KR101134264B1 - 경부 추간판용 인공 관절 - Google Patents

Abstract

본 발명은 추체와의 연결을 위해 제공된, 깊이보다 더 넓은 연결면(10)을 표함하는 덮개판(1)을 갖는 경부 인공 추간판에 관한 것이다. 등외측 영역에서의 연결면(10)의 경계선(24)은 복외측 영역에서의 주연부 윤곽(14)에 비해 후퇴된다. 연결면(10)의 후퇴된 경계선(24)은 그 이상으로 돌출된 주연부 윤곽(14)과 곡면처리부 또는 전이면(25)을 통해 연결된다.

추체, 덮개판, 경부 인공 추간판, 연결면, 주연부 윤곽, 전이면.

Description

경부 추간판용 인공 관절{PROSTHETIC JOINT OF CERVICAL INTERVERTEBRAL DISCS}

두 개의 덮개판과 하나의 관절 수핵으로 이루어져 있는 경부 추간판을 대체하기 위한 관절로 된 관내 인공 삽입물은 공지되어 있다(프랑스 특허 제2718635호, 유럽 특허 제699426호, 국제 공개 공보 제0363727호, 국제 공개 공보 제0211650호, 유럽 특허 제1166725호, 유럽 특허 제820740호). 상기 수핵의 양측에서 상호간에 대략 평행하게 배치되어 있는 상기 덮개판들은 이웃한 추체(vertebral body)와 결합되도록 지정된 연결면들을 포함하고 있다. 하부 인공 삽입물 덮개판과 연결되는 두개골(cranial) 추체 덮개판은 대략 직사각형 형태를 갖는다. 상기 두개골 추체 덮개판은 대략 평면이며, 그 측면은 에지 톱니들로 끝난다. 미골(caudal) 추체 덮개판은 복부쪽 가장자리에 구상돌기 영역이라고 불리는 소뿔 모양의 돌출부를 구비한다. 이러한 돌출부는 인공삽입물이 장착되기 전에 제거되어야 한다. 인공 삽입물에 접하도록 지정된 추체의 면들은 인공 삽입물의 연결면에 매칭되도록 가공되는 것이 적절하다.

이러한 유형의 공지된 인공 삽입물의 연결면들은 원형으로 제한되어 있다. 상기 추체의 종판들은 전후 방향의 치수보다 그 폭이 훨씬 더 큰 직사각형 형상을 갖기 때문에, 상기 공지된 인공 삽입물들은 자연적으로 제공되는 표면들의 크기를 힘 전달에 활용하지 못한다. 그 결과, 인공 삽입물 연결면들과 추체측 지지면들 사이에는 상기 면들이 더 잘 활용되는 경우에 비해 더욱 높은 하중이 발생하게 된다. 요추용으로 사용되는 추간판 인공 삽입물의 경우 타원형의 인공 삽입물 윤곽(국제 공개 공보 제0101893호, 유럽 특허 제471821호, 유럽특허 제747025호) 또는 콩팥 형상(유럽 특허 제747025호)을 이용함으로써 최대의 공간 활용이 달성되는데, 이는 추체의 덮개판이 타원형에서부터 콩팥 형태에까지 이르는 구조를 갖기 때문이다. 콩팥 형태는 또한 유럽 특허 제1103237 A2호에 공지된 추간판 인공 삽입물의 연결면이며, 이는 인공 삽입물의 등쪽(dorsal) 영역에서 가장 큰 폭을 갖는 영역이다. 이는 요추의 덮개판의 형태에 상응한다. 이러한 사실은 상기 간행물의 도3B에도 적용되는데, 그 이유는 상기 도면에서 전측(anterior) 및 후측(posterior)의 지정이 실수로 바뀌었기 때문이다. 또한, 직사각형 인공 삽입물 형태도 공지되어 있다(미국 특허 제5425773호).

관절형태의 인공 추간판과 달리, 인접한 추체들을 움직이지 않도록 서로 고정시키고, 그럼으로써 추체들이 서로 직접 접착될 수 있게 하는, 소위 케이지(cage)가 사용된다. 이때 케이지가 차지하는 공간은 중요치 않다. 많은 경우, 단지 추체 폭의 작은 부분만을 취하는 케이지를 사용하는 것으로 충분하다. 다른 경우, 의도적으로나 비의도적으로 추간 공간을 벗어나는 케이지의 사용이 알려져 있다. 따라서 케이지와 관련된 선행 기술(유럽 특허 제179695호, 국제 공개 공보 제9720526호, 미국 특허 제2001/0016774, 국제 공개 공보 제0191686호, 국제 공개 공보 제9000037호)의 관점에서는 관절형태의 추간 인공 삽입물에 대한 적절한 배치의 문제 해결을 위한 어떠한 제안도 제시할 수 없다.

본 발명의 목적은, 척추의 경추 영역에서 추간판을 대체하기 위한, 가능한 최대의 공간활용을 가능하게 하는 관절 형태의 관내 인공 삽입물을 제공하는 것이다. 추체 접촉면이 대략 직사각형 형태이기 때문에, 이를 위해 인공 삽입물의 연결면도 우선적으로 직사각형 형태 또는 타원 형태가 적절하다. 그러나 본 발명은 두 연결면 중 적어도 한 개의 연결면, 그러나 가급적이면 두 연결면 모두가 청구항 제1항에 따른 형태를 갖는 인공 삽입물을 사용함으로써 더 개선되고 안전한 결과를 얻을 수 있다는 것을 확인하였다.

만약 수술 집도의가 복부측에서 인공 삽입물의 추체측 지지면의 형태를 가공할 경우, 의사는 척추관으로부터 안전한 거리를 유지하여야 한다. 이는 특히 복부 중간 영역에서보다 시각적 통제가 더 어려운 지지면의 등외측 모서리를 가공하는 경우에 적용된다. 이는 추체-덮개판의 등외측(dorsolateral) 모서리에 추체의 가공된 지지면 밖으로 돌출되는 뼈물질이 남아있을 수 있다는 것을 의미한다. 직사각형 형태의 인공 삽입물이 사용된다면, 인공 삽입물의 등쪽 모서리가 남아있는 뼈물질과 부딪치기 때문에, 이 인공 삽입물이 추간 공간에 완전히 삽입될 수 없는 경우도 발생한다. 인공 삽입물의 모서리들이 곡면 처리되는 경우, 상황이 훨씬 더 유리해지는 것은 아니다. 이 경우, 인공 삽입물은이 복부쪽에서 추체 밖으로 돌출되어 식도 또는 식도에 존재하는 대동맥에 자극을 줄 수도 있다. 본 발명에 따른 인공 삽입물-연결면의 후퇴는 등외측 모서리를 생략함으로써 이러한 단점을 보완한다. 그에 반해, 복외측(ventrolateral) 영역에서의 연결면의 면적크기는 감소하지 않고 유지된다.

본 발명에 따른 방법은 덮개판을 에워싼 가상의 직사각형의 모서리들로부터 연결면의 경계부까지의 거리를 토대로 가장 적절하게 설명 될 수 있다. 여기서 덮개판의 둘레 윤곽과 접하는 직사각형의 측면이 시상면에 평행하게 또는 수직으로 뻗어있다고 가정한다. 이와 관련하여, 추간 공간 내에 설치하도록 제공된 부분만 덮개판으로 고려된다. 예를 들어, 이식된 상태에서 추체의 복부쪽 정면에 놓이는 복부측 플랜지가 덮개판과 연결되는 경우, 상기 복부측 플랜지는 가상의 직사각형의 구조에서 덮개판의 부분으로 간주되지 않는다.

가상의 직사각형의 등쪽 모서리로부터 연결면의 경계부까지의 최소 간격은 복부쪽 모서리로부터의 최소 간격보다 바람직하게는 적어도 1.3배, 더 바람직하게는 1.5배, 더 바람직하게는 적어도 두배 더 크다. 이 경우, 덮개판의 폭이 덮개판의 전후 방향의 치수보다 크며, 더 구체적으로는 통상 1.1 내지 1.6배, 바람직하게는 1.2 내지 1.4배이다.

일반적으로 두 인공 삽입물-덮개판의 연결면은 본 발명에 따라 형상화된다. 그러나 두 연결면 중 하나만, 즉 특히 하부 연결면만 본 발명에 따라 형상화되는 것으로 충분한 경우도 있다.

본 발명의 특히 바람직한 한 실시예에서는, 인공 삽입물-덮개판의 가장자리가 관련 연결면의 등외측 경계부 밖으로 돌출된다. 이를 통해 덮개판과, 인공 삽입물 코어와, 상기 덮개판 및 인공 삽입물 코어에 상호작용하는 연결면 또는 마찰면이 상기 연결면의 후퇴된 형상에도 불구하고 최적의 크기를 갖는다. 그러므로 이러한 부품들은 예를 들어 곡면 처리된 모서리를 갖는 직사각형에 근접한 형상을 가질 수 있다.

등외측에 후퇴된 연결면의 경계부로부터 더 돌출되는 가장자리로의 전이는 경사진 전이면의 형태로 구현된다. 이 전이부는 연결면에 직접 연결된다. 이 경우, 전이면도 경우에 따라서는 힘 전달에 관여할 수 있다는, 즉 등외측에 남아있는, 추체의 가공된 지지면으로부터 돌출된 뼈 부분들과 접촉된다는 장점이 획득된다. 전이면의 횡단면은 직선형태로, 볼록하게 곡면처리된 형태로 또는 계단 형태로도 형성될 수 있다.

등외측이란 개념은 덮개판의 측면 관점으로부터 등쪽 관점으로의 전이 영역을 나타낸다. 따라서 본 발명에 따른 연결면의 후퇴는 단지 측면 영역 또는 단지 등쪽 영역에만 제한된 것이 아니라, 상기 두 영역 모두의 섹션들을 포함한다. 후퇴란 개념은 중심 횡축에 대해 앞쪽과 뒤쪽이 대략 대칭인 덮개판의 표준-윤곽과 관련이 있다. 연결면의 경계부는 이 표준-윤곽에 비해 후퇴되어있다. 불확실한 경우 표준-윤곽은 중심 횡축으로부터 뒤쪽으로 반영된 덮개판의 복외측 윤곽이다. 덮개판이 연결면의 경계부 밖으로 돌출되며, 표준-윤곽보다는 더 돌출되지않는 가장자리를 갖는다면, 연결면의 경계부의 후퇴는 이 가장자리의 윤곽과도 연관될 수 있다.

측면 방향으로부터 관찰할 때, 연결면의 경계부가 일반적으로 연결면의 전후방향 치수의 1/3 이상 후퇴되어있는 섹션이 뻗어 있다. 등쪽으로부터 관찰할 때, 상기 섹션은 일반적으로 양쪽이 각각 연결면의 폭 크기의 대략 1/4 이상에 걸쳐 뻗어있다. 등쪽 판 가장자리의 중앙 섹션에서의 연결면이 상기 섹션에 비해 후퇴되지 않거나 덜 후퇴되는 것이 적절할 수 있다. 상기 중앙 섹션은 바람직하게 연결면의 폭 크기의 적어도 1/4에 걸쳐 뻗어있다.

덮개판 측면의 등쪽 1/3 지점에서 연결면의 경계부는 후퇴되지 않는 것이 바람직하다. 여기서 연결면의 모서리들의 미세한 곡면처리 부분은 고려되지 않는다. 연결면 경계부의 후퇴 정도는, 주위를 둘러싸는 가상의 직사각형의 등쪽 모서리에 가장 가까운 위치에서 최대인 것이 바람직하다. 연결면의 후퇴된 경계부는 대략 직선 형태를 갖는다.

연결면의 후퇴된 경계부와 그 이상으로 돌출된 가장자리 사이의 높이 차이가 최대인 위치에서는, 높이 차이가 적어도 대략 1mm는 되어야 한다.

본 발명은 다음에서 본 발명의 바람직한 실시예들을 도시하는 도면과 관련하여 더욱 상세하게 설명된다.

도1 및 도2는 전체 인공 삽입물에 대한 사시도이다.

도3 및 도4는 인공 삽입물의 등쪽, 측면쪽 및 미골 방향에서 바라본 모습을 도시한 도면이다.

도6 내지 도8은 전이면에 대한 상이한 윤곽도이다.

도9는 대안적인 실시예의 평면도이다.

도10은 연결면 및 가장자리 윤곽에 대한 확대도이다.

도1 내지 도8에 도시된 인공 삽입물은 두 개의 덮개판(1)과 인공 삽입물 코어(2)로 구성된다. 두 덮개판 중 하나의 내측은 인공 삽입물 코어(2)를 위한 지지대로서 제공되고, 다른 덮개판은 인공 삽입물 코어와 함께 예를 들어, 구형 슬라이드 면(3)을 형성한다. 각각의 덮개판의 복부쪽 가장자리에 플랜지(4)가 구비되며, 이 플랜지의 등쪽 면(5)은 추체의 등쪽 면에 지지되도록 지정된다. 플랜지는, 예를 들어 나사 구멍(6)과 같은 고정 수단을 구비할 수 있다. 각각의 인공 삽입물-덮개판은 연관된 추체-덮개판에 또는 추체의 가공에 의해 제공된 지지면에 지지되기 위해, 덮개판의 주 연장 평면에 대략 평행하게 연장하는 연결면(10)을 구비한다. 이 연결면은 기본적으로 평면이지만, 약간의 굴곡을 가질 수도 있다. 이 연결면은 톱니들(13) 및/또는, 예를 들면 생체 활성 막을 이용하여 뼈에 위치 안정적으로 연결시키기 위한 다른 수단을 구비한다.

각각의 덮개판은 연결면(10)에 대략 수직으로 위치하는 주연부 윤곽(14)으로 에워싸여 있는데, 이 주연부 윤곽(14)을 본 명세서에서는 가장자리라 칭한다. 주연부 윤곽(14)은 덮개판의 주연부 윤곽을 정의하는데, 이 주연부 윤곽은 타원형 또는 곡면처리된 모서리를 갖는 직사각형으로 표현될 수 있는 길쭉한 모양을 갖는다. 이러한 형태는 도10에 도면부호 14로 표시된다. 인공 삽입물 코어(2)는 이와 동일한 주연부 윤곽을 갖는다. 덮개판(1)의 전후방향 깊이(11)는 덮개판의 폭 치수(12)보다 작은데, 즉, 예를 들면 3:4의 비율을 갖는다. 검증된 예로 15mm의 폭과 20mm의 폭을 갖는다. 덮개판의 연장은 추체 덮개판에 상응하게 매칭되며, 추체 덮개판 연장보다 약간 작기 때문에, 인공 삽입물은 추체로부터 제공되어 가공된 추간 공간에 딱 맞게 된다. 경우에 따라서는 인공 삽입물의 상이한 크기 단계가 제공될 수도 있다. 덮개판(1)은 금속으로 형성되고, 코어(2)는 폴리에틸렌으로 형성되는 것이 바람직하다.

덮개판(1) 또는 주연부 윤곽(14)의 윤곽은 복부쪽 면(15), 등쪽 면(16) 및 측면(17, 18)을 갖는다. 그들 사이에, 도10에서 덮개판 또는 주연부 윤곽(14)을 접하면서 에워싸는 가상의 직사각형(21)의 면들로 제시되어 있는 전후방향 깊이(11)와 폭 치수(12)가 연장된다. 여기서는 단지 플랜지면(5) 뒤쪽에 위치한 덮개판(1) 부분만이 고려되는데, 그 이유는 단지 추간 공간에 놓이는 부분의 치수만 관련되기 때문이다.

복부쪽 면(15)에서 그리고 측면(17, 18)의 복부쪽 절반 부분에서는 연결면(10)의 경계부가 주연부 윤곽(14)의 윤곽을 따른다. 굴곡 또는 사면의 형태에서 약간의 차이가 있을 수 있기 때문에, 정확하게 일치하지는 않는다. 그러한 섹션들의 폭은 일반적으로 전체 폭 치수(12)의 3% 미만이다.

측면(17, 18)으로부터, 본 명세서에서 등외측 영역이라 칭하는 가장자리의 등쪽 면(16)으로의 전이 영역에서는, 연결면(10)의 경계선(24)의 등외측 영역(23)이 주연부 윤곽(14)을 따르지 않고 이 윤곽에 비해 후퇴되어 위치된다. 이러한 후퇴의 최대치는 본 평면도상에서는 대략 2mm에서 5mm 사이에 놓이며, 일반적으로는 2.5mm에서 3.5mm 사이에 놓인다. 가상의 직사각형(21)의 모서리(29)로부터 (상기 등외측 영역(23)의) 최소 간격(28)은 특히 폭 치수(12)의 13% 이상, 바람직하게는 15% 이상이며, 더 바람직하게는 18% 이상이다. 검증된 실시예의 경우, 상기 최소 간격은 상기 폭 치수(12)의 20%를 약간 상회한다.

주연부 윤곽(14)에 비해 경계선(24)이 후퇴된 형상은, 경계선(24)과 가장자리 사이에 경사진 전이면(25)이 제공됨으로써 구현된다. 전이면이 연결면의 평면에 비해 상승되기 때문에, 추체의 가공 시 등외측 영역에 남겨지는 뼈 부분들을 수용하기 위한 공간이 전이면 하부에 형성된다. 이를 위해 상기 공간은 명백히 적절한 높이를 취해야 한다. 이 높이는 연결면과 주연부 윤곽(14) 사이의 높이차가 최대인 위치에서 적어도 1mm에 달한다. 전이면(25)은 예를 들어 볼록하게 곡면처리 되거나(도6) 또는 직선의 윤곽을 갖도록 가공될 수 있다(도7). 전이면은 또한 계단 형태로 절삭될 수도 있다(도8).

경계선(24)이 주연부 윤곽(14)의 전이면(25)에 비하여 등외측 영역(23)은 도시된 예의 측면도에서 대략 전후방향 깊이(11)의 2/3를 취하며, 전후방향 깊이(11)의 1/3분보다 작은 것이 바람직하다. 앞쪽 1/3 지점에서는 덮개판의 윤곽이 연결면의 경계부로부터 벗어나지 않는다. 여기서 모서리의 미세한 곡면처리는 고려되지 않는다.

등쪽에서 관찰할 때(도3), 연결면 경계선(24)의 후퇴 정도는 중앙 쪽으로 갈수록 약화된다. 등쪽 면(16)의 중앙 섹션(22)에서는 주연부 윤곽(14)이 사실상 경계선(24)을 넘어 돌출되지 않는다. 이 중앙 섹션의 길이는 가급적이면 폭 치수(12)의 1/10과 1/3 사이에 놓인다.

등외측 영역에서 연결면(10)의 경계선(24)의 등외측 영역(23)은 대략 직선 형태를 갖는다. 이 섹션을 그의 끝점들을 서로 연결하는 직선구간과 비교하면, 상기 섹션은 상기 직선 구간과 거의 차이가 나지 않는다. 어떤 경우라도 편차는 이 구간의 길이의 10%에 훨씬 못미친다. 상기 구간의 끝점들은, 주연부 윤곽(14)으로부터 연결면 경계선(24)의 편차가 그 외 다른 모서리 곡면들의 범위를 벗어나는 점들에 놓인다.

주연부 윤곽(14)의 등외측 영역에서의 경계선(24)의 돌출 정도는 폭 치수(12)의 대략 10%이고, 5% 미만이 되어서는 안된다.

위의 설명과 일치하는 등외측 영역에서의 연결면 경계부의 후퇴는 도9에 따른 실시예에도 도시되어 있으며, 도9는 주연부 윤곽(14)이 연결면의 경계부를 넘어 돌출하지 않는다는 점에서 도1 내지 도8의 실시예와 다르다. 본 실시예의 경우 도1 내지 도8 및 도10의 실시예의 설명에 상응하게 적용되는데, 이때 등외측 영역에서의 연결면 경계부의 연장부는 주연부 윤곽(14)과 비교되는 것이 아니고 중앙의 가상의 직사각형(21)을 기준으로 후방으로 반영된, 복외측 덮개판-주연부 윤곽(14)의 연장부(14')와 비교된다.

도10은 복외측 및 등외측 영역에서 가상의 직사각형(21)의 모서리들과 관련하여 연결면 경계부의 상이한 연장부들을 도식화한다. 경계선(24)으로부터 등쪽 모서리점(29)의 최소 간격(28)은 복부쪽 모서리(27)로부터 주연부 윤곽(14)까지의 상응하는 최소 간격(26)보다 거의 3배 더 크다. 일반적으로는 적어도 1.5배 더 크다.

Claims (12)

1. 추체와의 연결을 위해 제공된 연결면(10)을 포함하는 덮개판(1)을 갖는 경부 인공 추간판에 있어서,

   덮개판(1)의 주연부 윤곽(14)을 둘러싸는 가상의 직사각형(21)의 각각 인접한 등쪽 모서리(29)로부터 연결면(10)의 경계선(24)까지의 최소 간격(28)이, 인접한 복부쪽 모서리(27)로부터의 최소 간격(26)보다 더 크고,

   연결면(10)의 경계선(24)의 등외측 영역(23)에서 덮개판(1)의 주연부 윤곽(14)은 연결면(10)의 경계선(24) 이상으로 돌출되고,

   경계선(24)은 기울어진 전이면(25)을 통해 주연부 윤곽(14)과 연결되는 것을 특징으로 하는 경부 인공 추간판.
2. 제1항에 있어서, 등쪽 모서리(29)로부터 연결면(10)의 경계선(24)의 최소 간격(28)은 복부쪽 모서리(27)로부터 주연부 윤곽(14)까지의 최소 간격(26)보다 1.3배 이상 큰 것을 특징으로 하는 인공 추간판.
3. 제1항에 있어서, 덮개판(1)의 전후방향 깊이(11)에 대한 덮개판(1)의 폭 치수(12)의 비율은 1.1 내지 1.6인 것을 특징으로 하는 인공 추간판.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서, 등쪽 영역(16)의 중앙 섹션(22)에서 연결면(10)의 경계선(24)은 주연부 윤곽(14)으로부터 후퇴되지 않는 것을 특징으로 하는 인공 추간판.
7. 제1항에 있어서, 연결면(10)의 경계부는 연결면의 전후방향 깊이(11)의 복부쪽 1/3 지점에서 주연부 윤곽(14)에 비해 후퇴되지 않는 것을 특징으로 하는 인공 추간판.
8. 제1항에 있어서, 등외측 영역에서 연결면(10)의 경계선(24)이 주연부 윤곽(14)에 비해 후퇴된 등외측 영역(23)은 연결면의 전후방향 깊이(11)의 1/3 이상에 걸쳐 연장되는 것을 특징으로 하는 인공 추간판.
9. 제1항에 있어서, 연결면(10)의 경계선(24)이 주연부 윤곽(14)에 비해 후퇴된 등외측 영역(23)에서 연결면(10)의 경계선(24)은 직선 형태로 연장되는 것을 특징으로 하는 인공 추간판.
10. 제1항에 있어서, 후퇴된 연결면(10)의 경계선(24)과 주연부 윤곽(14) 사이에 놓이는 높이 차이는 1mm 이상인 것을 특징으로 하는 인공 추간판.
11. 제1항에 있어서, 제1 덮개판(1)의 내측에 장착된 인공 삽입물 코어(2)를 더 포함하고, 상기 인공 삽입물 코어는 제2 덮개판(1)의 내측과 슬라이드 면(3)을 형성하는 인공 추간판.
12. 제11항에 있어서, 인공 삽입물 코어(2)는 덮개판(1)의 주연부 윤곽(14)까지 연장되는 것을 특징으로 하는 인공 추간판.

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