KR101041668B1

KR101041668B1 - 인공보철 추간원판 또는 인공의 척추골

Info

Publication number: KR101041668B1
Application number: KR1020067022722A
Authority: KR
Inventors: 아민 스튜더; 마리오 가고; 제이슨 트락셀
Original assignee: 신세스 게엠바하
Priority date: 2004-04-02
Filing date: 2004-04-02
Publication date: 2011-06-14
Also published as: JP4734321B2; KR20070032642A; CA2563181A1; AU2004318051A1; JP2007530182A; BRPI0418698A; CA2563181C; NZ550176A; PL1729691T3; ATE466549T1; WO2005094733A1; CN100508915C; US8057546B2; EP1729691B1; CN1925816A; DE502004011144D1; ES2341248T3; US20070067038A1; EP1729691A1

Abstract

상기 인공보철 추간원판 또는 인공의 척추골는 중앙의 길이방향축, 상단부 그리고 하단부를 가지는 중공인 중앙부분, 상기 길이방향축에 수직이고 척추골 본체의 기부 판에 대하여 안착되기에 적합한 상기 중앙부분의 상단부에 놓이는 상부부착판, 상기 길이방향축에 수직이고 척추골 본체의 덮개 판에 대하여 고정되기에 적합한 상기 중앙부분의 하단부에 놓이는 하부부착판을 포함하여 구성된다. 상기 중앙부분은 적어도 둘 이상의 동축으로 배열된 판스프링으로 구성되는 탄성수단을 포함한다. 상기 탄성수단은 프로그레시브(progressive)스프링 특성을 가진다.

척추골, 임플란트, 추간원판, 탄성수단

Description

인공보철 추간원판 또는 인공의 척추골{INTERVERTEBRAL DISC PROSTHESIS OR ARTIFICIAL VERTEBRAL BODY}

본 발명은 청구항 1 전제부의 인공보철 추간원판 또는 인공의 척추골에 관한 것이다.

DE 101 32 588 FEHLING는 중간에 압축스프링요소를 가진 두 부착판을 포함하는 일반적인 추간원판을 개시한다. 중공 원통형상의 덮개는 압축스프링요소 주위에 배열된다. 압축스프링요소는 신체온도 또는 다른 구체물에 초탄성 특성을 가지는 형상기억합금으로 만들어지며, 압축스프링요소는 같은 강도를 가지는 컵스프링으로 형성되는 컵스프링 기둥을 구성한다. 공지된 인공보철 추간원판의 단점은 압축스프링요소의 선형적 스프링 특성이고, 그래서 충격힘을 흡수해야 하는 압축스프링요소의 경우에, 특히 낮은 압축힘에서 압축스프링요소의 유연성이 너무 낮고, 그 결과 척추기둥의 유동 자유도가 이 영역내에서 제한된다.

본 발명은 이런 문제점들을 해결하고자 한다. 본 발명은 종래 요소로부터 결합된 탄성의 중앙부분과 누진적(累進的:progressive)스프링 특성을 가지는 인공보철 추간원판 및/또는 인공의 척추골을 만드는 것이 목적이다.

상기 목적은 청구항 1의 특징을 갖는 인공보철 추간원판 또는 인공의 척추골인 본 발명에 의해 달성된다.

본 발명에 의한 장점은 본질적으로 다음과 같다. 상기 인공보철 추간원판 또는 인공의 척추골 발명에 의하여;

작은 압력의 경우, 충분히 큰 탄성 탄력성과 댐핑이 보장되고; 이것은 이 영역 내에서 척추기둥의 적당한 유동 자유도를 확보한다: 그리고

높은 압력하중 또는 충격하중에 있어서 상기 압축 힘 흡수에 있어 큰 스프링 변위가 필요하지 않다.; 그리고

정상적인 척추부분과 인공보철이 장치된 상기 척추부분 사이 강도의 큰 변화는 정상적인 추간원판처럼 움직이는 인공보철을 만들도록 조화된 방식으로 감소될 수 있다.

바람직한 실시예에서, 상기 탄성수단은 동축으로 배열된 적어도 둘 이상인 컵스프링을 포함한다.

더 바람직한 실시예에서, 상기 탄성수단을 위해 중심맞춤부가 제공된다. 상기 중심맞춤부에 의해, 상기 컵스프링은 미끄러질 수 없고 그 상태에서 유지된다. 게다가 상기 중심맞춤부에 의해, 상기 인접한 컵스프링은 매우 큰 힘을 흡수할 수 있고 보호수단의 역활을 한다.

다른 실시예에서, 상기 중심맞춤부는 탄력있게 설계되며, 원추영역내에 축유도를 허용하게 한다. 이러한 방법으로 인한 장점은, 상기 인공보철 추간원판이 동축으로 탄성을 가지도록 설계될 뿐만 아니라 상기 부착판이 서로에 대해 비스듬하게 또는 회전하여 움직일 수 있다.

다른 실시예에서, 상기 컵스프링은 중심통공을 가지고 상기 중심맞춤부는 이러한 통공을 통과하는 내부 벨로우즈로써 설계된다.

다른 실시예에서, 적어도 둘 이상의 컵스프링은 상이한 강도를 가진다. 그 결과 상기 누진적인 스프링 특성은 단지 컵스프링으로 구성된 상기 스프링에 의해 확립될 수 있다. 다른 장점은 낮은 표면압력과 낮은 마모의 결과를 가지는 넓은 지지 표면이 있는 것이다.

다른 실시예에서, 상기 컵스프링은 몇몇의 평행한 컵스프링이 중첩된 컵스프링 어셈블리를 형성하기 위해 결합된다. 이것은 상기 누진적인 스프링 특성이 컵스프링으로 구성된 스프링을 통해서만 안출될 수 있는 장점을 가진다. 벨로우즈와의 결합에서, 상기 스프링 특성은 추가적으로 영향을 받게 되는 추가 장점을 산출한다.

다른 실시예에서, 상기 중앙부분은 동축으로 배열된 스프링을 포함하고 인장스프링 뿐만 아니라 압축스프링으로써 작동한다. 그 결과 상기 헬리컬스프링은 또한 토션력을 흡수할 수 있다.

다른 실시예에서, 상기 스프링만이 축방향의 스프링 변위가 X

0 으로 되기까지 두 부착판과 접촉하고 있다. 획득할 수 있는 장점은 상기 누진적인 스프링 특성에 있다. 상기 두번째 스프링은 상기 컵스프링을 위한 원상회복 수단으로써 또한 역할을 할 수 있다. 추가적인 장점은 또한 마모에 의해 생성된 어떤 미세한 입자도 환자의 몸 속으로 확산할 수 없는 것에 근거하고 있다. 이 실시예는 또한 낮은 강도를 가지는 신장/굴곡 동작을 허용하고 상기 인공보철내에 결합조직의 성장에 대한 보호를 제공한다.

다른 실시예에서, 상기 중앙부분은 또한 외부에 벨로우즈를 포함하는 덮개를 가진다. 이 덮개는 인체내 수액의 침투 대한 보호를 제공한다.

다른 실시예에서, 상기 중앙부분은 스냅폐쇄부에 의해 상기 두 부착판에 분리가 가능하게 결합되어있다.

다른 실시예에서, 상기 부착판은 바람직하게는 세라믹 재료로 만들어진 마찰베어링에 의하여 상기 중앙부분에 연결된다. 상기 마찰베어링은 상기 부착판이 상기 중앙부분에 관련된 상기 길이방향축을 교차하는 한정된 병진동작을 실행가능하게 하기 위하여 유리하게 설계된다.

상기 병진동작은 바람직하게는 ±0.5mm 에 달한다. 따라서, 모든 6 자유도는 상기 인공보철물의 길이방향축에 대한 상기 마찰베어링과 상기 컵스프링의 저장부와 약 ±30

회전 가능성에 의해 예기된다.

다른 실시예에서, 상기 컵스프링은 압축성을 제한하는 조정장치를 가진다. 상기 조정장치는 과도한 압력으로부터 상기 컵스프링을 보호한다. 따라서, 더 큰 힘도 컵스프링의 과부하 없이 흡수할 수 있다.

본 발명과 상기 발명의 실시예는 몇 개의 실시예의 부분적인 개략도면에 기초하여 아래에서 자세히 설명된다.

도 1은 본 발명 인공보철 추간원판의 실시예의 측단면도이다.

도 2는 본 발명 인공보철 추간원판의 다른 실시예의 측단면도이다.

도 1에 도시된 인공보철물 추간원판(1)의 실시예는 벨로우즈(21), 상단(4), 하단(5) 그리고 중심의 길이방향축(6)으로써 설계된 덮개(3)를 가지는 중공원통모양인 탄성의 중앙부분(1) 뿐만아니라 상기 중앙부분의 상기 상단(4)에 상기 길이방향축(6)을 교차하여 배열되고 상기 척추골의 하부판과 접촉되기에 적합한 상부부착판(7), 상기 중앙부분(1)의 상기 하단(5)에 상기 길이방향축(6)을 교차하게 배열되고 상기 척추골의 상부판과 접촉되기에 적합한 하부부착판(8)을 본질적으로 포함한다. 상기 두 부착판(7,8)은 볼록한 굴곡을 가진 표면(9)의 외부표면과 내부를 가리키는 축핀(10,11)을 가진다. 이 실시예에서 상기 덮개(3)는 두 부착판(7,8)에 결합되는 벨로우즈(12)로 구성된다. 재료에 따라서, 상기 벨로우즈(12)는 상기 부착판(7,8)에 용접,부착 및 밀착된다.

상기 상부부착판(7)은 상기 중앙부분(2)과 마주보는 하부표면(13)을 가지고, 유사하게, 상기 하부부착판(8)은 상기 중앙부분(2)과 마주보는 상부표면(14)을 가진다. 여기에 각각 제공된 상기 상하부표면(13,14)은 상기 벨로우즈(12)의 끝단(16,17)에 결합되는 상기 상부판(26)을 수납하기 위하여 원의 형태로 배열된 각각의 홈을 가진다. 상기 핀(10,11)은 상기 상부판(26)의 외부표면 위에 핀홈(29)내부에서 상기 길이방향축(6)과 동축으로 돌출되며, 상기 홈은 상기 길이방향축(6)과 같은 중심축에 있는 핀홈(29)이다. 상기 중앙부분(2)에 대하여 옆으로 변위 가능하게 되는 상기 부착판(7,8)을 위하여, 상기 핀홈(29)은 상기 부착판(10,11)의 그 중 심에서 움직일 수 있는 핀(10,10)보다 길이방향축을 교차하는 더 큰 지름을 가진다. 상기 부착판(7,8)의 상기 상하부표면(13,14)에 있는 상기 원형의 홈(15)의 내부로 상기 길이방향축(6)과 동축으로 삽입되는 상기 외부고리요소(28)는, 상기 상부판(26)의 외부표면 내부로 삽입되는 상기 내부고리요소(27) 상에 놓인다. 상호간에 한쌍씩 놓이는 상기 내부와 외부고리요소(27,28)는 상기 부착판(7,8)이 상기 핀(10,11)과 상기 중심부분(2)에 대한 상기 핀홈(29)에 의하여 가능한 동작 내에서 옆으로 변위 할 수 있는 마찰베어링(25)을 형성한다.

컵스프링(20)이 조립된 탄성수단(19)은 상기 헬리컬스프링(21)주위에 배열된다. 이에 도시된 실시예에서, 단지 상기 헬리컬스프링(21)은 상기 인공보철 추간원판디스크(1)가 부하가 없는 상태에서 두 상부판(26)과 접촉하고 있으며, 그래서 처음에는 단지 상기 헬리컬스프링(21)은 상기 인공보철 추간원판(1)에 부하가 있을때 압축된다. 스프링 변위 s = X가 된 후, 상기 탄성수단(19)는 또한 상기 두 부착판(7,8)과 접촉된다, s > X 경우를 향하여 상기 두 부착판(7,8)의 그 이상의 변위를 가지기 위해서, 더 높은 스프링 비율이 효과적으로 된다. 이에 도시된 실시예에서, 상기 탄성수단(19)는 동일한 컵스프링(20)을 가지는 컵스프링 어셈블리(22a, 22b, 22c, 22d)를 포함한다, 그러나 상기 첫번째 컵스프링 어셈블리(22a)는 동일한 방향에 3단 적층된 컵스프링(20)을 포함하는 컵스프링 어셈블리로 구성되며, 상기 두번째와 세번째 컵스프링 어셈블리(22b,22c)는 동일한 방향내에 마주보는 2단 적층된 컵스프링(20)의 서로 마주보게 향하는 그룹으로 각각 구성되고, 네번째 컵스프링 어셈블리(22d)는 맞은편 방향을 향하는 두 컵스프링로 구성된다. 상기 탄성수단(19)의 누진적 스프링 특성은 상기 컵스프링 어셈블리(22a,22b,22c,22d)의 구조에 의하여 달성된다.

도 2에 도시된 상기 인공보철 추간원판(1)의 실시예는, 첫번째, 상기 스프링(18)대신 내부 벨로우즈(23)가 상기 부착판(7,8)사이에 배열되고 두번째로, 상기 탄성수단(19)는 첫번째 컵스프링(20a)을 가지는 컵스프링 어셈블리(22a)와 두번째 컵스링(22b)를 가지는 4개의 추가되는 컵스프링 어셈블리(22b,22c,22d,22e)를 포함하고; 세번째로, 상기 중앙부분(2)는 상부판(26)(도1) 없이 부착판(7,8)에 결합된다는 점에서 단지 도 1에 도시된 실시예와 다르다. 상기 첫번째 컵스프링(20a)는 상기 두번째 컵스프링(20b)보다 더 큰 강도를 가진다, 그래서 상기 탄성수단(19)는 누진적 스프링 특성을 가진다. 상기 내부의 벨로우즈(23)는 상기 길이방향축(6)과 평행인 상기 컵스프링(20)에 있는 상기 통공(24)을 통해서 안내되고 상기 컵스프링(20)을 위한 원상회복 수단의 역할을 한다. 상기 내부의 벨로우즈(23)은 축방향으로 탄력적이고 내부로 굽힘을 가진다, 그래서 상기 부착판(7,8)은 서로에 대해 기울어지게 작동될 수 있고 상기 길이방향축(6)은 원추영역 내부에서 곡선 모양이 될 수 있다.

Claims

(A) 중심 길이방향축(6), 상단(4) 및 하단(5)을 가지는 중앙부분(2)과;

(B) 상기 중앙부분(2)의 상단(4)에 길이방향축(6)과 교차하여 배열되어 있고, 척추골의 하부판에 장착되는 상부부착판(7)과;

(C) 상기 중앙부분(2)의 하단(5)에 길이방향축(6)과 교차하여 배열되어 있고, 척추골의 상부판에 장착되는 하부부착판(8)을 포함하여 구성되고,

(D) 상기 중앙부분(2)은 탄성수단(19)을 포함하고,

(E) 상기 탄성수단(19)은 누진적(累進的) 스프링 특성을 가지고,

(F) 상기 탄성수단을 위하여 중심맞춤부를 제공하며,

상기 중앙부분(2)은 동축으로 배열된 스프링(18)을 포함하여, 인장스프링 뿐만 아니라 압축스프링으로서도 작동하는 것을 특징으로 하는 추골사이의 임플란트 또는 인공보철 추간원판(1).
제 1 항에 있어서,

상기 탄성수단(19)은 동축으로 배열된 적어도 둘 이상인 컵스프링(20)을 포함하는 것을 특징으로 하는 인공보철 추간원판(1).
제 2 항에 있어서,

적어도 둘 이상인 상기 컵스프링(20)은 상이한 강도를 가지는 것을 특징으로 하는 인공보철 추간원판(1).
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 컵스프링(20)은 함께 쌓아 올려지고, 같은 방향으로 위치한 다수개의 컵스프링(20)을 가지는 컵스프링 어셈블리(22)로 형성하도록 함께 결합되는 것을 특징으로 하는 인공보철 추간원판(1).
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 중앙부분(2)은 중공체처럼 설계되어있는 것을 특징으로 하는 인공보철 추간원판(1).
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 중심맞춤부는 탄력있게 설계되고 원추영역내에서 축 유도를 허용하는 것을 특징으로 하는 인공보철 추간원판(1).
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

상기 컵 스프링(20)은 중심통공(24)을 가지고 상기 중심맞춤부는 이들 중심통공(24)을 통과하는 내부 벨로우즈로써 설계되는 것을 특징으로 하는 인공보철 추간원판(1).
삭제
제 1 항에 있어서,

축방향의 스프링 변위가 X
0 으로 되기까지, 단지 상기 스프링(18)만이 두 부착판(7,8)과 접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 인공보철 추간원판(1).
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 중앙부분(2)은 외부에 벨로우즈(12)로 구성되는 덮개(3)를 가지는 것을 특징으로 하는 인공보철 추간원판(1).
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 중앙부분(2)은 스냅 폐쇄수단에 의해 상기 두 부착판(7,8)에 분리가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 인공보철 추간원판(1).
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 부착판(7,8)은 세라믹 재료로 만들어진 마찰베어링(25)에 의하여 상기 중앙부분(2)에 연결되는 것을 특징으로 하는 인공보철 추간원판(1).
제 12 항에 있어서,

상기 마찰베어링(25)은 상기 부착판(7,8)이 상기 중앙부분(2)과 관련된 상기 길이방향축(6)을 교차하는 한정된 병진동작을 실행가능하게 설계된 것을 특징으로 하는 인공보철 추간원판(1).
삭제