[发明专利]用于动态地治疗膝部的矫形装置

说明书

技术领域

本公开涉及一种矫形装置，并且特别涉及一种用于动态地治疗或支撑受伤的膝部的矫形装置。

背景技术

膝关节(股骨和胫骨)的稳定性被理解为主要由四个关键韧带产生：前十字韧带(ACL)、后十字韧带(PCL)、内侧副韧带(MCL)和外侧副韧带(LCL)。ACL是非常熟知的，这在某种程度上是由于可以非常常见地诊断出ACL受伤。ACL可抑制胫骨相对于股骨向前(前侧)滑动得过远。相反，如图1所示，PCL可阻止胫骨相对于股骨向后(后侧)滑动得过远。

PCL撕裂通过受伤的严重性程度(I、II或III)而分级。该分级通过与对侧膝部的胫骨相比胫骨向后移位的增加程度而分类。通常，受伤的等级与以下内容相对应：

等级1：韧带轻微受伤并且被略微拉伸，但仍能帮助保持膝关节稳定。1-5mm。

等级2：韧带被拉伸到其变松弛的程度。这通常称之为韧带部分撕裂。6-10mm。

等级3：这种类型的受伤通常称之为韧带彻底撕裂。韧带已经被撕裂成两部分，并且膝关节不稳定。10mm以及更大。

如图2所示，PCL受伤典型地是在跌倒中产生的，在所述跌倒中，胫骨被迫相对于股骨而向后移动。另一个常见的方式是，在机动车事故中，当膝部受到撞击时会发生这种受伤。

PCL膝部受伤通常不进行手术治疗，并且常见的处理方式是使PCL自愈。当PCL撕裂时，胫骨的近端具有向后移动的趋势，这会导致愈合中的PCL上的拉伸，并且导致比受伤之前长的愈合后的PCL。结果，愈合后的膝部可经受一定程度的松弛，其中在愈合后，胫骨的近端会向后移动，因此会导致病人感到不稳定，并且增加再次受伤的风险。

可使用能在整个运动范围中给上部腓肠的后部提供支撑的矫形装置、例如膝部支架来阻止这种所不希望的移动。在手术后的病人(或甚至最近受伤的病人，所述病人没有进行手术或将要进行手术)中，这可减缓处于愈合期的PCL的拉长，并且阻止上文所描述的移动问题。在具有处于拉长状态中愈合的PCL的病人中，支架可阻止上文描述的所不希望的移动，给予病人额外的稳定感，并且降低再次受伤的风险。

不幸地是，由于差的诊断方法，PCL撕裂的年度数量是不确定的(估计在所有韧带受伤的3％到20％之间)。以往，PCL受伤被认为是具有良性的临床结果。因此，如果诊断出PCL撕裂后，不会对其进行处理，这是由于其处于关节腔的外侧并且具有自愈能力。不幸地是，当放任其自愈时，PCL典型地会以拉长长度的方式愈合，这会导致关节的不稳定。

最近的估计显示出美国每年被诊断为PCL撕裂的数量接近25000。当与ACL撕裂的数量相比时，其所占的比例约为10％。仍然存在的疑问是，有多少膝部没有被诊断。问题是，如果没有努力将韧带修复为保持其正常的长度，韧带会在拉伸位置中愈合，这会导致在股骨和胫骨关节面之间的多余的运动；这会提高膝部中导致骨关节炎的退行性病变的可能性。

对于一些严重的受伤，或对于与其他类型的受伤相结合的PCL受伤，一些医生已经提出了PCL重建。虽然一些体外生物力学研究已经报道了在带有孤立式受伤的模型中，PCL重建可恢复膝部的生物力学，但是PCL受伤的实际手术治疗是成问题的；大量的病人在手术后要继续承受膝部松弛的后遗症。

PCL上的载荷显示为本质上是动态的。例如，随着膝部从完全伸展位置到弯曲90度的运动，在正常完好的PCL韧带上的拉力会增加。这种增加的拉力有助于将胫骨保持在相对于股骨的适当位置。当PCL受损时，其不能提供这种增加的拉力，并且可允许胫骨向后移动。如上文所述，如果支架可以适当的方式向后部腓肠提供额外的力，则其可提供有效地使股骨和胫骨共同定位所必须的力。已经发现，在急性PCL受伤的治疗中，病人不良后果的一个可能原因是在愈合期间动态载荷向后拉动胫骨，并且导致PCL在拉长的长度中愈合。这也可导致进一步发生骨关节炎的几率增加。

适当设计的动态支架可阻止或减缓这种发病。如果需要手术，则这种支架可在PCL的整个愈合过程中对重建的PCL提供保护。由于PCL在关节腔之外并且有能力自愈，因此这种支架有可能避免对手术治疗的需求。对于之前具有PCL受伤并且由于没有进行随后的手术介入而经受关节松弛的病人来说，这种支架也可提供增加的稳定性和信心。最终，这种矫形装置可使具有所有程度的PCL受伤的病人受益。另一个不良结果的原因是重力原因。随着病人通过膝部伸展而仰卧以及举起腿，胫骨会向后落回。当病人处于非负重的手术后阶段(在此阶段中，病人可通过简单地躺在床上而经常经受这种胫骨后移)，这种效果是经常出现的。