首页 / 专利库 / 防辐射 / 随机效应 / 假体半月板及其植入人体膝关节方法

假体半月板及其植入人体膝关节方法

阅读:935发布:2021-12-19

专利汇可以提供假体半月板及其植入人体膝关节方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种用于植入在退化天然半月板处以 预防 股骨和胫骨骨突的关节软骨损坏和阻止骨关节炎进行性发展的膝 假体 半月板;所述假体半月板的大小和形状与股骨和胫骨骨突表面相适配;具有获得强度和耐久性的加强构造;由弹性特性与天然半月板相似的材料制成;具有经化学和/或物理处理以提高滑液润滑效率的承载表面;被一组各种形式的 定位 元件约束在关节间空间内移转,其中所述定位元件周向分布在所述假体半月板和周向排布的闭合定位带之间的区域;具有用于硬化和锚定目的的可选内部元件、用于硬化目的的可选外部元件和将它们的末端接合在一起以传递环向应 力 的可选条带。,下面是假体半月板及其植入人体膝关节方法专利的具体信息内容。

1.一种用于植入在退化天然半月板处以预防股骨和胫骨骨突的关节软骨损坏和阻止骨关节炎进行性发展的膝假体半月板;所述假体半月板的大小和形状与股骨和胫骨骨突表面相适配;具有获得强度和耐久性的加强构造;由弹性特性与天然半月板相似的材料制成;具有经化学和/或物理处理以提高滑液润滑效率的承载表面;被一组各种形式的定位元件约束在关节间空间内移转,其中所述定位元件周向分布在所述假体半月板和周向排布的闭合定位带之间的区域;具有用于硬化和锚定目的的可选内部元件、用于硬化目的的可选外部元件和将它们的末端接合在一起以传递环向应的可选条带。
2.根据权利要求1中所述的膝假体半月板,其特征在于所述半月板在该关节间空间内的移转被一组周向分布的定位元件可靠地约束,其中所述周向分布的定位元件位于大致为环形的区中,其中该环形区正常情况下被韧带连接占据,其中所述韧带连接将所述天然半月板与滑液膜相结合,所述定位元件与周向排布的闭合定位带协作,其中所述定位带被支撑在一个或多个附着凸缘上的胫骨的近端边缘上方,所述附着凸缘被固定至该胫骨。
3.根据权利要求2中所述的膝假体半月板,其特征在于所述附着凸缘被嵌入该胫骨以大致与该胫骨表面相齐平,所述凸缘根据需要被接或成,以允许所述定位带与所述胫骨的近端边缘的外周形状相一致。
4.根据权利要求2中所述的膝假体半月板,其特征在于所述附着凸缘被定位,就外侧半月板而言,定位在前外侧、外侧和后外侧区域,就内侧半月板而言,定位在前内侧、内侧和后内侧区域。
5.根据权利要求1中所述的膝假体半月板,其特征在于移转被限制到对应于120度的最大膝关节弯曲的移转。
6.根据权利要求2中所述的膝假体半月板,其特征在于所述定位带由合适的坚硬金属合金材料,如钝化合金、钛、奥氏体不锈(其可具有钽、铌或钛涂层)、钴-铬合金、钝化铍、铍-合金、镍-铬合金、镍-铬-铍合金或钴-铬合金制成且其足够坚固以承受正常负荷。
7.根据权利要求2中所述的膝假体半月板,其特征在于所述定位带由非金属材料,如化锆、氧化锆增韧氧化铝或金属-纤维复合材料制成。
8.根据权利要求2中所述的膝假体半月板,其特征在于所述定位带成形以精确地与放射线确定的该胫骨的近端边缘的周围形状相一致,并且所述定位带的外表面被良好抛光
9.根据权利要求2中所述的膝假体半月板,其特征在于所述定位带设有向下延伸的凸缘,其中所述凸缘通过紧靠刚好低于所述胫骨的所述近端边缘下方的所述表面而起到定位所述带的作用,所述凸缘可选地具有向内定向的定位销,其中所述定位销啮合在该胫骨中的互补孔。
10.根据权利要求2中所述的膝假体半月板,其特征在于所述定位带的自由端可选地设置有向下定向的定位销,其中所述定位销被容纳在近端胫骨表面上的互补孔中。
11.根据权利要求2中所述的膝假体半月板,其特征在于提供其它装置以稳定所述定位带的自由端。
12.根据权利要求1中所述的膝假体半月板,其特征在于制成它们的基体材料是适合的生物相容性的和生物稳定的弹性体,其中该弹性体具有邵氏A硬度值为60至95的硬度。
TM
13.根据权利要求12中所述的膝假体半月板,其特征在于所述基体材料是PurSilTM
氧烷-聚醚甲酸乙酯或CarboSil 硅氧烷-聚碳酸氨基甲酸乙酯,由荷兰6167RA Geleen的DSM Biomedical制造。
14.根据权利要求12中所述的膝假体半月板,其特征在于所述基体材料是Tecoflex® SG-93A热塑性聚氨酯弹性体(聚醚),由美国俄亥俄州克利夫兰的Lubrizol Advanced Materials, Inc.制造。
15.根据权利要求12中所述的膝假体半月板,其特征在于所述基体材料的共聚物链用硅或其它的表面改性末端基团封端。
16.根据权利要求1中所述的膝假体半月板,其特征在于所述半月板的最终形状和大小的形成在用于此目的的模具中进行,所述模具被处理以在所述半月板的高端和低端表面提供光滑抛光。
17.根据权利要求1中所述的膝假体半月板,其特征在于该基体材料通过热融合或使用生物相容性粘合剂粘结从而以平行层被组合在一起,所述层之间具有合适强度的负荷承载强化材料。
18.根据权利要求1中所述的膝假体半月板,其特征在于基体材料的所述层的厚度依在所述半月板内的位置而不同。
19.根据权利要求1中所述的膝假体半月板,其特征在于基体材料的所述层的数目在2至12之间。
20.根据权利要求17中所述的膝假体半月板,其特征在于所述强化材料采用厚度为
0.005至0.1毫米的Kevlar®膜的形式。
21.根据权利要求17中所述的膝假体半月板,其特征在于所述强化材料的厚度和长度依在所述半月板内的位置而不同。
22.根据权利要求17中所述的膝假体半月板,其特征在于所述强化材料设有多个孔以使一层所述基体材料与另一层基体材料的融合或结合变得容易,所述孔具有任何合适的形状和布置从而保留未受损区域能够令人满意地承载施加在所述片材上的径向和周向负荷。
23.根据权利要求17中所述的膝假体半月板,其特征在于所述基体材料层被具有合适拉伸强度的材料纤维阵列分开,所述纤维也被定向以与已知的径向和周向负荷途径相一致,并且当粘合或融合在一起时被捕获在所述基体材料层之间。
24.根据权利要求23中所述的膝假体半月板,其特征在于所述纤维阵列由聚合物,如Kevlar®或合适的碳纤维制成。
25.根据权利要求17中所述的膝假体半月板,其特征在于所述纤维以随机方式遍布所述半月板的范围。
26.根据权利要求1中所述的膝假体半月板,其特征在于采用光弹性方法以确定以各种负荷施加在半月板上的应力的方向和大小。
27.根据权利要求1中所述的膝假体半月板,其特征在于为更好获得微流体弹性动力润滑,所述半月板的一个或两个支承表面设置有薄层,其中所述薄层由一种更加柔软、更相容的基体材料制成,所述薄层的厚度范围在0.1至2.0毫米之间。
28.根据权利要求1中所述的膝假体半月板,其特征在于所述半月板完全由一种更加柔软、更相容的基体材料制成,所述半月板在股骨或胫骨关节软骨修复期间被暂时采用,并随后由更硬的基体材料制成的半月板替代。
29.根据权利要求1中所述的膝假体半月板,其特征在于所述半月板由合成多肽材料制成,其中该类型多肽材料在柯利等人的申请号为WO 2008/140703 A2的专利中有所教导,该材料包括至少三个连续的β-片层/β-转折结构和至少一个交联氨基酸残基,其中该交联氨基酸残基参与交联,其中该交联残基不同于β-片层/β-转折结构,其中每个多肽长度在150至500个氨基酸之间,和/或每一个β-片层结构可包括3至约7个氨基酸残基,和/或其中该交联多肽链的氨基酸序列相同或不同;和/或其中该材料进一步包括强化材料,如动物材料、合成材料或金属;和/或其中该材料进一步包括非蛋白亲性聚合物;和/或其中该材料进一步包括糖胺聚糖部分,如透明质酸部分;和/或其中该材料包括交联多肽和糖胺聚糖部分的混合物;和/或其中该交联多肽被共价连接至糖胺聚糖部分;和/或其中该材料为固体且可能为垫状、层状和韧带样结构。
30.根据权利要求2中所述的膝假体半月板,其特征在于所述定位元件采用多个约束物的形式,其中所约述束物具有嵌入到所述假体半月板的内端和固定至所述定位带的外端。
31.根据权利要求30中所述的膝假体半月板,其特征在于具体半月板的所述约束物的数目在5至40之间。
32.根据权利要求30中所述的膝假体半月板,其特征在于所述约束物被制成环形,它们的内端以一个金属线形式或以坚硬的弹性聚合物材料的单纤维形式绕过一个锚定元件,其中该单纤维嵌入在所述假体半月板,和它们的外端进出穿过设在所述定位带上的相邻隔开的孔对,所述约束带端的结合处凹入周向的槽中,其中所述周向槽被设在所述定位带的外表面。
33.根据权利要求32中所述的膝假体半月板,其特征在于所述约束物牢固安装在所述定位带上的所述孔中,所述孔的内开口是扩口的以尽量减小对所述约束物的擦伤损坏的可能。
34.根据权利要求30中所述的膝假体半月板,其特征在于所述约束物以本领域中众所周知方式由大量细Kevlar®纤维编织而成,并且它们的外端通过合适的结结合在一起,其中该合适的结通过浸透合适的粘合剂而合。
35.根据权利要求30中所述的膝假体半月板,其特征在于所述约束物由任何具有合适拉伸强度的材料的大量细纤维纺成或编织成。
36.根据权利要求2中所述的膝假体半月板,其特征在于所述定位元件采用一个或多个缓冲元件形式,其中该缓冲元件以由合适弹性聚合物形成的闭孔泡沫材料制成,其中所述泡沫材料的形状和弹性特性允许所述假体半月板的快速的移转,同时持续促使所述半月板朝向其天然位置移转。
37.根据权利要求36中所述的膝假体半月板,其特征在于所述泡沫材料在所述环形区的一些区域局部制造得更坚硬以提供一个更大的力从而促使所述假体半月板朝向其天然位置。
38.根据权利要求36和37中所述的膝假体半月板,其特征在于所述聚合物泡沫材料被固定至所述假体半月板和/或所述定位带且具有一个正方形或矩形剖面。
39.根据权利要求2中所述的膝假体半月板,其特征在于所述定位元件采用一个或多个缓冲元件的形式,其中所述缓冲元件具有管状形式,其中该管由合适的弹性材料制成以用一种合适的气体加压至一个合适的压力或通过用合适的液体或凝胶部分填充,其中该合适的液体或凝胶允许所述假体半月板快速的移转,而持续促使所述半月板朝向其天然位置移转。
40.根据权利要求39中所述的膝假体半月板,其特征在于所述管在所述环形区的一些部分局部制造得更粗以提供一个更大的力从而促使所述假体半月板朝向其天然位置。
41.根据权利要求39中所述的膝假体半月板,其特征在于所述管被固定至所述假体半月板和/或所述定位带且具有一个松弛的剖面,其可为圆形、椭圆形、正方形或矩形。
42.根据权利要求2中所述的膝假体半月板,其特征在于所述定位元件采用多个缓冲元件的形式,其中该缓冲元件由合适的弹性材料制成且具有一个圆形松弛形式且所述缓冲元件优选与边缘板一体成型,其中该边缘板被固定至所述假体半月板的所述周面和/或所述定位带的内面,所述元件的轴线被布置或大致地平行于胫骨轴线;所述缓冲元件被制成内径为1.0至10毫米之间,壁厚为0.5至3毫米之间并且高度大致与所述假体半月板的边缘厚度相同;所述缓冲元件能够变平以减小所述假体半月板与所述定位带之间的间隙,伸出或延展来增加所述假体半月板与所述定位带之间的间隙,或滚动地扭曲以允许所述半月板与所述定位带之间的独立纵向运动。
43.根据权利要求42中所述的膝假体半月板,其特征在于所述缓冲元件优选以一排或多排阵列成型,各排被分离板分开且完整阵列被附着板加边,其中该附着板被固定至所述半月板的外周边缘和/或所述定位带,所述缓冲元件被如此定向使它们的管轴线平行于该胫骨轴线且优选分开足够的距离以容纳所述变平模式而不受邻近元件干扰。
44.根据权利要求42中所述的膝假体半月板,其特征在于所述缓冲元件阵列被制成大致为部分圆形的形状或弧形以与所述假体半月板的外周形状相一致。
45.根据权利要求42中所述的膝假体半月板,其特征在于提供了环绕所述缓冲元件、所述分离板和所述附着板的自由流体滑液,以防止液压效应的发展,其中该液压效应可能阻碍所述假体半月板的移转。
46.根据权利要求42中所述的膝假体半月板,其特征在于所述缓冲元件阵列允许所述假体半月板的快速的移转,而允许持续性地促使所述半月板朝向其天然位置,在所述环形区的一些部分,所述缓冲元件被制造得局部更粗以提供局部更大的恢复力。
47.根据权利要求1中所述的膝假体半月板,其特征在于所述内部元件被制成坚固弹性金属材料的线的形式,其向每一端逐渐变细,一个所述元件基本上在所述假体半月板的整个圆周上延伸并起到在发生任何扭曲后弹性地恢复所述半月板至天然形状的作用。
48.根据权利要求1中所述的膝假体半月板,其特征在于所述内部元件被制成坚硬弹性聚合物材料的单纤维的形式,一个所述元件基本上围绕所述假体半月板的整个周长延伸并被可选地被外部元件补充,其中该外部元件形式为坚硬弹性材料的成形带,其中该成形带被固定至所述假体半月板的周面,所述成形带基本上环绕所述假体半月板的周长并起到在假体半月板发生任何扭曲后弹性地恢复所述半月板至天然形状的作用。
49.根据权利要求48中所述的膝假体半月板,其特征在于所述成形带由合适的弹性金属材料、坚硬弹性工程聚合物材料、碳纤维或任何合适复合材料制成,合适的扩口的孔被设置在所述成形带中,在此所述约束物被要求通过它。
50.根据权利要求1中所述的膝假体半月板,其特征在于所述假体半月板的末端被条带可选地接合,其中该条带传输在所述半月板中产生的环向应力,所述环向应力的传输起到在负荷期间保持所述假体半月板的大致天然形状的作用,否则该负荷可能倾向于扭曲所述假体半月板。
51.根据权利要求50中所述的膝假体半月板,其特征在于所述条带由细Kevlar®纤维平编而成且它们的末端被牢固嵌入所述半月板末端,所述条带优选涂覆有所述弹性基体材料,该材料被处理以使其吸附滑液中的润滑成分。
52.根据权利要求2中所述的膝假体半月板,其特征在于所述定位带被固定至近端胫骨表面,所述定位带末端上的销被容纳在在胫骨表面上制成的合适孔内或所述定位带的末端被用合适的固件固定至所述胫骨表面。
53.根据权利要求52中所述的膝假体半月板,其特征在于在所述定位带的末端被固定至该胫骨表面的情况下,骨骼被用一个合适的铣刀移除以创建短槽,其中所述末端被容纳在该短槽中,所述定位带末端优选被延伸,依需要转动约90度,依需要向下榫接和成形以与所述槽契合。
54.根据权利要求1中所述的膝假体半月板,其特征在于为通过滑液改善所述半月板的润滑,所述支承面被聚[2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆-共-甲基丙烯酸正丁酯][聚(MPC-co-BMA)]浸泡处理以使它们吸附二棕榈酰磷脂酰胆碱(DPPC)。
55.根据权利要求54中所述的膝假体半月板,其特征在于聚氨酯弹性体被浸泡在作为-1
聚合引发剂的含有BMA(0.3 mol 1 )和过氧化苯甲酰(与BMA重量比为1%)乙醇溶液中15小时,以产生一个轻微膨胀的表面,随后该材料被用乙醇轻轻洗涤和浸泡在含有MPC -1
(0.3 mol l )的乙醇溶液中30分钟;在从第二种溶液移除后,该材料被吸干然后在氩气环境下在70°C下加热5小时以使该材料表面存在的单体聚合,然后该材料用乙醇洗涤和随后室温下真空干燥24小时。
56.根据权利要求1中所述的膝假体半月板,其特征在于为了改善该滑液在所述假体半月板的表面和股骨关节软骨和胫骨关节软骨之间的分布,一个窄槽网络被模制在一个或全部两个所述支承面中,其中所述槽优选具有0.25毫米至2.0毫米的宽度,0.25毫米至
2.0毫米的深度,具有部分球形的或其它合适的剖面形状,被分离开1.0毫米至5.0毫米且被大致径向和周向定向。
57.根据权利要求56中所述的膝假体半月板,其特征在于为了改善该滑液的分布,所述支承面中的一个或全部两个在所述槽的某些或全部交叉点处设置有大致垂直于各点处的表面定向的凹陷,所述凹陷具有0.5毫米至5.0毫米的深度和0.5至5.0毫米的直径。
58.根据权利要求1中所述的膝假体半月板,其特征在于为了改善该滑液的分布,所述支承面中的一个或全部两个设置有大致与各点处的表面垂直定向的凹陷,所述凹陷具有
0.5毫米至5.0毫米的深度和0.5至5.0毫米的直径,所述凹陷彼此相隔0.5毫米至10毫米的距离。
59.根据权利要求1中所述的膝假体半月板,其特征在于为了改善该滑液的分布,所述假体半月板设有多个导管,其中所述导管从所述低端支承面经过并至所述高端支承面,所述导管大致垂直于所述低端支承面定向,具有0.5毫米至5.0毫米的直径且彼此相隔0.5毫米至10毫米的距离。
60.根据权利要求42和47中所述的膝假体半月板,其特征在于假体半月板的所述定位元件的所述外附着板被制成具有环以整齐地容纳所述内部元件,其中所述内部元件形式为细长杆形状,所述细长杆在其组合形式中大致地与该近端胫骨边缘形状相一致,在该较优选实施例中,所述杆由合适强度的硬金属合金材料制成,其具有圆形的或椭圆形的剖面形状,其中所述杆向两端逐渐变细;所述杆被以两部分制成,在下面安装中,该两部分通过结合装置,在外侧或内侧位置接合在一起,其中该接合装置被合适的附着凸缘自该胫骨所支撑;接下来定位所述半月板在该关节间空间中,所述杆被分别地嵌入所述附着板环并在所述结合装置处接合和锁定在一起;骨骼被移除以在胫骨上创建合适的凹陷以容纳所述附着凸缘;所述接合装置采用具有成形的插口的双末端突起部形式,其中该插口容纳所述杆部分的互补成形的末端。
61.根据权利要求60中所述的膝假体半月板,其特征在于骨骼自胫骨约在天然半月板的角的嵌入位置被移除以创建凹陷,其中适当的插口被永久地固定进入凹陷中,所述内部元件的末端进入所述插口以稳定它们的位置。
62.根据权利要求39中所述的膝假体半月板,其特征在于单个所述缓冲元件被采用,所述元件采用在植入期间为空的管形式,且所述管随后用一种合适的气体加压至一个合适的压力或通过合适注射装置用合适的液体或凝胶部分填充。
63.一种提供膝假体半月板的方法,所述膝假体半月板用于植入在退化天然半月板处以预防股骨和胫骨骨突的关节软骨损坏和阻止骨关节炎进行性发展;所述方法包括提供尺寸和形状与股骨和胫骨骨突表面相一致的假体半月板;所述假体半月板具有用于强度和耐久性的加强构造;由弹性特性与天然半月板相似的材料制成;具有经化学和/或物理处理以提高滑液润滑效率的承载表面;被多个各种形式的定位元件约束在关节间空间内移转,其中所述定位元件周向分布在所述假体半月板和周向排布的闭合定位带之间的区域;具有用于硬化和锚定目的的可选内部元件、用于硬化目的的可选外部元件和将它们的末端接合在一起以传递环向应力的可选条带。
64.根据权利要求63中所述的提供膝假体半月板的方法,其特征在于在所述假体半月板移植期间,通过小切口和围绕所述关节的及关节囊组织的分离或位移获得进入该膝间室(compartment)的路径;该天然半月板按照需要通过注意止血地手术切断所有它们的胫骨、韧带和关节囊的附着物被移除;在仅有一个所述天然半月板被移除的情况下,该横膝状韧带在适当长度处被切断并被缝合至该前十字韧带的基底;所述假体半月板和所述定位带的大小和形状根据放射线图像选择,且骨骼被依需要去除以容纳所述附着凸缘和/或所述定位带的末端和/或内部元件的末端;所述假体半月板被润滑和被正确定位在该股骨骨突之间,内翻或迷走神经(vagus)力依需要被施加以打开该关节;紧固件被嵌入以将所述附着凸缘和定位带末端用所述定位元件固定至该胫骨,其中所述定位元件被定位在所述定位带与所述假体半月板之间;该滑液囊被根据需要改性以充分包围该关节,分离组织被恢复和皮肤切口被闭合。
65.根据权利要求63中所述的提供膝假体半月板的方法,其特征在于通过小切口以关节镜法移除天然半月板,和将所述假体半月板和相关定位元件折叠成小型形式,通过合适的管型的向导挤压进关节间室并打开至相应位置;所述内部元件部分然后通过所述切口进入并被嵌入所述假体半月板中以与所述定位元件相啮合;所述内部元件部分被接合装置接合和锁定在一起,并且从胫骨中移除骨骼以创建适当的槽以容纳附着凸缘,将所述接合装置固定至该胫骨;所述接合装置采用具有成形的插口的双末端突起部形式,该插口接收所述内部元件部分的互补成形的末端;约在天然半月板的角的嵌入点处移除骨骼以创建凹陷,适当的插口被永久固定进入该凹陷中,所述内部元件的末端进入所述插口以稳定它们的位置。
66.如权利要求1至65中任一项所述的膝假体半月板,其特征在于采取了所要求保护的装置和/或方法的任何可行的组合。
1.一种用于植入在退化天然半月板处以预防股骨和胫骨骨突的关节软骨损坏和阻止骨关节炎进行性发展的膝假体半月板;所述假体半月板的大小和形状与股骨和胫骨骨突表面相适配;具有用于强度和耐久性的加强构造;由弹性特性与天然半月板相似的材料制成;以固体材料层通过组装而实际制成固态的均一的形式,其中所述固体材料层被薄的、可弯曲片状强化材料层隔开;具有经化学和/或物理处理以提高滑液润滑效率的承载表面;
被多个各种形式的定位元件约束在关节间空间内移转,其中所述定位元件周向分布在所述假体半月板和周向排布的闭合定位带之间的区域中;具有用于硬化和锚定目的的可选内部元件、用于硬化目的的可选外部元件和将它们的末端接合在一起以传递环向应力的可选条带。
2. 根据权利要求1中所述的膝假体半月板,其特征在于所述半月板在该关节间空间内的移转被一组周向分布的定位元件可靠地约束,其中所述周向分布的定位元件位于大致为环形的区中,其中该环形区正常情况下被韧带连接占据,其中所述韧带连接将所述天然半月板与滑液膜相结合,所述定位元件与周向排布的闭合定位带协作,其中所述定位带被支撑在一个或多个附着凸缘上的胫骨的近端边缘上方,所述附着凸缘被固定至该胫骨。
3. 根据权利要求2中所述的膝假体半月板,其特征在于所述附着凸缘被嵌入该胫骨以大致与该胫骨表面相齐平,所述凸缘根据需要被榫接或成角,以允许所述定位带与所述胫骨的近端边缘的外周形状相一致。
4. 根据权利要求2中所述的膝假体半月板,其特征在于所述附着凸缘被定位,就外侧半月板而言,定位在前外侧、外侧和后外侧区域,就内侧半月板而言,定位在前内侧、内侧和后内侧区域。
5. 根据权利要求1中所述的膝假体半月板,其特征在于移转被限制到对应于120度的最大膝关节弯曲的移转。
6. 根据权利要求2中所述的膝假体半月板,其特征在于所述定位带由合适的坚硬金属合金材料,如钝化镍钛合金、钛、奥氏体不锈钢(其可具有钽、铌或钛涂层)、钴-铬合金、钝化铍、铍-铝合金、镍-铬合金、镍-铬-铍合金或钴-铬合金制成且其足够坚固以承受正常负荷。
7. 根据权利要求2中所述的膝假体半月板,其特征在于所述定位带由非金属材料,如氧化锆、氧化锆增韧氧化铝或金属-碳纤维复合材料制成。
8. 根据权利要求2中所述的膝假体半月板,其特征在于所述定位带成形以精确地与放射线确定的该胫骨的近端边缘的周围形状相一致,并且所述定位带的外表面被良好抛光。
9. 根据权利要求2中所述的膝假体半月板,其特征在于所述定位带设有向下延伸的凸缘,其中所述凸缘通过紧靠刚好低于所述胫骨的所述近端边缘下方的所述表面而起到定位所述带的作用,所述凸缘可选地具有向内定向的定位销,其中所述定位销啮合在该胫骨中的互补孔。
10. 根据权利要求2中所述的膝假体半月板,其特征在于所述定位带的自由端可选地设置有向下定向的定位销,其中所述定位销被容纳在近端胫骨表面上的互补孔中。
11. 根据权利要求2中所述的膝假体半月板,其特征在于提供其它装置以稳定所述定位带的自由端。
12. 根据权利要求1中所述的膝假体半月板,其特征在于制成它们的基体材料是适合的生物相容性的和生物稳定的弹性体,其中该弹性体具有邵氏A硬度值为60至95的硬度。
13. 根据权利要求12中所述的膝假体半月板,其特征在于所述基体材料是硅氧烷-聚醚氨基甲酸乙酯或硅氧烷-聚碳酸氨基甲酸乙酯。
14. 根据权利要求12中所述的膝假体半月板,其特征在于所述基体材料是热塑性聚氨酯弹性体(聚醚)。
15. 根据权利要求12中所述的膝假体半月板,其特征在于所述基体材料的共聚物链用硅酮或其它的表面改性末端基团封端。
16.根据权利要求1中所述的膝假体半月板,其特征在于所述半月板的最终形状和大小的形成在用于此目的的模具中进行,所述模具被处理以在所述半月板的高端和低端表面提供光滑抛光。
17. 根据权利要求1中所述的膝假体半月板,其特征在于该基体材料通过热融合或使用生物相容性粘合剂相结合从而以平行层被组合在一起,所述层之间具有合适强度的负荷承载强化材料。
18. 根据权利要求1中所述的膝假体半月板,其特征在于基体材料的所述层的厚度依在所述半月板内的位置而不同。
19. 根据权利要求1中所述的膝假体半月板,其特征在于基体材料的所述层的数目在
2至12之间。
20.根据权利要求17中所述的膝假体半月板,其特征在于所述强化材料采用厚度为
0.005至0.1毫米的芳族聚酰胺或对芳族聚酰胺膜的形式。
21. 根据权利要求17中所述的膝假体半月板,其特征在于所述强化材料的厚度和长度依在所述半月板内的位置而不同。
22. 根据权利要求17中所述的膝假体半月板,其特征在于所述强化材料设有多个孔以使一层所述基体材料与另一层基体材料的融合或结合变得容易,所述孔具有任何合适的形状和布置从而保留未受损区域能够令人满意地承载施加在所述片材上的径向和周向负荷。
23. 根据权利要求17中所述的膝假体半月板,其特征在于所述基体材料层被具有合适拉伸强度的材料纤维阵列分开,所述纤维也被定向以与已知的径向和周向负荷途径相一致,并且当粘合或融合在一起时被捕获在所述基体材料层之间。
24. 根据权利要求23中所述的膝假体半月板,其特征在于所述纤维阵列由聚合物,如Kevlar®或合适的碳纤维制成。
25. 根据权利要求17中所述的膝假体半月板,其特征在于所述纤维以随机方式遍布所述半月板的范围。
26.根据权利要求1中所述的膝假体半月板,其特征在于采用光弹性方法以确定以各种负荷施加在半月板上的应力的方向和大小。
27. 根据权利要求1中所述的膝假体半月板,其特征在于为更好获得微流体弹性动力润滑,所述半月板的一个或两个支承表面设置有薄层,其中所述薄层由一种更加柔软、更相容的基体材料制成,所述薄层的厚度范围在0.1至2.0毫米之间。
28. 根据权利要求1中所述的膝假体半月板,其特征在于所述半月板完全由一种更加柔软、更相容的基体材料制成,所述半月板在股骨或胫骨关节软骨修复期间被暂时采用,并随后由更硬的基体材料制成的半月板替代。
29. 根据权利要求1中所述的膝假体半月板,其特征在于所述半月板由合成多肽材料制成,其中该类型多肽材料在柯利等人的申请号为WO 2008/140703 A2的专利中有所教导,该材料包括至少三个连续的β-片层/β-转折结构和至少一个交联氨基酸残基,其中该交联氨基酸残基参与交联,其中该交联残基不同于β-片层/β-转折结构,其中每个多肽长度在150至500个氨基酸之间,和/或每一个β-片层结构可包括3至约7个氨基酸残基,和/或其中该交联多肽链的氨基酸序列相同或不同;和/或其中该材料进一步包括强化材料,如动物材料、合成材料或金属;和/或其中该材料进一步包括非蛋白亲水性聚合物;和/或其中该材料进一步包括糖胺聚糖部分,如透明质酸部分;和/或其中该材料包括交联多肽和糖胺聚糖部分的混合物;和/或其中该交联多肽被共价连接至糖胺聚糖部分;和/或其中该材料为固体且可能为垫状、层状和韧带样结构。
30. 根据权利要求2中所述的膝假体半月板,其特征在于所述定位元件采用多个约束物的形式,其中所约述束物具有嵌入到所述假体半月板的内端和固定至所述定位带的外端。
31. 根据权利要求30中所述的膝假体半月板,其特征在于具体半月板的所述约束物的数目在5至40之间。
32. 根据权利要求30中所述的膝假体半月板,其特征在于所述约束物被制成环形,它们的内端以一个金属线形式或以坚硬的弹性聚合物材料的单纤维形式绕过一个锚定元件,其中该单纤维嵌入在所述假体半月板,和它们的外端进出穿过设在所述定位带上的相邻隔开的孔对,所述约束带端的结合处凹入周向的槽中,其中所述周向槽被设在所述定位带的外表面。
33. 根据权利要求32中所述的膝假体半月板,其特征在于所述约束物牢固安装在所述定位带上的所述孔中,所述孔的内开口是扩口的以尽量减小对所述约束物的擦伤损坏的可能。
34. 根据权利要求30中所述的膝假体半月板,其特征在于所述约束物以本领域中众所周知方式由大量细芳族聚酰胺纤维或对芳族聚酰胺编织而成,并且它们的外端通过合适的结结合在一起,其中该合适的结通过浸透合适的粘合剂而锁合。
35. 根据权利要求30中所述的膝假体半月板,其特征在于所述约束物由任何具有合适拉伸强度的材料的大量细纤维纺成或编织成。
36. 根据权利要求2中所述的膝假体半月板,其特征在于所述定位元件采用一个或多个缓冲元件形式,其中该缓冲元件以由合适弹性聚合物形成的闭孔泡沫材料制成,其中所述泡沫材料的形状和弹性特性允许所述假体半月板的快速的移转,同时持续促使所述半月板朝向其天然位置移转。
37. 根据权利要求36中所述的膝假体半月板,其特征在于所述泡沫材料在所述环形区的一些区域局部制造得更坚硬以提供一个更大的力从而促使所述假体半月板朝向其天然位置。
38. 根据权利要求36和37中所述的膝假体半月板,其特征在于所述聚合物泡沫材料被固定至所述假体半月板和/或所述定位带且具有一个正方形或矩形剖面。
39. 根据权利要求2中所述的膝假体半月板,其特征在于所述定位元件采用一个或多个缓冲元件的形式,其中所述缓冲元件具有管状形式,其中该管由合适的弹性材料制成以用一种合适的气体加压至一个合适的压力或通过用合适的液体或凝胶部分填充,其中该合适的液体或凝胶允许所述假体半月板快速的移转,而持续促使所述半月板朝向其天然位置移转。
40. 根据权利要求39中所述的膝假体半月板,其特征在于所述管在所述环形区的一些部分局部制造得更粗以提供一个更大的力从而促使所述假体半月板朝向其天然位置。
41. 根据权利要求39中所述的膝假体半月板,其特征在于所述管被固定至所述假体半月板和/或所述定位带且具有一个松弛的剖面,其可为圆形、椭圆形、正方形或矩形。
42. 根据权利要求2中所述的膝假体半月板,其特征在于所述定位元件采用多个缓冲元件的形式,其中该缓冲元件由合适的弹性材料制成且具有一个圆形松弛形式且所述缓冲元件优选与边缘板一体成型,其中该边缘板被固定至所述假体半月板的所述周面和/或所述定位带的内面,所述元件的轴线被布置或大致地平行于胫骨轴线;所述缓冲元件被制成内径为1.0至10毫米之间,壁厚为0.5至3毫米之间并且高度大致与所述假体半月板的边缘厚度相同;所述缓冲元件能够变平以减小所述假体半月板与所述定位带之间的间隙,伸出或延展来增加所述假体半月板与所述定位带之间的间隙,或滚动地扭曲以允许所述半月板与所述定位带之间的独立纵向运动。
43. 根据权利要求42中所述的膝假体半月板,其特征在于所述缓冲元件优选以一排或多排阵列成型,各排被分离板分开且完整阵列被附着板加边,其中该附着板被固定至所述半月板的外周边缘和/或所述定位带,所述缓冲元件被如此定向使它们的管轴线平行于该胫骨轴线且优选分开足够的距离以容纳所述变平模式而不受邻近元件干扰。
44. 根据权利要求42中所述的膝假体半月板,其特征在于所述缓冲元件阵列被制成大致为部分圆形的形状或弧形以与所述假体半月板的外周形状相一致。
45. 根据权利要求42中所述的膝假体半月板,其特征在于提供了环绕所述缓冲元件、所述分离板和所述附着板的自由流体滑液,以防止液压效应的发展,其中该液压效应可能阻碍所述假体半月板的移转。
46. 根据权利要求42中所述的膝假体半月板,其特征在于所述缓冲元件阵列允许所述假体半月板的快速的移转,而允许持续性地促使所述半月板朝向其天然位置,在所述环形区的一些部分,所述缓冲元件被制造得局部更粗以提供局部更大的恢复力。
47. 根据权利要求1中所述的膝假体半月板,其特征在于所述内部元件被制成坚固弹性金属材料的线的形式,其向每一端逐渐变细,一个所述元件基本上在所述假体半月板的整个圆周上延伸并起到在发生任何扭曲后弹性地恢复所述半月板至天然形状的作用。
48. 根据权利要求1中所述的膝假体半月板,其特征在于所述内部元件被制成坚硬弹性聚合物材料的单纤维的形式,一个所述元件基本上围绕所述假体半月板的整个周长延伸并被可选地被外部元件补充,其中该外部元件形式为坚硬弹性材料的成形带,其中该成形带被固定至所述假体半月板的周面,所述成形带基本上环绕所述假体半月板的周长并起到在假体半月板发生任何扭曲后弹性地恢复所述半月板至天然形状的作用。
49. 根据权利要求48中所述的膝假体半月板,其特征在于所述成形带由合适的弹性金属材料、坚硬弹性工程聚合物材料、碳纤维或任何合适复合材料制成,合适的扩口的孔被设置在所述成形带中,在此所述约束物被要求通过它。
50. 根据权利要求1中所述的膝假体半月板,其特征在于所述假体半月板的末端被条带可选地接合,其中该条带传输在所述半月板中产生的环向应力,所述环向应力的传输起到在负荷期间保持所述假体半月板的大致天然形状的作用,否则该负荷可能倾向于扭曲所述假体半月板。
51. 根据权利要求50中所述的膝假体半月板,其特征在于所述条带由细芳族聚酰胺纤维或对芳族聚酰胺纤维平编而成且它们的末端被牢固嵌入所述半月板末端,所述条带优选涂覆有所述弹性体基体材料,其被处理以使其吸附滑液中的润滑成分。
52. 根据权利要求2中所述的膝假体半月板,其特征在于所述定位带被固定至近端胫骨表面,所述定位带末端上的销被容纳在在胫骨表面上制成的合适孔内或所述定位带的末端被用合适的紧固件固定至所述胫骨表面。
53. 根据权利要求52中所述的膝假体半月板,其特征在于在所述定位带的末端被固定至该胫骨表面的情况下,骨骼被用一个合适的铣刀移除以创建短槽,其中所述末端被容纳在该短槽中,所述定位带末端优选被延伸,依需要转动约90度,依需要向下榫接和成形以与所述槽契合。
54. 根据权利要求1中所述的膝假体半月板,其特征在于为通过滑液改善所述半月板的润滑,所述支承面被聚[2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱-共-甲基丙烯酸正丁酯][聚(MPC-co-BMA)]浸泡处理以使它们吸附二棕榈酰磷脂酰胆碱(DPPC)。
55. 根据权利要求54中所述的膝假体半月板,其特征在于聚氨酯弹性体被浸泡在作-1
为聚合引发剂的含有BMA(0.3 mol 1 )和过氧化苯甲酰(与BMA重量比为1%)乙醇溶液中15小时,以产生一个轻微膨胀的表面,随后该材料被用乙醇轻轻洗涤和浸泡在含有MPC -1
(0.3 mol l )的乙醇溶液中30分钟;在从第二种溶液移除后,该材料被吸干然后在氩气环境下在70°C下加热5小时以使该材料表面存在的单体聚合,然后该材料用乙醇洗涤和随后室温下真空干燥24小时。
56. 根据权利要求1中所述的膝假体半月板,其特征在于为了改善该滑液在所述假体半月板的表面和股骨关节软骨和胫骨关节软骨之间的分布,一个窄槽网络被模制在一个或全部两个所述支承面中,其中所述槽优选具有0.25毫米至2.0毫米的宽度,0.25毫米至
2.0毫米的深度,具有部分球形的或其它合适的剖面形状,被分离开1.0毫米至5.0毫米且被大致径向和周向定向。
57. 根据权利要求56中所述的膝假体半月板,其特征在于为了改善该滑液的分布,所述支承面中的一个或全部两个在所述槽的某些或全部交叉点处设置有大致垂直于各点处的表面定向的凹陷,所述凹陷具有0.5毫米至5.0毫米的深度和0.5至5.0毫米的直径。
58. 根据权利要求1中所述的膝假体半月板,其特征在于为了改善该滑液的分布,所述支承面中的一个或全部两个设置有大致与各点处的表面垂直定向的凹陷,所述凹陷具有
0.5毫米至5.0毫米的深度和0.5至5.0毫米的直径,所述凹陷彼此相隔0.5毫米至10毫米的距离。
59.根据权利要求1中所述的膝假体半月板,其特征在于为了改善该滑液的分布,所述假体半月板设有多个导管,其中所述导管从所述低端支承面经过并至所述高端支承面,所述导管大致垂直于所述低端支承面定向,具有0.5毫米至5.0毫米的直径且彼此相隔0.5毫米至10毫米的距离。
60. 根据权利要求42和47中所述的膝假体半月板,其特征在于假体半月板的所述定位元件的所述外附着板被制成具有环以整齐地容纳所述内部元件,其中所述内部元件形式为细长杆形状,所述细长杆在其组合形式中大致地与该近端胫骨边缘形状相一致,在该较优选实施例中,所述杆由合适强度的硬金属合金材料制成,其具有圆形的或椭圆形的剖面形状,其中所述杆向两端逐渐变细;所述杆被以两部分制成,在下面安装中,该两部分通过结合装置,在外侧或内侧位置接合在一起,其中该接合装置被合适的附着凸缘自该胫骨所支撑;接下来定位所述半月板在该关节间空间中,所述杆被分别地嵌入所述附着板环并在所述结合装置处接合和锁定在一起;骨骼被移除以在胫骨上创建合适的凹陷以容纳所述附着凸缘;所述接合装置采用具有成形的插口的双末端突起部形式,其中该插口容纳所述杆部分的互补成形的末端。
61. 根据权利要求60中所述的膝假体半月板,其特征在于骨骼自胫骨约在天然半月板的角的嵌入位置被移除以创建凹陷,其中适当的插口被永久地固定进入凹陷中,所述内部元件的末端进入所述插口以稳定它们的位置。
62. 根据权利要求39中所述的膝假体半月板,其特征在于单个所述缓冲元件被采用,所述元件采用在植入期间为空的管形式,且所述管随后用一种合适的气体加压至一个合适的压力或通过合适注射装置用合适的液体或凝胶部分填充。
63.一种提供膝假体半月板的方法,所述膝假体半月板用于植入在退化天然半月板处以预防股骨和胫骨骨突的关节软骨损坏和阻止骨关节炎进行性发展;所述方法包括提供尺寸和形状与股骨和胫骨骨突表面相一致的假体半月板;所述假体半月板具有获得强度和耐久性的加强构造;由弹性特性与天然半月板相似的材料制成;以固体材料层通过组装而实际制成固态的均一的形式,其中所述固体材料层被薄的、可弯曲片状强化材料层隔开;具有经化学和/或物理处理以提高滑液润滑效率的承载表面;被多个各种形式的定位元件约束在关节间空间内移转,其中所述定位元件周向分布在所述假体半月板和周向排布的闭合定位带之间的区域;具有用于硬化和锚定目的的可选内部元件、用于硬化目的的可选外部元件和将它们的末端接合在一起以传递环向应力的可选条带。
64. 根据权利要求63中所述的提供膝假体半月板的方法,其特征在于在所述假体半月板移植期间,通过小切口和围绕所述关节的腱及关节囊组织的分离或位移获得进入该膝间室(compartment)的路径;该天然半月板按照需要通过注意止血地手术切断所有它们的胫骨、韧带和关节囊的附着物被移除;在仅有一个所述天然半月板被移除的情况下,该横膝状韧带在适当长度处被切断并被缝合至该前十字韧带的基底;所述假体半月板和所述定位带的大小和形状根据放射线图像选择,且骨骼被依需要去除以容纳所述附着凸缘和/或所述定位带的末端和/或内部元件的末端;所述假体半月板被润滑和被正确定位在该股骨骨突之间,内翻或迷走神经(vagus)力依需要被施加以打开该关节;紧固件被嵌入以将所述附着凸缘和定位带末端用所述定位元件固定至该胫骨,其中所述定位元件被定位在所述定位带与所述假体半月板之间;该滑液囊被根据需要改性以充分包围该关节,分离组织被恢复和皮肤切口被闭合。
65. 根据权利要求63中所述的提供膝假体半月板的方法,其特征在于通过小切口以关节镜法移除天然半月板,和将所述假体半月板和相关定位元件折叠成小型形式,通过合

说明书全文

假体半月板及其植入人体膝关节方法

[0001] 本发明一般涉及一种减轻由人膝半月板退化或损伤导致的不适和行动不便的手术方法。更具体地,其涉及一种用假体半月板替换一侧或两侧人膝处天然半月板的方法。
[0002] 在西方世界,膝关节关节炎恶化现在非常普遍。人口逐渐老化毫无疑问是因素。由于选择有限,在美国,每年进行的全膝关节置换的数量正在迅速成为医疗系统不可持续的负担。尽管其是不可逆的和可能最终需要修正,但在世界范围内,手术数量几乎成几何级数增加。事实上,由于全膝关节置换修正手术的数量变得如此之大以至于现在它在骨科手术中构成意义明确的子专业。显然地,任何可预先阻止需要全膝关节置换的替代方案均应该被考虑。
[0003] 膝关节复合体是人体中最经常受到损伤的关节之一。膝关节协同髋关节和踝工作以在静止、直立姿势时支撑人体重量。动态情况下,其在各种常规动作和困难动作期间负责移动和支撑人体。膝必须满足主要稳定和主要移动两种功能的事实在它的复杂结构和功能中有所反映。
[0004] 两个腿的主要骨骼是股骨,其近端在髋关节和胫骨处枢转,其远端在踝关节处枢转。股骨和胫骨关节通过胫骨关节(其为人体中最大关节)以铰接关系在膝相连接。股骨的远端和胫骨的近端扩大,尽管这提供了一些稳定基础,但骨末端彼此不是非常适配。股骨的远端发育成两个分离的骨突,其中其下表面平滑成圆和被覆盖在(透明)关节软骨内,其中该关节软骨提供了平滑支承面。骨突的前后凸面并不始终是球形,其后方具有更小弧线半径。骨突被骨突间窝相隔开,该骨突具有相当大的后向展开以与膝关节的弯曲相适应。内侧骨突具有更大的后向展开和更大的垂直展开,其中该垂直展开补偿该股骨的轴倾斜度。该外侧股骨骨突相对于该内骨突前方移位且该外侧骨突的关节面小于该内骨突的关节面。
胫骨的近端包括浅的、凹形外侧和被关节软骨覆盖的内侧平台骨,该内侧平台骨大于外侧。
胫骨平台骨被该外侧或内侧骨突间隆起或结节分离。该股骨骨突被定位和可枢转地支撑在该半环形成纤维软骨结构半月板中,而半月板定位在该胫骨平台骨。这些附件关节结构提供平滑的,凹形上表面,其中该上表面形成互补支承面,其中该互补支承面在膝结合期间抗抵该骨突所起作用。该膝也被侧向定位的长辅骨腓骨所支撑。该腓骨强结合在该胫骨远端,但其上端具有小的滑膜关节,其中该上端接合在该胫骨骨骺。该上胫腓关节囊被前韧带和后韧带加强。
[0005] 该髌骨(膝盖骨)被嵌入在股四头肌,其中该股四头肌腱将前大腿内侧的股四头肌肌肉组织连接至髌骨,该髌骨被膝韧带连接至膝下方的胫骨。简单来说,髌骨的后表面具有突起,在膝屈曲过程中,其可滑动地在滑车位移,滑车是形成在该股骨的前表面的槽,其中该槽处在该骨突之间。该髌骨与该股骨的接触区域均被光滑关节软骨所覆盖,其中该光滑关节软骨提供低的摩擦力和互补的工作表面。该股四头肌肌腱、髌骨和髌韧带的组合起到类似滑轮的作用,将股四头肌肌肉组织所产生的力通过弯曲的膝传递至胫骨以伸直腿或减小腿曲率。该髌骨显然也起到进一步保护膝关节免受冲击损伤的功能。
[0006] 该膝关节被多个韧带和肌腱所稳定,其中该韧带和肌腱连接和/或围绕该膝关节组件。在膝关节运动期间,该膝韧带的纤维束以募集模式非均匀加载,其中该募集模式取决于在取决于插入位点的连续相对定向。膝的主韧带是前和后交叉韧带、胫侧副韧带、腓骨侧副韧带、髌骨韧带、腘斜韧带和弧形腘韧带。这些之中,交叉韧带如所指被连接至胫骨的前表面和后表面中央并倾斜向上通过骨突之间以与股骨相接合;起到在所有膝构造中的矢状面实质性地将该骨突定位在胫骨的作用。该胫骨和腓骨侧副韧带分别被连接至该股骨内侧和外侧边缘并向下延伸将胫骨和腓骨囊相接合,起到在冠状面保持接合关系的作用。该腘韧带提供对膝关节的辅助强化。该髌骨韧带的功能是如上所解释。随着膝的伸长,胫骨和腓骨副韧带,以及前交叉韧带的前部绷紧。在伸长期间,该股骨骨突滑行至适当位置致使该胫骨侧副韧带完全展开。在最后10度伸长期间,触发限制性终端旋转,在此该膝向内旋转5度。该最终旋转由非承重腿的胫骨的外侧旋转和承重腿的股骨的内侧旋转所产生。此终端旋转由内侧股骨骨突的形状所限制,由髂胫束辅助和由前交叉韧带的拉伸所引起。两个交叉韧带被稍微松开和两个侧副韧带变得绷紧。在该弯曲位置,该侧副韧带松弛,而该交叉韧带绷紧。旋转由交叉韧带控制,其中该交叉韧带在该胫骨内侧转动期间扭曲接触和该外侧转动期间松开。由于该交叉韧带的倾斜构造和外形,它们中的至少部分总是处在拉伸状态,在侧副韧带放松期间控制该关节。该胫侧副韧带也起到限制内向转动的作用。当腓肠肌肌肉的头部,后小腿的肌肉,通过膝后面时,膝关节上方和下方的绝大多数肌肉通过腱膜-腱材料薄片行使它们的功能,其中该腱材料薄片实质性地环绕膝-其被局部加厚,在此更大的力被传输。高度弯曲和跨附件在肌腱和韧带之间发生,且神经和血管延伸穿过膝区域的各种组织。该膝周围的几乎所有肌腱和其他组织与该骨相平行平放并纵向移动通过该关节的事实造成潜在的巨大摩擦力。这也解释了在膝区域存在数量众多的滑囊-基本上充满滑液的薄壁囊,其中该滑液起到减少独立运动组织结构之间的摩擦的作用。某些滑囊与滑囊膜连通或与邻接。
[0007] 膝关节的关节腔的是人体最大的关节间隙且其被关节囊完全包围。该关节囊被关节囊韧带向内侧、向外侧和向后侧强化且其在限制过度的关节运动以保持关节的完整性和正常功能中至关重要。一般情况下,该关节囊的外部或纤维部牢固地附着至股骨低面和该胫骨的高面。向后地,该关节囊近端连接至股骨骨突后缘和骨突间窝,而远端连接至后胫骨骨突。该髌骨和其相关结构完成关节囊前部。该关节囊受机械性刺激感受器强力支配,其中该机械性刺激感受器可能通过发起反射介导的肌肉反应而有助于膝关节的肌肉稳定。该滑膜形成膝关节囊多部内衬。其用途是为了将滑液分泌进入关节间隙以用于润滑和营养无血管结构,如半月板。该膜在布排方面复杂,通过髌骨下方,并且向后脱离该关节囊且向前地内陷以避开该交叉韧带。该滑液和滑液润滑的软骨表面之间的摩擦学相互关系是复杂的相互关系且尚未有统一的关节润滑模式被提出。
[0008] 在该胫股关节移位期间,旋转或向运动相对于可改变但确定的轴发生。除了该角向运动,在前后方向上的移转在内侧和外侧胫骨平台骨上相同。在更小的程度上,内侧和外侧移转根据内翻(趋于膝内翻姿势)和外翻(趋于弓形腿姿势)力而发生。在正常膝中发生的少量前后和内侧/外侧的位移是关节不协调和韧带弹性变化的结果。尽管这些移转可能被视作是不理想的,但它们对于正常关节运动的发生是必需的。胫骨股骨弯曲和伸展轴线可以被简化为一条线,其中该线或多或少平行通过该股骨骨突的关节表面的近曲率中心。然而,该轴线并不固定,由于关节面的不协调而在整个运动范围内移动。随着该股骨在该胫骨上旋转,该股骨的大的关节表面和该相对较小的胫骨骨突产生了潜在的问题。在屈伸期间,为了将它们保持在胫骨平台骨,股骨骨突必须同时向前滑行,并且在伸展期间同时向后滑行。如上所述,交叉韧带起到屈伸期间实质性地将该骨突定位在该胫骨。如图1所示,在膝关节屈曲期间,前交叉韧带施加的张力抑制骨突向后移位。相似地,如图1的b所示,在膝关节伸展期间,后交叉韧带抑制骨突向前移位。这些效果被关节囊和围绕该膝关节的韧带和腱组织层所强化。例如,该髂胫束,其将来自大腿肌肉的力传送至胫骨,提供对膝关节的侧向支撑,和在弯曲期间,限制股骨下方的胫骨过度前移。
[0009] 膝关节内侧和外侧的转动是角向运动,其被命名为股骨上的胫骨的运动(或相对运动)。该膝关节的这些轴向转动围绕纵向轴线发生,其贯穿或逼近内侧胫骨骨突间结节。因此,不论转动方向如何,内侧骨突作为枢轴点而外侧骨突移动通过更大的运动弧。这在图
2中得以阐述。由于胫骨在股骨上的侧向转动,该内侧胫骨骨突在该相对固定的内侧股骨骨突上仅稍微向前方移动,而外侧胫骨骨突在该相对固定的内侧股骨骨突上向后移动较大的距离。在胫骨内旋期间,该内侧胫骨骨突仅稍微向后移动,而外侧骨突通过更长运动弧向前移动。在该内侧和外侧转动期间,该膝关节半月板将在相应的股骨骨突的运动方向上发生扭曲,因此,保持它们至股骨骨突的关系,如同它们在弯曲和伸展中所作的。膝关节转动的范围可能取决于膝的屈曲/伸展位置。当该膝完全伸直时,该韧带绷紧,该胫骨结节被嵌在该骨突间窝且该半月板紧密置于该关节面之间;因此,小的轴向旋转是可能的。随着膝朝向
90度弯曲,关节囊和韧带松弛性增加,该胫骨结节不再在骨突间窝,并且该胫骨和股骨骨突是相对彼此自由移动。轴向转动的最大范围可在膝弯曲90度范围。向外侧转动的范围为
0至20度和进行外侧转动的范围为0至15度,其致使总向内和向外转动高达35度。
[0010] 该膝半月板一度被认为是一种形式的残留组织,现在人们明白其对膝关节的正确功能至关重要。除了加强关节一致性之外,该半月板在通过膝分散力,减少股骨与胫骨之间的摩擦和吸收膝冲击载荷方面起到重要作用。该半月板盖在二分之一和三分之二胫骨关节平台骨之间并朝向该胫骨结节打开,该外侧半月板覆盖该较小外侧胫骨平台骨的更大的百分比。由于其较大的暴露表面,内侧骨突具有对巨大压缩载荷的更大敏感性,其中该巨大压缩载荷在日常活动期间通过该内侧骨突。尽管在步行和爬楼梯期间,在膝的压力可能达到1倍或2倍体重和在跑步期间,该压力可能达到3倍至4倍体重,该半月板也仅承担该施加负荷的 半月板在胫骨上的运动被多个附件限制以围绕这些结构,一些对两个半月板是共用的,一些对每个半月板是唯一的。为了适应股骨骨突球形偏差,该半月板显然具备一定的行动自由。该内侧半月板具有更大的韧带和关节囊约束,限制其移转长度大于其内侧半月板移转长度。该内侧半月板的相对缺乏运动性可能造成其更大的损伤发生率-约九倍大于外侧半月板。
[0011] 该半月板最好被描述为支撑在胫骨近端关节表面的外围方面的纤维软骨月牙形楔。它们的功能有效地加深内侧和外侧胫骨窝以用于股骨骨突的关节。它们在外部边缘处最厚且随着它们向内径向延伸,非附着边缘逐渐变薄。该半月板的上表面略微凹陷以适应股骨骨突和提供更大的接触面面积。该内侧半月板比外侧半月板大且在形状上更卵圆。在前方,它是薄的并指向在该胫骨的前骨突间区域的其附件,直接地指向前交叉韧带。在后方,它最宽,附着在相应的后颅窝,向前地附着至后交叉韧带的开端。该外侧半月板更小且更圆,其前角附着在前骨突间区域,向后和向外地附着至前交叉韧带的嵌入部。它的后角终止于后骨突间区域,紧靠内侧半月板后角终止区之前。除被腘肌腱经过之处,该外侧半月板较弱地环附于该外侧胫骨骨突边缘,并且未附着至腓侧副韧带。临近它的后部附件,该外侧半月板频繁发送纤维集,其中该纤维集也加入或位于后交叉韧带后。该纤维束,被称为后半月板股骨韧带,直接于该后交叉韧带附件后终止于股骨内侧骨突。根据它是否向前或向后通过该后交叉韧带,该韧带众所周知,分别作为汉弗莱(Humphry)韧带或里斯伯格(Wrisberg)韧带。偶尔,两个半月板股骨韧带存在,它们的功能显然是提供对胫骨移转的二级约束。偶尔,前半月板股骨韧带也存在,有相似的但是与后交叉韧带的前方联系。该外侧半月板被因此松散地附着到该胫骨和具有与股骨的频繁附着。因此,它在膝弯曲期间倾向与外侧股骨骨突向前和向后移动。相反,该内侧半月板更紧密固定至该胫骨。该外侧半月板的凸状前缘由该横向膝韧带被连接到内侧半月板的前角(或它的凸状前缘)。此连接允许两个半月板一致移动。此韧带,其在厚度上有很大的差别,常常缺失。该半月板的弯曲的外缘被附着至膝关节纤维囊(并因此滑膜)并通过它,附着至该胫骨的关节面的边缘。该将半月板边缘附着至胫骨骨突的关节囊纤维被命名为冠状韧带。该内侧半月板被其附着至该胫侧副韧带深面进一步约束。该关节囊和半月板的胫骨附着可能在图9中清楚看到。该胫骨平台骨和半月板角附着点在图10中被阐明。
[0012] 该半月板的厚的周边缘具有大量的微血管网络,其中该网络产生于它们各自的腘动脉上方和下方关节分支,而该关节内半月板薄的非附着边缘没有血管。该环绕半月板毛细血管丛被环绕定位且其大量分支成更小的血管以供应半月板。该毛细血管发育成更小的血管,其中这些更小的血管穿过内侧半月板的 和外侧半月板的10至25%向周边延伸。相似地,神经纤维起源于环绕半月板组织并且辐射状进入外围半月板的30%。最密集神经支配区域是前和后角,这些神经被认为发挥本体感觉作用以用于关节运动和负荷的保护性神经肌肉反射控制。该半月板和相关结构的位置和形态在图3中被阐明。
[0013] 在弯曲期间的股骨骨突的向前滑行也受到半月板的影响。该半月板的有效“楔入”效应起到抑制骨突向后位移的作用,同时施加到对它们施加的作用力起到在胫骨平台骨上移动半月板的作用。因为半月板的角的刚性附着限制了它们整体移动能力,因此该半月板的形变发生,因为它们的角的刚性附着限制了它们整体移动能力。后部形变允许使得该半月板随着该股骨骨突在胫骨平台骨上的移动而保持在股骨骨突下方。随着膝自完全屈曲返回至伸展,该半月板恢复至其中间位置,并且随着伸展继续进行,该半月板前方变形扭曲。该半月板的适当的后部形变由肌肉机构辅助。在膝屈曲期间,例如,通过其对该内半月板的后角的附着,该半膜对该内侧半月板施加力促使其向后。研究发现,在超过40%的膝中,该半膜对该外侧半月板后角具有相似的附着。腘肌施加相似的力至该外侧半月板。
[0014] 该半月板实际上是主要成分为I型胶原的胫骨的软骨延长。分占该半月板总重量超过70%。胶原组成软骨组织最大有机成分-细胞外基质湿重的约10%至20%。目前,已有识别出超过20种类型的胶原,基于它们特别的基酸序列。胶原的基本分子结构从三个相互缠绕的α-螺旋的多肽链开始,其中该多肽链通过共价交联链结合在一起。这些原胶原分子,如它们所命名,然后自聚集形成四分之一交错方式以形成具有特征性条带的纤维,其中该条带在电子显微下可见。这些胶原纤维进一步聚集成宽度为10至25nm的小直径原纤维和宽度为1至25微米的较大直径纤维,其取决于胶原类型和位置。蛋白多糖聚集构成第二大软骨组织有机材料构成部分,占约该半月板重量1%至2%。组成蛋白聚糖的长蛋白质核心被约150条糖胺聚糖(GAG)链附着。软骨中发现的硫化糖胺聚糖是硫酸软骨素、硫酸角质素和透明质酸(HA)。蛋白多糖的组分独立地由软骨细胞产生并在细胞间质液中以可溶形式挤压成细胞外基质。随后的聚集体变得更牢固地固定在周围胶原网络的纤维间隙并通过相互摩擦作用保持在适当位置。其结果是强大的粘着的多孔可渗透的纤维增强的复合材料
[0015] 参考图4,该半月板胶原网络的物理结构可大致分为三个分离区域。在外表面的表层中,原纤维是随机取向并相互交织以形成细网。紧接该网络之下是狭窄区域,在此该胶原束显示更加不规则定位。这两个表面区域的内部,该胶原纤维形成大束,其中该大束肉眼可见。这些纤维束沿圆周布置,从该前部附着位点延伸至该后部附着位点。这些大的圆周分布的胶原纤维束之间是更小的结型纤维或结型鞘,其中该结型鞘辐射定向并自周边向内缘延伸。因此,施加到该半月板的压力被转换沿圆周方向的拉伸或环向应力,被强圆周纤维支撑,其中该强圆周纤维支配其超微结构。该半月板材料的拉伸和压力的粘弹性行为是复杂的,该拉伸模量、刚度和破坏应力与胶原蛋白含量和胶原与蛋白多糖(PG)的比例相关。当半月板材料负荷压力时,体积损失发生可能是由于自组织渗出的流体和/或组织内的流体分布。组织内PG浓度已被证明影响渗透性,表明PG含量和抗压强度之间具有直接关系。在软骨中的蛋白聚糖聚合物的浓度和分子构型随年龄和疾病变化而变化且PG存在量取决于关节负荷和运动。一般情况下,随着衰老和疾病,PG聚合物的大小因透明质酸链的缩短或蛋白核心或糖胺聚糖链,或两者的缩短而减小。另外的重要的年龄相关的PG改变可在分子水平上被观察到。硫酸软骨素(CS)的有两种异构形式,CS4和CS6,其中下标表示己糖胺的硫酸化位置。已观察到CS4异构体在年轻软骨中更加常见,而CS6异构体随着年龄的增长增加。最终结果是软骨弹性和对机械损伤的伴随处置的降低。
[0016] 该膝关节的润滑过程被认为是界面润滑和流体膜润滑的组合,但通过关节软骨表面的特性而得到改进。界面润滑取决于关节表面润滑分子单层的化学吸附,关节表面之间的间隙只有几微米大小,其中该关节表面被润滑机构所保持。在相互相对运动期间,该表面由润滑分子保护,其中该润滑分子在另外润滑分子上滑动,防止天然存在的表面不平的粘合性和磨损。在流体膜润滑中,与润滑糖蛋白分子的分子大小相比,更厚(10~20μm)的润滑层是必需的。与典型的正常关节软骨的表面粗糙度相比,该润滑剂层导致该关节表面相对较宽的分离。通过该表面施加的负荷通过在流体膜中产生的压力支撑。该关节表面的低的相对速度差异和通过它们施加的高负荷,一般来讲,与流体膜润滑概念相矛盾。作为施加压力的结果,这导致了“渗出润滑”过程的需要,在此润滑液自可渗透软骨表面渗出。实验研究无法验证这一假说,“增压润滑”理论现在被接受。在此过程,发生在流体润滑膜中的高压导致没有透明质酸的滑液流入软骨组织,在该间隙留下浓缩凝胶以保护关节表面。现在也被人们所接受的是微弹性流体动力润滑大大有助于滑膜关节有效润滑膜的形成。当弹性层在压力下变形时,微弹性流体动力润滑发生,形成流体膜,其中在该流体膜,作为局部压力扰动的结果,在关节表面的表面微凸体被压平。根据滑膜关节在广泛条件范围下维持高水平润滑的能力,推断出假说润滑机理的存在并不是不合理且值得注意的是与此话题相关的重大分歧仍然存在。不管润滑机制,通过工程标准,在动关节的摩擦被减小至与流体膜相关的水平,其中该流体膜与活动表面相分离(流体动力润滑),但以通常只与界面(固体对固体)润滑相关的滑动速度,因此,具有高出一到两个数量级的摩擦水平。作为润滑系统效率的指标,人体关节的动摩擦系数(μ)的系数约为0.002至0.006,与特氟龙(Teflon)0.04系数值相比,其中特氟龙是用在非生物系统中的最佳界面润滑剂之一。该摩擦系数(μ)是关节表面施加在另关节表面的抵抗运动的摩擦力(T)与促使该关节表面在一起的正常力(N)之比率(μ=T/N)。
[0017] 对能够将摩擦力降至前文中提到的非常低的水平的界面摩擦的寻找备受关注。透明质酸早已被公认为其具有显著的保水和控制滑液的粘度的能力,但其在任何适当载荷下的润滑失败作为使其被排除的关键。滑液离心实验表明该活性承重成分位于“蛋白核”层,而不是“透明质酸”层。而进一步的研究确定:在承重摩擦内,对滑液独特的糖蛋白(该糖蛋白经分子量计算而被命名为“润滑蛋白”(Lubricin))没有占到约9%至13%。该观点被采纳,即滑润蛋白组分自滑液沉淀至关节表面。该吸收理论被这样的事实所加强:当用生理盐水替换滑液时,暴露于滑液的表面的润滑不会立即受到损害。进一步地,表面被充分润滑前必须与滑液接触约3分钟。该与身体其它滑动表面,也即是胸膜和包膜,相关的表面活化磷脂(SAPL)的确定,促使研究人员寻求关节中的类似化合物。在分子水平,该主要表面活性组分被确定为表面活性剂,L-α-二棕榈酰磷脂酰胆(DPPC)。随后的研究表明DPPC和滑膜SAPL能够将摩擦减少到哺乳动物关节的非常低的水平(μ=0.001-0.006)特征且在低滑动速度和高负载下也能做到如此。虽然该表面活性剂产物由该关节周围的软组织产生已经被证实,自该滑液的SAPL直接吸附应由其在水中的非常低的溶解度并且因此在滑液中的非常低的溶解度的限制。如果存在高溶解度的微分子用作载体,该困难将被克服。据推测,滑液蛋白可能提供此载体。
[0018] 使用磁共振成像对膝关节的检查已经显示:在膝关节弯曲的不同阶段,半月板经历相对较大的偏移。图6、图7和图8给出这方面的一些图像。半月板移动具有相对较高的度数时,可以理解的是在该胫骨平台骨的该股骨骨突原初定位机构由前后交叉韧带施加张力。该半月板基本上提供了用于股骨骨突的可移动的、缓冲的支撑面,并且可能在极端的膝关节弯曲,提供补充定位帮助。此因素使提供假体半月板成为可能,尽管其不能适应运动的严酷,但将很容易满足久坐不动的中年人。
[0019] 半月板故障通常有两种形式:直接的机械性损伤和由退化性故障导致的机械损伤。在运动人员中,例如,当膝部弯曲和被用力扭曲时,可能会导致半月板的急性撕裂。半月板退行性破裂在老年人中非常常见,其中在超过65岁的西方人群中,有约60%的老人具有某些退行性故障。而急性撕裂可能会导致症状突然发作,在老年人群,退化性破裂可能导致于轻微活动和长时间无症状。一些情况的组合,如年龄相关的退行性改变,在前运动员中常见整个膝的损坏和磨损关节炎,炎症性关节炎,滑膜润滑下降,酶所引起的降解,不自然步态,腿部排列紊乱或作为职业活动结果的过度膝关节负荷均可能导致半月板的连续摩擦磨损,软骨具有非常小的自然修复能力。该半月板仅能在血管化的神经支配的外围区域自我修复而未连接的中央区域是仅由滑液滋养,一般来说是无法自我愈合的。
[0020] 减轻软骨受损或故障影响的干预措施有多种形式并包括:
[0021] ●柔韧性锻炼计划,袋和减荷支架
[0022] ●止痛药,消炎药,关节腔内注射,针灌洗或针灸
[0023] ●透明质酸补充法
[0024] ●关节镜,半月板切除
[0025] ●截骨术
[0026] ●半月板更换-异体移植
[0027] ●半月板更换-体内生长
[0028] ●半月板更换-体外生长
[0029] ●半月板更换-假肢
[0030] ●膝关节更换-联合关节囊
[0031] ●膝关节更换-总置换
[0032] 在第一组中的这些不言自明。在第二组中的这些不言自明,除针灸外。此过程涉及到用无菌生理盐水冲洗膝关节,之后通常注射皮质类固醇至该关节中。该方法效果各异。在透明质酸补充法中,透明质酸被注射进入该膝关节。这将恢复骨关节炎中常见的枯竭润滑并发现可减轻疼痛
[0033] 用关节镜(一种内窥镜)通过小切口插入关节而进行关节镜检查以评估和治疗骨科疾病。该关节镜治疗包括修复或部分切除半月板,前交叉韧带重建或关节软骨修复。在半月板损坏至不能修复或部分移除的情况下,可进行总半月板切除。此选项要尽可能避免,导致关节炎险升高,以致最终需要全膝关节置换。半月板修复通常仅限于年轻人和血管生成区损伤并受到缝合或生物可吸收材料制成的小固定镖,别针或夹子的使用的影响。使用外源性纤维蛋白的无血管区半月板修复已经取得一些成功。取决于不同治疗类型,膝得到充分使用的恢复可快可慢。在半月板修复情况下,可规定使用膝护具。患者术后一天或两天后受影响的膝能正常承重和两到四个星期内恢复所有活动。恢复剧烈的体育活动,可能会延迟数月。
[0034] 已在一侧膝患有关节炎的年轻患者中成功地采用截骨术。该过程涉及紧接膝关节的胫骨适当侧的骨骼的楔形部分的移除。这允许导致关节炎状态的膝关节复位不良的校正,减少恶化的隔室的负载,并且经常刺激血液向其流动。该胫骨平台骨的调整后位置被用板稳定。康复治疗可包括紧随术后使用连续的被动运动器用以减轻僵硬,缓解疼痛,防止血液凝块的形成和防止关节内额外的疤痕组织形成。住院时间可能是数天,病人通常在能够安全地上床和起床且能使用拐杖或助形架走路时出院。按规定锻炼以确保股四头肌的良好收缩的恢复和膝关节活动范围的改善。常见的是,病人术后佩戴膝支架多达六个星期以保护该膝关节。缝线一般在完全康复2至3月后的10至14天内被移除。在最好的情况下,胫骨截骨术被认为只是暂时的,在全膝关节置换前,该手术益处通常持续5至7年之久。该方法可能无法提供全部疼痛缓解和出现一系列可能的并发症,幸运的是这相当罕见。
[0035] 此外,在年轻患者中,半月板保留是不可能的,异体移植已经取得了一些成功。同种异体移植物是已选定大小和经γ射线消毒的死体半月板。随着缺陷半月板移除,该异体移植物通过将所述那些角(horns)稳固至骨桥或插进胫骨的楔形塞以提供正确位置并通过将其外边缘缝合到关节囊或胫骨平台骨边缘而被移植。患者通常在手术当天出院并可能需要四到七天的镇痛药和抗炎药治疗。通常需要采用冰桶以减少肿胀。患者通常被鼓励在手术后立即在支架上做直腿抬高。支架常被用于和伴随伸展膝行走六个星期。运动范围一般在术后不久从0-90度开始,运动期间无任何承重。支架在6周时被解并在8周后,当显示出良好的股四头肌控制时,被解离。运动在第6周随耐受性增加,但直到12周时仍避免深蹲。运动在第6周随耐受性增加,但直到12周时仍避免深蹲。理疗的辅助作用非常有助于实现快速的全面康复。就截骨术来说,异体移植具有一系列可能的并发症且其并不是总能成功。
[0036] 相当部分的实验工作已直接涉及该半月板材料的体内生长。此组织工程技术涉及到生物或合成基质的使用。该方法的目的是在基质软骨细胞上生长,其中该软骨细胞招募自剩余半月板或在其移植入关节前接种到该基质。创造一种合适基质材料制成的C-形盘,该损坏半月板组织被清创直到健康的组织,血管生成组织被暴露且该植入物修剪出形状并缝合到位。该基质移植倾向于随着时间的推移而被吸收。虽然该技术仍处于试验阶段,胶原半月板植入物的使用已取得了一定的成功,并已在一些国家批准使用。一般来讲,该合成软骨缺乏天然软骨的微观结构和生物力学特性。令人怀疑的是,该技术可以用来代替完整的半月板,由于难以创建再生长半月板固定方法。还让人怀疑的是再生软骨材料将具有所需的强度和耐用性。随此方法的恢复和重建不太可能比同种异体移植物植入后更麻烦。
[0037] 相似地,相当部分的实验工作已直接涉及半月板材料的体外生长。所涉及到的组织工程技术在本质上与体内的技术相似,除材料成型,并定期进行强烈的拉伸和压缩,目的在于助长在性质上与天然半月板相似的微结构的发育。该植入过程与用于移植体内软骨生长的基质材料的过程相似。这种技术也仍处于试验阶段,但表现出了相当的前途。假设该体外创建半月板的最终植入术,随此方法的恢复和康复也不可能比随同种异体移植物植入的方法更麻烦。据估计患者将需要长达六个星期避免受影响膝的承重活动且在此期间可能需要使用连续被动运动。
[0038] 对于半月板自体移植进行了大量的实验工作。最常见方法涉及到腱材料(通常是中间第三自由髌腱)的获得,用与用在软骨体内生长的基质材料的相似方式成形和植入。用此方法在动物研究中进行的半月板形成检验已显示出良好的外形,但该软骨不具有天然半月板的微观结构和强度。这种技术也仍处于试验阶段,但被认为有前途。如果该方法用于人用成为现实,随此方法的恢复和康复也不可能比随同种异体移植物植入的方法更麻烦。
患者通常被要求避免膝遭受任何负重活动的影响至少1个月。
[0039] 已有人提出将生物相容性聚合物和多肽材料向关节炎关节注射的建议,此处生物相容性聚合物和多肽材料将设置并建立与天然半月板特性相似的支撑面。这些方法也仍处于试验阶段,但对除了小面积关节软骨丢失之外的情况不太可能有效。假体半月板的移植假说已被提出,但在定位它们方面和创造具有足够强度和耐久性材料方面困难重重。一些用于半月板更换的方法可用关节镜进行。
[0040] 在一个或两个膝间室均遭受不可逆关节炎恶化的情况下,进行单关节囊或全膝关节置换很常见。在此方法的典型形式,关节被打开和相应的股骨和胫骨骨突被切除。机械关节的元件被固定至股骨的远端和胫骨的近端。这两个元件通常均由合适的金属合金材料制成且股骨单元被设置在其远端,其中其远端具有一或多个与股骨骨突一致的曲面。该胫骨单位复制胫骨平台骨并采用了与该半月板和胫关节软骨相一致的承重面。承重单元通常采用高分子量聚乙烯制成的板形。手术方法很重要。它涉及该膝关节的完整开口并可能延长到几个小时。可能要求输血。理疗是恢复过程的重要组成部分且其通常手术后48小时开始。通常规定使用持续被动的运动,并且在治疗期间,预计出现某种程度的疼痛,不适和僵硬。患者正常情况下在第三天或第四天出院。各种形式的治疗将持续几个月之久以尽量减小疤痕和确保充分的关节运动。完全恢复时间因患者而异,但可能需要长达12周时间。与该方法相关的风险并不小和其主要包括深静脉血栓形成、疼痛、术后感染、僵硬、肢体长度不等和假体松动。该膝关节置换的重要后果是这样一个事实:在任何时候,假肢可能成为侵入式感染的集中点。作为常规预防措施,带有人工关节的人被建议在任何入侵式手术前服用抗生素,包括牙科手术。
[0041] 一般地,根据先前所述,可以假设如果关节炎恶化可在足够早的时期检测到,以假体半月板植入形式干预可能有效地几乎立即恢复正常膝关节功能。此外,这有可能停止恶化过程和防止最终需要全部或部分膝关节的置换。如果该植入过程可作为一天过程通过关节镜进行,对医院床位、整形外科、麻醉、理疗和一般医疗服务的需求的减少将表现足够的成本节约。随之而来的好处是患者遭受最小不适的快速康复和,如果需要的话,易于修改
[0042] 本发明的主要目的是提供假体半月板以取代人天然膝半月板,与天然半月板移除和假肢植入的外科手术一起;该假肢容易地匹配股骨骨突的尺寸,能够牢固地定位在胫骨平台骨并复现正常半月板运动,同时提供耐久的低摩擦工作表面;具有与滑液的成分的相容性,和能够适应由膝关节工作所施加的所有正常负载之下的应力;这样的手术植入过程和假体半月板的效果要求每个病人最小的康复治疗。本发明的第二目的是提供一种可使用关节镜手术方法植入的假体半月板。本发明的第三目的是为了提供一种软的和保护性的假体半月板,其可在股骨或胫骨软骨修复期间被暂时性植入。
[0043] 依本发明,具正确尺寸和形状的假体半月板由合适材料制成并被处理以使它们的表面具有对滑液润滑成分的表面吸附力。通过小切口和围绕关节的腱及关节囊组织的位移,获得进入该膝间室的入口。通过注意止血地胫和关节囊所有附着物的手术去除,该天然半月板被移除。该假肢半月板被正确地定位在该股骨骨突和胫骨平台骨之间并被几种装置固定在适当位置。然后该滑液囊被根据需要修正以充分包围该关节,分离组织被恢复和皮肤切口被闭合。
[0044] 通过参考下述给出的与附图相关的优选实施方式的描述,本发明各个方面将更容易理解。
[0045] 图1(a)和图1(b)是在伸展和弯曲期间,该膝各骨骼的侧向示意图;
[0046] 图2是右膝胫骨近端上部示意图;
[0047] 图3是通过该半月板正上方的右膝关节的上部的、示意的横向剖面图;
[0048] 图4是部分剖面以展示其内部结构的半月板的局部的示意图;
[0049] 图5是承受拉力的人半月板中杨氏模量的区域变化的图示;图6是半月板在膝弯1
曲0和120度时胫骨平台骨上位移的上部示意图,该位移位置如实线所示 ;
[0050] 图7是在从直立承重到弯曲90度期间和在坐姿、放松和不承重的弯曲90度期间,2
半月板在胫骨平台骨上位移的上部示意图,该位移位置显示在虚线 ;
[0051] 图8是在深度膝关节屈曲期间,半月板内缘在胫骨平台骨上位移的上部示意图,3
该位移的内缘如实线 中所示;
[0052] 图9是在股骨骨突、半月板和胫骨平台骨的矢状面的局部剖视图,股骨骨突、半月板和胫骨平台骨相互分离以理解它们的相对尺寸;
[0053] 图10是右膝胫骨近端的上部的示意图;
[0054] 图11是显示支撑架的位置和被它们所支撑的假体半月板的位置的图10的视图;
[0055] 图12是膝关节的骨骼的前视图,其中该图描绘了天然半月板和假体半月板安装;
[0056] 图13是代表性假体半月板的横线横向剖视图,显示出其层叠结构;
[0057] 图14是代表性假体半月板的横向剖视图,显示边缘硬化带、硬化线和范围;
[0058] 图15是假体半月板的典型片状强化材料的局部视图;
[0059] 图16是半月板的横向剖视图,其中该半月板通过其附着凸缘定位带;
[0060] 图17a、17b、17c和17d在局部的、上部的示意图中描绘了用在假体半月板的弹性支撑和定位装置的各个缓冲元件和它们的功能紊乱模式;
[0061] 图18是在图17a、图17b、图17c和图17d中的弹性支撑和定位装置的工作实施方式的局部的、上部的示意图。
[0062] 这些附图依不同比例绘制,不能从此事实推定出任何意义或重要性。
[0063] 参考图3和图10,描绘该外侧或内侧半月板的角的定位和附着。参考图61和图2 3
7 和尤其参考图8,可以看到随着膝关节的逐渐弯曲,半月板逐渐向后移转。这在可变的程度上伴随有后外侧位移(就外侧半月板来说),内侧位移(就内侧半月板来说)。随着半月板被它们的角(horn)牢固固定,此种位移的结果是该半月板自它们的自然形状发生弹性扭曲和伴随其高度降低的角的拉伸。对于图1和图2的观察将给出影响半月板位移或移转的因素的较好理解。在该膝关节的快速和重复弯曲期间,该半月板的弹性扭曲显示允许该半月板快速恢复至它们的放松位置。可以说,此设施是几乎完全适用于年轻人和体力活动的人的自然发展产物,而久坐不动的生活方式的中年人或老年人几乎不需要它。对于老年人,假若半月板随着被骨突突运动所控制的定位,被限制在适当的移转范围,它们将充分执行它们的主要功能:为关节提供冲击吸收和扩大的支承面。与最大120度关节弯曲相应的半月板移转范围限制将适应绝大多数久坐活动。被采用以影响半月板移转限制的主要装置是延伸基本上围绕胫骨骨突和被固定至该胫骨的定位带。参考图12,股骨1在内侧骨突
11和外侧骨突12终止在其远端。髌骨3被描绘摆脱其韧带支撑和被定位在膝关节上方,正如膝关节相当程度弯曲的情况。腓骨10在上部胫腓关节被结合至胫骨2和被外侧副韧带
9结合至该股骨。股骨1被该内侧副韧带8结合至该胫骨。外侧半月板7和其前角13在适当位置被描述。定位带4被支撑在一或多个附着凸缘5上,其中该附着凸缘5被合适的固件6固定至刚好低于胫骨2的近缘的表面。使用合适的铣刀,骨自该胫骨被移除以允许所述附着凸缘嵌入并定位在与该骨表面差不多平齐。在该外侧半月板的情况下,所述附着凸缘被可选地定位在前外侧的外侧,外侧和后外侧区域。在内侧半月板的情况下,所述附着凸缘被可选定位在前内侧,内侧和后内侧区域。通过合适地定位该膝关节,周围腱和韧带组织分开和/或位移和通过滑液囊的脱离和缩回,通过约30mm的切口容易地获得通向所述区域的通路。所述定位带由合适的金属合金材料制成并足够的坚硬以支撑所有正常负荷。
用于所述定位带的合适材料在本领域中众所周知,并且包括钝化合金、钛、奥氏体不锈(其可具有钽、铌或钛涂层)、钴-铬合金、钝化铍、铍-合金、镍-铬合金、镍-铬-铍合金、钴-铬合金、化锆、氧化锆钢化铝、金属-纤维复合材料和其它类似材料。所述定位带成形以准确地与放射线确定的胫骨近缘的周围形状相一致。所述定位带可选地设置有向下延伸的定位凸缘,其中该凸缘紧靠在刚好低于该胫骨近缘的表面。合适的向内定向的定位销可选设置在所述凸缘中,所述销被容纳在孔中,其中所述孔位于所述胫骨的表面。所述定位带的自由端被可选设有向下地定向销,其中该销被容纳在合适的定位孔中,其中该定位孔制造在该胫骨的近(上)表面上,所述销起到确定地定位所述端的作用。其它稳定所述定位带的所述端的装置也可选地被采用。所述假体半月板由合适的生物相容性弹性体(基体材料)模制而成,优选实施方式中,该弹性体是DSM-PTG 20 90A生物相容性氧烷聚碳酸酯氨基甲酸酯,其由6167。该材料的主要机械特性为:
[0064]
[0065]
[0066] 该材料结合了传统的硅氧烷弹性体的生物相容性和生物稳定性与热塑性氨基甲酸乙酯弹性体的可加工性和韧性。该材料是非细胞毒性的和非溶血性的,具有低能量硅氧烷表面,具有优异的氧化稳定性,是疏水性的,具有高拉伸强度且是光学透明的。博赛尔TM TM(PurSil)硅氧烷-聚醚氨基甲酸乙酯和卡博塞尔 (CarboSil)硅氧烷-聚碳酸氨基甲酸乙酯是真正的在软链段含有硅氧烷的热塑性共聚物。这些高强度热塑性弹性体通过多步批量合成被制备,在此合成中聚二甲基硅氧烷(PSX)与聚四亚甲氧醚(PTMO)(PurSil)或一种脂肪族的,端羟基聚碳酸酯(CarboSil)被整合到聚合物软链段中。该硬链段由一种芳香族二异氰酸酯,MDI,带有一种低分子量的乙二醇链加长物所组成。该共聚物链随后用硅(或其他的)表面修正端基团(Surface-Modifying End Groups)封端。带有合成自芳香族二异氰酸酯的硬链段的这些材料的脂族(AL)变体,也是可用的。博塞尔和卡博塞尔可通过传统的挤压成型,注射成型,或压缩成型技术被熔融制造。自这些材料挤压制成的杆状物,球状物和管状物显示出优异的表面抛光度和低凝胶含量。此外,这些材料是可热封的,容易与填料混合并容易进行成型后加工。在可选实施方式中,所述弹性体是
热塑性聚氨酯弹性体(聚醚),其由美国俄核俄州克利夫兰的路博润先进材料公司制成,具有邵氏A硬度为87的名义硬度。这种材料被特别配制以用于溶液模制。在其它可选实施方式中,具有与该卡博塞尔和泰科富莱克斯产品相似特性和具60~95邵氏A硬度的弹性体材料被用在本发明。在该优选实施方式中,假体的大小和形状依照骨突X射线图像,尽管一些成功表明在同种异体半月板置换的选择中,简单地与个体的性别和身高等因素有关。
模具被创制以用于特定假体半月板的要求大小和最终形状(或选择自可用模具组)。参考图13和图15,为了更好地适应施加在该假体半月板上的力,在该优选实施方式中,假体半月板14在一组或多或少的所述基体材料平行层上制成,其中该基体材料平行层在界面25上被粘合或融合。所述基体材料层被合适拉伸强度的载荷材料薄片16分开。所述基体材料的所述层在厚度上可选地依在假体半月板中的位置而不同且数目在2至12之间。在第一实施方式中,所述载荷材料采用薄的,易弯曲片材形式,如凯夫拉尔 所述片材的厚度范围为0.005至0.1毫米。所述片材的厚度和长度依在半月板中的位置而可选变化。特定参考图15,在该优选实施方式中,一组孔12被设置在所述片材中以使所述片材的一层与另一层的粘合或融合变得容易,所述孔具有任何合适的形状和布置从而保留未受损区域能够令人满意地携带施加在所述片材的径向和周向负荷。在第二实施方式中(未示出),所述基体材料的所述层被合适拉伸强度的纤维材料阵列分开,所述纤维也被定向以与已知的径向和周向负荷路径一致。光弹性方法被可选采用以确定以各种负荷施加在半月板的应力的方向和大小。所述纤维被捕获在所述基体材料的所述层之间之间,当它们粘合或融合在一起时。在该优选实施方式,所述纤维由聚合物制成,如凯夫拉尔 或合适碳纤维。在可选实施方式中(未示出),所述纤维以随机方式分布在整个所述假体半月板。参考图5,用于拉伸状态下人的半月板内的位置的杨氏模量(或拉伸模量)值如图示(以MPa为单位的值)。将被注意到的是该些值远低于大多数聚合物材料的值。例如,如凯夫拉尔 (芳香族聚酰酩)具有正常范围值为83至186GPa的拉伸模量。参考图4,示出了该天然纤维强化的配置和布设。在该优选实施方式中,随着最终形状在模具中形成,所述基体材料的所述层通过热融合或粘合被组合,其中所述模具出于所述目的被创制。所述最终模具被很好抛光以对该最终假体半月板的高端和低端表面提供光滑抛光。在该优选实施方式中,所述基体材料的所述层彼此的热熔合,通过与一个热盘相接触,将要被结合一起的两个表面加热至高于它们的熔融温度,然后将它们牢固地促使在一起来实现。也是在该优选实施方式,所述基体材料的所述层的粘合在一起通过使用一种永久生物相容性粘合剂来实现,其中该永久生物相容性粘合剂在现有技术中众所周知。
[0067] 在可选实施方式(未示出),其中所述半月板的其中一个或两个支承表面被设置有薄层,其中该薄层由一种更加柔软、更相容的基体材料制成,所述薄层的厚度范围优选在0.1至2.0毫米之间。通过提供更具相容性的支承面,该实施方式可更好地实现微流体弹性动力润滑。在另一个可选实施(未示出)中,所述半月板完全由更加柔软、更具相容性的基体材料制成。此实施方式中的半月板在股骨或胫骨关节软骨的修复期间被临时采用,并且随后由更坚固的基体材料制成的半月板置换。
[0068] 在可选实施方式中,所述假体半月板由一种或多种合成多肽材料制成,其中该类5
型多肽材料在柯利(Keeley)等人的申请号为WO2008/140703A2 的专利中有所教导。这些材料包括至少三个连续的β-片层/β-转折(beta-sheet/beta-turn)结构和至少一个交联氨基酸残基,其中该交联氨基酸残基参与交联,其中该交联残基不同于β-片层/β-转折(beta-sheet/beta-turn)结构,每个多肽在150至500个氨基酸残基长度之间并且该材料是固体或液体。在特定的方面,每β-片层结构可包括从3至约7个氨基酸残基。在一些实施方式中,该交联多肽链的氨基酸序列是相同的;而在另一些实施方式中,该交联多肽链的氨基酸序列是不同的。在一些实施方式中,该材料进一步包括强化材料,如动物材料、合成材料或金属。在另一些实施方式中,该材料进一步包括非蛋白亲水性聚合物。在一些实施方式中,该材料进一步包括糖胺聚糖部分,如透明质酸部分。在一些实施方式中,该材料包括交联多肽和糖胺聚糖部分的混合物。在一些实施方式中,该交联多肽被共价连接至糖胺聚糖部分。在一些实施方式中,该材料为固体且可能为垫状、层状和韧带样结构。在另一些实施方式中,该材料为液体,如溶液或悬液。
[0069] 参考图14和图16,定位带4被支撑在一个或多个附着凸缘5上,其中该附着凸缘5被合适的紧固件固定至该表面,其中该表面刚好低于该胫骨2的近缘,其中该紧固件穿入该孔21。在该优选实施方式,所述孔是埋头孔以允许所述坚固件的头部与所述凸缘的外表面平齐。所述附着凸缘被可选地定位,例如在该外侧半月板的情况下,在前外侧的外侧,外侧和后外侧区域。在定位在内侧半月板时,所述附着凸缘被可选定位在前内侧,内侧和后内侧区域。尽管附着凸缘5被描绘为与所述定位带的内表面相平行定向,在应用中,根据需要,所述凸缘与其接或成角度,以与该胫骨表面相符。所述定位带的外表面4弯曲制成并被良好抛光。另外参考图11,所述定位带的内表面30的定位被线31标出。在本发明第一实施方式中,假体半月板14被约束物19约束在合适的移动范围内,其中该约束物19的内端被嵌入所述假体半月板和外端被固定至所述定位带。从该图中可以看出,当假体半月板被移动从而使得其内缘从位置27移动至位置27a时(虚线所示),所述约束物被从位置
19移动至位置19a(虚线所示)。最下面的约束物(如该图中所描绘)经历小的移动和仅仅轻微松弛。为了使所述假体半月板被可靠地约束在预期移转范围内,所述约束物以更多数目围绕所述假肢半月板的外围设置在所述半月板与所述定位带之间。在该优选实施方式中,定位一个具体半月板的所述约束物的数目为5至40。也是在该优选实施方式,所述约束物被制成环形,该些内端以金属线形式或以坚硬的弹性聚合物材料单线形式绕过锚定元件18,其中该单线嵌入在所述假体半月板,并且该些外端进出穿过一对在所述定位带中的相邻隔开的孔(一个显示编号为23),所述约束物端的结合处(未示出)凹陷在周向开槽
24中,周向开槽24在所述定位带的外表面被切出。在该优选实施方式中,所述约束物牢固安装在孔23中,且所述孔的内开口向外张开以尽量减小对所述约束物的擦伤损坏的可能。
在该优选实施方式中,所述约束物以此现有技术中众所周知方式由大量细凯夫拉尔纤维编织而成,并且它们的外端通过合适的结结合在一起,其中该合适的结通过浸透合适的粘合剂而被锁。在可选的实施方式中,所述约束物由大量任何具有合适拉伸强度的材料纤维纺成或编织成。
[0070] 参考图9,可以看到天然半月板34通过韧带连接38被附着至滑液囊37,因此,通过所述滑液囊,附着至胫关节软骨36。股骨关节软骨35具有相对所述半月板和所述胫骨关节软骨活动的自由。可以看到间隔存在在该半月板区和该滑液膜之间,该间隔正常情况下被该韧带连接38所占据,当所述天然半月板和所述韧带连接被移除时,其变得可用。在第一可选实施方式(未示出)中,该环状带中充满缓冲元件,其中该缓冲元件以由合适弹性聚合物形成的闭孔泡沫材料的形式存在,其中该环状带位于所述假体半月板的周面和所述定位带的内面之间。所述泡沫材料的形状和弹性特性允许所述假体半月板快速的移转(ready translation),但持续促使所述半月板朝向其天然位置移转。在该优选实施方式,所述泡沫材料被局部地僵硬定位在一些区域以提供更大的力从而促使所述假体半月板朝向其天然位置。在此实施方式中,所述泡沫材料被固定至所述假体半月板和所述定位带且具有正方形或矩形剖面。在第二实施方式中(未示出),位于所述假体半月板的周面与所述定位带的内面之间的该环状区被管子形式的缓冲元件充满,其中所述管子用合适的气体被增压至合适压力,或部分地充满合适液体或凝胶,该合适的液体或凝胶允许所述假体半月板快速移转,但持续促使所述半月板朝向其天然位置移转。在该优选实施方式,所述管子在一些区域局部地更粗提供更大的力从而促使所述假体半月板朝向其天然位置。在此实施方式中,所述管子被固定至所述假体半月板和所述定位带且具有松弛剖面形状,该形状可为圆形、卵圆形、正方形或矩形。
[0071] 参考图17a,在第三优选实施方式中,位于所述假体半月板的周面和所述定位带的内面之间的环状带充满有多个缓冲元件39,其中该缓冲元件39以合适的弹性材料制成且具有圆形松弛形式。所述缓冲元件优选与边缘板40、41一体成型,其中该边缘板40、41被固定至所述假体半月板的所述周面和所述定位带的所述内面。所述缓冲元件被制成具有1.0至10毫米的内径,具有0.5至3毫米的壁厚和高度以适应所述假体半月板的边缘厚度。参考图17b,所述缓冲元件能够变平以减小所述假体半月板与所述定位带之间的间隙。参考图17c,所述缓冲元件能够伸展或延伸以增大所述假体半月板与所述定位带之间的间隙。参考图17d,所述缓冲元件可被滚动地扭曲以允许附着板40、41之间并且由此所述半月板与所述定位带之间的独立纵向运动。
[0072] 参考图18,所述缓冲元件优选以一排或多排成型,多排被分离板42分开且完整阵列被附着板40、41加边。在所述阵列,所述缓冲元件被定向于它们的轴线与胫骨轴线相平行和优选被足够的距离分开以容纳图17b中所描绘的无邻近元件干扰的变平模式。在该优选实施方式中,所述阵列形成大约部分圆形形状以与所述假体半月板的外周形状相一致。也是在该优选实施方式中,为环绕所述缓冲元件的自由流体滑液,制备所述分离板和所述附着板以防止液压效应的发展,其中该液压效应可能阻碍所述假体半月板的移转。所述阵列允许所述假体半月板的迅速移转,但持续性地促使所述半月板朝向其天然位置。在该优选实施方式,所述缓冲元件在一些区域在局部被制造地更粗以提供更大的力从而促使所述假体半月板朝向其天然位置。
[0073] 在该优选实施方式中,锚定元件18以由坚固弹性金属材料制成的线的形式被制备,其向每一端逐渐变细。通过基本上在假体半月板的整个圆周的延伸,所述线起到在假体半月板发生任何扭曲后弹性地恢复所述半月板至天然形状的作用。在此所述锚定元件采用坚硬弹性聚合物单纤维形式,坚硬弹性聚合物制成的成形带17被可选地固定至所述假体半月板的周面。在该优选实施方式,所述成形带实质性地围绕所述假体半月板的圆周并起到在假体半月板发生任何扭曲后弹性地恢复所述半月板至天然形状的作用。在该优选实施方式,所述成形带由合适的弹性金属材料,坚硬弹性工程聚合物材料,碳纤维或任何合适复合材料制成。在此所述成形带与所述约束带一起使用,合适的扩口的孔20被设置在所述成形带中。假体半月板的末端14,15可选地被条带26接合在一起,其中该条带传输产生在所述半月板的环向应力。在负荷趋向于使假体半月板发生扭曲期间,该环向应力的传输起到保持所述假体半月板的大致自然的外形。在该优选实施方式中,所述条带由凯夫拉尔 纤维平编而成且它们的末端牢固嵌入所述半月板末端。在该优选实施方式中,所述条带涂覆有所述弹性体材料,其随后被以本文所述方式处理以使其吸附二棕榈酰磷脂酰胆碱,滑液中最丰富的磷脂。为了更牢固地定位所述定位带,在该优选实施方式,它们的末端28、29、32、33被固定至该近端胫骨表面。在此实施方式(未示出),所述末端设有销(peg),其中该销被容纳在合适的孔内,其中该合适的孔设置在该胫骨表面,或所述末端用合适的紧固件被固定至所述胫骨表面。在所述末端被固定至该胫骨表面的情况下,骨骼被使用合适的铣刀切除以创建短槽,其中所述末端被容纳在该短槽中。在该优选实施方式中,所述定位带末端被延伸,90度转向,接榫(joggled)和成形以与所述槽契合(register)。
[0074] 用于所述假体半月板最终成形的所述模具制成有抛光表面以为所述半月板高端和低端支承面提供光滑抛光。为通过滑液改善所述半月板的润滑,所述支承面用下述方法4
处理,其中该方法通过用聚[2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱-共-甲基丙烯酸丁酯][聚(MPC-co-BMA)]浸渍以使它们吸附二棕榈酰磷脂酰胆碱。[聚(MPC-co-BMA)]是一种生物相容性的可溶解在溶剂系统的脂吸附聚合物,其中该溶剂系统还溶解多种聚氨酯。DPPC是滑液中含量最丰富的磷脂。在所述方法中,该聚氨酯弹性体被浸泡在作为合引发剂的含有-1
BMA(0.3摩尔升1 )和过氧化苯甲酰(与BMA重量比为1%)的乙醇溶液中15小时,以产-1
生轻微膨胀的表面。然后该材料用乙醇轻轻洗涤和浸泡在含有MPC(0.3moll )的乙醇溶液中30分钟。在第二种溶液移除后,该材料被吸干然后在氩气环境下70℃下加热5小时以使该材料表面存在的单体相聚合在一起。最后,该材料用乙醇洗涤然后室温下真空干燥24小时。为了改善滑液在所述假体半月板的支承表面和股骨关节软骨和胫骨关节软骨之间的分布,在一个或全部两个所述支承面中模制窄槽网络。在该优选实施方式中,所述槽具有
0.25毫米至2.0毫米的宽度、0.25毫米至2.0毫米的深度,具有部分球形的或其它合适的剖面形状,被分开1.0毫米至5.0毫米的距离,且被大致径向或周向地定向。也是出于同样目的,所述支承面中的一个或全部两个在所述槽的某些或全部交叉点处设置有大致与各点处的表面垂直定向的凹陷,所述凹陷具有0.5毫米至5.0毫米的深度和0.5至5.0毫米的直径。出于同样目的,所述支承面中的一个或全部两个设置有大致与各点处的表面垂直定向的凹陷,所述凹陷具有0.5毫米至5.0毫米的深度和0.5至5.0毫米的直径且彼此相互分开0.5毫米至10毫米的距离。出于同样目的,所述假体半月板设有一组导管,其中该导管从所述低端支承面经过至所述高端支承面,所述导管大致垂直于所述低端支承面定向,具有0.5毫米至5.0毫米的直径且彼此彼此相隔0.5毫米至10毫米的距离。
[0075] 在所述假体半月板移植中,通过小切口和围绕关节的腱及关节囊组织的分开或位移,获得进入该膝间室的路径。依需要通过小心止血,将其胫、韧带和关节囊所有附着物手术去除,移除该天然半月板,这是现有技术中众所周知的方法。在仅有一个所述天然半月板被移除情况下,该横膝状韧带在适当长度位置被切断并被缝合至该前交叉韧带的基底。所述假体半月板和所述定位带的大小和形状根据放射线图像选择。骨骼被依需要去除以容纳所述附着凸缘和所述定位带的末端。所述假体半月板被润滑和被正确定位在该股骨骨突之间,内翻或内翻力依需要被施加以打开该关节。紧固件被嵌入以将所述附着凸缘和定位带末端用所述定位元件一起固定至该胫骨,其中所述定位元件被定位在所述定位带与所述假体半月板之间。根据需要修正滑液囊以充分包围该关节,恢复分离组织并闭合皮肤切口。
[0076] 在关节镜方法中,所述半月板被制成不具锚定元件18和成形带17(二者皆如图14中所示)和而具有如图18中所描绘类型的缓冲元件。外附着板(如图18中由40表示)被制成具有环(未示出)以整齐地容纳细长杆形状的形式的锚定元件,其中该锚定元件以加长杆的形式存在,并且在其组装形式中,大约或多或少地与该近端胫骨边缘的形状相一致。在优选的实施方式中,所述杆由合适的坚固的硬金属合金材料制成,其具有圆形的或卵圆形的剖面形状,其中所述杆向两端逐渐变细。所述杆被制成两部分,其中该两部分通过接合装置接合在一起,视情况而定,在该外侧或内侧位置处接合,其中该接合装置被合适的附着凸缘自该胫骨被支撑。在该植入过程期间,通过以本领域现有技术中众所周知方式,经的小切口手术方式,该天然半月板通过关节镜法移除该天然半月板。所述假体半月板和相关缓冲元件被折叠成紧凑型,并且使用同一切口通过合适的管型的向导,被挤入关节间隙,并和打开至进入相应位置,挤压进该关节间室。所述杆的部分然后通过所述切口进入并被嵌入所述附着板环中。所述杆的部分被接合并在所述接合装置处被锁定在一起,骨骼被移除以在该胫骨创建适当的入口路径且所述接合装置的所述附着凸缘被固定至该胫骨。在该优选实施方式中,所述接合装置采用具有成形的插口的双末端突起部形式,其中该插口容纳所述杆的部分的互补成形状的末端。也是在该优选实施方式中,骨骼约在天然半月板的角的嵌入点被移除以创建入口路径,其中该适当的插口被固定进入该路径入口。当所述杆的部分被嵌入时,它们的末端进入所述插口以稳定它们的位置。在另可选的实施方式中(未示出),所述缓冲元件采用管的形式,其中该管在所述植入期间是空的,所述管随后用合适的气体加压至合适的压力或使用合适的注射装置用合适的液体或凝胶部分地填充。
[0077] 本文中所描述的装置和/或方法的任何可行的组合均应被视作在说明书中公开。
[0078] 参考文献
[0079] 1.Fu F.H.,Thompson W.O.Motion of the Meniscus During Knee[0080] Flexion.In:Mow V.C.,Arnoczky S.P.,Jackson D.W.,eds.Knee Meniscus:Basic and Clinical Foundations.New York:Raven Press,1992:Chapter6,Figs20and21.[0081] 2.Vedi V.,Williams A.,Tennant S.J.,Spouse E.,Hunt D.M.,[0082] Gedroyc W.M.W.(1998).Meniscal Movement:An In-vivo Study Using Dynamic MRI.The Journal of Bone&Joint Surgery(Br)1999;81-B37-41.
[0083] 3.Hamamoto K.,Tobimatsu M.D.,Zabinska-Uroda K.(2004).
[0084] Magnetic Resonance Imaging Evaluation of the Movement and Morphological Changes of the Menisci During Deep Knee Flexion.J.Phys.Ther.Sci.Vol.16No.2,2004
[0085] 4.Williams III P.F.,Powell G.L.,Love B.,Ishihara A.,Nakabayashi[0086] N.,Johnson R.,LaBerge W.(1994).Fabrication and Characterization of Dipalmitoy lphosphatidy lcholine-attracting Elastomeric Material for Joint Replacements.
[0087] 5.Keeley et al.International Patent No.WO2008/140703A2.
[0088] Synthetic Peptide Materials for Joint Reconstruction,Repair and Cushioning.
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈