受約束膝關(guān)節(jié)假體相關(guān)申請的交叉引用本申請要求2011年1月27日提交且名稱為“ConstrainedKneeProsthesis”的美國臨時申請序號61/436,788的優(yōu)先權(quán)和完整權(quán)益,其全部內(nèi)容被通過引用結(jié)合到本文中。技術(shù)領(lǐng)域本公開涉及膝關(guān)節(jié)假體。
背景技術(shù):
整個膝關(guān)節(jié)替換系統(tǒng)常常包括替換膝關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)面的脛骨植入物和股骨植入物。后穩(wěn)定的膝關(guān)節(jié)替換系統(tǒng)可以用來替換前十字韌帶(ACL)和后十字韌帶(PCL)兩者的功能。在某些情況下,后穩(wěn)定的膝關(guān)節(jié)替換系統(tǒng)包括內(nèi)翻/外翻約束以便也替換內(nèi)側(cè)側(cè)副韌帶(MCL)和外側(cè)側(cè)副韌帶(LCL)的功能。雖然受約束膝關(guān)節(jié)替換系統(tǒng)可以提供所需的穩(wěn)定性,但其常常引入生物力學(xué)低效。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
在一個一般方面,一種脛骨植入物提供內(nèi)翻/外翻約束并允許脛股旋轉(zhuǎn)。脛骨插入件包括具有壁的柱,其被構(gòu)造成在從伸展到約90至120度彎曲的彎曲/伸展范圍內(nèi)接合股骨部件。該柱具有滾圓邊緣,其在柱與股骨部件接觸時允許脛骨旋轉(zhuǎn)。在另一一般方面,一種脛骨插入件包括底座和沿著縱向軸線從底座伸展的柱。該柱具有內(nèi)側(cè)表面、外側(cè)表面以及沿著縱向軸線的高度。該內(nèi)側(cè)表面具有內(nèi)側(cè)區(qū)段,并且該外側(cè)表面具有基本平行于內(nèi)側(cè)區(qū)段定向的外側(cè)區(qū)段。內(nèi)側(cè)區(qū)段和外側(cè)區(qū)段每個在基本前后的方向上具有寬度,該寬度足以使得能夠在脛骨插入件與股骨部件配合時在從伸展到約90至120度彎曲的彎曲/伸展范圍內(nèi)實現(xiàn)內(nèi)翻/外翻約束。實施方式可以包括以下特征中的一個或多個。例如,股骨部件在基本平行的壁之間限定用于接收柱的開口,并且所述開口在柱被接收在開口中時在柱與基本平行的內(nèi)壁之間提供約0.005英寸至約0.030英寸的間隙。內(nèi)側(cè)區(qū)段與外側(cè)區(qū)段每個伸展使得沿著柱的高度的至少一半,沿著縱向軸線在給定軸向位置處在基本前后方向上的內(nèi)側(cè)區(qū)段的寬度和外側(cè)區(qū)段的寬度在該軸向位置處的基本前后方向上的柱的最大寬度的約六分之一與約三分之二之間。該柱具有基本平坦的近側(cè)表面和在柱的前上部分中限定的凹口。凹口的至少一部分是沿著內(nèi)側(cè)-外側(cè)方向完全通過柱限定的。內(nèi)側(cè)區(qū)段和外側(cè)區(qū)段基本是平坦的,并且沿著基本前后方向定向。對于基本柱的整個高度而言,在給定軸向位置處,在基本前后方向上的內(nèi)側(cè)表面的寬度與外側(cè)表面的寬度在該軸向位置處的基本前后方向上的柱的最大寬度的約六分之一和三分之二之間。在軸向方向上的內(nèi)側(cè)表面的平均長度超過在基本前后方向上的內(nèi)側(cè)表面的平均長度的兩倍,并且在軸向方向上的外側(cè)表面的平均長度超過在基本前后方向上的外側(cè)表面的平均長度的兩倍。柱沿著柱的軸線扭轉(zhuǎn),使得柱的上部分旋轉(zhuǎn)地偏離柱的下部分。柱旋轉(zhuǎn)地偏離底座,使得內(nèi)側(cè)表面和外側(cè)表面相對于底座的內(nèi)側(cè)和外側(cè)以一角度定向。柱具有前表面和后表面,并且前表面和后表面每個具有凸起部分。柱在前表面和內(nèi)側(cè)及外側(cè)表面且在后表面和內(nèi)側(cè)及外側(cè)表面之間具有滾圓邊緣。該滾圓邊緣具有在約0.030和0.090英寸之間的半徑。在另一一般方面,一種膝關(guān)節(jié)假體的操作方法包括允許膝關(guān)節(jié)假體在約0至150度的彎曲/伸展范圍內(nèi)的彎曲/伸展,在從伸展到約90至120度彎曲的受約束彎曲/伸展范圍內(nèi)約束膝關(guān)節(jié)假體的內(nèi)翻/外翻對準(zhǔn),并且使膝關(guān)節(jié)假體的脛骨插入件在受約束彎曲/伸展范圍的至少一部分內(nèi)繞著脛骨插入件的基本上下軸線相對于膝關(guān)節(jié)假體的股骨部件旋轉(zhuǎn)。在另一一般方面,一種試驗膝關(guān)節(jié)假體的脛骨插入件的方法包括將第一脛骨插入件聯(lián)接到制備脛骨或脛骨托盤,評定膝關(guān)節(jié)假體的適合性,并將第一脛骨插入件從制備脛骨或脛骨托盤去除。該方法包括將第二脛骨插入件聯(lián)接到制備脛骨或脛骨托盤。第二脛骨插入件被構(gòu)造成允許膝關(guān)節(jié)假體在約0至150度的彎曲/伸展范圍內(nèi)的彎曲/伸展,當(dāng)脛骨插入件與股骨部件配合時允許在從伸展到約90至120度彎曲的受約束彎曲/伸展范圍內(nèi)的膝關(guān)節(jié)假體的內(nèi)翻/外翻對準(zhǔn),并且使膝關(guān)節(jié)假體的脛骨插入件在受約束彎曲/伸展范圍的至少一部分內(nèi)繞著脛骨插入件的基本上下軸線相對于股骨部件旋轉(zhuǎn)。實施方式可以包括以下特征中的一個或多個。例如,第一脛骨插入件和第二脛骨插入件每個具有柱,并且第一脛骨插入件和第二脛骨插入件具有不同的柱尺寸。在另一一般方面,一種假體包括限定基本平行的內(nèi)壁之間的開口的股骨部件和具有底座和從底座伸展的柱的脛骨插入件。該柱具有內(nèi)側(cè)表面和外側(cè)表面,并被構(gòu)造成被接收在開口中。該內(nèi)側(cè)表面具有內(nèi)側(cè)區(qū)段,并且該外側(cè)表面具有基本平行于內(nèi)側(cè)區(qū)段定向的外側(cè)區(qū)段。內(nèi)側(cè)區(qū)段和外側(cè)區(qū)段每個在基本前后方向上具有寬度,該寬度足以在脛骨插入件與股骨部件配合時在從伸展到約90至120度彎曲的彎曲/伸展范圍內(nèi)約束假體的內(nèi)翻/外翻對準(zhǔn),使得該柱被接收在開口中,并且內(nèi)側(cè)區(qū)段和外側(cè)區(qū)段每個接合基本平行的內(nèi)壁中的一個。脛骨插入件和股骨部件的接合使脛骨插入件在受約束彎曲/伸展范圍的至少一部分內(nèi)相對于股骨部件旋轉(zhuǎn)。實施方式可以包括以下特征中的一個或多個。例如,柱尺寸被確定為在柱被接收在開口中時在柱與基本平行的內(nèi)壁之間提供約0.005至約0.030英寸的總間隙。該柱具有后表面和前表面,并且柱在前表面和內(nèi)側(cè)及外側(cè)表面之間且在后表面和內(nèi)側(cè)及外側(cè)表面之間具有滾圓邊緣。底座具有內(nèi)側(cè)支承表面和外側(cè)支承表面,內(nèi)側(cè)支承表面具有凹陷部分,外側(cè)支承表面具有凹陷部分。內(nèi)側(cè)支承表面的凹陷部分被定位成在前面偏離底座的中心,并且在上下方向上具有最大深度,該最大深度超過在上下方向上的外側(cè)支承表面的凹陷部分的最大深度。所述柱具有后表面,并且所述股骨部件具有不對稱后凸輪,其被構(gòu)造成接合后表面以驅(qū)動脛骨插入件相對于股骨部件的旋轉(zhuǎn)。后凸輪被構(gòu)造成以大于在約60和約90度彎曲之間的第一角度的彎曲角接合后表面,并且后凸輪被構(gòu)造成不以小于第一角度的彎曲角接合后表面。在附圖和下面的描述中闡述的一個或多個實施方式的細(xì)節(jié)。根據(jù)該描述和附圖以及根據(jù)權(quán)利要求,本公開的其他特征、目的和優(yōu)點將變得顯而易見。附圖說明圖1是左膝關(guān)節(jié)假體的脛骨插入件和股骨部件的分解透視圖。圖2是脛骨插入件和股骨部件的分解后視圖。圖3是伸展的脛骨插入件和股骨部件的矢面剖視圖。圖4是伸展的脛骨插入件和股骨部件的頂視圖。圖5是彎曲的脛骨插入件和股骨部件的頂視圖。圖6是示出了外側(cè)支承表面的橫截面的脛骨插入件的外側(cè)視圖。圖7是示出了內(nèi)側(cè)支承表面的橫截面的脛骨插入件的內(nèi)側(cè)視圖。圖8是脛骨插入件的頂視圖,示出了跨越圖6和7的線8-8的脛骨柱的剖視圖。圖9是用于具有外側(cè)旋轉(zhuǎn)脛骨柱的左膝關(guān)節(jié)的脛骨插入件的頂視圖。具體實施方式參考圖1和2,膝關(guān)節(jié)假體100提供內(nèi)翻/外翻約束,并且還允許脛骨相對于股骨的內(nèi)部和外部旋轉(zhuǎn)。為此,膝關(guān)節(jié)假體100包括脛骨插入件300,其被成形為接合股骨部件200以(i)限制脛骨距離其與股骨的適當(dāng)對準(zhǔn)的內(nèi)翻-外翻偏差,以及(ii)促進脛骨在彎曲期間相對于股骨的旋轉(zhuǎn)??梢詫⒚劰遣迦爰?00稱為受約束插入件,其被組裝好的膝關(guān)節(jié)假體100中的股骨部件200約束。在健康膝關(guān)節(jié)的彎曲期間,脛骨繞著其縱向軸線少量旋轉(zhuǎn)(內(nèi)部-外部旋轉(zhuǎn))。膝關(guān)節(jié)假體100使得此旋轉(zhuǎn)能夠幫助保持對重構(gòu)膝關(guān)節(jié)的自然感覺。脛骨相對于股骨的內(nèi)部旋轉(zhuǎn)(脛股旋轉(zhuǎn))使四頭肌的作用線與脛骨對準(zhǔn),與未對準(zhǔn)膝關(guān)節(jié)系統(tǒng)相比改善了四頭肌的效率。適當(dāng)?shù)膶?zhǔn)還減小了膝關(guān)節(jié)蓋骨上的絕對力,并且能夠改善膝關(guān)節(jié)假體100的壽命。脛骨隨著膝關(guān)節(jié)彎曲而相對于股骨在內(nèi)部旋轉(zhuǎn),并且隨著膝關(guān)節(jié)伸展而相對于股骨在外部旋轉(zhuǎn)。除ACL和PCL的功能之外,膝關(guān)節(jié)假體100還可以替換MCL和/或LCL的功能,脛骨插入件300限制膝關(guān)節(jié)上的內(nèi)翻/外翻力。一般地,可以認(rèn)為脛骨相對于股骨的可能移動包括繞著三個不同軸線的移動。由于膝關(guān)節(jié)的彎曲和伸展,脛骨繞著通過膝關(guān)節(jié)的內(nèi)側(cè)-外側(cè)軸線相對于股骨移動。內(nèi)翻/外翻運動指的是脛骨和股骨繞著通過膝關(guān)節(jié)的前后軸線的移動,例如促使腿在內(nèi)側(cè)或外側(cè)地彎成弓形的移動。股骨的軸向旋轉(zhuǎn)可以相對于脛骨的縱向軸線發(fā)生(例如,平行于脛骨體的軸線,諸如沿著基本上下方向的軸線)。本文所使用的脛骨旋轉(zhuǎn)指的是股骨相對于脛骨的縱向軸線的軸向旋轉(zhuǎn),一般地稱為內(nèi)部和外部旋轉(zhuǎn)。在使用中,膝關(guān)節(jié)假體100在促使脛骨旋轉(zhuǎn)在彎曲和伸展期間發(fā)生的同時限制內(nèi)翻/外翻移動(例如,將內(nèi)翻/外翻移動約束于特定的運動或松弛范圍)。用于左膝關(guān)節(jié)的膝關(guān)節(jié)假體100包括用于安裝到股骨的遠(yuǎn)端的股骨部件200和用于附著于脛骨的近端的脛骨插入件300??梢酝ㄟ^已知方法將脛骨插入件300附著于脛骨。股骨部件200包括內(nèi)側(cè)和外側(cè)壁210、211,其在股骨部件200中限定開口212。壁210、211包括基本平坦的、基本平行的內(nèi)表面213、215。位于壁210、211的前部分224處,股骨部件200包括前凸輪214(圖2)。股骨部件200還包括位于壁210、211的后上部分226處的后凸輪216。后凸輪216包括不均勻厚度,使得后凸輪216的外側(cè)部分222比內(nèi)側(cè)部分220更厚。股骨部件200包括具有內(nèi)側(cè)髁表面202的內(nèi)側(cè)髁部分201。股骨部件還包括外側(cè)髁部分203和外側(cè)髁表面204。內(nèi)側(cè)髁表面202和外側(cè)髁表面204是滾圓的,并且在某些實施方式中可以是不對稱的。在內(nèi)側(cè)髁表面202與外側(cè)髁表面204之間,股骨部件200限定滑輪狀凹槽206,在其上面,膝關(guān)節(jié)蓋骨或膝關(guān)節(jié)蓋骨植入物能夠在膝關(guān)節(jié)的彎曲期間滑動。脛骨插入件300包括底座301和凸起區(qū)段或柱302,其從脛骨插入件300的近側(cè)表面303的基本中心位置延伸。柱302沿著縱向軸線X從底座延伸,例如在基本上下方向上延伸的軸線。柱302包括內(nèi)側(cè)表面304、外側(cè)表面306、前表面308、后表面310和近側(cè)表面312。當(dāng)股骨部件200和脛骨部件300被聯(lián)接時,柱302被接收在前凸輪214與后凸輪216之間的開口212內(nèi)。內(nèi)側(cè)表面304和外側(cè)表面306包括基本平行的、基本平坦的接觸區(qū)段322、320(圖6和7)以接觸股骨部件200的壁210、211的內(nèi)表面213、215。前表面308在向前方向上凸起,并且后表面310在向后方向上凸起。近側(cè)表面312是基本平坦的,并且柱302在其前上部分處限定凹口314或膝關(guān)節(jié)蓋骨突起。凹口314在深彎曲中提供用于膝關(guān)節(jié)蓋骨或膝關(guān)節(jié)蓋骨植入物的間隙。凹口314可以具有與可供在植入物系統(tǒng)中使用的膝關(guān)節(jié)蓋骨植入物的球形半徑類似的球形半徑。凹口314的至少一部分是完全通過柱302沿著基本內(nèi)側(cè)-外側(cè)方向、例如從內(nèi)側(cè)表面304至外側(cè)表面306限定的。脛骨插入件300還包括內(nèi)側(cè)支承表面316和外側(cè)支承表面318,內(nèi)側(cè)支承表面316和外側(cè)支承表面318分別具有接合內(nèi)側(cè)髁表面202和外側(cè)髁表面204的傾斜、凹陷部分。脛骨插入件300可以由例如高分子量聚乙烯形成。脛骨試驗插入件可以由可殺菌塑料制成,例如諸如聚甲醛(乙縮醛)的熱塑塑料。脛骨試驗插入件近似用于植入的相應(yīng)脛骨插入件的形狀和尺寸。一般地,可以將脛骨試驗插入件殺菌以便再使用。如下面進一步描述的,在某些實施方式張,膝關(guān)節(jié)假體100允許約0至150度彎曲的彎曲/伸展范圍內(nèi)的彎曲/伸展。膝關(guān)節(jié)假體100在從伸展(或過度伸展)到約90至120度彎曲的受約束彎曲/伸展范圍內(nèi)約束膝關(guān)節(jié)假體100的內(nèi)翻/外翻對準(zhǔn)。在使用中,脛骨插入件300相對于股骨部件200旋轉(zhuǎn),導(dǎo)致受約束彎曲/伸展范圍的至少一部分內(nèi)的脛骨旋轉(zhuǎn)。脛骨插入件300和股骨部件200可以在受約束彎曲/伸展范圍的一個或多個部分內(nèi)或整個受約束彎曲/伸展范圍內(nèi)相互之間旋轉(zhuǎn)。脛骨旋轉(zhuǎn)可選地在約0至150度彎曲的彎曲/伸展范圍內(nèi)發(fā)生。選擇呢?fù)Q繞著脛骨的軸線發(fā)生,其在繞著脛骨插入件的基本上下軸線、諸如柱302的縱向軸線X的方向上。脛骨插入件300相對于股骨部件200的平移也可以在旋轉(zhuǎn)期間發(fā)生,如下面所述。約束膝關(guān)節(jié)假體100的內(nèi)翻/外翻對準(zhǔn)包括例如抵抗膝關(guān)節(jié)假體100上的內(nèi)側(cè)和外側(cè)力。以這種方式,膝關(guān)節(jié)假體100補充或替換MCL和/或LCL的功能。膝關(guān)節(jié)假體100可以使內(nèi)翻/外翻對準(zhǔn)局限于一定范圍的可接受對準(zhǔn),或者使與特定內(nèi)翻/外翻對準(zhǔn)的偏差局限于預(yù)定范圍。在使用中,例如,膝關(guān)節(jié)假體100將脛骨和股骨約束于預(yù)定的位置范圍或相互之間的角度范圍。膝關(guān)節(jié)假體100可以在允許膝關(guān)節(jié)在預(yù)定范圍內(nèi)的某些內(nèi)翻/外翻移動的同時提供約束。膝關(guān)節(jié)假體100可以約束內(nèi)翻/外翻對準(zhǔn)或內(nèi)翻/外翻移動至與健康膝關(guān)節(jié)的典型內(nèi)翻/外翻對準(zhǔn)或內(nèi)翻/外翻移動的范圍相同或類似的范圍。在某些實施方式中,膝關(guān)節(jié)假體100將脛骨和股骨的內(nèi)翻/外翻偏差限制于與期望松弛相距總共約5度或以下或者總共1度或以下。期望內(nèi)翻/外翻松弛運動范圍可以是約5度。在某些實施方式中,可以完全不允許內(nèi)翻/外翻移動。在用以植入膝關(guān)節(jié)假體100的外科手術(shù)期間,醫(yī)生將脛骨試驗插入件聯(lián)接到制備脛骨或脛骨托盤。醫(yī)生例如通過聯(lián)接和去除各種脛骨試驗插入件以識別最適合于病人的脛骨插入件300來評定脛骨試驗插入件的尺寸的適合性。醫(yī)生可以使用脛骨試驗插入件來執(zhí)行膝關(guān)節(jié)假體100的試驗運動范圍。這允許醫(yī)生評定脛骨試驗插入件的性能和穩(wěn)定性,并評估韌帶和與膝關(guān)節(jié)假體100合作的其他組織的行為和功能。醫(yī)生可以例如評定脛骨試驗插入件在與股骨部件接合時是否充分地約束用于病人的內(nèi)翻/外翻對準(zhǔn)以及脛骨試驗插入件是否允許足夠范圍的脛股旋轉(zhuǎn)。作為示例,醫(yī)生可以試驗脛骨試驗插入件,其并不約束內(nèi)翻/外翻運動或位置,但是允許約0至150度的彎曲/伸展范圍內(nèi)的彎曲/伸展,并且使脛骨插入件在約0至150度的彎曲/伸展范圍的一部分或全部內(nèi)相對于股骨部件旋轉(zhuǎn)。通過試驗過程,醫(yī)生可以確定附加約束是適當(dāng)?shù)?。例如,醫(yī)生可以確定病人呈現(xiàn)出松弛或過度釋放的內(nèi)側(cè)側(cè)副韌帶(MCL)。作為響應(yīng),醫(yī)生可以試驗多種脛骨試驗插入件,其能夠約束內(nèi)翻/外翻對準(zhǔn),并且還允許脛股旋轉(zhuǎn)。脛骨試驗插入件可以具有變化柱302尺寸或接觸部分320、322的變化尺寸,提供變化水平的內(nèi)翻/外翻約束和脛股旋轉(zhuǎn)的變化范圍。例如,醫(yī)生可以試驗一個或多個不同的脛骨試驗插入件,其每個在從伸展(或過度伸展)到約90至120度彎曲的受約束彎曲/伸展范圍內(nèi)約束內(nèi)翻/外翻對準(zhǔn),允許約0至150度的彎曲/伸展范圍內(nèi)的彎曲/伸展,并且當(dāng)被配合到股骨部件時在受約束范圍的至少一部分內(nèi)相對于股骨部件旋轉(zhuǎn)。在脛骨試驗插入件已經(jīng)被確定為具有適當(dāng)尺寸和性能特性之后,醫(yī)生去除脛骨試驗插入件并在其位置上將具有與脛骨試驗插入件相同的尺寸和特征的脛骨插入件300聯(lián)接到脛骨或脛骨托盤。在某些實施方式中,提供了脛骨試驗插入件庫(例如,一組的多個脛骨試驗插入件)以供在手術(shù)期間使用。庫中的脛骨試驗插入件可以具有不同的柱尺寸。例如,不同的脛骨試驗插入件可以具有相對于股骨部件200的不同間隙,導(dǎo)致不同水平的穩(wěn)定性和脛股旋轉(zhuǎn)。另外或替換地,不同的脛骨試驗插入件還可以具有在柱的拐角處的不同曲率半徑、不同的柱高度、內(nèi)側(cè)和外側(cè)表面的不同寬度或形狀(例如,不同的接觸區(qū)段322、320)、不同的內(nèi)側(cè)和外側(cè)支承表面以及其他變化。關(guān)于庫中的脛骨試驗插入件的穩(wěn)定性和脛股旋轉(zhuǎn)特性的信息被提供給外科醫(yī)生。外科醫(yī)生從庫中選擇試驗插入件以實現(xiàn)用于特定病人的穩(wěn)定性和脛股旋轉(zhuǎn)的適當(dāng)平衡。例如,外科醫(yī)生選擇一個或多個脛骨試驗插入件,其具有與病人數(shù)據(jù)所指示的需要匹配的穩(wěn)定性和脛股旋轉(zhuǎn)特性??梢允褂檬中g(shù)前松弛數(shù)據(jù)來預(yù)測在重構(gòu)膝關(guān)節(jié)中所需的穩(wěn)定性水平(例如,穩(wěn)定或約束程度),例如指示施加負(fù)荷與結(jié)果得到的膝關(guān)節(jié)的內(nèi)翻-外翻旋轉(zhuǎn)之間的關(guān)系??梢岳缬杀桓街诓∪说脑O(shè)備或由具有手持式負(fù)荷測量儀表的醫(yī)學(xué)專業(yè)人員來施加負(fù)荷。還可以使用手術(shù)前數(shù)據(jù)來確定用于重構(gòu)膝關(guān)節(jié)的期望量的脛股旋轉(zhuǎn)。例如,可以使用諸如磁共振成像(MRI)、計算機斷層成像(CT)和X射線成像的成像技術(shù)來測量膝關(guān)節(jié)的不同位置處的脛骨和股骨之間的距離變化。還可以使用基于圖像的運動捕捉技術(shù)、電磁運動捕捉技術(shù)或被附著于膝關(guān)節(jié)以測量膝關(guān)節(jié)位置的角度變化的機械聯(lián)桿來跟蹤膝關(guān)節(jié)的運動。在組裝好的膝關(guān)節(jié)假體100中,柱302和壁210、211之間的接合通過限制脛骨插入件300的內(nèi)側(cè)和外側(cè)偏差、亦即限制脛骨插入件300在箭頭B的方向上相對于股骨部件200的傾斜來約束內(nèi)翻/外翻對準(zhǔn)。為了提供有效約束,內(nèi)側(cè)表面304和外側(cè)表面306的接觸區(qū)段322、320具有例如在約0.550和約0.870英寸之間的長度L1。股骨部件200的壁210、211在上下方向上具有高度,亦即例如至少長達(dá)長度L1。另外,接觸區(qū)段322、320在例如約0.125和約0.225英寸之間的前后方向上具有寬度W。接觸區(qū)段322、320具有略微矩形的形狀,使得柱302的上部分307處的接觸區(qū)段322、320的寬度W基本與柱302的下部分305處的寬度相同。寬度W足以使得能夠在脛骨插入件300與股骨部件200配合時實現(xiàn)從伸展(或過度伸展)到約90至120度彎曲的彎曲/伸展范圍內(nèi)實現(xiàn)內(nèi)翻/外翻約束。接觸區(qū)段322、320可選地具有略為梯形形狀。例如,可以將接觸區(qū)段322、320的最大前后寬度定位于接觸區(qū)段322、320的下部分,并且前后寬度可以在上方向上從最大寬度減小。接觸區(qū)段322、320的后邊界或邊緣可以在基本上下方向上延伸,使得變化的前后寬度導(dǎo)致傾斜的前邊界或邊緣。柱302的高度H和接觸區(qū)段322、320的長度L1影響實現(xiàn)的內(nèi)翻/外翻約束的程度。較高柱302沿著柱302的長度在較大距離內(nèi)與壁210、211接觸,提供更有效的約束。因此,在某些實施方式中,柱302基本與壁210、211相同高度。在某些實施方式中,柱302的高度H在約0.720和0.990英寸之間。在膝關(guān)節(jié)的伸展中,柱302的前表面308可以接合前凸輪214以提供前穩(wěn)定性。并且,在伸展中,接觸區(qū)段322、320可以接觸臂210、211以提供處于伸展或過度伸展以及約90至120度之間的彎曲角度的內(nèi)翻/外翻約束。相反,在膝關(guān)節(jié)的彎曲中,例如,在約125度及更高的彎曲角度處,內(nèi)側(cè)表面304和外側(cè)表面306將不再被完全約束在壁210、211之間。伸展對應(yīng)于其中腿伸直、例如處于零度彎曲的位置。過度伸展是膝關(guān)節(jié)在相反彎曲方向上的彎曲,例如使腿向后彎曲超過完全伸展一定的量。如上所述,假體可以在包括過度伸展(例如1度、5度或更多的過度伸展)的范圍內(nèi)提供內(nèi)翻/外翻約束。如圖3中所示,柱302在下部分305處具有比上部分307更寬的寬度W2。增加的前后寬度加強底座301到柱302的連接。寬度W2還使得前表面308能夠接合前凸輪214。圖4示出了伸展的膝關(guān)節(jié)假體100的頂視圖。從此位置開始,隨著膝關(guān)節(jié)彎曲,內(nèi)側(cè)髁表面202和外側(cè)髁表面204轉(zhuǎn)動,并且還分別在內(nèi)側(cè)支承表面316和外側(cè)支承表面318上滑動。在約60至90度的彎曲下,后凸輪216接觸柱302的后表面310以提供后穩(wěn)定性。通過持續(xù)彎曲,后凸輪216接合柱302的后表面310。因此,在某些實施方式中,后凸輪216被構(gòu)造成以在約60和90度彎曲之間的角度且以大于第一角度的彎曲角度接合后表面310。后凸輪216被構(gòu)造成并不以小于第一角度的彎曲角度接合后表面310。脛骨相對于股骨的內(nèi)部旋轉(zhuǎn)隨著膝關(guān)節(jié)在完全伸展與約130度的彎曲之間彎曲而發(fā)生。脛股旋轉(zhuǎn)是通過外側(cè)髁部分203與內(nèi)側(cè)髁部分201相比相對于脛骨插入件300的不對稱平移而實現(xiàn)的。一般地,外側(cè)髁部分203在比內(nèi)側(cè)髁部分201更大的范圍內(nèi)平移,導(dǎo)致股骨部分200相對于脛骨插入件300的旋轉(zhuǎn)。通過兩個機制促進了驅(qū)動脛股旋轉(zhuǎn)的不對稱平移:第一,支承表面316、318與髁表面202、204的接合;以及第二,不對稱形狀的后凸輪216與柱302的后表面310的接合。這些機制導(dǎo)致股骨部件的外側(cè)髁部分203相對于脛骨插入件300在后方向上比內(nèi)側(cè)髁部分201更遠(yuǎn)地滑動。相反,當(dāng)朝著伸展移動時,股骨部件的外側(cè)髁部分203相對于脛骨插入件300在前方向上比內(nèi)側(cè)髁部分201更遠(yuǎn)地滑動。伸展期間的此前平移使得柱302的前表面308接近于前凸輪214,在那里其在必要時接觸柱302以提供前穩(wěn)定性。在某些實施方式中,提供了間隙,使得前凸輪214在正常站立(例如腿在0度彎曲的情況下伸直)期間不接觸柱302。內(nèi)側(cè)支承表面316與外側(cè)支承表面318之間的差異引起內(nèi)側(cè)髁表面202與外側(cè)髁表面204的不對稱平移。例如,內(nèi)側(cè)支承表面316比外側(cè)支承表面318更加凹陷(例如,朝著脛骨插入件300的下端更深地延伸)。換言之,外側(cè)支承表面318包括大于內(nèi)側(cè)支承表面316的曲率半徑,并且外側(cè)支承表面318的通常較淺的斜率促進了外側(cè)髁部分203的行程比內(nèi)側(cè)髁部分201的行程更大。后凸輪216的不對稱還驅(qū)動外側(cè)髁部分203的增加的平移。在0約至約60至90度之間的彎曲下,在后凸輪216接合柱302的后表面310之前,通過髁表面202、204與支承表面316、318的接合而促進脛股旋轉(zhuǎn)。如上所述,后凸輪216的外側(cè)部分222比后凸輪216的內(nèi)側(cè)部分220更厚。一旦后凸輪216接合了后表面310(例如,以約60至90度的彎曲),后凸輪216的較厚外側(cè)部分222與柱302的后表面310的接合在股骨部件200的外側(cè)上在后方向上指引更多的力,導(dǎo)致外側(cè)髁部分203的平移,該外側(cè)髁部分203的平移大于內(nèi)側(cè)髁部分201的平移。參考圖5,以約150度彎曲示出了膝關(guān)節(jié),外側(cè)髁部分203已經(jīng)比內(nèi)側(cè)髁部分201更向下平移,導(dǎo)致脛股旋轉(zhuǎn)。后平移的差用距離D示出,其例如可以對應(yīng)于股骨部件200相對于脛骨插入件300的約6度或更多的旋轉(zhuǎn)。如所示,內(nèi)側(cè)表面304和外側(cè)表面306不再接觸壁210、211,并且因此在此位置處不提供膝關(guān)節(jié)的內(nèi)翻/外翻約束。參考圖6和7,脛骨插入件300的幾何結(jié)構(gòu)允許并促進內(nèi)翻/外翻約束的脛股旋轉(zhuǎn)。如上所述,外側(cè)表面306包括接觸區(qū)段320(圖6)且內(nèi)側(cè)表面304包括接觸區(qū)段322(圖7)。這些接觸區(qū)段320、322接合股骨部件200的壁210、211以提供內(nèi)翻/外翻約束。為了提供內(nèi)翻/外翻約束且仍允許例如在伸展(或過度伸展)以及約90至120度之間的彎曲角度的脛股旋轉(zhuǎn),在壁與接觸區(qū)段320、322之間提供了約0.005至約0.030英寸的總間隙。間隙的增加允許更多的旋轉(zhuǎn),但是減少了內(nèi)翻/外翻約束。柱302包括滾圓邊緣324,作為從內(nèi)側(cè)表面304和外側(cè)表面306到前表面308和后表面310的過渡(還參見圖8)。滾圓邊緣324基本沿著上下方向延伸,并且在橫斷面中基本是滾圓的。當(dāng)柱302在提供于柱302與壁210、211之間的間隙內(nèi)旋轉(zhuǎn)式,滾圓邊緣324及前表面308和后表面310的各部分接觸壁210、211。滾圓邊緣的半徑可以例如在約0.030和0.090英寸之間。較大的半徑允許更多的內(nèi)部-外部脛股旋轉(zhuǎn),但是減小了接觸區(qū)段320、322的寬度W和相應(yīng)的內(nèi)翻/外翻約束。較小的半徑具有相反的效果。接觸區(qū)段320、322的尺寸還允許內(nèi)翻/外翻約束與脛股旋轉(zhuǎn)的有效平衡。接觸區(qū)段320、322在前后維度上的寬度越大,內(nèi)翻/外翻約束越大,但是脛股旋轉(zhuǎn)越小。為了實現(xiàn)適當(dāng)?shù)钠胶猓谘刂?02的軸向長度的各種點處,接觸區(qū)段320、322的寬度W可以在柱302的寬度W2的約六分之一和三分之二之間。寬度W2在特定軸向高度處在前后方向上可以是柱302的最大寬度。因此,在某些實施方式中,接觸區(qū)段320、322延伸成使得,沿著柱302的高度H的至少一半,給定軸向位置處的接觸區(qū)段320、322的寬度W在該軸向位置處的柱302的最大寬度(例如,W2)的六分之一和三分之二之間。在某些實施方式中,給定軸向位置處的前后寬度與該軸向位置處的最大寬度之間的關(guān)系在除接觸區(qū)段320、322之外的內(nèi)側(cè)表面304和外側(cè)表面306的各部分處繼續(xù)。例如,在前后方向上的內(nèi)側(cè)表面304的寬度和外側(cè)表面306的寬度可以在沿著內(nèi)側(cè)表面304和外側(cè)表面306沿著柱302的縱向軸線X的基本整個長度的位置處在前后方向上在柱302的最大寬度的約六分之一和三分之二之間。接觸區(qū)段320、322是基本矩形的,以提供與壁210、211的大體上均勻的接觸區(qū)域。接觸區(qū)段320、322的軸向長度越大,提供的內(nèi)翻/外翻控制越大。在某些實施方式中,接觸區(qū)段320、322沿著接觸區(qū)段320、322的軸向方向的長度為接觸區(qū)段320、322的寬度W的至少兩倍。例如,接觸區(qū)段320、322的平均長度可以大于接觸區(qū)段320、322的平均寬度或最大寬度的兩倍。同樣地,內(nèi)側(cè)表面304的平均長度可以大于內(nèi)側(cè)表面304的平均寬度或最大寬度的兩倍,并且外側(cè)表面306的平均長度可以大于外側(cè)表面306的平均寬度或最大寬度的兩倍。外側(cè)支承表面318與內(nèi)側(cè)支承表面316之間的差促進脛股旋轉(zhuǎn)。外側(cè)支承表面318的凹陷部分的最大深度或總深度R1(圖6)小于內(nèi)側(cè)支承表面316的凹陷部分的最大深度或總深度R2(圖7)。換言之,內(nèi)側(cè)支承表面316(圖6)比外側(cè)支承表面318(圖7)更向下延伸。因此,對于后方向上的相等量的力而言,平移的阻力比在外側(cè)支承表面316的一側(cè)小,導(dǎo)致比內(nèi)側(cè)髁部分201的平移更大的外側(cè)髁部分203的平移。另外,外側(cè)支承表面318包括在前后方向上沿著外側(cè)支承表面318延伸的連續(xù)凹陷部分330,一般以脛骨插入件300為中心。另一方面,內(nèi)側(cè)支承表面316的凹陷部分332在前后方向上偏離脛骨插入件的中心,使得凹陷部分332更多地朝著脛骨插入件300的前面定位。內(nèi)側(cè)支承表面316在內(nèi)側(cè)支承表面316的后部分325處包括平臺或提高部分。鄰近于后部分325,內(nèi)側(cè)支承表面316包括具有相對陡的斜率的傾斜區(qū)段326。例如,內(nèi)側(cè)凹陷部分332可以在傾斜區(qū)段326處具有一定斜率,其比脛骨插入件300上的相同前后位置處的外側(cè)凹陷部分330的斜率更陡。傾斜部分326可以比內(nèi)側(cè)凹陷部分332的鄰近部分更陡,并且可以是沿著前后方向的內(nèi)側(cè)凹陷部分332的最陡部分。傾斜部分326可以接合內(nèi)側(cè)髁表面202以限制內(nèi)側(cè)髁表面202在彎曲期間的后行程。為了進一步促進外側(cè)髁部分201的外側(cè)行程,底部點或平衡點327(圖6)(例如,指示外側(cè)支承表面318的最平面區(qū)段)在外側(cè)支承表面318上的柱302的中心前面定位。內(nèi)側(cè)支承表面316的平衡點328(圖7)大體上位于與外側(cè)平衡點327相同的前面位置處。髁部分201、203一般遵循支承表面316、318的斜率,其在沒有其他力的情況下將引導(dǎo)髁部分201、203至各平衡點327、328。平衡點327、328的前后位置之間的此關(guān)系在膝關(guān)節(jié)伸展時將股骨髁部分201、203引導(dǎo)至大致相同的前后位置。并且,平衡點327、328的位置允許外側(cè)股骨髁部分203隨著膝關(guān)節(jié)伸展而比內(nèi)側(cè)髁部分201更多地向前移動,如由于“擰到頭”機制而在原來的膝關(guān)節(jié)中發(fā)生的那樣。參考圖9,在脛骨插入件400的替換實施方式中,脛骨插入件400包括沿著柱402的縱向軸線扭轉(zhuǎn)的柱402。結(jié)果,內(nèi)側(cè)表面404和外側(cè)表面406偏離前后對準(zhǔn),并且柱402的上部分旋轉(zhuǎn)地偏離柱402的下部分。替換地,柱402可以被旋轉(zhuǎn)而不是扭轉(zhuǎn)。例如,柱可以旋轉(zhuǎn)地偏離底座,使得內(nèi)側(cè)表面和外側(cè)表面相對于底座的內(nèi)側(cè)和外側(cè)以一角度定向,柱從所述底座延伸。扭轉(zhuǎn)的或被旋轉(zhuǎn)的柱可以允許比未旋轉(zhuǎn)實施方式更多的彎曲中的內(nèi)部脛骨旋轉(zhuǎn),而不如內(nèi)翻/外翻約束的減少那么多。內(nèi)側(cè)表面404和外側(cè)表面406可以包括基本平坦的部分或其他部分,其被構(gòu)造成接觸上述股骨部件200的壁210、211,以在允許脛股骨旋轉(zhuǎn)的同時提供內(nèi)翻/外翻約束。例如,內(nèi)側(cè)表面404和外側(cè)表面406基本相互平行。作為另一示例,隨著股骨部件200相對于脛骨插入件400彎曲,壁210、211遵循內(nèi)側(cè)表面404和外側(cè)表面406的扭轉(zhuǎn)以提供脛股旋轉(zhuǎn)。在伸展中,內(nèi)側(cè)后邊緣408和外側(cè)前邊緣410接觸壁210、211以提供內(nèi)翻/外翻約束。內(nèi)側(cè)表面404和外側(cè)表面406的其他部分也接合壁210、211以提供內(nèi)翻/外翻約束。已描述了許多實施方式和替換。無論如何,將理解的是在不脫離本公開的精神和范圍的情況下可以實現(xiàn)各種修改。因此,其他實施方式在以下權(quán)利要求的范圍內(nèi)。