KR101109083B1

KR101109083B1 - 인공고관절용 비구컵시스템

Info

Publication number: KR101109083B1
Application number: KR1020100010983A
Authority: KR
Inventors: 이중명
Original assignee: 주식회사 코렌텍
Priority date: 2010-02-05
Filing date: 2010-02-05
Publication date: 2012-01-31
Also published as: KR20110091243A

Abstract

본 발명은 신체의 고관절부위를 대체하는 인공고관절용 비구컵시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비구컵시스템을 구성하는 비구컵과 그에 수용되어 결합되는 인서트의 접촉면적을 증대시켜 응력집중에 의한 세라믹인서트의 파손을 방지할 수 있고, 비구컵과 인서트의 결합을 견고하게 하여 특히 폴리에틸렌인서트의 유동이나 이탈 및 그로 인한 마모를 방지할 수 있고, 또한 인서트의 후방측 단부에서 일정길이 돌출되어 형성되는 탈구방지부를 추가로 포함하여 대퇴스템의 관절운동시 대퇴스템의 볼헤드가 쉽게 탈구되는 것을 방지하고, 상기 탈구방지부가 상기 인서트의 단부에서 돌출을 시작하는 돌출도입부를 오목한 라운드형상으로 형성되도록 하여 대퇴스템의 관절운동시 관절운동범위를 넓힐 수 있고, 인서트의 내면에 형성되는 챔퍼의 전방측을 높게 형성하고 후방측을 낮게 형성하여 볼헤드의 탈구를 방지하는 상기 탈구방지부의 기능을 보조함은 물론 볼헤드의 삽입용이성을 확보할 수 있는 인공고관절용 비구컵시스템에 관한 것이다.

Description

인공고관절용 비구컵시스템{An Acetabular Cup System for Artificial Hip Joint}

도 1을 참조하면, 신체를 이루는 무수한 관절 중 엉덩이뼈인 골반골(a)과 엉덩이 아래의 다리뼈인 대퇴골(b) 사이에는 마찰접촉하는 연골부위인 고관절 부위(c)가 형성되어 골반골(a)과 대퇴골(b)은 소정의 각도 범위 내에서 상대 회전할 수 있도록 되어 있다. 이러한 인체에서 골반골(a)과 대퇴골(b)의 관절부위인 고관절(c)은 관절부위의 마모와 뼈조직의 노화 및 사고로 인하여 회복 불가능한 상태에 놓이는 경우가 있는데, 이는 직립보행의 원인에 기인하여 자연적으로 소멸하거나 혹은, 유전적 원인, 무리한 운동 및 안전사고로 인해 손상되는 경우이다. 이 경우, 상호 연결된 각 뼈들 사이에는 서로 맞닿는 부분에서 통증이 발생하고 고관절에 손상이 발생하게 되는데, 손상된 관절을 대체하여 원초적 상태의 상대회전 및 회동운동을 원활하게 하기 위한 목적으로 인공 고관절장치가 사용된다.

일반적으로 인공 고관절은 도 2에 도시된 바와 같이 골반골(a)에 결합고정되는 비구컵시스템(A)(이는 비구컵(10)과 인서트(30)를 포함)과 대퇴골(b)에 삽입고정되는 대퇴스템(B)으로 이루어지는데, 상기 비구컵시스템(A)의 인서트(30) 내에 상기 대퇴스템(B)의 볼헤드(B1)가 삽입되어 회동운동하게 된다. 이러한 인공 고관절 장치에는 기계적 특성이 우수하고 마찰계수가 작으며 생체적합성을 높인 금속 등이 사용되는데, 특히 상기 인서트(30)로는 세라믹인서트와 폴리에틸렌인서트가 많이 사용되고 있다.

이러한 기존의 인공 고관절 장치에서 상기 비구컵시스템(A)은 비구컵(10)은 골반골(a)에 결합고정되어 있고, 인서트(30)는 회동운동하는 볼헤드(B1)와 항상 접촉함은 물론 경부(B2)와도 잦은 접촉을 하게 되기 때문에, 상기 인서트(30)가 비구컵(10) 내에서 기울어지거나 회전하는 등의 유동을 하거나 아예 이탈하게 되는 문제가 발생하게 된다.

또한, 인서트(30) 특히, 폴리에틸렌인서트가 비구컵(10) 내에서 유동을 하게 되면 그로 인해 인서트(30)가 마모되고 이때 발생한 잔해가 체내에 염증을 일으키고 주위 골조직을 용해시켜 결국 비구컵시스템(A)의 고정이 불안정해져 재시술을 해야 되는 상태까지 가게 된다.

또한, 기존의 비구컵시스템(A)에서 세라믹인서트 외에 폴리에틸렌인서트를 함께 사용할 수 있도록 하면서 폴리에틸렌인서트의 유동을 방지하기 위해 폴리에틸렌인서트의 유동방지를 위한 구성들을 기존 세라믹인서트가 결합고정되는 부분에 형성하는 경우, 비구컵(10)과 세라믹인서트와의 접촉면적이 줄어들게 되고 결국 이로 인한 응력증가로 인해 특히, 취성이 높은 세라믹인서트가 쉽게 파손되는 문제가 발생하고 있다.

아울러, 상기 인서트(30) 내에 삽입되어 회동운동하는 상기 대퇴스템(B)의 볼헤드(B1)가 상기 인서트(30)에서 탈구되는 것을 방지함과 아울러 상기 대퇴스템(B)의 관절운동범위를 최대한 넓힐 수 있는 인공고관절용 비구컵시스템에 대한 필요성 역시 대두되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

본 발명의 목적은 비구컵 내에 세라믹인서트와 폴리에틸렌인서트를 모두 사용할 수 있게 하면서도 상기 비구컵과 상기 세라믹인서트나 폴리에틸렌인서트 모두와의 결합을 견고하게 할 수 있어 (인서트에의 응력증가로 인한)세라믹인서트의 파손이나 (인서트의 유동이나 이탈로 인한)폴리에틸렌인서트의 유동이나 이탈 및 마모를 방지할 수 있는 인공고관절용 비구컵시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 비구컵 내에 폴리에틸렌인서트의 유동을 방지하기 위한 구성들을 형성하면서도 세라믹인서트와의 접촉면적은 증대시켜 특히 응력집중에 의한 세라믹인서트의 파손을 방지할 수 있는 인공고관절용 비구컵시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 테이퍼락킹수용부와 테이퍼락킹결합부의 견고한 결합에 의해 인서트의 유동이나 이탈을 방지함은 물론 인서트와 비구컵의 접촉면적을 증대시켜 폴리에틸렌인서트의 유동이나 이탈 및 그로 인한 마모나 세라믹인서트의 파손을 방지할 수 있는 인공고관절용 비구컵시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 비구컵 내에 함입형성되는 함입수용부와 인서트에 돌출형성되는 돌출결합부의 상호결합에 의해 비구컵 내에 삽입결합되는 인서트(특히, 폴리에틸렌인서트)의 유동이나 이탈 및 그로 인한 마모를 방지할 수 있는 인공고관절용 비구컵시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 비구컵과 인서트의 결합을 견고하게 하기 위한 함입수용부와 그에 상응하는 돌출결합부가 각각 서로 다른 경사각을 갖는 2개의 경사면을 형성하도록 하여 인서트의 삽입과 정위치 안착을 용이하게 할 수 있는 인공고관절용 비구컵시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 비구컵과 인서트의 결합을 견고하게 하기 위한 함입수용부와 그에 상응하는 돌출결합부의 하단에 각각 단턱과 함입홈을 형성하여 상기 단턱과 함입홈의 결합에 의해 인서트의 이탈을 보다 효과적으로 방지할 수 있는 인공고관절용 비구컵시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 비구컵의 내면과 인서트의 외면에 각각 평탄한 평면으로 형성되는 제1평탄면과 제2평탄면 및 그로부터 형성되는 포스트와 포스트수용부의 결합에 의해 인서트의 정위치 삽입을 유도하고 유동을 방지할 수 있는 인공고관절용 비구컵시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 회전방지탭과 회전방지홈의 결합에 의해 비구컵에 결합된 인서트가 비구컵 내에서 회전하는 것을 방지할 수 있는 인공고관절용 비구컵시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 비구컵의 하단에서 돌출형성되는 회전방지탭을 각각 비구컵의 상하부에 형성함으로써 대퇴스템이 회전방지탭에 간섭되지 않고 관절운동범위를 넓힐 수 있도록 하는 인공고관절용 비구컵시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 인서트의 후방측 단부에서 일정길이 돌출되어 형성되는 탈구방지부를 추가로 포함하여 대퇴스템의 관절운동시 대퇴스템의 볼헤드가 쉽게 탈구되는 것을 방지할 수 있는 인공고관절용 비구컵시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 탈구방지부가 상기 인서트의 단부에서 돌출을 시작하는 돌출도입부를 오목한 라운드형상으로 형성되도록 하여 대퇴스템의 관절운동시 대퇴스템의 경부를 최대한 수용하여 대퇴스템의 관절운동범위를 넓히면서도 볼헤드의 탈구를 막을 수 있는 범위 역시 넓힐 수 있는 인공고관절용 비구컵시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 인서트의 내면에서 관절운동하는 대퇴스템의 경부와의 간섭을 줄이기 위해 형성되는 챔퍼의 전방측을 높게 형성하고 후방측을 낮게 형성하여 볼헤드의 탈구를 방지하는 상기 탈구방지부의 기능을 보조함은 물론 볼헤드의 삽입용이성을 확보할 수 있는 인공고관절용 비구컵시스템을 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 인공고관절용 비구컵시스템은 다음과 같은 구성을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 인공고관절용 비구컵시스템은 골반골에 결합되어 고정되는 비구컵와, 상기 비구컵 내에 결합되며 대퇴스템의 볼헤드를 회전가능하도록 수용하는 인서트를 포함하며, 상기 비구컵은 상기 인서트와 접촉하는 내면에 상기 인서트가 유동 및 이탈하지 않도록 견고하게 결합고정시키는 결합수용부를 포함하고, 상기 인서트는 상기 비구컵와 접촉하는 외면에 상기 결합수용부에 상응하여 결합되는 결합부를 포함하여, 비구컵와 인서트의 견고한 결합고정으로 인서트의 유동이나 이탈 및 그로 인한 마모나 파손을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 인공고관절용 비구컵시스템에 있어 상기 결합수용부는 일정 각도로 경사진 테이퍼락킹수용부를 포함하고, 상기 결합부는 상기 테이퍼락킹수용부에 상응하여 결합되도록 일정 각도로 경사진 테이퍼락킹결합부를 포함하여, 상기 테이퍼락킹수용부와 테이퍼락킹결합부의 견고한 결합에 의해 인서트의 유동이나 이탈을 방지함은 물론 인서트와 비구컵의 접촉면적을 증대시켜 응력집중에 의한 인서트의 파손을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 인공고관절용 비구컵시스템에 있어 상기 테이퍼락킹수용부는 비구컵시스템의 중심축방향에 대해 16도~21도의 각도로 경사지고, 상기 테이퍼락킹결합부는 비구컵시스템의 중심축방향에 대해 15.5도~21.5도의 각도로 경사지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 인공고관절용 비구컵시스템에 있어 상기 테이퍼락킹결합부의 하단 직경이 상기 테이퍼락킹수용부의 하단 직경보다 크게 형성되어, 상기 인서트를 상기 비구컵에 삽입결합시 상기 테이퍼락킹결합부의 하단이 수축되면서 고정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 인공고관절용 비구컵시스템에 있어 상기 결합수용부는 함입되어 형성되는 함입수용부를 포함하고, 상기 결합부는 상기 함입수용부에 상응하여 결합되도록 돌출되어 형성되는 돌출결합부를 포함하여, 상기 함입수용부와 돌출결합부의 견고한 결합에 의해 인서트의 유동이나 이탈을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 인공고관절용 비구컵시스템에 있어 상기 함입수용부는 상기 테이퍼락킹수용부의 경사각과 동일한 각도로 경사지는 제1경사면과, 상기 제1경사면의 상부에서 상기 제1경사면보다 비구컵시스템의 중심축방향에 대해 더 큰 각도로 경사지는 제2경사면을 포함하고, 상기 돌출결합부는 상기 제1경사면과 제2경사면에 각각 상응하게 형성되는 제3경사면과 제4경사면을 포함하여, 상기 인서트의 삽입결합을 용이하게 하면서도 이탈을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 인공고관절용 비구컵시스템에 있어 상기 함입수용부의 하단에는 일정 길이 돌출된 단턱이 형성되고, 상기 돌출결합부의 하단에는 상기 단턱에 상응하게 함입되는 함입홈이 형성되어, 상기 단턱과 함입홈의 결합에 의해 인서트의 이탈을 효과적으로 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 인공고관절용 비구컵시스템에 있어 상기 결합수용부는 비구컵의 내면에서 평탄한 평면으로 형성되는 제1평탄면을 포함하고, 상기 결합부는 인서트의 외면에서 상기 제1평탄면에 상응하는 평탄한 평면으로 형성되는 제2평탄면을 포함하여, 상기 인서트의 유동을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 인공고관절용 비구컵시스템에 있어 상기 결합수용부는 상기 제1평탄면에서 비구컵을 관통하여 형성되는 포스트수용부를 추가로 포함하고, 상기 결합부는 상기 제2평탄면에서 상기 포스트수용부에 삽입될 수 있도록 일정 길이 돌출되어 형성되는 포스트를 추가로 포함하여, 상기 인서트의 유동을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 인공고관절용 비구컵시스템에 있어 상기 결합수용부는 상기 비구컵의 하단에서 하향 돌출되는 회전방지탭을 포함하고, 상기 결합부는 상기 인서트의 플렌지에 상기 회전방지탭을 수용할 수 있도록 함입형성되는 회전방지홈을 포함하여, 비구컵에 결합된 인서트가 비구컵 내에서 회전하는 것을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 인공고관절용 비구컵시스템에 있어 상기 회전방지탭은 비구컵이 골반골에 삽입고정된 상태를 기준으로 비구컵 하단의 상하부에 돌출형성됨으로써, 대퇴스템이 회전방지탭에 간섭되지 않고 관절운동범위를 넓힐 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 인공고관절용 비구컵시스템에 있어 상기 인서트는 후방측 단부에서 일정길이 돌출되어 형성되는 탈구방지부를 추가로 포함하여, 대퇴스템의 관절운동시 대퇴스템의 볼헤드가 쉽게 탈구되는 것을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 인공고관절용 비구컵시스템에 있어 상기 탈구방지부는 상기 인서트의 단부에서 돌출을 시작하는 돌출도입부를 오목한 라운드형상으로 형성되도록 하여, 대퇴스템의 관절운동시 대퇴스템의 경부를 최대한 수용하여 대퇴스템의 관절운동범위를 넓힐 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 인공고관절용 비구컵시스템에 있어 상기 탈구방지부는 인서트의 후방측 단부에서 인서트의 전방과 후방을 연결하는 축을 중심으로 좌우대칭되고 전체적으로 60°~180°범위에서 1~10㎜ 높이로 돌출형성되어, 대퇴스템의 관절운동시 대퇴스템의 경부와의 간섭을 최소화할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 인공고관절용 비구컵시스템에 있어 상기 인서트는 인서트의 내면에서 관절운동하는 대퇴스템의 경부와의 간섭을 줄이기 위해 형성되는 챔퍼의 전방측을 높게 형성하고 후방측을 낮게 형성하여 볼헤드의 탈구를 방지하는 상기 탈구방지부의 기능을 보조함은 물론 볼헤드의 삽입용이성을 확보할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 비구컵 내에 세라믹인서트와 폴리에틸렌인서트를 모두 사용할 수 있게 하면서도 상기 비구컵과 상기 세라믹인서트나 폴리에틸렌인서트 모두와의 결합을 견고하게 할 수 있어 (인서트에의 응력증가로 인한)세라믹인서트의 파손이나 (인서트의 유동이나 이탈로 인한)폴리에틸렌인서트의 유동이나 이탈 및 그로 인한 마모를 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

본 발명은 비구컵 내에 폴리에틸렌인서트의 유동을 방지하기 위한 구성들을 형성하면서도 세라믹인서트와의 접촉면적은 증대시켜 특히 응력집중에 의한 세라믹인서트의 파손을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

본 발명은 테이퍼락킹수용부와 테이퍼락킹결합부의 견고한 결합에 의해 인서트의 유동이나 이탈을 방지함은 물론 인서트와 비구컵의 접촉면적을 증대시켜 폴리에틸렌인서트의 유동이나 이탈 및 그로 인한 마모나 세라믹인서트의 파손을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

본 발명은 비구컵 내에 함입형성되는 함입수용부와 인서트에 돌출형성되는 돌출결합부의 상호결합에 의해 비구컵 내에 삽입결합되는 인서트(특히, 폴리에틸렌인서트)의 유동이나 이탈 및 그로 인한 마모를 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

본 발명은 비구컵와 인서트의 결합을 견고하게 하기 위한 함입수용부와 그에 상응하는 돌출결합부가 각각 서로 다른 경사각을 갖는 2개의 경사면을 형성하도록 하여 인서트의 삽입과 정위치 안착을 용이하게 할 수 있는 효과를 갖는다.

본 발명은 비구컵와 인서트의 결합을 견고하게 하기 위한 함입수용부와 그에 상응하는 돌출결합부의 하단에 각각 단턱과 함입홈을 형성하여 상기 단턱과 함입홈의 결합에 의해 인서트의 이탈을 보다 효과적으로 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

본 발명은 비구컵의 내면과 인서트의 외면에 각각 평탄한 평면으로 형성되는 제1평탄면과 제2평탄면 및 그로부터 형성되는 포스트와 포스트수용부의 결합에 의해 인서트의 정위치 삽입을 유도하고 유동을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

본 발명은 회전방지탭과 회전방지홈의 결합에 의해 비구컵에 결합된 인서트가 비구컵 내에서 회전하는 것을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

본 발명은 비구컵의 하단에서 돌출형성되는 회전방지탭을 각각 비구컵의 상하부에 형성함으로써 대퇴스템이 회전방지탭에 간섭되지 않고 관절운동범위를 넓힐 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

본 발명은 인서트의 후방측 단부에서 일정길이 돌출되어 형성되는 탈구방지부를 추가로 포함하여 대퇴스템의 관절운동시 대퇴스템의 볼헤드가 쉽게 탈구되는 것을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.

본 발명은 상기 탈구방지부가 상기 인서트의 단부에서 돌출을 시작하는 돌출도입부를 오목한 라운드형상으로 형성되도록 하여 대퇴스템의 관절운동시 대퇴스템의 경부를 최대한 수용하여 대퇴스템의 관절운동범위를 넓히면서도 볼헤드의 탈구를 막을 수 있는 범위 역시 넓힐 수 있는 효과를 갖는다.

본 발명은 인서트의 내면에서 관절운동하는 대퇴스템의 경부와의 간섭을 줄이기 위해 형성되는 챔퍼의 전방측을 높게 형성하고 후방측을 낮게 형성하여 볼헤드의 탈구를 방지하는 상기 탈구방지부의 기능을 보조함은 물론 볼헤드의 삽입용이성을 확보할 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 신체에서 대퇴골과 골반골이 접촉하는 골반의 고관절부위를 도시한 참고도
도 2는 인공고관절용 비구컵시스템과 대퇴스템이 시술된 상태를 도시한 참고도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공고관절용 비구컵시스템의 분해사시도
도 4는 도 3의 비구컵의 사시도
도 5는 도 4의 비구컵의 단면도
도 6은 도 3의 인서트의 사시도
도 7은 도 6의 인서트의 단면도
도 8은 도 3의 인공고관절용 비구컵시스템의 결합단면도
도 9는 인서트의 비구컵에의 삽입시술과정을 도시한 참고도
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인공고관절용 비구컵시스템에 삽입되는 인서트의 단면도
도 11은 도 10의 인서트의 저면도
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인공고관절용 비구컵시스템에 대퇴스템이 정위치에 삽입된 상태를 도시한 참고도
도 13은 도 12의 대퇴스템이 전방향으로 움직이는 굴곡(flexion)운동의 상태를 도시한 참고도

이하에서는 본 발명에 따른 인공고관절용 비구컵시스템의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공고관절용 비구컵시스템의 분해사시도이고, 도 4는 도 3의 비구컵의 사시도이고, 도 5는 도 4의 비구컵의 단면도이고, 도 6은 도 3의 인서트의 사시도이고, 도 7은 도 6의 인서트의 단면도이고, 도 8은 도 3의 인공고관절용 비구컵시스템의 결합단면도이고, 도 9는 인서트의 비구컵에의 삽입시술과정을 도시한 참고도이고, 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인공고관절용 비구컵시스템에 삽입되는 인서트의 단면도이고, 도 11은 도 10의 인서트의 저면도이고, 도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인공고관절용 비구컵시스템에 대퇴스템이 정위치에 삽입된 상태를 도시한 참고도이고, 도 13은 도 12의 대퇴스템이 전방향으로 움직이는 굴곡(flexion)운동의 상태를 도시한 참고도이다.

도 3 내지 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인공고관절용 비구컵시스템(A)은 골반골(a)에 결합되어 고정되는 비구컵(10)과, 상기 비구컵(10) 내에 결합되며 대퇴스템(B)의 볼헤드(B1)를 회전가능하도록 수용하는 인서트(30)를 포함하며, 상기 비구컵(10)은 상기 인서트(30)와 접촉하는 내면에 상기 인서트(30)가 유동 및 이탈하지 않도록 견고하게 결합고정시키는 결합수용부(110)를 포함하고, 상기 인서트(30)는 상기 비구컵(10)와 접촉하는 외면에 상기 결합수용부(110)에 상응하여 결합되는 결합부(310)를 포함하여, 비구컵(10)와 인서트(30)의 견고한 결합고정으로 인서트(30)의 유동이나 이탈 및 그로 인한 마모나 파손을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

상기 비구컵(10)은 골반골(a)에 결합되어 고정되는 부분으로, 전체적으로 외부는 돌출된 형태로, 내부는 함입된 형태로 형성되어 함입된 내면에 하기 인서트(30)가 내입되어 결합하게 된다. 상기 비구컵(10)는 통상 티타늄합금 등과 같은 생체적합적인 금속으로 이루어지며 돌출된 외부의 표면은 다공성으로 표면처리되어 골반골(a)과의 골융합성을 촉진시킬 수 있게 형성될 수 있다. 또한, 상기 비구컵(10)의 일측에는 비구컵(10)을 골반골(a)에 결합시키는 스크류와 같은 결합수단이 삽입될 수 있는 삽입공(130)이 형성될 수 있다.

상기 인서트(30)는 상기 비구컵(10) 내에 결합되며 대퇴스템(B)의 볼헤드(B1)가 수용되어 회전운동하게 되는 부분으로, 상기 비구컵(10)과 마찬가지로 전체적으로 외부는 돌출된 형태로, 내부는 함입된 형태로 형성되어 인서트(30)의 돌출된 외면이 상기 비구컵(10)의 함입된 내면에 결합하고 인서트(30)의 함입된 내면에는 대퇴스템(B)의 볼헤드(B1)가 수용되어 회전운동하게 된다. 상기 인서트(30)로는 세라믹인서트와 폴리에틸렌인서트가 사용되고 있는데, 세라믹인서트의 경우 상기 비구컵(10) 내에 삽입될 시에 상기 비구컵(10) 내면의 측면(보다 구체적으로는 후술할 테이퍼락킹수용부(111))에 주로 접촉하게 되고 비구컵(10) 내면의 상부와는 소정의 공간을 두게 되는데, 이는 취성이 큰 세라믹의 특성상 비구컵(10)의 상기 삽입공(130)에 삽입되는 스크류의 헤드와 접촉될 경우의 파손을 예방하는 등의 이유(반면, 폴리에틸렌인서트의 경우는 소재에 탄성이 있기 때문에 비구컵(10) 내면 전체와 완전히 접촉하게 된다)에서이며, 따라서 세라믹인서트가 상기 비구컵(10) 내면과 주로 접촉하게 되는 후술할 테이퍼락킹수용부(111)는 세라믹인서트의 고정과 응력집중에 의한 파손을 막는 중요한 기능을 수행하게 된다. 그러나, 종래에는 상기 비구컵(10) 내면에 폴리에틸렌인서트의 유동이나 이탈을 방지하기 위한 구성이 후술할 테이퍼락킹수용부(111)에 형성되기 때문에 그만큼 테이퍼락킹수용부(111)의 면적 즉, 세라믹인서트가 비구컵(10)과 접촉하는 접촉면적이 줄어들게 되고 그로 인한 응력증가로 인해 취성이 강한 세라믹인서트가 쉽게 파손되는 문제가 발생하고 있으며, 또한 테이퍼락킹수용부(111)에 폴리에틸렌인서트의 유동이나 이탈을 방지하기 위한 홈 등이 형성되는 경우 이로 인해 비구컵(10)의 강도가 떨어지고 벌어지는 등의 변형이 발생할 수 있어 이로 인해 테이퍼락킹수용부(111)의 기능(효과)이 반감될 수 있는 문제 역시 발생하고 있는 실정이다. 따라서, 본 발명에서는 상기 비구컵(10)의 내면 즉, 후술할 결합수용부(110)에 인서트(30)(주로, 폴리에틸렌인서트)의 유동이나 이탈을 방지하기 위한 특유의 구성들을 형성할 시에 상기 구성들이 테이퍼락킹수용부(111)에 중복적으로 형성되지 않도록 하여 테이퍼락킹수용부(111)에서의 인서트(30)(주로, 세라믹인서트)와 비구컵(10)의 접촉면적을 최대한 확보할 수 있도록 함을 특징으로 하게 된다. 또한, 본 발명에서는 상기 인서트(30)가 특히, 초고분자량폴리에틸렌(UHMWPE : Ultra High Molecular Weight PolyEthylene)으로 형성될 수 있는데, 초고분자량폴리에틸렌(UHMWPE)은 마모에도 강하고 취성도 작은 특징이 있는바 인서트(30)로 활용되기에 적합하다 할 것이다.

상기 결합수용부(110)와 결합부(310)는 각각 상기 비구컵(10)의 내면과 인서트(30)의 외면에 상호 대응되는 형상으로 형성되어 양자가 상호 결합함으로써 인서트(30)가 비구컵(10)에 견고하게 결합고정될 수 있도록 하여 인서트(30)의 유동이나 이탈 및 그로 인한 마모나 파손을 방지할 수 있도록 하는 구성들로, 상기 결합수용부(110)와 결합부(310)에 추가로 포함되는 구성들 역시 상호 견고하게 결합될 수 있도록 서로 상응하는 형상으로 형성되는 구성들이므로 이하에서는 상기 결합수용부(110)와 결합부(310)에 각각 상응하는 형태로 형성되어 짝을 이루는 구성들 별로 묶어 함께 설명하도록 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 3 내지 9에 도시된 바와 같이 상기 결합수용부(110)는 일정 각도로 경사진 테이퍼락킹수용부(111)를 포함하고, 상기 결합부(310)는 상기 테이퍼락킹수용부(111)에 상응하여 결합되도록 일정 각도로 경사진 테이퍼락킹결합부(311)를 포함하여, 상기 테이퍼락킹수용부(111)와 테이퍼락킹결합부(311)의 견고한 결합에 의해 인서트(30)(특히, 폴리에틸렌인서트)의 유동이나 이탈 및 그로 인한 마모를 방지함은 물론 인서트(30)와 비구컵(10)의 접촉면적을 증대시켜 응력집중에 의한 인서트(30)(특히, 세라믹인서트)의 파손을 방지할 수 있게 된다.

상기 테이퍼락킹수용부(111)는 상기 비구컵(10)의 내면, 바람직하게는 도 5 등에 도시된 바와 같이 함입되어 형성되는 비구컵(10)의 내면에서 함입이 시작되는 내면의 가장자리 부분에서 일정 각도로 경사지는 테이퍼경사면을 이루는 부분으로, 이에 대응하여 상기 인서트(30)의 외면에 형성되는 상기 테이퍼락킹결합부(311)와 상호 결합됨으로써 상기 인서트(30)가 상기 비구컵(10)에 쐐기형태로 결합고정될 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있게 된다. 즉, 도 5와 7에 각각 도시된 바와 같이 상기 테이퍼락킹수용부(111)와 테이퍼락킹결합부(311)는 각각 인서트(30)가 삽입되는 방향으로 직경이 줄어들도록 경사지는 테이퍼경사면을 형성하고 있기 때문에 도 8에 도시된 바와 같이 상기 인서트(30)가 비구컵(10)에 삽입결합되는 경우 상기 테이퍼락킹결합부(311)는 상기 테이퍼락킹수용부(111)에 쐐기 형태로 끼움결합되게 되어 상기 테이퍼락킹수용부(111)의 압박에 의해 상기 테이퍼락킹결합부(311)가 단단히 압박고정되기 때문에 상기 인서트(30)가 비구컵(10) 내에 결합한 이후에 외부 하중이나 충격이 가해지더라도 기울어지거나 미세하게 유동하는 것을 방지할 수 있게 된다. 이 경우 특히 도 5와 7에 각각 도시된 바와 같이 상기 테이퍼락킹수용부(111)가 테이퍼경사면을 이루는 경사각도(θ1)는 비구컵시스템의 중심축(X축)방향으로부터 16°~21°를 이루고, 상기 테이퍼락킹결합부(311)가 테이퍼경사면을 이루는 경사각도(θ2)는 비구컵시스템의 중심축(X축)방향으로부터 15.5°~21.5°를 이루어, 상기 테이퍼락킹결합부(311)가 상기 테이퍼락킹수용부(111)보다 ±0.5°내외의 다른 경사각을 갖도록 형성되는 것이 상기 쐐기 형태의 결합고정효과를 극대화할 수 있게 된다. 또한, 도 5와 7에 각각 도시된 바와 같이 상기 테이퍼락킹결합부(311)의 하단 직경(D2)이 상기 테이퍼락킹수용부(111)의 하단 직경(D1)보다 크게 형성되도록 함으로써 상기 테이퍼락킹결합부(311)가 상기 테이퍼락킹수용부(111)에 쐐기 형태로 끼움결합될 시 상기 테이퍼락킹결합부(311)의 하단이 수축되면서 쐐기 형태의 결합고정효과를 극대화할 수 있게 된다. 바람직하게는 상기 테이퍼락킹결합부(311)의 하단 직경(D2)이 상기 테이퍼락킹수용부(111)의 하단 직경(D1)보다 0.01~1㎜ 크게 형성되는 것이 적합하고, 이 경우 상기 테이퍼락킹결합부(311)의 하단이 수축됨에 따라 인서트(30) 내경 역시 수축될 수 있기 때문에 이를 고려하여 미리 인서트(30) 내경을 0.01~1㎜ 크게 형성하여 수축 시 정확한 내경을 갖을 수 있도록 하는데, 이 경우 수축 전후의 내경이나 조도는 모두 ISO 7206-2와 ASTM F2033(이는 베어링을 하는 고관절임플란트(hip implant) 표면에 대한 표준규격(standard specification)임)를 만족한다.

상기 테이퍼락킹결합부(311)는 상기 인서트(30)의 외면, 바람직하게는 도 7 등에 도시된 바와 같이 돌출되어 형성되는 인서트(30)의 외면에서 돌출이 시작되는 외면의 가장자리 부분에서 일정 각도로 경사지는 테이퍼경사면을 이루는 부분으로, 상기 테이퍼락킹수용부(111)와 상호 결합됨으로써 상기 인서트(30)가 상기 비구컵(10)에 쐐기형태로 결합고정될 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있게 되며, 이에 대한 상세한 설명은 앞서 테이퍼락킹수용부(111)에 대한 설명에서 함께 이루어졌으므로 여기서는 중복기재를 피하기 위해 생략하도록 한다.

이와 같이 상기 테이퍼락킹수용부(111)와 테이퍼락킹결합부(311)의 쐐기 형태의 견고한 끼움결합이 이루어지게 되면, 특히 세라믹인서트의 경우 상기 비구컵(10)과 넓은 접촉면적을 유지할 수 있어 결합 이후에 외부 하중이나 충격이 가해지더라도 응력증가로 인한 파손위험을 줄일 수 있게 되고, 또한 폴리에틸렌인서트의 경우에도 상기 비구컵(10)으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있음은 물론 비구컵(10) 내에서 기울어지거나 특히 미세하게 유동하는 것까지 방지할 수 있어 유동으로 인해 폴리에틸렌인서트와 비구컵(10)의 접촉면에서 발생하게 되는 폴리에틸렌인서트의 미세한 마모(이를 백-사이드웨어(back-side wear)라 함)와 마모로 인해 발생하게 되는 분쇄물(debris)이 체내로 흘러나와 염증을 일으켜 종국에는 주변 골조직의 골용해를 일으키는 문제를 방지할 수 있게 된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 도 3 내지 9에 도시된 바와 같이 상기 결합수용부(110)는 함입되어 형성되는 함입수용부(112)를 포함하고, 상기 결합부(310)는 상기 함입수용부(112)에 상응하여 결합되도록 돌출되어 형성되는 돌출결합부(312)를 포함하여, 상기 함입수용부(112)와 돌출결합부(312)의 견고한 결합에 의해 인서트(30)(특히, 폴리에틸렌인서트)의 유동이나 이탈 및 그로 인한 마모를 방지할 수 있게 된다.

상기 함입수용부(112)는 상기 비구컵(10)의 내면, 바람직하게는 도 5 등에 도시된 바와 같이 함입되어 형성되는 비구컵(10)의 내면의 중간부분 특히, 상기 테이퍼락킹수용부(111)에 간섭되지 않도록 테이퍼락킹수용부(111)의 위쪽에서 일정 깊이로 함입되는 홈을 이루는 부분으로, 이에 대응하여 상기 인서트(30)의 외면에 형성되는 상기 돌출결합부(312)와 상호 결합됨으로써 상기 인서트(30)가 상기 비구컵(10)에 결합된 후 이탈되거나 유동하는 것을 방지할 수 있게 된다. 즉, 도 5와 7에 각각 도시된 바와 같이 상기 함입수용부(112)와 돌출결합부(312)는 각각 비구컵(10)의 내면과 인서트(30)의 외면에 서로 상응하는 형태로 함입 또는 돌출형성되어 인서트(30)가 비구컵(10)에 삽입결합될 시 상기 돌출결합부(312)가 상기 함입수용부(112)에 삽입결합됨으로써, 상기 인서트(30)가 비구컵(10) 내에 결합한 이후에 외부 하중이나 충격이 가해지더라도 상기 인서트(30)가 상기 비구컵(10)로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있음은 물론 인서트(30)가 비구컵(10) 내에서 기울어지거나 유동하는 것도 방지할 수 있게 된다.

이 경우 특히 도 5와 7에 각각 도시된 바와 같이 상기 함입수용부(112)는 상기 테이퍼락킹수용부(111)의 경사각과 동일한 각도로 경사지는 제1경사면(1121)과, 상기 제1경사면(1121)의 상부에서 상기 제1경사면(1121)보다 비구컵시스템의 중심축(X축)방향에 대해 더 큰 각도로 경사지는 제2경사면(1122)을 포함하고, 상기 돌출결합부(312)는 상기 제1경사면(1121)과 제2경사면(1122)에 각각 상응하게 형성되는 제3경사면(3121)과 제4경사면(3122)을 포함하여 형성될 수 있는데, 이와 같은 경우 상기 인서트(30)가 비구컵(10)에 삽입되는 과정에서 도 9에 도시된 바와 같이 상기 돌출결합부(312)의 제4경사면(3122)은 상기 테이퍼락킹수용부(111)에 간섭되지 않으면서 상기 제3경사면(3121)이 상기 테이퍼락킹수용부(111)에 접촉할 수 있도록 유도하고, 상기 제3경사면(3121)은 상기 테이퍼락킹수용부(111)와 접촉하여 테이퍼락킹수용부(111) 경사면의 안내를 받아 상기 함입수용부(112)까지 용이하게 삽입될 수 있게 된다. 즉, 만약 상기 돌출결합부(312)(및 함입수용부(112)) 전체가 상기 테이퍼락킹수용부(111)의 경사각과 동일한 각도로 경사지게 된다면 인서트(30)의 삽입과정에서 상기 돌출결합부(312)와 테이퍼락킹수용부(111)의 간섭면적이 커지면서 마찰저항 역시 커지게 되어 삽입시술 자체가 어렵게 되는 문제가 있게 되고, 또한 상기 돌출결합부(312)(및 함입수용부(112)) 전체가 상기 테이퍼락킹수용부(111)의 경사각보다 비구컵시스템의 중심축(X축)방향에 대해 더 큰 각도로 경사지게 되면 인서트(30)의 삽입은 용이하게 될 것이나 삽입 후 인서트(30)의 이탈을 방지하는 효과가 반감될 수밖에 없게 될 것이므로, 본 발명에서는 상기와 같이 상기 돌출결합부(312)에 제3 및 4경사면(및 함입수용부(112)에 제1 및 2경사면)을 함께 형성함으로써 인서트(30) 삽입시술의 용이성과 인서트(30) 이탈방지효과를 동시에 도모할 수 있게 하는 것이다. 이때, 상기 제2경사면과 제4경사면은 각각 상기 제1경사면과 제3경사면의 경사각보다 비구컵시스템의 중심축(X축)방향에 대해 5°~50°더 큰 각도로 경사지는 것이 바람직하며, 상기 제3경사면이 형성되는 높이(h1, 상기 제1경사면이 형성되는 높이도 동일)는 0.5~3㎜, 상기 제4경사면이 형성되는 높이(h2, 상기 제2경사면이 형성되는 높이도 동일)는 0.5~3㎜로 형성되며 특히, 상기 함입수용부(112)와 돌출결합부(312)가 각각 상기 테이퍼락킹수용부(111)와 테이퍼락킹결합부(311)의 상부에 형성되는 경우 상기 제3경사면(3121)은 상기 테이퍼락킹결합부(311)의 경사면에 대해 법선방향으로 0.05~1㎜ 돌출(h3, 상기 제1경사면(1121)은 상기 테이퍼락킹수용부(111)의 경사면에 대해 법선방향으로 0.05~1㎜ 함입)되는 것이 인서트(30)의 삽입의 용이성과 인서트(30)의 이탈방지를 동시에 충족시킬 수 있는 가장 적합한 형태가 될 수 있다.

또한, 추가적으로 도 5와 7에 각각 도시된 바와 같이 상기 함입수용부(112)의 하단에는 일정 길이 돌출된 단턱(113)이 형성되고, 상기 돌출결합부(312)의 하단에는 상기 단턱(113)에 상응하게 함입되는 함입홈(313)이 형성될 수 있는데, 이와 같이 상기 함입수용부(112)와 돌출결합부(312)의 하단에 각각 단턱(113)과 함입홈(313)이 추가로 형성되게 되면 상기 인서트(30)의 비구컵(10)에의 결합고정시 도 8에 도시된 바와 같이 상기 단턱(113)이 상기 함입홈(313)에 수용결합되어 상기 인서트(30)가 상기 비구컵(10)로부터 이탈되는 것과 인서트(30)가 비구컵(10) 내에서 기울어지거나 유동하는 것을 보다 효과적으로(즉, 상기 함입수용부(112)와 돌출결합부(312)의 결합과 함께 이중으로) 방지할 수 있게 된다.

상기 돌출결합부(312)는 상기 인서트(30)의 외면, 바람직하게는 도 7 등에 도시된 바와 같이 돌출되어 형성되는 인서트(30) 외면의 중간부분 특히, 상기 테이퍼락킹결합부(311)에 간섭되지 않도록 테이퍼락킹결합부(311)의 위쪽에서 일정 높이(이는 상기 함입수용부(112)의 일정 깊이에 대응됨)로 돌출되는 부분으로, 상기 비구컵(10)의 내면에 형성되는 상기 함입수용부(112)와 상호 결합됨으로써 상기 인서트(30)가 상기 비구컵(10)에 결합된 후 이탈되거나 유동하는 것을 방지할 수 있게 되며, 이에 대한 상세한 설명은 앞서 함입수용부(112)에 대한 설명에서 함께 이루어졌으므로 여기서는 중복기재를 피하기 위해 생략하도록 한다.

이와 같이 상기 함입수용부(112)와 돌출결합부(312)가 상호 견고하게 결합되게 되면, 상기 인서트(30)가 비구컵(10) 내에 결합한 이후에 외부 하중이나 충격이 가해지더라도 상기 인서트(30)(특히, 폴리에틸렌인서트)가 상기 비구컵(10)로부터 이탈 또는 비구컵(10) 내에서 기울어지는 등 유동하는 것을 방지할 수 있어 앞서 설명한 백-사이드웨어(back-side wear)와 그로 인한 주변 골조직의 골용해 문제도 예방할 수 있게 된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 도 3 내지 9에 도시된 바와 같이 상기 결합수용부(110)는 함입되어 형성되는 비구컵(10)의 내면에서 평탄한 평면으로 형성되는 제1평탄면(114)을 포함하고, 상기 결합부(310)는 돌출되어 형성되는 인서트(30)의 외면에서 상기 제1평탄면(114)에 상응하는 평탄한 평면으로 형성되는 제2평탄면(314)을 포함하여, 상기 인서트(30)(특히, 폴리에틸렌인서트)의 유동을 방지할 수 있게 된다.

상기 제1평탄면(114)은 함입되어 형성되는 비구컵(10)의 내면, 바람직하게는 도 5 등에 도시된 바와 같이 비구컵(10) 내면의 최상부 상단 중앙부에서 평탄한 평면으로 형성되는 부분으로, 이에 대응하여 상기 인서트(30)의 외면에 형성되는 상기 제2평탄면(314)과 상호 결합됨으로써 상기 인서트(30)가 상기 비구컵(10)에 결합될 시 인서트(30)의 정위치를 유도하고, 인서트(30)가 결합고정된 후 유동하는 것을 방지할 수 있게 된다. 즉, 도 5와 7에 각각 도시된 바와 같이 상기 제1평탄면(114)과 제2평탄면(314)은 각각 비구컵(10)의 내면과 인서트(30)의 외면에 각각 서로 상응하는 형태로 평탄한 평면을 이루도록 형성되어 인서트(30)가 비구컵(10)에 삽입결합될 시 평평한 상기 제2평탄면(314)이 상기 제1평탄면(114)에 정확하게 안착될 수 있도록 인서트(30)의 삽입방향을 유도함으로써 상기 인서트(30)가 상기 비구컵(10) 내의 정확한 위치에 삽입결합될 수 있도록 안내하게 된다. 또한, 상기 인서트(30)가 결합고정된 이후에는 상기 제1평탄면(114)과 제2평탄면(314)이 서로 평탄한 평면으로 맞닿아 있게 되므로 외부 하중이나 충격이 가해지더라도 상기 인서트(30)가 상기 비구컵(10) 내에서 기울어지는 등의 유동하는 것을 방지할 수 있게 된다.

이 경우 특히 도 5와 7에 각각 도시된 바와 같이 상기 결합수용부(110)는 상기 제1평탄면(114)에서 비구컵(10)를 관통하여 형성되는 포스트수용부(115)를 추가로 포함하고, 상기 결합부(310)는 상기 제2평탄면(314)에서 상기 포스트수용부(115)에 삽입될 수 있도록 일정 길이 돌출되어 형성되는 포스트(315)를 추가로 포함할 수 있는데, 이와 같이 상기 제1평탄면(114)과 제2평탄면(314)에 각각 함입 또는 돌출 형성되는 상기 포스트수용부(115)와 포스트(315)는 도 8에 도시된 바와 같이 상기 인서트(30)가 비구컵(10)에 결합고정된 경우 포스트(315)가 포스트수용부(115)에 삽입되어 서로 맞물려 결합된 상기 포스트수용부(115)와 포스트(315)의 결합으로 인해 상기 인서트(30)가 상기 비구컵(10) 내에서 기울어지는 등의 유동하는 것을 더욱 효과적으로 방지할 수 있게 된다. 또한, 상기 포스트수용부(115)의 관통형성되는 부분으로는 추가적으로 시술 후 생성되는 골의 골융착으로 상기 비구컵(10)가 골반골(a)에 더욱 견고하게 고정될 수 있도록 유도하는 효과 역시 기대될 수 있다.

상기 제2평탄면(314)은 상기 인서트(30)의 외면, 바람직하게는 도 7 등에 도시된 바와 같이 돌출되어 형성되는 인서트(30) 외면의 최상부 상단 중앙부에서 평탄한 평면으로 형성되는 부분으로, 상기 비구컵(10)의 내면에 형성되는 상기 제1평탄면(114)과 상호 결합됨으로써 상기 인서트(30)가 상기 비구컵(10)에 결합될 시 인서트(30)의 정위치를 유도하고, 인서트(30)가 결합고정된 후 유동하는 것을 방지할 수 있게 되며, 이에 대한 상세한 설명은 앞서 제1평탄면(114)에 대한 설명에서 함께 이루어졌으므로 여기서는 중복기재를 피하기 위해 생략하도록 한다.

이와 같이 상기 제1평탄면(114)과 제2평탄면(314)(및 상기 포스트수용부(115)와 포스트(315))이 상호 결합되면서 맞닿게 되면, 상기 인서트(30)의 정위치 안착유도는 물론 상기 인서트(30)(특히, 폴리에틸렌인서트)가 비구컵(10) 내에 결합한 이후에 외부 하중이나 충격이 가해지더라도 상기 인서트(30)(특히, 폴리에틸렌인서트)가 상기 비구컵(10) 내에서 기울어지는 등 유동하는 것도 방지할 수 있어 앞서 설명한 백-사이드웨어(back-side wear)와 그로 인한 주변 골조직의 골용해 문제도 예방할 수 있게 된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 도 3 내지 9에 도시된 바와 같이 상기 결합수용부(110)는 상기 비구컵(10)의 하단(120)에서 하향 돌출되는 회전방지탭(116)을 포함하고, 상기 결합부(310)는 상기 인서트(30)의 플렌지(320)에 상기 회전방지탭(116)을 수용할 수 있도록 함입형성되는 회전방지홈(316)을 포함하여, 비구컵(10)에 결합된 인서트(30)가 비구컵(10) 내에서 회전하는 것을 방지할 수 있게 된다.

상기 회전방지탭(116)은 상기 비구컵(10)의 하단(120)에서 하향 돌출되어 상기 인서트(30)의 외면(특히, 인서트(30)의 플렌지(320))에 함입형성되는 상기 회전방지홈(316)과 상호 결합됨으로써 상기 인서트(30)가 상기 비구컵(10)에 결합고정된 후 회전하는 것을 방지할 수 있게 된다. 즉, 도 5와 7에 각각 도시된 바와 같이 상기 회전방지탭(116)과 회전방지홈(316)은 각각 비구컵(10)의 내면(특히, 비구컵(10)의 하단(120))과 인서트(30)의 외면(특히, 인서트(30)의 플렌지(320))에 각각 서로 상응하는 형태로 돌출 또는 함입 형성되어 인서트(30)가 비구컵(10)에 결합고정된 이후에 외부 하중이나 충격이 가해지더라도 상기 인서트(30)가 상기 비구컵(10) 내에서 회전하게 되는 것을 방지할 수 있게 된다. 또한, 상기 회전방지탭(116)은 상기 비구컵(10)이 골반골(a)에 삽입고정된 상태를 기준으로 비구컵(10) 하단의 상하부측(보다 구체적으로 설명하면, 비구컵(10)이 골반골(a)의 정위치에 삽입고정되는 경우 상기 삽입공(130) 3개 중 가운데 위치하는 삽입공(130)이 상부측 즉, 인체의 머리쪽을 향하게 되는데, 상기 회전방지탭(116) 중 하나는 상기 가운데 삽입공(130)의 위쪽 즉, 인체의 머리쪽을 향하고, 상기 회전방지탭(116) 중 다른 하나는 그 정반대측 즉, 인체의 다리쪽을 향하게 되며, 이를 각각 상하부측이라 표현함)에서 돌출형성(도 12,13 참조)될 수 있는데, 이는 특히 인서트(30)에 플렌지(320)가 없어 상기 회전방지홈(316)이 형성되지 않는 경우(특히, 세라믹인서트의 경우)에 있어 인서트(30) 내에 볼헤드(B1)가 수용되어 관절운동하게 되는 대퇴스템(B)이 상기 회전방지탭(116)에 간섭되지 않고 관절운동범위를 넓힐 수 있도록 하기 위함이다. 그러나, 본 발명에서 상기 회전방지탭(116)의 개수를 2개만으로 한정하는 것은 아니며 필요에 따라 대퇴스템의 관절운동범위를 제한하지 않는 범위 내에서 회전방지효과를 높일 수 있도록 하기 위해 2개 이상(즉, 3~6개 내외) 형성될 수도 있다.

상기 회전방지홈(316)은 상기 인서트(30)의 외면, 바람직하게는 도 7 등에 도시된 바와 같이 인서트(30) 외면에서 측면으로 돌출되는 플렌지(320)에 함입 형성되는 부분으로, 상기 회전방지탭(116)과 상호 결합됨으로써 상기 인서트(30)가 상기 비구컵(10)에 결합고정된 후 회전하는 것을 방지할 수 있게 되며, 이에 대한 상세한 설명은 앞서 회전방지홈(316)에 대한 설명에서 함께 이루어졌으므로 여기서는 중복기재를 피하기 위해 생략하도록 한다.

도 10 내지 13을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인공고관절용 비구컵시스템(A)은 그에 삽입되는 상기 인서트(30)가 후방측 단부에서 일정길이 돌출되어 형성되는 탈구방지부(330)를 추가로 포함하여, 대퇴스템(B)의 관절운동시 대퇴스템(B)의 볼헤드(B1)가 쉽게 탈구되는 것을 방지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

상기 탈구방지부(330)는 인서트(30)의 단부(이는 도 10에 도시된 바와 같이 인서트(30)의 하단면을 의미함)의 후방(이는 비구컵시스템(A)이 골반골(a)에 삽입된 상태에서 인체의 엉덩이쪽을 향하는 방향을 의미함)측에서 일정길이 돌출형성되는 부분으로, 인서트(30)의 후방측 단부에 상기 탈구방지부(330)가 돌출형성됨에 따라 인서트(30)에 삽입된 대퇴스템(B)이 관절운동시, 특히 전방(이는 비구컵시스템(A)이 골반골(a)에 삽입된 상태에서 인체의 정면을 향하는 방향을 의미함)으로 움직이는 굴곡(flexion)운동이나 골반에 대해서 대퇴골(b)을 바깥쪽으로 움직이는 외전(abduction)운동시 대퇴스템(B)의 볼헤드(B1)가 인서트(30) 내에서 쉽게 탈구되는 것을 방지할 수 있게 된다. 이를 위해 상기 탈구방지부(330)는 도 11 및 12에 도시된 바와 같이 인서트(30)의 후방측 단부에서 인서트(30)의 전방과 후방을 연결하는 축(Y축)을 중심으로 좌우대칭되고 전체적으로 60°~180°범위(즉, 상기 Y축에서 좌우로 각각 30~90°의 범위)에서 1~10㎜ 높이(h4)로 돌출형성될 수 있는데, 이 경우 사람이 서있는 상태 즉, 대퇴스템(B)이 도 12와 같이 정위치 되어있는 상태에서 도 13에 도시된 바와 같이 전방으로 움직이는 굴곡(flexion)운동을 하는 경우 대퇴스템(B)의 볼헤드(B1)가 인서트(30)의 후방측으로 쏠리게 되면서 일반적인 경우 볼헤드(B1)가 인서트(30)에서 탈구되는 경우가 종종 발생하게 되는데, 본 발명에서는 인서트(30)의 후방측에 상기 탈구방지부(330)가 형성됨으로 인해 인서트(30)의 후방으로 돌출되는 볼헤드(B1)를 보다 더 감싸면서 수용하여 볼헤드(B1)가 탈구되는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 탈구방지부(330)는 인서트(30)의 단부에서 돌출을 시작하는 돌출도입부(331)를 단턱을 이루게 하거나 직선으로 형성하지 않고 (대퇴스템 경부의 라운드 형상에 대응되는)오목한 라운드형상으로 형성되도록 함으로써, 내회전(internal rotation)이나 외회전(external rotation) 등을 포함하는 대퇴스템(B)의 관절운동시 대퇴스템(B)의 경부(B2)가 상기 돌출도입부(331)에 보다 더 깊숙히 수용될 수 있도록 하여 대퇴스템(B)의 관절운동범위를 넓히면서도 볼헤드의 탈구를 막을 수 있는 범위 역시 넓힐 수 있게 된다.

또한, 상기 인서트(30)는 인서트(30)의 내면에서 관절운동하는 대퇴스템(B)의 경부(B2)와의 간섭을 줄이기 위해 인서트(30)의 단부에서 내면으로 경사지게 면취되어 형성되는 챔퍼(340)를 형성하게 되는데, 본 실시예에서는 상기 챔퍼(340)의 전방측을 높게 형성하고 후방측을 낮게 형성하여 볼헤드(B1)의 탈구를 방지하는 상기 탈구방지부(330)의 기능을 보조함은 물론 볼헤드(B1)의 삽입용이성을 확보할 수 있다. 즉, 상기 탈구방지부(330)가 형성되는 측의 내면으로는 상기 챔퍼(340)를 낮게 형성하여 거의 경사면이 없도록 함으로써 굴곡(flexion)운동시 탈구방지부(330)쪽으로 쏠리는 볼헤드(B1)를 더욱 밀착수용할 수 있도록 하여 볼헤드(B1)의 탈구를 방지하는 효과를 증대시킬 수 있도록 하고, 인서트(30)의 전방측으로는 상기 챔퍼(340)를 높게 형성하여 상기 탈구방지부(330)가 형성되더라도 인서트(30)에 볼헤드(B1)가 용이하게 삽입될 수 있도록 함은 물론 굴곡(flexion) 및 외전(abduction)운동시 대퇴스템(B)의 경부(B2)의 인서트(30)에의 간섭을 최소화할 수 있게 한다.

이와 같이 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 인공고관절용 비구컵시스템은 상기 인서트의 후방측 단부에서 일정길이 돌출되어 형성되는 탈구방지부를 추가로 포함하여 대퇴스템의 관절운동시 대퇴스템의 볼헤드가 쉽게 탈구되는 것을 방지할 수 있도록 함은 물론 상기 탈구방지부의 형성에도 불구하고 대퇴스템의 관절운동범위를 최대화하고 관절운동시 대퇴스템 경부와의 간섭을 줄일 수 있게 된다.

이상에서, 출원인은 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

A: 비구컵시스템 B: 대퇴스템 B1: 볼헤드 B2: 경부
10: 비구컵 30: 인서트
110: 결합수용부 120: 하단 130: 삽입공
111: 테이퍼락킹수용부 112: 함입수용부 1121: 제1경사면 1122: 제2경사면
113: 단턱 114: 제1평탄면 115: 포스트수용부 116: 회전방지탭
310: 결합부 320: 플렌지 330: 탈구방지부 340: 챔퍼
311: 테이퍼락킹결합부 312: 돌출결합부 3121: 제3경사면 3122: 제4경사면
313: 함입홈 314: 제2평탄면 315: 포스트 316: 회전방지홈
331: 돌출도입부

Claims

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골반골에 결합되어 고정되는 비구컵와, 상기 비구컵 내에 결합되며 대퇴스템의 볼헤드를 회전가능하도록 수용하는 인서트를 포함하는 인공고관절용 비구컵시스템에 있어서,
상기 비구컵은 상기 인서트와 접촉하는 내면에 상기 인서트가 유동 및 이탈하지 않도록 견고하게 결합고정시키는 결합수용부를 포함하고, 상기 인서트는 상기 비구컵와 접촉하는 외면에 상기 결합수용부에 상응하여 결합되는 결합부를 포함하며,
상기 결합수용부는 일정 각도로 경사진 테이퍼락킹수용부를 포함하고, 상기 결합부는 상기 테이퍼락킹수용부에 상응하여 결합되도록 일정 각도로 경사진 테이퍼락킹결합부를 포함하여, 상기 테이퍼락킹수용부와 테이퍼락킹결합부의 견고한 결합에 의해 인서트의 유동이나 이탈을 방지함은 물론 인서트와 비구컵의 접촉면적을 증대시켜 응력집중에 의한 인서트의 파손을 방지하고,
상기 테이퍼락킹결합부의 하단 직경이 상기 테이퍼락킹수용부의 하단 직경보다 크게 형성되어, 상기 인서트를 상기 비구컵에 삽입결합시 상기 테이퍼락킹결합부의 하단이 수축되면서 고정되는 것을 특징으로 하는 인공고관절용 비구컵시스템.
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골반골에 결합되어 고정되는 비구컵와, 상기 비구컵 내에 결합되며 대퇴스템의 볼헤드를 회전가능하도록 수용하는 인서트를 포함하는 인공고관절용 비구컵시스템에 있어서,
상기 비구컵은 상기 인서트와 접촉하는 내면에 상기 인서트가 유동 및 이탈하지 않도록 견고하게 결합고정시키는 결합수용부를 포함하고, 상기 인서트는 상기 비구컵와 접촉하는 외면에 상기 결합수용부에 상응하여 결합되는 결합부를 포함하며,
상기 결합수용부는 함입되어 형성되는 함입수용부를 포함하고, 상기 결합부는 상기 함입수용부에 상응하여 결합되도록 돌출되어 형성되는 돌출결합부를 포함하여, 상기 함입수용부와 돌출결합부의 견고한 결합에 의해 인서트의 유동이나 이탈을 방지하고,
상기 함입수용부는 상기 테이퍼락킹수용부의 경사각과 동일한 각도로 경사지는 제1경사면과, 상기 제1경사면의 상부에서 상기 제1경사면보다 비구컵시스템의 중심축방향에 대해 더 큰 각도로 경사지는 제2경사면을 포함하고, 상기 돌출결합부는 상기 제1경사면과 제2경사면에 각각 상응하게 형성되는 제3경사면과 제4경사면을 포함하여, 상기 인서트의 삽입결합을 용이하게 하면서도 이탈을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 인공고관절용 비구컵시스템.
제 6 항에 있어서,
상기 함입수용부의 하단에는 일정 길이 돌출된 단턱이 형성되고,
상기 돌출결합부의 하단에는 상기 단턱에 상응하게 함입되는 함입홈이 형성되어,
상기 단턱과 함입홈의 결합에 의해 인서트의 이탈을 효과적으로 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 인공고관절용 비구컵시스템.
제 4 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 결합수용부는 비구컵의 내면에서 평탄한 평면으로 형성되는 제1평탄면을 포함하고,
상기 결합부는 인서트의 외면에서 상기 제1평탄면에 상응하는 평탄한 평면으로 형성되는 제2평탄면을 포함하여,
상기 인서트의 유동을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 인공고관절용 비구컵시스템.
제 8 항에 있어서,
상기 결합수용부는 상기 제1평탄면에서 비구컵을 관통하여 형성되는 포스트수용부를 추가로 포함하고,
상기 결합부는 상기 제2평탄면에서 상기 포스트수용부에 삽입될 수 있도록 일정 길이 돌출되어 형성되는 포스트를 추가로 포함하여,
상기 인서트의 유동을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 인공고관절용 비구컵시스템.
제 4 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 결합수용부는 상기 비구컵의 하단에서 하향 돌출되는 회전방지탭을 포함하고,
상기 결합부는 상기 인서트의 플렌지에 상기 회전방지탭을 수용할 수 있도록 함입형성되는 회전방지홈을 포함하여,
비구컵에 결합된 인서트가 비구컵 내에서 회전하는 것을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 인공고관절용 비구컵시스템.
제 10 항에 있어서,
상기 회전방지탭은 비구컵이 골반골에 삽입고정된 상태를 기준으로 비구컵 하단의 상하부에 돌출형성됨으로써, 대퇴스템이 회전방지탭에 간섭되지 않고 관절운동범위를 넓힐 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 인공고관절용 비구컵시스템.
제 4 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 인서트는 후방측 단부에서 일정길이 돌출되어 형성되는 탈구방지부를 추가로 포함하여, 대퇴스템의 관절운동시 대퇴스템의 볼헤드가 쉽게 탈구되는 것을 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 인공고관절용 비구컵시스템.
제 12 항에 있어서,
상기 탈구방지부는 상기 인서트의 단부에서 돌출을 시작하는 돌출도입부를 오목한 라운드형상으로 형성되도록 하여, 대퇴스템의 관절운동시 대퇴스템의 경부를 최대한 수용하여 대퇴스템의 관절운동범위를 넓히면서도 볼헤드의 탈구를 막을 수 있는 범위 역시 넓힐 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 인공고관절용 비구컵시스템.
제 13 항에 있어서,
상기 탈구방지부는 인서트의 후방측 단부에서 인서트의 전방과 후방을 연결하는 축을 중심으로 좌우대칭되고 전체적으로 60°~180°범위에서 1~10㎜ 높이로 돌출형성되어, 대퇴스템의 관절운동시 대퇴스템의 경부와의 간섭을 최소화할 수 있는 것을 특징으로 하는 인공고관절용 비구컵시스템.
제 14 항에 있어서,
상기 인서트는 인서트의 내면에서 관절운동하는 대퇴스템의 경부와의 간섭을 줄이기 위해 형성되는 챔퍼의 전방측을 높게 형성하고 후방측을 낮게 형성하여 볼헤드의 탈구를 방지하는 상기 탈구방지부의 기능을 보조함은 물론 볼헤드의 삽입용이성을 확보할 수 있는 것을 특징으로 하는 인공고관절용 비구컵시스템.