用于足弓的水凝胶植入物的制作方法

1.本公开总体上涉及骨科植入物，且更具体来说，涉及用于修复足弓区域中关节的关节面的水凝胶植入物。


背景技术：

2.植入物可以用于替换关节内退化或另外受损的软骨。此类装置可以用于治疗骨关节炎、类风湿性关节炎、其它炎性疾病、全身性关节疼痛和关节损伤。


技术实现要素：

3.本文公开一种用于替换关节的关节面的部分的植入物，所述植入物包括：主要部分，其被构造用于插入关节中，其中所述主要部分包括：具有第一骨接合表面的多孔材料部分；以及
4.水凝胶部分，其结合至所述多孔材料部分并形成与所述第一骨接合表面相对的关节面；以及
5.骨板部分，其被构造用于将所述植入物固定至形成所述关节的骨骼；
6.其中所述主要部分具有前端和后端，其中所述前端被构造用于插入所述关节中；
7.其中所述骨板部分与所述多孔材料部分一体地形成并从所述后端延伸，从而形成第二骨接合表面，所述第二骨接合表面也由多孔材料形成且相对于所述第一骨接合表面以某一角在与所述关节面相对的方向上从所述第一骨接合表面延伸；
8.其中所述骨板部分包括固体金属部分，所述固体金属部分形成所述骨板部分中除了所述第二骨接合表面之外的所有外表面；并且
9.其中所述骨板部分具有用于接纳接骨螺钉的至少一个螺钉孔。
10.公开一种根据另一实施方案的用于替换关节的关节面的部分的植入物。所述植入物包括：主要部分，其被构造用于插入关节中，其中所述主要部分包括：
11.水凝胶部分，其形成骨接触表面以及与所述骨接触表面相对的关节面；
12.其中所述主要部分具有前端和后端，其中所述前端被构造用于插入所述关节中；以及
13.骨板部分，其被构造用于将所述植入物固定至形成所述关节的骨骼；
14.其中所述骨板部分包括：
15.具有穿孔结构的第一部分，其嵌入所述水凝胶部分中；以及
16.第二部分，其未嵌入所述水凝胶部分中，且相对于所述骨接触表面以≤160
°
但≥80
°
的角在与所述关节面相对的方向上从所述后端延伸；
17.其中所述第二部分具有用于接纳接骨螺钉的至少一个螺钉孔。
18.还公开一种根据另一实施方案的用于替换关节的关节面的部分的植入物。所述植入物包括：主要部分，其被构造用于插入关节中，其中所述主要部分包括：
19.水凝胶部分，其形成骨接触表面以及与所述骨接触表面相对的关节面；
20.其中所述骨接触表面包括突起部分；
21.其中所述主要部分具有前端和后端，其中所述前端被构造用于插入所述关节中；以及
22.骨板部分，其被构造用于将所述植入物固定至形成所述关节的骨骼；其中所述骨板部分包括：
23.具有穿孔结构的第一部分，其嵌入所述水凝胶部分的所述突起部分中；以及
24.第二部分，其未嵌入所述水凝胶部分的所述突起部分中，且相对于所述骨接触表面以≤160
°
但≥80
°
的角在与所述关节面相对的方向上从所述后端延伸；
25.其中所述第二部分具有用于接纳接骨螺钉的至少一个螺钉孔。
26.公开一种根据又另一实施方案的用于替换关节的关节面的部分的植入物。所述植入物包括：主要部分，其被构造用于插入关节中且包括前端、后端、关节面以及在所述前端与所述后端之间延伸的骨接触表面，其中所述前端被构造用于插入所述关节中，其中所述主要部分还包括：
27.多孔材料部分；以及
28.水凝胶部分，其形成所述关节面以及与所述关节面相对的所述骨接触表面；
29.其中所述多孔材料部分结合至所述水凝胶部分，从所述后端部分地朝向所述前端延伸且形成所述骨接触表面的部分；
30.其中所述多孔材料部分包括在所述后端处的锥形孔；以及
31.骨板，其被构造用于将所述植入物固定至形成所述关节的骨骼；
32.其中所述骨板由固体金属形成；
33.其中所述骨板包括锥形杆，所述锥形杆被构造成插入到所述多孔材料部分中的所述锥形孔中，由此所述锥形杆和所述锥形孔协作，以在所述植入物插入所述关节中时将植入物的所述骨接触表面推向所述骨骼；并且
34.其中所述骨板具有用于接纳接骨螺钉的至少一个螺钉孔。
35.本文公开的新颖植入物提供具有混合结构的水凝胶植入物，所述水凝胶植入物允许在不易修复的各种关节空间中修复关节软骨面，并利用将水凝胶材料用于关节面的益处提供坚固耐用的修复表面。
附图说明
36.将结合以下附图更详细地描述本公开的创造性水凝胶植入物的各种实施方案。附图中的结构示意性示出且并不旨在显示实际尺寸。
37.图1是根据本公开的第一实施方案的水凝胶植入物的透视图。
38.图2是图1的水凝胶植入物的分解图。
39.图3a是图1的水凝胶植入物的侧视图。
40.图3b是在关节中的植入位置中的图1的水凝胶植入物的侧视图。
41.图4是通过图3中所示的截面线h-h截取的图1的水凝胶植入物的截面图。
42.图5是仅示出多孔金属泡沫部分的图1的水凝胶植入物，即不具有水凝胶部分和固体金属部分的植入物的俯视图。
43.图6是通过截面线t-t截取的图5中所示的结构的截面图。
44.图7是仅示出多孔金属泡沫和固体金属部分的图1的水凝胶植入物，即不具有水凝胶部分的植入物的侧视图。
45.图8是通过截面线e-e截取的图7中所示的结构的截面图。
46.图9是图7中所示的结构的俯视图。
47.图10是图1的水凝胶植入物的俯视图。
48.图11是通过图10中所示的截面线m-m截取的水凝胶植入物的截面图。
49.图12是图11的截面图中识别的区域n的详细图。
50.图13是根据第二实施方案的水凝胶植入物的透视图。
51.图14是图13的水凝胶植入物的分解图。
52.图15是图13的水凝胶植入物的骨板部分的俯视图。
53.图16是图15中所示的骨板部分的侧视图。
54.图17是通过图15中所示的截面线f-f截取的骨板部分的截面图。
55.图18是图17的截面图中识别的区域g的详细图。
56.图19是图17的截面图中识别的区域n的详细图。
57.图20是根据第三实施方案的水凝胶植入物的透视图。
58.图21是图20的水凝胶植入物的分解图。
59.图22是图20的水凝胶植入物的骨板部分的俯视图。
60.图23是通过图22中所示的截面线c-c截取的骨板部分的截面图。
61.图24是图23的截面图中识别的区域e的详细图。
62.图25是可用于通过注塑成型形成本公开的水凝胶植入物的模具的实例的图示。
63.图26是图25中所示的注塑成型装置的截面图。
64.图27是根据第四实施方案的水凝胶植入物的透视图。
65.图28至图29是示出植入到一些足弓关节中的图27的水凝胶植入物的图示。
66.图30是图27的水凝胶植入物的主要部分的透视图。
67.图31是示出图30中所示的主要部分的骨接触表面的视图的图示。
68.图32是图31中所示的主要部分的俯视图。
69.图33是图31中所示的主要部分的侧视图。
70.图34是通过图32中所示的截面线a-a截取的图31中所示的主要部分的截面图。
71.图35是以其完全植入构造固定至骨骼的图27的水凝胶植入物的透视图。
72.图36是图35中所示的水凝胶植入物的截面图，其中骨板部分尚未处于完全植入构造。
73.图37是图35中所示的水凝胶植入物的截面图，其中骨板部分处于完全植入构造。
74.图38是根据本公开的另一实施方案的水凝胶植入物的透视图。
75.图39是图38的水凝胶植入物的分解图。
76.图40是图38的水凝胶植入物的侧视图。
77.图41是通过图40中所示的截面线v-v截取的图38的水凝胶植入物的截面图。
78.图42是图38的水凝胶植入物的俯视图。
79.图43是通过图42中所示的截面线af-af截取的水凝胶植入物的截面图。
80.图44是图43的截面图中识别的区域ag的详细图。
具体实施方式
81.示例性实施方案的此描述旨在结合附图阅读，这些附图被认为是整个书面描述的一部分。附图不一定按比例绘制，并且为了清楚和简洁起见，某些特征可以按比例放大或以某种示意性的形式示出。在说明书中，例如“水平”、“垂直”、“向上”、“向下”、“顶部”和“底部”的相关术语及其派生词(例如，“水平”、“向下”、“向上”等)应解释为是指当时描述的或正在讨论的附图中所示的定向。这些相对术语是为了便于描述且通常并不需要特定的定向。包括“向内”与“向外”、“纵向”与“横向”等的术语将视情况相对于彼此或相对于伸长轴、或旋转轴或旋转中心来解释。例如“连接”和“互连”的关于附接、耦合等的术语是指一种关系，其中结构通过中间结构直接地或间接地相互固定或附接，以及可移动或刚性的附接或关系，除非另有明确说明。当仅示出单个机器时，术语“机器”也应被认为包括单独地或共同地执行一组(或多组)指令以执行本文讨论的任何一个或多个方法的机器的任何集合。术语“可操作地连接”是允许相关结构借助于所述关系如预期那样操作的此种附接、耦合或连接。在权利要求中，手段加功能条款(如果使用)旨在涵盖用于执行所述功能的由书面描述或附图所描述、建议或显而易见的结构，不仅包括结构等效物，还包括等效结构。
82.根据图1至图12中所说明的实施方案，公开一种用于替换关节的关节面的部分的植入物100。如图1中所示，植入物包括主要部分110，其被构造用于插入关节中；以及骨板部分120，其以某一角从主要部分110延伸且被构造用于将植入物100固定至形成所述关节的骨骼。如图2的分解图中所示，主要部分110包括具有第一骨接合表面130的多孔材料部分115以及结合至多孔材料部分115的水凝胶部分112。
83.参考图2和图3a，水凝胶部分112形成关节面114，所述关节面与第一骨接合表面130相对定位。换句话说，关节面114和第一骨接合表面130背对着彼此。骨板部分120包括固体金属部分122，所述固体金属部分形成骨板部分120中除第二骨接合表面140之外的所有外表面。骨板部分120的第二骨接合表面140由与多孔材料部分115相同的多孔材料形成，并且优选地与多孔材料部分115一体地形成为整体结构，以便于制造和生产更紧凑的结构。
84.骨板部分120包括至少一个螺钉孔150，用于接纳用于将植入物100固定至骨骼的接骨螺钉。可以在骨板部分120中设置多于一个螺钉孔，以植入可能需要多于一个接骨螺钉来固定植入物的关节修复部位。
85.植入物100的主要部分110具有前端111和后端113，其中前端被构造用于插入关节中。此处，术语“前”和“后”通常是指植入物在其在关节空间中的植入位置的取向并且还指当植入物被插入关节空间时的取向。
86.骨板部分120与多孔材料部分115一体地形成并且从后端延伸，从而形成第二骨接合表面140。由于延伸件117由与多孔材料部分115相同的多孔材料形成，因此第二骨接合表面140也促进松质骨生长到第二骨接合表面140中并增强植入物在修复部位的稳定性。
87.如在图3a中的植入物100的侧视图中通过虚线所示，多孔材料部分115具有延伸件117，所述延伸件相对于第一骨接合表面130以角θ在与关节面114相反的方向上从第一骨接合表面130延伸。第一骨接合表面130和第二骨接合表面140之间的角θ选择为能实现将植入物牢固地附接至骨骼。在一些实施方案中，所述角可以基本上为90
°
。这意味着所述角可以是90
°±2°
。在一些实施方案中，所述角是钝角。在一些实施方案中，所述钝角≥110
°
且≤160
°
。在一些实施方案中，所述钝角≥130
°
且≤140
°
。
88.提供延伸件117以形成第二骨接合表面140。多孔材料部分115和延伸件117一起提供骨架基础结构，水凝胶部分112施加并结合到所述骨架基础结构。此骨架结构在图5和图6中示出。固体金属部分122填充延伸件117与多孔材料部分115之间的空间118。在一些实施方案中，固体金属部分122可以与多孔材料部分115和延伸件117一体地形成。图7至图9一起示出多孔材料结构115、117和固体金属部分122。
89.在图5和图6中，因为仅示出多孔材料结构115和117而没有固体金属部分122，所以延伸件117中的孔150a大于接骨螺钉孔150，所述接骨螺钉孔是由覆盖在延伸件117上的固体金属部分122形成的最终尺寸螺钉孔。
90.在优选实施方案中，多孔材料结构115、117和固体金属部分122形成为整体结构。例如，多孔材料结构和固体金属部分122可以进行3d打印和烧结以形成整体结构。
91.在一些实施方案中，骨板部分120和多孔材料部分115由外科级金属形成。在优选实施方案中，所使用的外科级金属是钛。在更优选的实施方案中，固体金属部分122由钛金属形成，并且多孔材料部分115和延伸件117由多孔钛金属泡沫制成。
92.通过使一些水凝胶材料渗入多孔材料部分的孔中，水凝胶部分112结合至多孔材料部分。在多孔材料是多孔钛金属泡沫的优选实施方案中，水凝胶材料渗入多孔钛金属泡沫的孔中。
93.多孔材料可以包括氧化物材料。多孔材料可以包括批准用于人体植入的手术级材料中的至少一种，例如铝、氧化铝、氧化锆、钛、二氧化钛、不锈钢、peek和滑石。多孔材料可具有在45ppi与80ppi之间的孔隙率。多孔材料的孔可以具有在100μm与500μm之间的尺寸。多孔材料可以是陶瓷、金属或塑料。在一些实施方案中，多孔材料包括多孔陶瓷材料(例如氧化物陶瓷)、金属(例如钛(例如钛网、印刷钛)、不锈钢(例如不锈钢棉)、塑料(例如聚芳醚酮(paek)(例如聚醚醚酮(peek))、其它生物相容性材料、它们的组合等)。在一些优选实施方案中，多孔材料是具有用于骨骼和组织生长的开孔三维支架结构的多孔金属泡沫材料。
94.在更优选的实施方案中，多孔金属泡沫材料是多孔钛泡沫。此种多孔钛泡沫材料的一个实例是美国瑞毅医疗科技有限公司(wright medical technology)的cancellous titanium
tm
技术。cancellous titanium
tm
技术的钛基体具有高达70％的完全互连孔隙率，从而为最佳的骨骼生长和融合提供理想的环境。cancellous titanium
tm
技术的钛基体具有：介于皮质骨和松质骨的抗压强度之间的抗压强度，从而最大限度地减少动态载荷条件下的变形；与松质骨的压缩模量接近的压缩模量，从而允许动态载荷远离植入物自然转移到周围骨骼；以及高表面摩擦系数，其为植入物与骨骼之间的界面提供初始稳定性，从而最大限度地减少微动并为快速向内生长和固定创造稳定的环境。多孔金属泡沫的替代材料的实例是二氧化钛泡沫和多孔钽泡沫。
95.参考图3b，当植入物100被植入患者体内以修复或替换关节中的关节面的部分(例如，关节软骨)时，受损的关节面和相邻的骨骼区域将准备好接纳植入物100。准备好的部位将具有对应于植入物100的第一骨接合表面130和第二骨接合表面140的切除的骨表面b1和b2。所有或大部分切除的骨表面b1和b2将通常由松质骨组成，并且因为第一骨接合表面130和第二骨接合表面140由具有网状结构的多孔金属泡沫材料形成，所述网状结构具有模仿松质骨结构的许多孔，所以松质骨生长成多孔金属泡沫结构并进一步增强植入物100在修
复部位的固定。
96.水凝胶部分112可以通过以下方式形成：将液体形式的水凝胶材料施加在模具中的多孔材料结构115上，然后通过进行适合于为植入物的给定应用选择的特定类型水凝胶材料的适当工艺使水凝胶材料交联。
97.在植入物100的一些实施方案中，水凝胶部分与多孔材料部分之间的结合通过使一些水凝胶材料沿着与水凝胶材料接触的表面渗入多孔材料的一部分中的孔中而增强。因此，在多孔材料结构115中沿着水凝胶部分112的区域中，水凝胶材料和多孔材料共存，而在朝向骨接合表面130的多孔材料结构115的其余部分中，仅存在多孔材料，而没有任何水凝胶材料。这允许骨接合表面130呈现能够使松质骨向内生长的孔。
98.本文提及的水凝胶材料是指由聚乙烯醇(pva)形成的交联亲水性聚合物链产生的三维固体。除了pva之外，水凝胶材料可以包括一种或多种其它材料，例如其它水凝胶、其它聚合物材料、添加剂等等。在一些实施方案中，本文公开的植入物中的水凝胶的pva含量可以为约40重量％。视具体应用而定，水凝胶的pva含量可以在约10重量％至约80重量％的范围内。
99.水凝胶可以包括水、盐水、其它液体、它们的组合等等。在一些实施方案中，盐水可能优于水，因为在某些情况下，盐水可以有助于在植入后维持与周围解剖组织的渗透平衡。可以选择植入物中水凝胶组分的确切组成，以获得特定应用中的最佳性能，以实现所要的或所需的强度、承载能力、可压缩性、柔韧性、寿命、耐用性、回弹力、摩擦系数和/或其它性质和特性。
100.在一些实施方案中，植入物的此类水凝胶部分可以配制用于药物递送和/或接种生长因子和/或细胞。在此类实施方案中，水凝胶组分可以包括以下一种或多种：软骨细胞、生长因子、骨形态发生蛋白、胶原蛋白、透明质酸、核酸和干细胞。此类因子和/或植入物中包括的任何其它材料可以有助于促进和/或促使植入物在关节部位的长期固定。
101.图10是水凝胶植入物100的俯视图。图11是通过图10中所示的截面线m-m截取的水凝胶植入物100的截面图。图12是图11的截面图中识别的区域n的详细图。
102.参考图38至图41，公开一种根据另一实施方案的用于替换关节的关节面的部分的植入物100a。如图38中所示，植入物包括主要部分110a，其被构造用于插入关节中；以及骨板部分120a，其以某一角从主要部分110a延伸且被构造用于将植入物100a固定至形成所述关节的骨骼。如图39的分解图中所示，植入物100a包括按以下顺序结合在一起的四个不同部件：第一多孔材料部分117a、固体金属部分116a、第二多孔材料部分115a和水凝胶部分112a。
103.参考作为植入物100a的侧视图的图39和图40，第一多孔材料部分117a具有第一骨接合表面130a和第二骨接合表面140a。第一多孔材料部分117a的顶部部分121a形成第二骨接合表面140a，并且第一多孔材料部分117a的剩余部分形成第一骨接合表面130a。在两个骨接合表面130a、140a的相对侧上，固体金属部分116a结合至第一多孔材料部分117a。
104.固体金属部分116a包括顶部部分122a，其与第一多孔材料部分117a的顶部部分121a一起形成植入物100a的骨板部分120a。类似于上述植入物100，植入物100a的骨板部分120a也包括至少一个螺钉孔，用于接纳用于将植入物100a固定至骨骼的接骨螺钉。在所示的实例中，在骨板部分120a中设置两个螺钉孔150a和151a，以植入可能需要多于一个接骨
螺钉来固定植入物的关节修复部位。第一多孔材料部分117a的顶部部分121a包括与两个螺钉孔150a和151a对应的孔150a'和151a'。
105.固体金属部分116a的顶部部分122a形成骨板部分120a的外表面，而第二骨接合表面140a由第一多孔材料部分117a形成。
106.第二多孔材料部分115a位于固体金属部分116a与水凝胶部分112a之间并与两者结合。水凝胶部分112a形成关节面114a，所述关节面与第一骨接合表面130a相对定位。换句话说，关节面114a和第一骨接合表面130a背对着彼此。
107.植入物100a的主要部分110a具有前端111a和后端113a，其中前端111a被构造用于插入关节中。此处，术语“前”和“后”通常是指植入物在其在关节空间中的植入位置的取向并且还指当植入物被插入关节空间时的取向。
108.第一多孔材料部分117a和第二多孔材料部分115a两者优选由相同的多孔材料制成。分别形成第一骨接合表面130a和第二骨接合表面140a的第一多孔材料部分117a促进松质骨生长到骨接合表面130a、140a中并增强植入物在修复部位的稳定性。
109.如图40中所示，第一骨接合表面130a基本上平行于水凝胶部分112a的关节面114a。骨平面部分120a的第二骨接合表面140a和第一骨接合表面130a相对于第一骨接合表面130形成角θ。第一骨接合表面130a和第二骨接合表面140a之间的角θ选择为能实现将植入物牢固地附接至骨骼。在一些实施方案中，所述角可以基本上为90
°
。这意味着所述角可以是90
°±2°
。在一些实施方案中，所述角是钝角。在一些实施方案中，所述钝角≥110
°
且≤160
°
。在一些实施方案中，所述钝角≥130
°
且≤140
°
。
110.第一多孔材料部分117a、固体金属部分116a和第二多孔材料部分115a一起提供骨架基础结构，水凝胶部分112a施加并结合至所述骨架基础结构。在一些实施方案中，固体金属部分116a可以与第一多孔材料部分117a和第二多孔材料部分115a一体地形成为整体结构。例如，多孔材料结构和固体金属部分116a可以进行3d打印和烧结以形成整体结构。
111.如在植入物实施方案100中，固体金属部分116a和多孔材料部分117a、115a可以由例如钛和/或钛合金的外科级金属形成。
112.通过使一些水凝胶材料渗入多孔材料部分的孔中，水凝胶部分112a结合至第二多孔材料部分115a。在多孔材料是多孔钛金属泡沫的优选实施方案中，水凝胶材料渗入多孔钛金属泡沫的孔中。多孔材料可以包括上文结合植入物100描述的材料。
113.当植入患者体内时，植入物100a的布置将类似于图3b中所示的植入物100的实例。
114.水凝胶部分112a可以通过以下方式形成：将液体形式的水凝胶材料施加在模具中的多孔材料结构115a上，然后通过进行适合于为植入物的给定应用选择的特定类型水凝胶材料的适当工艺使水凝胶材料交联。
115.在植入物的一些实施方案中，水凝胶部分与多孔材料部分之间的结合通过使一些水凝胶材料沿着与水凝胶材料接触的表面渗入多孔材料的一部分中的孔中而增强。因此，在多孔材料结构115a中沿着水凝胶部分112a的区域中，水凝胶材料和多孔材料共存，而在朝向骨接合表面130a的多孔材料结构115a的其余部分中，仅存在多孔材料，而没有任何水凝胶材料。这允许骨接合表面130a呈现能够使松质骨向内生长的孔。
116.图42是水凝胶植入物100a的俯视图。图43是通过图42中所示的截面线af-af截取的水凝胶植入物100a的截面图。图44是图43的截面图中识别的区域ag的详细图。
117.参考图13至图19，公开一种根据另一实施方案的用于替换关节的关节面的部分的植入物200。植入物200包括构造成用于插入关节中的主要部分210。主要部分210可以包括形成骨接触表面230和与骨接触表面230相对的关节面214的水凝胶部分212。主要部分210具有前端211和后端213，其中前端被构造用于插入关节中。骨板部分220被构造用于将植入物200固定至形成关节的骨骼。骨板部分220包括具有穿孔结构的第一部分223，所述第一部分嵌入水凝胶部分212中；以及第二部分225，所述第二部分未嵌入水凝胶部分中，并且相对于骨接触表面230以≤160
°
但≥80
°
的角在与关节面214相对的方向上从后端213延伸。第二部分225具有至少一个螺钉孔250，用于接纳接骨螺钉(未示出)。第二部分225可以具有围绕螺钉孔250的大体圆形构造，如图15中所示，但是第二部分225的形状可以被设计成具有任何合适的形状以适应植入物200将植入到的特定关节空间周围的骨骼结构(例如轮廓)。
118.在植入物200的一些实施方案中，第二部分225以≤110
°
且≥80
°
的角从后端213延伸。在植入物200的一些实施方案中，第二部分225以基本上为90
°
(即，90
±2°
)的角从后端213延伸。在植入物200的一些实施方案中，骨板部分220的第一部分223嵌入水凝胶部分212中并且比关节面214更靠近骨接触表面230定位。在植入物200的一些实施方案中，骨接触表面230是平坦表面。当骨接触表面230是平坦表面时，骨板部分220的第一部分223具有如图13和图14中所示的基本上平坦的构造，以对应于骨接触表面230的平坦轮廓。
119.可以通过使用本领域技术人员已知的注射成型或开腔成型工艺在骨板部分220的第一部分223周围模制水凝胶材料来形成植入物200。如图14和图19中所示，骨板部分220的第一部分223，即嵌入水凝胶部分212中的部分可穿有孔227，以更好地使水凝胶材料能够在模制过程期间紧密地环绕和包覆第一部分223，使得所得植入物200具有最佳结构完整性。
120.骨板部分220由例如不锈钢、钴基超合金、钛、钛合金等手术级金属制成。在一些实施方案中，手术级金属是钛。
121.参考图20至图24，公开根据另一个实施方案的植入物300。植入物300类似于刚刚描述的植入物200，区别之一是在骨接触表面330上提供突起部分316。
122.用于替换关节的关节面的部分的植入物300包括构造用于插入关节中的主要部分310。主要部分310包括形成骨接触表面330和与骨接触表面330相对的关节面314的水凝胶部分312。骨接触表面330包括突起部分316，当植入物300在关节空间中植入就位时，所述突起部分在骨骼与骨接触表面330之间的界面处提供额外的结构稳定性。优选地，接纳植入物300的骨表面将被制备成具有与包括突起部分316的骨接触表面330的轮廓互补的轮廓。
123.类似于植入物200，植入物300的主要部分310包括前端311和后端313，其中前端311被构造用于插入关节中。植入物300还包括骨板部分320，所述骨板部分被构造用于将植入物300固定至形成关节的骨骼。骨板部分320包括嵌入水凝胶部312的突起部分316中的具有穿孔结构的第一部分323以及未嵌入水凝胶部分的突起部分中的第二部分325。第二部分325相对于骨接触表面330的基础平坦部分(即，骨接触表面330的不包括突起部分316的部分以≤160
°
但≥80
°
的角在与关节面314相对的方向上从后端313延伸。第二部分具有至少一个螺钉孔350，用于接纳接骨螺钉(未示出)。类似于植入物200，第二部分325可以具有围绕螺钉孔350的大体圆形构造，如图21中所示，但是第二部分325的形状可以被设计成具有任何合适的形状以适应植入物300将植入到的特定关节空间周围的骨骼结构(例如轮廓)。
124.在植入物300的一些实施方案中，第二部分325以≤110
°
且≥80
°
的角从后端313延
伸。在植入物300的一些实施方案中，第二部分325以基本上为90
°
(即，90
±2°
)的角从后端313延伸。在一些实施方案中，骨板部分的第一部分323嵌入水凝胶部分中并且比关节面314更靠近骨接触表面330定位。优选地，骨板部分320的第一部分323具有与水凝胶部分312的突起部分316的轮廓基本匹配的轮廓。
125.在一些实施方案中，骨接触表面330的突起部分316具有半圆柱轮廓并且骨板部分的第一部分323具有互补的弯曲轮廓。在植入物300的一些实施方案中，骨板部分320由例如不锈钢、钴基超合金、钛、钛合金等手术级金属制成。在一些实施方案中，手术级金属是钛。
126.参考图25和图26，公开了用于形成植入物200和300的模制过程的实例。提供具有多个模腔510的模具500。每个模腔510构造有植入物200或植入物300的轮廓形状。首先将骨板部分220或320放置在每个模腔510中。然后，将用于分配水凝胶材料的喷嘴550定位到模腔510中，如图26中所示。接下来，将由箭头600表示的水凝胶材料分配到每个模腔510中。接下来，在每个模腔510固持骨板部分220并填充有水凝胶材料的情况下，执行适当的后处理以使水凝胶材料交联从而形成完成的植入物产品200。此过程同样适用于植入物300。这种后处理的细节将由所使用的特定水凝胶材料决定，但是对于水凝胶的特定配方，本领域技术人员将是熟知的。
127.参考图27至图37，公开一种用于替换关节的关节面的部分的植入物400的另一实施方案。植入物400包括主要部分410，其被构造用于插入关节中；以及骨板部分420，其被构造用于将植入物400固定至形成关节的骨骼。
128.参考图30，主要部分410包括前端411、后端413、关节面414以及在前端与后端之间延伸的骨接触表面430。前端411被构造用于插入关节中。主要部分410还包括多孔材料部分415和水凝胶部分412，所述水凝胶部分形成关节面414和与关节表面414相对的骨接触表面430。多孔材料部分415结合至水凝胶部分412并且多孔材料部分415部分地从后端413朝向前端411延伸并且形成骨接触表面430的一部分。
129.参考图30以及图34中的截面图，多孔材料部分415包括在尾端413处的锥形孔460。
130.参考图36和图37的截面图，在一些实施方案中，骨板420由固体金属形成并且包括锥形杆427，所述锥形杆被构造成插入多孔材料部分415中的锥形孔460中。当植入物400插入关节中时，锥形杆427和锥形孔460协作以将植入物400的骨接触表面430推向骨骼。参考图27、图35至图36，骨板420包括用于接纳接骨螺钉s的至少一个螺钉孔450。
131.用于多孔材料部分415的多孔材料可以是与上述植入物100的多孔材料部分115相同的材料。
132.在一些实施方案中，通过使一些水凝胶材料渗入多孔材料部分的一部分的孔中，水凝胶部分412结合至多孔材料部分415。包括水凝胶部分412和多孔材料部分415的主要部分410可以通过适当的工艺，例如上文结合植入物实施方案100所描述的注射成型或开腔成型工艺形成。
133.图35至图37示出其中固定植入物400的关节的骨骼。出于说明的目的，直接围绕植入物400的骨骼的一部分在概念上示为盒状体积骨。图36和图37示出骨板420的锥形杆427以及多孔材料部分415的锥形孔460如何彼此接合且协作，以在植入物400插入关节中时将植入物400的骨接触表面430推向骨骼。图36示出定位在骨骼中的适当位置的植入物400。骨接触表面430与准备好的骨表面b3接触。骨板420的锥形杆427部分地插入多孔材料部分415
中的配合锥形孔460中，并且接骨螺钉s穿过骨板420中的螺钉孔450并开始接合骨骼中的预钻孔。图37示出植入物400，其中接骨螺钉s完全拧入骨骼中并且已经将骨板420固定至骨骼。在骨板420处于其完全就位位置的情况下，锥形杆427完全插入锥形孔460中。当锥形杆427到达其完全就位位置并将植入物400的主要部分410牢固地保持就位时，锥形杆427的锥形表面推靠锥形孔460的侧壁。
134.在图28和图29中，植入物400的两个实例被示为植入跖骨与楔骨之间的关节空间中。在图29中，第三植入物400被示为植入距骨与跟骨之间的距下关节空间中。
135.尽管已经根据示例性实施方案描述装置、套件、系统和方法，但是它们不限于此。相反，所附权利要求应被广义地解释为包括本领域技术人员可以在不脱离装置、套件、系统和方法的等效物的范畴和范围的情况下做出的装置、套件、系统和方法的其它变体和实施方案。