用于关节置换物的置换构件的制作方法

1.本发明总体上涉及关节置换物，并且具体涉及肩关节置换物。更具体地，本发明涉及具有凹形关节表面的置换构件。


背景技术：

2.由于多种原因，例如关节炎，原生关节可能经历退化的改变。而且，关节可能通过外力断裂或以其他方式损坏，该外力影响其关节表面(特别是形成这些表面的透明软骨)的功能性。如果这种关节显著退化或损坏，则可能需要用关节置换物来置换原生关节。
3.这样的置换可以从表面置换术和/或半关节成形术开始，两者都是原生滑膜关节的部分置换。这通常仅是将可能跟随有全关节置换的临时解决方案。此外，关节置换物也经受磨损，并且可能必须被置换，即所谓的修整(revision)。
4.例如，全肩置换物包括肱骨部件和关节窝部件。然而，对于半关节成形术，肱骨部件以关节连接抵靠原生关节窝腔。
5.在解剖关节成形术中，关节置换物的结构类似于解剖学的肩，其中凸形解剖球头固定到肱骨并且凹形解剖关节窝部件固定到肩胛骨。
6.通常，关节窝部件包括用于插入到肩胛骨中的锚定部分和提供关节表面的关节部分，关节表面在反向关节成形术的情况下可以是凸形头部，或者在解剖关节成形术的情况下可以是凸形杯状物。
7.类似于膝关节，肩关节主要通过该关节周围的韧带和肌肉稳定。因此，在上述任何手术技术中，重要的是保持尽可能多的软组织完整，以用于治疗的关节的稳定性。特别地，肩关节易于脱位，并且甚至在手术之后更易于脱位。
8.此外，已观察到关节置换物并且特别是肩关节置换物的以下问题。通常，在解剖肩置换物中，极端的关节偏转可以是肱骨或肱骨部件与关节窝部件(假体关节窝)的边缘之间的冲击的原因。这种极端的关节偏转还可包括关节窝和肱骨或肱骨部件之间的组织的冲击。
9.为了克服这些局限性，已经开发了具有偏心的关节窝球(glenospheres)的反向肩假体，以便扩展内收的运动范围以降低冲击的风险。然而，在内收期间的冲击仍可能发生，并且可能对患者造成不适。而且，肩关节仍然存在脱臼的风险，特别是在将他们的手臂保持靠近他们的躯干的瘦患者的情况下。
10.这样的冲击特别易于在内收期间在肩关节置换物的尾部处发生。为了减轻这种风险，与原生关节的运动范围相比，关节的有效运动范围减小。
11.ep 1064890 b1已经解决了这些问题。ep 1064890 b1涉及反向肩关节并且提出了关节窝，对于该关节窝，关节连接头的旋转中心相对于中平面和解剖关节窝腔的中心向下偏移，以便降低关节连接头。此外，关节连接头在肩胛骨的外部支柱的一侧上具有能够增加内收中的旋转程度的延伸部。
12.然而，仍然存在如下问题：现有技术没有提供允许以与原生运动范围相当的程度
进行内收的解剖学的肩关节置换物。


技术实现要素：

13.鉴于上述情况，因此，本公开的目的是提供一种肩关节置换物，与现有技术装置相比，其允许增加的运动范围，特别是增加的内收中的运动范围。
14.该目的通过根据独立权利要求1的关节置换构件来解决，其中，从属于其的权利要求涉及优选实施例。
15.更具体地，本公开提供了一种用于肩关节置换物的置换构件，其中，置换构件包括在构件的一侧上的附接面、在构件的与附接面的一侧相反的一侧上的凹形关节表面以及连接附接面和关节表面的周向面或外围面。在置换构件中，凹形关节表面的一部分经由倒角或倒圆边缘连接至周向面的至少一部分。
16.如本文所使用的，术语“内收”用于描述关节或关节置换物的部件在冠状平面中的运动，在冠状平面中由部件围成的角度变小。相应地，术语“外展”用于描述在冠状平面中的运动，在冠状平面中由部件围成的角度变大。
17.置换构件包括关节表面，该关节表面被配置成与配对构件的相应关节表面可移动地接合。关节表面可以是重建关节窝腔的表面，然而在这种情况下，配对构件的相应关节表面可以是原生或人造肱骨头的球关节表面。
18.这种球关节配置允许配对构件在关节腔中朝向倒角或倒圆边缘旋转，同时甚至在极端或最内位置中维持置换构件与配对构件之间的间隙。同时，置换构件在倒角或倒圆边缘处的材料为在该位置处的凹形关节表面提供支撑。由于增强的载荷分布，该支撑改善了关节表面的寿命。
19.此外，如果旋转套是完整的，诸如在较年轻的患者中，肩置换物的解剖学配置通常是植入物的优选选择。在这种解剖学配置的情况下，关节窝置换物的期望位置在相对于原生关节窝的关节表面的中间或稍微颅侧。包括倒角或倒圆边缘的关节窝置换构件的植入具有以下优点：如果关节窝置换物在颅侧方向上的放置太远，则至少延迟冲击。
20.对于解剖学配置，避免近尾部的位置，因为在极端内收中，肱骨可以紧靠关节窝置换物。这具有骨质溶解和磨损增加的风险。然而，关节窝置换物的这种近尾部的位置通常用于肩关节置换物的反向配置。在这两种情况下，旋转套随时间变弱，并且肱骨趋于向颅侧移动。这里，由于置换构件的倒角或倒圆边缘，冲击也至少置换被延迟。
21.在凹形关节表面与周向面之间延伸的倒角或倒圆边缘具有凹形关节表面和周向面的周向方向上的长度和基本垂直于该方向的宽度。由于凹形关节表面的一部分经由倒角或倒圆边缘连接至周向面，所以倒角或倒圆边缘的长度比周向面(和凹形关节表面)的周向长度短。
22.倒角或倒圆边缘的宽度优选地在该边缘的纵向方向上朝向两端逐渐变小。在这种情况下，倒角或倒圆边缘在这些端部之间具有最大宽度并且这些端部中的至少一个端部具有最小宽度。
23.优选地，倒角或倒圆边缘优选地具有至少3mm、至少4mm、至少5mm、至少6mm或至少7mm的最大宽度和/或最大小于3mm、小于2mm、小于1mm或小于0.7mm的最小宽度。
24.在倒角边缘的情况下，倒角边缘的表面优选地具有截头锥体的形状。截头锥体的
基部是弯曲的，特别是圆形的或卵形的。换言之，倒角边缘优选地形成为弯曲表面，该弯曲表面沿着周向面和凹形关节表面延伸并且布置在周向面和凹形关节表面之间。与形成为平坦表面的倒角相反，形成为弯曲表面的倒角边缘的配置具有以下优点：当臂处于前侧地或背侧地内收中，其增强了对冲击的预防。
25.在倒圆边缘的情况下，该倒圆边缘可以具有凸形或凹形轮廓。
26.优选地，倒角边缘或倒圆边缘被配置成当所述置换构件植入身体中时定位在关节置换物的内收的部分。换言之，倒角或倒圆边缘布置在凹形关节表面的一侧处，在内收过程中，肱骨移动至或者接近该凹形关节表面。
27.如在平面视图中看到的，关节表面优选地具有椭圆形形状(甚至更优选地具有例如椭圆的或卵形形状的弯曲圆周)，其中倒角或倒圆边缘位于纵向方向上的这些端部中的(仅)一个端部处。在植入期间，该端部将被布置成近尾部的，即在内收的部分处。
28.当肩关节置换物的置换构件被布置在患者体内，使得倒角或倒圆边缘面朝下(即，近尾部的)时，置换构件的近尾部部分与相应的配对构件之间将保留间隙，倒角或倒圆边缘连接凹形关节表面和周向面的一部分。这允许软组织被容纳在间隙内，甚至在最内部的内收位置中，使得臂的内收运动将不会受到软组织在置换构件(或周围骨组织)与置换物的肱骨部分的表面之间被冲击的限制。
29.优选地，凹形表面具有弯曲的轮廓，该弯曲的轮廓是球形的、椭球形的或卵形的。
30.作为所有凹形鼓起状凹部的这些配置向在原生关节中发现的关节置换物提供所有三个旋转自由度。由于这个原因，球面轮廓是特别优选的，因为它可以使用表面接触提供这些自由度。
31.此外，如果凹形表面的直径和凸形关节构件的直径之间存在较大差异，则这允许关节构件之间的上下和前后平移自由度。特别地，头部的(优选地由金属制成的)关节表面的直径与关节窝的(优选地由聚合物制成的)关节表面的直径之间的尺寸不匹配使能够在这两个置换构件之间进行有限的平移。例如，直径之间的不匹配可以在4至16mm的范围内并且优选地在6至12mm的范围内。
32.优选地，附接面被配置以便将构件固定地附接到骨组织或另一个置换构件。
33.利用此配置，能够实现置换构件在原生的周围组织中的适当的固定。
34.如果附接面被配置成将置换构件固定地锚定到骨组织，则附接面优选地被配置成用于骨向内生长。为此，附接面可以包括(使用技术工艺施加的)涂层。另一种用于锚定置换构件的技术是经由骨结合剂(特别是以pmma为基础)。在此，附接面被配置成充当骨结合剂的界面。技术人员将了解，骨结合剂的施加不代表技术涂层，而是充当粘合剂和/或填充物以便将置换构件附接到相邻的骨组织。
35.附接面可以被配置成固定地附接到另一个置换构件，即它间接地锚定到患者的骨骼。该配置便于更换置换构件，诸如用于在修整期间置换关节表面。
36.构件可以是关节窝置换构件或肱骨置换构件。
37.对于作为关节窝的解剖学置换物的情况，或者在作为肱骨置换物的反向置换物，即置换肱骨侧的关节表面的置换物的情况，可以实施肩部置换构件的配置。在这两种情况下，可以获得即使在最内部的内收位置中也保持间隙的效果。
38.优选地，形成关节表面的区段包括维生素e和超高分子量聚乙烯(uhmwpe)。
39.这样的材料已经显示出具有用于充当关节表面的有益的机械特性。这包括优异的生物相容性。可替代地，还有可能单独使用uhmwpe或与额外的或其他添加剂组合使用。
40.优选地，凹形关节表面被配置成与配合关节置换构件接合，这允许关节置换的平滑和自然的行为。
41.还公开了一种肩关节置换物。肩关节置换物包括具有上述特征的关节置换构件和配合关节置换构件。在组装状态下，该构件和该配合关节置换构件经由该构件的凸形关节表面的一部分接合。
42.如上所解释的，这种组件允许增加植入的关节置换物的运动范围，因为在该构件与该配合关节置换构件之间将保留间隙。该间隙防止冲击发生。
43.还公开了一种肩关节置换物，其包括第一置换构件和第二置换构件，第一置换构件特别是具有上述特征的置换构件。在该肩关节置换物中，第一置换构件包括在构件的一侧上的附接面、在置换构件的与附接面的一侧相反的一侧上的凹形关节表面以及连接周向附接面和关节表面的周向面。第二置换构件包括凸形关节表面和外表面，凸形关节表面与第一置换构件的凹形关节表面形成球关节，外表面在凸形关节表面远侧并邻近凸形关节表面。凹形关节表面经由倒角或倒圆边缘部分地连接至周向面。
44.由于倒角或倒圆边缘，当两个置换构件在内收中相对彼此布置时，在第一置换构件与第二置换构件之间提供间隙。特别地，第二置换构件的外表面被布置成使得即使在最内部的内收位置中，在关节表面和外表面之间也确保间隙。
45.该配置防止第二置换构件的外表面在肩关节置换物的内收位置中接触第一置换构件的关节表面。因此，避免了冲击。通过避免冲击而避免倒角或倒圆边缘的接触减少了具有这种设计的关节窝部件的磨损。此外，这免去患者由这种内收位置引起的不必要的疼痛，并且因此提供了患者在这个位置中的习惯的运动范围。
附图说明
46.以下附图示出了本发明的优选实施例。这些实施例不应被解释为限制性的，而仅仅是为了在以下描述的情况下增强对本发明的理解。在这些图中，贯穿附图，相同的附图标记指代具有相同或等效功能和/或结构的特征。为了简明起见，通常省略这些部件的重复描述。
47.图1是根据实施例的关节置换构件的透视图。
48.图2a是根据实施例的关节置换构件的透视图。
49.图2b是用于图2a的关节置换的中间构件的实施例的透视图。
50.图2c示出了处于组装状态的图2a的关节置换构件和图2b的中间构件。
51.图2d示出了图2a所示的置换构件的侧视图。
52.图2e示出了根据另一实施例的置换构件和中间构件的组件。
53.图3a、图3b和图3c示出了根据又另一实施例的有待直接安装到周围组织的置换构件。
具体实施方式
54.图1是关节置换构件1的示例性实施例的透视图。关节置换构件1包括在一侧上的
附接面3(在图1的视图中被隐藏)。附接面3可以是被配置成直接锚定到周围组织的面或可以是有待附接到中间构件的面，该中间构件然后被锚定到周围组织。
55.图1中所示的关节置换构件1进一步包括在置换构件1的与附接面3的一侧相反的一侧上的凹形关节表面5，所述凹形关节表面5被配置为与配合凸形关节置换构件接合。
56.置换构件1进一步包括周向面7，周向面7圆周地连接附接面3与关节表面5。凹形关节表面5的一部分经由倒角或倒圆边缘9连接至周向面7的一部分。在附图的示例性实施例中，边缘9是倒角边缘(见图2d)。如上所述，该边缘防止冲击的发生和增强的支撑。
57.在置换构件1的实施例中形成多个边缘：第一边缘2以及第二边缘4，第一边缘2沿着其整个周向围绕关节表面5。第一边缘2可分成第一部分2a和第二部分2b，第一部分2a连接关节表面5和周向面7，第二部分2b连接关节表面5与倒角或倒圆边缘9的表面。第二边缘4将倒角或倒圆边缘9的表面与周向面7连接。
58.上述最大宽度限定在第二边缘部分2b与第二边缘4之间。在附图的示例性实施例中，最大宽度基本上被布置在倒角或倒圆边缘9的端部之间的中间。尽管如此，它也可位于不同的位置，但优选位于最可能发生冲击的位置。
59.倒角或倒圆边缘9沿着第二边缘部分2b延伸。在倒圆边缘9的情况下，边缘部分2b优选地平行于或对应于限定倒圆边缘9的中心的轴线。在倒角边缘9的情况下，倒角边缘的表面优选地是弯曲的，其中弯曲表面特别地对应于截头锥体的表面区段或者被形成为截头锥体的表面区段。特别地，倒角边缘9在垂直于弯曲的边缘部分2b的横截面中的弯曲表面基本上均匀地倾斜，即其以恒定角度倾斜。
60.因此，不仅仅防止了肩单独的内收中的冲击，而且还防止了肩的前倾或后倾期间的内收中的冲击。此外，这样的倒角或倒圆边缘9可以容易地制造，诸如通过在沿着第二边缘部分2b切割的同时围绕垂直于关节表面的轴线旋转置换构件1等。
61.应注意，边缘2的第一部分2a可为略微倒角的或倒圆的，诸如出于生产的原因等。然而，这样的第一边缘部分2a通常具有通常低于3mm的恒定宽度。
62.图2a示出了根据实施例的关节置换构件1的透视图，关节置换构件1被配置成与根据图2b中所示的实施例的用于关节置换的中间构件500一起使用。
63.图2b中所示的中间构件500包括组织附接面513，组织附接面513被配置成附接到原生组织(诸如骨组织和/或周围软组织等)。图2a、图2b、图2c、图2d中所示的实施例的组织附接面513包括被配置成增强中间构件500在周围组织中的固定的第一突出部515和多个第二突出部517。第一突出部515和至少一个第二突出部517的组合特别地防止中间构件围绕第一突出部515旋转。
64.中间构件500进一步包括装置附接面521，装置附接面521被配置成与置换构件1的相应部分相匹配。该实施例的装置附接面521具有第一通孔525，第一通孔525穿过第一突出部515延伸到中间构件500的另一侧。即沿着第一突出部515的纵向穿透第一突出部515。
65.此外，第二通孔527从设备附接面521延伸到第二突出部517中，使得通孔527穿透设备附接面521和第二突出部517。
66.紧固件(特别是螺钉)可被插入穿过第一通孔525和第二通孔527，并且分别穿过第一突出部515和第二突出部517，以便将中间构件500锚定到邻近中间构件500的骨组织。
67.置换构件1具有附接结构11，附接结构11被配置成与第一孔525的对应结构配合。
尽管注意到图2a和图2b中仅示出了附接结构11，但可提供类似的附接结构，以用于中间构件500的第二通孔527与置换构件1上的相应突出部13之间的相互作用。
68.在图2a和图2b所示的实施例中，附接结构11为卡扣配合连接件，该卡扣配合连接件被配置成卡扣到第一通孔525的相应连接部分(未示出)中。然而，应注意的是，可以提供其他连接件，诸如锥形锁或本领域技术人员已知的其他替代方案等，以便将置换构件1固定到中间构件500。
69.当植入患者体内时，置换构件1和中间构件500被布置成使得边缘的倒角或倒圆部分被近尾部地(即，向下)定向。
70.图2e示出用于植入患者体内的置换构件1和中间构件500的组件的分解图。
71.首先，中间构件500例如经由固定构件510、510’(诸如螺钉等)附接到骨组织，固定构件510、510’插入到第一突出部515内的第一通孔(不可见)中。然后，置换构件1例如借助于附接结构11与第一通孔(不可见)之间的卡扣配合连接而附接到中间构件500。
72.图3a、图3b和图3c示出了置换构件100的另一实施例，置换构件100被配置成直接安装到周围组织中而不插入中间构件。
73.与以上类似，置换构件100包括凹形关节表面5、周向面7、附接面3和倒角边缘9。如上所述，倒角边缘也可以是倒圆边缘。类似于前述实施例的边缘，倒角或倒圆边缘9分别被布置在关节表面5的第一边缘2和第二边缘4与周向面7之间。
74.虽然在图3a、图3b和图3c中示出的实施例的配置特别类似于参考图2a至图2e关于置换构件1包括关节表面5的一侧所描述的实施例的配置，图3a至图3c中所示的置换构件100在附接面3的配置上不同。
75.图3a至图3c中所示的实施例的附接面3被配置成经由骨结合剂或经由骨向内生长到附接面3中而直接附接到周围组织。
76.置换构件100的附接面3提供有多个锚定突出部，具体是第一锚定突出部101、第二锚定突出部102以及第三锚定突出部103。在该示例性实施例中，大致圆柱形的第一锚固突出部101被配置成从附接面3大致正交地延伸。
77.如图3所示，第一锚定突出部101还可以提供有环形凹部111。要注意的是，在该示例性实施例中，锚固突出部101包括两个环形凹部111。然而，可以提供任何数量的凹部111用于锚固置换构件100。如图3a至图3c所示，凹部111可沿着锚定突出部101的整个周向延伸。自然地，它们也可被配置为部分地围绕锚定突出部101。
78.优选地，还存在至少第二锚定突出部102，第二锚定突出部102从附接面3基本上平行于第一锚定突出部101延伸。多个锚固突出部通常彼此平行地朝着相同的方向(插入方向)延伸。
79.如上文已经讨论的，多于一个锚定突出部防止置换构件100围绕这些突出部中的一个突出部的纵向轴线旋转。可替代地，可以提供仅一个突出部，该突出部至少部分地不形成有圆形横截面，使得一旦锚固在骨组织中，该突出部的几何形状就防止置换构件围绕突出部的纵向轴线旋转。自然地，在多个突出部的情况下，也可提供突出部的这种配置。这将在下文分别关于第二锚定突出部102和第三锚定突出部103的部分凹部112和113更详细地描述。应注意，置换构件1与中间构件500之间的连接也可以以这种方式配置。
80.此外，突出部增加了提供用于将置换构件100附接到骨组织的表面。这对于通过骨
组织的向内生长来锚固置换构件是特别有利的。
81.第二锚固突出部102可提供有例如两个部分凹部112。这些部分凹部112优选地被配置成相对于置换构件100作为整体面向外。换言之，部分地沿着锚固突出部102的周向延伸的凹部112在径向方向上被引导远离第一锚固突出部101。与以上类似，凹部112没有特别地限于图3a至图3c所示的形状，并且可以例如类似于第一锚定突出部101的凹部111环形地配置。另外，凹部102的数量不限于本实施例所示的数量。
82.除了进一步增加用于锚固的表面之外，形成在突出部中的任何数量的这些凹部产生在使用骨结合剂来锚固置换构件100时特别有效的形状配合。
83.进一步地，还可以存在从附接面3延伸并且基本上平行于第一锚定突出部101的至少一个第三锚定突出部103。在图3a至图3c中，两个第三锚固突出部103分别提供有两个部分凹部113，这两个部分凹部113还被配置为如前所述相对于第二锚固突出部102面向外。
84.与上文类似，一个或多个凹部103不特别限于图3a至图3c中所描绘的形状，并且可以例如类似于第一锚定突出部101的一个或多个凹部111环形地配置。同样，凹部103的数量不特别限于图3a至图3c的示例性实施例中所示的数量。
85.当置换构件100被植入时，第二锚定部分102优选地被布置成在颅侧上，即在肩关节的外展运动的一侧上。第三锚定突出部103优选地位于近尾部，即，在内收运动的一侧和与倒角或倒圆边缘9所处的一侧相对的一侧上。
86.由于肩的解剖结构在近尾部提供相比于颅侧更大的空间，图3a至图3c中所示的实施例包括颅侧的一个第二锚固突出部102和近尾部的两个锚固突出部103。技术人员将认识到，本公开不限于所描述的配置，并且锚固突出部101、102和103的数量可改变。然而，应注意，提供两个锚定突出部103允许将所述锚定突出部103定位成偏离由锚定突出部101和102限定的直线。该偏离为置换构件100提供了额外的稳定性，例如抵抗前倾/后倾运动。
87.如上所述，锚定突出部101、102、103的延伸方向基本上平行，使得置换构件100可以平滑地插入到已经在患者的骨组织内准备的多个相应形状的平行空腔中。
88.凹部111、112、113为组织的向内生长提供空间，并且在结合的置换构件的情况下，为结合剂提供空间。因此，明显的是，虽然凹部111、112、113的精确形状不受限制，但是提供相对于置换构件100至少径向地面向外的凹部112、113(即，第二锚定突出部102的凹部和第三锚定突出部103的凹部)仍是有利的。该配置改善了置换构件抵抗扭矩的机械阻力，该扭矩可例如由臂的运动(诸如内收或外展等)引起。
89.图3a至图3c中示出的实施例的附接面3形成为类似于关节杯状物的原生形状的凸形形状，并且因此减少了在植入置换构件之前需要去除的原生组织的量。更确切地说，仅软骨组织必须被完全去除，其中骨组织可以仅被适配成附接面3的形状。
90.附图标记列表
91.1 置换构件
92.2 第一边缘
93.2a 第一部分
94.2b 第二部分
95.3 附接面
96.4 第二边缘
97.5 关节表面
98.7 周向面或外围面
99.9 倒角或倒圆边缘
100.11 附接结构
101.13 突出部
102.100 置换构件
103.101 第一锚定突出部；
104.102 第二锚固突出部
105.103 第三锚固突出部
106.111 环形凹部
107.112、113 部分凹部
108.500 中间构件
109.510、510
’ꢀ
紧固件
110.513 组织附接面
111.515 第一突出部
112.517 第二突出部
113.521 装置附接面
114.525 第一通孔
115.527 第二通孔