本公开涉及能够用于临时替换膝关节假体的受约束的间隔件装置,在这种情况下,间隔件装置是临时装置。
背景技术:
通常,膝关节由置于股骨远端部中的一对髁形成。所述髁的下表面搁置在胫骨平台的对应表面上并且在胫骨平台的该对应表面上滑动/滚动,胫骨平台的该对应表面以对应于所述髁自身的下表面的方式定形。
股骨和胫骨于是通过赋予关节稳定性的韧带连接。
在关节假体植入术领域中,已知的是,这些关节假体由于不同的原因必须被移除,特别是由于在假体自身植入之后关节出现局部感染的情况下。
在这种情况下,在移除第一假体之后,必须在能够植入新假体之前用合适的抗生素药物治疗关节座。
在治疗期间,必须保持植入新假体所需的关节空间,以避免组织缩短、关节萎缩以及肌张力丧失。
这种技术被称为关节假体的“两阶段植入”。
有时,可能出现二次感染,因此在合适的治疗期之后,第二次植入的假体也必须用第三假体替换。
有时,当膝关节特别脆弱时或者当外科手术需要时,所移除的骨的量相当大,可能需要植入受约束的装置。
这种受约束的装置包括通过铰链结构彼此机械地连接的股骨部件和胫骨部件。
已知类型的受约束假体通常包括设置有锁定销的铰链结构,该锁定销在使用中插入并锁定在假体自身的胫骨部件中。
因此,刚性地约束至胫骨部件的铰链部件于是以可旋转的方式连接至股骨部件。
用于膝盖的临时关节间隔件还存在于市场上、通常由骨水泥制成以及能够执行上述功能。
一些这种间隔件由外科医生在间隔件自身的外科植入手术期间通过根据植入部位的尺寸和形状对制造间隔件的材料进行适当地定形而直接手动地获得。
用于膝关节的间隔件也可在市场上获得,其中,间隔件是预成型的,并且因此直接准备用于植入。这种间隔件通常具有位于股骨部件上的两个关节髁,该股骨部件设置在胫骨部件上,所述两个关节髁搁置在对应表面上并在该对应的表面上滑动或旋转。
技术实现要素:
本公开的目的是改进现有技术的状态。
本公开的另一目的是提供一种受约束的装置,该受约束的装置用作间隔件,其次,该受约束的装置甚至可能适用于治疗膝关节的植入部位的二次感染。
本公开的再一目的是提供一种受约束的间隔件装置,该间隔件装置是预成型的并且同时能够适用于待进行植入的膝关节的实际情况,同时还考虑到在移除了存在于待治疗的关节中的感染的关节假体或薄弱的韧带之后所切除的骨组织的量。
本公开的另一目的是提供一种受约束的间隔件装置,其确保关节自身较高的移动性和稳定性。
本公开的又一目的是提供一种受约束的间隔件装置,其以铰接的方式将股骨部件机械地约束至胫骨部件,并且因此,相应地,将股骨骨骼约束至胫骨骨骼,从而允许股骨部件相对于胫骨部件的旋转及平移铰接。
本公开的又一个目的是提供一种受约束的间隔件装置,该受约束的间隔件装置确保了在植入装置本身之后患者的良好的生活质量。
根据本公开的一个方面,提供了根据所附权利要求1所述的用于膝关节的受约束的间隔件装置。
本公开还涉及一种根据所附权利要求17所述的用于组装用于膝关节的受约束的间隔件装置的方法。
从属权利要求涉及本公开的优选且有利的实施方式。
附图说明
本公开的其它特性和优点将通过借助于附图中的说明性但非限制性的示例示出的用于膝关节的受约束的间隔件装置的优选的但非排他性的实施方式的详细描述而更清楚,在附图中:
图1是根据本公开的受约束的间隔件装置的股骨部件的立体后侧视图;
图2是根据本公开的受约束的间隔件装置的胫骨部件的立体后侧视图;
图3是图2的胫骨部件的一部分的侧视图;
图4是图2和图3的胫骨部件的一部分的后视图;
图5是根据本公开的组装后的受约束的间隔件装置的后视图;
图6是图5的受约束的间隔件装置的分解立体后侧视图;
图7是图5的组装后的受约束的间隔件部件的侧视图;
图8和图9是根据本公开的组装后的受约束的间隔件装置的立体后侧视图,其中股骨部件和胫骨部件根据第一角度布置和第二角度布置而彼此铰接;
图10是根据本公开的受约束的间隔件装置的一个方案的分解图;
图11是根据本公开的受约束的间隔件装置与相应的骨骼部(虚线)相关联的立体图;
图12是根据本公开的受约束的间隔件装置在第一操作位置中的侧视图和立体图;
图13是根据本公开的受约束的间隔件装置在植入步骤或组装步骤期间的侧视图和立体图。
具体实施方式
如已知的,膝关节中的关节表面由股骨髁和相关的胫骨支承基部表示。
股骨的由两个髁的下表面构成的关节表面是平滑的并且呈“u”形,该关节表面与胫骨平台铰接,胫骨平台是胫骨的近端骺的上表面。
参照附图,图1总体上表示用于膝关节的受约束的间隔件装置。
根据本公开的受约束的间隔件装置1用作临时间隔件装置,换句话说,用作在修正过程期间、即在移除第一次感染或受损的假体与植入第二次限定性的假体之间或者进一步地在移除第二次感染或受损的假体与植入第三次限定性假体之间的待插入在关节间隔中的装置。
在移除第一/第二假体之后,在能够植入新的假体之前确实可能需要用合适的抗生素药物来治疗关节座,并且在该治疗期间,必须依靠间隔件装置来保持所需的关节间隔以用于植入随后的假体,从而避免组织缩短、关节萎缩以及肌张力丧失。
在这种情况下,根据本公开的受约束的间隔件装置1可以包括以及/或者适于添加有例如抗生素的一种或更多种医药物质。
需要使用受约束的间隔件装置是由于待治疗的患者的韧带可能特别脆弱或者切除的骨可能太大的事实,因此需要插入具有固有稳定性的间隔件装置。
这种受约束的间隔件装置1包括股骨部件2和胫骨部件3。
股骨部件2适于被约束至股骨骨骼的靠近膝关节的端部,而胫骨部件3适于被约束至胫骨骨骼的位于膝关节处的端部。
在本公开的一个方案中,仅设置有约束至彼此的股骨部件2和胫骨部件3,而未设置髌骨部件,这是因为在这种情况下受约束的间隔件装置的目的是降低装置复杂性以及执行治疗功能、例如抗生素功能。
股骨部件2包括明显地再现股骨的髁关节表面的形状。
特别地,如在组装的侧视图7和未组装的立体图1中可见的,股骨部件2沿着与人体的矢状面平行的平面具有基本上呈“u”形的截面,股骨部件2包括与骨座接触的基本上凹入的内表面4和适于与胫骨部件3接触的基本上凸出的外表面5。
具体地,股骨部件2包括两个髁部12、22,其中,第一髁部12相对于人体的矢状面设置在外侧,第二髁部22相对于人体的矢状面设置在内侧,第一髁部12和第二髁部22均具有与膝盖的髁的形状类似的形状。
髁部12、22又沿着与人体的矢状面平行的平面具有基本上呈“u”形的截面,髁部12、22包括与骨座接触的基本上凹入的内表面4和适于与胫骨部件3铰接并接触的基本上凸出的外表面5。
在本公开的一个方案中,髁部12、22的在根据本公开的受约束的间隔件装置1的在使用中位于前部的部分中朝向彼此会聚并且接合以形成髌骨部或表面6,以适于与髌骨接触或者基本上设置在从解剖学观点来讲通常安置髌骨的区域中。
在本公开的替代方案中,髁部12、22的在根据本公开的受约束的间隔件装置1的在使用中位于前部的部分中朝向彼此会聚但未接合并保持分开,从而形成两个髌骨部或表面(未示出)。
如在侧视图7中可见的,髌骨部或表面6与人体的额平面基本平行。
因此,外表面5在该髌骨部或表面6中基本上是平面的。
髁部12、22的在根据本公开的受约束的间隔件装置1的在使用中位于后部的部分中包括彼此分开一髁间间隔10的第一后部12a和第二后部22a。
股骨部件2包括设置在内表面4上的箱状元件14。
箱状元件14具有两个侧壁14a、14b和连接并接合侧壁14a、14b的连接壁14c。
箱状元件14沿着与人体的额平面平行的平面具有基本上倒置的“u”形截面。
在侧壁14a、14b与连接壁14c之间包括座部或腔140。
侧壁14a、14b的自由外周边缘与股骨部件2的内表面4接触并连接。
特别地,侧壁14a、14b设置在髁部12、22的内周边缘处,以包围髁间间隔10。
如此以来,箱状元件14的座部或腔140对应于髁间间隔10。
连接部14c的两个自由侧部中的一个自由侧部也可能接触以及/或者连接至股骨部件4的内表面4。
在连接壁14c处,可以设置有可能带螺纹的圆筒形突出部或柄部16,以将股骨部件2连接、固定以及定中心或者定向在股骨骨骼f的骨端处。
在箱状元件14的每个侧壁14a、14b上均设置有通孔15,设置在两个侧壁14a、14b上的孔15沿着相同的轴线、所谓的旋转轴线或旋转约束对准。
在本公开的简化方案中,考虑到股骨部件2在使用中的空间布置,该轴线是水平的。
销150可以插入到该通孔15中,如下面将在本描述中更好地描述。
如上文所提及的,根据本公开的受约束的间隔件装置1包括胫骨部件3。
胫骨部件3包括胫骨平台20和可能圆筒形的可能带螺纹的突出部或柄部16,以将胫骨部件3连接、固定以及定中心或者定向至胫骨骨骼p的骨端。
上述股骨部件2搁置、滚动以及/或者滑动并且铰接在胫骨平台20上。
胫骨平台20包括对应于髁部12、22的两个髁关节基部13、23。
圆筒形突出部或柄部16从胫骨部件3的与具有两个髁关节基部13、23的表面相反的表面延伸。
髁关节基部13、23基本上是凹形的并且具有曲率半径r2。
髁部12、22,特别是其后部部分12a、22a和/或中间部分具有曲率半径r1。
如在图7中可见的,髁部12、22的曲率半径r1和髁关节基部13、23的曲率半径r2基本上彼此对应。
在本公开的一个方案中,r1=[r2-(r2×(0.05÷0.5)],因此,r1小于r2。
胫骨部件3还包括位于髁关节基部13、23之间的髁间突起部24。
考虑到放置在膝盖上的胫骨部件3,该髁间突起部24竖向向上地延伸。
髁间突起部24在使用中适于插入在股骨部件2的髁间间隔10中,以在股骨部件2与胫骨部件3之间产生引导式铰接。
观察例如示出胫骨部件3的图2和图3,胫骨部件3的在使用中相对于人体的从右向左的横向延展尺寸比在使用中相对于人体的从前向后的矢状延展尺寸更大。
考虑到胫骨部件3的横向延展,两个髁关节基部13、23设置在胫骨部件3的外侧端部和内侧端部处,而髁间突起部24设置在胫骨部件3的中央处、位于上述髁关节基部13、23之间。
考虑到髁间突起部24的最大尺寸,髁间突起部24具有相对于人体的矢状面平行的延展。
考虑到在使用位置中的胫骨部件3,胫骨部件3具有包括内侧、外侧、前侧和后侧的周表面。
内侧和外侧具有相对于人体的矢状面平行的延展,而前侧和后侧与人体的额平面平行。
髁间突起部24具有开口或凹部18,开口或凹部18具有相对于人体的纵向轴线基本上平行的延展。
开口或凹部18在胫骨部件3内延伸一定长度t。
根据本公开的优选方案,长度t比髁间突起部24的高度h更小,使得开口或凹部18仅通向胫骨部件3的在使用中的设置有髁关节基部13、23的上表面。如此以来,用于将胫骨部件3固定至胫骨端部的骨水泥不能渗透到开口或凹部18中,原因将在下文中变得明显。
胫骨部件3还包括孔25。
孔25具有相对于胫骨部件3呈直线且横向或水平的延展。
孔25通向胫骨部件3的至少一侧,即内侧或外侧。
在本公开的一个方案中,孔25是通孔,即,其通向胫骨部件3的内侧和外侧两者。
孔25与髁间突起部24的开口或凹部18相交。
销250可以插入到该孔25中,如在本描述中稍后将更好地描述的。因此,销250一旦插入孔25中也就穿过开口或凹部18。
根据本公开的间隔件装置1还包括具有例如棒状形状的中间部件30。
中间部件30是适于以可旋转的方式连接股骨部件2和胫骨部件3的连接元件,以在膝盖铰接期间获得股骨部件2与胫骨部件3之间的旋转运动和/或平移运动。
中间部件30在使用中设置在股骨部件2与胫骨部件3之间。
中间部件30具有长形形状,这种形状可以是基本上矩形或双叶形或者具有倒角边缘。中间部件30还可以具有适于允许其执行将在下文中描述的功能的其他形状。
中间部件30的最大尺寸与人体的纵向轴线基本上对准。
特别地,中间部件30具有近端30a和远端30b。
近端30a设置在股骨部件2处,特别地,近端30a适于插入到由箱状元件14的内部区域限定的髁间间隔10中。
远端30b设置在胫骨部件3处,特别地,近端30b适于插入到胫骨部件3的髁间突起部24的开口或凹部18中。
开口或凹部18的尺寸比中间部件30的远端30b的整体尺寸更大,以在开口或凹部18与远端30b之间具有游隙,并且使得中间部件30的远端30b可以因此根据相对于人体的矢状方向和/或横向方向在开口或凹部18的内部移动。
中间部件30包括位于近端30a处的通孔31a和位于远端30b处的通孔31b。
根据本公开的受约束的间隔件装置1包括两个铰链部32a和32b,其中,第一铰链部32a设置在中间部件30的近端30a处,第二铰链部32b设置在中间部件30的远端30b处。
两个铰链部32a、32b适于将股骨部件2以可旋转的方式约束至胫骨部件3。
在孔31a与箱状元件14的通孔15对准的情况下以及在孔31b与胫骨部件3的孔25对准的情况下,两个铰链部32a、32b分别由容纳在孔31a和孔15中的销150以及容纳在孔31b和孔15中的销250构成。
因此,铰链部32b设置在胫骨部件3的开口或凹部18内。
具体地,铰链部32a、32b各自构成约束部,其分别允许股骨部件2和胫骨部件3仅旋转,从而消除任何可能的相互平移。
铰链部连接两个实心物体且通常仅允许所述两个实心物体之间有限角度的旋转。由理想的铰链部连接的两个物体绕固定的旋转轴线(铰链部的几何轴线)相对于彼此旋转。
因此,股骨部件2和胫骨部件3通过中间部件30以可旋转的方式约束至彼此并且约束至铰链部32a和32b。
因此,根据本公开的间隔件装置1允许股骨部件2在胫骨部件3上进行滚动以及有限的滑动,这是由于中间部件30能够以铰链部32b和销250作为支点在开口或凹部18内进行受限制的振荡。
如此以来,在膝盖铰接(在图8和图9中示出了膝盖铰接的两个位置)期间,股骨部件2在胫骨部件3上的对应于铰链部32a和销150的旋转中心没有一直保留在同一位置,而是根据中间部件30的振荡宽度以有限的方式平移,如前文所述的。
因此,中间部件30执行在对应于股骨部件2和胫骨部件3的部件之间以及因此在相应的股骨骨骼部f和胫骨骨骼部p之间的约束功能。
此外,在其上植入有根据本公开的间隔件装置1的骨断头非常小的情况下,可以提供附加柄部40或环状部或厚部,能够使这些骨端部延长并使它们更靠近其初始位置。
特别地,如图10中可见的,在需要的情况下,附加柄部40可以连接或约束至设置在股骨部件2中和/或胫骨部件3中的圆筒形突出部或柄部16。在本公开的一个方案中,该附加柄部40可以通过可移除的螺纹连接而连接至圆筒形突出部或柄部16。
在本公开的一个方案中,附加柄部40可以具有球窝接头41或通常的旋转装置,以允许沿所有方向旋转,并且因此附加柄部40的第二部分取向与设置在圆筒形突出部或柄部16处的附加柄部40的第一部分相反。
圆筒形突出部或柄部16和/或附加柄部40、特别是柄部40的第一部分可以设置成倾斜例如5°,以便于其相对于患者的股骨骨骼部f和/或胫骨骨骼部p定向。
根据本公开的非限制性方案,间隔件装置1根据以下方法组装。
中间部件30与股骨部件2通过第一铰链部32a以受约束方式相关联。
详细地,中间部件30或更优选地其近端30a插入到股骨部件2的髁间间隔10中。
随后,销150插入到设置在股骨部件2中的通孔15中并插入到中间部件30的近端30a的通孔31a中。
在本公开的一个方案中,中间部件30以已经插入到股骨部件2的髁间间隔10中并且已经通过销150固定的状态出厂(如图13中所示)。
此时,医生在需要的情况下可以施用附加柄部40,并且可能将该附加柄部40相对于股骨骨骼部f定向,接着在粘固骨断头之后将股骨部件2插入到股骨部f中。
此时,医生在需要的情况下为胫骨部件3准备施用附加柄部40或不施用附加柄部40以及准备将胫骨部件3相对于胫骨骨骼部p定向,医生然后常常在放置一些粘固剂之后将胫骨部件3插入到胫骨部p中,以将部件自身固定在骨骼上。
医生然后使股骨部f和胫骨部p、使股骨部件2和胫骨部件3靠近在一起。
因此,该方法提供了将中间部件30插入到胫骨部件3中并且通过第二铰链部32b将中间部件30约束至胫骨部件3。
如此以来,中间部件30的远端30b随后插入到胫骨部件3的开口或凹部18中。
销250插入到第二铰链部32b中,或者详细地,插入到胫骨部件的开口25中,并且穿过胫骨部件30的远端30b的通孔31b。
这样,销150、250构成本公开的受约束的间隔件装置1的铰链部32a和32b。
在将销250插入到铰链部32b中之后,该方法提供将销250粘固到第二铰链部32b中,医生随后可能会用一些粘固剂阻塞铰链部32b的孔口,以确保销250的可移除性。
在需要的情况下,如上所述的,附加柄部40固定至股骨部件和/或胫骨部件的圆筒形突出部或柄部16。
在组装时或在植入期间,受约束的间隔件装置1以及其各个部件和/或附加柄部40可以被定向成以尽可能最佳的方式适应患者的尺寸和身体结构或植入物的特定需要。
在几个月、例如六个月之后,医生将必须移除间隔件装置1,并且为了这样做,执行与用于其组装和上文所提及的步骤相反的步骤。因此,在已经例如通过金属冲头或其他工具以外科手术方式打开之后,医生将销250从其座部推出。这种操作由于放置成阻塞销250的粘固剂自身将容易破裂而是容易的。
然后患者的膝盖将弯曲超过90°,并且医生将能够抽取胫骨部件3并且随后抽取股骨部件2。
因此清楚的是,中间部件30的第二功能是如何促进以及辅助间隔件装置1的两个部件2、3的组装或植入以及它们随后的移除。
如所观察到的,间隔件装置1满足上述优点,这是由于当在严重的骨质疏松和韧带松弛的情况下以及在较少损伤的情况下植入间隔件装置1时,间隔件装置1被约束,由此确保了对膝关节而言良好的稳定性。
此外,由于设置了两个铰链部32a和32b,由关节执行的运动——包括股骨部件2在胫骨部件3上的滚动和平移两者——与在非病理性正常状况下在解剖学上执行的运动更一致。
此外,因此,患者可以在根据本公开的受约束的间隔件装置的整个使用期内度过自给自足的生活。
根据本公开的间隔件部件1由生物相容性材料制成。
这种生物相容性材料可以选自金属、金属合金和有机金属化合物。
替代性地,生物相容性材料可选自陶瓷、高孔隙率树脂、塑性材料和/或其组合。
具体地,上述塑性材料可以选自热塑性聚合物,例如丙烯酸树脂、聚乙烯、聚丙烯和聚酯、可热成型聚合物以及其它类似材料。
在本公开的一个方案中,生物相容性材料是骨水泥,例如聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)。
间隔件装置1可以包括能够赋予植入物更好的稳定性、较高的负载抵抗等的金属芯。
由于必须以约束的方式铰接的间隔件装置1需要能够抵抗由机械约束精确地引起的机械应力的刚性加强结构,因而这种金属芯是必要的。
在本公开的一个方案中,间隔件装置1具有由金属和/或不同塑性材料——例如pmma(聚甲基丙烯酸甲酯)和uhmwpe(超高分子量聚乙烯(ultra-high-molecular-weightpolyethylene))——的组合制成的内芯作为加强结构。
特别地,构成铰链部32a和32b的销150、250必须插入到由金属芯增强的孔中,以支承集中在这些区域中的载荷。
销150、250可以由金属材料诸如例如钢制成、可能以生物相容性材料涂覆、可能通过抗生素例如塑性材料或骨水泥浸渍。
在本公开的一个方案中,这种金属芯既设置在股骨部件2内,也设置在胫骨部件3内,还设置在中间部件30内。
该金属芯由于间隔件部件1已经由金属材料制成而可能不是必需的。
另一方面,当间隔件装置1由选自陶瓷、高孔隙率树脂、塑性材料和/或其组合的材料制成时设置有该金属芯,这是因为使用内金属芯作为增强件是重要的。
这种特征是将用作根据本公开的临时间隔件的受约束的间隔件装置1与其它已知的间隔件装置区分开的特征之一。
圆筒形突出部或柄部16由金属材料制成、可能以前述生物相容性材料涂覆、可能用抗生素例如塑性材料或骨水泥浸渍。
在本公开的具体方案中,借助于在图5和图7中的示例示出的,间隔件装置和/或至少其胫骨部件3包括涂覆有骨水泥的金属芯g。
在本公开的另一方案中,间隔件装置1由pmma制成或者金属芯g涂覆有pmma。
股骨部件2和胫骨部件3是预成型的。
间隔件装置1的生物相容性材料是多孔的。
由于生物相容性材料的多孔性,上述生物相容性材料可以由药物和/或治疗产品——例如抗生素——浸渍。
生物相容性材料被药物和/或治疗产品的浸渍可以由生产者直接进行或者由外科医生在植入之前进行。此外,根据患者的特定需求,外科医生可以用第二药物和/或治疗产品来浸渍先前已经用不同于该第二药物和/或治疗产品的第一药物和/或治疗产品浸渍过的间隔件装置1。
在另一实施方式中,生物相容性材料可以在制造间隔件装置1的步骤期间被添加至少一种药物和/或治疗产品。
制造间隔件装置1的材料的孔隙率可以选择成使得药物和/或治疗物质在较长时间内以低浓度释放,或者以更高浓度释放更短时间。如此以来,可以满足患者的特定需求。
向间隔件装置1预先添加或添加药物和/或治疗产品的可能性还使得可以治疗关节的座部中的各种局部感染并且达到用于植入新的关节假体的最佳条件。
因此所构思的本公开可以有许多改型和变型,所有改型和变型都落入在本公开构思的范围内。
此外,所有细节可以由其他技术上等同的元件替代。在实践中,在未背离所附权利要求的保护范围的情况下,所使用的材料以及可能的形状和尺寸可以是根据需求的任何类型。