KR100598473B1 - 척추 디스크 보철기 - Google Patents

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KR100598473B1
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쿠라스제임스엠.
디넬로알렉산더엠.
알. 맥밀린카알
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디퍼이 스파인 인코포레이티드
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Abstract

척추 디스크 보철기(10)는 외부 경계부(83)를 갖는 상부 강성판(20)과 외부 경계부(183)를 갖는 하부 강성판(120)을 포함한다. 엘라스토머 재료의 본체(200)는 상부 및 하부 강성판들(20,120) 사이에 배치되어 접합되고, 주요부(201)와 외주부(203)를 포함한다. 상부 및 하부 강성판들(20,120) 각각은 만곡된 볼록판 표면ㅂ부부들(82, 182)을 갖는다. 외주부(203)는 상부 및 하부 강성판들(20,120)의 만곡된 볼록판 표면부들(82,182)에 접합되고 주요부(201)를 향해 연장하는 제 1 부분(208)을 갖는다. 제 1 부분(208)은 제 1 부분(208)이 주요부(201)를 향해 연장할 때 두께가 증가한다.
주요부, 리세스, 척추 디스크, 엘라스토머 코어, 척추

Description

척추 디스크 보철기{Artificial spinal disc}
본 발명은 인간의 척추에서 손상되거나 또는 퇴화된(degenerated) 척추 디스크를 대체하기 위한 척추 디스크 보철기에 관한 것이다.
미국 특허 제 5,017,437 호 및 제 5,534,030 호는 인간의 척추에서 손상되거나 퇴화된 척추 디스크를 대체하기 위한 통상적인 척추 디스크 보철기에 대하여 기술하고 있다. 상기 특허들에 개시된 디스크는 엘라스토머 재료의 본체의 양 표면에 부착되는 한 쌍의 강성판들을 포함하고 있다.
사용시에 상기 디스크는 인접한 척추골들(vertebrae) 사이에 위치된다. 상기 디스크는 척추의 하중으로 인한 압축력, 척추의 굽힘으로 인한 인장력 및, 척추의 비틀림으로 인한 비틀림력을 포함하는 척추에 작용하는 힘에 노출하게 된다. 이러한 힘들은 동시에 디스크에 가해질 수 있다. 이러한 힘들은 엘라스토머 재료의 본체에서 강성판들을 분리시키도록 작용한다.
본 발명은 인간의 척추에서 손상된 척추 디스크를 대체하기 위한 척추 디스크 보철기에 관한 것이다. 상기 척추 디스크 보철기는 상부 및 하부 강성판 사이에 배치 및 부착되는 엘라스토머 재료의 본체를 포함한다. 상기 엘라스토머 재료의 본체는 주요부와 상기 주요부 주위에서 연장하는 외주부를 포함한다.
상부 및 하부 판들 각각은 각각의 외부 경계부 주위에서 연장하고 엘라스토머 재료의 본체의 외주부와 대면하는 만곡된 볼록판 표면부를 갖는다. 상기 엘라스토머 재료의 본체의 외주부는 상부판 및 하부판의 만곡된 볼록판 표면부에 부착되고 주요부를 향해 연장하는 제 1 부분을 갖는다. 상기 외주부의 상기 제 1 부분은 제 1 부분이 만곡된 볼록판 표면부들로부터 주요부를 향해 연장함에 따라 두께가 증가한다. 엘라스토머 재료의 본체의 외주부의 제 1 부분은 엘라스토머 재료의 본체의 외부면의 일부를 형성하는 볼록 만곡된 외부면을 갖는다.
상술된 본 발명의 특징 및 다른 특징은 첨부 도면을 참조하여 다음의 바람직한 실시 예의 설명을 읽으면 당업자들에게 보다 명백해질 것이다.
도 1은 척추의 인접된 척추골들 사이에서 본 발명에 따른 척추 디스크를 갖는 인간의 척추를 도시하는 입면도.
도 2는 도 1의 척추 디스크의 상부 사시도.
도 3은 도 1의 척추 디스크의 저부 평면도.
도 4는 도 3의 4-4선을 따라 일반적으로 취한 도 1의 척추 디스크를 부분적인 단면으로 도시하는 입면도.
도 5는 도 3의 5-5선을 따라 일반적으로 취해지고, 부분 삭제된 상태의 도 1의 척추 디스크를 도시하는 단면도.
도 6은 도 4의 일부를 확대도.
도 7은 제 1 상태에서 도시된 도 1의 척추 디스크의 일부를 도시하는 확대 단면도.
도 8은 제 2 상태에서 척추 디스크를 도시하는 도 7과 유사한 도면.
본 발명은 인간의 척추에서 손상되거나 퇴화된 척추 디스크를 대체하기 위한 인공적인 척추 디스크의 보철기에 관한 것이다. 본 발명의 대표적인 예로서, 도 1은 척추 디스크의 보철기 즉, 척추 디스크(10)를 도시한다. 상기 척추 디스크(10)는 인간의 척추(16)의 인접된 상부 및 하부 추골들(12, 14) 사이에서 사용 상태로 도시된다. 상기 추골들(12, 14)은 전방으로(도 1에서 볼 때에 오른쪽으로) 향해진 부분과, 후방으로(도 1에서 볼 때에 왼쪽으로) 향해진 부분을 구비한다.
상기 디스크(10)는 제 1 또는 상부 강성판(20), 제 2 또는 하부 강성판(120) 및, 상기 2개의 판들 사이에 개재되어 부착된 엘라스토머 코어(200)를 포함한다. 상기 상부판(20) 및 하부판(120)은 서로 동일하고, 상기 디스크(10)는 전후방 수평으로 연장되는 평면(A)(도 4)에 대하여 대칭적이고, 시상면(sagittal plane)(B)(도 2)에 대하여 대칭적이다. 상기 "상부" 및 "하부"라는 용어는 참조 목적을 위하여 2개의 동일한 강성판들을 구별하기 위하여 도 1에 도시된 바와 같이 하여 인간의 신체에 이식될 때의 디스크(10)의 배향을 기준으로 하여 본원에서 사용된다.
상기 상부판(20)(도 5)은 강성이고, 약 90 중량%의 티타늄과, 약 6 중량%의 알루미늄과, 약 4 중량%의 바나듐을 가지는 티타늄-바나듐-알루니늄 합금과 같은 생체적합성 금속으로 제조되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 상부판(20)은 합성 플라스틱 재료에 제한되는 것은 아니지만 이러한 것을 포함하는 소정의 적절한 생체적합성 재료로 제조될 수 있다. 상기 상부판(20)은 단일의 금속 블록으로 밀링되는 것이 바람직하다. 그러나, 상기 상부판(20)은 예를 들어 캐스팅(casting)과 같은 다른 방법으로 제조될 수 있다.
상기 상부판(20)은 전방부(22, anterior portion)와 후방부(24, posterior portion)를 구비한다. 상기 상부판(20)의 전방부(22)는 디스크(10)가 척추(16)에 이식될 때 척추의 전방으로 배치되는 상부판의 부분이다. 상기 상부판(20)의 후방부(24)는 디스크(10)가 척추에 이식될 때 상기 척추(16)의 후방으로 배치되는 상부판의 부분이다. 상기 상부판의 전방부는 디스크(10)의 축(28)의 한쪽 측부(도 5에서 볼 때에 오른쪽으로)에 일반적으로 위치된다고 할 수 있으며, 상기 상부판의 후방부는 다른 측부(도 6에서 볼 때에 왼쪽으로)에 일반적으로 위치된다고 할 수 있다. 상기 축(28)은 상부판 및 하부판(20 및 120) 사이에서 상기 디스크를 통하여 연장된다. 상기 축(28)은 상기 디스크(10)가 척추에 이식될 때 척추(16)의 길이를 따라서 일반적으로 연장된다.
상기 디스크(10)의 형상(평면으로 볼 때에)은 자연적인 인간의 척추 디스크의 형상에 일반적으로 일치하도록 설계된다. 상기 디스크(10)의 외부 경계부(30)(도 3)는 편평한 후방부(32)를 가진다. 상기 디스크(10)의 외부 경계부(30)는 상기 외부 경계부의 편평한 후방부(32)의 대향 단부들(36 및 38) 사이에서 연장되는 만곡된 볼록부(34)를 구비한다. 상기 코어(200)의 외주부와 판들(20 및 120)의 외부 경계부들(83, 183)을 포함하는 디스크(10)의 외부 경계부(30)는 외향으로 돌출되는 어떠한 로브들(lobes)도 구비하지 않는다. 상기 코어(200)의 외주부는 상부판(20) 및 하부판(120)의 외부 경계부와 동일한 형상(평면에서 볼 때에)을 가진다.
상기 상부판(20)은 도 5에서 볼 때에 하방으로 존재하는 내부 주 측면(40; inner major side surface)을 구비한다. 상기 내부 주 측면(40)은 도 5에서 볼 때에 아래(평면에서)에서 볼 수 있는 상부판(20)의 모든 표면 영역을 포함한다. 상기 상부판(20)의 내부 주 측면(40)은 축(28)에 대하여 수직으로 연장되는 상부판의 편평한 제 1 표면(42)을 포함한다. 상기 제 1 표면(42)의 면적은 평면에서 볼 때 내부 주 측면(40) 면적의 적어도 65%이상이며, 상기 내부 주 측면의 면적은 축(28)에 평행한 방향에서 볼 때 내부 주 측면(40) 상의 모든 점을 가진다. 바람직하게는, 상기 제 1 표면(42)의 면적은 내부 주 측면(40) 면적의 75%이다.
상기 제 1 표면(42)은 상부판(20)의 제 1 림(44; first rim)에 의하여 둘러싸인다. 상기 제 1 림(44)은 도 5에 도시된 바와 같이 일반적으로 아치형의 외부면(46)을 포함하는 반원통형의 단면 형상을 갖는다. 상기 제 1 림(44) 상의 외부면(46) 및 제 1 표면(42)은 상부판(20)의 내부 주 측면(40) 내에 얕은 캐비티 또는 리세스(48; cavity or recess)를 함께 형성한다. 상기 제 1 표면(42)은 리세스(48)의 저면을 형성한다. 상기 제 1 림(44)의 외부면(46)은 상부판(20)의 내부 주 측면(40)의 일부를 형성한다.
상기 상부판(20)은 도 5에서 볼 때 상향에 나타나는 외부 주 측면(50)을 구비한다. 상기 외부 주 측면(50)은 도 5에 도시한 바와 같이 상부(평면에서)에서 볼 수 있는 상부판(20)의 모든 표면 영역을 포함한다.
상기 외부 주 측면(50)은 상부판(20)의 평면의 제 2 표면(52)을 포함한다. 상기 제 2 표면(52)은 상부판(20)의 제 2 림(54)에 의하여 둘러싸인다. 상기 제 2 표면(52)의 면적은 제 1 표면(42)의 면적보다 더 크다. 상기 제 2 표면(52)의 면적은 상기 내부 주 측면(40) 면적의 85%이상, 바람직하게는 92%이다.
상기 제 2 림(54)은 제 1 림(44)의 외측(평면에서 볼 때에)에 위치된다. 상기 제 2 림(54)은 제 2 표면(52)에 대하여 수직으로 연장되고 상부판(20)의 주위에 전체적으로 연장되는 내부면(56) 및 만곡된 외부면(58)을 구비한다. 상기 제 2 림(54)의 내부면(56) 및 제 2 표면(52)은 상부판(20)의 외부 주 측면(50)에서 얕은 캐비티 또는 리세스(60)를 함께 형성한다. 상기 제 2 표면(52)은 리세스(60)의 저면을 형성한다.
상기 제 2 림(54)이 제 2 표면(52)으로부터 돌출되는 거리는 제 1 림(44)이 제 1 표면(42)으로부터 돌출되는 거리보다 더 짧다. 그래서, 상기 상부판(20)의 외부 주 측면(50)에서의 리세스(60)는 상부판의 내부 주 측면(40)에서의 리세스(48)보다 더 얕다.
상기 상부판(20)의 제 2 표면(52)은 상부판의 제 1 표면(42)에 대하여 경사진다. 상기 제 2 표면(52)은 제 1 표면(42)에 대하여 약 1.5°내지 약 7.5°의 범위의 각도로 경사진다. 도시된 바람직한 실시 예에서, 상기 제 2 표면(52)은 제 1 표면(42)에 대하여 5°의 각도로 경사진다. 도시되어 있지 않지만, 바람직한 다른 실시 예에서는, 상기 제 2 표면(52)은 제 1 표면(42)에 대하여 2.5°의 각도로 경사진다.
상기 제 1 및 제 2 표면들(42, 52)은 상부판(20)의 후방부(24)에서 가장 가까이 있으며, 상부판의 전방부(22)에서 가장 멀리 이격되어, 서로를 기준으로 배치된다. 상기 제 2 표면(52)은 상기 제 2 표면(52)이 디스크(10)의 후방으로부터 전방으로 연장됨에 따라, 제 1 표면(42)으로부터 멀어지도록 경사진다. 그래서, 상부판(20)의 후방부(24)로부터 상부판의 전방부(22)로 연장됨에 따라 상기 제 1 및 제 2 표면들(42, 52)이 발산하게 된다. 상기 제 1 및 제 2 표면들(42, 52)의 발산은 횡방향 또는 중간(medial) 방향에서 볼 때에 웨지(wedge) 형상을 상부판(20)에 부여한다(도 4).
돔(62)의 형태인 단일 돌출부는 상부판(20)의 제 2 표면(52)으로부터 연장된다. 상기 돔(62)은 중심부(64) 및 두 개의 대향 팁들(66, 68; opposite tip)을 포함하는 초승달 형상을 갖는다(도 2 참조). 초승달 형상의 팁들(66, 68)이 일반적으로 후방을 향하고, 초승달 형상의 중심부(64)가 팁의 전방에 위치하도록, 돔(62)이 제 2 표면(52) 상에 배치된다. 상기 돔(62)은 축(28)에 대해서도 전방에 배치된다.
상기 제 2 림(52)의 외부면(58)은 상부판(20)의 외주 측면부(74)와 일체화된다. 상기 상부판(20)의 외주 측면부(74)는 상부판의 제 1 표면(42)에 수직으로 연장되고, 또한 상부판 둘레 전체에 걸쳐 연장된다. 따라서, 상기 상부판(20)의 외주 측면부(74)는 제 2 표면(52)의 평면에 대해 수직이 아니다. 상기 제 1 표면(42)에 대한 제 2 표면(52)의 경사 때문에, 상기 상부판(20)의 외주 측면부(74)는 상부판의 후방부(24)(도 5에서 볼 때에 왼쪽)보다도 상부판의 전방부(22)(도 5에서 볼 때에 오른쪽)에서 더욱 큰 축 방향 크기를 갖는다.
상기 상부판(20)은 상부판의 외주 둘레로 연장되는 외주 플랜지(78)를 구비한다. 상기 플랜지(78)는 제 1 표면(42)에 평행한 방향에서, 외주 측면부(74)로부터 외향으로 연장되는 일반적으로 편평한 제 1 표면(80)을 구비한다. 상기 플랜지(78)의 제 1 표면(80)은 상부판(20)의 외부 주 표면(50)의 일부를 형성한다.
상기 플랜지(78)는 아래쪽으로 (도 5에서 볼 때에) 그리고, 플랜지의 제 1 표면(80)으로부터 내향으로 연장되는 만곡된 제 2 표면(82)을 구비한다. 상기 만곡된 제 2 볼록 표면(82)은 상부판(20)의 외부 경계부(83) 주위에서 연장된다. 상기 만곡된 볼록 표면(82)은 상부판(20)의 제 2 표면(52) 외측에 배치된다.
상기 플랜지(78)의 편평한 제 3 표면(84)은 플랜지의 제 1 표면(80)에 평행하고, 상부판(20)의 제 1 표면(42)에 평행한 방향에서, 상기 제 2 표면(82)으로부터 내향으로 연장된다. 상기 플랜지(78)의 제 3 표면(84)은 상부판(20)의 제 1 표면(42)의 평면과 상부판의 제 2 표면(52)의 평면사이에 위치되는 평면에 놓인다. 상기 플랜지(78)의 제 3 표면(84)은 외주 측면부(74)의 외측의 위치로부터 외주 측면부(74)의 내측의 위치까지 연장되고, 상기 제 1 림(44)의 외부면(46)과 일체화된다. 상기 플랜지(78)의 제 2 및 제 3 표면들(82, 84)은 상부판(20)의 내부 주 측면(40)의 부분을 형성한다.
다공성 코팅(90)(도 4 및 도 6)은 상부판(20)의 내부 주 측면(40)의 리세스(48) 내에 위치한다. 상기 코팅(90)은 제 1 표면(42) 상에 형성되고, 상기 제 1 림(44)에 의하여 둘러싸이거나 그 내측에 놓이게 된다. 상기 코팅(90)은 제 1 표면(42)의 전체 범위를 피복한다. 상기 코팅(90)은 작은 입자 직경의 미립자들 또는 비드들(92)의 층을 포함한다.
상기 비드들(92)은 시판되는 순수 티타늄으로 제조되는 것이 바람직하지만, 다른 적절한 생체적합성 재료로 제조될 수 있다. 상기 비드들(92)은 어떠한 비드들도 25 메쉬의 미국계열 시브(25 mesh U.S. Series Sieve)를 통과하지 못하고, 모든 비드들이 40 메쉬의 미국계열 시브를 통과할 수 있는 크기이다. 상기 비드들(92)은 확산 접합(difusion bonding)에 의하여 상부판(20)에 부착되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 비드들(92)은 다른 적절한 기술에 의해서도 상부판(20)에 도포될 수 있다.
상기 비드들(92)의 코팅(90)은 상부판(20)에 견고하게 접합되고, 일반적인 마찰에 의하여 제거될 수 없다. 이하에 설명되는 바와 같이, 1차 접착제와 결합되는 코팅(90)은 상부판(20)과 엘라스토머 코어(200) 사이에서 강력한 접합을 제공하도록 엘라스토머 코어(200)의 재료와 상호 결합된다. 상기 비드들(92)의 코팅(90)은 제 1 림(44)을 지나, 즉 도 4 및 도 6에서 볼 때 하향 방향으로 튀어 나오지 않는다.
다공성 코팅(94)(도 2, 도 4 및 도 6)은 상기 상부판(20)의 외부 주 측면(50)의 리세스(60)에 위치된다. 상기 코팅(94)은 상기 제 1 표면(42)의 비드(92)와 동일한 사이즈이고 동일한 방법으로 제공되는 비드(96)로 제조된다. 상기 코팅(94)은 상부판(20)의 제 2 표면(52)에 형성되고, 상기 제 2 림(52)에 의하여 둘러싸이거나 내측으로 놓이게 된다. 상기 코팅(94)은 제 2 표면(52)의 전체 범위를 덮는다. 또한, 상기 코팅(94)은 돔(62)을 덮는다.
이하에 설명되는 바와 같이, 제 2 표면(52) 상의 코팅(94)은 상기 디스크(10)가 척추(16)에 이식될 때 뼈조직의 내부 성장을 위하여 제공된다. 상기 비드들(96)의 코팅(94)은 리세스(60)의 깊이보다 더 두껍게 된다. 따라서, 상기 코팅(94)의 비드들(96)은 제 2 림(54)을 지나서 축 방향 외측으로 더 나온다. 즉, 상기 제 1 림(44)을 지나 축 방향 외측으로 더 나오지 않는 코팅(90)과는 다르다.
상기 하부판(120)은 상부판(20)과 동일한 형상이다. 상기 하부판(120)은 강성이고, 상부판과 동일한 재료로 제조된다. 상기 하부판(120)(도 5)은 디스크(10)가 척추에 이식될 때에 상기 척추(16)에서 전방으로 배치된 전방부(122)를 구비한다. 상기 하부판(120)의 후방부(124)는 디스크(10)가 척추에 이식될 때에 척추(16)에서 후방으로 배치된다.
평면에서 볼 때(도 3), 상기 하부판(120)의 형상은 상부판(20)의 형상과 동일하다. 상기 하부판(120)의 외부 경계부(183)는 편평한 후방부 및 상기 외부 경계부의 편평부에서 대향 단부들 사이로 연장되는 만곡된 볼록부를 구비한다. 상기 상부판(20)과 유사하게, 상기 하부판(120)은 외향으로 돌출하는 로브들을 전혀 갖지 않는다.
상기 하부판(120)은 도 5에서 볼 때, 상향으로 존재하는 내부 주 측면(140)(도 5)을 구비한다. 상기 내부 주 측면(140)은 도 5에서 볼 때, 상부(평면에서)로부터 볼 수 있는 하부판(120)의 모든 표면 영역을 포함한다. 상기 하부판(120)의 내부 주 측면(140)은 축(28)에 대하여 수직으로 연장되는 하부판(120)의 편평한 제 3 표면(142)을 포함한다. 상기 제 3 표면(142)의 면적은 평면에서 볼 때에 내부 주 측면(140) 면적의 적어도 65%이상이며, 상기 내부 주 측면의 면적은 상기 축(28)에 평행한 방향에서 본 내부 주 측면(140) 상의 모든 점을 가진다. 바람직하게는, 상기 제 3 표면(142)의 면적은 내부 주 측면(140) 면적의 75%이다.
상기 제 3 표면(142)은 하부판(120)의 제 1 림(144)에 의하여 둘러싸인다. 상기 제 1 림(144)은 도 5에 도시된 바와 같이 일반적으로 아치형의 외부면(146)을 포함하는 반원통형의 단면을 가진 형상이다. 상기 제 1 림(144) 상의 외부면(146) 및 제 3 표면(142)은 하부판(120)의 내부 주 측면(140) 내에 얕은 캐비티 또는 리세스(148)를 함께 형성한다. 상기 제 3 표면(142)은 리세스(148)의 저면을 형성한다. 상기 제 1 림(144)의 외부면(146)은 하부판(120)의 내부 주 측면(140)의 일부를 형성한다.
상기 하부판(120)은 도 5에서 볼 때 하향에 나타나는 외부 주 측면(150)을 구비한다. 상기 외부 주 측면(150)은 도 5에서 볼 때 아래(평면에서)에서 볼 수 있는 하부판(120)의 모든 표면 영역을 포함한다.
상기 하부판(120)의 외부 주 측면(150)은 하부판의 편평한 제 4 표면(152)을 포함한다. 상기 제 4 표면(152)은 하부판(120)의 제 2 림(154)에 의하여 둘러싸인다. 상기 제 4 표면(152)의 면적은 제 3 표면(142)의 면적보다 더 크다. 상기 제 4 표면(152)의 면적은 내부 주 측면(40)의 85% 이상이고, 바람직하게는 92%이다.
상기 제 2 림(154)은 제 1 림(144)의 외측(평면에서 볼 때에)에 위치된다. 상기 제 2 림(154)은 제 4 표면(152)에 수직으로 연장되고 하부판(120) 둘레 전체로 연장되는 제 2 내부면(156) 및 만곡된 외부면(158)을 구비한다. 상기 제 2 림(154)의 내부면(156)과 제 4 표면(152)은 하부판(120)의 외부 주 측면(150)에서 얕은 캐비티 또는 리세스(160)를 함께 형성한다. 상기 제 4 표면(152)은 리세스(160)의 저면을 형성한다.
상기 제 2 림(154)이 제 4 표면(152)으로부터 돌출되는 거리는 상기 제 1 림(144)이 제 3 표면(142)으로부터 돌출되는 거리보다 더 짧다. 그래서, 상기 하부판(120)의 외부 주 측면(150)에서의 리세스(160)는 하부판의 내부 주 측면(140)에서의 리세스(148)보다 더 얕다.
상기 하부판(120)의 제 4 표면(152)은 하부판의 제 3 표면(142)에 대하여 경사진다. 상기 제 4 표면(152)은 제 3 표면(142)에 대하여 약 1.5°내지 약 7.5°의 범위의 각도로 경사진다. 도시된 바람직한 실시 예에서, 상기 제 4 표면(152)은 제 3 표면(142)에 대하여 5°의 각도로 경사진다. 도시되어 있지는 않지만, 다른 바람직한 실시 예에서, 상기 제 4 표면(152)은 제 3 표면(142)에 대하여 2.5°의 각도로 경사진다.
상기 제 3 및 제 4 표면들(142, 152)은 이들이 하부판(120)의 후방부(124)에서 가장 가깝고, 하부판(120)의 전방부(122)에서 가장 멀리 이격되어 서로를 기준으로 배치된다. 상기 제 4 표면(152)은 상기 제 4 표면이 디스크(10)의 후방으로부터 전방으로 연장됨에 따라, 상기 제 3 표면(142)으로부터 이격되게 경사진다. 그래서, 상기 제 3 및 제 4 표면들(142, 152)은 이들이 하부판(120)의 후방부(124)로부터 하부판의 전방부(122)로 연장됨에 따라 발산하게 된다. 이러한 제 3 및 제 4 표면(142, 152)의 발산은 상부판(20)과 동일한 웨지 형상을 상기 하부판(120)에 부여한다.
돔(162)의 형태인 단일 돌출부는 하부판(120)의 제 4 표면(152)으로부터 연장한다. 상기 돔(162)은 중심부(164)와 두 개의 대향 팁들(166, 168)을 포함하는 초승달 형상을 갖는다(도 3 참조). 돔(162)은 초승달 형상의 팁들(166, 168)이 일반적으로 후방을 향하고, 초승달 형상의 중심부(164)가 팁의 전방에 위치하도록 제 2 표면(152) 상에서 배치된다. 또한, 상기 돔(162)은 축(28)의 전방에 배치된다.
상기 제 2 림(154)의 외부면(158)은 하부판(120)의 외주 측면부(174)와 일체화된다. 상기 외주 측면부(174)는 하부판(120)의 제 3 표면(142)에 대해 수직으로 연장되고, 또한 하부판 둘레 전체로 연장된다. 따라서, 상기 하부판(120)의 외주측면부(174)는 제 4 표면(152)의 평면에 대하여 수직이 아니다. 상기 제 3 표면(142)에 대한 제 4 표면(152)의 경사로 인하여, 상기 하부판(120)의 외주 측면부(174)는 하부판의 후방부(124)(도 5에서 볼 때에 왼쪽)보다도 하부판의 전방부(122)(도 5에서 볼 때에 오른쪽)에서 더 큰 축 방향 크기를 갖는다.
상기 하부판(120)은 하부판의 외주 둘레를 연장하는 외주 플랜지(178)를 구비한다. 상기 플랜지(178)는 제 3 표면(142)에 평행한 방향에서 외주 측면부(174)로부터 외향으로 연장되는 일반적으로 편평한 제 1 표면(180)을 구비한다. 상기 플랜지(178)의 제 1 표면(180)은 하부판(120)의 외부 주 측면(150)의 일부를 형성한다.
상기 플랜지(178)는 상향으로(도 5에서 볼 때에) 연장되고, 상기 플랜지의 제 1 표면(180)으로부터 내향으로 연장되는 만곡된 제 2 표면(182)을 구비한다. 상기 만곡된 제 2 볼록 표면(182)은 하부판(120)의 외부 경계부(183) 주위에서 연장한다. 상기 만곡된 제 2 볼록 표면(182)은 하부판(120)의 제 2 표면(152)의 외측에 배치된다.
상기 플랜지(178)의 편평한 제 3 표면(184)은 플랜지의 제 1 표면(180)에 평행하고, 하부판(120)의 제 3 표면(142)에 평행한 방향에서 제 2 표면(182)으로부터 내향으로 연장된다. 상기 플랜지(178)의 제 3 표면(184)은 하부판(120)의 제 3 표면(142)의 평면과 상기 하부판의 제 4 표면(152)의 평면 사이에 위치된 평면에 놓인다. 상기 플랜지(178)의 제 3 표면(184)은 외주 측면부(174)의 외향 위치로부터 외주 측면부(174)의 내향 위치까지 연장되며, 상기 제 1 림(144)의 외부면(146)과 일체화된다. 상기 플랜지(178)의 제 2 및 제 3 표면(182 및 84)은 하부판(120)의 내부 주 측면(140)의 부분을 형성한다.
다공성 코팅(190)(도 4)은 하부판(120)의 내부 주 측면(140)의 리세스(148) 내에 위치된다. 상기 코팅(190)은 제 3 표면(142) 상에 형성되고, 제 1 림(144)에 의해 둘러싸이거나, 내측으로 놓인다. 상기 코팅(190)은 제 3 표면(142)의 전체 범위를 피복한다. 상기 코팅(190)은 작은 입자 직경의 미립자들 또는 비드들(192)의 층을 포함한다.
상기 비드들(192)은 코팅(90)의 비드들(92)과 동일한 재료로 제조된다. 상기 비드는 확산 접합에 의하여 하부판(120)에 부착되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 비드들(192)은 임의의 다른 적절한 기술에 의하여 하부판(120)에 접합될 수 있다.
상기 비드들(192)의 코팅(190)은 하부판(120)에 견고하게 접합되고, 일반적인 마찰에 의하여 제거 불가능하다. 이하에 설명되는 바와 같이, 상기 주 접착제와 결합되는 코팅(190)은 하부판(120)과 엘라스토머 코어(200) 사이에서 강한 접합을 제공하기 위하여 엘라스토머 코어(200)의 재료와 상호 결합된다. 상기 비드들(192)의 코팅(190)은 제 1 림(144)의 축 방향 외측으로 튀어 나오지 않는다.
유사한 다공성 코팅(194; 도 3 및 도 4)이 하부판(120)의 외부 주 측면(150)의 리세스(160)에 위치된다. 상기 코팅(194)은 제 4 표면(152)에 형성되고, 제 2 림(154)에 의하여 둘러싸이거나, 그 내측으로 놓인다. 상기 코팅(194)은 제 4 표면(152)의 전체 범위를 덮는다. 또한, 상기 코팅(194)은 돔(162)을 덮는다. 상기 코팅(194)은 제 3 표면(142) 상의 비드들(192)과 동일하고, 동일한 방법으로 도포되는 다수의 비드들(196)로 제조된다.
이하에 설명되는 바와 같이, 상기 제 4 표면(152) 상의 코팅(194)은 상기 디스크(10)가 척추(16)에 이식될 때에 뼈조직의 성장을 위하여 제공된다. 상기 비드들(196)의 층(190)은 리세스(160)의 깊이보다 더 두껍게 된다. 따라서, 상기 코팅(194)의 비드들(196)은 제 2 림(154)을 지나서 축 방향 외측으로 더 나온다. 이러한 점은 제 1 림(144)을 지나 축 방향 외측으로 더 나오지 않은 코팅(190)과는 대조적이다.
상기 엘라스토머 코어(200)는 폴리올레핀 고무(polyolefin rubber) 또는 카본 블랙으로 강화된 폴리올레핀 고무로 제조되는 것이 바람직하다. 상기 엘라스토머 코어의 경도는 56-72 쇼어 A 듀로미터(Shore A durometer)이다. 상기 코어의 극한 인장 강도는 1600 psi보다 크다. 상기 코어는 ASTM D412-87의 시험 방법을 사용하여 300%보다 더 큰 극한 연신율을 가지고, 그리고 ASTM D624-86 시험 방법을 사용하여 100psi보다 더 큰 전단 저항을 가진다. 상기 엘라스토머 코어(200)가 폴리올레핀 고무로 제조되는 것으로 개시되지만, 천연의 디스크 특성을 모방하는 임의의 엘라스토머 재료로도 제조될 수 있다.
상기 척추 디스크(10)를 구성하기 위하여, 상기 판들(20, 120)은 상기 코팅(90, 94, 190, 194)이 제 위치에 놓인 상태에서 메틸 에틸 케톤 또는 그 유사한 시약의 조(reagent bath)에서 약 25분 동안 세정된다. 상기 판들(20, 120)은 예를 들어 질소 불화수소산(nitric hydrofluoric acid)으로 에칭되어 상기 판으로부터 모든 산화물 코팅이 제거된다. 그 다음, 상기 판들(20, 120)은 증류수로 세척되고, 코어(200)에 접착될 판에 프라이머(primer)가 적용된다. 상기 프라이머는 약 2시간 동안 0.35 밀(mil)의 공칭 두께로 에칭된다. 상기 프라이머가 60분 이상 건조된 이후에, 접착제는 0.65 밀의 공칭 두께로 도포된다. 그 다음, 상기 판들(20, 120)을 몰드 내에 위치시키고, 상기 코어(200)의 엘라스토머 재료는 몰드 내로 흐르게 되어 판들에 접착하게 된다. 그 후, 상기 코어(200)의 엘라스토머 재료는 상기 완성된 디스크(10)를 형성하도록 경화된다.
상기 엘라스토머 코어(200)는 가상선(205; 도 4, 도 6, 도 7, 및 도 8)에 의해 분리되는 주요부(201)와 외주부(203)를 포함한다. 상부판(20)과 하부판(120)의 제 1 림들(44, 144)은 코어(200)의 주요부(201)의 외부 경계를 각각 형성한다. 상기 코어(200)의 외주부(203)는 제 1 림들(44, 144)과 도 7 및 도 8의 가상선(205)의 외측에 위치한다. 코어(200)의 주요부(201)는 코어의 외주부(203)의 내측에 위치하고, 코어의 외주부는 코어의 주요부 주위에서 연장한다.
상기 코어(200)는 상부판(20)의 제 1 표면(42) 상에 놓여 고정되는 편평한 상부면(202)(도 2, 4 및 6)을 갖는다. 코어(200) 재료로 된 부분 204(도 6)는 상부판(20)의 제 1 표면(42) 뿐만 아니라 제 1 표면의 다공성 코팅(90)으로 퍼져 상호 결합된다. 상부판(20)의 제 1 표면(42)은 엘라스토머 코어(200)의 상부면(202)에 접합되고 제 1 표면의 전체 범위에 걸쳐서 비드들에 접합된다.
코어(200)의 주요부(201)는 상부판(20)의 제 1 림(44)의 만곡된 외부면(46) 상에서 연장되고 접합되는 부분 206(도 6)을 포함한다. 결과적으로, 상기 제 1 림(44)은 코어(200)의 주요부(201)에 부착된다.
코어(200)의 외주부(203)의 부분 208은 림(44)의 외측 상에 놓인다. 코어부(208)는 상부판(20)의 플랜지(78)의 편평한 제 3 표면(84) 상에 연장하여 부착된다. 상기 코어부(208)는 제 2 볼록면(82)으로부터 주요부(201)와 림(44)을 향해 연장함에 따라 두께가 증가한다.
상기 코어의 외주부(203)는 또 다른 부분 210을 포함한다. 코어(200)의 재료부 210은 상부판(20)의 만곡된 제 2 볼록 표면(82) 위에 연장하여 부착 또는 접착된다. 상부판(20)의 플랜지(78)의 만곡된 제 2 볼록 표면(82)은 코어(200)의 외주부(203)의 부분 210과 대면한다.
코어(200)의 외주부(203)는 편평한 제 3 표면(84)으로부터 상부판(20)의 만곡된 제 2 표면(82)을 향해 연장함에 따라 두께가 감소한다. 플랜지(78)의 제 2 표면(82) 위에 놓이는 재료부 210은 플랜지의 제 1 표면(80)으로 다가감에 따라 두께 0을 향해 테이퍼진다. 반대로, 재료부 210은 만곡된 볼록판 표면부(82)로부터 코어(200)의 주요부(201)를 향해, 즉 도 6에서 보았을 때 오른쪽을 향한 방향으로 연장함에 따라 두께가 증가한다.
그렇게 형성된 코어(200)의 재료도 또한 하부판(120)의 내측 표면(140)에 고정된다. 코어(200)의 주요부(201)는 하부판(120)의 제 3 표면(142) 뿐만 아니라 제 3 표면상의 다공성 코팅(190) 내로 연장하여 상호 결합된다. 코어(200)는 하부판(120)의 제 3 표면(142)에 고정되는 편평한 하부면(212, 도 4)을 갖는다. 상기 코어(200)의 하부면(212)은 코어의 상부면(202)에 평행하게 된다. 하부판(120)의 제 3 표면(142)은 제 3 표면의 전체 범위에 걸쳐서 엘라스토머 코어(200)의 하부면(212)에 결합된다.
코어(200)의 주요부(201)는 하부판(120)의 제 1 림(144)의 만곡된 외부면(146) 상에 연장하여 부착되는 부분 216(도 6)을 포함한다. 결과적으로, 상기 제 1 림(144)은 코어(200)의 주요부(201)에 접합된다.
코어(200)의 외주부(203)의 부분(218)은 하부판(20)의 플랜지(178)의 편평한 제 3 표면(184) 상에 연장하여 부착된다. 또한, 코어부(218)는 제 1 림(144)의 외측 위에 놓이게 된다. 상기 코어부(218)는 제 2 볼록 표면(182)으로부터 림(144)과 주요부(201)를 향해 연장함에 따라 두께가 증가한다. 코어(200)의 외주부(203)는 편평한 제 3 표면(184)으로부터 하부판(120)의 만곡된 제 2 표면(182)을 향해 연장함에 따라 두께가 감소된다.
코어의 외주부는 또 다른 부분 220을 포함한다. 코어(200)의 재료부 220은 하부판(120)의 만곡된 제 2 볼록 표면(182) 위에 연장하여 부착 또는 접합된다. 하부판(120)의 플랜지(178)의 만곡된 제 2 볼록면(182)은 코어(200)의 재료부 220과 대면한다. 플랜지(178)의 제 2 표면(182) 위에 놓이는 재료부 220은 플랜지의 제 1 표면(180)에 다가감에 따라 두께 0을 향해 테이퍼진다. 반대로, 재료부 220은 만곡된 제 2 볼록 표면부(182)로부터 코어(200)의 주요부(201)를 향해 즉, 도 4에서 보았을 때 왼쪽을 향한 방향으로 연장함에 따라 두께가 증가된다.
코어(200)는 상부판(20) 및 하부판(120) 사이에서 연장되는 노출된 외부면(230; 도 2, 도 4 및 도 6)을 갖는다. 코어(200)의 외측 표면(230)은 상부판과 하부판(20과 120)의 만곡된 볼록 표면부(82, 182)에서 각각 가장 넓어지는 통상 모래 시계(hourglass-shaped)의 형상(도 4에서 가장 잘 보임)이다.
특히, 코어(200)의 외부면(230)은 실질적으로 상부판(20)의 제 1 표면(42)에 대해 수직으로 연장하는 제 1 표면부(232)(도 4, 도 6)를 포함한다. 상기 제 1 표면부(232)는 상부판(20)의 플랜지(78)의 외측에 배치된다.
코어(200)의 외측 표면(230)의 볼록 만곡된 제 2 표면부(234)는 제 1 표면(232)으로부터 하부판(120)을 향한 방향에서 연장한다. 상기 표면부(234)는 상부판(20)의 만곡된 볼록 표면부(82) 위에 놓이는 코어 재료부 210(도 6) 상에 형성된다. 코어(200)의 외부면(230)의 제 3 오목부(236)는 제 2 표면부(234)로부터 하부판(120)을 향한 방향에서 연장한다.
코어(200)의 외부면(230)은 상부판(20)의 제 1 표면(42)에 대해 실질적으로 수직이고 디스크(10)의 축(28)에 평행한, 제 3 표면부(236)로부터 연장되는 최내측 또한 가장 협소한 제 4 표면부(238)를 포함한다. 상기 제 4 표면부(238)는 상부판(20)과 하부판(120) 사이의 위치에서 축 방향으로 배치된다. 상기 제 4 표면부(238)는 판 플랜지들(78, 178)의 외주의 내측이면서, 판들의 제 1 림들(44, 144)의 외측에 배치된다.
제 4 표면부(238)는 제 3 표면부(236)의 거울 상(mirror image)인 오목한 제 5 표면부(240)와 일체화된다. 상기 제 5 표면부(240)는 제 2 표면부(234)의 거울 상인 볼록한 제 6 표면부(242)와 일체화된다. 상기 제 6 표면부(242)는 하부판(120)의 볼록한 외면(182) 위에 놓인다.
상기 제 6 표면부(242)는 제 1 표면부(232)의 거울 상인 제 7 표면부(244)와 일체화된다. 제 7 표면부(244)는 하부판(120)의 플랜지(178)의 외측에 배치된다.
코어(120)의 주요부(201)는 실질적으로 두께가 균일하다. 코어(200)의 주요부(201)가 균일한 두께를 갖고 판들(20, 120)이 웨지 형상이기 때문에, 디스크(10)의 전체 형상은 웨지 형상이다. 상기 디스크(10)는 디스크의 전방부(22)에서 더 두껍고 디스크의 후방부(24)에서 더 얇다.
디스크(10)가 사용 상태로 척추(16)에 존재할 때, 상부판(20)은 상부 추골(12)에 고정된다. 상부판(20)의 돔(62)은 상부 추골(12) 내에 형성된 대응 리세스 또는 캐비티(260) 내로 끼워진다(미도시). 상부 추골(12)에 있는 캐비티(260)에 대한 상부판(20)의 돔(62)의 결합은 상부판과 상부 척추골 사이의 상대 운동을 저지한다.
상부판(20)의 제 2 표면(52) 상의 다공성 코팅(94)은 상부 추골(12)과 상부판(20) 사이의 뼈 내부 성장을 촉진시킨다. 상부판(20)의 제 2 표면(52, 도 6)은 상부 추골(12)의 골 물질과 결합한다. 상부판(20)과 상부 추골(12)의 골 물질 사이의 상호 결합(interlocking engagement)은 코팅(94)의 비드(96)가 제 2 림(54)을 지나 축 방향 외측으로 돌출한다는 점에 의해 강화된다.
하부판(120)은 하부 추골(14)에 고정된다. 하부판(120)의 돔(162)은 하부 추골(14)에 형성된 대응 리세스 또는 캐비티(262)에 끼워진다(미도시). 하부 추골(14)의 캐비티(262)에 대한 하부판(120)의 돔(162)의 결합은 하부판과 하부 척추골 사이의 상대 운동을 저지시킨다. 하부판(120)의 돔(162) 형상은 상부판(20)의 돔(62)을 참조하여 상기에 설명된 바와 같은 동일한 장점을 갖는다.
제 4 표면(152) 상의 다공성 코팅(194)은 하부 추골(14)과 하부판(120) 사이에서 뼈 내부 성장을 촉진시킨다. 하부판(120)의 제 4 표면(152)은 하부 추골(14)의 재료와 결합한다. 하부판(120)과 하부 추골(14)의 골 물질 사이의 상호결합은 코팅(194)의 비드들(196)이 제 2 림(154)을 지나 축 방향 외측으로 나온다는 점에 의해 강화된다.
엘라스토머 코어(200)와 판들(20, 120) 사이의 결합 영역 형상은 엘라스토머 코어로부터 판들이 분리되고자 하는 어떤 경향을 최소화한다. 특히, 판들(20, 120)의 만곡된 볼록 표면부들(82, 182)에 대한 코어(200)의 외주부의 성형은 코어의 외주부에서 응력 집중을 감소시키고 전단 변형을 받는 경우 척추 디스크(10)의 사이클에서의 피로 수명을 증가하도록 돕는다. 또한, 예를 들어 도 8에 도시된 바와 같이 척추 디스크(10)가 전단 응력을 받는 경우 코어(200)의 외주부(203), 특히 부분 208은 디스크(10) 상에 발생된 응력을 흡수하도록 신장할 수 있는 엘라스토머 재료의 풀(pool)이 된다. 응력 집중은 상부판(20)의 제 1 표면(42)과 하부판(120)의 제 3 표면부(142) 사이에서 일반적으로 연장하는 코어의 주요부(201)에서 최소화된다.
추가로, 만곡된 외부면들(46, 146)을 갖는 판들(20, 120) 상의 제 1 림들(44, 144)은 각각 엘라스토머 코어(200)의 편평한 주요부(201)의 외주부에서 응력 변형 경감을 제공한다.
본 발명의 상술된 설명으로부터, 당업자는 본 발명의 개량, 변경 및 수정을 할 수 있다. 이러한 개량, 변경 및 수정은 첨부된 청구범위에 의하여 커버되도록 의도된 기술 범위 내에 있다.

Claims (30)

  1. 인간의 척추에서 손상된 척추 디스크를 대체하는 척추 디스크 보철기로,
    외부 경계부를 갖는 상부 강성판;
    외부 경계부를 갖는 하부 강성판; 및
    상기 상부 및 하부 강성판들 사이에 배치 및 결합되는 엘라스토머 재료의 본체를 포함하고,
    엘라스토머 재료의 상기 본체는 주요부와 상기 주요부 주위에서 연장하는 외주부를 포함하며;
    상기 상부 및 하부 강성판들은 상기 각각의 외부 경계부들 주위에서 연장하고 엘라스토머 재료의 상기 본체의 상기 외주부와 대면하는 만곡된 볼록판 표면부를 각각 가지며,
    엘라스토머 재료의 상기 본체의 상기 외주부는 상기 상부 및 하부 강성판들의 상기 만곡된 볼록판 표면부들에 접합되고 상기 주요부를 향해 연장하는 제 1 부분을 갖고, 상기 외주부의 상기 제 1 부분은 상기 만곡된 볼록판 표면부들로부터 상기 주요부를 향해 상기 제 1 부분이 연장함에 따라 두께가 증가하고,
    엘라스토머 재료의 상기 본체의 상기 외주부의 상기 제 1 부분은 엘라스토머 재료의 상기 본체의 외부면의 일부를 형성하는 볼록 만곡된 외부면을 갖는 척추 디스크 보철기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 상부 및 하부 강성판들 각각은 개개의 림을 갖고, 상기 각각의 림은 상기 판들의 하부 표면들을 둘러싸며 엘라스토머 재료의 상기 본체의 상기 주요부에 결합되는 척추 디스크 보철기.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 상부 및 하부 강성판들은 상기 림으로부터 상기 만곡된 볼록판 표면부들을 향해 연장하는 편평한 표면부를 각각 가지며, 엘라스토머 재료의 상기 본체의 상기 외주부는 상기 편평한 표면부들에 접합되는 척추 디스크 보철기.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 외주부는 상기 만곡된 표면부들로부터 상기 편평한 표면부들을 향해 연장함에 따라 증가하는 두께를 가지며, 상기 편평한 표면부들로부터 상기 주요부를 향해 연장함에 따라 감소하는 두께를 갖는 척추 디스크 보철기.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 상부 및 하부 강성판들의 상기 림들은 엘라스토머 재료의 상기 본체의 상기 주요부의 외부 경계를 형성하는 척추 디스크 보철기.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 상부 및 하부 강성판들의 상기 림들은 엘라스토머 재료의 상기 본체의 상기 주요부에 결합되는 만곡된 외부면들을 갖는 척추 디스크 보철기.
  7. 제 1 항에 있어서, 엘라스토머 재료의 상기 본체의 상기 외주부는 상기 상부 및 하부 강성판들의 각각의 편평한 표면부들 위에 놓이고, 상기 판들의 하부표면들을 둘러싸고 엘라스토머 재료의 상기 본체의 상기 주요부에 접합되는 각각의 림들의 외측으로 위치되는 척추 디스크 보철기.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 외주부는 상기 만곡된 표면부들로부터 상기 편평한 표면부들을 향해 연장함에 따라 증가하는 두께를 가지며, 상기 편평한 표면부들로부터 상기 주요부를 향해 연장함에 따라 감소하는 두께를 갖는 척추 디스크 보철기.
  9. 제 1 항에 있어서, 엘라스토머 재료의 상기 본체의 상기 주요부는 전체 범위에 걸쳐서 균일한 두께를 가지며, 엘라스토머 재료의 상기 본체의 상기 외주부는 엘라스토머 재료의 상기 본체의 상기 주요부에서 멀어지는 외측 방향으로 연장함에 따라 변화하는 두께를 갖는 척추 디스크 보철기.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 상부 강성판은 상기 하부 강성판의 내부 주 측면을 향하여 제공되는 내부 주 측면을 가지며, 상기 내부 주 측면 각각은 상기 내부 주 측면 각각의 90% 이상인 면적을 갖는 편평한 제 1 표면 주위에서 연장하는 림을 포함하고, 상기 제 1 표면과 상기 림들은 엘라스토머 재료의 상기 본체의 상기 주요부의 축 방향 단부들을 한정하는 척추 디스크 보철기.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 상부 및 하부 강성판들의 각각은 엘라스토머 재료의 상기 본체의 상기 주요부의 외측으로 연장하는 편평한 추골 접촉면들을 갖고, 상기 상부 및 하부 강성판들의 상기 만곡된 볼록면들은 상기 추골 접촉면들의 외측에 배치되는 척추 디스크 보철기.
  12. 인간의 척추의 손상된 척추 디스크를 대체하는 척추 디스크 보철기로,
    외부 경계부를 갖는 상부 강성판과,
    외부 경계부를 갖는 하부 강성판과,
    상기 상부 및 상기 하부 강성판들 사이에 배치되어 결합되는 엘라스토머 재료의 본체를 포함하고,
    엘라스토머 재료의 상기 본체는 주요부 및 상기 주요부 주위에서 연장하는 외주부를 포함하고,
    상기 상부 및 하부 강성판들 각각은 상기 판들의 하부 표면들을 둘러싸고 엘라스토머 재료의 상기 본체의 상기 주요부에 접합되는 림을 가지며,
    상기 상부 및 하부 강성판들 각각은 상기 외부 경계부들 주위에서 연장하고 엘라스토머 재료의 상기 본체의 상기 외주부와 대면하는 만곡된 볼록판 표면부들을 갖고,
    엘라스토머 재료의 상기 본체의 상기 외주부는 상기 상부 및 하부 강성판의 상기 만곡된 표면부들에 접합되고 상기 주요부를 향해 연장하는 제 1 부분을 가지며, 상기 외주부의 상기 제 1 부분은 상기 만곡된 볼록판 표면부들로부터 상기 주요부를 향해 상기 제 1 부분이 연장함에 따라 두께가 증가하며,
    상기 상부 및 하부 강성판들 각각은 상기 만곡된 볼록판 표면부로부터 상기 림을 향해 연장하는 편평한 표면부를 가지고, 엘라스토머 재료의 상기 본체의 상기 외주부는 상기 편평한 표면부들에 접합되며, 상기 외주부는 상기 만곡된 볼록판 표면부들로부터 상기 편평한 표면부들을 향해 연장함에 따라 증가하는 두께를 가지며, 상기 편평한 표면부들로부터 상기 림들을 향해 연장함에 따라 감소하는 두께를 가지는 척추 디스크 보철기.
  13. 제 12 항에 있어서, 엘라스토머 재료의 상기 본체는 상기 상부 및 하부 강성판들의 상기 만곡된 볼록 표면부들에서 가장 넓은 모래시계 형상(hourglass-shaped)을 갖는 외부면을 구비한 척추 디스크 보철기.
  14. 외부 경계부 및 상기 외부 경계부 둘레에서 연장하는 플랜지를 각각 갖는 상부 및 하부 강성판들과,
    상기 상부 및 하부 강성판들 사이에 배치되는 엘라스토머 본체를 포함하며,
    상기 엘라스토머 본체는 주요부와 상기 주요부 주위에서 연장하여 각각의 플랜지에 인접하는 외주부를 포함하고, 상기 외주부는 외부면을 갖고, 그 일부분이 볼록하게 만곡되는 인공 척추 디스크.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 외주부는 상기 플랜지로부터 상기 엘라스토머 본체의 상기 주요부를 향해 연장함에 따라 두께가 증가하는 인공 척추 디스크.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 각각의 플랜지는 상기 외주부와 대향하는 만곡된 볼록판 표면부를 포함하는 인공 척추 디스크.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 각각의 판은 상기 각각의 만곡된 볼록판 표면부로부터 이격된 림을 포함하는 인공 척추 디스크.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 림은 상기 엘라스토머 본체의 상기 주요부에 접합되는 인공 척추 디스크.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 각각의 림은 상기 엘라스토머 본체의 상기 주요부의 외부 경계를 형성하는 인공 척추 디스크.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 엘라스토머 본체의 상기 주요부는 그 전체 범위에 걸쳐 실질적으로 균일한 두께를 갖는 인공 척추 디스크.
  21. 제 14 항에 있어서,
    상기 각각의 판은 내부 주 측면을 포함하며, 상기 내부 주 측면은 제 1 표면 둘레에서 연장하는 림을 갖고, 상기 제 1 표면은 상기 각각의 내부 주 측면의 약 90% 이상인 면적을 갖는 인공 척추 디스크.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 제 1 표면들 및 상기 림들은 상기 엘라스토머 본체의 상기 주요부의 축 방향 단부들을 형성하는 인공 척추 디스크.
  23. 제 14 항에 있어서,
    상기 각각의 판은 상기 엘라스토머 본체의 상기 주요부의 외측으로 연장하는 편평한 추골 접촉면을 갖는 인공 척추 디스크.
  24. 림, 상기 림으로부터 이격된 외부 경계부, 상기 외부 경계부 둘레에서 연장하는 플랜지를 각각 갖는 상부 및 하부 강성판들과,
    상기 상부 및 하부 강성판들 사이에 배치되며 상기 림들과 접합하는 엘라스토머 본체를 포함하며,
    상기 엘라스토머 본체는 주요부와 상기 주요부 주위에서 연장하여 각각의 플랜지에 인접하는 외주부를 포함하고, 상기 외주부는 각각의 플랜지와 각각의 림 사이에서 연장함에 따라 그 두께가 변하는 인공 척추 디스크.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 외주부는 외부면을 갖고, 그 일부분이 볼록하게 만곡되는 인공 척추 디스크.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 외주부는 제 1 부분을 포함하고, 상기 제 1 부분은 상기 플랜지로부터 상기 엘라스토머 본체의 상기 주요부를 향해 연장함에 따라 그 두께가 증가하는 인공 척추 디스크.
  27. 제 24 항에 있어서,
    상기 각각의 플랜지는 만곡된 판 표면부와 상기 만곡된 판 표면부로부터 상기 림을 향해 연장하는 편평한 표면부를 포함하는 인공 척추 디스크.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 외주부는 상기 만곡된 판 표면부들로부터 상기 편평한 표면부들을 향해 연장함에 따라 그 두께가 증가하는 인공 척추 디스크.
  29. 제 28 항에 있어서,
    상기 외주부는 상기 편평한 표면부들로부터 상기 림들을 향해 연장함에 따라 그 두께가 감소하는 인공 척추 디스크.
  30. 제 24 항에 있어서,
    상기 엘라스토머 본체는 모래시계 형상의 외부면을 갖는 인공 척추 디스크.
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