CN114828783A - 整形外科膝关节假体的金属背衬膝盖骨组件及其相关联的制造方法 - Google Patents

整形外科膝关节假体的金属背衬膝盖骨组件及其相关联的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114828783A
CN114828783A CN202080087713.XA CN202080087713A CN114828783A CN 114828783 A CN114828783 A CN 114828783A CN 202080087713 A CN202080087713 A CN 202080087713A CN 114828783 A CN114828783 A CN 114828783A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solid
base
metal base
polymer bearing
patella
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202080087713.XA
Other languages
English (en)
Inventor
A·J·韦布
N·A·米尔特纳
E·P·奥马霍尼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
DePuy Ireland ULC
Original Assignee
DePuy Ireland ULC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DePuy Ireland ULC filed Critical DePuy Ireland ULC
Publication of CN114828783A publication Critical patent/CN114828783A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2/38Joints for elbows or knees
    • A61F2/3877Patellae or trochleae
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2/3094Designing or manufacturing processes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2002/30001Additional features of subject-matter classified in A61F2/28, A61F2/30 and subgroups thereof
    • A61F2002/30003Material related properties of the prosthesis or of a coating on the prosthesis
    • A61F2002/30004Material related properties of the prosthesis or of a coating on the prosthesis the prosthesis being made from materials having different values of a given property at different locations within the same prosthesis
    • A61F2002/30011Material related properties of the prosthesis or of a coating on the prosthesis the prosthesis being made from materials having different values of a given property at different locations within the same prosthesis differing in porosity
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2002/30001Additional features of subject-matter classified in A61F2/28, A61F2/30 and subgroups thereof
    • A61F2002/30108Shapes
    • A61F2002/3011Cross-sections or two-dimensional shapes
    • A61F2002/30112Rounded shapes, e.g. with rounded corners
    • A61F2002/30125Rounded shapes, e.g. with rounded corners elliptical or oval
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2/30767Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
    • A61F2/30771Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves
    • A61F2002/30878Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves with non-sharp protrusions, for instance contacting the bone for anchoring, e.g. keels, pegs, pins, posts, shanks, stems, struts
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2/30767Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
    • A61F2/30771Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves
    • A61F2002/30878Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves with non-sharp protrusions, for instance contacting the bone for anchoring, e.g. keels, pegs, pins, posts, shanks, stems, struts
    • A61F2002/30891Plurality of protrusions
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2/30767Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
    • A61F2/30771Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves
    • A61F2002/30878Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth applied in original prostheses, e.g. holes or grooves with non-sharp protrusions, for instance contacting the bone for anchoring, e.g. keels, pegs, pins, posts, shanks, stems, struts
    • A61F2002/30891Plurality of protrusions
    • A61F2002/30892Plurality of protrusions parallel
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2/30767Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth
    • A61F2002/3093Special external or bone-contacting surface, e.g. coating for improving bone ingrowth for promoting ingrowth of bone tissue
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2/3094Designing or manufacturing processes
    • A61F2002/30971Laminates, i.e. layered products
    • A61F2002/30973Two joined adjacent layers having complementary interlocking protrusions and recesses
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/02Prostheses implantable into the body
    • A61F2/30Joints
    • A61F2/3094Designing or manufacturing processes
    • A61F2002/30985Designing or manufacturing processes using three dimensional printing [3DP]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2310/00Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
    • A61F2310/00005The prosthesis being constructed from a particular material
    • A61F2310/00011Metals or alloys
    • A61F2310/00029Cobalt-based alloys, e.g. Co-Cr alloys or Vitallium

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Prostheses (AREA)

Abstract

一种整形外科植入物,包括具有金属基座(14)的膝盖骨组件(10),其中聚合物轴承(12)模制到其上。所述金属基座包括设置有凹坑(30)的后基座表面(16)和具有多个栓钉(24)的前基座表面(22),所述多个栓钉被配置成植入所述患者的天然膝盖骨中,所述前基座表面和所述栓钉涂覆有多孔金属。还公开了一种用于制造膝盖骨组件的方法。

Description

整形外科膝关节假体的金属背衬膝盖骨组件及其相关联的制 造方法
技术领域
本公开整体涉及一种可植入整形外科膝关节假体,并且更具体地涉及整形外科膝关节假体的可植入膝盖骨组件。
背景技术
在患者的寿命期间,由于例如疾病或创伤,对患者执行关节置换程序可能是必要的。关节置换程序可以涉及使用植入患者的骨中的一个或多个骨中的假体。在膝盖骨置换程序的情况下,将整形外科假体植入患者的膝盖骨中。具体地,假体膝盖骨组件被固定到患者的天然膝盖骨,使得其后表面在膝关节的延伸和屈曲期间与股骨组件接合。
常规圆顶膝盖骨组件体现为圆顶聚合物轴承。其它类型的膝盖骨组件包括符合或解剖轴承,其被设计成符合股骨的轴承表面。圆顶膝盖骨组件允许在膝关节假体的膝盖骨组件和股骨组件之间更大的移动,而解剖膝盖骨组件相对于股骨组件更受约束。两种类型的膝盖骨组件都具有临床益处以适合给定外科程序的需要。
发明内容
根据本公开的一个方面,整形外科植入物包括膝盖骨组件。所述膝盖骨组件具有实心-金属基座,所述实心-金属基座包括具有形成于其中的多个凹坑的后基座表面。所述凹坑中的每个凹坑具有形成于其中的底切。所述实心-金属基座还具有前基座表面,其中多个栓钉从所述前基座表面向外延伸。多孔金属涂层设置在所述前基座表面和所述实心-金属基座的所述栓钉上。聚合物轴承被模制到所述实心-金属基座的所述后基座表面。聚合物轴承具有后轴承表面,所述后轴承表面被配置成与股骨组件的一对股骨髁接合。
在一个实施方案中,聚合物轴承被模制到实心-金属基座的凹坑中。
例示性地,所述凹坑中的每个凹坑的后端由形成于后基座表面中的开口限定,其中所述凹坑中的每个凹坑的前端由与开口向前间隔开的基座壁限定。凹坑的内侧和外侧由从开口延伸到基座壁的一对侧壁限定。侧壁具有形成于侧壁中的底切。
在一个实施方案中,限定底切的侧壁的表面具有圆形表面。
例示性地,所述实心-金属基座的多个相邻凹坑彼此开放。
在一个实施方案中,所述实心-金属基座还包括在所述后基座表面与所述前基座表面之间延伸的周边侧壁。周边侧壁具有形成于其中的多个凹坑,并且形成于周边侧壁中的凹坑中的每个凹坑具有设置在其中的多孔金属涂层。
例示性地,膝盖骨组件可以体现为圆顶膝盖骨组件或解剖膝盖骨组件。
根据另一个方面,整形外科植入物包括膝盖骨组件。所述膝盖骨组件包括具有后基座表面和前基座表面的实心-金属基座,所述后基座表面具有形成于所述后基座表面中的多个凹坑,所述前基座表面具有从所述前基座表面向外延伸的多个栓钉。所述凹坑中的每个凹坑的后端由形成于后基座表面中的开口限定,其中所述凹坑中的每个凹坑的前端由与开口向前间隔开的基座壁限定。凹坑的内侧和外侧由从开口延伸到基座壁的一对侧壁限定。多个相邻凹坑彼此开放。多孔金属涂层设置在所述前基座表面和所述实心-金属基座的所述栓钉上。聚合物轴承被模制到所述实心-金属基座的所述后基座表面。聚合物轴承具有后轴承表面,所述后轴承表面被配置成与股骨组件的一对股骨髁接合。
在一个实施方案中,聚合物轴承被模制到实心-金属基座的凹坑中。
在一个实施方案中,限定底切的侧壁的表面具有圆形表面。
在一个实施方案中,所述实心-金属基座还包括在所述后基座表面与所述前基座表面之间延伸的周边侧壁。周边侧壁具有形成于其中的多个凹坑,并且形成于周边侧壁中的凹坑中的每个凹坑具有设置在其中的多孔金属涂层。
例示性地,膝盖骨组件可以体现为圆顶膝盖骨组件或解剖膝盖骨组件。
根据本公开的又一个方面,制造膝盖骨组件的方法包括将多孔金属涂层设置到实心-金属基座的前表面和多个栓钉上。聚合物轴承被模制到所述实心-金属基座的后表面上,使得所述聚合物轴承的前表面的一部分设置在形成于所述实心-金属基座的所述后表面中的多个凹坑内。聚合物轴承的后表面形成被配置成与股骨组件的一对股骨髁接合的膝盖骨轴承表面。
例示性地,多孔金属涂层和实心-金属基座被3D打印为整体金属组件。
在一个实施方案中,限定所述实心-金属基座的所述凹坑的多个侧壁具有形成于所述多个侧壁中的底切。聚合物轴承被模制到实心-金属基座的后表面上,使得所述聚合物轴承的所述前表面的一部分被模制到限定所述凹坑的底切的所述侧壁。
聚合物轴承可以被模制以包括圆顶膝盖骨轴承表面或解剖膝盖骨轴承表面,两者均被配置成与股骨组件的一对股骨髁接合。
附图说明
具体实施方式具体是指以下附图,其中:
图1是整形外科膝关节假体的金属背衬圆顶膝盖骨组件的透视图;
图2是图1的金属背衬圆顶膝盖骨组件的上侧正视图;
图3是图1的金属背衬圆顶膝盖骨组件的前侧正视图;
图4是沿图3的线4-4截取的横截面视图,如在箭头的方向上所观察,注意,为清楚起见,在图4中的横截面中未示出多孔金属涂层;
图5是图1的金属背衬圆顶膝盖骨组件的实心-金属基座的透视图;
图6是图5的实心-金属基座的后侧正视图;
图7是图5的实心-金属基座的上侧正视图;
图8是类似于图6的视图,但是示出了其后表面的薄层被移除的实心-金属基座;
图9是沿图6的线9-9截取的横截面视图,如在箭头的方向上所观察,注意,为清楚起见,在图9中的横截面中未示出多孔金属涂层;
图10是示出实心-金属基座的凹坑的放大横截面视图,其中图10从图9截取,如由环绕区域所指示;
图11是类似于图1的视图,但是示出了整形外科膝关节假体的金属背衬解剖膝盖骨组件;
图12是图11的金属背衬解剖膝盖骨组件的前侧的透视图;
图13是类似于图6的视图,但是示出了图1的金属背衬圆顶膝盖骨组件的实心-金属基座,其具有设置在其凹坑中的多孔金属涂层;并且
图14是类似于图8的视图,但是示出了图1的金属背衬圆顶膝盖骨组件的实心-金属基座,其具有设置在其凹坑中的多孔金属涂层。
具体实施方式
虽然本公开的概念易于具有各种修改形式和替代形式,但其具体示例性实施方案已在附图中以举例的方式示出,并且将在本文中进行详细描述。然而应当理解,无意将本公开的概念限制为所公开的特定形式,而是相反,意图在于涵盖所附权利要求限定的本发明的实质和范围内的所有修改型式、等同型式和替代型式。
在整篇说明书中,当提及整形外科植入物或假体和本文所述的外科器械以及患者的天然解剖结构时,可使用表示解剖学参考的术语,诸如前、后、内、外、上、下等等。这些术语在解剖学研究和整形外科领域都具有公知的含义。除非另外说明,否则在书面具体实施方式和权利要求中使用的这些解剖参考术语旨在与其熟知的含义一致。
现在参考图1-4,示出了可植入膝关节假体的金属背衬圆顶膝盖骨组件10。如下面将更详细所述,圆顶膝盖骨组件10包括聚合物轴承12,所述聚合物轴承被模制到实心-金属基座14上,以便产生单件(即,非模块化)最终产品。圆顶膝盖骨组件10的聚合物轴承12包括后轴承表面16,所述后轴承表面被配置成与已经固定到患者的远侧股骨(未示出)的外科准备的端部的股骨组件的一对髁表面(未示出)接合。具体地,圆顶膝盖骨组件10的后轴承表面16包括外关节表面18和内关节表面20。关节表面18、20被配置成分别与股骨组件(未示出)的外髁表面和内髁表面接合。应当理解,此类股骨组件被配置成仿真患者的天然股骨髁的构型,并且这样,假体股骨组件的外髁表面和内髁表面以模拟天然股骨的髁的方式被配置(例如,弯曲)。
如图2-4中可见,圆顶膝盖骨组件10的实心-金属基座14包括大致平坦的前表面22,所述前表面具有从其向外延伸的多个固定构件,诸如栓钉24。栓钉24被配置成植入患者的天然膝盖骨(未示出)的外科准备的后表面中。以此类方式,圆顶膝盖骨组件10的后轴承表面16面朝股骨组件,从而允许后轴承表面16在患者膝关节的屈曲和延伸期间与其股骨髁表面接合。
圆顶膝盖骨组件10的聚合物轴承12体现为用材料构造的整体聚合物主体,所述材料允许在膝盖骨组件10与股骨组件(其通常用生物相容性金属,诸如钴铬合金构造,尽管也可以使用其它材料,诸如陶瓷)之间平滑地接合。一种此聚合物材料为聚乙烯,诸如超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。
现在参考图4-10,更详细地示出了实心-金属基座14。与其前表面22相对,实心-金属基座14包括聚合物轴承12被模制到其上的圆形后表面26。后表面26具有形成于其中的多个凹坑30。如下文将讨论,凹坑30允许在将模制聚合物轴承12模制到实心-金属基座14上期间聚合物交错。如图6中可见,在本文所述的例示性实施方案中,凹坑30以交叉影线类型图案布置在后表面26中,尽管也可以使用其它图案。如在图4、图9和图10中可见,凹坑30中的每个凹坑的后端由形成于后表面26中的开口32限定,其中凹坑的相对前端由基座壁34限定。基座壁34与开口32向前朝向实心-金属基座14的主体的中心间隔开。凹坑30的内侧和外侧由从开口32延伸到基座壁34的一对侧壁36限定。
如图4、图9和图10中可见,在凹坑30中的每个凹坑中形成有底切40。具体地,限定凹坑30中的每个凹坑的前端的基座壁34比限定凹坑30中的每个凹坑的后端的开口32更宽。侧壁36沿凸形表面42远离开口32延伸,所述凸形表面在转变到基座壁34之前转变到凹形表面44,从而产生底切40。应当理解,尽管底切40被示出为共混半径底切40(即,限定底切的表面是圆形的),但也可以设想其它构型,包括例如在设计中更方正的底切(例如,侧壁36限定正交转变而不是圆形转变)。
如图4中可见,限定底切40的侧壁36产生背离聚合物轴承12模制到的实心-金属基座14的外后表面26的表面。以此类方式,底切40抵抗聚合物轴承12从实心-金属基座14拔出。
如图8中可见,给定行交叉影线图案的相邻凹坑30彼此开放。具体地,如图8的上下文可见,其中已经去除了实心-金属基座14的后表面26的薄外层,给定行凹坑30的基座壁34跨越实心-金属基座14的大部分宽度延伸。尽管侧壁36在内侧/外侧方向上闭合给定凹坑30,但是没有侧壁定位在在上/下方向上延伸的给定行的凹坑30之间。这样,在上/下方向上彼此开放延伸的此类行内的相邻凹坑30从而允许聚合物材料在相邻凹坑30之间,并且从而在凹坑30之间的后表面26的区段46下被推进。区段46的下侧产生背离聚合物轴承12模制到的实心-金属基座14的外后表面26的表面。以此类方式,区段46的下侧抵抗聚合物轴承12从实心-金属基座14拔出。
如图5和图7中可见,外周侧壁50在实心-金属基座14的后表面26与其前表面22之间延伸。因为圆顶膝盖骨组件10体现为内偏移的圆顶膝盖骨组件10,所以周边侧壁50在实心-金属基座14的内侧处比其在实心-金属基座14的外侧处更宽。如图5-7中可见,周边侧壁50的上侧、下侧和内侧具有形成于其中的多个壁凹坑52。壁凹坑52从形成于周边侧壁50中的开口54向内延伸到实心-金属基座14的中心中。类似于形成于实心-金属基座14的后表面26中的凹坑30,壁凹坑52允许在将模制聚合物轴承12模制到实心-金属基座14上期间聚合物交错到实心-金属基座14中。
如图2-5中可见,实心-金属基座14的前表面22和栓钉24具有设置在其上的多孔金属涂层60。如图5和图7中可见,多孔金属涂层60也可设置在实心-金属基座14的壁凹坑50中。应当理解,多孔金属涂层60可以是单独施加的涂层,诸如可商购自Warsaw,Indiana的DePuy Synthes的
Figure BDA0003699764490000061
Porous Coating。然而,在本文所述的例示性实施方案中,多孔金属涂层60借助于与实心-金属基座14同时进行增材制造而设置在实心-金属基座14上,以便产生两个金属结构的常见整体组件。
在一个示例中,多孔金属涂层60可以由多孔材料62制成,如2019年3月26日提交并且被转让给与本公开相同的受让人的美国专利申请序列号16/365,557中所述,其公开内容据此以引用方式并入,如同在本文中全文示出一样。以举例的方式,增材制造工艺可包括粉末床熔融打印(诸如熔融和烧结)、冷喷涂3D打印、线材进料3D打印、熔融沉积3D打印、挤出3D打印、液体金属3D打印、立体光刻3D打印、粘结剂喷射3D打印、材料喷射3D打印等。
在一个示例中,参考图4,多孔金属涂层60的多孔材料62可以由多孔三维结构限定,所述多孔三维结构可以包括多个连接的单元格。每个单元格可以限定单元格结构64,所述单元格结构包括限定外几何结构的多个晶格支柱和限定设置在外几何结构内的多个内部几何结构的多个内部支柱。在一个示例中,外几何结构可以是菱形十二面体,并且内几何结构可以是菱形三角形偏六面体。应当理解,此类几何结构可以变化以适合给定设计的需要。此外,应当理解,构成多孔金属涂层60的单元格也可以具有任何合适的另选几何形状,以适合给定设计的需要。
多孔材料62由金属粉末形成。例示性地,金属粉末可包括但不限于钛、钛合金、不锈钢、钴铬合金、钽或铌粉末。多孔金属涂层60具有适于在将实心-金属基座14的前表面22和栓钉24植入患者的膝盖骨的外科准备的后表面中时促进骨向内生长到圆顶膝盖骨组件10中的孔隙率。
在本文所述的例示性实施方案中,多孔金属涂层60被直接增材制造到前表面22和栓钉24上,并且被增材制造到实心-金属基座14的壁凹坑50中。在此类实施方案中,两个结构–即,实心-金属基座14和多孔金属涂层60–可在常见增材制造工艺期间同时制造。例如,两个结构可以在单个3D打印操作中同时制造,所述单个3D打印操作产生包括两个结构的常见整体金属组件。另选地,多孔金属涂层60可被制造为固定到实心-金属基座14的单独组件。
可以通过使用多种不同技术来将聚合物轴承12组装到实心-金属基座14。用于这样做的一种示例性方式是通过使用压缩模制技术。例如,实心-金属基座14和待由其制造聚合物轴承12的材料(例如,UHMWPE)可以彼此放置在模具中。此后,组件在工艺参数下彼此压缩模制,所述工艺参数使得制造聚合物轴承12的材料(例如,UHMWPE)被熔融并且通过压缩模制工艺机械地固定到实心-金属基座14。如上所述,当模制到实心-金属基座14时,熔融聚合物轴承12与实心-金属基座14的凹坑30、52交错。还应理解,模具可以被配置成不仅将组件彼此模制,而且还使后轴承表面16形成聚合物轴承12。
用于模制工艺中的起始材料(例如,聚合物,诸如聚乙烯)可以多种不同形式提供。例如,起始材料中的每个起始材料可以作为预成型件提供。术语“预成型件”在本文中是指诸如通过聚合物树脂颗粒的冲压挤出或压缩模制而已经固结为杆、片、块、板条等的制品。术语“预成型件”还包括预成型“圆盘”,其可以通过可商购获得的预成型件的中间机加工来制备。可以多个不同的预处理或预调理变型形式提供聚合物预成型件,诸如聚乙烯预成型件。例如,可以利用交联或非交联的(例如,照射或未照射的)预成型件。可以处理此类预成型件以消除(例如,再熔融或淬灭)或稳定(例如,添加维生素E作为抗氧化剂)存在于其中的任何自由基。另选地,可以不以此类方式处理预成型件。
起始材料(例如,聚合物和共聚物)也可以作为粉末提供。术语“粉末”在本文中是指树脂颗粒。类似于上文关于预成型件所描述,粉末可以多个不同的预处理或预调理的变型形式提供。例如,可以利用交联或非交联的(例如,照射或未照射的)粉末。
如图11和图12中所示,尽管本文已经在圆顶膝盖骨组件10的上下文中描述本公开的概念,但是应当理解,本公开的概念也可以用于解剖组件70的设计中。另外设想,实心-金属基座14的常见设计可以用于圆顶膝盖骨组件和解剖膝盖骨组件两者。在此类布置中,相同的实心-金属基座14将与所得类型的组件一起使用,所得类型的组件通过配置用于形成聚合物轴承12的模具来确定。
如图13和图14中所示,多孔金属涂层60可以设置在实心-金属基座14的附加位置中。例如,多孔金属涂层60可以设置在凹坑30中,包括相邻凹坑30之间的开放区域(即,凹坑30之间的后表面26的区段46下方的区域)。在此类实施方案中,当聚合物轴承12被模制到实心-金属基座14时,熔融聚合物材料(例如,UHMWPE)不仅与限定凹坑30的结构相互交错,而且与凹坑30内的多孔金属涂层60相互交错。
虽然在附图和前述描述中已经详细地举例说明和描述了本公开,但此类举例说明和描述在特征上应被视为是例示性的而不是限制性的,应当理解,仅示出和描述了例示性的实施方案,并且本公开的实质内进行的所有改变和变型都应受到保护。
本文所述方法、设备和系统的多个特征使本公开具有多个优点。应当注意的是,本公开的方法、设备和系统的另选的实施方案可以不包括所有所述特征,但仍然可以受益于此类特征的优点中的至少一些。对于上述方法、设备和系统,本领域的普通技术人员可容易地设想出其自己的实施方式,该实施方式可结合本发明特征中的一个或多个特征,并且落在由所附权利要求限定的本公开的实质和范围内。

Claims (21)

1.一种整形外科植入物,包括:
膝盖骨组件,所述膝盖骨组件包括:
实心-金属基座,所述实心-金属基座包括(i)后基座表面,所述后基座表面具有形成于所述后基座表面中的多个凹坑,其中所述凹坑中的每个凹坑具有形成于所述凹坑中的底切,以及(ii)前基座表面,所述前基座表面具有从所述前基座表面向外延伸的多个栓钉,
多孔金属涂层,所述多孔金属涂层设置在所述前基座表面和所述栓钉上,和
聚合物轴承,所述聚合物轴承被模制到所述实心-金属基座的所述后基座表面,所述聚合物轴承具有被配置成与股骨组件的一对股骨髁接合的后轴承表面。
2.根据权利要求1所述的整形外科植入物,其中所述聚合物轴承被模制到所述实心-金属基座的所述凹坑中。
3.根据权利要求1所述的整形外科植入物,其中:
所述凹坑中的每个凹坑的后端由形成于所述后基座表面中的开口限定,
所述凹坑中的每个凹坑的前端由与所述开口向前间隔开的基座壁限定,并且
所述凹坑的上侧和下侧由从所述开口延伸到所述基座壁的一对侧壁限定,其中所述侧壁具有形成于所述侧壁中的所述底切。
4.根据权利要求3所述的整形外科植入物,其中限定所述底切的所述侧壁的所述表面包括圆形表面。
5.根据权利要求1所述的整形外科植入物,其中所述多个凹坑包括彼此开放的多个相邻凹坑。
6.根据权利要求1所述的整形外科植入物,其中:
所述实心-金属基座还包括在所述后基座表面与所述前基座表面之间延伸的周边侧壁,
所述周边侧壁具有形成于所述周边侧壁中的多个凹坑,并且
形成于所述周边侧壁中的所述凹坑中的每个凹坑具有设置在所述每个凹坑中的所述多孔金属涂层。
7.根据权利要求1所述的整形外科植入物,其中所述膝盖骨组件包括圆顶膝盖骨组件。
8.根据权利要求1所述的整形外科植入物,其中所述膝盖骨组件包括解剖膝盖骨组件。
9.根据权利要求1所述的整形外科植入物,其中所述凹坑中的每个凹坑具有设置在所述每个凹坑中的所述多孔金属涂层。
10.一种整形外科植入物,包括:
膝盖骨组件,所述膝盖骨组件包括:
实心-金属基座,所述实心-金属基座包括(i)后基座表面,所述后基座表面具有形成于所述后基座表面中的多个凹坑,以及(ii)前基座表面,所述前基座表面具有从所述前基座表面向外延伸的多个栓钉,其中(a)所述凹坑中的每个凹坑的后端由形成于所述后基座表面中的开口限定,(b)所述凹坑中的每个凹坑的前端由与所述开口向前间隔开的基座壁限定,(c)所述凹坑的上侧和下侧由从所述开口延伸到所述基座壁的一对侧壁限定,(d)所述多个凹坑包括彼此开放的多个相邻凹坑,
多孔金属涂层,所述多孔金属涂层设置在所述前基座表面和所述栓钉上,和
聚合物轴承,所述聚合物轴承被模制到所述实心-金属基座的所述后基座表面,所述聚合物轴承具有被配置成与股骨组件的一对股骨髁接合的后轴承表面。
11.根据权利要求10所述的整形外科植入物,其中所述聚合物轴承被模制到所述实心-金属基座的所述凹坑中。
12.根据权利要求10所述的整形外科植入物,其中限定所述凹坑的所述一对侧壁中的每个侧壁限定圆形底切表面。
13.根据权利要求10所述的整形外科植入物,其中:
所述实心-金属基座还包括在所述后基座表面与所述前基座表面之间延伸的周边侧壁,
所述周边侧壁具有形成于所述周边侧壁中的多个凹坑,并且
形成于所述周边侧壁中的所述凹坑中的每个凹坑具有设置在所述每个凹坑中的所述多孔金属涂层。
14.根据权利要求10所述的整形外科植入物,其中所述膝盖骨组件包括圆顶膝盖骨组件。
15.根据权利要求10所述的整形外科植入物,其中所述膝盖骨组件包括解剖膝盖骨组件。
16.根据权利要求10所述的整形外科植入物,其中所述凹坑中的每个凹坑具有设置在所述每个凹坑中的所述多孔金属涂层。
17.一种制造膝盖骨组件的方法,包括:
将多孔金属涂层设置到实心-金属基座的(i)前表面和(ii)多个栓钉上,以及
将聚合物轴承模制到所述实心-金属基座的后表面上,使得(i)所述聚合物轴承的前表面的一部分被设置在形成于所述实心-金属基座的所述后表面中的多个凹坑内,并且(ii)所述聚合物轴承的后表面形成被配置成与股骨组件的一对股骨髁接合的膝盖骨轴承表面。
18.根据权利要求17所述的方法,其中将所述多孔金属涂层设置到所述实心-金属基座的所述前表面和所述多个栓钉上包括将所述多孔金属涂层和所述实心-金属基座3D打印为整体金属组件。
19.根据权利要求17所述的方法,其中:
限定所述实心-金属基座的所述凹坑的多个侧壁具有形成于所述多个侧壁中的底切,并且
将所述聚合物轴承模制到所述实心-金属基座的所述后表面上包括将所述聚合物轴承模制到所述实心-金属基座的所述后表面上,使得所述聚合物轴承的所述前表面的一部分被模制到限定所述凹坑的底切的所述侧壁。
20.根据权利要求17所述的方法,其中将所述聚合物轴承模制到所述实心-金属基座的所述后表面上包括将所述聚合物轴承模制到所述实心-金属基座的所述后表面上,使得所述聚合物轴承的所述后表面形成被配置成与所述股骨组件的所述一对股骨髁接合的圆顶膝盖骨轴承表面。
21.根据权利要求17所述的方法,其中将所述聚合物轴承模制到所述实心-金属基座的所述后表面上包括将所述聚合物轴承模制到所述实心-金属基座的所述后表面上,使得所述聚合物轴承的所述后表面形成被配置成与所述股骨组件的所述一对股骨髁接合的解剖膝盖骨轴承表面。
CN202080087713.XA 2019-12-17 2020-12-16 整形外科膝关节假体的金属背衬膝盖骨组件及其相关联的制造方法 Pending CN114828783A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/717,077 US11357635B2 (en) 2019-12-17 2019-12-17 Metal-backed patella component of an orthopaedic knee prosthesis and associated method of making the same
US16/717077 2019-12-17
PCT/EP2020/086549 WO2021122835A1 (en) 2019-12-17 2020-12-16 Metal-backed patella component of an orthopaedic knee prosthesis and associated method of making the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114828783A true CN114828783A (zh) 2022-07-29

Family

ID=74181102

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080087713.XA Pending CN114828783A (zh) 2019-12-17 2020-12-16 整形外科膝关节假体的金属背衬膝盖骨组件及其相关联的制造方法

Country Status (7)

Country Link
US (2) US11357635B2 (zh)
EP (1) EP4076289B1 (zh)
JP (1) JP2023506290A (zh)
CN (1) CN114828783A (zh)
AU (1) AU2020406076A1 (zh)
CA (1) CA3164829A1 (zh)
WO (1) WO2021122835A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013227136B4 (de) * 2013-12-23 2020-12-31 Mathys Ag Bettlach Beschichtetes Hemiprothesen-Implantat
US11844697B2 (en) * 2020-09-03 2023-12-19 Globus Medical, Inc. Systems and methods for knee arthroplasty
WO2023222729A1 (en) * 2022-05-17 2023-11-23 Limacorporate S.P.A. Patellar prosthesis

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4479271A (en) 1981-10-26 1984-10-30 Zimmer, Inc. Prosthetic device adapted to promote bone/tissue ingrowth
US4997445A (en) 1989-12-08 1991-03-05 Zimmer, Inc. Metal-backed prosthetic implant with enhanced bonding of polyethylene portion to metal base
US5019104A (en) * 1990-01-16 1991-05-28 Dow Corning Wright Corporation Patellar prosthesis and method of making the same
US5702465A (en) * 1996-05-13 1997-12-30 Sulzer Orthopedics Inc. Patella prosthesis having rotational and translational freedom
US6682567B1 (en) 2001-09-19 2004-01-27 Biomet, Inc. Method and apparatus for providing a shell component incorporating a porous ingrowth material and liner
US20040034432A1 (en) * 2002-02-11 2004-02-19 Dean Hughes Mobile bearing tibial base prosthetic devices employing oxidized zirconium surfaces
US7578851B2 (en) 2005-12-23 2009-08-25 Howmedica Osteonics Corp. Gradient porous implant
ES2406366T3 (es) 2009-10-30 2013-06-06 Depuy Products, Inc. Prótesis con componente compuesto
IT1398443B1 (it) * 2010-02-26 2013-02-22 Lima Lto S P A Ora Limacorporate Spa Elemento protesico integrato
US8747478B2 (en) 2011-02-14 2014-06-10 Imds Corporation Patellar prostheses and instrumentation
US9308095B2 (en) 2011-06-16 2016-04-12 Zimmer, Inc. Femoral component for a knee prosthesis with improved articular characteristics
US20130110248A1 (en) * 2011-11-02 2013-05-02 Arthrodisc, L.L.C. Lockable implant members
US20140142713A1 (en) 2012-11-21 2014-05-22 Abraham P. Wright Knee prosthesis assembly having proportional trochlear groove geometry
US10893948B2 (en) * 2017-11-02 2021-01-19 Howmedica Osteonics Corp. Rotary arc patella articulating geometry
RU2020134676A (ru) 2018-03-26 2022-04-26 Депуи Синтез Продактс, Инк. Трехмерные пористые структуры для врастания кости и способы их изготовления

Also Published As

Publication number Publication date
EP4076289B1 (en) 2023-12-27
JP2023506290A (ja) 2023-02-15
EP4076289A1 (en) 2022-10-26
AU2020406076A1 (en) 2022-08-11
CA3164829A1 (en) 2021-06-24
US11357635B2 (en) 2022-06-14
WO2021122835A1 (en) 2021-06-24
US20220304815A1 (en) 2022-09-29
US20210177614A1 (en) 2021-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9724202B2 (en) Femoral component of a knee prosthesis having an angled cement pocket
EP3400911B1 (en) Tibial tray with fixation features
CN114828783A (zh) 整形外科膝关节假体的金属背衬膝盖骨组件及其相关联的制造方法
US10828168B2 (en) Patient specific composite knee replacement
US8287601B2 (en) Femoral component of a knee prosthesis having an angled cement pocket
US9138322B2 (en) Knee prosthesis having cross-compatible dome and anatomic patella components
US20210244545A1 (en) Metal-backed tibial component of an orthopaedic knee prosthesis and associated method of making the same
JP2024511667A (ja) カスタマイズされた患者別のオーグメントを有する3d印刷されたモノブロック整形外科用インプラント
AU2012227339B2 (en) Tibial component of a knee prosthesis having an angled cement pocket

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination