保持適當(dāng)力學(xué)的全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)的制作方法
【專利說明】
[0001] 本申請是于2012年2月24日提交的已進(jìn)入中國國家階段的PCT專利申請 (中國國家申請?zhí)枮?01280010344. X，國際申請?zhí)枮镻CT/US2012/026492，發(fā)明名稱為 "MAINTAINING PROPER MECHANICS THA"）的分案申請。
[0002] 相關(guān)技術(shù)
技術(shù)領(lǐng)域。
[0003] 本公開涉及矯形外科髖植入物、其部件、和制備用于外來物植入的天然組織的方 法、以及植入外來物諸如矯形外科髖及其部件的方法。
[0004] 相關(guān)摶術(shù)的簡要討論 人造髖的一個(gè)常見問題是，由于股骨頭球體不再完全坐置在髖白杯內(nèi)而引起的脫位。 脫位在人造髖關(guān)節(jié)置換或修正外科手術(shù)之后立即為特別有問題的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員知 道，為了建立用于置換矯形外科植入物的通路，在外科手術(shù)過程中會損傷或移除在天然關(guān) 節(jié)周圍的軟組織。即使在人造關(guān)節(jié)修正外科手術(shù)的情況下，也會損傷軟組織以獲得人造關(guān) 節(jié)的通路。
[0005] 脫位在眾多方面是有問題的。首先，脫位會產(chǎn)生明顯的運(yùn)動學(xué)問題，因?yàn)殛P(guān)節(jié)部件 沒有對齊以如設(shè)計(jì)的或預(yù)期的那樣起作用。其次，脫位通常導(dǎo)致由施加到周圍組織的非故 意負(fù)載引起的關(guān)節(jié)痛。第三，脫位通常導(dǎo)致在關(guān)節(jié)周圍的組織的腫脹。第四，脫位可以產(chǎn)生 "砰"聲，其與球體反復(fù)進(jìn)出杯有關(guān)。第五，脫位會造成在關(guān)節(jié)中產(chǎn)生力矩。第六，脫位會導(dǎo) 致杯和/或股骨頭的過早磨損，從而增加關(guān)節(jié)失效或關(guān)節(jié)松動的可能性。
[0006] 關(guān)于脫位的原因以及減少或抑制脫位的方法和裝置，存在許多假定。例如，某些矯 形外科髖關(guān)節(jié)包括永久保留環(huán)以將股骨頭鎖定到髖白杯中。但是這些保留環(huán)會導(dǎo)致活動范 圍減少。隨著接受關(guān)節(jié)置換和修正外科手術(shù)的患者的年齡下降和老年人活動水平增加，活 動范圍減少不是大多數(shù)患者為了抑制脫位而愿意做出的權(quán)衡。
[0007] 現(xiàn)有全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)（THA)的另一個(gè)問題是，在髖臼杯內(nèi)發(fā)生的股骨頭分離，從而 導(dǎo)致股骨頭在上-外側(cè)方向滑出并然后在下-內(nèi)側(cè)方向滑回。股骨頭在髖白杯內(nèi)的這種滑 動發(fā)生會導(dǎo)致下述觀察結(jié)果：目前，全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)不會作為后旋關(guān)節(jié)起作用，而是已經(jīng)誘 發(fā)在天然髖關(guān)節(jié)中不存在的不可取的剪切力。股骨頭分離的該誘因可能是發(fā)生髖脫位的主 要原因。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的第一方面是，提供一種矯形外科髖關(guān)節(jié)，其包括：(a)具有第一共振頻率 的植入式股骨部件；(b)具有第二共振頻率的植入式髖白部件；和（c)安裝到植入式股骨部 件和植入式髖白部件中的至少一個(gè)的振動阻尼器，其中由所述股骨部件和所述髖白部件之 間的相互作用引起的頻率接近股骨、骨盆和髖關(guān)節(jié)周圍的結(jié)締組織中的至少一個(gè)的共振頻 率。
[0009] 在第一方面的一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例中，所述植入式股骨部件包括股骨柄、股骨頸 和股骨頭，所述股骨頸能夠與所述股骨頭分離，并且所述振動阻尼器包括股骨頸的至少一 部分。在另一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例中，所述植入式股骨部件包括股骨柄、股骨頸和股骨頭，所 述股骨頸能夠與所述股骨頭分離，并且所述振動阻尼器介于所述股骨頸和所述股骨頭之 間。在另一個(gè)詳細(xì)的實(shí)施例中，所述植入式股骨部件包括股骨柄、股骨頸和股骨頭，并且所 述振動阻尼器包括纏繞在所述股骨柄周圍的套管。在一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例中，所述植入式 髖臼部件包括髖白杯和髖白杯插入件，并且所述振動阻尼器介于所述髖白杯和所述髖臼杯 插入件之間。在一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例中，所述植入式髖白部件包括髖白杯和髖白杯插入件， 并且所述振動阻尼器被安裝到所述髖白杯的骨側(cè)。在一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例中，所述振動阻 尼器包含以下材料中的至少一種：娃橡膠、彈性娃橡膠、杜仲膠、鹽水橡膠、g〇re-tex、聚苯 乙烯、聚四氟乙烯、尼龍、聚乙烯、聚酯、絲綢、聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚乙烯醇-水凝膠。
[0010] 本發(fā)明的第二方面是，提供一種通過矯形外科髖關(guān)節(jié)的至少一個(gè)部件來減少振動 傳播的方法，所述方法包括：將振動阻尼器安裝到矯形外科髖關(guān)節(jié)的股骨部件和髖白部件 中的至少一個(gè)。
[0011] 在第二方面的一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例中，所述股骨部件包括股骨柄、股骨頸和股骨 頭，并且所述振動阻尼器包括纏繞在所述股骨柄周圍的套管。在另一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例中， 所述股骨部件包括股骨柄、股骨頸和股骨頭，并且所述振動阻尼器介于所述股骨頸和所述 股骨頭之間。在另一個(gè)詳細(xì)的實(shí)施例中，所述髖白部件包括髖白杯和髖白杯插入件，并且所 述振動阻尼器介于所述髖白杯和所述髖白杯插入件之間。在一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例中，所述 髖臼部件包括髖白杯和髖白杯插入件，并且所述振動阻尼器被安裝到所述髖白杯的骨側(cè)。
[0012] 本發(fā)明的第三方面是，提供一種矯形外科髖關(guān)節(jié)，其包括：(a)植入式股骨部件， 其包括表現(xiàn)出第一磁場的第一磁體；和（b)植入式髖白部件，其包括表現(xiàn)出第二磁場的第 二磁體。
[0013] 在第三方面的一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例中，所述植入式股骨部件包括股骨柄、股骨頸 和股骨頭，所述股骨頭包括第一磁體，并且所述第一磁體被定向成使得在植入時(shí)其正極比 所述第一磁體的負(fù)極更靠近第二磁體。在另一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例中，所述植入式髖白部件 包括髖白杯和髖白杯插入件，并且所述第二磁體被定向成使得在植入時(shí)其負(fù)極比所述第二 磁體的正極更靠近第一磁體的正極。在另一個(gè)詳細(xì)的實(shí)施例中，所述植入式髖白部件包括 髖臼杯和髖白杯插入件，并且所述第二磁體被定向成使得在植入時(shí)其正極比所述第二磁體 的負(fù)極更靠近第一磁體的正極。在一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例中，所述植入式股骨部件包括股骨 柄、股骨頸和股骨頭，所述股骨頭包括第一磁體，并且所述第一磁體被定向成使得在植入時(shí) 其負(fù)極比所述第一磁體的正極更靠近第二磁體。在一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例中，所述植入式髖 臼部件包括髖白杯和髖白杯插入件，并且所述第二磁體被定向成使得在植入時(shí)其負(fù)極比所 述第二磁體的正極更靠近第一磁體的負(fù)極。在一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例中，所述植入式髖臼部 件包括髖白杯和髖白杯插入件，并且所述第二磁體被定向成使得在植入時(shí)其正極比所述第 二磁體的負(fù)極更靠近第一磁體的負(fù)極。在另一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例中，所述髖白部件包括髖 臼杯和髖白杯插入件，并且所述第二磁體是髖白杯的一部分。在另一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例中， 所述髖白部件包括髖白杯和髖白杯插入件，并且所述第二磁體是髖白杯插入件的一部分。 在另一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例中，所述髖白部件包括髖白杯和髖白杯插入件，所述髖白部件包 括多個(gè)磁體，其中所述多個(gè)磁體包括第二磁體，并且所述多個(gè)磁體中的至少兩個(gè)被定向成 使得每個(gè)磁體的負(fù)極在植入時(shí)比每個(gè)磁體的正極更靠近股骨部件的股骨頭。
[0014] 在第三方面的另一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例中，所述多個(gè)磁體中的至少兩個(gè)關(guān)于延伸穿 過所述髖白部件的軸線對稱地定向。在另一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例中，所述多個(gè)磁體中的至少 兩個(gè)關(guān)于延伸穿過所述髖白部件的軸線不對稱地定向。在另一個(gè)詳細(xì)的實(shí)施例中，所述髖 臼部件包括髖白杯和髖白杯插入件，所述髖白部件包括多個(gè)磁體，其中所述多個(gè)磁體包括 第二磁體，并且所述多個(gè)磁體中的至少兩個(gè)被定向成使得每個(gè)磁體的正極在植入時(shí)比每個(gè) 磁體的負(fù)極更靠近股骨部件的股骨頭。在一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例中，所述多個(gè)磁體中的至少 兩個(gè)關(guān)于延伸穿過所述髖白部件的軸線對稱地定向。在一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例中，所述多個(gè) 磁體中的至少兩個(gè)關(guān)于延伸穿過所述髖臼部件的軸線不對稱地定向。
[0015] 本發(fā)明的第四方面是，提供一種減少矯形外科髖關(guān)節(jié)部件之間的沖擊力的方法， 所述方法包括：(a)使第一磁場與矯形外科關(guān)節(jié)的股骨部件關(guān)聯(lián)，所述第一磁場具有正極 和負(fù)極；以及（b)使第二磁場與矯形外科關(guān)節(jié)的髖白部件關(guān)聯(lián)，所述第二磁場具有正極和 負(fù)極，其中所述正極和所述負(fù)極中的至少一個(gè)比所述正極和負(fù)極中的另一個(gè)更靠近彼此。
[0016] 在第四方面的一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例中，使第一磁場與股骨部件關(guān)聯(lián)的動作包括： 包括磁體作為股骨頭的一部分，所述股骨頭的磁體被定向成所述正極比所述負(fù)極更靠近髖 臼部件；使第二磁場與髖白部件關(guān)聯(lián)的動作包括：包括磁體作為髖白杯和髖白杯插入件中 的至少一個(gè)的一部分，并且所述髖白部件的磁體被定向成所述正極比所述負(fù)極更靠近股骨 部件的磁體的正極。在另一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例中，使第一磁場與股骨部件關(guān)聯(lián)的動作包括： 包括磁體作為股骨頭的一部分，所述股骨頭的磁體被定向成所述負(fù)極比所述正極更靠近髖 臼部件；使第二磁場與髖白部件關(guān)聯(lián)的動作包括：包括磁體作為髖白杯和髖白杯插入件中 的至少一個(gè)的一部分，并且所述髖白部件的磁體被定向成所述負(fù)極比所述正極更靠近股骨 部件的磁體的正極。在另一個(gè)詳細(xì)的實(shí)施例中，所述股骨部件的磁體是髖白杯的一部分。在 一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例中，所述股骨部件的磁體是髖白杯插入件的一部分。在一個(gè)更詳細(xì)的 實(shí)施例中，使第二磁場與矯形外科關(guān)節(jié)的髖白部件關(guān)聯(lián)的步驟包括：建立多個(gè)正極和多個(gè) 負(fù)極。
[0017] 本發(fā)明的第五方面是，提供一種阻止矯形外科髖關(guān)節(jié)的股骨部件和髖白部件之間 的脫位的方法，所述方法包括：(a)使第一磁場與矯形外科關(guān)節(jié)的股骨部件關(guān)聯(lián)，所述第一 磁場具有正極和負(fù)極；以及（b)使第二磁場與矯形外科關(guān)節(jié)的髖白部件關(guān)聯(lián)，所述第二磁 場具有正極和負(fù)極，其中所述正極中的一個(gè)和所述負(fù)極中的一個(gè)之間的吸引力起作用，以 在植入時(shí)阻止股骨部件和髖白部件之間的脫位。
[0018] 在第五方面的一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例中，使第一磁場與股骨部件關(guān)聯(lián)的動作包括： 包括磁體作為股骨頭的一部分，所述股骨頭的磁體被定向成所述正極比所述負(fù)極更靠近髖 臼部件；使第二磁場與髖白部件關(guān)聯(lián)的動作包括：包括磁體作為髖白杯和髖白杯插入件中 的至少一個(gè)的一部分，并且所述髖白部件的磁體被定向成所述負(fù)極比所述正極更靠近股骨 部件的磁體的正極。在另一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例中，使第一磁場與股骨部件關(guān)聯(lián)的動作包括： 包括磁體作為股骨頭的一部分，所述股骨頭的磁體被定向成所述負(fù)極比所述正極更靠近髖 臼部件；使第二磁場與髖白部件關(guān)聯(lián)的動作包括：包括磁體作為髖白杯和髖白杯插入件中 的至少一個(gè)的一部分，并且所述髖白部件的磁體被定向成所述正極比所述負(fù)極更靠近股骨 部件的磁體的負(fù)極。在另一個(gè)詳細(xì)的實(shí)施例中，所述股骨部件的磁體是髖白杯的一部分。在 另一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例中，所述股骨部件的磁體是髖白杯插入件的一部分。在一個(gè)更詳細(xì) 的實(shí)施例中，使第二磁場與矯形外科關(guān)節(jié)的髖白部件關(guān)聯(lián)的步驟包括：建立多個(gè)正極和多 個(gè)負(fù)極。
[0019] 本發(fā)明的第六方面是，提供一種假體髖關(guān)節(jié)，其包括（a)股骨部件，其包括股骨 頭；和（b)髖白部件，其包括髖白杯和髖白杯插入件，所述髖白杯插入件的尺寸設(shè)定成容納 所述股骨頭，其中所述股骨頭的尺寸設(shè)定成具有與患者的天然股骨頭的球心匹配的球心， 其中所述髖白杯的尺寸設(shè)定成具有腔，所述腔具有與患者的天然髖白的球心匹配的球心， 并且其中所述股骨部件的股骨頭中心與所述髖臼杯的腔的中心同心。
[0020] 在第六方面的一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例中，由行走過程中天然股骨頭與天然髖白的界 面來確定患者的天然股骨頭的球心。在另一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例中，由行走過程中天然股骨 頭與天然髖臼的界面來確定患者的天然髖臼的球心。在另一個(gè)詳細(xì)的實(shí)施例中，患者的天 然股骨頭包括安裝到天然股骨頭的軟骨。在一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例中，患者的天然髖白的腔 包括安裝到天然髖白的軟骨。在一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例中，所述髖白杯的徑向厚度沿圓周長 度是非均勻的。在一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例中，所述股骨頭的徑向厚度沿圓周長度是非均勻的。 在另一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例中，所述髖白杯的外表面是非球形的，并且所述髖白杯的內(nèi)表面 是球形的。在另一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例中，所述髖白杯的外表面是球形的，并且所述髖白杯的 內(nèi)表面是非球形的。
[0021] 本發(fā)明的第七方面是，提供一種設(shè)計(jì)矯形外科髖關(guān)節(jié)植入物的方法，所述方法包 括：(a)對適合于髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)的群體進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析；(b)使用所述運(yùn)動學(xué)分析來建立 所述群體中的每個(gè)人的天然股骨和天然髖白之間的接觸點(diǎn)；（c)建立假想球體，其與所述 群體中的每個(gè)人的接觸點(diǎn)關(guān)聯(lián)；(d)確定所述群體中的每個(gè)人的假想球體的尺寸，包括半 徑、直徑、周長和中心點(diǎn)中的至少一個(gè)；以及（e)使用所述群體中的每個(gè)人的假想球體的尺 寸來設(shè)計(jì)股骨部件和髖白部件中的至少一個(gè)。
[0022] 在第七方面的一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例中，所述確定步驟包括：確定所述假想球體的 中心點(diǎn)，其中所述中心點(diǎn)代表解剖學(xué)球心，并且所述設(shè)計(jì)步驟包括：將股骨部件設(shè)計(jì)成具有 帶有球面曲率的股骨球，所述球面曲率與假想假體球體相對應(yīng)，所述假想假體球體具有與 解剖學(xué)球心相同的中心。在另一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例中，所述群體包括單個(gè)人。在另一個(gè)詳細(xì) 的實(shí)施例中，所述群體包括多個(gè)人，其具有選自年齡、性別、種族、高度、骨大小中的至少一 個(gè)共同特征。在一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例中，所述進(jìn)行步驟包括：觀察所述群體中的每個(gè)人的髖 關(guān)節(jié)，其中在髖關(guān)節(jié)處于承重應(yīng)力下時(shí)進(jìn)行所述觀察。在一個(gè)更詳細(xì)的實(shí)施例中，所述觀察 包括：使用熒光鏡透視檢查、磁共振成像、CT成像、超聲中的至少一種。在一個(gè)更詳細(xì)的實(shí) 施例中，所述進(jìn)行步驟包括：觀察所述群體中的每個(gè)人的髖關(guān)節(jié)，并且所述進(jìn)行步驟包括： 建立