。将胫骨杆232构造成待植入到患者胫骨准备好的末端(未显示)。将说明性支承组件216大致平坦的底面236构造成停留在平台230大致平坦的顶面238。在胫骨盘218内所形成的狭长圆柱腔234中接收支承组件216的杆222。支承组件216可相对于胫骨盘218围绕穿过胫骨盘218的腔234走向的轴40旋转。

与上述铰接套件14相类似，假体210的铰接套件214可枢转地连接股骨组件212，并可通过支承组件216进行接收并进入胫骨盘218中，以便稳定股骨组件212和支承组件216的相对运动。此外，如上所述，说明性假体210的股骨组件212包括引导槽20以引导并限定假体210的股骨组件212的活动范围，同时还提供通过铰接套件214的铰接钉100的可变旋转轴。类似的，这一可变旋转轴允许股骨组件212在支承组件216上滑动和旋转，当假体在弯曲和伸展位置间运动时，这帮助将重量负载从股骨组件212上跨过支承组件216平均转移到胫骨盘218上。

铰接套件214包括金属活塞280，其具有头部282和连接头部282的杆284。作为说明，头部282包括两个侧壁286，一个成角度的顶壁290，一个在后弯曲部294处连接成角度的顶壁290的成角度的底壁292。作为说明，通过活塞280的头部282形成在中间/横向延伸的钻孔298以在侧壁286间延伸。杆284通常界定圆的圆柱形并通过支承组件216的圆柱形钻孔260接收到胫骨盘218的圆柱腔234中。

铰接套件114进一步包括铰接钉100以通过在活塞280的头部282中形成的钻孔298进行接收。如图3所示，例如，铰接钉100也可通过在股骨组件212的侧壁70，72内形成的槽20进行接收以便将铰接套件214的活塞280连接到股骨组件212，如下面更详细讨论的。作为说明，铰接套件114的铰接钉100与铰接套件14的铰接钉100相同或类似。同样的，已经使用的相同参考数字表示相同的组件。可将铰接套件214的轴衬110，112连接到铰接钉100的外端。此外，虽然未显示，同样可设有槽盖114以扣入槽20中，并遮护每个槽20的开放部分避开***的骨。

如上所述，铰接套件214活塞280的杆282通过支承组件216的钻孔260进行接收并进入胫骨盘218的狭长圆柱腔234。活塞280的头部282定位在凸轮箱62内并介于股骨组件212的侧壁70，72之间，使得头部282的钻孔298与股骨组件212的每个侧壁70，72上所形成的槽20对齐。铰接钉100通过在股骨组件212的侧壁70上所形成的槽20，头部282的钻孔298，和股骨组件212的中间壁72上所形成的槽20进行接收，以便将铰接套件214的活塞280连接股骨组件212。

铰接套件214进一步包括连接活塞280远端252的衬垫或衬套250。具体的，活塞280杆284的远端252是有节的，如图3所示，以便将衬垫250保持在杆284的端部252并减少活塞280和衬垫250之间的相对运动。作为说明，衬套250在形状上通常为圆柱形并界定了被形成为将杆284的远端252接收其中的中央钻孔。衬垫250和活塞280的远端252接收于胫骨盘218的圆柱腔234内。

与假体10的活塞80类似，活塞280是金属并可在支承组件216的圆柱钻孔260和胫骨盘218的圆柱腔234内上下运动。说明性衬垫250由聚合物制造，诸如像UHMWPE，并且因此起着防止活塞280的杆284与金属盘218之间金属对金属的劳损。如上所述，将衬垫250连接到活塞280杆284的远端252。同样的，当假体210在弯曲和伸展位置间运动时，衬垫250与活塞280一起上下运动，如上面关于假体10所讨论的。换句话说，将衬垫250连接到活塞280的杆284以相对于胫骨盘218和支承组件216与活塞280一起运动。

同样的，衬垫250还起着限制活塞280向上行进以便进一步约束假体210的作用。例如，当活塞280在假体210伸展期间向上运动时，衬垫250的上表面254可接触支承组件216杆222的下表面256，从而防止衬垫250和活塞280相对于盘218和支承组件216继续向上运动。限制活塞280向上运动进一步约束或限制假体210的伸展量。作为说明，将衬垫250及支承组件216的杆222的大小制成能增加或减少活塞280上下行进的量。此外，也可改变杆222上衬垫250的位置以便调整活塞280行进的量。

现在参看图4和5，提供了另一膝关节假体310。膝关节假体310包括股骨组件312，支承组件16，胫骨盘218和铰接套件314。股骨组件312类似于上述的股骨组件12，212。同样的，相同的参考数字用于表示相同的特征。

假体310的支承组件316是内翻-外翻约束(VCC)的可移动支承组件，其给膝关节假体310提供后稳定以便减小大腿骨的前半脱位或脱臼。在天生的膝盖中，通过十字韧带来提供膝的后稳定性或抵抗胫骨关于大腿骨的后运动。在后十字韧带欠缺或不再存活的情况下，可使用后稳定的膝关节假体，诸如假体310。典型的，后稳定膝关节假体的支承组件包括脊，诸如支承组件316的连接踝42，44之间的脊350。在假体310弯曲期间，脊的后表面与股骨组件312后面上的凸轮相互作用以便给假体310提供后稳定性。

在患者患有继发性韧带缺失的情况下，可使用内翻/外翻约束(VVC)的植入物。再次，内翻/外翻约束起着防止或阻止顶起的作用。同样的，通过抬高和加固胫骨脊350并通过使用胫骨350脊的侧壁与股骨凸轮箱62的对应侧壁70，72之间绷紧的装配来提供内翻/外翻约束。应当仔细选择相比脊350宽度的凸轮箱62宽度以便允许小角度的踝顶起，这样给膝提供内翻/外翻稳定性而不会给脊和骨/植入物固定截面引入过多的力。

现在参看图4和5，支承组件316包括平台320，其界定侧支承表面42和中间支承表面44。该支承组件316进一步包括连接到支承组件316的平台320的底面336并被定位成从那里向下延伸的杆322。说明性杆322通常是圆锥形状并形成用于在胫骨盘218的狭长圆柱腔234内进行接收，使得支承组件316的平台320的底面336临近并衔接盘218平台230的顶面。

支承组件316进一步包括连接支承组件316的平台320并定位成从那里向下延伸的脊350。具体的，脊350定位在支承组件316的横向和中间踝表面42，44之间。脊350包括大致竖直的后表面352，中间和横向表面386，388，成角度的前表面390，以及成角度的上或顶面392。脊的后表面352逆着股骨组件312的凸轮表面66起着凸轮随动的作用，下面更详细描述。作为说明，脊350包括在脊350的中间和横向表面386，388之间延伸的钻孔398。同样的，钻孔398在中间/横向方向延伸穿过脊350。如下面更详细讨论的，假体310的铰接套件314发挥作用以便机械连接或链接支承组件316的脊350与股骨组件312。

膝关节假体310的股骨组件312类似于上述的股骨组件12，212。同样的，相同的参考数字用于表示相同的组件和特征。另外，股骨组件312的凸轮箱62包括前凸轮面64和后凸轮面66，当假体310在弯曲和伸展位置之间运动时，它们与对应的脊350凸轮表面相互作用。例如，当假体310处于弯曲位置时，脊350的后表面352可与凸轮箱62的后凸轮表面66相互作用。类似的，当假体10处于延伸位置时，脊350的表面390，392可与前凸轮表面64相互作用。

此外，膝关节假体10的股骨组件312包括在股骨组件312凸轮箱62的每个侧壁70，72上形成的弯曲狭槽320。换句话说，虽然股骨组件12，212的槽20通常是直的，但是膝关节假体310的股骨组件312的槽320是弯曲的，如图4和5所示。

一般来说，槽320的弯曲形状跟随股骨组件312各个踝52，54的弯曲的外踝表面。例如，如上面所讨论的和图9所示，每个踝部件58界定了外弯曲表面52，54，它们每一个包括弯曲的段S1，S2和S3，每一个段各自具有半径R1，R2和R3。段S1，S2和S3形成光滑的表面使得在相近表面的段S1，S2和S3之间的界面处的半径R1，R2和R3具有相同的切线。作为说明，股骨组件312每个狭槽320的曲率跟随踝部件58的曲率，使得每个槽320相类似地包括弯曲的段，每个段具有对应于踝部件58的半径R1，R2和R3的半径。换句话说，在股骨组件312的凸轮箱62中形成的每个槽20的曲率跟随踝部件58的曲率。

膝关节假体310的铰接套件314包括铰接钉100，轴衬110，112和上面讨论的关于铰接套件14和214的槽盖414。作为说明，槽盖414包括对应于槽320弯曲形状的弯曲主体416。假体310的铰接套件314不包括活塞组件，诸如上面描述的活塞80和280。然而，假体310的铰接套件314发挥作用以便机械链接股骨组件312与支承组件316，从而约束股骨组件312相对于支承组件316的运动。此外，股骨组件312的弯曲槽320发挥作用以引导股骨组件312相对于支承组件316运动以便提供股骨组件的可变旋转轴，从而允许大腿骨的重量均匀分布在膝关节假体310的整个运动范围内。

使用中，将胫骨盘组件218固定到患者准备好的胫骨上(未显示)，并将支承组件316接收于胫骨盘组件218的狭长圆锥钻孔34中。具体的，支承组件316的圆锥体或杆322接收于胫骨盘组件218的狭长圆锥钻孔234中，使得支承组件316的平台320的底面336临近并接合胫骨盘组件218的平台230的顶面38。作为说明，支承组件316发挥膝关节假体310的旋转平台的作用，使得支承组件316能够相对于胫骨盘组件218围绕穿过胫骨盘组件218的杆232延伸的轴40旋转。换句话说，说明性支承组件316相对于盘组件218的旋转活动通常没有阻碍或限制。然而为了限制支承组件相对于胫骨盘组件218的相对活动和/或提供通常不能相对于胫骨盘组件旋转的固定支承组件，当然也在这一公开的范围内。类似的，也可提供旋转固定或限制的支承组件用于此处公开的任何膝关节假体。

支承组件316的脊350接收于股骨组件312的凸轮箱62中，使得脊350的中间侧386临近凸轮箱62的中间侧壁70，以及脊350的横向侧388临近凸轮箱62的横向侧壁72。铰接套件314的铰接钉100通过凸轮箱62的侧壁70，72和脊350的钻孔398进行接收，以便将支承组件316和股骨组件312彼此枢转连接。特别的，铰接钉100通过在凸轮箱62每个测壁70，72上形成的弯曲狭槽320进行接收，并能够沿槽320在槽320的曲率所界定的通道内转动。如上所述，槽320的曲率与股骨组件312的踝部件58的曲率相同或相似。同样的，股骨组件312相对于支承组件316的运动由槽320界定的活动所限制。

因此，使用中，当膝关节假体310在弯曲和延伸位置之间运动时，股骨组件312相对于支承组件316的运动至少部分由槽320的形状和大小来限制。换句话说，将股骨组件312连接到支承组件316的铰接钉100按槽320的大小和形状有效地抑制了股骨组件312的活动。虽然将说明性的槽320显示为具有特定的长度、宽度和曲率，相对于股骨组件312其他特征，但是提供具有任何合适长度、宽度和曲率的槽也在这一公开的范围内。

对于一些手术应用来说，膝关节假体310的某些组件可用作典型的内翻-外翻约束膝关节假体，而无需将股骨组件312铰接到支承组件316上。换句话说，膝关节假体310能够从VCC膝关节假体转换成铰接的VCC膝关节假体。例如，初始或第一次全膝置换手术可使用图4和5所示的胫骨组件218和带槽的股骨组件312，当施用支承组件316或者与支承组件316的结构类似但没有通过支承组件316的脊350所形成的钻孔398的另一支承组件(未显示)的时候。在其他情况下，外科大夫可选择不利用铰接套件314把股骨组件312和支承组件316链接在一起。这种膝关节假体可保持在患者体内的合适位置直到膝关节假体变得不牢固。

在这一点上，外科大夫可进行修正膝置换手术以便通过加入附加约束来提高膝关节假体的稳定性。一种这样附加的约束例如可以是铰接套件314。同样的，不用替换以前植入的膝关节假体的所有组件，外科大夫可简单地去除用作和非铰接的膝关节假体使用的可选的支承组件并将其替换为用作和铰接的膝关节假体使用的另一支承组件，例如适于接收诸如像铰接套件314的铰接套件的支承组件316。一旦已经替换了支承组件，则外科大夫可安装铰接套件314以便将支承组件316与股骨组件312连接，从而将两个组件312，316链接在一起，并进一步按股骨组件312的槽320的界定来约束股骨组件312的活动。当然，在支承组件316已经植入到患者体内的情况下，外科大夫简单地将铰接套件114加入到组件中以便进一步约束组件的相对活动。

现在参看图6，提供了另一膝关节410。与图4和5所示的膝关节假体310相类似，膝关节假体410是包括铰接套件314的VVC膝关节假体。同样，相同的参考数字表示相同的组件。膝关节假体410包括支承组件417，其具有与上述关于膝关节假体310的脊350形状不同的脊450。例如，支承组件417的脊450包括大致竖直的前表面490和顶或上面492，其与水平线所成角度比脊350的顶面392与水平线所成角度具有更小的度数。脊450的大致竖直前面452通常发挥作用以进一步防止股骨组件312相对于支承组件417过渡延伸。然而，脊450还包括贯穿其中所形成的钻孔398，并且铰接套件314的铰接钉100通过钻孔398和股骨组件312的槽320进行接收，以便将股骨和支承组件312，417连接在一起。膝关节假体410的动作即使不同于也类似于膝关节假体310的动作，因为股骨组件312的活动被限定在股骨组件312的稳定箱62内所形成的槽320的大小和形状中。

现在参看图7，提供了图4和5的膝关节假体310的局部剖面部分片层图。作为说明，如上所述，铰接套件314的铰接钉100通过在支承组件316的脊350上所形成的钻孔398以及在股骨组件312的凸轮箱62的侧壁70，72上所形成的槽320进行接收。如进一步所讨论的，铰接钉100包括帽102，主体104和腿108。此外，在钉100的主体104上形成槽106以便允许钉100的腿端挤压或夹紧在一起。此外，如上所述，铰接钉100和股骨组件312两者都由金属制造。同样的，可将塑料或聚合物支承110，112连接到钉100各自的帽102和腿108，并将其接收于股骨组件320的槽320内以防止钉100和槽320之间金属对金属的劳损。因此，作为说明，当股骨组件312相对于支承组件316运动时，支承110，112携载铰接钉100并在槽320内转动。

进一步如上所述，膝关节假体310(以及膝关节假体10，210和410)包括连接股骨组件312以便封盖槽320的槽盖414。该槽盖414起着封盖槽320以便防止或减少患者天生大腿骨的任何骨向内生长进入开放的槽320中的作用。说明性槽盖414包括弯曲的主体416和弹性法兰118，其可扣入到狭槽320中，如图7所示。作为说明，为了封盖股骨组件312的弯曲狭槽320所设置的槽盖414是相类似的弯曲，而为了封盖股骨组件12和212的狭长、通常为直槽20所设置的槽盖114是相类似的直。换句话说，每个假体的槽盖形状对应每个假体股骨组件中形成的槽的形状。

现在参看图8，提供了另一膝关节假体510的局部剖面部分片层图。作为说明，膝关节假体510类似于膝关节假体310；同样的，相同的参考数字用于表示相同的组件。膝关节假体510的铰接套件514包括类似于图7所示聚合物支承110，112的聚合物支承610，612。然而，聚合物支承610，612每一个包括衬套部分616，使得钉100的主体104接收并被支承610，612的衬套部分616所包围。由于支承610，612以及支承组件316由聚合物制造，在支承组件316和支承610，612之间设置铰接套件514的金属轴衬520，以便防止股骨组件312和铰接套件514之间的劳损。此外，这种轴衬和支承可防止或减少组件锁住，并允许铰接钉100、支承组件316和股骨组件312光滑及易于相对于彼此运动。当然，图7所示的铰接套件114或图8所示的铰接套件514均可用于此次所公开的任何膝关节假体中。

虽然此次已经公开了膝关节假体10，210，310，410和510，但是应该意识到，每个假体的各个特征可整合到任何整形外科的假体关节套件中用于替换髋骨、肩部、肘部等。具体的，此处所公开的铰接套件和股骨组件的槽特征可整合到任何适合的整形外科关节假体中。例如，用于容纳第一骨和第二骨之间连接的铰接假体关节可包括构造成连接第一骨的第一组件和构造成连接第二骨的第二组件。第一组件可包括主体和主体上形成的狭槽。假体关节的支承组件定位在第一和第二组件与铰接套件，诸如上述的铰接套件14，114，214，314之间，这些铰接套件可包括接收于第一组件槽的铰接钉。

虽然在附图和前面的描述中已经详细说明和描述的本发明的思想，但是这些说明和描述应理解为特征的示例而非限定，将会理解的是已经显示和描述的仅是说明性示例并且试图保护落在本公开精神内的所有修改和改动。

从此次所公开的装置和方法的各个特征中引发本次公开的多个优势。值得注意的是本次公开的装置和方法的备选实施例可不包括所述的所有特征而仍能从至少这些特征的一些优势中获得益处。本领域的普通技术人员易于设计他们自己的装置和方法的实施，这些装置和方法整合到本次公开的一个或多个特征并落在本次公开的精神和范围内。

Claims (10)

1.铰接的膝关节假体，包含：

股骨组件，其被构造成连接大腿骨并包括具有在其内形成狭槽的主体，该狭槽包括前端和比前端高的后端，

胫骨组件，其被构造成连接胫骨并界定一个腔，

支承组件，其定位在股骨组件和胫骨组件之间，和

铰接套件，通过所述铰接套件将所述股骨组件与所述胫骨组件和所述支承组件两者相连接，以便约束所述膝关节假体的组件并将它们连接在一起，所述铰接套件包括铰接钉，其接收在所述股骨组件的狭槽中以将所述铰接套件连接到所述股骨组件，当膝盖弯曲时所述铰接钉可沿所述狭槽滑动，

其特征在于，所述铰接套件包括活塞，所述活塞具有接收在所述胫骨组件的腔内的杆，和形成有钻孔的头部，以使得所述铰接钉接收在所述钻孔中并且接收在所述狭槽中，当膝盖弯曲时所述活塞能够在所述胫骨组件的腔内上下运动。

2.如权利要求1的铰接膝关节假体，其中支承组件包括孔，并且通过支承组件的孔接收活塞。

3.如权利要求1的铰接膝关节假体，其中：

所述股骨组件包括含有狭槽的第一侧壁和与第一侧壁有空间间隔并含有第二狭槽的第二侧壁，和

通过所述狭槽和所述第二狭槽接收该铰接钉。

4.如权利要求1的铰接膝关节假体，其中该铰接钉由金属制造，该股骨组件由金属制造，该活塞由金属制造，并且该支承组件由聚合物制造。

5.如权利要求4的铰接膝关节假体，其中该铰接套件进一步包括聚合物支承，其连接该铰接钉并定位在该铰接钉和界定所述狭槽的股骨组件位置之间。

6.如权利要求1的铰接膝关节假体，其中该铰接套件进一步包括构造成连接该股骨组件以便封盖该狭槽的槽盖。

7.如权利要求1的铰接膝关节假体，其中该狭槽大致是直的。

8.如权利要求1的铰接膝关节假体，其中该狭槽是弯曲的。

9.如权利要求8的铰接膝关节假体，其中狭槽的曲率与股骨组件的踝部件的曲率相同。

10.如权利要求1的铰接膝关节假体，其中胫骨组件包括杆，将股骨组件和支承组件构造成相对于胫骨组件围绕通过胫骨组件的杆限定的轴共同旋转。

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