CN116075282A - 内侧稳定整形外科膝关节假体 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种整形外科膝关节假体(100),其包括胫骨***物(104)以及被构造成在该胫骨***物上进行关节运动的股骨部件(102)。该胫骨***物包括外侧关节表面(122)以及相对于该外侧关节表面不对称地成形的内侧关节表面(124)。该内侧关节表面被成形为减少该股骨部件的内侧髁的向前平移,而该外侧关节表面被成形为允许该股骨部件的外侧髁沿着弧形关节路径(806)相对于该内侧关节表面枢转。另外,该股骨部件的一个或两个髁(112,114)可包括具有由连续减小的曲率半径限定的弯曲股骨表面区段的股骨关节表面(110)。
Description
相关申请的交叉引用
本申请根据35 U.S.C.§119要求2020年7月10日提交的且明确地以引用方式并入本申请中的名称为“ORTHOPAEDIC KNEE PROSTHESIS SYSTEM AND METHODS FOR USINGSAME”的美国临时专利申请序列号63/050,744的优先权。
技术领域
本公开涉及整形外科膝关节假体***,并且更具体地涉及用于全膝关节成形术规程的整形外科膝关节假体、器械和方法。
背景技术
关节成形术是一种熟知的外科手术,通过关节成形术用假体关节置换患病和/或损坏的自然关节。典型的膝关节假体包括胫骨托、股骨部件和定位在胫骨托和股骨部件之间的聚合物***物或支承件。根据患者的关节损坏的严重程度,可以使用活动性不同的整形外科假体。例如,在希望限制膝关节假体的运动的一些情况下,诸如当存在显著的软组织损坏或损掉时,膝关节假体可包括“固定的”胫骨***物。另选地,在需要更大运动自由度的情况下,膝关节假体可包括“活动”胫骨***物。另外,膝关节假体可为被设计成置换患者的股骨的两个髁的股骨-胫骨界面的全膝关节假体或为被设计成置换患者的股骨的单个髁的股骨-胫骨界面的单间室(或单髁)膝关节假体。
用于置换患者自然膝关节的整形外科膝关节假体的类型还可取决于患者的后交叉韧带在外科手术期间是保留还是牺牲(即,移除)。例如,如果患者的后交叉韧带在外科手术期间受损、患病和/或以其他方式移除,则可使用后稳定的膝关节假体来以稍后的屈曲度提供额外的支撑和/或控制。另选地,如果后交叉韧带完整,则可使用保留交叉韧带的膝关节假体。
典型的整形外科膝关节假体通常被设计成复制患者的关节的自然运动。随着膝盖屈曲和伸展,股骨部件和胫骨部件进行关节运动并且经历相对前-后运动和相对内-外旋转的组合。然而,患者的周围的软组织也影响整形外科膝关节假体在整个关节运动范围内的运动学和稳定性。即,由患者的软组织施加在整形外科部件上的力可导致整形外科膝关节假体的不需要的或不期望的运动。例如,当股骨部件运动完成一系列屈曲时,整形外科膝关节假体可表现出一定量的不自然(反常)的前移。
发明内容
根据一个方面,胫骨***物包括外侧关节表面和内侧关节表面。外侧关节表面被构造成与股骨部件的外侧髁一起进行关节运动,并且包括在前-后方向上延伸的弧形关节路径。弧形关节路径由外侧关节表面上的多个点限定,并且当在每个点处在横截面内侧-外侧平面中观察胫骨***物时,每个点限定对应的横截面内侧-外侧平面中的外侧关节表面的最远点。外侧关节表面具有与弧形关节路径正交的横截面凹曲率,该横截面凹曲率在多个点中的每个点处是均匀的。内侧关节表面被构造成与股骨部件的内侧髁一起进行关节运动。内侧关节表面相对于外侧关节表面不对称地成形,并且具有在前-后方向上不均匀的冠状凹曲率。
在实施方案中,内侧关节表面包括限定内侧关节表面的最远点的内侧停留点。内侧关节表面的冠状凹曲率在内侧停留点的前面是不均匀的而在内侧停留点的后面是均匀的。
在实施方案中,当在横截面平面中观察时,弧形关节路径具有曲率,该曲率包括半平面区段、位于平面区段前面的前弯曲区段、以及位于平面区段后面的多个后弯曲区段。半平面区段限定外侧停留区,该外侧停留区限定外侧关节表面的最远区域。在实施方案中,每个后弯曲区段由对应的曲率半径限定,并且其中多个后弯曲区段的曲率半径向后减小。
在实施方案中,多个后弯曲区段包括与平面区段的最后端相邻的第一后弯曲区段以及与第一后弯曲区段相邻的第二后弯曲区段,其中第一后弯曲区段的曲率半径大于第二后弯曲区段的曲率半径。在实施方案中,前弯曲区段由对应的曲率半径限定,该曲率半径(i)小于第一后弯曲区段的曲率半径并且(ii)大于第二后弯曲区段的曲率半径。在实施方案中,前弯曲区段延伸33.5度至34.4度范围内的弧长,第一后弯曲区段延伸约3.4度,并且第二后弯曲区段延伸13.2度至13.7度范围内的弧长。
在实施方案中,当在矢状平面中观察时,内侧关节表面包括由多个弯曲区段限定的矢状凹曲率以及限定内侧关节表面的最远点的内侧停留点,其中内侧停留点位于矢状凹曲率上。在实施方案中,多个弯曲区段包括与内侧停留点相邻并且从该内侧停留点向后延伸的第一弯曲区段以及与内侧停留点相邻并且从该内侧停留点向前延伸的第二弯曲区段,其中第一弯曲区段的曲率半径大于第二弯曲区段的曲率半径。在实施方案中,第一弯曲区段延伸15.9度至17.4度范围内的弧长,并且第二弯曲区段延伸约5.2度。
在实施方案中,多个弯曲区段包括与第二弯曲区段相邻并且从该第二弯曲区段向前延伸的第三弯曲区段、与第三弯曲区段相邻并且从该第三弯曲区段向前延伸的第四弯曲区段、以及与第四弯曲区段相邻并且从该第四弯曲区段向前延伸的第五弯曲区段。第三弯曲区段的曲率半径小于第二弯曲区段的曲率半径,小于第四弯曲区段的曲率半径,并且小于第五曲率半径的半径。在实施方案中,第三弯曲区段延伸14.8度至24.8度范围内的弧长,第四弯曲区段延伸10.7度至20.7度范围内的弧长,并且第五曲率半径延伸0.2度至6.3度范围内的弧长。
在实施方案中,内侧关节表面的冠状凹曲率由多个冠状曲率限定,该多个冠状曲率包括在内侧停留点处与内侧关节表面的矢状凹曲率交叉的第一冠状曲率、位于第一冠状曲率前面的第二冠状曲率、位于第二冠状曲率前面的第三冠状曲率,其中第一冠状曲率、第二冠状曲率和第三冠状曲率中的每一者彼此不同。在实施方案中,第一冠状曲率由冠状弯曲区段限定,该冠状弯曲区段从内侧停留点向内侧延伸18.6度至26.8度范围内的弧长并且从内侧停留点向外侧延伸约25.0度。在实施方案中,第二冠状曲率在限定内侧关节表面的矢状凹曲率的多个弯曲区段中的第三弯曲区段的最前点处与内侧关节表面的矢状凹曲率交叉,其中第二冠状曲率由具有内侧端和外侧端的平面区段、从平面区段的内侧端延伸的第一冠状弯曲区段以及从平面区段的外侧端延伸的第二冠状弯曲区段限定。在实施方案中,第二冠状曲率的第一冠状弯曲区段的曲率半径小于第二冠状曲率的第二冠状弯曲区段的曲率半径。在实施方案中,第二冠状曲率的第一冠状弯曲区段延伸14.7度至15.7度范围内的弧长,并且第二冠状曲率的第二冠状弯曲区段延伸20.1度至28.5度范围内的弧长。
在实施方案中,第三冠状曲率在限定内侧关节表面的矢状凹曲率的多个弯曲区段中的第四弯曲区段的最前点处与内侧关节表面的矢状凹曲率交叉。第三冠状曲率由具有内侧端和外侧端的平面区段、从平面区段的内侧端延伸的第一冠状弯曲区段以及从平面区段的外侧端延伸的第二冠状弯曲区段限定。在实施方案中,第三冠状曲率的平面区段相对于胫骨***物的底表面成约6度的角度。在实施方案中,第三冠状曲率的第一冠状弯曲区段延伸0.3度至0.9度范围内的弧长,并且第三冠状曲率的第二冠状弯曲区段延伸16.4度至24.7度范围内的弧长。
在实施方案中,胫骨***物还包括前侧壁以及与前侧相对的后侧壁,其中前侧壁和后侧壁之间的距离限定胫骨***物的前-后长度。内侧关节表面包括限定内侧关节表面的最远点的内侧停留点,并且其中内侧停留点位于距前端的前-后长度的约63.3%处。
在实施方案中,内侧关节表面包括限定内侧关节表面的最远点的内侧停留点,并且当在横向平面中观察时,外侧关节表面的弧形关节路径由具有在内侧停留点上的原点的曲率半径限定。
在实施方案中,胫骨***物还包括位于胫骨***物的底表面上的锁定机构的第一部分。锁定机构的第一部分被构造成与锁定机构的位于胫骨基座上的第二部分配合,以将胫骨***物固定到胫骨基座。
根据另一个方面,胫骨***物包括外侧关节表面和内侧关节表面。外侧关节表面被构造成与股骨部件的外侧髁一起进行关节运动,并且包括在前-后方向上延伸的弧形关节路径。当在横截面平面中观察时,弧形关节路径具有包括半平面区段的曲率,其中半平面区段限定外侧关节表面的最远区域。内侧关节表面被构造成与股骨部件的内侧髁一起进行关节运动。内侧关节表面相对于外侧关节表面不对称地成形,并且包括限定内侧髁表面的最远点的内侧停留点。内侧停留点位于内侧髁表面上(i)在胫骨***物的第一假想内侧-外侧二等分线和胫骨***物的第二假想内侧-外侧二等分线之间,并且(ii)在外侧关节表面的矢状曲率的平面区段的前-后中点之后,该第一假想内侧-外侧二等分线包括外侧关节表面的矢状曲率的平面区段的最前端,该第二假想内侧-外侧二等分线包括外侧关节表面的矢状曲率的平面区段的最后端。
在实施方案中,胫骨***物还包括前侧壁以及与前侧相对的后侧壁,其中前侧壁和后侧壁之间的距离限定胫骨***物的前-后长度。内侧停留点位于距前端的前-后长度的约63.3%处。
在实施方案中,内侧关节表面具有冠状凹曲率,该冠状凹曲率在内侧停留点的前面是不均匀的而在内侧停留点的后面是均匀的。
在实施方案中,当在横截面平面中观察时,弧形关节路径的曲率还包括位于半平面区段前面的前弯曲区段以及位于半平面区段后面的多个后弯曲区段。在实施方案中,每个后弯曲区段由对应的曲率半径限定,并且多个后弯曲区段的曲率半径向后减小。在实施方案中,多个后弯曲区段包括与平面区段的最后端相邻的第一后弯曲区段以及与第一后弯曲区段相邻的第二后弯曲区段,其中第一后弯曲区段的曲率半径大于第二后弯曲区段的曲率半径。在实施方案中,前弯曲区段由对应的曲率半径限定,该曲率半径(i)小于第一后弯曲区段的曲率半径并且(ii)大于第二后弯曲区段的曲率半径。在实施方案中,前弯曲区段延伸33.5度至34.4度范围内的弧长,第一后弯曲区段延伸约3.4度,并且第二后弯曲区段延伸13.2度至13.7度范围内的弧长。
在实施方案中,当在矢状平面中观察时,内侧关节表面包括由多个弯曲区段限定的矢状凹曲率,其中内侧停留点位于矢状凹曲率上。在实施方案中,多个弯曲区段包括与内侧停留点相邻并且从该内侧停留点向后延伸的第一弯曲区段以及与内侧停留点相邻并且从该内侧停留点向前延伸的第二弯曲区段,其中第一弯曲区段的曲率半径大于第二弯曲区段的曲率半径。在实施方案中,第一弯曲区段延伸15.9度至17.4度范围内的弧长,并且第二弯曲区段延伸约5.2度。
在实施方案中,多个弯曲区段包括与第二弯曲区段相邻并且从该第二弯曲区段向前延伸的第三弯曲区段、与第三弯曲区段相邻并且从该三弯曲区段相邻向前延伸的第四弯曲区段、以及与第四弯曲区段相邻并且从该第四弯曲区段向前延伸的第五弯曲区段,其中第三弯曲区段的曲率半径小于第二弯曲区段的曲率半径,小于第四弯曲区段的曲率半径,并且小于第五曲率半径的半径。在实施方案中,第三弯曲区段延伸14.8度至24.8度范围内的弧长,第四弯曲区段延伸10.7度至20.7度范围内的弧长,并且第五曲率半径延伸0.2度至6.3度范围内的弧长。
在实施方案中,内侧关节表面具有由多个冠状曲率限定的冠状曲率,该多个冠状曲率包括在内侧停留点处与内侧关节表面的矢状凹曲率交叉的第一冠状曲率、位于第一冠状曲率前面的第二冠状曲率、位于第二冠状曲率前面的第三冠状曲率,其中第一冠状曲率、第二冠状曲率和第三冠状曲率中的每一者彼此不同。在实施方案中,第一冠状曲率由冠状弯曲区段限定,该冠状弯曲区段从内侧停留点向内侧延伸18.6度至26.8度范围内的弧长并且从内侧停留点向外侧延伸约25.0度。
在实施方案中,第二冠状曲率在限定内侧关节表面的矢状凹曲率的多个弯曲区段中的第三弯曲区段的最前点处与内侧关节表面的矢状凹曲率交叉,其中第二冠状曲率由具有内侧端和外侧端的平面区段、从平面区段的内侧端延伸的第一冠状弯曲区段以及从平面区段的外侧端延伸的第二冠状弯曲区段限定。在实施方案中,第二冠状曲率的第一冠状弯曲区段的曲率半径小于第二冠状曲率的第二冠状弯曲区段的曲率半径。在实施方案中,第二冠状曲率的第一冠状弯曲区段延伸14.7度至15.7度范围内的弧长,并且第二冠状曲率的第二冠状弯曲区段延伸20.1度至28.5度范围内的弧长。
在实施方案中,第三冠状曲率在限定内侧关节表面的矢状凹曲率的多个弯曲区段中的第四弯曲区段的最前点处与内侧关节表面的矢状凹曲率交叉,其中第三冠状曲率由具有内侧端和外侧端的平面区段、从平面区段的内侧端延伸的第一冠状弯曲区段以及从平面区段的外侧端延伸的第二冠状弯曲区段限定。在实施方案中,第三冠状曲率的平面区段相对于胫骨***物的底表面成约6度的角度。在实施方案中,第三冠状曲率的第一冠状弯曲区段延伸0.3度至0.9度范围内的弧长,并且第三冠状曲率的第二冠状弯曲区段延伸16.4度至24.7度范围内的弧长。
在实施方案中,当在横向平面中观察时,弧形关节路径由具有在内侧停留点上的原点的曲率半径限定。
在实施方案中,胫骨***物还包括位于胫骨***物的底表面上的锁定机构的第一部分。锁定机构的第一部分被构造成与锁定机构的位于胫骨基座上的第二部分配合,以将胫骨***物固定到胫骨基座。
根据另一个方面,胫骨***物包括外侧关节表面和内侧关节表面,该外侧关节表面被构造成与股骨部件的外侧髁一起进行关节运动,该内侧关节表面被构造成与股骨部件的内侧髁一起进行关节运动。外侧关节表面包括在前-后方向上延伸的弧形关节路径,限定位于弧形关节路径上的外侧关节表面上的最远点的外侧停留点,以及前外侧唇缘,其中外侧停留点与前外侧唇缘的最上点之间的下-上距离限定前外侧唇缘的唇缘高度。内侧关节表面相对于外侧关节表面不对称地成形,并且包括限定内侧关节表面上的最远点的内侧停留点和前内侧唇缘,其中内侧停留点与内侧外侧唇缘上的最上点之间的下-上距离限定前内侧唇缘的唇缘高度。前内侧唇缘的唇缘高度大于前外侧唇缘的唇缘高度,并且前内侧唇缘的唇缘高度与内侧关节表面的前侧壁和内侧关节表面的后侧壁之间的前-后距离的比率在18.9%至20.9%的范围内。
在实施方案中,内侧关节表面具有冠状凹曲率,该冠状凹曲率在内侧停留点的前面是不均匀的而在内侧停留点的后面是均匀的。
在实施方案中,当在横截面平面中观察时,弧形关节路径具有曲率,该曲率包括半平面区段、位于平面区段前面的前弯曲区段、以及位于平面区段后面的多个后弯曲区段。外侧停留点位于半平面区段上。
在实施方案中,每个后弯曲区段由对应的曲率半径限定,其中多个后弯曲区段的曲率半径向后减小。
在实施方案中,多个后弯曲区段包括与平面区段的最后端相邻的第一后弯曲区段以及与第一后弯曲区段相邻的第二后弯曲区段,其中第一后弯曲区段的曲率半径大于第二后弯曲区段的曲率半径。在实施方案中,前弯曲区段由对应的曲率半径限定,该曲率半径(i)小于第一后弯曲区段的曲率半径并且(ii)大于第二后弯曲区段的曲率半径。在实施方案中,前弯曲区段延伸33.5度至34.4度范围内的弧长,第一后弯曲区段延伸约3.4度,并且第二后弯曲区段延伸13.2度至13.7度范围内的弧长。
在实施方案中,当在矢状平面中观察时,内侧关节表面包括由多个弯曲区段限定的矢状凹曲率,其中内侧停留点位于矢状凹曲率上。在实施方案中,多个弯曲区段包括与内侧停留点相邻并且从该内侧停留点向后延伸的第一弯曲区段以及与内侧停留点相邻并且从该内侧停留点向前延伸的第二弯曲区段,其中第一弯曲区段的曲率半径大于第二弯曲区段的曲率半径。在实施方案中,第一弯曲区段延伸15.9度至17.4度范围内的弧长,并且第二弯曲区段延伸约5.2度。
在实施方案中,多个弯曲区段包括与第二弯曲区段相邻并且从该第二弯曲区段向前延伸的第三弯曲区段、与第三弯曲区段相邻并且从该第三弯曲区段向前延伸的第四弯曲区段、以及与第四弯曲区段相邻并且从该第四弯曲区段向前延伸的第五弯曲区段,其中第三弯曲区段的曲率半径小于第二弯曲区段的曲率半径,小于第四弯曲区段的曲率半径,并且小于第五曲率半径的半径。在实施方案中,第三弯曲区段延伸14.8度至24.8度范围内的弧长,第四弯曲区段延伸10.7度至20.7度范围内的弧长,并且第五曲率半径延伸0.2度至6.3度范围内的弧长。
在实施方案中,内侧关节表面具有由多个冠状曲率限定的冠状曲率,该多个冠状曲率包括在内侧停留点处与内侧关节表面的矢状凹曲率交叉的第一冠状曲率、位于第一冠状曲率前面的第二冠状曲率、位于第二冠状曲率前面的第三冠状曲率,其中第一冠状曲率、第二冠状曲率和第三冠状曲率中的每一者彼此不同。在实施方案中,第一冠状曲率由冠状弯曲区段限定,该冠状弯曲区段从内侧停留点向内侧延伸18.6度至26.8度范围内的弧长并且从内侧停留点向外侧延伸约25.0度。
在实施方案中,第二冠状曲率在限定内侧关节表面的矢状凹曲率的多个弯曲区段中的第三弯曲区段的最前点处与内侧关节表面的矢状凹曲率交叉,其中第二冠状曲率由具有内侧端和外侧端的平面区段、从平面区段的内侧端延伸的第一冠状弯曲区段以及从平面区段的外侧端延伸的第二冠状弯曲区段限定。在实施方案中,第二冠状曲率的第一冠状弯曲区段的曲率半径小于第二冠状曲率的第二冠状弯曲区段的曲率半径。在实施方案中,第二冠状曲率的第一冠状弯曲区段延伸14.7度至15.7度范围内的弧长,并且第二冠状曲率的第二冠状弯曲区段延伸20.1度至28.5度范围内的弧长。
在实施方案中,第三冠状曲率在限定内侧关节表面的矢状凹曲率的多个弯曲区段中的第四弯曲区段的最前点处与内侧关节表面的矢状凹曲率交叉,其中第三冠状曲率由具有内侧端和外侧端的平面区段、从平面区段的内侧端延伸的第一冠状弯曲区段以及从平面区段的外侧端延伸的第二冠状弯曲区段限定。在实施方案中,第三冠状曲率的平面区段相对于胫骨***物的底表面成约6度的角度。在实施方案中,第三冠状曲率的第一冠状弯曲区段延伸0.3度至0.9度范围内的弧长,并且第三冠状曲率的第二冠状弯曲区段延伸16.4度至24.7度范围内的弧长。
在实施方案中,胫骨***物还包括前侧以及与前侧相对的后侧。前侧和后侧之间的距离限定胫骨***物的前-后长度。内侧停留点位于距前端的前-后长度的约63.3%处。在实施方案中,当在横向平面中观察时,外侧关节表面的弧形关节路径由具有在内侧停留点上的原点的曲率半径限定。
在实施方案中,胫骨***物还包括位于胫骨***物的底表面上的锁定机构的第一部分。锁定机构的第一部分被构造成与锁定机构的位于胫骨基座上的第二部分配合,以将胫骨***物固定到胫骨基座。
根据又一个方面,整形外科膝关节假体包括股骨部件,该股骨部件具有外侧髁和内侧髁;以及胫骨***物,该胫骨***物具有外侧关节表面和内侧关节表面,该外侧关节表面被构造成与股骨部件的外侧髁一起进行关节运动,该内侧关节表面被构造成与股骨部件的内侧髁一起进行关节运动。内侧髁包括由多个弯曲股骨表面区段限定的股骨关节表面,该多个弯曲股骨表面区段包括由连续减小的曲率半径限定的第一弯曲股骨表面区段。内侧关节表面相对于外侧关节表面不对称地成形,并且包括限定内侧关节表面上的最远点的内侧停留点。内侧髁在第一弯曲股骨表面区段上的第一接触点处以第一屈曲度接触内侧停留点,并且在第一弯曲股骨表面区段上的第二接触点处以第二屈曲度接触内侧停留点,其中第二接触点在第一接触点后面并且其中第二屈曲度大于第一屈曲度。内侧关节表面包括矢状凹曲率,该矢状凹曲率具有在第一屈曲度下在停留点前面的位置处与内侧髁的第一矢状符合度以及在第二屈曲度下在停留点前面的位置处与内侧髁的第二矢状符合度,其中第二矢状符合度大于第一矢状符合度以减少在第二屈曲度下内侧髁的向前平移。
在实施方案中,股骨部件的内侧髁包括矢状凸曲率,并且内侧关节表面的矢状凹曲率与内侧髁的矢状凹曲率之间的矢状符合度在股骨髁的第一屈曲度下比在伸展下更大。在实施方案中,第一屈曲度为约30度。
在实施方案中,内侧关节表面包括冠状凹曲率,并且在屈曲度下在冠状凹曲率与内侧髁之间的冠状符合度在内侧关节表面的内侧停留点处比在内侧停留点前面的内侧关节表面上的位置处更大。在实施方案中,内侧关节表面在内侧停留点的前面是不均匀的而在内侧停留点的后面是均匀的。
在实施方案中,内侧髁和内侧关节表面比外侧髁和外侧关节表面彼此更符合。
在实施方案中,内侧关节表面包括冠状凹曲率,并且冠状凹曲率与内侧髁之间的冠状符合度在股骨部件定位成伸展时比在股骨部件定位成较后的屈曲度时更大。
在实施方案中,外侧关节表面包括弧形关节路径,当在横截面平面中观察时,该弧形关节路径具有曲率,该曲率包括平面区段、位于半平面区段前面的前弯曲区段、以及位于平面区段后面的多个后弯曲区段。半平面区段限定外侧关节表面的最远区域。在实施方案中,每个后弯曲区段由对应的曲率半径限定,并且其中多个后弯曲区段的曲率半径向后减小。
在实施方案中,当在矢状平面中观察时,内侧关节表面的矢状凹曲率包括多个弯曲区段,并且其中内侧停留点位于矢状凹曲率上。多个弯曲区段包括与内侧停留点相邻并且从该内侧停留点向后延伸的第一弯曲区段,与内侧停留点相邻并且从其该内侧停留点向前延伸的第二弯曲区段,与第二弯曲区段相邻并且从该第二弯曲区段向前延伸的第三弯曲区段,与第三弯曲区段相邻并且从该第三弯曲区段向前延伸的第四弯曲区段,以及与第四弯曲区段相邻并且从该第四弯曲区段向前延伸的第五弯曲区段。第一弯曲区段的曲率半径大于第二弯曲区段的曲率半径,并且其中第三弯曲区段的曲率半径小于第二弯曲区段的曲率半径,小于第四弯曲区段的曲率半径,并且小于第五曲率半径的半径。
在实施方案中,内侧关节表面包括由多个冠状曲率限定的冠状凹曲率,该多个冠状曲率包括在内侧停留点处与内侧关节表面的矢状凹曲率交叉的第一冠状曲率、位于第一冠状曲率前面的第二冠状曲率、位于第二冠状曲率前面的第三冠状曲率,其中第一冠状曲率、第二冠状曲率和第三冠状曲率中的每一者彼此不同。在实施方案中,第二冠状曲率在限定内侧关节表面的矢状凹曲率的多个弯曲区段中的第三弯曲区段的最前点处与内侧关节表面的矢状凹曲率交叉,其中第二冠状曲率由具有内侧端和外侧端的平面区段、从平面区段的内侧端延伸的第一冠状弯曲区段以及从平面区段的外侧端延伸的第二冠状弯曲区段限定,并且其中第一冠状弯曲区段的曲率半径小于第二冠状弯曲区段的曲率半径。在实施方案中,第三冠状曲率在限定内侧关节表面的矢状凹曲率的多个弯曲区段中的第四弯曲区段的最前点处与内侧关节表面的矢状凹曲率交叉,其中第三冠状曲率由具有内侧端和外侧端的平面区段、从平面区段的内侧端延伸的第一冠状弯曲区段以及从平面区段的外侧端延伸的第二冠状弯曲区段限定。
在实施方案中,胫骨***物还包括位于胫骨***物的底表面上的锁定机构的第一部分。锁定机构的第一部分被构造成与锁定机构的位于胫骨基座上的第二部分配合,以将胫骨***物固定到胫骨基座。
在实施方案中,当股骨部件处于伸展时,股骨关节表面的最远点限定零屈曲度,并且第一弯曲股骨表面区段从约5度的第一屈曲度延伸到约65度的第二屈曲度。在实施方案中,第一弯曲股骨表面区段由从公共原点延伸到第二弯曲股骨表面区段上的对应点的多条射线限定。每条射线具有由以下多项式方程限定的长度:rθ=(a+(b*θ)+(c*θ2)+(d*θ3)),其中rθ是限定在θ屈曲度下在第二弯曲股骨表面区段上的点的射线的长度,a是20和50之间的系数值,并且b是选自由以下组成的组的范围内的系数值:-0.30<b<0.00,0.00<b<0.30以及b=0,其中当b在-0.30<b<0.00的范围内时,(i)c是0.00和0.012之间的系数值,并且(ii)d是-0.00015和0.00之间的系数值,其中当b在0<b<0.30的范围内时,(i)c是-0.010和0.00之间的系数值,并且(ii)d是-0.00015和0.00之间的系数值,并且其中当b等于0时,(i)c是选自由以下组成的组的范围内的系数值:-0.0020<c<0.00以及0.00<c<0.0025,并且(ii)d是-0.00015和0.00之间的系数值。
在实施方案中,多个弯曲股骨表面区段包括向后邻近第一弯曲股骨区段的第二弯曲股骨表面区段,其中第二弯曲股骨表面区段由大于第一弯曲股骨表面区段的最后曲率半径的恒定曲率半径限定。在实施方案中,第二弯曲股骨表面区段从约65度的第一屈曲度延伸到约90的第二屈曲度。
根据另一个方面,整形外科膝关节假体包括股骨部件,该股骨部件具有外侧髁和内侧髁;以及胫骨***物,该胫骨***物具有外侧关节表面和内侧关节表面,该外侧关节表面被构造成与股骨部件的外侧髁一起进行关节运动,该内侧关节表面被构造成与股骨部件的内侧髁一起进行关节运动。内侧髁包括由多个弯曲股骨表面区段限定的股骨关节表面,该多个弯曲股骨表面区段包括第一弯曲股骨表面区段和向后邻近第一弯曲股骨表面区段的第二弯曲股骨表面区段,其中第一弯曲股骨表面区段由连续减小的曲率半径限定,并且第二弯曲股骨表面区段由大于第一弯曲股骨表面区段的最后曲率半径的恒定曲率半径限定。内侧关节表面相对于外侧关节表面不对称地成形,并且包括限定内侧关节表面上的最远点的内侧停留点。内侧髁(i)在第一屈曲度下在第一弯曲股骨表面区段上的第一接触点处接触内侧停留点,第一接触点由第一弯曲股骨表面区段的最后曲率半径限定,并且(ii)在大于第一屈曲度的第二屈曲度下在第二弯曲股骨表面区段上的第二接触点处接触内侧停留点,第二接触点由第二弯曲股骨表面区段的恒定曲率半径限定。在第二屈曲度下在内侧停留点与第二弯曲股骨表面区段的恒定曲率半径的原点之间的下-上距离大于在第一屈曲度下在内侧停留点与第一弯曲股骨表面区段的最后曲率半径的原点之间的下-上距离。
在实施方案中,股骨部件的内侧髁包括矢状凸曲率,并且内侧关节表面包括矢状凹曲率,并且其中内侧关节表面的矢状凹曲率与内侧髁的矢状凹曲率之间的矢状符合度在股骨髁的第一屈曲度下比在伸展下更大。在实施方案中,第一屈曲度为约30度。
在实施方案中,内侧关节表面包括矢状凹曲率,其中在内侧停留点处,矢状凹曲率在股骨部件的第一屈曲度下具有与内侧髁的第一矢状符合度,其中在内侧停留点前面的内侧关节表面上的位置处,矢状凹曲率在第一屈曲度下具有与内侧髁的第二矢状符合度,并且其中第二矢状符合度大于第一矢状符合度。
在实施方案中,内侧关节表面包括冠状凹曲率,其中在内侧停留点处,冠状凹曲率在第一屈曲度下具有与内侧髁的第一冠状符合度,其中在内侧停留点前面的内侧关节表面上的位置处,冠状凹曲率在第一屈曲度下具有与内侧髁的第二冠状符合度,并且其中第二冠状符合度大于第一冠状符合度。在实施方案中,内侧关节表面在内侧停留点的前面是不均匀的而在内侧停留点的后面是均匀的。
在实施方案中,内侧髁和内侧关节表面比外侧髁和外侧关节表面彼此更符合。
在实施方案中,内侧关节表面包括冠状凹曲率,并且其中冠状凹曲率与内侧髁之间的冠状符合度在股骨部件定位成伸展时比在股骨部件定位成较后的屈曲度时更大。
在实施方案中,外侧关节表面包括弧形关节路径,当在横截面平面中观察时,该弧形关节路径具有曲率,该曲率包括半平面区段、位于半平面区段前面的前弯曲区段、以及位于平面区段后面的多个后弯曲区段。平面区段限定外侧关节表面的最远区域。在实施方案中,每个后弯曲区段由对应的曲率半径限定,并且其中多个后弯曲区段的曲率半径向后减小。
在实施方案中,当在矢状平面中观察时,内侧关节表面的矢状凹曲率包括多个弯曲区段,并且其中内侧停留点位于矢状凹曲率上。多个弯曲区段包括与内侧停留点相邻并且从该内侧停留点向后延伸的第一弯曲区段,与内侧停留点相邻并且从该内侧停留点向前延伸的第二弯曲区段,与第二弯曲区段相邻并且从该第二弯曲区段向前延伸的第三弯曲区段,与第三弯曲区段相邻并且从该第三弯曲区段向前延伸的第四弯曲区段,以及与第四弯曲区段相邻并且从该第四弯曲区段向前延伸的第五弯曲区段。第一弯曲区段的曲率半径大于第二弯曲区段的曲率半径,并且其中第三弯曲区段的曲率半径小于第二弯曲区段的曲率半径,小于第四弯曲区段的曲率半径,并且小于第五曲率半径的半径。
在实施方案中,内侧关节表面包括由多个冠状曲率限定的冠状凹曲率,该多个冠状曲率包括在内侧停留点处与内侧关节表面的矢状凹曲率交叉的第一冠状曲率、位于第一冠状曲率前面的第二冠状曲率、位于第二冠状曲率前面的第三冠状曲率,其中第一冠状曲率、第二冠状曲率和第三冠状曲率中的每一者彼此不同。
在实施方案中,第二冠状曲率在限定内侧关节表面的矢状凹曲率的多个弯曲区段中的第三弯曲区段的最前点处与内侧关节表面的矢状凹曲率交叉,其中第二冠状曲率由具有内侧端和外侧端的平面区段、从平面区段的内侧端延伸的第一冠状弯曲区段以及从平面区段的外侧端延伸的第二冠状弯曲区段限定,并且其中第一冠状弯曲区段的曲率半径小于第二冠状弯曲区段的曲率半径。
在实施方案中,第三冠状曲率在限定内侧关节表面的矢状凹曲率的多个弯曲区段中的第四弯曲区段的最前点处与内侧关节表面的矢状凹曲率交叉,其中第三冠状曲率由具有内侧端和外侧端的平面区段、从平面区段的内侧端延伸的第一冠状弯曲区段以及从平面区段的外侧端延伸的第二冠状弯曲区段限定。
在实施方案中,胫骨***物还包括位于胫骨***物的底表面上的锁定机构的第一部分,其中锁定机构的第一部分被构造成与锁定机构的位于胫骨基座上的第二部分配合,以将胫骨***物固定到胫骨基座。
在实施方案中,当股骨部件处于伸展时,股骨关节表面的最远点限定零屈曲度,并且第一弯曲股骨表面区段从约5度的第一屈曲度延伸到约65度的第二屈曲度。在实施方案中,第一弯曲股骨表面区段由从公共原点延伸到第二弯曲股骨表面区段上的对应点的多条射线限定。每条射线具有由以下多项式方程限定的长度:rθ=(a+(b*θ)+(c*θ2)+(d*θ3)),其中rθ是限定在θ屈曲度下在第二弯曲股骨表面区段上的点的射线的长度,a是20和50之间的系数值,并且b是选自由以下组成的组的范围内的系数值:-0.30<b<0.00,0.00<b<0.30以及b=0,其中当b在-0.30<b<0.00的范围内时,(i)c是0.00和0.012之间的系数值,并且(ii)d是-0.00015和0.00之间的系数值,其中当b在0<b<0.30的范围内时,(i)c是-0.010和0.00之间的系数值,并且(ii)d是-0.00015和0.00之间的系数值,并且其中当b等于0时,(i)c是选自由以下组成的组的范围内的系数值:-0.0020<c<0.00以及0.00<c<0.0025,并且(ii)d是-0.00015和0.00之间的系数值。
在实施方案中,多个弯曲股骨表面区段包括向后邻近第一弯曲股骨区段的第二弯曲股骨表面区段,其中第二弯曲股骨表面区段由大于第一弯曲股骨表面区段的最后曲率半径的恒定曲率半径限定。在实施方案中,第二弯曲股骨表面区段从约65度的第一屈曲度延伸到约90的第二屈曲度。
根据另一个方面,整形外科膝关节假体包括股骨部件,该股骨部件具有外侧髁和内侧髁;以及胫骨***物,该胫骨***物具有外侧关节表面和内侧关节表面,该外侧关节表面被构造成与股骨部件的外侧髁一起进行关节运动,该内侧关节表面被构造成与股骨部件的内侧髁一起进行关节运动。内侧髁包括由多个弯曲股骨表面区段限定的股骨关节表面,该多个弯曲股骨表面区段包括由连续减小的曲率半径限定的第一弯曲股骨表面区段。外侧关节表面包括在前-后方向上延伸的弧形关节路径,其中当在横截面平面中观察时,弧形关节路径具有包括平面区段的曲率,并且其中平面区段限定外侧关节表面的最远区域。内侧关节表面相对于外侧关节表面不对称地成形并且包括限定内侧髁表面的最远点的内侧停留点,并且其中内侧停留点位于内侧髁表面上(i)在胫骨***物的第一假想内侧-外侧二等分线和胫骨***物的第二假想内侧-外侧二等分线之间,并且(ii)在外侧关节表面的矢状曲率的平面区段的前-后中点之后,该第一假想内侧-外侧二等分线包括外侧关节表面的矢状曲率的平面区段的最前端,该第二假想内侧-外侧二等分线包括外侧关节表面的矢状曲率的平面区段的最后端。
在实施方案中,股骨部件的内侧髁包括矢状凸曲率,并且内侧关节表面包括矢状凹曲率,并且其中内侧关节表面的矢状凹曲率与内侧髁的矢状凹曲率之间的矢状符合度在股骨髁的第一屈曲度下比在伸展下更大。在实施方案中,第一屈曲度为约30度。
在实施方案中,内侧关节表面包括矢状凹曲率,其中在内侧停留点处,矢状凹曲率在股骨部件的第一屈曲度下具有与内侧髁的第一矢状符合度,其中在内侧停留点前面的内侧关节表面上的位置处,矢状凹曲率在第一屈曲度下具有与内侧髁的第二矢状符合度,并且其中第二矢状符合度大于第一矢状符合度。
在实施方案中,内侧关节表面包括冠状凹曲率,其中在内侧停留点处,冠状凹曲率在第一屈曲度下具有与内侧髁的第一冠状符合度,其中在内侧停留点前面的内侧关节表面上的位置处,冠状凹曲率在第一屈曲度下具有与内侧髁的第二冠状符合度,并且其中第二冠状符合度大于第一冠状符合度。在实施方案中,内侧关节表面在内侧停留点的前面是不均匀的而在内侧停留点的后面是均匀的。
在实施方案中,内侧关节表面包括冠状凹曲率,并且冠状凹曲率与内侧髁之间的冠状符合度在股骨部件定位成伸展时比在股骨部件定位成较后的屈曲度时更大。
在实施方案中,当在横截面平面中观察时,外侧关节表面的弧形关节路径具有曲率,该曲率包括半平面区段、位于平面区段前面的前弯曲区段、以及位于平面区段后面的多个后弯曲区段。半平面区段限定外侧关节表面的最远区域。在实施方案中,每个后弯曲区段由对应的曲率半径限定,并且其中多个后弯曲区段的曲率半径向后减小。
在实施方案中,当在矢状平面中观察时,内侧关节表面的矢状凹曲率包括多个弯曲区段,并且其中内侧停留点位于矢状凹曲率上。多个弯曲区段包括与内侧停留点相邻并且从该内侧停留点向后延伸的第一弯曲区段,与内侧停留点相邻并且从该内侧停留点向前延伸的第二弯曲区段,与第二弯曲区段相邻并且从该第二弯曲区段向前延伸的第三弯曲区段,与第三弯曲区段相邻并且从该第三弯曲区段向前延伸的第四弯曲区段,以及与第四弯曲区段相邻并且从该第四弯曲区段向前延伸的第五弯曲区段。第一弯曲区段的曲率半径大于第二弯曲区段的曲率半径,并且其中第三弯曲区段的曲率半径小于第二弯曲区段的曲率半径,小于第四弯曲区段的曲率半径,并且小于第五曲率半径的半径。
在实施方案中,内侧关节表面包括由多个冠状曲率限定的冠状凹曲率,该多个冠状曲率包括在内侧停留点处与内侧关节表面的矢状凹曲率交叉的第一冠状曲率、位于第一冠状曲率前面的第二冠状曲率、位于第二冠状曲率前面的第三冠状曲率,其中第一冠状曲率、第二冠状曲率和第三冠状曲率中的每一者彼此不同。
在实施方案中,第二冠状曲率在限定内侧关节表面的矢状凹曲率的多个弯曲区段中的第三弯曲区段的最后点处与内侧关节表面的矢状凹曲率交叉,其中第二冠状曲率由具有内侧端和外侧端的平面区段、从平面区段的内侧端延伸的第一冠状弯曲区段以及从平面区段的外侧端延伸的第二冠状弯曲区段限定,并且其中第一冠状弯曲区段的曲率半径小于第二冠状弯曲区段的曲率半径。
在实施方案中,第三冠状曲率在限定内侧关节表面的矢状凹曲率的多个弯曲区段中的第四弯曲区段的最前点处与内侧关节表面的矢状凹曲率交叉,其中第三冠状曲率由具有内侧端和外侧端的平面区段、从平面区段的内侧端延伸的第一冠状弯曲区段以及从平面区段的外侧端延伸的第二冠状弯曲区段限定。
在实施方案中,胫骨***物还包括位于胫骨***物的底表面上的锁定机构的第一部分,其中锁定机构的第一部分被构造成与锁定机构的位于胫骨基座上的第二部分配合,以将胫骨***物固定到胫骨基座。
在实施方案中,当股骨部件处于伸展时,股骨关节表面的最远点限定零屈曲度。第一弯曲股骨表面区段从约5度的第一屈曲度延伸到约65度的第二屈曲度。在实施方案中,第一弯曲股骨表面区段由从公共原点延伸到第二弯曲股骨表面区段上的对应点的多条射线限定。每条射线具有由以下多项式方程限定的长度:rθ=(a+(b*θ)+(c*θ2)+(d*θ3)),其中rθ是限定在θ屈曲度下在第二弯曲股骨表面区段上的点的射线的长度,a是20和50之间的系数值,并且b是选自由以下组成的组的范围内的系数值:-0.30<b<0.00,0.00<b<0.30以及b=0,其中当b在-0.30<b<0.00的范围内时,(i)c是0.00和0.012之间的系数值,并且(ii)d是-0.00015和0.00之间的系数值,其中当b在0<b<0.30的范围内时,(i)c是-0.010和0.00之间的系数值,并且(ii)d是-0.00015和0.00之间的系数值,并且其中当b等于0时,(i)c是选自由以下组成的组的范围内的系数值:-0.0020<c<0.00以及0.00<c<0.0025,并且(ii)d是-0.00015和0.00之间的系数值。
在实施方案中,多个弯曲股骨表面区段包括向后邻近第一弯曲股骨区段的第二弯曲股骨表面区段,其中第二弯曲股骨表面区段由大于第一弯曲股骨表面区段的最后曲率半径的恒定曲率半径限定。在实施方案中,第二弯曲股骨表面区段从约65度的第一屈曲度延伸到约90的第二屈曲度。
附图说明
具体实施方式具体是指以下附图,其中:
图1是整形外科膝关节假体的实施方案的分解透视图;
图2是处于组装构型的图1的整形外科膝关节假体的外侧透视图;
图3是图1的整形外科膝关节假体的前正视图;
图4是图1的整形外科膝关节假体的股骨部件的实施方案的侧正视图;
图5是图4的股骨部件的一系列股骨部件尺寸的曲率半径的结束屈曲度的实施方案的表格;
图6是图4的股骨部件的一系列股骨部件尺寸的曲率半径长度值和对应比率的实施方案的表格;
图7是可以限定图4的股骨部件的一个或多个髁表面的弯曲表面区段的多项式方程的系数值的实施方案的表格;
图8是图1的整形外科膝关节假体的胫骨***物的上平面图,示出了外侧弧形关节路径;
图9是图8的胫骨***物的另一个上平面图,示出了外侧停留区;
图10是图8的胫骨***物的下透视图;
图11是图8的胫骨***物的下平面图;
图12是图8的胫骨***物的前正视图;
图13是图8的胫骨***物的后正视图;
图14是图8的胫骨***物的外侧正视图;
图15是图8的胫骨***物的内侧正视图;
图16是图8的胫骨***物的外侧关节表面的剖视图,示出了外侧停留区;
图17是图8的胫骨***物的内侧关节表面在矢状平面中的剖视图,示出了内侧停留点;
图18是图8的胫骨***物的透视图,示出了胫骨***物的关节表面的矢状曲率和冠状曲率;
图19是图8的胫骨***物的上平面图,示出了若干横截面切割线;
图20是沿着图19中的线20-20在复平面中的图8的胫骨***物的实施方案的外侧关节表面的剖视图;
图21是沿着图19中的线20-20在复平面中的图8的胫骨***物的另一个实施方案的外侧关节表面的剖视图;
图22是沿着图19中的线22-22在矢状平面中的图8的胫骨***物的实施方案的内侧关节表面的剖视图;
图23是沿着图19中的线23-23在冠状平面中的图8的胫骨***物的实施方案的外侧关节表面的剖视图;
图24是沿着图19中的线24-24在冠状平面中的图8的胫骨***物的实施方案的内侧关节表面的剖视图;
图25是沿着图19中的线24-24在冠状平面中的图8的胫骨***物的另一个实施方案的内侧关节表面的剖视图;
图26是沿着图19中的线26-26在冠状平面中的图8的胫骨***物的实施方案的内侧关节表面的另一个剖视图;
图27是沿着图19中的线27-27在冠状平面中的图8的胫骨***物的实施方案的内侧关节表面的另一个剖视图;
图28是处于0屈曲度的图1的整形外科膝关节假体的内侧正视图;
图29是处于35屈曲度的图1的整形外科膝关节假体的内侧正视图;
图30是处于90屈曲度的图1的整形外科膝关节假体的内侧正视图;
图31是处于110屈曲度的图1的整形外科膝关节假体的内侧正视图;
图32是沿着图28中的线32-32在冠状平面中的图28的整形外科膝关节假体的剖视图;
图33是沿着图28中的线33-33在横向平面中的图28的整形外科膝关节假体的剖视图;
图34是沿着图28的整形外科膝关节假体的胫骨***物的内侧关节表面的内侧停留点在矢状平面中的图28的整形外科膝关节假体的剖视图;
图35是沿着图29中的线35-35在冠状平面中的图29的整形外科膝关节假体的剖视图;
图36是沿着图29中的线36-36在横向平面中的图29的整形外科膝关节假体的剖视图;
图37是沿着图29的整形外科膝关节假体的胫骨***物的内侧关节表面的内侧停留点在矢状平面中的图29的整形外科膝关节假体的剖视图;
图38是沿着图30中的线38-38在冠状平面中的图30的整形外科膝关节假体的剖视图;
图39是沿着图30中的线39-39在横向平面中的图30的整形外科膝关节假体的剖视图;
图40是沿着图30的整形外科膝关节假体的胫骨***物的内侧关节表面的内侧停留点在矢状平面中的图30的整形外科膝关节假体的剖视图;
图41是沿着图31中的线41-41在冠状平面中的图31的整形外科膝关节假体的剖视图;
图42是沿着图31中的线42-42在横向平面中的图31的整形外科膝关节假体的剖视图;
图43是沿着图31的整形外科膝关节假体的胫骨***物的内侧关节表面的内侧停留点在矢状平面中的图31的整形外科膝关节假体的剖视图;
图44是屈曲到一定屈曲度的图1的整形外科膝关节假体的外侧正视图,并且示出由曲率半径限定的接触点;并且
图45是屈曲到略微大于图44的屈曲度的图1的整形外科膝关节假体的外侧正视图,并且示出由另一个曲率半径限定的另一个接触点。
附图说明
虽然本公开的概念易于具有各种修改形式和替代形式,但其具体示例性实施方案已在附图中以举例的方式示出,并且将在本文中进行详细描述。然而应当理解,无意将本公开的概念限制为所公开的特定形式,而是相反,意图在于涵盖所附权利要求限定的本发明的实质和范围内的所有修改型式、等同型式和替代型式。
在整篇说明书中,当涉及整形外科植入物和/或本文所述外科手术器械以及患者的自然解剖结构时,可能会用到表示解剖学参考的术语,例如前、后、内侧、外侧、上、下等。这些术语在解剖学研究和矫形外科领域都具有公知的含义。除非另外说明,否则在书面具体实施方式和权利要求中使用的这些解剖参考术语旨在与其熟知的含义一致。另外,术语“约”可在说明书中用于指在制造公差内限定的某些测量结果。也就是说,所提供的测量结果和/或数值实际上可能由于机器或制造工艺中固有的公差而偏离。
本说明书中对“一个实施方案”、“实施方案”、“例示性实施方案”等的引用是指所述实施方案可包括特定特征、结构、或特性,但每个实施方案可包括或可不必包括该特定特征、结构、或特性。此外,这些术语未必指同一实施方案。此外,当结合实施方案来描述特定特征、结构、或特性时,无论是否进行明确描述均应认为,结合其他实施方案来实现这种特定特征、结构、或特性在本领域的技术人员的知识范围内。另外,应当理解,以“A、B和C中的至少一者”的形式包括在列表中的项目可意指(A);(B);(C);(A和B);(A和C);(B和C);或(A、B和C)。类似地,以“A、B或C中的至少一者”的形式列出的项目可意指(A);(B);(C);(A和B);(A和C);(B和C);或(A、B和C)。
在附图中,一些结构或方法特征部可以特定布置和/或排序示出。然而,应当理解,可不需要此类特定布置和/或排序。相反,在一些实施方案中,此类特征部可以与例示性附图中所示不同的方式和/或排序布置。另外,在特定附图中包括结构或方法特征部并不意味着暗示此类特征部在所有实施方案中都是必需的,并且在一些实施方案中,可不包括这些特征部或者可与其他特征部组合。
现在参考图1至图3,在示例性实施方案中,整形外科膝关节假体100包括股骨部件102和胫骨***物104。另外,整形外科膝关节假体100可以包括胫骨托(未示出),胫骨***物104在使用期间联接到该胫骨托。股骨部件102(和胫骨托)示例性地由金属材料诸如钴铬或钛形成,但在其他实施方案中,可由其他材料诸如陶瓷材料、聚合物材料、生物工程材料等形成。胫骨托***物104示例性地由聚合物材料诸如超高分子量聚乙烯(UHMWPE)形成,但在其他实施方案中,可由其他材料诸如陶瓷材料、金属材料、生物工程材料等形成。
股骨部件102被构造成联接到患者的股骨(未示出)的远侧端部的外科准备表面,并且胫骨***物104被构造成经由例如胫骨托(未示出)联接到患者的胫骨(未示出)的近侧端部的外科准备表面。另选地,在其他实施方案中,胫骨***物104可以被构造成直接附接到患者胫骨的近侧端部的外科准备表面,而不使用胫骨托。例如,胫骨***物104和聚合物“托盘”可以组合成单个聚合物部件。
在使用中,股骨部件102被构造成与胫骨***物104一起进行关节运动。为此,股骨部件包括具有外侧髁112和内侧髁114的外关节运动表面110。类似地,胫骨***物104包括具有外侧关节表面122和内侧关节表面124的关节表面120。因此,外侧髁112被构造成与外侧关节表面122一起进行关节运动,并且内侧髁114被构造成与胫骨***物的内侧关节表面124一起进行关节运动,如图28至图31所示。
如以下更详细讨论的,股骨部件102和胫骨***物104中的每一者包括关节曲率和相关特征,这些特征有助于或促进外侧髁112在外侧关节表面122上的枢转,同时在屈曲期间限制或减少内侧髁114在内侧关节表面124上的向前平移。例如,髁112、114中的一者或两者包括具有由连续减小的曲率半径限定的弯曲表面区段的矢状髁表面。另外,内侧关节表面124具有凹矢状曲率,与伸展时相比,该凹矢状曲率在中间屈曲度(例如,30度)下总体上更符合内侧髁114的凸矢状曲率。胫骨***物104的外侧关节表面122和内侧关节表面124不对称地成形,以提供股骨部件102在胫骨***物104上的不对称枢转。另外,外侧关节表面122和外侧髁112可能比内侧关节表面124和内侧髁114彼此更不符合。此外,如下所讨论的,外侧关节表面122的冠状曲率在前-后方向上是均匀的,而内侧关节表面124的冠状曲率在前-后方向上是不均匀的(例如,内侧关节表面124的冠状曲率由多个不同的冠状曲率限定)。另外,由于内侧关节表面124的矢状形状,内侧关节表面124与屈曲相比可在伸展中与内侧髁114更符合,并且与在停留点处相比在内侧髁114的停留点的前面更符合(参见下图18至图27的讨论)。应当理解,股骨髁112、114的矢状曲率,内侧髁114与内侧关节表面124之间的总体矢状符合度,外侧关节表面122和内侧关节表面124的不对称性,内侧髁114的伸展和停留点前面的增加的符合度改善了整形外科膝关节假体100的稳定性,促进外侧股骨髁112的枢转,并且减少或限制股骨的内侧前平移。
如上所讨论的,股骨部件102被构造成联接到患者的股骨(未示出)的远侧端部的外科准备表面,并且可以经由使用骨粘合剂或其他附接手段固定到患者的股骨。股骨部件102包括外侧髁112和内侧髁114,它们被间隔开以在其间限定髁间开口116。在使用中,髁112、114替换患者的股骨的自然髁,并且被构造成在胫骨***物104的对应外侧关节表面122和内侧关节表面124上进行关节运动,如上文所讨论的。
现在参考图4,股骨部件102的髁112、114中的一者或两者包括髁表面400,该髁表面在矢状平面中凸形地弯曲。示例性地,髁表面400由多个弯曲表面区段402、404、406、408、410和412形成,其中每个弯曲表面区段与相邻弯曲表面区段相切。每个弯曲表面区段402、404、406、408、410和412在不同的屈曲度范围内接触胫骨支承***物。例如,髁表面400的弯曲表面区段402、404在早期屈曲期间接触胫骨***物104。髁表面400的弯曲表面区段406、408在中间弯曲期间接触胫骨***物104。并且,髁表面400的弯曲表面区段410、412在后期屈曲期间接触胫骨***物104。
每个弯曲表面区段402、406、408、410和412分别由恒定曲率半径R1、R3、R4、R5和R6限定。然而,如下面更详细讨论的,弯曲表面区段404由多条射线限定,而不是由恒定曲率半径限定。特别地,弯曲表面区段3604被设计成使髁表面400从弯曲表面区段402的曲率半径R1逐渐转变到与弯曲表面区段406相切的曲率半径R2。因此,弯曲表面区段3604具有连续减小的曲率半径。
在如图5的表500所示的示例性实施方案中,由曲率半径R1限定的弯曲表面区段402的范围从-5度的第一屈曲度到5度的第二屈曲度。由曲率半径R2限定的弯曲区段404的范围从5度的第一屈曲度到65度的第二屈曲度。由曲率半径R3限定的弯曲区段406的范围从65度的第一屈曲度到90度的第二屈曲度。由曲率半径R4限定的弯曲区段408的范围从90度的第一屈曲度到105度的第二屈曲度。由曲率半径R5限定的弯曲区段410的范围从105度的第一屈曲度到120度的第二屈曲度。并且,由曲率半径R6限定的弯曲区段412的范围从120度的第一屈曲度到163度(或155度,这取决于尺寸)的第二屈曲度。在其他实施方案中,弯曲表面区段402、406、408、410及412中的任一者具有跨越不同度数的范围。
如图6所示,表600限定1至10的一系列股骨部件尺寸的每个曲率半径R1、R2、R3、R4、R5和R6的长度。如表600中所示,虽然股骨部件102的每个尺寸1-10的每个曲率半径R1、R2、R3、R4、R5、R6的特定长度可以跨尺寸变化,但是R1/R2、R1/R3和R1/R4的比率跨股骨部件尺寸相对恒定或略微变化。例如,曲率半径R1与曲率半径R2的比率可在约1.347至1.355的范围内变化,以跨1至10的股骨部件尺寸保持约1.350的值。类似地,曲率半径R1与曲率半径R3的比率可在约1.277至1.278的范围内变化,以跨1至10的股骨部件尺寸保持约1.280的值。此外,曲率半径R1与曲率半径R4的比率可跨1至10的股骨部件尺寸保持在约1.305的值。
还应当理解,股骨部件102的髁表面400被设计成使得在一些实施方案中曲率半径R3比曲率半径R2大约0.5毫米至约5毫米范围内的量。如下文所讨论的,在一些实施方案中,特定增加量可基于股骨部件的尺寸。另外,基于上述分析,髁表面400被设计成使得曲率半径从R2到R3的增加发生在约45度至约90度范围内的屈曲度下。在一个特定实施方案中,曲率半径从R2到R3的增加在髁表面400上发生在约65屈曲度下。
如上文所讨论的,弯曲表面区段404被设计成提供从曲率半径R1到曲率半径R2的逐渐转变。因此,由弯曲表面区段404限定的角度的大小可以基于期望的转变速率来选择。例如,在一些实施方案中,股骨部件102的髁表面400被设计成使得弯曲表面区段404从在约0.0至约30.0度范围内的第一屈曲度延伸到在约45.0至约90.0度范围内的第二屈曲度。在一个特定实施方案中,弯曲表面区段404从约5.0屈曲度延伸到约65.0屈曲度,如上文所讨论的。
应当理解,股骨部件102的髁表面400的曲率半径R2至R3的特定增加量和/或这种增加在髁表面400上的定位也可以基于股骨部件102的尺寸、由股骨部件102的尺寸按比例缩放或以其他方式受股骨部件102的尺寸影响。也就是说,应当理解,与较大尺寸的股骨部件相比,髁表面400的曲率半径R2至R3增加0.5毫米是小尺寸的股骨部件的相对较大的增加。因此,股骨部件102的髁表面400的曲率半径R2至R3的增加幅度可以跨股骨部件尺寸而改变。然而,在一些实施方案中,曲率半径R1与曲率半径R2、R3和R4的比率跨一系列股骨部件尺寸保持在基本上恒定的值。
如上文所讨论的,弯曲表面区段404被设计成提供从曲率半径R1到曲率半径R2的逐渐转变。为此,弯曲表面区段404由源自公共原点O的多条射线420限定。多条射线420中的每条射线限定弯曲表面区段404上的相应接触点。共同限定弯曲表面区段404的那些接触点中的每一个接触点的位置可以根据以下多项式方程基于每条射线420在每个屈曲度下的长度来确定:
rθ = (a + (b * θ) + (c * θ2) + (d * θ3)), (3)
其中“rθ”是限定在“θ”屈曲度下在弯曲表面区段404上的接触点的射线420的长度(以公制单位计),“a”是20与50之间的标量值,并且“b”是系数值,其被选择成使得:
-0.30 < b < 0.00, (4)
0.00<b<0.30或者
b=0。
如果所选择的系数“b”在-0.30<b<0.00的范围内,则系数“c”和“d”被选择成使得:
0.00 < c < 0.012, 以及 (5)
-0.00015<d<0.00。
另选地,如果所选择的系数“b”在0.00<b<0.30的范围内,则系数“c”和“d”被选择成使得:
-0.010 < c < 0.00,以及 (6)
-0.00015<d<0.00。
此外,如果所选择的系数“b”等于0,则系数“c”和“d”被选择成使得:
-0.0020 < c < 0.00,或者 (7)
0.00<c<0.0025,以及
-0.00015<d<0.00。
应当理解,标量“a”以及系数“b”、“c”和“d”的值的范围是多项式方程(3)的无限数量的可能解的子集。也就是说,以上提供的范围的特定集合已经从无限数量的可能性中确定,以生成一系列曲线(即,弯曲表面区段404),其提供髁表面400从曲率半径R1到曲率半径R2的逐渐转变,使得股骨部件102相对于胫骨***物104的向前平移(例如,内侧的向前平移)被减小或延迟。另外,应当理解,上文关于使用公制单位***设计的实施方案提供每个系数“a”、“b”、“c”和“d”的值的范围。然而,此类系数值范围可被转换以供在使用其他单位***(诸如英制单位***)的实施方案中使用。
弯曲表面区段404的整体形状也受到多条射线420的公共原点O的放置的影响。通过限制多条射线420的公共原点O与限定早期屈曲弯曲表面区段402的曲率半径R1的原点422之间的距离,可以减少或延迟股骨部件102在胫骨***物104上的反常向前滑动。因此,在一个实施方案中,多条射线420的公共原点O的位置被选择成使得公共原点O与曲率半径R1的原点422之间的距离小于约10毫米。应当理解,在一些实施方案中,公共原点O和曲率半径R1的原点422之间的距离以及特定系数值可以取决于股骨部件102的特定尺寸。公共原点O与曲率半径R1的原点422之间的距离以及方程(3)的特定系数值的示例性实施方案在图7的表700中示出。
在其他实施方案中,弯曲表面区段404可被设计成使用其他几何形状提供从曲率半径R1到曲率半径R2的逐渐转变。例如,形成弯曲表面区段404的半径可以不具有公共原点,但是可以具有相同长度。在此类实施方案中,每个半径的原点沿着螺旋移动以提供从曲率半径R1到曲率半径R2的逐渐转变。另外,在又一些实施方案中,弯曲表面区段404可由多个小弯曲区段形成,每个小弯曲区段具有小弧长(例如,1度),并且每个小弯曲区段由相对于最前相邻小弯曲区段减小的恒定半径限定。
现在参见图8至图18,示例性胫骨***物104包括主体800,该主体包括不对称的外侧关节表面122和内侧关节表面124。内侧关节表面124包括停留点802,该停留点限定了内侧关节表面124的最远点,并且通常限定了股骨部件102的内侧髁114在关节运动期间接触内侧关节表面124的接触点或区域(但是股骨部件102与胫骨***物104之间的一些接触可以在内侧停留点802前面以一定程度的屈曲发生,并且取决于股骨部件102和胫骨***物104的负载)。
示例性地,停留点802相对于胫骨***物104的主体800的前侧壁810位于内侧关节表面124上。例如,在示例性实施方案中,停留点802位于内侧关节表面124上的距离820处,该距离为总内侧前-后长度822的约63.3%,该长度被限定为从内侧上的胫骨***物104的主体800的前侧壁810上的最前点到后侧壁812上的最后点的距离(即,跨内侧关节表面124测量)。应当理解,在一些实施方案中,外侧关节表面122和内侧关节表面124可以由于后侧壁812上的不同的最后面的点而具有不同的前-后长度。
与内侧关节表面124的停留点802不同,外侧关节表面122包括停留区804(在图8中示出为实线),其限定外侧关节表面122的最远区。停留区804体现为接触区,因为停留区804对应于外侧关节表面122的“矢状”曲率的半平面或半平坦区段。如本文所用,术语“半平面”是指平面的或以其他方式由至少为相邻弯曲区段的曲率半径长度的三倍的半径限定的区段,如下文更详细讨论的。也就是说,停留区804可以体现为由足够大的曲率半径限定的表面区段,使得当在沿着弧形关节路径806截取的横截面中观察时,停留区804的曲率接***面区段。
停留区804位于外侧关节表面122的弧形关节路径806上,该弧形关节路径通过股骨部件102的屈曲限定在股骨部件102的外侧髁112与外侧关节表面122之间的接触点的路径(但是在正常屈曲期间外侧髁112可能不行进完整的弧形关节路径806)。弧形路径806由曲率半径808限定,该曲率半径具有与内侧关节表面124的停留点802一致或在其参考距离内的原点。在示例性实施方案中,曲率半径808的长度被设计成在制造公差内匹配股骨部件102的髁112、114的节距(即,每个髁112、114上的最远点之间的距离)。因此,外侧关节表面122的曲率被设计成允许股骨部件102在股骨部件102的屈曲期间沿着弧形关节路径806相对于停留点802枢转或旋转。也就是说,当股骨部件102从伸展移动到屈曲时,股骨部件102的外侧髁112和外侧关节表面122之间的接触点沿着弧形路径806向后移动。
类似于停留点802,停留点804示例性地相对于胫骨***物104的主体800的前侧壁810位于外侧关节表面122上。例如,在示例性实施方案中,停留点804位于外侧关节表面122上的距离920处,该距离为总外侧前-后长度922的约62.6%,该长度被限定为从外侧上的胫骨***物104的主体800的前侧壁810上的最前点到后侧壁812上的最后点的距离(即,跨外侧关节表面122测量)。同样,应当理解,在一些实施方案中,外侧关节表面122和内侧关节表面124可以由于后侧壁812上的不同的最后面的点而具有不同的前-后长度。
另外,如图9所示,内侧关节表面124的停留点802在空间上与外侧关节表面122的停留区804相关。具体地,停留区804具有被定义为停留区804的最前端902(在图9中示出为实心点)与停留区804的最后端904(在图9中也示出为实心点)之间的距离的长度900,并且停留点802位于停留区804的最前端902与最后端904之间的内侧关节表面124上。也就是说,停留点804位于包括停留区804的最前端902的前假想内侧-外侧二等分线910与包括停留区804的最后端904的后假想内侧-外侧二等分线912之间的内侧关节表面124上。另外,如图9所示,停留点804位于在停留区804的中点906(在图9中示出为实心点)后面的内侧关节表面124上。也就是说,停留点804位于在包括停留区804的中点906的假想的内侧-外侧二等分线914后面的内侧关节表面124上。
如图10和图11所示,胫骨***物104的主体800包括底侧1000,该底侧被构造成在如上文所讨论的植入期间面对胫骨托(未示出)的平台。示例性胫骨***物104包括后通道1002,该后通道的尺寸和形状被设计成接收胫骨托的后支撑物。后通道1002由侧壁1004限定,该侧壁包括凸缘1006,该凸缘向内延伸到后通道1002中并且被定位成被接收在对应胫骨托的底切中。胫骨***物104还包括前通道1010,该前通道的尺寸和形状被设计成接收对应的胫骨托的前支撑物。以这种方式,通道1002、1010与对应的胫骨托的特征协作以相对于胫骨托以单一取向将胫骨***物104锁定到胫骨托上。应当理解,在其他实施方案中,胫骨***物104和对应胫骨托可以包括移动支承接口,该移动支承接口允许胫骨***物104独立于对应胫骨托移动。另外,如上文所讨论的,在一些实施方案中,胫骨***物104可以被构造成直接附接到患者的胫骨。在此类实施方案中,胫骨***物104可以不包括上述用于联接到胫骨托的特征,并且可以包括允许将胫骨***物104直接植入到患者的骨解剖结构上的其他几何形状。
如上文所讨论的,内侧关节表面124和外侧关节表面122彼此不对称。例如,如图12至如17最佳所示,内侧关节表面124具有比外侧关节表面122的前唇缘高的前唇缘。例如,如图16所示,外侧关节表面122包括外侧前唇缘1600,该外侧前唇缘限定外侧上的前侧壁810的唇缘或边缘。外侧前唇缘1600具有由胫骨***物104的外侧停留点/区804与外侧前唇缘1600之间的竖直距离(即,下-上距离)限定的唇缘高度1602。类似地,如图17所示,内侧关节表面124包括内侧前唇缘1700,该内侧前唇缘限定内侧上的前侧壁810的唇缘或边缘。内侧前唇缘1700具有由胫骨***物104的内侧停留点802与内侧前唇缘1700之间的竖直距离(即,下-上距离)限定的唇缘高度1702。在示例性实施方案中,内侧前唇缘1700的唇缘高度1702大于外侧前唇缘1600的唇缘高度1602。
另外,内侧关节表面124的停留点802被定位成使得内侧停留点802和前侧壁810的距离1710与唇缘高度1702之间的比率跨胫骨***物104的尺寸是相对恒定的。例如,在一个示例性实施方案中,唇缘高度1702与停留点距离1710之间的比率在18.9%至20.9%的范围内,这取决于胫骨***物104的尺寸。
现在参见图18至图27,如上文所讨论的,外侧关节表面122和内侧关节表面124具有不同的轮廓,使得关节表面122、124彼此不对称。例如,如图18所示,当在沿着弧形关节路径806截取的前-后复横截面中观察时,外侧关节表面122包括凹曲率1802。应当理解,当在横向平面中观察时,由于弧形关节路径806的弧形形状,弧形关节路径806的前-后复凹曲率1802不位于单个矢状平面上。另外,当在正交于弧形关节路径806截取的横截面中观察时,外侧关节表面122具有凹曲率1812。横截面凹曲率1812在沿着弧形关节路径806的每个点处是均匀的(在图18中由多个凹曲率1812示出)。也就是说,弧形关节路径806的横截面凹曲率1812沿着弧形关节路径806在大致前-后方向上是均匀的(由于弧形关节路径806的弧形形状,其也在内侧-外侧方向上弯曲)。此外,应当理解,当在横向平面中观察时,由于弧形关节路径806的弧形形状,横截面凹曲率1812不直接位于外侧关节表面122的冠状平面上。
相反,内侧关节表面124由矢状凹曲率1804和多个不均匀的冠状曲率1814、1824、1834限定。然而,如图18所示,内侧关节表面124的冠状曲率在内侧停留点802后面是均匀的并且由冠状曲率1814限定。相反,在内侧停留点802的前面,内侧关节表面的冠状曲率是不均匀的并且由冠状曲率1824和1834限定。
在一些实施方案中,内侧关节表面124与内侧髁114之间的冠状符合度跨冠状曲率1814、1824、1834和/或跨股骨部件102在胫骨***物104上的屈曲度是不均匀的。例如,在示例性实施方案中,内侧关节表面124与内侧髁114之间的冠状符合度(即,限定在特定接触点处的内侧关节表面124的冠状曲率的曲率半径与限定内侧髁114的髁表面400的接触点(或区)的曲率半径匹配的量)在特定屈曲度下(例如,在30.0屈曲度下)在冠状曲率1814与内侧髁114的髁表面400之间比在特定屈曲度下在冠状曲率1824或1834与内侧髁114的髁表面400之间更小。也就是说,在特定屈曲度下,冠状曲率1824与内侧髁114的髁表面400之间的冠状符合度大于冠状曲率1814(例如,在内侧停留点802处)与内侧髁114的髁表面400之间的冠状符合度。虽然内侧关节表面124的冠状曲率被设计成避免股骨部件102与胫骨***物104之间的撞击和/或意外接触,但是还应当理解,因为内侧关节表面124与内侧髁114之间的冠状符合度在特定屈曲度(例如,在30.0屈曲度)下在内侧停留点802的前面增加,所以内侧髁114的向前平移可以被限制、约束或以其他方式减少。
现在参见图20,在大致沿着图19的线20-20(即,沿着弧形关节路径806)截取的胫骨***物104的横截面中示出了外侧关节表面122的前-后复凹曲率1802的示例性实施方案。示例性前-后复凹曲率1802包括对应于停留区804的半平面区段2000、向平坦区段2000后面延伸的第一组弯曲区段以及向平坦区段2000前面延伸的前弯曲区段2006。第一组弯曲区段示例性地包括第一弯曲区段2002和第二弯曲区段2004。
如上文所讨论的,平坦区段2000(即,停留区804)是半平面的并且从最前端902延伸到最后端904。同样,平坦区段2000是“半平面的”,因为它可以被限定为如图20所示的平面区段,或者被限定为具有足够大以便接***面区段的半径的弯曲区段。例如,在示例性实施方案中,平坦区段2000由大曲率半径2010限定,该大曲率半径具有限定任一相邻弯曲区段(即,弯曲区段2012和弯曲区段2016)的曲率半径的长度的至少三倍的长度。在此类实施方案中,平坦区段2000包括停留点2090,该停留点限定平坦区段2000的最远点并且在停留点2090前面延伸约1.15度并且在停留点2090后面延伸约1.58度,总弧长为约2.73度。
示例性地,第一组弯曲区段的第一弯曲区段2002从平坦区段2000的最后端904向后延伸约3.4度并且由恒定曲率半径2012限定。第二弯曲区段2004与第一弯曲区段2002相邻,从其向后延伸约13.2度至约13.7度范围内的弧长,这取决于胫骨***物104的尺寸。第二弯曲区段2004由恒定曲率半径2014限定。在示例性实施方案中,曲率半径2014小于曲率半径2012(即,前-后复凹曲率1802的曲率半径向后减小)。然而,在其他实施方案中,从平坦区段2000向后延伸的第一组弯曲区段可以包括另外的弯曲区段以平滑地打开前-后复凹曲率1802的后侧和/或由如上文关于股骨部件102所讨论的逐渐地或连续地减小的半径限定。
前弯曲区段2006从平坦区段2000的最前端902向前延伸约33.5度至约34.4度范围内的弧长,这取决于胫骨***物104的尺寸。在示例性实施方案中,曲率半径2016小于曲率半径2012并且大于曲率半径2014。
现在参见图21,在另一个实施方案中,前-后复凹曲率1802可包括对应于停留区804的平坦或平面区段2100、向平坦区段2100后面延伸的第一组弯曲区段以及向平坦区段2100前面延伸的第二组弯曲区段。如上文所讨论的,平坦区段2100(即,停留区804)从最前端902延伸到最后端904。
第一组弯曲区段示例性地包括第一弯曲区段2102、第二弯曲区段2104、第三弯曲区段2106和第四弯曲区段2108。第一弯曲区段2102延伸约5.0度并且由恒定曲率半径2122限定。第二弯曲区段2104延伸约5.0度并且由恒定曲率半径2124限定。第三弯曲区段2106延伸约5.0度并且由恒定曲率半径2126限定。并且,第四弯曲区段2108延伸18.0度并且由恒定曲率半径2128限定。然而,在一些实施方案中,从平坦区段2100向后延伸的第一组弯曲区段可以包括另外的弯曲区段以平滑地打开前-后复凹曲率1802的后侧和/或由如上文关于股骨部件102所讨论的逐渐地或连续地减小的半径限定。在示例性实施方案中,第一组弯曲区段的曲率半径向后增加。也就是说,曲率半径2128大于曲率半径2126,该曲率半径2126大于曲率半径2124,该曲率半径2124大于曲率半径2122。
第二组弯曲区段示例性地包括第五弯曲区段2110和第六弯曲区段2112。第五弯曲区段2110延伸约15.0度并且由曲率半径2130限定。并且,第六弯曲区段2112延伸约35.0度并且由曲率半径2132限定。在示例性实施方案中,曲率半径2130大于曲率半径2132。
现在参见图22,在大致沿着图19的线22-22截取的横截面中示出了胫骨***物104的内侧矢状凹曲率1804的示例性实施方案,该横截面大致匹配图18的矢状凹曲率1804。示例性内侧矢状凹曲率1804包括第一弯曲区段2200、在第一弯曲区段2200前面相邻的第二弯曲区段2202、在第二弯曲区段2200前面相邻的第三弯曲区段2204、在第三弯曲区段前面相邻的第四弯曲区段2206以及在第一弯曲区段2202后面相邻的第五弯曲区段2208。示例性地,内侧停留点802位于第一弯曲区段2200和第五弯曲区段2208的交汇处。然而,在其他实施方案中,停留点802可位于第一弯曲区段2200或第五弯曲区段2208上。
第一弯曲区段2200从停留点802向前延伸约5.2度,并且由恒定曲率半径2210限定。第二弯曲区段2202从第一弯曲区段2200向前延伸约14.8度至约24.8度范围内的弧长,这取决于胫骨***物104的尺寸,并且由恒定曲率半径2212限定。第三弯曲区段2204从第二弯曲区段2202向前延伸约10.7度至约20.7度范围内的弧长,这取决于胫骨***物104的尺寸,并且由恒定曲率半径2214限定。第四弯曲区段2206从第三弯曲区段2204向前延伸约0.2度至约6.3度范围内的弧长,这取决于胫骨***物104的尺寸,并且由恒定曲率半径2216限定。并且,第五弯曲区段2208从第一弯曲区段2200向后延伸约15.9度至约17.4度范围内的弧长,这取决于胫骨***物104的尺寸,并且由恒定曲率半径2218限定。在示例性实施方案中,曲率半径2218大于曲率半径2210。另外,在示例性实施方案中,曲率半径2212小于曲率半径2210、2214和2216中的每一者。
在其他实施方案中,胫骨***物104的内侧矢状凹曲率1804可以被不同地成形以具有不同的曲率。例如,在另一个实施方案中,第二弯曲区段2202可以从第一弯曲区段2200向前延伸约24.8度。第三弯曲区段2204可以从第二弯曲区段2202向前延伸约15.0度。并且,第五弯曲区段2208可以从第一弯曲区段2200向后延伸约19.0度。
在一些实施方案中,内侧关节表面124和内侧髁114之间的矢状符合度在整个屈曲度上不是均匀的。例如,如以下关于图28至图43更详细地讨论的,胫骨***物104的内侧矢状凹曲率1804与股骨部件102的内侧髁114的矢状凸曲率之间的总体矢状符合度在特定屈曲度(例如,在30屈曲度)下可以比在伸展时更大。股骨部件102和胫骨***物104的矢状曲率之间的总体矢状符合度(即,跨完整矢状曲率而不是仅在特定接触点处的符合度)可以被定义为在特定屈曲度下在那些曲率之间的总体间隙的量。因此,股骨部件102的内侧髁114的矢状曲率与胫骨***物的内侧关节表面124的矢状曲率在特定屈曲度下(例如,在30屈曲度下)匹配最大量。矢状符合度在负载条件下可以进一步增加(即,股骨部件102可以被进一步压缩到胫骨***物104上,使得在特定屈曲度下的矢状符合度进一步增加)。通过在屈曲期间相对于伸展增加内侧髁114与内侧关节表面124之间的总体矢状符合度,股骨部件102在内侧关节表面124上的向前平移可以在该特定屈曲度下(例如,在30或35屈曲度下)减小。
另外,在特定屈曲度(例如,30屈曲度)下,在内侧髁114与矢状曲率2200、2202、2204、2206之间的矢状符合度。例如,在示例性实施方案中,内侧关节表面124与内侧髁114之间的矢状符合度(即,限定在特定接触点处的内侧关节表面124的矢状曲率的曲率半径与限定内侧髁114的髁表面400上的接触点的曲率半径匹配的量)在特定屈曲度下(例如,在30.0屈曲度下)在第四弯曲区段2206与内侧髁114的髁表面400之间比在特定屈曲度下在第一弯曲区段2200与内侧髁114的髁表面400之间更小。即,在特定屈曲度下,第一弯曲区段2200与内侧髁114的髁表面400之间的接触点(或区)处的矢状符合度大于第四弯曲区段2206与内侧髁114的髁表面400之间的接触点(或区)之间的矢状符合度。因此,应当理解,因为内侧关节表面124与内侧髁114之间的矢状符合度在特定屈曲度(例如,在30.0屈曲度)下在内侧停留点802的前面增加,所以内侧关节表面124上的内侧髁114的向前平移可以被限制、约束或以其他方式减少。
另外,应当理解,在一些实施方案中,在内侧停留点802处在内侧关节表面124与内侧髁114之间的矢状符合度可以通过特定范围的屈曲而增加。例如,在示例性实施方案中,当股骨部件102在特定屈曲范围内屈曲时,股骨部件102与胫骨***物104之间的接触点沿着由减小的曲率半径限定的弯曲表面区段404移动。因此,在示例性实施方案中,内侧停留点802处的内侧关节表面124的矢状曲率被设计成在特定屈曲度下(例如,在30屈曲度下)具有与内侧髁114的最大量的矢状符合度,在该特定屈曲度下,股骨部件102与胫骨***物104之间的接触点出现在弯曲表面区段404上,从而随着接近特定屈曲度而导致股骨部件102与胫骨***物104之间的增加量的矢状符合度。
现在参见图23,在大致沿着图19的线23-23截取的横截面中示出了胫骨***物104的外侧关节表面122的横截面凹曲率1812的示例性实施方案,该横截面大致匹配图18的均匀横截面曲率1812。如上文所讨论的,在示例性实施方案中,外侧关节表面122的横截面曲率1812沿着前-后复凹曲率1802是均匀的,并且具有单个弯曲区段2300,该弯曲区段具有恒定曲率半径2302。弯曲区段2300在外侧停留区804的内侧(即,内部)延伸约25度,并且在外侧停留区804的外侧(即,外部)延伸约18.7度至约31.1度范围内的弧长,总弧长为约43.7度至约56.1度,这取决于胫骨***物104的尺寸。另外,外侧关节表面122的横截面曲率1812包括平面区段2310,该平面区段与弯曲区段2300的最内侧点相切并从该点向内侧(即,内部)延伸。另外,如图23所示,平面区段2310相对于胫骨***物104的底侧1000以约25.0度的角度2320成角度。平面区段2310的尺寸、形状和取向可以被选择或设计成匹配股骨部件102的内部形状和/或避免股骨部件102的撞击。
现在参见图24,在大致沿着图19的线24-24截取的横截面中示出了胫骨***物104的冠状曲率1814的示例性实施方案,该横截面大致匹配图18的冠状曲率1814。在示例性实施方案中,内侧关节表面124的冠状曲率1814在内侧停留点802的后面是均匀的并且具有单个弯曲区段2400,该单个弯曲区段具有恒定曲率半径2402。
弯曲区段2400在内侧停留点802的外侧(即,内部)延伸约25度,并且在内侧停留点802的内侧(即,外部)延伸约18.6度至约26.8度范围内的弧长,总弧长为约43.6度至约51.8度,这取决于胫骨***物104的尺寸。另外,内侧关节表面124的冠状曲率1814包括平面区段2410,该平面区段与弯曲区段2400的最外侧点相切并从该点向外侧(即,内部)延伸。如图24所示,平面区段2410相对于胫骨***物104的底侧1000以约25.0度的角度2420成角度。类似地,对于外侧关节表面122的平面区段2310,平面区段2410的尺寸、形状和取向可以被选择或设计成匹配股骨部件102的内部形状和/或避免股骨部件102的撞击。
在其他实施方案中,冠状曲率1814可以由多个弯曲区段限定。例如,如图25所示,在另一个实施方案中,冠状曲率1814可以由停留点802位于其上的第一弯曲区段2500和定位成与第一弯曲区段2500内侧相邻(即,在第一弯曲区段2500外部)的第二弯曲区段2502限定。第一弯曲区段2500延伸约20度并且由曲率半径2510限定,并且第二弯曲区段2502延伸约10度并且由曲率半径2512限定。在此类实施方案中,曲率半径2512可大于曲率半径2510。另外,图25的冠状曲率1814可以包括平面区段2504,该平面区段与弯曲区段2500的最外侧点相切并从该点向外侧(即,内部)延伸。类似于平面区段2410,平面区段2504可相对于胫骨***物104的底侧1000以约25.0度的角度成角度。
现在参见图26,在大致沿着图19的线26-26截取的横截面中示出了胫骨***物104的冠状曲率1824的示例性实施方案,该横截面大致匹配图18的冠状曲率1824。冠状曲率1824在限定内侧矢状凹曲率1804的第二弯曲区段2202的最前点处与矢状凹曲率1804交叉(参见图22)。冠状曲率1824包括具有外侧端2602(即,内部端)和内侧端2604(即,外部端)的平坦或平面区段2600,从平面区段2600的内侧端2604延伸的第一弯曲区段2606,以及从平面区段2600的外侧端2602延伸的第二弯曲区段2608。第一弯曲区段2606延伸约14.7度至约15.7度范围内的弧长,这取决于胫骨***物104的尺寸,并且由恒定曲率半径2616限定。第二弯曲区段2608延伸约20.1度至约28.5度范围内的弧长,这取决于胫骨***物104的尺寸,并且由恒定曲率半径2618限定。在示例性实施方案中,曲率半径2618大于曲率半径2616。
现在参见图27,在大致沿着图19的线27-27截取的横截面中示出了胫骨***物104的冠状曲率1834的示例性实施方案,该横截面大致匹配图18的冠状曲率1834。冠状曲率1834在限定内侧矢状凹曲率1804的第三弯曲区段2204的最前点处与矢状凹曲率1804交叉(参见图22)。类似于冠状曲率1824,冠状曲率1834包括具有外侧端2702(即,内部端)和内侧端2704(即,外部端)的平坦或平面区段2700,从平面区段2700的内侧端2704延伸的第一弯曲区段2706,以及从平面区段2700的外侧端2702延伸的第二弯曲区段2708。在一些实施方案中,平面区段2700可相对于胫骨***物104的底侧1000成约6.0度的角度。第一弯曲区段2706延伸约0.3度至约0.9度范围内的弧长,这取决于胫骨***物104的尺寸,并且由恒定曲率半径2616限定。第二弯曲区段2708延伸约16.4度至约24.7度范围内的弧长,这取决于胫骨***物104的尺寸,并且由恒定曲率半径2718限定。在示例性实施方案中,曲率半径2716大于曲率半径2718。
现在参见图28至图43,如上文所讨论的,股骨部件102被构造成在一定范围的屈曲度内在胫骨***物104上进行关节运动。例如,股骨部件102在图28中示出为处于伸展(即,0屈曲度)。在图29中,股骨部件102已经关节运动到约35屈曲度。在图30中,股骨部件102已经关节运动到约90屈曲度。并且,在图31中,股骨部件102已经关节运动到约110屈曲度。
如上文所讨论的,股骨部件102的髁112、114可以在不同屈曲度下与关节表面122、124具有不同量的符合度。例如,在图32至图34中,整形外科假体100示出为处于约0.0屈曲度下。如图32所示,股骨部件102和胫骨***物104在伸展时具有增加的冠状符合度。另外,如图33所示,股骨部件102在胫骨***物104上仅略微枢转或旋转。此外,如图34所示,内侧髁114和内侧关节表面124在伸展时具有总体矢状符合度(即,内侧髁114和内侧关节表面124的矢状曲率之间的空间量)。
在图35至图37中,整形外科假体100示出为处于35.0屈曲度下。如图35所示,股骨部件102和胫骨***物104相对于伸展位置具有略微较小的冠状符合度。另外,如图36所示,股骨部件102在胫骨***物104上枢转或旋转到更大的量。此外,如图37所示,内侧髁114和内侧关节表面124相对于图34的0.0屈曲度具有增加的总体矢状符合度。
在图38至图40中,整形外科假体100示出为处于约90屈曲度下。如图38所示,股骨部件102和胫骨***物104相对于图34和图35的35屈曲度具有较小的冠状符合度。另外,如图39所示,股骨部件102在胫骨***物104上相对于图35和图36的35屈曲度枢转或旋转到更大的量。此外,如图40所示,内侧髁114和内侧关节表面124相对于图37的35.0屈曲度具有减小的总体矢状符合度。
在图41至图43中,整形外科假体100示出为处于约110屈曲度下。如图41所示,股骨部件102和胫骨***物104相对于图38和图39的90屈曲度具有较小的冠状符合度。另外,如图42所示,股骨部件102在胫骨***物104上相对于图38和图39的90屈曲度枢转或旋转到更大的量。此外,如图43所示,内侧髁114和内侧关节表面124相对于图40的90.0屈曲度具有进一步减小的总体矢状符合度。
现在参见图44和图45,当股骨部件102在一定范围的屈曲内移动时,内侧髁114的髁表面400在与髁表面400接触的不同点处接触胫骨***物104的内侧停留点802。例如,在示例性实施方案中,当股骨部件102从约65屈曲度移动到大于65度的屈曲度时,股骨部件102与胫骨***物104之间的接触点从由减小的曲率半径限定的弯曲表面区段404移动到由大于弯曲表面区段404的最后曲率半径的曲率半径限定的弯曲表面区段406。这样做时,限定股骨部件102和胫骨***物之间的接触点的曲率半径的原点之间的距离增加。
例如,图44示出了处于第一屈曲度的股骨部件102,在该第一屈曲度下,股骨部件102的内侧髁114的髁表面400与胫骨***物104之间的接触点4400位于胫骨***物104的停留点802处并且由限定弯曲表面区段404的多个减小半径中的最后半径4402限定。最后半径4402具有原点4404,该原点位于距内侧停留点802的距离4410处。
在图45中,股骨部件102已经被移动到略大于第一屈曲度的第二屈曲度,在该第二屈曲度下,股骨部件102的内侧髁114的髁表面400与胫骨***物104之间的接触点4500位于胫骨***物104的停留点802处并且由限定弯曲表面区段406的恒定曲率半径4502(即,图4的曲率半径R3)限定。恒定曲率半径4502具有原点4504,该原点位于距内侧停留点802的距离4510处。应当理解,原点4404与内侧停留点802之间的距离4510大于原点4504与内侧停留点802之间的距离4410。因此,在股骨部件102与胫骨***物104之间的接触点从内侧髁114的髁表面400的弯曲表面区段404移动到弯曲区段406时,原点4404、4504之间的距离的增加使胫骨-股骨包膜延伸,这增加了膝关节韧带上的张力并且可以改善膝关节的稳定性。
虽然在附图和前述描述中已经详细地举例说明和描述了本公开,但此类举例说明和描述在特征上应被视为是示例性的而不是限制性的,应当理解,仅示出和描述了示例性的实施方案,并且本公开的实质内进行的所有改变和变型都应受到保护。
本文所述方法、设备和/或***的各种特征使本公开具有多个优点。应当注意的是,本公开的方法、设备和***的另选的实施方案可以不包括所有所述特征,但仍然可以受益于此类特征的优点中的至少一些优点。对于上述方法、设备和***,本领域的普通技术人员可容易地设想出其自己的实施方式,该实施方式可结合本发明特征中的一个或多个特征,并且落在由所附权利要求限定的本公开的实质和范围内。
Claims (124)
1.一种胫骨***物,包括:
外侧关节表面,所述外侧关节表面被构造成与股骨部件的外侧髁一起进行关节运动,并且包括在前-后方向上延伸的弧形关节路径,其中所述弧形关节路径由所述外侧关节表面上的多个点限定,并且当在每个点处在横截面内侧-外侧平面中观察所述胫骨***物时,每个点限定对应的横截面内侧-外侧平面中的所述外侧关节表面的最远点,并且其中所述外侧关节表面具有与所述弧形关节路径正交的横截面凹曲率,所述横截面凹曲率在所述多个点中的每个点处是均匀的;以及
内侧关节表面,所述内侧关节表面被构造成与所述股骨部件的内侧髁一起进行关节运动,其中所述内侧关节表面相对于所述外侧关节表面不对称地成形,并且具有在所述前-后方向上不均匀的冠状凹曲率。
2.根据权利要求1所述的胫骨***物,其中所述内侧关节表面包括限定所述内侧关节表面的最远点的内侧停留点,并且其中所述内侧关节表面的所述冠状凹曲率在所述内侧停留点的前面是不均匀的而在所述内侧停留点的后面是均匀的。
3.根据权利要求1所述的胫骨***物,其中当在横截面平面中观察时,所述弧形关节路径具有曲率,所述曲率包括半平面区段、位于平面区段前面的前弯曲区段、以及位于所述平面区段后面的多个后弯曲区段,并且
其中所述半平面区段限定外侧停留区,所述外侧停留区限定所述外侧关节表面的最远区域。
4.根据权利要求3所述的胫骨***物,其中每个后弯曲区段由对应的曲率半径限定,并且其中所述多个后弯曲区段的所述曲率半径向后减小。
5.根据权利要求3所述的胫骨***物,其中所述多个后弯曲区段包括与所述平面区段的最后端相邻的第一后弯曲区段以及与所述第一后弯曲区段相邻的第二后弯曲区段,其中所述第一后弯曲区段的曲率半径大于所述第二后弯曲区段的曲率半径。
6.根据权利要求5所述的胫骨***物,其中前弯曲区段由对应的曲率半径限定,所述曲率半径(i)小于所述第一后弯曲区段的所述曲率半径并且(ii)大于所述第二后弯曲区段的所述曲率半径。
7.根据权利要求5所述的胫骨***物,其中所述前弯曲区段延伸33.5度至34.4度范围内的弧长,所述第一后弯曲区段延伸约3.4度,并且所述第二后弯曲区段延伸13.2度至13.7度范围内的弧长。
8.根据权利要求1所述的胫骨***物,其中当在矢状平面中观察时,所述内侧关节表面包括由多个弯曲区段限定的矢状凹曲率以及限定所述内侧关节表面的最远点的内侧停留点,其中所述内侧停留点位于所述矢状凹曲率上。
9.根据权利要求8所述的胫骨***物,其中所述多个弯曲区段包括与所述内侧停留点相邻并且从所述内侧停留点向后延伸的第一弯曲区段以及与所述内侧停留点相邻并且从所述内侧停留点向前延伸的第二弯曲区段,其中所述第一弯曲区段的曲率半径大于所述第二弯曲区段的曲率半径。
10.根据权利要求9所述的胫骨***物,其中所述第一弯曲区段延伸15.9度至17.4度范围内的弧长,并且所述第二弯曲区段延伸约5.2度。
11.根据权利要求9所述的胫骨***物,其中所述多个弯曲区段包括与所述第二弯曲区段相邻并且从所述第二弯曲区段向前延伸的第三弯曲区段、与所述第三弯曲区段相邻并且从所述第三弯曲区段向前延伸的第四弯曲区段、以及与所述第四弯曲区段相邻并且从所述第四弯曲区段向前延伸的第五弯曲区段,其中所述第三弯曲区段的曲率半径小于所述第二弯曲区段的所述曲率半径,小于所述第四弯曲区段的曲率半径,并且小于第五曲率半径的半径。
12.根据权利要求11所述的胫骨***物,其中所述第三弯曲区段延伸14.8度至24.8度范围内的弧长,所述第四弯曲区段延伸10.7度至20.7度范围内的弧长,并且所述第五曲率半径延伸0.2度至6.3度范围内的弧长。
13.根据权利要求11所述的胫骨***物,其中所述内侧关节表面的所述冠状凹曲率由多个冠状曲率限定,所述多个冠状曲率包括在所述内侧停留点处与所述内侧关节表面的所述矢状凹曲率交叉的第一冠状曲率、位于所述第一冠状曲率前面的第二冠状曲率、位于所述第二冠状曲率前面的第三冠状曲率,其中所述第一冠状曲率、所述第二冠状曲率和所述第三冠状曲率中的每一者彼此不同。
14.根据权利要求13所述的胫骨***物,其中所述第一冠状曲率由冠状弯曲区段限定,所述冠状弯曲区段从所述内侧停留点向内侧延伸18.6度至26.8度范围内的弧长并且从所述内侧停留点向外侧延伸约25.0度。
15.根据权利要求13所述的胫骨***物,其中所述第二冠状曲率在限定所述内侧关节表面的所述矢状凹曲率的所述多个弯曲区段中的所述第三弯曲区段的最前点处与所述内侧关节表面的所述矢状凹曲率交叉,其中所述第二冠状曲率由具有内侧端和外侧端的平面区段、从所述平面区段的所述内侧端延伸的第一冠状弯曲区段以及从所述平面区段的外侧端延伸的第二冠状弯曲区段限定。
16.根据权利要求15所述的胫骨***物,其中所述第二冠状曲率的所述第一冠状弯曲区段的曲率半径小于所述第二冠状曲率的所述第二冠状弯曲区段的曲率半径。
17.根据权利要求16所述的胫骨***物,其中所述第二冠状曲率的所述第一冠状弯曲区段延伸14.7度至15.7度范围内的弧长,并且所述第二冠状曲率的所述第二冠状弯曲区段延伸20.1度至28.5度范围内的弧长。
18.根据权利要求15所述的胫骨***物,其中所述第三冠状曲率在限定所述内侧关节表面的所述矢状凹曲率的所述多个弯曲区段中的所述第四弯曲区段的最前点处与所述内侧关节表面的所述矢状凹曲率交叉,其中所述第三冠状曲率由具有内侧端和外侧端的平面区段、从所述平面区段的所述内侧端延伸的第一冠状弯曲区段以及从所述平面区段的所述外侧端延伸的第二冠状弯曲区段限定。
19.根据权利要求18所述的胫骨***物,其中所述第三冠状曲率的所述平面区段相对于所述胫骨***物的底表面成约6度的角度。
20.根据权利要求19所述的胫骨***物,其中所述第三冠状曲率的所述第一冠状弯曲区段延伸0.3度至0.9度范围内的弧长,并且所述第三冠状曲率的所述第二冠状弯曲区段延伸16.4度至24.7度范围内的弧长。
21.根据权利要求1所述的胫骨***物,还包括前侧壁以及与所述前侧相对的后侧壁,其中所述前侧壁和所述后侧壁之间的距离限定所述胫骨***物的前-后长度,并且
其中所述内侧关节表面包括限定所述内侧关节表面的最远点的内侧停留点,并且其中所述内侧停留点位于距所述前端的所述前-后长度的约63.3%处。
22.根据权利要求1所述的胫骨***物,其中所述内侧关节表面包括限定所述内侧关节表面的最远点的内侧停留点,并且
其中当在横向平面中观察时,所述外侧关节表面的所述弧形关节路径由具有在所述内侧停留点上的原点的曲率半径限定。
23.根据权利要求1所述的胫骨***物,还包括位于所述胫骨***物的底表面上的锁定机构的第一部分,其中所述锁定机构的所述第一部分被构造成与所述锁定机构的位于胫骨基座上的第二部分配合,以将所述胫骨***物固定到所述胫骨基座。
24.一种胫骨***物,包括:
外侧关节表面,所述外侧关节表面被构造成与股骨部件的外侧髁一起进行关节运动并且包括在前-后方向上延伸的弧形关节路径,其中当在横截面平面中观察时,所述弧形关节路径具有包括半平面区段的曲率,并且其中所述半平面区段限定所述外侧关节表面的最远区域;以及
内侧关节表面,所述内侧关节表面被构造成与所述股骨部件的内侧髁一起进行关节运动,其中所述内侧关节表面相对于所述外侧关节表面不对称地成形并且包括限定所述内侧髁表面的最远点的内侧停留点,并且其中所述内侧停留点位于所述内侧髁表面上(i)在所述胫骨***物的第一假想内侧-外侧二等分线和所述胫骨***物的第二假想内侧-外侧二等分线之间,并且(ii)在所述外侧关节表面的所述矢状曲率的所述平面区段的前-后中点之后,所述第一假想内侧-外侧二等分线包括所述外侧关节表面的所述矢状曲率的所述平面区段的最前端,所述第二假想内侧-外侧二等分线包括所述外侧关节表面的所述矢状曲率的所述平面区段的最后端。
25.根据权利要求24所述的胫骨***物,还包括前侧壁以及与所述前侧相对的后侧壁,其中所述前侧壁和所述后侧壁之间的距离限定所述胫骨***物的前-后长度,并且
其中所述内侧停留点位于距所述前端的所述前-后长度的约63.3%处。
26.根据权利要求24所述的胫骨***物,其中所述内侧关节表面具有冠状凹曲率,所述冠状凹曲率在所述内侧停留点的前面是不均匀的而在所述内侧停留点的后面是均匀的。
27.根据权利要求24所述的胫骨***物,其中当在横截面平面中观察时,所述弧形关节路径的所述曲率还包括位于所述半平面区段前面的前弯曲区段以及位于所述半平面区段后面的多个后弯曲区段。
28.根据权利要求27所述的胫骨***物,其中每个后弯曲区段由对应的曲率半径限定,并且其中所述多个后弯曲区段的所述曲率半径向后减小。
29.根据权利要求27所述的胫骨***物,其中所述多个后弯曲区段包括与所述平面区段的所述最后端相邻的第一后弯曲区段以及与所述第一后弯曲区段相邻的第二后弯曲区段,其中所述第一后弯曲区段的曲率半径大于所述第二后弯曲区段的曲率半径。
30.根据权利要求29所述的胫骨***物,其中前弯曲区段由对应的曲率半径限定,所述曲率半径(i)小于所述第一后弯曲区段的所述曲率半径并且(ii)大于所述第二后弯曲区段的曲率半径。
31.根据权利要求29所述的胫骨***物,其中所述前弯曲区段延伸33.5度至34.4度范围内的弧长,所述第一后弯曲区段延伸约3.4度,并且所述第二后弯曲区段延伸13.2度至13.7度范围内的弧长。
32.根据权利要求24所述的胫骨***物,其中当在矢状平面中观察时,所述内侧关节表面包括由多个弯曲区段限定的矢状凹曲率,其中所述内侧停留点位于所述矢状凹曲率上。
33.根据权利要求32所述的胫骨***物,其中所述多个弯曲区段包括与所述内侧停留点相邻并且从所述内侧停留点向后延伸的第一弯曲区段以及与所述内侧停留点相邻并且从所述内侧停留点向前延伸的第二弯曲区段,其中所述第一弯曲区段的曲率半径大于所述第二弯曲区段的曲率半径。
34.根据权利要求33所述的胫骨***物,其中所述第一弯曲区段延伸15.9度至17.4度范围内的弧长,并且所述第二弯曲区段延伸约5.2度。
35.根据权利要求33所述的胫骨***物,其中所述多个弯曲区段包括与所述第二弯曲区段相邻并且从所述第二弯曲区段向前延伸的第三弯曲区段、与所述第三弯曲区段相邻并且从所述第三弯曲区段向前延伸的第四弯曲区段、以及与所述第四弯曲区段相邻并且从所述第四弯曲区段向前延伸的第五弯曲区段,其中所述第三弯曲区段的曲率半径小于所述第二弯曲区段的所述曲率半径,小于所述第四弯曲区段的曲率半径,并且小于第五曲率半径的半径。
36.根据权利要求35所述的胫骨***物,其中所述第三弯曲区段延伸14.8度至24.8度范围内的弧长,所述第四弯曲区段延伸10.7度至20.7度范围内的弧长,并且所述第五曲率半径延伸0.2度至6.3度范围内的弧长。
37.根据权利要求35所述的胫骨***物,其中所述内侧关节表面具有由多个冠状曲率限定的冠状曲率,所述多个冠状曲率包括在所述内侧停留点处与所述内侧关节表面的所述矢状凹曲率交叉的第一冠状曲率、位于所述第一冠状曲率前面的第二冠状曲率、位于所述第二冠状曲率前面的第三冠状曲率,其中所述第一冠状曲率、所述第二冠状曲率和所述第三冠状曲率中的每一者彼此不同。
38.根据权利要求37所述的胫骨***物,其中所述第一冠状曲率由冠状弯曲区段限定,所述冠状弯曲区段从所述内侧停留点向内侧延伸18.6度至26.8度范围内的弧长并且从所述内侧停留点向外侧延伸约25.0度。
39.根据权利要求37所述的胫骨***物,其中所述第二冠状曲率在限定所述内侧关节表面的所述矢状凹曲率的所述多个弯曲区段中的所述第三弯曲区段的最前点处与所述内侧关节表面的所述矢状凹曲率交叉,其中所述第二冠状曲率由具有内侧端和外侧端的平面区段、从所述平面区段的所述内侧端延伸的第一冠状弯曲区段以及从所述平面区段的外侧端延伸的第二冠状弯曲区段限定。
40.根据权利要求39所述的胫骨***物,其中所述第二冠状曲率的所述第一冠状弯曲区段的曲率半径小于所述第二冠状曲率的所述第二冠状弯曲区段的曲率半径。
41.根据权利要求40所述的胫骨***物,其中所述第二冠状曲率的所述第一冠状弯曲区段延伸14.7度至15.7度范围内的弧长,并且所述第二冠状曲率的所述第二冠状弯曲区段延伸20.1度至28.5度范围内的弧长。
42.根据权利要求39所述的胫骨***物,其中所述第三冠状曲率在限定所述内侧关节表面的所述矢状凹曲率的所述多个弯曲区段中的所述第四弯曲区段的最前点处与所述内侧关节表面的所述矢状凹曲率交叉,其中所述第三冠状曲率由具有内侧端和外侧端的平面区段、从所述平面区段的所述内侧端延伸的第一冠状弯曲区段以及从所述平面区段的所述外侧端延伸的第二冠状弯曲区段限定。
43.根据权利要求40所述的胫骨***物,其中所述第三冠状曲率的所述平面区段相对于所述胫骨***物的底表面成约6度的角度。
44.根据权利要求43所述的胫骨***物,其中所述第三冠状曲率的所述第一冠状弯曲区段延伸0.3度至0.9度范围内的弧长,并且所述第三冠状曲率的所述第二冠状弯曲区段延伸24.6度至16.5度范围内的弧长。
45.根据权利要求24所述的胫骨***物,其中当在横向平面中观察时,所述弧形关节路径由具有在所述内侧停留点上的原点的曲率半径限定。
46.根据权利要求24所述的胫骨***物,还包括位于所述胫骨***物的底表面上的锁定机构的第一部分,其中所述锁定机构的所述第一部分被构造成与所述锁定机构的位于胫骨基座上的第二部分配合,以将所述胫骨***物固定到所述胫骨基座。
47.一种胫骨***物,包括:
外侧关节表面,所述外侧关节表面被构造成与股骨部件的外侧髁一起进行关节运动,其中所述外侧关节表面包括在前-后方向上延伸的弧形关节路径,限定位于所述弧形关节路径上的所述外侧关节表面上的最远点的外侧停留点,以及前外侧唇缘,其中所述外侧停留点与所述前外侧唇缘的最上点之间的下-上距离限定所述前外侧唇缘的唇缘高度;以及
内侧关节表面,所述内侧关节表面被构造成与所述股骨部件的内侧髁一起进行关节运动,其中所述内侧关节表面相对于所述外侧关节表面不对称地成形,并且包括限定所述内侧关节表面上的最远点的内侧停留点和前内侧唇缘,其中所述内侧停留点与内侧外侧唇缘上的最上点之间的下-上距离限定所述前内侧唇缘的唇缘高度,
其中(i)所述前内侧唇缘的所述唇缘高度大于所述前外侧唇缘的所述唇缘高度,并且(ii)所述前内侧唇缘的所述唇缘高度与所述内侧关节表面的前侧壁和所述内侧关节表面的后侧壁之间的前-后距离的比率在18.9%至20.9%的范围内。
48.根据权利要求47所述的胫骨***物,其中所述内侧关节表面具有冠状凹曲率,所述冠状凹曲率在所述内侧停留点的前面是不均匀的而在所述内侧停留点的后面是均匀的。
49.根据权利要求47所述的胫骨***物,其中当在横截面平面中观察时,所述弧形关节路径具有曲率,所述曲率包括半平面区段、位于平面区段前面的前弯曲区段、以及位于所述平面区段后面的多个后弯曲区段,并且
其中所述外侧停留点位于所述半平面区段上。
50.根据权利要求49所述的胫骨***物,其中每个后弯曲区段由对应的曲率半径限定,并且其中所述多个后弯曲区段的所述曲率半径向后减小。
51.根据权利要求49所述的胫骨***物,其中所述多个后弯曲区段包括与所述平面区段的最后端相邻的第一后弯曲区段以及与所述第一后弯曲区段相邻的第二后弯曲区段,其中所述第一后弯曲区段的曲率半径大于所述第二后弯曲区段的曲率半径。
52.根据权利要求51所述的胫骨***物,其中前弯曲区段由对应的曲率半径限定,所述曲率半径(i)小于所述第一后弯曲区段的所述曲率半径并且(ii)大于所述第二后弯曲区段的曲率半径。
53.根据权利要求5所述的胫骨***物,其中所述前弯曲区段延伸33.5度至34.4度范围内的弧长,所述第一后弯曲区段延伸约3.4度,并且所述第二后弯曲区段延伸13.2度至13.7度范围内的弧长。
54.根据权利要求47所述的胫骨***物,其中当在矢状平面中观察时,所述内侧关节表面包括由多个弯曲区段限定的矢状凹曲率,其中所述内侧停留点位于所述矢状凹曲率上。
55.根据权利要求54所述的胫骨***物,其中所述多个弯曲区段包括与所述内侧停留点相邻并且从所述内侧停留点向后延伸的第一弯曲区段以及与所述内侧停留点相邻并且从所述内侧停留点向前延伸的第二弯曲区段,其中所述第一弯曲区段的曲率半径大于所述第二弯曲区段的曲率半径。
56.根据权利要求55所述的胫骨***物,其中所述第一弯曲区段延伸15.9度至17.4度范围内的弧长,并且所述第二弯曲区段延伸约5.2度。
57.根据权利要求55所述的胫骨***物,其中所述多个弯曲区段包括与所述第二弯曲区段相邻并且从所述第二弯曲区段向前延伸的第三弯曲区段、与所述第三弯曲区段相邻并且从所述第三弯曲区段向前延伸的第四弯曲区段、以及与所述第四弯曲区段相邻并且从所述第四弯曲区段向前延伸的第五弯曲区段,其中所述第三弯曲区段的曲率半径小于所述第二弯曲区段的所述曲率半径,小于所述第四弯曲区段的曲率半径,并且小于第五曲率半径的半径。
58.根据权利要求57所述的胫骨***物,其中所述第三弯曲区段延伸14.8度至24.8度范围内的弧长,所述第四弯曲区段延伸10.7度至20.7度范围内的弧长,并且所述第五曲率半径延伸0.2度至6.3度范围内的弧长。
59.根据权利要求57所述的胫骨***物,其中所述内侧关节表面具有由多个冠状曲率限定的冠状曲率,所述多个冠状曲率包括在所述内侧停留点处与所述内侧关节表面的所述矢状凹曲率交叉的第一冠状曲率、位于所述第一冠状曲率前面的第二冠状曲率、位于所述第二冠状曲率前面的第三冠状曲率,其中所述第一冠状曲率、所述第二冠状曲率和所述第三冠状曲率中的每一者彼此不同。
60.根据权利要求59所述的胫骨***物,其中所述第一冠状曲率由冠状弯曲区段限定,所述冠状弯曲区段从所述内侧停留点向内侧延伸18.6度至26.8度范围内的弧长并且从所述内侧停留点向外侧延伸约25.0度。
61.根据权利要求59所述的胫骨***物,其中所述第二冠状曲率在限定所述内侧关节表面的所述矢状凹曲率的所述多个弯曲区段中的所述第三弯曲区段的最前点处与所述内侧关节表面的所述矢状凹曲率交叉,其中所述第二冠状曲率由具有内侧端和外侧端的平面区段、从所述平面区段的所述内侧端延伸的第一冠状弯曲区段以及从所述平面区段的外侧端延伸的第二冠状弯曲区段限定。
62.根据权利要求61所述的胫骨***物,其中所述第二冠状曲率的所述第一冠状弯曲区段的曲率半径小于所述第二冠状曲率的所述第二冠状弯曲区段的曲率半径。
63.根据权利要求62所述的胫骨***物,其中所述第二冠状曲率的所述第一冠状弯曲区段延伸14.7度至15.7度范围内的弧长,并且所述第二冠状曲率的所述第二冠状弯曲区段延伸20.1度至28.5度范围内的弧长。
64.根据权利要求61所述的胫骨***物,其中所述第三冠状曲率在限定所述内侧关节表面的所述矢状凹曲率的所述多个弯曲区段中的所述第四弯曲区段的最前点处与所述内侧关节表面的所述矢状凹曲率交叉,其中所述第三冠状曲率由具有内侧端和外侧端的平面区段、从所述平面区段的所述内侧端延伸的第一冠状弯曲区段以及从所述平面区段的所述外侧端延伸的第二冠状弯曲区段限定。
65.根据权利要求64所述的胫骨***物,其中所述第三冠状曲率的所述平面区段相对于所述胫骨***物的底表面成约6度的角度。
66.根据权利要求65所述的胫骨***物,其中所述第三冠状曲率的所述第一冠状弯曲区段延伸0.3度至0.9度范围内的弧长,并且所述第三冠状曲率的所述第二冠状弯曲区段延伸24.6度至16.5度范围内的弧长。
67.根据权利要求24所述的胫骨***物,还包括前侧以及与所述前侧相对的后侧,其中所述前侧和所述后侧之间的距离限定所述胫骨***物的前-后长度,并且
其中所述内侧停留点位于距所述前端的所述前-后长度的约63.3%处。
68.根据权利要求24所述的胫骨***物,其中当在横向平面中观察时,所述外侧关节表面的所述弧形关节路径由具有在所述内侧停留点上的原点的曲率半径限定。
69.根据权利要求24所述的胫骨***物,还包括位于所述胫骨***物的底表面上的锁定机构的第一部分,其中所述锁定机构的所述第一部分被构造成与所述锁定机构的位于胫骨基座上的第二部分配合,以将所述胫骨***物固定到所述胫骨基座。
70.一种整形外科膝关节假体,包括:
股骨部件,所述股骨部件具有外侧髁和内侧髁,其中所述内侧髁包括由多个弯曲股骨表面区段限定的股骨关节表面,所述多个弯曲股骨表面区段包括由连续减小的曲率半径限定的第一弯曲股骨表面区段;以及
胫骨***物,所述胫骨***物具有外侧关节表面和内侧关节表面,所述外侧关节表面被构造成与所述股骨部件的所述外侧髁一起进行关节运动,所述内侧关节表面被构造成与所述股骨部件的所述内侧髁一起进行关节运动,其中所述内侧关节表面相对于所述外侧关节表面不对称地成形,并且包括限定所述内侧关节表面上的最远点的内侧停留点,
其中所述内侧髁在所述第一弯曲股骨表面区段上的第一接触点处以第一屈曲度接触所述内侧停留点,并且在所述第一弯曲股骨表面区段上的第二接触点处以第二屈曲度接触所述内侧停留点,其中所述第二接触点在所述第一接触点后面并且其中所述第二屈曲度大于所述第一屈曲度,并且
其中所述内侧关节表面包括矢状凹曲率,所述矢状凹曲率具有在所述第一屈曲度下在停留点前面的位置处与所述内侧髁的第一矢状符合度以及在所述第二屈曲度下在所述停留点前面的所述位置处与所述内侧髁的第二矢状符合度,其中所述第二矢状符合度大于所述第一矢状符合度以减少在所述第二屈曲度下所述内侧髁的向前平移。
71.根据权利要求70所述的整形外科膝关节假体,其中股骨部件的所述内侧髁包括矢状凸曲率,并且其中所述内侧关节表面的所述矢状凹曲率与所述内侧髁的矢状凹曲率之间的矢状符合度在股骨髁的第一屈曲度下比在伸展下更大。
72.根据权利要求71所述的整形外科膝关节假体,其中所述第一屈曲度为约30度。
73.根据权利要求70所述的整形外科膝关节假体,其中所述内侧关节表面包括冠状凹曲率,并且其中在所述屈曲度下在所述冠状凹曲率与所述内侧髁之间的冠状符合度在所述内侧关节表面的所述内侧停留点处比在所述内侧停留点前面的所述内侧关节表面上的所述位置处更大。
74.根据权利要求73所述的整形外科膝关节假体,其中所述内侧关节表面在所述内侧停留点的前面是不均匀的而在所述内侧停留点的后面是均匀的。
75.根据权利要求70所述的整形外科膝关节假体,其中所述内侧髁和所述内侧关节表面比所述外侧髁和所述外侧关节表面彼此更符合。
76.根据权利要求70所述的整形外科膝关节假体,其中所述内侧关节表面包括冠状凹曲率,并且其中所述冠状凹曲率与所述内侧髁之间的冠状符合度在所述股骨部件定位成伸展时比在所述股骨部件定位成较后的屈曲度时更大。
77.根据权利要求70所述的整形外科膝关节假体,其中所述外侧关节表面包括弧形关节路径,当在横截面平面中观察时,所述弧形关节路径具有曲率,所述曲率包括平面区段、位于半平面区段前面的前弯曲区段、以及位于所述平面区段后面的多个后弯曲区段,并且
其中所述半平面区段限定所述外侧关节表面的最远区域。
78.根据权利要求77所述的整形外科膝关节假体,其中每个后弯曲区段由对应的曲率半径限定,并且其中所述多个后弯曲区段的所述曲率半径向后减小。
79.根据权利要求70所述的整形外科膝关节假体,其中当在矢状平面中观察时,所述内侧关节表面的所述矢状凹曲率包括多个弯曲区段,并且其中所述内侧停留点位于所述矢状凹曲率上,并且
其中所述多个弯曲区段包括与所述内侧停留点相邻并且从所述内侧停留点向后延伸的第一弯曲区段,与所述内侧停留点相邻并且从所述内侧停留点向前延伸的第二弯曲区段,与所述第二弯曲区段相邻并且从所述第二弯曲区段向前延伸的第三弯曲区段,与所述第三弯曲区段相邻并且从所述第三弯曲区段向前延伸的第四弯曲区段,以及与所述第四弯曲区段相邻并且从所述第四弯曲区段向前延伸的第五弯曲区段,
其中所述第一弯曲区段的曲率半径大于所述第二弯曲区段的曲率半径,并且其中所述第三弯曲区段的曲率半径小于所述第二弯曲区段的所述曲率半径,小于所述第四弯曲区段的曲率半径,并且小于第五曲率半径的半径。
80.根据权利要求79所述的整形外科膝关节假体,其中所述内侧关节表面包括由多个冠状曲率限定的冠状凹曲率,所述多个冠状曲率包括在所述内侧停留点处与所述内侧关节表面的所述矢状凹曲率交叉的第一冠状曲率、位于所述第一冠状曲率前面的第二冠状曲率、位于所述第二冠状曲率前面的第三冠状曲率,其中所述第一冠状曲率、所述第二冠状曲率和所述第三冠状曲率中的每一者彼此不同。
81.根据权利要求80所述的整形外科膝关节假体,其中所述第二冠状曲率在限定所述内侧关节表面的所述矢状凹曲率的所述多个弯曲区段中的所述第三弯曲区段的最前点处与所述内侧关节表面的所述矢状凹曲率交叉,其中所述第二冠状曲率由具有内侧端和外侧端的平面区段、从所述平面区段的所述内侧端延伸的第一冠状弯曲区段以及从所述平面区段的外侧端延伸的第二冠状弯曲区段限定,并且其中所述第一冠状弯曲区段的曲率半径小于所述第二冠状弯曲区段的曲率半径。
82.根据权利要求81所述的整形外科膝关节假体,其中所述第三冠状曲率在限定所述内侧关节表面的所述矢状凹曲率的所述多个弯曲区段中的所述第四弯曲区段的最前点处与所述内侧关节表面的所述矢状凹曲率交叉,其中所述第三冠状曲率由具有内侧端和外侧端的平面区段、从所述平面区段的所述内侧端延伸的第一冠状弯曲区段以及从所述平面区段的所述外侧端延伸的第二冠状弯曲区段限定。
83.根据权利要求70所述的整形外科膝关节假体,其中所述胫骨***物还包括位于所述胫骨***物的底表面上的锁定机构的第一部分,其中所述锁定机构的所述第一部分被构造成与所述锁定机构的位于胫骨基座上的第二部分配合,以将所述胫骨***物固定到所述胫骨基座。
84.根据权利要求70所述的整形外科膝关节假体,其中当所述股骨部件处于伸展时,所述股骨关节表面的最远点限定零屈曲度,并且
其中所述第一弯曲股骨表面区段从约5度的第一屈曲度延伸到约65度的第二屈曲度。
85.根据权利要求84所述的整形外科膝关节假体,其中所述第一弯曲股骨表面区段由从公共原点延伸到所述第二弯曲股骨表面区段上的对应点的多条射线限定,并且其中每条射线具有由以下多项式方程限定的长度:
rθ=(a+(b*θ)+(c*θ2)+(d*θ3)),
其中rθ是限定在θ屈曲度下在所述第二弯曲股骨表面区段上的点的所述射线的长度,a是20和50之间的系数值,并且b是选自由以下组成的组的范围内的系数值:-0.30<b<0.00,0.00<b<0.30以及b=0,
其中当b在-0.30<b<0.00的范围内时,(i)c是0.00和0.012之间的系数值,并且(ii)d是-0.00015和0.00之间的系数值,
其中当b在0<b<0.30的范围内时,(i)c是-0.010和0.00之间的系数值,并且(ii)d是-0.00015和0.00之间的系数值,并且
其中当b等于0时,(i)c是选自由以下组成的组的范围内的系数值:-0.0020<c<0.00以及0.00<c<0.0025,并且(ii)d是-0.00015和0.00之间的系数值。
86.根据权利要求85所述的整形外科膝关节假体,其中所述多个弯曲股骨表面区段包括向后邻近所述第一弯曲股骨区段的第二弯曲股骨表面区段,其中所述第二弯曲股骨表面区段由大于所述第一弯曲股骨表面区段的最后曲率半径的恒定曲率半径限定。
87.根据权利要求86所述的整形外科膝关节假体,其中所述第二弯曲股骨表面区段从约65度的第一屈曲度延伸到约90的第二屈曲度。
88.一种整形外科膝关节假体,包括:
股骨部件,所述股骨部件具有外侧髁和内侧髁,其中所述内侧髁包括由多个弯曲股骨表面区段限定的股骨关节表面,所述多个弯曲股骨表面区段包括第一弯曲股骨表面区段和向后邻近所述第一弯曲股骨表面区段的第二弯曲股骨表面区段,其中所述第一弯曲股骨表面区段由连续减小的曲率半径限定,并且所述第二弯曲股骨表面区段由大于所述第一弯曲股骨表面区段的最后曲率半径的恒定曲率半径限定;以及
胫骨***物,所述胫骨***物具有外侧关节表面和内侧关节表面,所述外侧关节表面被构造成与所述股骨部件的所述外侧髁一起进行关节运动,所述内侧关节表面被构造成与所述股骨部件的所述内侧髁一起进行关节运动,其中所述内侧关节表面相对于所述外侧关节表面不对称地成形,并且包括限定所述内侧关节表面上的最远点的内侧停留点,
其中所述内侧髁(i)在第一屈曲度下在所述第一弯曲股骨表面区段上的第一接触点处接触所述内侧停留点,所述第一接触点由所述第一弯曲股骨表面区段的所述最后曲率半径限定,并且(ii)在大于所述第一屈曲度的第二屈曲度下在所述第二弯曲股骨表面区段上的第二接触点处接触所述内侧停留点,所述第二接触点由所述第二弯曲股骨表面区段的所述恒定曲率半径限定,并且
其中在所述第二屈曲度下在所述内侧停留点与所述第二弯曲股骨表面区段的所述恒定曲率半径的原点之间的下-上距离大于在所述第一屈曲度下在所述内侧停留点与所述第一弯曲股骨表面区段的所述最后曲率半径的原点之间的下-上距离。
89.根据权利要求88所述的整形外科膝关节假体,其中股骨部件的所述内侧髁包括矢状凸曲率,并且所述内侧关节表面包括矢状凹曲率,并且其中所述内侧关节表面的所述矢状凹曲率与所述内侧髁的矢状凹曲率之间的矢状符合度在股骨髁的第一屈曲度下比在伸展下更大。
90.根据权利要求89所述的整形外科膝关节假体,其中所述第一屈曲度为约30度。
91.根据权利要求88所述的整形外科膝关节假体,其中所述内侧关节表面包括矢状凹曲率,其中在所述内侧停留点处,所述矢状凹曲率在所述股骨部件的第一屈曲度下具有与所述内侧髁的第一矢状符合度,其中在所述内侧停留点前面的所述内侧关节表面上的位置处,所述矢状凹曲率在所述第一屈曲度下具有与所述内侧髁的第二矢状符合度,并且其中所述第二矢状符合度大于所述第一矢状符合度。
92.根据权利要求91所述的整形外科膝关节假体,其中所述内侧关节表面包括冠状凹曲率,其中在所述内侧停留点处,所述冠状凹曲率在所述第一屈曲度下具有与所述内侧髁的第一冠状符合度,其中在所述内侧停留点前面的所述内侧关节表面上的所述位置处,所述冠状凹曲率在所述第一屈曲度下具有与所述内侧髁的第二冠状符合度,并且其中所述第二冠状符合度大于所述第一冠状符合度。
93.根据权利要求92所述的整形外科膝关节假体,其中所述内侧关节表面在所述内侧停留点的前面是不均匀的而在所述内侧停留点的后面是均匀的。
94.根据权利要求88所述的整形外科膝关节假体,其中所述内侧髁和所述内侧关节表面比所述外侧髁和所述外侧关节表面彼此更符合。
95.根据权利要求88所述的整形外科膝关节假体,其中所述内侧关节表面包括冠状凹曲率,并且其中所述冠状凹曲率与所述内侧髁之间的冠状符合度在所述股骨部件定位成伸展时比在所述股骨部件定位成较后的屈曲度时更大。
96.根据权利要求88所述的整形外科膝关节假体,其中所述外侧关节表面包括弧形关节路径,当在横截面平面中观察时,所述弧形关节路径具有曲率,所述曲率包括半平面区段、位于所述半平面区段前面的前弯曲区段、以及位于平面区段后面的多个后弯曲区段,并且
其中所述平面区段限定所述外侧关节表面的最远区域。
97.根据权利要求96所述的整形外科膝关节假体,其中每个后弯曲区段由对应的曲率半径限定,并且其中所述多个后弯曲区段的所述曲率半径向后减小。
98.根据权利要求88所述的整形外科膝关节假体,其中当在矢状平面中观察时,所述内侧关节表面的所述矢状凹曲率包括多个弯曲区段,并且其中所述内侧停留点位于所述矢状凹曲率上,并且
其中所述多个弯曲区段包括与所述内侧停留点相邻并且从所述内侧停留点向后延伸的第一弯曲区段,与所述内侧停留点相邻并且从所述内侧停留点向前延伸的第二弯曲区段,与所述第二弯曲区段相邻并且从所述第二弯曲区段向前延伸的第三弯曲区段,与所述第三弯曲区段相邻并且从所述第三弯曲区段向前延伸的第四弯曲区段,以及与所述第四弯曲区段相邻并且从所述第四弯曲区段向前延伸的第五弯曲区段,
其中所述第一弯曲区段的曲率半径大于所述第二弯曲区段的曲率半径,并且其中所述第三弯曲区段的曲率半径小于所述第二弯曲区段的所述曲率半径,小于所述第四弯曲区段的曲率半径,并且小于第五曲率半径的半径。
99.根据权利要求98所述的整形外科膝关节假体,其中所述内侧关节表面包括由多个冠状曲率限定的冠状凹曲率,所述多个冠状曲率包括在所述内侧停留点处与所述内侧关节表面的所述矢状凹曲率交叉的第一冠状曲率、位于所述第一冠状曲率前面的第二冠状曲率、位于所述第二冠状曲率前面的第三冠状曲率,其中所述第一冠状曲率、所述第二冠状曲率和所述第三冠状曲率中的每一者彼此不同。
100.根据权利要求99所述的整形外科膝关节假体,其中所述第二冠状曲率在限定所述内侧关节表面的所述矢状凹曲率的所述多个弯曲区段中的所述第三弯曲区段的最前点处与所述内侧关节表面的所述矢状凹曲率交叉,其中所述第二冠状曲率由具有内侧端和外侧端的平面区段、从所述平面区段的所述内侧端延伸的第一冠状弯曲区段以及从所述平面区段的外侧端延伸的第二冠状弯曲区段限定,并且其中所述第一冠状弯曲区段的曲率半径小于所述第二冠状弯曲区段的曲率半径。
101.根据权利要求100所述的整形外科膝关节假体,其中所述第三冠状曲率在限定所述内侧关节表面的所述矢状凹曲率的所述多个弯曲区段中的所述第四弯曲区段的最前点处与所述内侧关节表面的所述矢状凹曲率交叉,其中所述第三冠状曲率由具有内侧端和外侧端的平面区段、从所述平面区段的所述内侧端延伸的第一冠状弯曲区段以及从所述平面区段的所述外侧端延伸的第二冠状弯曲区段限定。
102.根据权利要求88所述的整形外科膝关节假体,其中所述胫骨***物还包括位于所述胫骨***物的底表面上的锁定机构的第一部分,其中所述锁定机构的所述第一部分被构造成与所述锁定机构的位于胫骨基座上的第二部分配合,以将所述胫骨***物固定到所述胫骨基座。
103.根据权利要求88所述的整形外科膝关节假体,其中当所述股骨部件处于伸展时,所述股骨关节表面的最远点限定零屈曲度,并且
其中所述第一弯曲股骨表面区段从约5度的第一屈曲度延伸到约65度的第二屈曲度。
104.根据权利要求103所述的整形外科膝关节假体,其中所述第一弯曲股骨表面区段由从公共原点延伸到所述第二弯曲股骨表面区段上的对应点的多条射线限定,并且其中每条射线具有由以下多项式方程限定的长度:
rθ=(a+(b*θ)+(c*θ2)+(d*θ3)),
其中rθ是限定在θ屈曲度下在所述第二弯曲股骨表面区段上的点的所述射线的长度,a是20和50之间的系数值,并且b是选自由以下组成的组的范围内的系数值:-0.30<b<0.00,0.00<b<0.30以及b=0,
其中当b在-0.30<b<0.00的范围内时,(i)c是0.00和0.012之间的系数值,并且(ii)d是-0.00015和0.00之间的系数值,
其中当b在0<b<0.30的范围内时,(i)c是-0.010和0.00之间的系数值,并且(ii)d是-0.00015和0.00之间的系数值,并且
其中当b等于0时,(i)c是选自由以下组成的组的范围内的系数值:-0.0020<c<0.00以及0.00<c<0.0025,并且(ii)d是-0.00015和0.00之间的系数值。
105.根据权利要求104所述的整形外科膝关节假体,其中所述多个弯曲股骨表面区段包括向后邻近所述第一弯曲股骨区段的第二弯曲股骨表面区段,其中所述第二弯曲股骨表面区段由大于所述第一弯曲股骨表面区段的最后曲率半径的恒定曲率半径限定。
106.根据权利要求105所述的整形外科膝关节假体,其中所述第二弯曲股骨表面区段从约65度的第一屈曲度延伸到约90的第二屈曲度。
107.一种整形外科膝关节假体,包括:
股骨部件,所述股骨部件具有外侧髁和内侧髁,其中所述内侧髁包括由多个弯曲股骨表面区段限定的股骨关节表面,所述多个弯曲股骨表面区段包括由连续减小的曲率半径限定的第一弯曲股骨表面区段;以及
胫骨***物,所述胫骨***物具有外侧关节表面和内侧关节表面,所述外侧关节表面被构造成与所述股骨部件的所述外侧髁一起进行关节运动,所述内侧关节表面被构造成与所述股骨部件的所述内侧髁一起进行关节运动,
其中所述外侧关节表面包括在前-后方向上延伸的弧形关节路径,其中当在横截面平面中观察时,所述弧形关节路径具有包括平面区段的曲率,并且其中所述平面区段限定所述外侧关节表面的最远区域,并且
其中所述内侧关节表面相对于所述外侧关节表面不对称地成形并且包括限定所述内侧髁表面的最远点的内侧停留点,并且其中所述内侧停留点位于所述内侧髁表面上(i)在所述胫骨***物的第一假想内侧-外侧二等分线和所述胫骨***物的第二假想内侧-外侧二等分线之间,并且(ii)在所述外侧关节表面的所述矢状曲率的所述平面区段的前-后中点之后,所述第一假想内侧-外侧二等分线包括所述外侧关节表面的所述矢状曲率的所述平面区段的最前端,所述第二假想内侧-外侧二等分线包括所述外侧关节表面的所述矢状曲率的所述平面区段的最后端。
108.根据权利要求107所述的整形外科膝关节假体,其中股骨部件的所述内侧髁包括矢状凸曲率,并且所述内侧关节表面包括矢状凹曲率,并且其中所述内侧关节表面的所述矢状凹曲率与所述内侧髁的矢状凹曲率之间的矢状符合度在股骨髁的第一屈曲度下比在伸展下更大。
109.根据权利要求108所述的整形外科膝关节假体,其中所述第一屈曲度为约30度。
110.根据权利要求107所述的整形外科膝关节假体,其中所述内侧关节表面包括矢状凹曲率,其中在所述内侧停留点处,所述矢状凹曲率在所述股骨部件的第一屈曲度下具有与所述内侧髁的第一矢状符合度,其中在所述内侧停留点前面的所述内侧关节表面上的位置处,所述矢状凹曲率在所述第一屈曲度下具有与所述内侧髁的第二矢状符合度,并且其中所述第二矢状符合度大于所述第一矢状符合度。
111.根据权利要求110所述的整形外科膝关节假体,其中所述内侧关节表面包括冠状凹曲率,其中在所述内侧停留点处,所述冠状凹曲率在所述第一屈曲度下具有与所述内侧髁的第一冠状符合度,其中在所述内侧停留点前面的所述内侧关节表面上的所述位置处,所述冠状凹曲率在所述第一屈曲度下具有与所述内侧髁的第二冠状符合度,并且其中所述第二冠状符合度大于所述第一冠状符合度。
112.根据权利要求111所述的整形外科膝关节假体,其中所述内侧关节表面在所述内侧停留点的前面是不均匀的而在所述内侧停留点的后面是均匀的。
113.根据权利要求107所述的整形外科膝关节假体,其中所述内侧关节表面包括冠状凹曲率,并且其中所述冠状凹曲率与所述内侧髁之间的冠状符合度在所述股骨部件定位成伸展时比在所述股骨部件定位成较后的屈曲度时更大。
114.根据权利要求107所述的整形外科膝关节假体,其中当在横截面平面中观察时,所述外侧关节表面的所述弧形关节路径具有曲率,所述曲率包括半平面区段、位于平面区段前面的前弯曲区段、以及位于所述平面区段后面的多个后弯曲区段,并且
其中所述半平面区段限定所述外侧关节表面的最远区域。
115.根据权利要求114所述的整形外科膝关节假体,其中每个后弯曲区段由对应的曲率半径限定,并且其中所述多个后弯曲区段的所述曲率半径向后减小。
116.根据权利要求107所述的整形外科膝关节假体,其中当在矢状平面中观察时,所述内侧关节表面的所述矢状凹曲率包括多个弯曲区段,并且其中所述内侧停留点位于所述矢状凹曲率上,并且
其中所述多个弯曲区段包括与所述内侧停留点相邻并且从所述内侧停留点向后延伸的第一弯曲区段,与所述内侧停留点相邻并且从所述内侧停留点向前延伸的第二弯曲区段,与所述第二弯曲区段相邻并且从所述第二弯曲区段向前延伸的第三弯曲区段,与所述第三弯曲区段相邻并且从所述第三弯曲区段向前延伸的第四弯曲区段,以及与所述第四弯曲区段相邻并且从所述第四弯曲区段向前延伸的第五弯曲区段,
其中所述第一弯曲区段的曲率半径大于所述第二弯曲区段的曲率半径,并且其中所述第三弯曲区段的曲率半径小于所述第二弯曲区段的所述曲率半径,小于所述第四弯曲区段的曲率半径,并且小于所述第五曲率半径的半径。
117.根据权利要求116所述的整形外科膝关节假体,其中所述内侧关节表面包括由多个冠状曲率限定的冠状凹曲率,所述多个冠状曲率包括在所述内侧停留点处与所述内侧关节表面的所述矢状凹曲率交叉的第一冠状曲率、位于所述第一冠状曲率前面的第二冠状曲率、位于所述第二冠状曲率前面的第三冠状曲率,其中所述第一冠状曲率、所述第二冠状曲率和所述第三冠状曲率中的每一者彼此不同。
118.根据权利要求117所述的整形外科膝关节假体,其中所述第二冠状曲率在限定所述内侧关节表面的所述矢状凹曲率的所述多个弯曲区段中的所述第三弯曲区段的最后点处与所述内侧关节表面的所述矢状凹曲率交叉,其中所述第二冠状曲率由具有内侧端和外侧端的平面区段、从所述平面区段的所述内侧端延伸的第一冠状弯曲区段以及从所述平面区段的外侧端延伸的第二冠状弯曲区段限定,并且其中所述第一冠状弯曲区段的曲率半径小于所述第二冠状弯曲区段的曲率半径。
119.根据权利要求118所述的整形外科膝关节假体,其中所述第三冠状曲率在限定所述内侧关节表面的所述矢状凹曲率的所述多个弯曲区段中的所述第四弯曲区段的最前点处与所述内侧关节表面的所述矢状凹曲率交叉,其中所述第三冠状曲率由具有内侧端和外侧端的平面区段、从所述平面区段的所述内侧端延伸的第一冠状弯曲区段以及从所述平面区段的所述外侧端延伸的第二冠状弯曲区段限定。
120.根据权利要求107所述的整形外科膝关节假体,其中所述胫骨***物还包括位于所述胫骨***物的底表面上的锁定机构的第一部分,其中所述锁定机构的所述第一部分被构造成与所述锁定机构的位于胫骨基座上的第二部分配合,以将所述胫骨***物固定到所述胫骨基座。
121.根据权利要求107所述的整形外科膝关节假体,其中当所述股骨部件处于伸展时,所述股骨关节表面的最远点限定零屈曲度,并且其中所述第一弯曲股骨表面区段从约5度的第一屈曲度延伸到约65度的第二屈曲度。
122.根据权利要求121所述的整形外科膝关节假体,其中所述第一弯曲股骨表面区段由从公共原点延伸到所述第二弯曲股骨表面区段上的对应点的多条射线限定,并且其中每条射线具有由以下多项式方程限定的长度:
rθ=(a+(b*θ)+(c*θ2)+(d*θ3)),
其中rθ是限定在θ屈曲度下在所述第二弯曲股骨表面区段上的点的所述射线的长度,a是20和50之间的系数值,并且b是选自由以下组成的组的范围内的系数值:-0.30<b<0.00,0.00<b<0.30以及b=0,
其中当b在-0.30<b<0.00的范围内时,(i)c是0.00和0.012之间的系数值,并且(ii)d是-0.00015和0.00之间的系数值,
其中当b在0<b<0.30的范围内时,(i)c是-0.010和0.00之间的系数值,并且(ii)d是-0.00015和0.00之间的系数值,并且
其中当b等于0时,(i)c是选自由以下组成的组的范围内的系数值:-0.0020<c<0.00以及0.00<c<0.0025,并且(ii)d是-0.00015和0.00之间的系数值。
123.根据权利要求122所述的整形外科膝关节假体,其中所述多个弯曲股骨表面区段包括向后邻近所述第一弯曲股骨区段的第二弯曲股骨表面区段,其中所述第二弯曲股骨表面区段由大于所述第一弯曲股骨表面区段的最后曲率半径的恒定曲率半径限定。
124.根据权利要求123所述的整形外科膝关节假体,其中所述第二弯曲股骨表面区段从约65度的第一屈曲度延伸到约90的第二屈曲度。
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