CN102283724B - 用于张紧韧带和其它软组织的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于张紧韧带和其它软组织的系统和方法。具体地，提供了用于在保留十字韧带或保留双十字韧带的关节成形术期间张紧后十字韧带的系统、方法和装置。这种系统的非限制性示例可以包括：具有相同尺寸的至少一系列胫骨衬垫；所述至少一系列胫骨衬垫具有相同厚度的至少一组胫骨衬垫。所述具有相同厚度的至少一组胫骨衬垫可以包括至少两个胫骨衬垫，它们在后部部分中具有不同的几何形状，所述不同的几何形状被配置成改变后十字韧带PCL中的张力。所述胫骨衬垫的后部部分中的不同的几何形状被配置成使得允许后十字韧带独立于胫骨衬垫的厚度和/或尺寸而被张紧或松弛。通过对所述系列的所述组内的每个衬垫都提供不同的后部几何形状，可以为外科医生提供更大灵活性来选择满足非侵入式方法中所需的稳定性的衬垫。

Description

用于张紧韧带和其它软组织的系统和方法
相关申请的交叉参考
本申请要求于2010年4月13日提出的、序列号为No.61/323,732且题为“用于张紧十字韧带的系统和方法”的美国临时专利申请的权益，其整个内容通过引用在此并入。
技术领域
在膝盖和其它关节成形术中使用的人造人体构件，以及使用所述人造人体构件用于张紧韧带、腱或其它软组织的系统和方法。
背景技术
目前，外科医生可用的有三种全膝关节成形术(TKA)十字韧带选项。第一种选项是牺牲后十字韧带(PCL)和前十字韧带(ACL)两者。第二种选项是保住PCL而牺牲ACL。第三种选项是同时保留这两个十字韧带。通常，第一种和第二种选项更普遍些，这是因为大部分具有需要进行全膝关节成形术的适应症的患者通常也具有ACL缺陷。对于具有健全的后十字韧带的、更年轻和更有活力的患者，在某些情形中可能会期望选择第二种或第三种选项，以便至少保留PCL。当这样做时，稳定性在一些情形中可以由患者自身的韧带软组织来实现，而不由植入物来实现。
现参见图1、图2A和图2B，在全膝关节成形术过程中典型地存在两种方法来保留PCL。为了该目的，外科医生可切除受影响的胫骨(10)的整个近端部分，如图2A所示，或可切除胫骨近端的大部分，仅留下位于后部的小区域(12)的突出的骨和软骨(13，15，17)，如图1和图2B所示。由于PCL(20)具有稍稍位于切除平面(14)下方的附接点(16)，所以无论使用何种方法PCL(20)通常都保持附接至胫骨(10)。图2A和图2B中所示的保留PCL的切除技术中的每一种的优点和缺点都已经被广泛地讨论。所属领域技术人员指出，随着PCL至胫骨的附接部的骨被移除，PCL的功能也发生了改变。
许多外科医生发现，由于PCL的位置和周围的骨结构的缘故，使得难以在胫骨近端的后部上留下小区域的突出的骨和软骨(13、15、17)。事实上，许多外科医生优选完全的近端切除(14)，这是因为其花费较少的演习并且减少了手术操作时间。此外，通常非常容易在小区域的剩余骨上留下凹口或者意外地将其切除。因此，许多外科医生的方法是在如图2A所示的第一部位中切除整个胫骨近端(10)。
与图2中所示的切除整个胫骨近端的保留PCL(PCL-sparing)的技术相关联的问题在于其可能影响PCL(20)的松弛度、刚性、张力、以及其它运动学因素。实质上，通过去除小区域(12)的突出的骨和软骨(13、15、17)，PCL中的张力(T)可能减小并且与PCL相关联的力可能被改变。此外，PCL(20)的一些边缘可能沿着切除平面(14)被不利地切割掉，从而由于较小的直径而增加了PCL的弹性。松弛的PCL可能影响股骨相对于胫骨(10)的前后稳定性，并且可能使将PCL保持于第一部位中的目的落空。
与一些涉及切除整个胫骨近端的保留PCL的技术相关联的另一问题发生在试验性复位(trialreduction)期间。通常将患者尺寸大小的并且具有不同厚度的胫骨衬垫(insert)放置在股骨和胫骨之间，直到获得在整个全运动范围中的最优可能稳定性时为止。不幸的是，合适尺寸的衬垫可能使PCL过度伸张，或者可能使PCL欠伸张，这就需要外科医生来进行折衷。通常，如果在选择适当的衬垫厚度后PCL过度伸张或者以过高的张力放置，则将执行侵入式的且困难的软组织和韧带释放。替代的，如果PCL太松弛，处于欠伸张，或者稳定性不足，则可能使用深盘保留十字韧带衬垫(deepdishcruciate-retaininginsert)或后部稳定植入物。
发明内容
依照本发明的一个实施例，提供了一种用于在保留十字韧带或者保留双十字韧带的关节成形术期间张紧后部十字韧带的系统。该系统包括至少一系列具有相同尺寸的胫骨衬垫；所述至少一系列胫骨衬垫具有至少一组相同厚度的胫骨衬垫。所述至少一组相同厚度的胫骨衬垫可以包括至少两个在后部部分中具有不同几何形状的胫骨衬垫，所述不同的几何形状被配置成改变后十字韧带(PCL)中的张力。所述胫骨衬垫的后部部分中的不同几何形状被配置成使得后十字韧带独立于胫骨衬垫的厚度和/或尺寸被张紧或松弛。通过为所述系列的组内的每个衬垫提供不同的后部几何形状，可以为外科医生提供更大的灵活性来选择以非侵入式方式满足稳定性需求的衬垫。
依照本发明的一个实施例，提供了一种用于在保留十字韧带或者保留双十字韧带的关节成形术期间张紧后部十字韧带的套件。该套件包括至少一系列相同尺寸的胫骨衬垫；该至少一系列胫骨衬垫包括至少一组相同厚度的胫骨衬垫。该至少一组相同厚度的胫骨植入物可以包括至少两个在后部部分中具有不同几何形状的胫骨衬垫，所述不同的几何形状被配置成改变后十字韧带(PCL)中的张力。所述胫骨衬垫后部部分中的不同几何形状被配置成使得后十字韧带独立于胫骨衬垫的厚度和/或尺寸被张紧或松弛。通过为所述系列的组内的每个衬垫提供不同的后部几何形状，可以为外科医生提供更大的灵活性来选择以非侵入式方式满足稳定性需求的衬垫。
依照另一个实施例，提供了一种使用这样的系统的方法。
在一些实施例中，外科医生可以获得保留小区域(12)的突出的骨和软骨(13、15、17)的优点，并且具有胫骨近端完全切除(14)的方便和容易性，没有韧带释放，以及不需要改变关节的几何形状或几何结构。
在一些实施例中，为外科医生提供了这样的选项，即：利用不同的胫骨衬垫选项来改变PCL中的张力。在一些实施例中，所述套件允许外科医生独立于胫骨衬垫的尺寸和厚度来改变PCL中的张力，以获得对患者的最佳匹配、功能和稳定性，同时消除或最小化了对侵入式软组织释放的需要。一些实施例进一步提供了使用这样的系统和套件的方法。
在一些实施例中，提供了一种用于帮助膝关节成形术过程的组件(或部件)系统。该组件系统包括：第一系列膝关节成形术组件，其包括至少第一膝关节成形术组件和第二膝关节成形术组件，其中所述第一和第二膝关节成形术组件具有相等的尺寸；第二系列膝关节成形术组件，其包括至少第三膝关节成形术组件和第四膝关节成形术组件，其中所述第三和第四膝关节成形术组件具有相等的尺寸，并且其中第一和第二膝关节成形术组件与第三和第四膝关节成形术组件具有不同的尺寸；其中第一、第二、第三和第四膝关节成形术组件中的每一种都包括缠绕表面，所述缠绕表面被构造成用来与后十字韧带的缠绕接触；其中第一膝关节成形术组件的缠绕表面的几何形状不同于第二膝关节成形术组件的缠绕表面的几何形状，使得第一膝关节成形术组件的缠绕表面构造成相对于第二膝关节成形术组件的缠绕表面产生了后十字韧带中的不同张力或者作用在后十字韧带上的力的不同方向这两者中的至少一个；并且其中第三膝关节成形术组件的缠绕表面的几何形状不同于第四膝关节成形术组件的缠绕表面的几何形状，使得第三膝关节成形术组件的缠绕表面构造成相对于第四膝关节成形术组件的缠绕表面产生了后十字韧带中的不同张力或者作用在后十字韧带上的力的不同方向这两者中的至少一个。
在一些实施例中，第一膝关节成形术组件具有的总厚度与第二膝关节成形术组件的总厚度相同，并且第三膝关节成形术组件具有的总厚度与第四膝关节成形术组件的总厚度相同。
在一些实施例中，第一系列还包括第五膝关节成形术组件，其中第五膝关节成形术组件具有的总厚度不同于第一和第二膝关节成形术组件的总厚度；以及，第二系列还包括第六膝关节成形术组件，其中第六膝关节成形术组件具有的总厚度不同于第三和第四膝关节成形术组件的总厚度。
在一些实施例中，第一、第二、第三和第四膝关节成形术组件是胫骨组件，并且缠绕表面是形成在膝关节成形术组件的后部边缘中的凹口。
在一些实施例中，所述凹口居中位于内侧髁关节表面和外侧髁关节表面之间。
在一些实施例中，所述胫骨组件是胫骨衬垫。
在一些实施列中，所述胫骨衬垫是胫骨试验件(trials)。
在一些实施例中，该胫骨衬垫是保留十字韧带的胫骨衬垫。
在一些实施例中，膝关节成形术组件中的每一种都包括前后轴线，并且第一膝关节成形术组件的缠绕表面还相对于第二膝关节成形术组件的缠绕表面，沿着第一膝关节成形术组件的前后轴线更为靠后地定位。
在一些实施例中，膝关节成形术组件中的每一种都包括前后轴线，并且第一膝关节成形术组件的缠绕表面相对于第二膝关节成形术组件的缠绕表面，关于第一膝关节成形术组件的前后轴线以不同的角度定向。
在一些实施例中，第一膝关节成形术组件的缠绕表面还相对于第二膝关节成形术组件的缠绕表面，沿着第一膝关节成形术组件的前后轴线更为靠后地定位。
在一些实施例中，缠绕表面向内弯曲。
在一些实施例中，第一膝关节成形术组件的缠绕表面还相对于第二膝关节成形术组件的缠绕表面在上方延伸。
在一些实施例中，膝关节成形术组件包括前后轴线，并且第一膝关节成形术组件的缠绕表面还相对于第二膝关节成形术组件的缠绕表面沿着第一膝关节成形术组件的前后轴线更为靠后地定位；以及，第一膝关节成形术组件的缠绕表面还相对于第二膝关节成形术组件的缠绕表面在上方延伸。
在一些实施例中，第一和第二系列的膝关节成形术组件是膝关节成形术组件的套件的一部分。
在一些实施例中，提供了一种用于便利膝关节成形术过程的组件系统。该组件系统包括：第一系列的膝关节成形术组件，其包括至少第一膝关节成形术组件和第二膝关节成形术组件，其中所述第一和第二膝关节成形术组件具有相等的尺寸；第二系列的膝关节成形术组件，其包括至少第三膝关节成形术组件和第四膝关节成形术组件，其中所述第三和第四膝关节成形术组件具有相等的尺寸，并且其中第一和第二膝关节成形术组件的尺寸与第三和第四膝关节成形术组件的尺寸不同；其中所述第一、第二、第三和第四膝关节成形术组件中的每一种都包括缠绕表面，所述缠绕表面被构造成用来与后十字韧带的缠绕接触；其中第一膝关节成形术组件的缠绕表面的几何形状不同于第二膝关节成形术组件的缠绕表面的几何形状，使得第一膝关节成形术组件的缠绕表面构造成相对于第二膝关节成形术组件的缠绕表面，产生了后十字韧带中的不同张力或者作用在后十字韧带上的力的不同方向这两者中的至少一个；其中第三膝关节成形术组件的缠绕表面的几何形状不同于第四膝关节成形术组件的缠绕表面的几何形状，使得第三膝关节成形术组件的缠绕表面构造成相对于第四膝关节成形术组件的缠绕表面，产生了后十字韧带中的不同张力或者作用在后十字韧带上的力的不同方向这两者中的至少一个；其中所述第一膝关节成形术组件具有与第二膝关节成形术组件相同的总厚度，并且第三膝关节成形术组件具有与第四膝关节成形术组件相同的总厚度；以及其中，所述第一、第二、第三和第四膝关节成形术组件都是胫骨组件并且缠绕表面形成为接近所述膝关节成形术组件的后部边缘。
在一些实施例中，提供了一种用于在关节上执行关节成形术过程的方法，包括：确定用于所述关节的植入物的期望尺寸；相对于所述关节定位所述期望尺寸的第一植入物，使得与所述关节相关联的软组织与所述第一植入物的第一缠绕表面处于缠绕接触中；当所述第一植入物相对于所述关节定位并且软组织与所述第一缠绕表面处于缠绕接触时，评定所述关节；将第二缠绕表面定位成与所述软组织处于缠绕接触中；当所述软组织与所述第二缠绕表面处于缠绕接触时，评定所述关节；以及，在所述关节中植入最终的关节植入物。
在一些实施例中，将第二缠绕表面定位成与软组织处于缠绕接触包括：相对于所述关节来定位具有相同期望尺寸的第二植入物，以使得与所述关节相关联的软组织与所述第二植入物的第二缠绕表面处于缠绕接触中。
在一些实施例中，定位第一植入物包括：定位所述第一植入物，使得后十字韧带与第一胫骨植入物后边缘中的凹口处于缠绕接触，从而使得后十字韧带以第一张力张紧，或经受第一力方向。
在一些实施例中，定位第二植入物包括：定位所述第二植入物，使得后十字韧带与第二胫骨植入物后边缘中的凹口处于缠绕接触，从而使得后十字韧带以不同张力张紧，或经受不同的力方向。
在一些实施例中，将第二缠绕表面定位成与软组织处于缠绕接触包括：调整或修正第一植入物。
在一些实施例中，提供了一种关节成形术组件的套件，包括：多个尺寸系列的组件，每个尺寸系列的组件包括多个在横平面上具有相同尺寸的组件；其中每个尺寸系列的组件还包括多个厚度组的组件，每个厚度组的组件包括多个在矢状面上具有相同厚度的组件；以及其中每个厚度组的组件还包括多个软组织适应调节组件，其中每个软组织适应调节组件包括不同的软组织调节几何形状。
在一些实施例中，每个厚度组的组件包括多个具有相同关节构造的组件。
本发明的更多应用领域通过如下提供的详细描述将变得显而易见。应该理解的是，详细描述和特定实例，在指示本发明特定实施例的同时，仅仅用于说明之目的，而并不意图限制本发明的保护范围。
附图说明
结合在说明书中并形成说明书一部分的附图例示了本发明的实施例，并且与文字描述一起用于解释本发明的原理、特性和特征。附图中：
图1是在第一种传统的保留PCL的切除术后的胫骨近端的后外侧视图。
图2A是在第二种传统的保留PCL的切除术后的胫骨近端的侧向(矢状面)示意图。
图2B是如图1所示的第一种传统的保留PCL的切除术后的胫骨近端的侧向(矢状面)示意图。
图3是结合有胫骨衬垫的一个实施例的胫骨近端的后外侧视图。
图4A-4C是依照另一实施例的胫骨衬垫的顶部(上部)视图。
图5图示了依照一些实施例的系统的顶部(上部)视图。
图6图示了依照一些实施例的一组胫骨衬垫的顶部(上部)视图。
图7图示了依照一些实施例的一组胫骨衬垫的顶部(上部)视图。
图8图示了依照一些实施例的一组胫骨衬垫的顶部(上部)视图。
图9图示了依照一些实施例的一组胫骨衬垫的顶部(上部)视图。
图10图示了依照一些实施例的一组胫骨衬垫的顶部(上部)视图。
图11图示了依照一些实施例的一组胫骨衬垫的顶部(上部)视图。
图12图示了依照一些实施例的一组胫骨衬垫的顶部(上部)视图。
图13图示了依照一些实施例的一组胫骨衬垫的顶部(上部)视图。
图14图示了依照本发明的一些实施例的一组胫骨衬垫的侧(矢状面)视图。
图15图示了依照一些实施例的一组胫骨衬垫的侧(矢状面)视图。
图16图示了依照一些实施例的一组胫骨衬垫的侧(矢状面)视图。
图17图示了依照一些实施例的一组胫骨衬垫的侧(矢状面)视图。
图18图示了使用依照一些实施例的系统的方法。
图19A和19B示意性地图示了依照一些实施例的、在保留PCL的切除术后的胫骨近端以及定位于其上的胫骨衬垫。
具体实施方式
对附图的如下说明本质上只是示例性的，且决不意图用来限制本发明、其应用或使用。
如上所述，本发明的特定实施例部分地提供了一种矫正系统，所述矫正系统有助于外科医生独立于其它的胫骨尺寸、形状、厚度、以及其它特征来调整PCL的张力。该实施例还可以部分地提供胫骨衬垫，其使用后部几何形状的变化来匹配单独的患者需要或优化给定假体的性能，所述几何形状的变化改变了后十字韧带中的张力，和/或改变了由PCL产生或作用在PCL上的力的方向。通过独立于其它胫骨衬垫特征和构造来选择具有最适合PCL与其进行关节连接的表面的胫骨衬垫，能够向外科医生提供外科手术时的更多选择，而不需要进行侵入式软组织释放或其它折衷。
在一些实施例(但不必是全部实施例)中，优选可以在使用本发明的PCL张力调整胫骨衬垫之前，执行合适尺寸的选定和试验性复位；然而，在此公开的方法步骤可以任意顺序、单独或者与其他方法步骤组合地执行。
本发明的有用性并不仅仅限于胫骨衬垫，而是例如但不限于，还能够以类似方式从而类似地应用于股骨组件，正如本领域普通技术人员能够意识到的那样。例如，邻近股骨PCL附着位置的股骨组件上的类似几何形状的改变可以用于调整该PCL中的张力，以及用于改变作用在该PCL上和由该PCL产生的力的方向。这种几何形状的改变能够通过一体成形的形状或者分开增添的装置来实施，其固定至股骨组件并且可以调整以便“微调”PCL中的张力和/或“微调”由PCL产生或作用在PCL上的力的方向。在其它实施例中，在此描述的实施例的概念、结构、系统和方法可以应用于膝盖的其它韧带、腱或其它软组织，或可以应用于由这样的软组织连接的其它关节。
如在前所述的那样，图1、图2A和图2B示出了用于在全膝关节成形术期间保留PCL的传统途径。为了该目的，外科医生所具有的选项如下：如图2A所示的那样切除受感染胫骨(10)的整个近端部分；或者如图1和图2B所示的那样，可以切除胫骨近端的大部分，而仅仅在后部保留小区域(12)的突出的骨和软骨(13、15、17)。由于PCL(20)具有的附着点(16)稍微低于切除平面(14)，因此PCL(20)保留附着在胫骨(10)上，而与使用了哪一种方法无关。
图3示出了依照一些实施例的结合有胫骨衬垫(30)的胫骨近端(10)的后外侧视图。衬垫(30)包括用于张紧PCL的机构(32)，其在该特定实施例中是可移动的销。其它张紧机构也可以可移动地附着在或一体成形在胫骨衬垫(30)的后侧部分(44)上。这种张紧机构(32)可以是可调整的张紧装置，例如，张紧器、凸轮、起重器机构(jackmechanism)、张紧销，或者张紧机构(32)可以简单地包括一系列可互换的销钉，所述销钉具有不同的横截几何形状、尺寸、凸轮表面和/或形状，并且其可以被选择性地从胫骨衬垫(30)中进行置换。在如图3所示的实施例中，具有用以保持PCL张紧机构(32)的保持部(36、38)，至少暂时地将PCL张紧机构(32)牢牢固定在衬垫(30)中。在其它实施例中，其它保持机构可以包括但不限于以下各项中的任意一项或多项：孔、沟道、轨、凹槽、凹坑(pocket)、卡扣配合机构(例如塑料倒钩或球形锁销)、压配合、或者本领域普通技术人员能够认识到的其它传统或非传统的装置。
在如图3所示的实施例中，张紧机构(32)是被配置成用来与PCL接触的缠绕表面。在一些实施例中，可期望该缠绕表面是抛光的，或者另外是其它形式的光滑表面，这是由于PCL将绕该缠绕表面而部分缠绕，并且可以进行关节联接和/或相对于该缠绕表面经受其它运动或微运动。在一些实施例中，该缠绕表面可以是聚乙烯、金属、陶瓷、氧化锆、钴铬合金、或另外的材料或其它材料处理物。
图4A-4C示出了依照一些实施例的一组胫骨衬垫。所述组的胫骨衬垫(130)中的每一个都具有相似尺寸和厚度，胫骨衬垫(130)之间的差别在于后部几何形状发生了变化以改变PCL中的张力。该如图4A-4C所示的实施例的几何形状中的变化包括：大致垂直于前后轴线并且关于所述组中的不同胫骨衬垫(130)而言大致沿着前后轴线位于不同位置处的后壁(132a、132b、132c)。图4A示出了相比较于图4B或图4C中所示的后壁(132b、132c)而言更为靠前定位的后壁(132a)。如图4C所示的衬垫(130)相比较于图4A和图4B中所示的衬垫(130)而言通常在PCL中产生更高的张力。如图4A所示的(130)相比较于图4B和图4C中所示的衬垫(130)而言在PCL中产生更低的张力。在该特定实施例中，这些后壁的一部分是缠绕表面/张紧机构。
图5示出了依照一些实施例的系统(200)的顶部(上部)视图。系统(200)包括三个系列(210、220、230)的具有相等尺寸的胫骨衬垫。在其它实施例中，也可以具有其它数目的系列。图5中所示的一个或多个系列(210、220、230)中的每个系列都包括三组(212、214、216；222、224、226；232、234、236)(其在数目上可以改变)胫骨衬垫，其都具有相同的厚度和/或关节构造(例如，深盘式)。如图5所示的一个或多个组(212、214、216；222、224、226；232、234、236)中的每个都包括三个胫骨衬垫(其在数目上可以改变)，其具有不同的后部几何形状，所述不同的后部几何形状适于并配置成改变以下各项中的至少一个或者全部：PCL中的张力、以及施加在PCL上或由PCL产生的力的方向(例如作为张紧机构/缠绕表面)。
例如，非限制性地，矫正系统(200)可以包括一系列尺寸为“X”的胫骨衬垫。在外科手术中患者被测量，并且被认为是适用于尺寸为“X”的胫骨衬垫。外科医生选择尺寸为“X”的胫骨衬垫系列(210)并且开始试验性复位，以优化挠曲间隙。为了完成该工作，外科医生从系列(210)的每个衬垫组(212、214、216)中选择一个标准衬垫。外科医生选择这样的衬垫组(212、214、216)，其在运动的整个或部分范围内提供了最佳的总体稳定性和挠曲间隙。例如，如果组(214)对于尺寸“X”的患者而言产生最佳的稳定性并且为患者提供了最佳的胫骨衬垫厚度，则外科医生随后使用胫骨衬垫组(214)进行关于PCL张力和稳定性的第二试验性复位。接着，在使用尺寸“X”系列(210)的、且具有由组(214)限定了厚度的胫骨衬垫时，外科医生评定整个运动范围内的PCL的紧张度或松弛度，并且在胫骨衬垫组(214)内选择提供了最佳张力、稳定性、和/或用于最优稳定性的定位的胫骨衬垫(214a、214b、214c)，而无需对PCL或周围软组织或者韧带组织的释放。
图6示出了依照一些实施例的一组胫骨衬垫的顶部(上部)视图。该组中的第一胫骨衬垫(312)包括第一后部几何形状，其包括沿着前后轴线在第一特定位置处的第一后壁(313)。该组中的第二胫骨衬垫(314)包括第二后部几何形状，其包括沿着前后轴线在第二特定位置处的第二后壁(315)，所述第二特定位置较第一特定位置更为靠后。该组中的第三胫骨衬垫(316)包括第三后部几何形状，其包括沿着前后轴线在第三特定位置处的第三后壁(317)，所述第三特定位置比第一和第二特定位置两者都更为靠后。所述第一、第二、第三后壁(313、315、317)均相对于前后轴线以不同角度定位。这允许与PCL相关联的作用力和反作用力的方向能够在衬垫之间改变，而无关于衬垫(312、314、316)的尺寸、厚度和关节构造。这还允许在衬垫之间以不同量来张紧PCL，而无关于衬垫(312、314、316)的尺寸、厚度和关节构造。
图7示出了依照一些实施例的一组胫骨衬垫的顶部(上部)视图。该组中的第一胫骨衬垫(322)包括第一后部几何形状，其包括沿着前后轴线在第一特定位置处的第一后壁(323)。该组中的第二胫骨衬垫(324)包括第二后部几何形状，其包括沿着前后轴线在第二特定位置上的第二后壁(325)，所述第二特定位置较第一特定位置更为靠后。该组中的第三胫骨衬垫(326)包括第三后部几何形状，其包括沿着前后轴线在第三特定位置处的第三后壁(327)，所述第三特定位置比第一和第二特定位置两者都更为靠后。所述第一、第二、第三后壁(323、325、327)均相对于前后轴线以相同角度定位。这允许PCL在衬垫之间以不同量来张紧，而无关于衬垫(322、324、326)的尺寸、厚度和关节构造，同时仍然保持与PCL相关联的所有作用力和反作用力的方向。
图8示出了依照一些实施例的一组胫骨衬垫的顶部(上部)视图。该组中的第一胫骨衬垫(332)包括第一后部几何形状，其包括沿着前后轴线在第一特定位置处的第一后壁(333)。该组中的第二胫骨衬垫(334)包括第二后部几何形状，其包括沿着前后轴线在第二特定位置处的第二后壁(335)，所述第二特定位置较第一特定位置更为靠后。该组中的第三胫骨衬垫(336)包括第三后部几何形状，其包括沿着前后轴线在第三特定位置处的第三后壁(337)，所述第三特定位置比第一和第二特定位置两者都更为靠后。所述第一、第二、第三后壁(333、335、337)均相对于前后轴线以相同角度定位，并且每个都大致定位成与前后轴线成直角。这允许PCL在衬垫之间以不同量来张紧，而无关于衬垫(332、334、336)的尺寸、厚度和关节构造，同时仍然保持与PCL相关联的所有作用力和反作用力的方向。
图9示出了依照一些实施例的一组胫骨衬垫的顶部(上部)视图。与图6类似，图9示出了该组中的第一胫骨衬垫(342)，其包括第一后部几何形状，所述第一后部几何形状具有沿着前后轴线在第一特定位置处的第一后壁(343)。该组中的第二胫骨衬垫(344)包括第二后部几何形状，所述第二后部几何形状包括沿着前后轴线在第二特定位置处的第二后壁(345)，所述第二特定位置较第一特定位置更为靠后。该组中的第三胫骨衬垫(346)包括第三后部几何形状，所述第三后部几何形状包括沿着前后轴线在第三特定位置处的第三后壁(347)，所述第三特定位置比第一和第二特定位置两者都更为靠后。所述第一、第二、第三后壁(343、345、347)均相对于前后轴线以不同角度定位。这在衬垫之间允许与PCL相关联的全部作用力和反作用力方向能够改变，而无关于衬垫(342、344、346)的尺寸、厚度和关节构造。这还允许PCL在衬垫之间以不同量来张紧，而无关于衬垫(342、344、346)的尺寸、厚度和关节构造。
由于第一、第二和第三后壁(343、345、347)具有角度以便改变与PCL相关联的作用力和反作用力的方向以及PCL的张力，因此壁(343、345、347)可以弯曲或可以具有凹度以保持PCL位于后壁(343、345、347)的中央，和/或保持PCL以防止其向内侧或外侧地(mediallyorlaterally)滑出后壁(343、345、347)的邻近部分。
图10示出了依照一些实施例的一组胫骨衬垫的顶部(上部)视图。该组中的第一胫骨衬垫(352)包括第一后部几何形状，所述第一后部几何形状包括沿着前后轴线在第一特定位置处的第一后壁(353)。该组中的第二胫骨衬垫(354)包括第二后部几何形状，所述第二后部几何形状包括沿着前后轴线在第二特定位置上的第二后壁(355)，所述第二特定位置较第一特定位置更为靠后。该组中的第三胫骨衬垫(356)包括第三后部几何形状，其包括沿着前后轴线在第三特定位置处的第三后壁(357)，所述第三特定位置比第一和第二特定位置两者都更为靠后。所述第一、第二、第三后壁(353、355、357)均相对于前后轴线以相同角度定位。这允许PCL在衬垫之间以不同量来张紧，而无关于衬垫(352、354、356)的尺寸、厚度和关节构造，同时仍然保持与PCL相关联的所有作用力和反作用力的方向。
由于第一、第二和第三后壁(353、355、357)具有角度，因此壁(353、355、357)可以弯曲或可以具有凹度以保持PCL位于后壁(353、355、357)的中央，和/或保持PCL以防止其向内侧或外侧地滑出后壁(353、355、357)的邻近部分。
图11示出了依照一些实施例的一组胫骨衬垫的顶部(上部)视图。该组中的第一胫骨衬垫(362)包括第一后部几何形状，所述第一后部几何形状包括沿着前后轴线在第一特定位置处的第一后壁(363)。该组中的第二胫骨衬垫(364)包括第二后部几何形状，所述第二后部几何形状具有沿着前后轴线在第二特定位置处的第二后壁(365)，所述第二特定位置较第一特定位置更为靠后。该组中的第三胫骨衬垫(366)包括第三后部几何形状，所述第三后部几何形状具有沿着前后轴线在第三特定位置处的第三后壁(367)，所述第三特定位置比第一和第二特定位置两者都更为靠后。所述第一、第二、第三后壁(363、365、367)均相对于前后轴线以相同角度定位，并且每个都定位成大致与前后轴线成直角。这允许在衬垫之间以不同量来张紧PCL，而无关于衬垫(362、364、366)的尺寸、厚度和关节构造，同时仍然保持与PCL相关联的所有作用力和反作用力的方向。为了保持PCL位于后壁(363、365、367)的中央，和/或保持PCL以防止其向内侧或外侧地滑出后壁(363、365、367)的邻近部分，所述第一、第二和第三后壁(363、365、367)可以被如图所示那样弯曲或设置以凹度。
图12示出了依照一些实施例的一组胫骨衬垫的顶部(上部)视图。图12类似于图9，其中后壁(373、375、377)所成的角度变化，以便在衬垫之间改变与PCL相关联的作用力和反作用力的方向，而无关于衬垫(372、374、376)的尺寸、厚度和关节构造。然而，如图12所示的胫骨衬垫(372、374、376)的后壁(373、375、377)的形心在衬垫之间并不向后移动。这么一来，尽管与PCL相关联的作用力和反作用力的方向在衬垫之间变化，而无关于衬垫(372、374、376)的尺寸、厚度和关节构造，但是PCL中的张力并在衬垫之间却不必改变，或者至少不会改变到如同后壁的形心向前或向后移动时那么大的程度。
由于第一、第二和第三后壁(373、375、377)成有角度，因此壁(373、375、377)可以如所示地弯曲或可以具有凹度，以保持PCL位于后壁(373、375、377)的中央，和/或保持PCL以防止其向内侧或外侧地滑出后壁(373、375、377)的邻近部分。
图13示出了依照一些实施例的一组胫骨衬垫的顶部(上部)视图。图13本质上示出了与图12所示的实施例相类似的实施例，但是具有带更为倾斜的角度且没有凹度的后壁(383、385、387)。
图14示出了依照一些实施例的一组胫骨衬垫的侧(矢状面)视图。提供了一组胫骨衬垫(400、402、404、406)，每个衬垫均包括后壁(分别为401、403、405、407)，其沿着前后轴线位于不同位置中。通过在后部方向中变换后壁(401、403、405、407)，所保留的PCL内的张力能够被增加，而无关于衬垫(400、402、404、406)的尺寸、厚度和/或关节构造。
尽管图3-14示出了使用横平面内的几何形状变化来张紧PCL和/或改变由PCL施加或作用在PCL上的力方向的实施例，但是图14-16还图示了如何通过利用矢状面中的几何形状的变化从而可以改变与PCL相关的张力和力方向。图17图示了如何通过利用横平面和矢状面中的几何形状的变化从而可以改变与PCL相关联的张力和力方向。本领域技术人员可以意识到，全部维度和平面(横平面、矢状面和冠状面)中的复杂三维表面都可以从该说明书的公开中加以设想。可以利用先进程序(例如LifeMOD或KneeSIM)从而有利地使用FEA测试，以开发出在此公开的PCL张紧装置的理想或最优形状。LifeMOD和KneeSIM是LifeModeler，INC.(2730CaminoCapistrano，Suite7，SanClemente，California)的商标。
图15示出了依照一些实施例的一组胫骨衬垫的侧(矢状面)视图。提供了一组胫骨衬垫(410、412、414、416)，每个衬垫包括后壁几何形状(分别为411、413、415、417)，其沿着前后轴线位于不同位置处。通过更向后以及向上地变动后壁(411、413、415、417)，所保留的PCL内的张力能够被增加，而无关于衬垫(410、412、414、416)的尺寸、厚度和/或关节构造。
图16示出了依照一些实施例的一组胫骨衬垫的侧(矢状面)视图。提供了一组胫骨衬垫(420、422、424、426)，每个衬垫均包括后壁几何形状(分别为421、423、425、427)，其沿着前后轴线相对地位于相同位置中。通过更向上地变动后壁(421、423、425、427)，所保留的PCL内的张力能够被增加，而无关于衬垫(420、422、424、426)的尺寸、厚度和/或关节构造。
图17示出了依照一些实施例的一组胫骨衬垫的侧(矢状面)视图。提供了一组胫骨衬垫(430、432、434、436)，每个衬垫均包括后壁几何形状(分别为431、433、435、437)，其沿着前后轴线相对地位于相同位置中。通过纯粹向后、向后和向上、纯粹向上、以及它们的各种组合来变动后壁(431、433、435、437)，所保留的PCL内的张力能够被增加，而无关于衬垫(430、432、434、436)的尺寸、厚度和/或关节构造。
图18示出了使用依照一些实施例的系统的方法的示意性流程图。首先，切除整个胫骨近端(502)。随后按照传统方式(504)确定膝盖尺寸。然后，执行股骨和胫骨托的植入(506)。步骤(506)对于半关节成形术情况和对于使用了粘结式(cemented)胫骨衬垫(其不需要使用传统的胫骨托)的过程可以不是需要的。接着，可以使用一系列正确尺寸的胫骨衬垫(508)来执行试验性复位。试验性复位可以包括全范围运动评定、抽屉测试等等。在选择了期望的胫骨衬垫厚度后(510)，外科医生关于适当的张紧和功能来评定后十字韧带(512)。如果假体表现良好，则外科医生可以采用传统方式完成外科手术(520)。如果PCL太松驰，则外科医生可以试着采用具有相同厚度和尺寸但是具有更大或更为“隆起(proud)”的后部几何形状的另一衬垫，以便如步骤(516)所示的那样伸展并拉紧PCL。替代地，如果PCL太紧，则外科医生可以试着采用具有相同厚度和尺寸但是具有更小或更不“隆起”的后部几何形状的另一衬垫，以如步骤(518)所示的那样松驰PCL。除了步骤(514)、(516)和(518)之外，外科医生还可以选择其它胫骨衬垫选项，其独立地或者以调整张力的步骤(步骤未示出)的组合的形式来改变角度、空间位置、或PCL的定位。
图19A和图19B示意性地示出了依照一些实施例的在保留PCL的切除术之后的胫骨近端(100)和定位于其上的胫骨衬垫(600、602)。如这些附图中示意性示出的那样，两衬垫(600、602)的不同后壁几何形状(601、603)与PCL(20)不同地相互作用。例如，图19A中的后壁几何形状(601)允许PCL(20)以其胫骨附着点和其在远端股骨(未示出)的附着点之间的相对平直的线延伸。相反的，图19B的后壁几何形状(63)则对PCL(20)施力，以使PCL(20)更大程度地缠绕后壁几何形状(63)。因此，PCL(20)在相对于图19B的衬垫(602)定位时更为弯曲，从而可能被更大程度地张紧。
替代实施例可以包括用于调整PCL张力的各种机制，其包括用于优化PCL功能的几何形状，用于控制PCL的内侧-外侧位置的几何形状，用于控制PCL相对于胫骨衬垫表面的高度的几何形状，用于改变或控制PCL相对于胫骨衬垫表面的PCL角度(当在矢状面中观察时)的几何形状，用于改变或控制PCL相对于胫骨衬垫表面的PCL角度(当在沿着上下轴线在横平面中观察时)的几何形状，用于控制PCL相对胫骨衬垫表面的内外旋转的几何形状，用于控制表面的凹度或凸度并减少PCL在横平面内的滑动的几何形状，以及非限制性的其它几何形状。本发明的至少一些实施例还可以有利地被使用到在骨切除已经进行后需要软组织平衡或释放的其它外科手术过程中，或者可能使用在涉及与矫正植入物或假体相接触的软组织的过程中。本公开中所包含的外形、几何形状、和构造可能进一步包括表面处理以优化在PCL张紧装置与PCL或其他周围软组织之间的摩擦力和生物相互作用。这种表面处理可以包括但并不限于，材料表面处理(例如，冶金的、基于陶瓷的、和/或诸如选择性交联之类的聚合物表面处理)或添加剂表面处理(例如，抗氧化剂、抗菌/抗感染剂，以及疼痛管理添加剂)。在此所述的用于张紧PCL的装置可以包括与胫骨衬垫材料并不相似的材料。
在一些实例中，例如对于双十字韧带保留修复术，可以期望单独地调整ACL张力，或结合PCL张紧来调整ACL张力。因此，尽管在本说明书中更为详细地公开了用于张紧PCL的机构，但是用于张紧所保留的ACL的类似机构能够以类似的方式等同地用在胫骨衬垫的中部或前部上，以便调整ACL和PCL中的张力。ACL张紧机构(如果提供的话)可以适于结合PCL张紧或独立于PCL张紧而工作。
在不脱离本发明范围的情况下，如上面参考相应图示所描述的那样，可以对示意性实施例进行各种修改，其意味着包含在前述说明中以及在附图中所示的所有内容都应当被理解为是说明性的而不是限制性的。因此，本发明的广度和范围都不应当由上述任意示例性实施例所限制。

Claims (18)

1.一种用于帮助膝关节成形术过程的组件的系统，所述组件的系统包括：
a）第一系列的膝关节成形术组件，其包括至少第一膝关节成形术组件和第二膝关节成形术组件，其中所述第一膝关节成形术组件和所述第二膝关节成形术组件具有相等的尺寸；
b）第二系列的膝关节成形术组件，其包括至少第三膝关节成形术组件和第四膝关节成形术组件，其中所述第三膝关节成形术组件和所述第四膝关节成形术组件具有相等的尺寸，并且其中所述第一膝关节成形术组件和所述第二膝关节成形术组件的尺寸与所述第三膝关节成形术组件和所述第四膝关节成形术组件的尺寸不同；
c）其中所述第一膝关节成形术组件、第二膝关节成形术组件、第三膝关节成形术组件和第四膝关节成形术组件中的每一个都包括缠绕表面，所述缠绕表面被配置为与后十字韧带缠绕接触；
d）其中所述第一膝关节成形术组件的缠绕表面的几何形状不同于所述第二膝关节成形术组件的缠绕表面的几何形状，使得所述第一膝关节成形术组件的缠绕表面相对于所述第二膝关节成形术组件的缠绕表面配置成产生以下两者中的至少一种，即：在所述后十字韧带中的不同张力，或者作用在所述后十字韧带上的力的不同方向；以及
e）其中所述第三膝关节成形术组件的缠绕表面的几何形状不同于所述第四膝关节成形术组件的缠绕表面的几何形状，使得所述第三膝关节成形术组件的缠绕表面相对于所述第四膝关节成形术组件的缠绕表面配置成产生以下两者中的至少一种，即：在所述后十字韧带中的不同张力，或者作用在所述后十字韧带上的力的不同方向。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一膝关节成形术组件具有与所述第二膝关节成形术组件相同的总厚度，并且所述第三膝关节成形术组件具有与所述第四膝关节成形术组件相同的总厚度。
3.根据权利要求2所述的系统，其中：
a）所述第一系列还包括第五膝关节成形术组件，其中所述第五膝关节成形术组件具有的总厚度不同于所述第一膝关节成形术组件和所述第二膝关节成形术组件的总厚度；以及
b）所述第二系列还包括第六膝关节成形术组件，其中所述第六膝关节成形术组件具有的总厚度不同于所述第三膝关节成形术组件和所述第四膝关节成形术组件的总厚度。
4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述第一膝关节成形术组件、第二膝关节成形术组件、第三膝关节成形术组件和第四膝关节成形术组件是胫骨组件，并且所述缠绕表面是形成在所述膝关节成形术组件的后部边缘中的凹口。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述凹口居中地位于内侧髁关节表面和外侧髁关节表面之间。
6.根据权利要求4所述的系统，其中，所述胫骨组件是胫骨衬垫。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述胫骨衬垫是胫骨试验件。
8.根据权利要求6所述的系统，其中，所述胫骨衬垫是保留十字韧带的胫骨衬垫。
9.根据权利要求4所述的系统，其中，所述膝关节成形术组件中的每一个均包括前后轴线，并且其中所述第一膝关节成形术组件的缠绕表面相对于所述第二膝关节成形术组件的缠绕表面，沿着所述第一膝关节成形术组件的前后轴线更为靠后地定位。
10.根据权利要求4所述的系统，其中，所述膝关节成形术组件中的每一个均包括前后轴线，并且其中所述第一膝关节成形术组件的缠绕表面相对于所述第二膝关节成形术组件的缠绕表面，关于所述第一膝关节成形术组件的前后轴线以不同的角度取向。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述第一膝关节成形术组件相对于所述第二膝关节成形术组件的缠绕表面，沿着所述第一膝关节成形术组件的前后轴线更为靠后地定位。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述缠绕表面向内弯曲。
13.根据权利要求4所述的系统，其中，所述第一膝关节成形术组件的缠绕表面相对于所述第二膝关节成形术组件的缠绕表面还向上延伸。
14.根据权利要求4所述的系统，其中，所述膝关节成形术组件中的每一个均包括前后轴线，并且其中所述第一膝关节成形术组件的缠绕表面相对于所述第二膝关节成形术组件的缠绕表面，沿着所述第一膝关节成形术组件的前后轴线更为靠后地定位；并且其中，所述第一膝关节成形术组件的缠绕表面相对于所述第二膝关节成形术组件的缠绕表面还向上延伸。
15.根据权利要求2所述的系统，其中，所述第一系列的膝关节成形术组件和所述第二系列的膝关节成形术组件是膝关节成形术组件的套件的一部分。
16.一种用于帮助膝关节成形术过程的组件的系统，所述组件的系统包括：
a）第一系列的膝关节成形术组件，其包括至少第一膝关节成形术组件和第二膝关节成形术组件，其中所述第一膝关节成形术组件和所述第二膝关节成形术组件具有相等的尺寸；
b）第二系列的膝关节成形术组件，其包括至少第三膝关节成形术组件和第四膝关节成形术组件，其中所述第三膝关节成形术组件和所述第四膝关节成形术组件具有相等的尺寸，并且其中所述第一膝关节成形术组件和所述第二膝关节成形术组件的尺寸与所述第三膝关节成形术组件和所述第四膝关节成形术组件的尺寸不同；
c）其中所述第一膝关节成形术组件、第二膝关节成形术组件、第三膝关节成形术组件和第四膝关节成形术组件中的每一个都包括缠绕表面，所述缠绕表面被配置为与后十字韧带缠绕接触；
d）其中所述第一膝关节成形术组件的缠绕表面的几何形状不同于所述第二膝关节成形术组件的缠绕表面的几何形状，使得所述第一膝关节成形术组件的缠绕表面相对于所述第二膝关节成形术组件的缠绕表面配置成产生以下两者中的至少一种，即：在所述后十字韧带中的不同张力，或者作用在所述后十字韧带上的力的不同方向；
e）其中所述第三膝关节成形术组件的缠绕表面的几何形状不同于所述第四膝关节成形术组件的缠绕表面的几何形状，使得所述第三膝关节成形术组件的缠绕表面相对于所述第四膝关节成形术组件的缠绕表面配置成产生以下两者中的至少一种，即：在所述后十字韧带中的不同张力，或者作用在所述后十字韧带上的力的不同方向；
f）其中所述第一膝关节成形术组件具有与所述第二膝关节成形术组件相同的总厚度，并且所述第三膝关节成形术组件具有与所述第四膝关节成形术组件相同的总厚度；以及
g）其中所述第一膝关节成形术组件、第二膝关节成形术组件、第三膝关节成形术组件和第四膝关节成形术组件是胫骨组件，并且所述缠绕表面形成为接近所述膝关节成形术组件的后部边缘。
17.一种关节成形术组件的套件，包括：
a）多个尺寸系列的组件，每个尺寸系列的组件都包括在横平面上具有相等尺寸的组件；
b）其中每个尺寸系列的组件还包括多个厚度组的组件，每个厚度组的组件包括多个在矢状面中具有相同厚度的组件；以及
c）其中每个厚度组的组件还包括多个软组织适应调节组件，其中每个软组织适应调节组件包括不同的软组织适应调节几何形状。
18.根据权利要求17所述的套件，其中，每个厚度组的组件包括多个具有相同关节构造的组件。
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