CN104780869A - 用于全髋关节成形术的最佳接触机械部件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种假体股骨部件，其包括：(a)股骨干(234)；(b)可操作地联接到所述股骨干的股骨颈(220)；和(c)可操作地联接到所述股骨干的股骨球(238)，其中纵向延伸穿过股骨颈的颈轴线(230)相对于纵向延伸穿过股骨干的股骨干轴线(232)成不大于35度的角度。

Description

用于全髋关节成形术的最佳接触机械部件

技术领域

本公开内容涉及可以作为假体关节诸如髋关节的一部分而植入的部件。

背景技术

已经在众多出版物中阐明，人髋是球和承窝关节，然而存在所有三种连续旋转，尽管髋臼和股骨的股骨头的实际形状不是完全球形。正常髋可以经历俯屈/伸展、内/外旋转和外展/内收旋转，包括三个连续旋转以执行运动。由于韧带约束，最显著的是髂股韧带和股骨头韧带，因此不允许股骨头相对于髋臼发生显著的平移。

设计了目前全髋关节成形术(THA)植入物，使得股骨颈：(1)沿着与地面平行的水平轴线对齐；或者，(2)沿着相对于水平轴线成30至45度取向的轴线对齐(参见图1，其中θ代表股骨颈相对于水平轴线或平面的角度)。已经用该指导原则设计了股骨主干的完整系统，需要植入的股骨颈以遵循解剖颈的取向(参见图2)。尽管这些植入的主干尝试维持解剖颈的角度，但必须理解的是，所述解剖颈要厚得多并且是患者特异性的(参见图3)。

关于目前THA植入物的担忧包括：(1)股骨头从髋臼杯脱臼；和，(2)股骨头在髋臼杯内滑动。脱臼是目前THA植入物的一个主要担忧，并且该现象非常少见地发生在解剖髋。当脱臼相对于THA植入物发生时，股骨头完全脱离髋臼杯(参见图4)。随着股骨头在外侧方向在髋臼杯的上外侧方位滑动，股骨头分离（也非常少见地在解剖髋中看到）常规地发生在THA植入物(参见图5和6)。该股骨头分离现象发生在承重和非承重活动过程中，并且是关于目前THA的一个主要担忧。该现象发生在超过95%的所有具有THA的患者中。本发明的发明人假定，这些现象(脱臼和股骨头分离)可能因为股骨颈轴线没有与腿(即，股骨)的承重轴线对齐而发生。

在天然股骨中，假定承重轴线6为机械轴线(参见图7)。所述机械轴线由位于股骨头球的中心的第一点2和位于踝关节的中心的第二点4限定。因此假定，该轴线6在正常的健康腿中也经过膝的中心或在膝中心的内侧，甚至可能经过内侧髁。因此，假定机械轴线6承载上体的重量，因为该轴线与施加于髋关节的承重力的方向对齐。

在正常髋中，股骨头的大尺寸允许髋关节力分散在大面积上，从而导致最小化的在股骨头上的接触应力(参见图8)。并且，正常髋具有支撑韧带结构，其在所有运动过程中维持股骨头在髋臼内的接触(参见图9)。因此，在解剖髋关节中维持大的接触面积，从而允许承载表面力转移到该大的接触面积上，导致远低于破坏水平的接触应力。

在THA外科手术后，韧带支撑结构已经受损。因此，在植入髋假体后，天然解剖结构不再在合适的位置，并且不能耐受可能使股骨头从髋臼杯移开的平面力和力矩。如以前所述，所有目前THA植入物尝试维持与解剖颈类似的股骨颈角度(参见图1和2)。

参考图10，将THA植入物叠加在图8的解剖髋关节上；可以看出，股骨头接触面积已经显著减小，并且当对齐植入物部件的取向时，髋关节处于受损状态，使得脱臼和股骨头分离不仅是可能的而且可能受到影响以致于发生。髋的拉出方向与颈角度对齐，所述颈角度在目前植入物中与机械轴线垂直或接近垂直。承载表面接触面积的这种显著减小是目前THA的一个主要担忧，因为股骨头也可以在外侧方向滑动，从而导致甚至更减小的承载表面接触面积和在上外侧方位的聚乙烯磨损(参见图12)。因此，在该取向，随着上身的承载力施加于植入的股骨头（其沿着解剖颈轴线对齐，如在图10中）上，该施加的力可以促进股骨头从髋臼杯脱位或分离。该现象可由力矩的诱导或剪切力沿着股骨颈轴线的引入造成，从而将股骨头推出髋臼杯。

参考图13，关于THA的另一个持续的担忧是与顶枢有关的故障以及在顶枢和可释放股骨球之间表现出的磨损。许多或者全部与THA一起使用的股骨植入物包括被接收在患者股骨的髁间通道内的股骨主干、集成的股骨颈和股骨头，所述股骨头可从股骨颈的一端(即，顶枢)除去且能够接合髋臼杯。

已经设计了当前的股骨植入物，使得股骨颈角度与解剖股骨颈角度对齐。通过这样做，患者的上身(经由骨盆)在股骨植入物头上施加的力相对于股骨颈角度具有显著的角度。该施加的上身垂直力(F)作用于髋关节，这沿着N1>轴线施加于牛顿参考系。该垂直力(F)然后在顶枢参考系中分解成分力(T1>, T2>, T3>)。从牛顿参考系向顶枢参考系的相对转化与三个连续旋转有关，但是主要旋转被表示为θ_T。使用该旋转，然后将分力定义为FT1 *T1> 和FT2*T2>。关注的主要力是FT1，其在TI>方向施加，并且在运动过程中，该力实际上尝试使球从顶枢脱离。

在髋运动过程中，在垂直方向施加主要力FT1，这可造成股骨头诱发在股骨颈的顶枢之间的微摇摆运动。该微摇摆运动也可由该上身力在股骨头上施加的力矩（相对于顶枢）诱导。该微运动造成顶枢的外表面与股骨头的内表面之间的摩擦，从而造成顶枢的承载表面和股骨头之间的磨损。另外，该磨损可能造成来自承载表面的微粒碎片，所述碎片遍布于患者的身体。

发明内容

本发明涉及可作为假体关节诸如髋关节的一部分而植入的部件。

本发明的第一方面是提供一种假体股骨部件，其包括：(a)股骨干；(b)可操作地联接到所述股骨干的股骨颈；和(c)可操作地联接到所述股骨干的股骨球，其中纵向延伸穿过所述股骨颈的颈轴线相对于纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成不大于35度的角度。

在所述第一方面的一个更详细的实施例中，所述纵向延伸穿过所述股骨颈的颈轴线相对于所述纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成介于35至20度之间的角度。在另一个更详细的实施例中，所述纵向延伸穿过所述股骨颈的颈轴线相对于所述纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成介于20至15度之间的角度。在另一个详细的实施例中，所述纵向延伸穿过所述股骨颈的颈轴线相对于所述纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成介于15至10度之间的角度。在另一个更详细的实施例中，所述纵向延伸穿过所述股骨颈的颈轴线相对于所述纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成介于10至5度之间的角度。在一个更详细的实施例中，所述纵向延伸穿过所述股骨颈的颈轴线相对于所述纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成介于0至5度之间的角度。在一个更详细的实施例中，所述股骨颈包括顶枢，并且所述顶枢从所述股骨干轴线偏离5至160毫米。在另一个更详细的实施例中，所述假体股骨部件还包括固位托架，所述固位托架能够使用紧固件联接至所述股骨干。在另一个更详细的实施例中，所述固位托架能够定位在股骨的外表面上。

本发明的第二方面是提供一种假体髋关节，其包括：(a)股骨部件，其包括可操作地联接到股骨球的股骨主干，所述股骨球包括基本上均匀的凸承载表面，但是从所述承载表面向外伸出的突出物除外；和(b)髋臼部件，其包括可操作地联接到髋臼杯插入物的髋臼杯，所述髋臼杯插入物包括基本上均匀的凹承载表面，但是延伸到所述承载表面中的凹坑除外，所述凹坑的尺寸设定成容纳所述突出物在其中的至少部分插入并限定所述突出物的运动范围，其中所述突出物和凹坑之间的相互作用可有效地阻止在内收方向和外展方向中的至少一个方向上的运动。

在第二方面的一个更详细的实施例中，所述突出物包括半球形凸出段，并且所述凹坑包括半球形凹陷段。在另一个更详细的实施例中，所述半球形凹陷段比所述半球形凸出段大了不到1个数量级。在另一个详细的实施例中，所述半球形凹陷段比所述半球形凸出段大了超过1个数量级。在另一个更详细的实施例中，所述半球形凸出段定位在所述股骨球的凸承载表面的负荷承载区域的内部。在一个更详细的实施例中，所述半球形凸出段定位在所述股骨球的凸承载表面的负荷承载区域的外面。在一个更详细的实施例中，所述半球形凹陷段定位在所述髋臼杯插入物的凹承载表面的负荷承载区域的内部。在另一个更详细的实施例中，所述半球形凹陷段定位在所述髋臼杯插入物的凹承载表面的负荷承载区域的外面。在另一个更详细的实施例中，所述凹坑的尺寸比所述突出物的尺寸大了1个数量级。在另一个更详细的实施例中，所述凹坑的尺寸比所述突出物的尺寸大了不到1个数量级。

在第二方面的另一个更详细的实施例中，所述突出物定位在所述股骨球的凸承载表面的负荷承载区域的内部。在另一个更详细的实施例中，所述突出物定位在所述股骨球的凸承载表面的负荷承载区域的外面。在另一个详细的实施例中，所述凹坑定位在所述髋臼杯插入物的凹承载表面的负荷承载区域的内部。在另一个更详细的实施例中，所述凹坑定位在所述髋臼杯插入物的凹承载表面的负荷承载区域的外面。在一个更详细的实施例中，所述突出物包括球形凸出段、正方形凸出段、矩形凸出段、三角形凸出段和不规则凸出段中的至少一种，并且所述凹坑包括球形凹陷段、正方形凹陷段、矩形凹陷段、三角形凹陷段和不规则凹陷段中的至少一种。

本发明的第三方面是提供一种假体髋关节，其包括：(a)股骨部件，其包括可操作地联接到股骨球的股骨主干，所述股骨球包括基本上均匀的凸承载表面，但是延伸到所述承载表面中的凹坑除外；和，(b)髋臼部件，其包括可操作地联接到髋臼杯插入物的髋臼杯，所述髋臼杯插入物包括基本上均匀的凹承载表面，但是突出物除外，所述突出物实现穿过所述承载表面和从所述承载表面伸出中的至少一种，所述突出物的尺寸设定成至少部分地插入所述凹坑中，所述凹坑限定所述突出物的运动范围，其中所述突出物和凹坑之间的相互作用可有效地阻止在内收方向和外展方向中的至少一个方向上的运动。

在第三方面的一个更详细的实施例中，所述突出物包括半球形凸出段，并且所述凹坑包括半球形凹陷段。在另一个更详细的实施例中，所述半球形凹陷段比所述半球形凸出段大了不到1个数量级。在另一个详细的实施例中，所述半球形凹陷段比所述半球形凸出段大了超过1个数量级。在另一个更详细的实施例中，所述半球形凹陷段定位在所述股骨球的凸承载表面的负荷承载区域的内部。在一个更详细的实施例中，所述半球形凹陷段定位在所述股骨球的凸承载表面的负荷承载区域的外面。在一个更详细的实施例中，所述半球形凸出段定位在所述髋臼杯插入物的凹承载表面的负荷承载区域的内部。在另一个更详细的实施例中，所述半球形凸出段定位在所述髋臼杯插入物的凹承载表面的负荷承载区域的外面。在另一个更详细的实施例中，所述凹坑的尺寸比所述突出物的尺寸大了1个数量级。在另一个更详细的实施例中，所述凹坑的尺寸比所述突出物的尺寸大了不到1个数量级。

在第三方面的另一个更详细的实施例中，所述突出物定位在所述髋臼杯插入物的凹承载表面的负荷承载区域的内部。在另一个更详细的实施例中，所述突出物定位在所述髋臼杯插入物的凹承载表面的负荷承载区域的外面。在另一个详细的实施例中，所述凹坑定位在所述股骨球的凸承载表面的负荷承载区域的内部。在另一个更详细的实施例中，所述凹坑定位在所述股骨球的凸承载表面的负荷承载区域的外面。在一个更详细的实施例中，所述突出物包括球形凸出段、正方形凸出段、矩形凸出段、三角形凸出段和不规则凸出段中的至少一种，并且所述凹坑包括球形凹陷段、正方形凹陷段、矩形凹陷段、三角形凹陷段和不规则凹陷段中的至少一种。

本发明的第四方面是提供一种假体股骨部件，其包括：(a)股骨主干，其包括股骨干和上板；和，(b)股骨颈，其安装至所述上板并从所述上板伸出，其中纵向延伸穿过所述股骨颈的颈轴线相对于纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成不大于35度的角度。

在第四方面的一个更详细的实施例中，所述纵向延伸穿过所述股骨颈的颈轴线相对于所述纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成介于35至20度之间的角度。在另一个更详细的实施例中，所述纵向延伸穿过所述股骨颈的颈轴线相对于所述纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成介于20至15度之间的角度。在另一个详细的实施例中，所述纵向延伸穿过所述股骨颈的颈轴线相对于所述纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线在成15至10度之间的角度。在另一个更详细的实施例中，所述纵向延伸穿过所述股骨颈的颈轴线相对于所述纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成介于10至5度之间的角度。在一个更详细的实施例中，所述纵向延伸穿过所述股骨颈的颈轴线相对于所述纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成介于0至5度之间的角度。在一个更详细的实施例中，所述股骨颈包括顶枢，并且所述顶枢从所述股骨干轴线偏离5至160毫米。在另一个更详细的实施例中，所述股骨干的近侧部分包括至少一个腔体以接收紧固件，并且所述上板包括至少一个通孔以允许所述紧固件在其中延伸。在另一个更详细的实施例中，所述假体股骨部件还包括股骨球，其中所述股骨颈包括顶枢，并且其中所述股骨球可释放地安装至所述顶枢。在另一个更详细的实施例中，所述假体股骨部件还包括股骨球，其中所述股骨颈和所述股骨球整体形成为单个结构。

在第四方面的另一个更详细的实施例中，所述假体股骨部件还包括股骨球，其中所述股骨颈包括顶枢，所述股骨球可释放地安装至所述顶枢，并且所述顶枢的纵向轴线相对于所述颈轴线成介于0至70度之间的角度。在另一个更详细的实施例中，所述顶枢的纵向轴线相对于所述颈轴线成介于0至25度之间的角度。在一个更详细的实施例中，所述顶枢的纵向轴线相对于所述颈轴线成介于25至50度之间的角度。在另一个更详细的实施例中，所述顶枢的纵向轴线相对于所述颈轴线成介于50至70度之间的角度。

本发明的第五方面是提供一种假体股骨部件，其包括：(a)股骨主干，其包括第一腔体；(b)股骨颈，其包括顶枢；和，(c)股骨球，其能够安装至所述顶枢，其中所述第一腔体的尺寸设定成接收所述股骨颈的至少一部分。

在第五方面的一个更详细的实施例中，所述顶枢包括被接收在所述股骨球的第一腔体内的突出物，并且所述股骨球包括第二腔体以接收紧固件，所述第二腔体与所述第一腔体连通。在另一个更详细的实施例中，所述突出物带有螺纹。在另一个详细的实施例中，所述顶枢包括纵向轴线，所述纵向轴线相对于穿过所述颈的其它部分延伸的纵向轴线成小于30度的角度。在另一个更详细的实施例中，所述股骨球包括被接收在所述顶枢的第一腔体内的突出物，并且所述顶枢包括第二腔体以接收紧固件，所述第二腔体与所述第一腔体连通。在一个更详细的实施例中，所述顶枢包括纵向轴线，所述纵向轴线相对于穿过所述颈的其它部分延伸的纵向轴线成小于30度的角度。在一个更详细的实施例中，所述股骨颈和所述股骨球整体形成为单个结构，并且从所述股骨球伸出的股骨颈包括介于180至20毫米之间的长度。在另一个更详细的实施例中，从所述股骨球伸出的股骨颈包括介于70至20毫米之间的长度。在另一个更详细的实施例中，从所述股骨球伸出的股骨颈包括介于120至70毫米之间的长度。在另一个更详细的实施例中，从所述股骨球伸出的股骨颈包括介于180至120毫米之间的长度。

在第五方面的另一个更详细的实施例中，所述股骨颈和所述股骨球整体形成为单个结构，所述股骨颈包括被接收在所述股骨主干的第一腔体内的突出物，并且所述股骨颈包括第二腔体以接收紧固件，所述第二腔体与所述第一腔体连通。在另一个更详细的实施例中，所述股骨颈和所述股骨球可彼此分离，所述股骨颈包括被接收在所述股骨主干的第一腔体内的突出物，并且所述股骨颈包括第二腔体以接收紧固件，所述第二腔体与所述第一腔体连通。在另一个详细的实施例中，所述第一腔体包括第一腔体纵向轴线，并且所述股骨主干包括主干纵向轴线，并且所述第一腔体纵向轴线相对于所述主干纵向轴线成介于45至85度之间的角度。在另一个更详细的实施例中，所述股骨球包括承载表面盖子。

本发明的第六方面是提供一种可移动的承载假体股骨部件，其包括：(a)股骨主干；(b)股骨颈，其包括顶枢；和，(c)股骨球，其能够安装至所述顶枢，其中所述顶枢的外部包括第一承载表面，其中所述股骨球的内部包括第二承载表面，并且其中所述第二承载表面能够滑动和限定所述第二承载表面。

本发明的第七方面是提供一种可移动的承载假体股骨部件，其包括：(a)股骨主干；(b)股骨颈，其包括顶枢；和，(c)股骨球，其能够安装至所述顶枢，其中所述顶枢的内部包括第一承载表面，其中所述股骨球包括第二承载表面，并且其中所述第一承载表面能够滑动和限定所述第二承载表面。

本发明的第八方面是提供一种包括髋臼杯的髋臼部件，所述髋臼杯具有腔体以接收髋臼插入物，所述髋臼杯包括至少一个以大于185度延伸的段。

在第八方面的一个更详细的实施例中，所述髋臼杯包括至少两个段，所述段彼此安装以共同地延伸大于215度。在另一个更详细的实施例中，所述髋臼衬板延伸不超过所述髋臼杯的度数。在另一个详细的实施例中，所述髋臼衬板在180度至235度之间延伸。

本发明的第九方面是提供一种假体股骨部件，其包括：(a)股骨主干；(b)股骨颈；和，(c)股骨球，其能够安装至所述股骨颈，其中所述股骨球是非球形的至少一种且包括可变半径。

在第九方面的一个更详细的实施例中，所述股骨颈包括顶枢，并且所述股骨球能够安装至所述顶枢。在另一个更详细的实施例中，所述顶枢包括被接收在所述股骨球的第一腔体内的突出物，并且所述股骨球包括第二腔体以接收紧固件，所述第二腔体与所述第一腔体连通。在另一个详细的实施例中，所述突出物带有螺纹。在另一个更详细的实施例中，所述顶枢包括纵向轴线，所述纵向轴线相对于穿过所述颈的其它部分延伸的纵向轴线成小于30度的角度。在一个更详细的实施例中，所述股骨球包括被接收在所述顶枢的第一腔体内的突出物，并且所述顶枢包括第二腔体以接收紧固件，所述第二腔体与所述第一腔体连通。在一个更详细的实施例中，所述顶枢包括纵向轴线，所述纵向轴线相对于穿过所述颈的其它部分延伸的纵向轴线成小于30度的角度。在另一个更详细的实施例中，所述股骨颈和所述股骨球整体形成为单个结构，并且从所述股骨球伸出的股骨颈包括介于180至20毫米之间的长度。在另一个更详细的实施例中，从所述股骨球伸出的股骨颈包括介于70至20毫米之间的长度。在另一个更详细的实施例中，从所述股骨球伸出的股骨颈包括介于120至70毫米之间的长度。

在第九方面的另一个更详细的实施例中，从所述股骨球伸出的股骨颈包括介于180至120毫米之间的长度。在另一个更详细的实施例中，所述股骨颈和所述股骨球整体形成为单个结构，所述股骨颈包括被接收在所述股骨主干的第一腔体内的突出物，并且所述股骨颈包括第二腔体以接收紧固件，所述第二腔体与所述第一腔体连通。在另一个详细的实施例中，所述股骨颈和所述股骨球可彼此分离，所述股骨颈包括被接收在所述股骨主干的第一腔体内的突出物，并且所述股骨颈包括第二腔体以接收紧固件，所述第二腔体与所述第一腔体连通。在另一个更详细的实施例中，所述股骨主干包括具有第一腔体纵向轴线的第一腔体，并且所述股骨主干包括主干纵向轴线，并且所述第一腔体纵向轴线相对于所述主干纵向轴线成介于45至85度之间的角度。在一个更详细的实施例中，所述股骨球包括承载表面盖子。

本发明的第十方面是提供一种假体股骨部件，其包括：(a)股骨干；和，(b)股骨颈，其能够联接到所述股骨干，其中纵向延伸穿过所述股骨颈的颈轴线相对于纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成不大于25度的角度。

在第十方面的一个更详细的实施例中，纵向延伸穿过所述股骨颈的颈轴线相对于所述纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成介于25至20度之间的角度。在另一个更详细的实施例中，所述纵向延伸穿过所述股骨颈的颈轴线相对于所述纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成介于20至15度之间的角度。在另一个详细的实施例中，所述纵向延伸穿过所述股骨颈的颈轴线相对于所述纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成介于15至10度之间的角度。在另一个更详细的实施例中，所述纵向延伸穿过所述股骨颈的颈轴线相对于所述纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成介于10至5度之间的角度。在一个更详细的实施例中，所述纵向延伸穿过所述股骨颈的颈轴线相对于所述纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成介于0至5度之间的角度。在一个更详细的实施例中，所述股骨颈包括顶枢，并且所述顶枢从所述股骨干轴线偏离5至160毫米。在另一个更详细的实施例中，所述假体股骨部件还包括固位托架，所述固位托架能够使用紧固件联接至所述股骨干。在另一个更详细的实施例中，所述固位托架能够定位在股骨的外表面上。

本发明的第十一方面是提供一种假体股骨部件，其包括：(a)股骨干；(b)股骨颈，其能够联接到所述股骨干，所述股骨颈包括顶枢，其中纵向延伸穿过所述顶枢的顶枢轴线相对于纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成不大于35度的角度。

在第十一方面的一个更详细的实施例中，纵向延伸穿过所述顶枢的顶枢轴线相对于所述纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成介于35至20度之间的角度。在另一个更详细的实施例中，所述纵向延伸穿过所述顶枢的顶枢轴线相对于所述纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成介于20至15度之间的角度。在另一个详细的实施例中，所述纵向延伸穿过所述顶枢的顶枢轴线相对于所述纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成介于15至10度之间的角度。在另一个更详细的实施例中，所述纵向延伸穿过所述顶枢的顶枢轴线相对于纵向延伸所述穿过所述股骨干的股骨干轴线成介于10至5度之间的角度。在一个更详细的实施例中，所述纵向延伸穿过所述顶枢的顶枢轴线相对于所述纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成介于0至5度之间的角度。在一个更详细的实施例中，所述顶枢从所述股骨干轴线偏离5至160毫米。在另一个更详细的实施例中，所述假体股骨部件还包括固位托架，所述固位托架能够使用紧固件联接至所述股骨干。

在第十一方面的另一个更详细的实施例中，所述固位托架能够定位在股骨的外表面上。在另一个更详细的实施例中，所述股骨颈与所述股骨干形成为一体以构成单个部件。在另一个详细的实施例中，所述股骨颈相对于所述股骨干单独形成以构成多个部件。

在本发明的第十二方面，提供一种假体股骨部件，其包括：(a)股骨干；(b)股骨颈，其能够联接到所述股骨干，所述股骨颈是弯曲的以包括多个纵向轴线，其中所述股骨颈的纵向轴线中的至少两个相对于纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成不大于25度的角度。

在第十二方面的一个更详细的实施例中，纵向延伸穿过所述股骨颈的颈轴线相对于所述纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成介于25至20度之间的角度。在另一个更详细的实施例中，纵向延伸穿过所述股骨颈的颈轴线相对于所述纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成介于20至15度之间的角度。在另一个详细的实施例中，纵向延伸穿过所述股骨颈的颈轴线相对于所述纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成介于15至10度之间的角度。在另一个更详细的实施例中，纵向延伸穿过所述股骨颈的颈轴线相对于所述纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成介于10至5度之间的角度。在一个更详细的实施例中，纵向延伸穿过所述股骨颈的颈轴线相对于所述纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成介于0至5度之间的角度。

在第十二方面的另一个更详细的实施例中，所述股骨颈包括顶枢，并且所述顶枢从所述股骨干轴线偏离5至160毫米。在另一个更详细的实施例中，所述假体股骨部件还包括固位托架，所述固位托架能够使用紧固件联接至所述股骨干。在另一个详细的实施例中，所述固位托架能够定位在股骨的外表面上。

附图说明

图1是显示现有技术股骨部件的一对剖面图，其中左侧图像显示了相对于水平轴线成介于30至45度之间的角度的颈设计，而右侧图像显示了与相同水平轴线平行的颈设计。

图2是多个股骨部件的剖面图，没有股骨球，以显示股骨颈相对于水平轴线的介于30至45度之间的不同取向。

图3是显示天然股骨球的人近侧股骨的一对剖面图。

图4是显示股骨头从髋臼杯脱臼的一系列X射线图像。

图5是THA植入物的一对荧光透视影像，其中左侧图像显示了完全坐置在髋臼杯内的股骨头，并且右侧图像显示了从髋臼杯分离或拉出的股骨头。

图6是THA植入物的一对荧光透视影像，其中左侧图像显示了完全坐置在髋臼杯内的股骨头，并且右侧图像显示了已经滑出髋臼杯以后的股骨头。

图7的人骨骼模型显示了在股骨头和踝关节之间延伸并穿过膝关节的机械轴线。

图8是正常髋关节的磁共振图像，其描绘了股骨头和髋臼之间的大接触面积。

图9是显示人髋关节的韧带支撑结构的图。

图10的一对图像将THA植入物叠加在天然的人髋关节上以显示二者之间的承载表面的减小。

图11是THA植入物的图，其显示所述部件相对于天然股骨和天然骨盆的取向。

图12的一对照片显示了取自患者的两个髋臼部件，其中所述部件都显示在上外侧方面的磨损。

图13是一种示例性股骨部件的图示，其描绘了在顶枢上施加的力。

图14是人近侧股骨的剖面图，其显示了限定股骨头的解剖中心的叠加球。

图15是人近侧股骨的剖面图，其显示了限定股骨头的解剖中心的叠加球和限定THA植入物的股骨球部件的假体中心的叠加的更小球。

图16的X射线图像描绘了在THA中使用的目前股骨部件的颈角度β (相对于机械轴线)，其通常在40至90度之间。

图17是天然股骨的剖面图，所述具有叠加在其上面的本公开内容的一个示例性实施例，其中颈角度β(相对于机械轴线)是0度。

图18是根据本公开内容的多个示例性股骨部件的剖面图，其显示了颈厚度、颈曲率和总体颈形状的变型。

图19是天然股骨的剖面图，每个天然股骨具有叠加在其上面的本公开内容的一个示例性实施例，其中显示了颈形状的变型，诸如其中所述颈垂直于股骨主干(A)，或其中所述颈在内侧面或外侧面上凹陷(B)，或其中所述颈在内侧面和外侧面二者上凹陷(C)，或其中所述颈是弯曲的。

图20是天然股骨的剖面图，每个天然股骨具有叠加在其上面的本公开内容的一个示例性实施例，其中所述股骨部件是模块式的以允许不同的颈角度(A)和允许相对应股骨主干的不同颈位置(B)。

图21是一种示例性的多部件颈和股骨球，其通过紧定螺钉来阻止相对于彼此旋转。

图22是另一种示例性的多部件颈和股骨球，其通过紧定螺钉来阻止相对于彼此旋转。

图23是一系列集成的股骨颈和球，其中所述顶枢轴线的角度相对于所述股骨颈轴线的角度是不同的。

图24是一系列示例性的股骨主干，其具有插入在其中的集成的股骨颈和球部件，其中所述颈具有不同的长度。

图25是与具有一对开口的主干一起显示的一种示例性股骨部件，所述开口中的至少一个接收紧定螺钉以阻止集成的股骨颈和球相对于股骨主干的旋转。

图26是一系列示例性的股骨主干，所述股骨主干具有不同角度的腔体，这取决于股骨主干和集成的股骨颈和球部件之间的期望角度。

图27是一种示例性的集成的股骨颈和球，其包括承载表面盖子。

图28是一种可移动的联接到球部件的承载股骨颈，所述球部件允许所述球相对于所述颈旋转。

图29是一对目前股骨部件，其与主干和颈的纵向轴线一起显示。

图30是与根据本发明的公开内容的一种示例性髋臼部件和股骨部件叠加的X射线，以及在X射线中涉及的有关轴线的单独描绘。

图31是X射线，在左侧显示了目前THA植入物，并在右侧显示了根据本发明的公开内容的叠加的示例性的THA植入物。

图32是一种示例性的股骨部件的侧面横截面视图，所述股骨部件具有安装在两个不同的示例性位置的加强板。

图33是根据本发明的公开内容的一种示例性股骨部件。

图34是根据本发明的公开内容的第一组示例性髋臼杯。

图35是根据本发明的公开内容的第二组示例性髋臼杯。

图36是根据本发明的公开内容的第一组示例性模块式髋臼杯。

图37是一系列轮廓横截面，其显示了如何相对于根据本发明的公开内容制造的示例性髋臼杯取向示例性髋臼衬板。

图38是描绘目前球形股骨头的图示。

图39是一对描绘根据本发明的公开内容的非球形示例性股骨头的图示。

图40是一种并入根据本发明的公开内容的非球形股骨头的示例性股骨部件。

图41的一对横截面视图显示了并入头突出物和衬板凹坑的一种示例性THA植入物。

图42是图41的衬板的俯视图，其显示了突出物在存在时将会占据的轮廓。

图43的一对横截面视图显示了并入头凹坑和衬板突出物的一种示例性THA植入物。

图44是图43的衬板的俯视图，其显示了凹坑在存在时将会占据的轮廓。

具体实施方式

在下面将本公开内容的示例性实施例描述和例证为包括可以作为假体关节诸如髋关节的一部分而植入的部件。当然，本领域普通技术人员会明白，下面讨论的实施例在性质上是示例性的，并且可以改造而不脱离本公开内容的范围和精神。但是，为了清楚和精确起见，如下讨论的示例性实施例可包括普通技术人员认为在本公开内容的范围内非必需的任选步骤、方法和特征。

本公开内容允许髋关节的承载表面力沿着腿的机械轴线经过植入的股骨部件，这可以导致以下一种或多种情况：(1)承载表面的接触面积增加；(2)承载表面的接触应力显著减小；(3)股骨头分离显著减小；和，(4)施加于顶枢的出平面力和弯矩减小。与此同时，植入的股骨部件可以尝试维持解剖髋关节的同心度。

理想地，植入的股骨部件和髋臼部件应与每个假体部件所替代的天然关节部件具有相同的尺寸、形状和取向。不幸的是，由于不同的原因，没有髋植入物被设计成具有所有这三种特征。主要原因之一是，每位患者的股骨头和髋臼的解剖形状是非常不同的(即，独特的)。并且，难以设计具有解剖形状的髋臼杯和股骨头，因为髋臼杯的固定可能更困难且髋臼的适当制备甚至更困难。已经设计了最近的开发表面再建假体的尝试，所述表面再建假体维持股骨头的尺寸，但是以后的手术后随访结果尚未是可接受的，并且这些假体中的许多已经被从市场上召回。因此，已经设计目前髋关节植入物(包括股骨和髋臼部件)来维持股骨颈的解剖取向，而没有认识到减小的股骨头大小将导致接触面积减小和接触应力增加。

在与维持或非常接近地模拟股骨头的天然解剖球和髋臼杯有关的考虑背景下做出了本公开内容(参见图14)。通过在设计和定位THA植入物时维持解剖同心球，如在图15中所示，机械轴线经过植入物的股骨头。因此，尽管植入的股骨头大小与解剖股骨头相比可能减小，但是植入的股骨头的球形中心理想地位于与解剖球形中心相同的位置。

本公开内容的一些示例性股骨植入物包括与人腿的机械轴线平行或接近平行的股骨颈纵向轴线。目前股骨植入物已经尝试将股骨颈与解剖颈对齐，从而造成增加的相对于人腿的机械轴线的角度（β）(参见图16)。当植入的杯就股骨颈角度β而言以90度取向时，这允许股骨头分离和脱臼发生。并且，没有通过股骨植入物颈来施加承重力，从而导致横向力穿过股骨头施加于股骨植入物的顶枢并导致诱发的力矩，所述力矩造成顶枢和股骨头之间的故障和/或松动。

参考图17，在一种示例性股骨植入物100中，股骨颈轴线相对于机械轴线102平行，或者相对于该机械轴线形成小于25度的角β。相对于该机械轴线形成小于25度的角β可有效地阻止股骨头104从髋臼杯脱臼。在目前THA植入物中，沿着机械轴线穿过髋关节施加承载表面力（其趋于移动关节），不再有任何力阻止股骨头滑出髋臼杯。但是，在该示例性股骨植入物100中，穿过并沿着机械轴线102施加承载表面力以将股骨头106驱向股骨杯。因此，在承重活动中，股骨头106仅可以穿过颈轴线与髋臼杯分离。在将负载施加于髋关节的情况下，基本上不可能将股骨头106沿着股骨颈轴线从髋臼杯拉出。

参考图18，另选的示例性股骨植入物110、112、114、116各自包括单块式股骨主干118和颈120，所述颈120包括用于安装可分离的股骨头的顶枢122(未显示)。在该示例性实施例中，股骨主干118包括纵向轴线，所述纵向轴线与颈120的纵向轴线平行或成小于20度的角度。如上所讨论的，理想的取向是颈120和主干118的纵向轴线是平行的。所述纵向轴线之间的角度越大，在顶枢122和可分离的股骨头之间的旋转机会就越大。通过减小所述轴线之间的角度，主要以在机械轴线上或附近施加的承载表面力向量的方向，将股骨头固定至顶枢122。以此方式，在加载的条件下，沿着纵向轴线压缩股骨头，而不会向顶枢122施加出平面力或诱导显著的力矩，所述力矩会造成股骨头和顶枢之间的微运动。不论存在何种形状和轮廓差异，在图18中描绘的示例性股骨植入物之间的共同取向是股骨主干118和颈120(具体地，顶枢122)的纵向轴线之间具有20度偏差或更小偏差。

参考图19，其它示例性股骨植入物130、132、134、136包括垂直架子138，股骨颈140从所述股骨颈140伸出。示例性股骨植入物130、132、134、136可具有在主干的内侧上的垂直架子，而优良的股骨主干相对于机械轴线成介于0至30度之间的角度。股骨主干130、132的内侧、外侧、前或后方面可具有不规则形状诸如凹陷，从而允许发生一种或多种更大的确定的旋转。股骨植入物134的所有方面可具有不规则形状，诸如与时钟玻璃类似的凹陷，或股骨植入物136可以是弯曲的，并且主干的厚度可以跨水平面变化。

参考图20，一种示例性股骨植入物150、152可以是模块式的，使得股骨主干156的上部分和下部分彼此安装以实现可变的颈长度、角度和形状，以及与股骨颈成角度且从股骨颈偏离的股骨头，例如，第一种示例性股骨植入物150包括具有与股骨主干156显著隔开的颈154的上股骨主干，其中股骨主干和股骨颈的角度是基本上平行的。第二种示例性股骨植入物152也包括2块股骨主干，但是这次主干156的上部分包括这样的颈154：所述颈与股骨主干的下部分隔开的距离小于第一种示例性股骨植入物150，但是所述颈相对于下股骨主干成大约15度的角度。因此，应当理解，通过使用模块式股骨植入物可容易地提供可互换的上股骨主干部分，其改变股骨颈(最终股骨球158)相对于在其中建立纵向轴线的下股骨主干部分的位置和取向。

回去参考图13，θ_T的理想角度是0。当θ_T是0时，施加的力向量F与顶枢和股骨头的纵向轴线共轴。换句话讲，当θ_T是0时，没有从施加的力向量F引入的旋转力，所述旋转力将趋于在第一方向旋转股骨头(或保持静止，如果发生顶枢的旋转)和在第二方向旋转顶枢(或保持静止，如果发生股骨头的旋转)。如前面所讨论，旋转力的存在会造成顶枢和股骨头之间的微运动。

图21描绘了其中θ_T不是0的情况。即使希望使用股骨主干和股骨颈的纵向轴线之间的这样的角度，本公开内容也会提供许多示例性的阻止顶枢160和股骨头162之间的微运动的解决方案。以示例性的形式，股骨植入物包括股骨主干(未显示)和股骨颈164，所述股骨颈164相对于所述股骨主干的纵向轴线成大致45度的角度。在股骨颈的末端处是具有带螺纹末端166的顶枢160，所述带螺纹末端166能够被接收在股骨头162的第一带螺纹腔体内。股骨头162也包括与所述第一带螺纹腔体相交的第二带螺纹腔体。带螺纹连接件168 (例如，螺杆)能够被接收在所述第二带螺纹腔体内，并且在所述第二带螺纹腔体内推进直到与顶枢160的带螺纹末端166的一部分发生接触。更具体地，带螺纹连接件168被紧固以阻止带螺纹末端166相对于股骨头162旋转。但是，应当指出，不需要利用带螺纹顶枢。例如，顶枢可具有非圆形的形状(诸如三角形或矩形)，其自己阻止股骨头162相对于顶枢160的旋转。

参考图22，另一种示例性股骨植入物包括股骨主干(未显示)和股骨颈170，所述股骨颈170相对于所述股骨主干的纵向轴线成大致45度的角度。在股骨颈的末端处是具有带螺纹腔体的顶枢172，所述带螺纹腔体能够接收从股骨头176伸出的带螺纹末端174。股骨植入物的颈170也包括与第一带螺纹腔体相交的第二带螺纹腔体。带螺纹连接件178 (例如，螺杆)能够被接收在所述第二带螺纹腔体内并在所述第二带螺纹腔体内推进直到与股骨头176的带螺纹末端174的一部分发生接触。更具体地，带螺纹连接件178被紧固以阻止带螺纹末端174相对于股骨颈170旋转。但是，应当指出，不需要利用带螺纹股骨球176。例如，所述股骨球176的末端174可具有非圆形的形状(诸如三角形或矩形)，以配合进股骨颈170的对应成形的腔体内，使得末端174和股骨颈170之间的相互作用自己阻止股骨头176相对于顶枢172旋转。

参考图23至25，另一种示例性股骨植入物包括股骨主干180，所述股骨主干180可移除地联接到单块式股骨颈和股骨头植入物182。该单块式植入物182的股骨颈184可以呈现任意数目的形状和尺寸(即，可以变化厚度、取向、横截面等)。通过建立单块式装置以及股骨颈184和股骨头186之间的无缝连接，阻止这两个元件之间的旋转。并且，单块式植入物182能够插入对应股骨主干180的腔体中以构成完整的股骨植入物。

以示例性形式，再次参考图25，股骨主干180包括带螺纹腔体，其能够接收从集成的股骨颈和球182伸出的带螺纹末端188。股骨植入物的主干180也包括与第一带螺纹腔体相交的第二带螺纹腔体。带螺纹连接件190 (例如，螺杆)能够被接收在所述第二带螺纹腔体内，并在所述第二带螺纹腔体内推进直到与集成的股骨颈和球182的带螺纹末端188的一部分发生接触。更具体地，带螺纹连接件190被紧固以阻止集成的股骨颈和球182相对于股骨主干180旋转。但是，应当指出，不需要利用带螺纹末端188。例如，股骨颈和球182的末端188可具有非圆形的形状(诸如三角形或矩形)，以配合进股骨主干180的对应成形的腔体内，使得末端188和股骨主干180之间的相互作用自己阻止股骨颈和球182相对于股骨主干180旋转。

如在图23中所示，示例性的单块式股骨颈和头植入物182可提供从股骨颈184偏离或与股骨颈184对齐的股骨头186。以示例性形式，第一种单块式股骨颈和股骨头植入物182A提供了沿着纵向轴线对齐的颈184和头186的中心。但是，第二种和第三种单块式股骨颈和股骨头植入物182B、182C包括这样的头186中心：其从穿过股骨颈184延伸的纵向轴线偏离。除了从纵向轴线偏离以外，第二种和第三种单块式股骨颈和股骨头植入物182B、182C包括相对于股骨颈184不同地成角度的股骨头186。具体地，第二种单块式股骨颈和股骨头植入物182B包括相对于穿过股骨颈184延伸的纵向轴线成大约50度角度的顶枢192，而第二种单块式股骨颈和股骨头植入物182C包括相对于股骨颈184的纵向轴线成大约70度角度的顶枢192。以此方式，单块式股骨颈和股骨头植入物182A、182B、182C可包括这样的顶枢192：其起作用以使股骨头186相对于股骨颈184成介于0至90度之间的任意角度，并且使所述股骨头相对于所述股骨颈在1至40毫米之间的任意距离偏离。

如在图24中所示，示例性的单块式股骨颈和股骨头植入物182还可包括具有不同长度的颈184。以示例性形式，第一种单块式植入物182D包括具有通常为圆柱形形状(即，纵向圆形横截面)的轴的股骨颈184D，所述轴能够被接收在股骨主干180的对应腔体内。在该示例性实施例中，对应腔体也是圆柱形。但是本领域技术人员会理解，所述股骨颈轴可以呈现任意数目的横截面，例如但不限于具有三个或更多个侧面的横截面。同样地，在股骨主干内的对应腔体的尺寸将与股骨颈184呈现的任何横截面配合并适应所述横截面。通过给颈提供不同的长度，外科医生能够基于髋臼杯和股骨主干之间的患者优选解剖间距来选择适当的单块式植入物。在该示例性实施例中，第一种单块式植入物182D包括具有5至10mm长度的股骨颈184D，第二种单块式植入物182E包括具有11至30mm长度的股骨颈184E，并且第三种单块式植入物182F包括具有31至80mm长度的股骨颈184F。

参考图26，提供能够使单块式植入物182以不同角度取向的股骨主干/轴200A、200B、200C也在本公开内容的范围内。例如，如显示的，第一种示例性的股骨主干200A包括接收单块式颈和球植入物182的腔体。在该讨论中，仅为了解释目的，单块式颈和球植入物182与前面讨论的相同。但是本领域技术人员会理解，可以与示例性的股骨主干200A、200B、200C一起使用不同的单块式颈和球植入物，诸如在前面或此后讨论的那些中的任一种。

第一种示例性的股骨主干200A包括这样的腔体202A：其具有相对于所述股骨主干的纵向轴线成大约45度角度的纵向轴线。相比而言，第二种示例性的股骨主干200B包括这样的腔体202B：其具有相对于所述股骨主干的纵向轴线成大约55度角度的纵向轴线。最后，第三种示例性的股骨主干200C包括这样的腔体202C：其具有相对于所述股骨主干的纵向轴线成大约65度角度的纵向轴线。本领域技术人员会认识到，可以不同的角度在股骨主干中形成腔体，以相对于所述股骨主干的纵向轴线以介于20至90度之间的任意角度来取向单块式颈和头植入物182。

参考图27，将下承载表面210附接至股骨头186的外部也在本公开内容的范围内。作为例子，单块式颈和头植入物182可以由金属、聚合物、陶瓷制品和复合材料制成。因为单块式颈和头植入物182的制造会提供集成结构，可能有利的是通过将材料210附接至股骨头186的外部来改变承载表面。在该示例性实施例中，单块式颈和头182由金属或金属合金制成。但是最终植入物应当包括含有另一种材料诸如高密度聚乙烯的股骨头承载表面210。为了将新承载表面210安装至股骨头186，可以利用压缩模塑、水动力附接或其它表面固定技术。该方案的优点之一是，接口表面(即，承载表面210的内部和股骨头186的外部)具有更多的表面积(相对于顶枢和股骨头的内部之间的典型表面积)可用于将新承载表面210附接至股骨头186。

使用单块式股骨头和颈植入物182会解决股骨头186和股骨颈184之间的微摇摆运动的可能性。但是单块式股骨头和颈植入物182也会潜在地解决其它问题。作为THA的一部分，本领域技术人员熟知外科医生将骨盆扩孔以使骨盆准备好接收植入的髋臼杯。如果外科医生扩孔/取出过多的骨或在不正确的角度扩孔，单块式头和颈植入物允许外科医生改正这类外科手术准备错误，并确保股骨头定位于解剖学上正确的位置。关于使用股骨头和天然髋臼的同心中心在解剖学上正确定位股骨头的更详细讨论，可参考美国专利申请系列号13/330,259，其公开内容以引用方式并入本文。

参考图28，一种示例性的可移动的承载股骨植入物包括股骨主干(未显示)和股骨颈220，例如它们相对于股骨主干的纵向轴线成大致45度的角度，但是该取向角度可大于或小于45度，使得股骨球形中心可与解剖球形中心对齐。在股骨颈220的末端处是具有圆形的圆柱形末端的顶枢222，所述圆柱形末端能够被接收在股骨头224的第一光滑腔体内。在该示例性实施例中，顶枢222的圆形的圆柱形末端的外承载表面和限定股骨头224的更光滑腔体的内表面被高度抛光以减少二者之间的摩擦。具体地，顶枢222的外承载表面的大小允许顶枢相对于股骨头224旋转。此外，顶枢222可稍微逐渐变小以允许股骨头224相对于顶枢上下平移。

参考图29，尽管股骨植入物的理想设计是使股骨颈轴线230与腿的机械轴线平行，下一个最佳取向将是使股骨主干234的纵向轴线232和股骨颈236的纵向轴线230之间的角(表示为“γ”)最小化。在目前THA中，该角γ是非常大的。当将在重力方向的力施加于股骨头238时，那么施加增加的力矩，从而导致肌肉结构中更大的力来平衡髋关节，由此导致增加的承载表面力。

参考图30和31，本发明的公开内容提出，这两个轴线230、232之间的角度差异应尽可能地小。实现小角度差异会允许力在这些结构中的更佳分散和在髋关节处就沿着机械轴线施加的主要承载表面力而言的力矩的减小。

如以前所述，具有最佳角度γ的髋主干和颈、以及股骨颈轴线相对于机械轴线之间的最佳角度(γ/2)和股骨主干轴线相对于机械轴线之间的最佳角度(γ/2)将允许股骨头和髋臼杯之间的最佳接触面积(参见图31)。如在图31中所示，左侧视图是以股骨头和髋臼杯插入物之间的稍微大角度γ和相对小接触面积取向的目前THA植入物，并且右侧视图是本发明的公开内容的一个示例性实施例的叠加，其显示了最佳角度γ以及这如何帮助增加股骨球和髋臼杯之间的接触面积。

参考图32，尽管相对于天然股骨松动股骨主干已经降低至较低发生率，它仍然是植入物寿命中的担忧。因此，一种示例性股骨植入物240可以利用加强板242 (和对应的钉子或螺杆)，其并行地安装至股骨244和股骨主干246。该加强板242可沿着股骨主干246插入在可变位置并且起作用以确保股骨主干保持固定于股骨244，即使在更动态的挑战活动过程中。

参考图33，为了阻止平面力和弯矩，一种示例性的股骨部件250包括这样的股骨主干的上方面252：其包括安装至股骨254的波状外形顶部的平坦的、圆形的或解剖形状的板。该板252在性质上可以是模块式的，并且连接至股骨主干256的上部分，并且包括集成颈258和可能的集成股骨球260。

参考图34和35，股骨颈沿着机械轴线的放置允许股骨头将接触面积最大化并阻止股骨头与髋臼杯分离(参见图31)。但是，也可修改髋臼杯的形状以辅助将股骨头捕获在其中。例如，一种示例性的股骨杯270包括延伸的表面积以增加股骨头和髋臼杯插入物之间在股骨头的运动范围内的潜在接触面积。具体地，目的是使在股骨头的运动范围内的接触面积(股骨头和髋臼杯(即，插入物)之间)最大化。延伸髋臼杯的表面积会导致最大的股骨头接触面积以及髋臼杯和残余骨表面之间的更大接触。图24和25提供了示例性的髋臼杯270形状，所述形状增加表面积超过目前的180度覆盖。

还应当指出，示例性的髋臼杯274可包括可分离的延伸段272，使得最终的杯包括多个块，诸如图36中所示的示例性杯。在这些示例性杯274中，延伸段272提供多达45度的额外表面积覆盖。

并且，如在图37中所示，髋臼杯270、274和它的衬板杯276在髋臼杯内的定位也是模块式的，这取决于髋臼杯在髋臼内的放置。由于延伸杯270、274覆盖了超过180度的表面积，可能将衬板杯276以更垂直或水平取向置于髋臼杯内。髋臼杯衬板276可以是180度，并与植入的具有大于180度的表面积的髋臼杯270、274一起定位。因此，取决于髋臼杯270、274至最大骨固定面积的位置，可将聚乙烯衬板276以多种方式在髋臼杯内定位和/或取向，从而允许将植入物球形中心与解剖球形中心联系。聚乙烯衬板276也可具有与髋臼杯部件270、274（其具有大于180度的表面积）完全相同的形状。

以前提及的植入物设计的任选目的之一是将髋部件取向以使体内接触面积最大化，这继而将减小体内接触应力。更垂直定位的股骨颈也会导致阻止脱臼和股骨头分离。如果需要获得具有与解剖颈类似的股骨颈取向的更传统股骨植入物，可改变股骨头形状以使接触面积最大化并又减小脱臼和股骨头分离的可能性。

参考图38至40，目前股骨头植入物280具有球形形状，包括具有圆周表面的圆形固体物体，所述圆周表面的每个点到它的中心等距离。不幸的是，如以前在本专利中解释的，这类设计可能诱导髋脱臼和股骨头分离。一个可以增加股骨头284承载表面接触面积的改进实施例包括这样的承载表面：其中并非每个表面点到股骨头中心是等距离的(参见图39和40)。在图39和40中显示的可变半径282可以并入股骨头284中的每个地方，或者并入股骨头上的构成承载表面的覆盖物中。髋臼杯和衬板也可具有不规则形状，其将接受设计变化以通过增加接触面积来使髋机械部件最大化。因此，将基于配合股骨头来改变该重新设计的成形髋臼杯。更长形的股骨头将导致更长形的髋臼杯和/或衬板。承载表面接触面积的增加会将施加的髋力分散在更大的面积中，由此导致施加于股骨头284上的剪切力更小，从而允许股骨头逐渐加大阻止脱臼和股骨头分离。

示例性的股骨头284也可具有与髋臼杯的内侧内方面配合的更平坦的可变半径282，或者可将相反并入设计中，使得股骨头284的外部形状（其与髋臼杯的内方面配合）在形状上更具椭圆形。

参考图41和42，在另一个示例性实施例288中，股骨头290包括突出物292，所述突出物292被接收在髋臼杯衬板296的专用凹坑294内。所述突出物292具有相对于专用凹坑294的运动范围，其允许患者的股骨相对于骨盆的有限外展和内收。更具体地，随着股骨头290在外展方向旋转，突出物292移动成更接近它的运动边界范围（由专用凹坑294的尺寸建立）。当股骨头290继续在外展方向旋转时，最终突出物292将接触专用凹坑294的边缘(即，边界)，使得股骨头的继续外展被阻止。相反，随着股骨头290在内收方向旋转，突出物292移动成更接近它的运动边界的内收范围，使得股骨头在内收方向的继续旋转最终造成所述突出物接触专用凹坑294的另一个边缘以致于股骨头的继续内收被阻止。突出物292和凹坑294的示例性目的包括但不限于：(1)复制由股骨头韧带提供给髋关节的约束；和(2)迫使股骨头尝试将股骨头290维持在解剖髋中心中。

以示例性形式，股骨头290包括球，所述球的承载表面具有模仿球体的弓形曲率。该承载表面意图接触髋臼杯衬板296的内部上的对应承载表面，其本身是弓形的并模仿球体的曲率(在该情况下，稍微大于股骨头球)，但是处于凸出取向以允许所述股骨球在股骨杯衬板内旋转和枢转。结果是，股骨球290的承载表面坐靠在髋臼杯衬板296的承载表面上。但是，不同于先前存在的髋臼杯衬板和股骨球，两个部件290、296包括对应的突出物292和凹坑294以阻止股骨在外展方向和内收方向相对于骨盆的运动范围。

以示例性形式，股骨头290包括突出物292。应当指出，突出物292可具有任意尺寸和形状，例如但不限于球形、正方形、矩形、三角形和不规则形状。在该示例性实施例中，将突出物292在接近半径方向提供在股骨头290上的股骨头韧带先前位于股骨头上的位置。但是，这仅仅是突出物292的示例性位置。其它位置同样是可接受的，其允许将突出物定位在承载重量或不承载重量的位置。图41显示了突出物292在股骨球290上可占据的相对于股骨球的承重部分的两个示例性位置。

以副本形式，髋臼杯衬板296包括凹坑294，所述凹坑294至少部分地接收股骨球290的突出物292。应当指出，所述凹坑294可具有任意凹陷的形状，例如但不限于球形、正方形、矩形、三角形和不规则形状。在该示例性实施例中，将凹坑294接近半径方向提供在髋臼杯衬板296上的股骨头韧带先前联接到骨盆上的地方。取决于示例性考虑因素诸如患者年龄和重量，凹坑294可为与突出物292大约相同的尺寸，或者可以比突出物大1个数量级。本领域技术人员将理解，凹坑294的尺寸和突出物292的尺寸之间的比率越大(假定半球形突出物和凹坑)，患者在外展方向和内收方向(即，股骨球相对于髋臼杯插入物的旋转和平移可能发生)中的至少一个方向上可得到的运动范围就越大。换句话讲，平移限于突出物292和凹坑294之间的间隙的量。相反，当突出物292和凹坑294为大约相同尺寸时，将在外展方向和内收方向上阻止显著运动(即，仅可能发生股骨球相对于髋臼杯插入物的显著旋转，但是不会发生平移)。

参考图43和44，在另一个示例性实施例300中，突出物302位于髋臼杯衬板304上，凹坑306位于股骨头308上。正如先前示例性实施例288一样，该示例性实施例300使用突出物302和凹坑306的相互作用以阻止股骨球308在内收方向和外展方向中的至少一个方向上的运动。在髋臼杯上的该突出物也位于髋臼壳上并突起穿过髋臼衬板。所述突出物可具有与髋臼杯和/或衬板相同的材料，或者可具有不同的材料。

股骨球308包括凹坑306，所述凹坑至少部分地接收髋臼杯衬板304的突出物302。应当指出，凹坑306可具有任意凹陷的形状，例如但不限于球形、正方形、矩形、三角形和不规则形状。在该示例性实施例中，将凹坑306在接近半径方向提供在股骨球308上的股骨头韧带先前位于股骨头上的位置。取决于示例性考虑因素诸如患者年龄和重量，凹坑306可为与所述突出物大约相同的尺寸，或者可以比所述突出物大1个数量级。本领域技术人员将理解，凹坑306的尺寸和突出物302的尺寸之间的比率越大(假定半球形突出物和凹坑)，患者在外展方向和内收方向(即，股骨球308相对于髋臼杯插入物的旋转和平移可能发生)中的至少一个方向上可得到的运动范围就越大。换句话讲，平移限于突出物302和凹坑306之间的间隙的量。相反，当突出物302和凹坑306为大约相同尺寸时，将在外展方向和内收方向上阻止显著运动(即，仅可能发生股骨球308相对于髋臼杯衬板304的显著旋转，但是不会发生平移)。

相反，髋臼杯衬板304包括突出物302。应当指出，突出物302可具有任意形状，例如但不限于球形、正方形、矩形、三角形和不规则形状。在该示例性实施例中，将突出物302在接近半径方向提供在股骨头上的股骨头韧带先前联接到骨盆上的位置。但是，这仅仅是突出物302的示例性位置。其它位置同样是可接受的，其允许将突出物302定位在承载重量或不承载重量的位置。图43显示了突出物302在髋臼杯衬板304上可占据的相对于股骨球308的承重部分的两个示例性位置。

在阅读了上述描述和发明内容之后，本领域普通技术人员将会明白，尽管本文所述方法和装置构成了本发明的示例性实施例，但是本发明不限于前述内容，并且可以对这些实施例进行修改而不脱离权利要求限定的本发明的范围。另外，应当理解，本发明由权利要求限定，并且无意使描述本文所述的示例性实施例的任何限制或要素并入对任何权利要求要素的解释中，除非此类限制或要素得到了明确陈述。同样，应当理解，符合任何权利要求的范围并不要求必须满足本文所公开的发明的任何或全部已确定的优点或目标，因为本发明由权利要求限定，并且因为可能存在本发明固有和/或未预见的优点，即使这些优点可能未在本文中明确讨论。

Claims (20)

1.一种假体股骨部件，包括：

股骨干；

股骨颈，其可操作地联接到所述股骨干；和

股骨球，其可操作地联接到所述股骨干；

其中纵向延伸穿过所述股骨颈的颈轴线相对于纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成不大于35度的角度。

2. 根据权利要求1所述的假体股骨部件，其中纵向延伸穿过所述股骨颈的颈轴线相对于所述纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成介于35至20度之间的角度。

3. 根据权利要求1所述的假体股骨部件，其中所述纵向延伸穿过所述股骨颈的颈轴线相对于所述纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成介于20至15度之间的角度。

4. 根据权利要求1所述的假体股骨部件，其中所述纵向延伸穿过所述股骨颈的颈轴线相对于所述纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成介于15至10度之间的角度。

5. 根据权利要求1所述的假体股骨部件，其中所述纵向延伸穿过所述股骨颈的颈轴线相对于所述纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成介于10至5度之间的角度。

6. 根据权利要求1所述的假体股骨部件，其中所述纵向延伸穿过所述股骨颈的颈轴线相对于所述纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成介于0至5度之间的角度。

7. 根据权利要求1所述的假体股骨部件，其中

所述股骨颈包括顶枢；并且

所述顶枢从所述股骨干轴线偏离5至160毫米。

8. 根据权利要求1所述的假体股骨部件，还包括固位托架，所述固位托架能够使用紧固件联接至所述股骨干。

9. 根据权利要求8所述的假体股骨部件，其中所述固位托架能够定位在股骨的外表面上。

10. 一种假体髋关节，包括：

股骨部件，其包括可操作地联接到股骨球的股骨主干，所述股骨球包括基本上均匀的凸承载表面，但是从所述承载表面向外伸出的突出物除外；和

髋臼部件，其包括可操作地联接到髋臼杯插入物的髋臼杯，所述髋臼杯插入物包括基本上均匀的凹承载表面，但是延伸到所述承载表面中的凹坑除外，所述凹坑的尺寸设定成在其中容纳所述突出物的至少部分插入并限定所述突出物的运动范围；

其中所述突出物和凹坑之间的相互作用可有效地阻止在内收方向和外展方向中的至少一个方向上的运动。

11. 一种假体髋关节，包括：

股骨部件，其包括可操作地联接到股骨球的股骨主干，所述股骨球包括基本上均匀的凸承载表面，但是延伸到所述承载表面中的凹坑除外；和

髋臼部件，其包括可操作地联接到髋臼杯插入物的髋臼杯，所述髋臼杯插入物包括基本上均匀的凹承载表面，但是突出物除外，所述突出物实现穿过所述承载表面和从所述承载表面伸出中的至少一种，所述突出物的尺寸设定成至少部分地插入所述凹坑中，所述凹坑限定所述突出物的运动范围；

其中所述突出物和凹坑之间的相互作用可有效地阻止在内收方向和外展方向中的至少一个方向上的运动。

12. 一种假体股骨部件，包括：

股骨主干，其包括股骨干和上板；以及股骨颈，其安装至所述上板并从所述上板伸出；

其中纵向延伸穿过所述股骨颈的颈轴线相对于纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成不大于35度的角度。

13. 一种假体股骨部件，包括：

股骨主干，其包括第一腔体；

股骨颈，其包括顶枢；和，

股骨球，其能够安装至所述顶枢；

其中所述第一腔体的尺寸设定成接收所述股骨颈的至少一部分。

14. 一种可移动的支承假体股骨部件，包括：

股骨主干；

股骨颈，其包括顶枢；和

股骨球，其能够安装至所述顶枢；

其中所述顶枢的外部包括第一承载表面；

其中所述股骨球的内部包括第二承载表面；并且

其中所述第二承载表面能够滑动并限定所述第二承载表面。

15. 一种可移动的支承假体股骨部件，包括：

股骨主干；

股骨颈，其包括顶枢；和

股骨球，其能够安装至所述顶枢；

其中所述顶枢的内部包括第一承载表面；其中所述股骨球包括第二承载表面；并且

其中所述第一承载表面能够滑动并限定所述第二承载表面。

16. 一种髋臼部件，包括：

髋臼杯，其具有腔体以接收髋臼插入物，所述髋臼杯包括至少一个以大于185度延伸的段。

17. 一种假体股骨部件，包括：

股骨主干；

股骨颈；和

股骨球，其能够安装至所述股骨颈；

其中所述股骨球是非球形的至少一种且包括可变半径。

18. 一种假体股骨部件，包括：

股骨干；

股骨颈，其能够联接到所述股骨干；并且

其中纵向延伸穿过所述股骨颈的颈轴线相对于纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成不大于25度的角度。

19. 一种假体股骨部件，包括：

股骨干；

股骨颈，其能够联接到所述股骨干，所述股骨颈包括顶枢；并且

其中纵向延伸穿过所述顶枢的顶枢轴线相对于纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成不大于35的角度。

20. 一种假体股骨部件，包括：

股骨干；

股骨颈，其能够联接到所述股骨干，所述股骨颈是弯曲的以包括多个纵向轴线；并且

其中所述股骨颈的纵向轴线中的至少两个纵向轴线相对于纵向延伸穿过所述股骨干的股骨干轴线成不大于25度的角度。