KR101506362B1 - 척추 체간 대체 기구 - Google Patents

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KR101506362B1
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케빈 토마스 폴리
케네트 에스. 쉽
리차드 에반 첸
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워쏘우 오르쏘페딕 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 척추 지지용 척추체간 대체 기구를 포함한다. 본 기구는 상방 지지면 및 대향 후방지지면을 형성하며, 상방 지지면은 전방측 및 후방측 사이 볼록하게 만곡진 형상을 형성하고 하방 지지면은 전방측 및 후방측 사이 평탄형상을 형성한다.

Description

척추 체간 대체 기구{SPINAL INTERBODY REPLACEMENT DEVICES}
본 발명은 하나 이상의 척추체 및/또는 인접 척추들 사이 디스크 간격을 대체하는 기구에 관한 것이다.
뼈 구조체 복구 및 재건은 때로는 인접 뼈 구조체들을 서로에 대하여 예를 들면 판에 의해 고정함으로써 달성된다. 다른 경우, 뼈 성장 유도 재료가 인접 뼈 구조체 사이에 도입되며 시간 경과에 따라 단단한 뼈 연결이 형성된다. 일부 경우, 뼈 성장 유도 재료를 통하여 인접 뼈 구조체들 사이에서 뼈가 치유되거나 성장될 때 개방을 유지하기에 인접 뼈 구조체들이 충분히 강하지 않은 경우가 있다. 이러한 경우, 메쉬 구조체(mesh structures) 또는 케이지(cages)가 인접 뼈 구조체들과 체결되도록 제공되어 추가적인 안정도를 얻을 수 있다. 케이지는 대략 중공 형태이며 인접 뼈 구조체들의 더욱 단단한 겉질뼈와 접하도록 구성된다. 케이지 중공 부분은 뼈 성장 유도 재료로 채워질 수 있다.
기구는 인접 척추들 사이 디스크 간격에 배치되어 지지력을 제공하여 인접 척추는 서로 융합된다. 또한 기구는 제거된 척추체를 대체하여 하나 이상의 제거된 척추체 일측에 있는 잔류 척추들 사이에 지지 구조체를 제공한다. 그러나, 하나 이상의 척추체들을 대체하고/대체하거나 인접 척추들 사이 디스크 간격에 하나 이상의 기구로 인접 척추들 사이의 지지력을 제공하기 위한 기구의 개선이 요망된다. 본 발명은 무엇보다도 이러한 요청을 만족시키기 위한 것이다.
잔류 척추들을 지지하기 위한 하나 이상의 척추체를 대체하는 기구가 제공된다. 또한 인접 척추들 사이 디스크 간격에서 인접 척추들을 지지하는 하나 이상의 기구가 제공된다.
일 측면에 의하면, 척추 체간 융합 부재는, 전방측, 후방측, 및 전방 및 후방측 사이에 연장되는 한 쌍의 대향측들을 포함한 몸체로 구성된다. 또한 몸체는 상방 지지면 및 대향 하방 지지면을 형성한다. 상방 지지면은 전방 및 후방측 사이에서 볼록하게 만곡진 형상을 포함하며, 하방 지지면은 전방 및 후방측 사이에서 평탄 형상을 포함한다.
다른 측면에 의하면, 척추 체간 융합 부재는 전방 벽, 후방 벽, 및 전방 및 후방 벽 사이에 연장되는 한 쌍의 대향 측벽들을 포함한 몸체로 구성된다. 몸체는 상방 지지면 및 대향 하방 지지면 및 상방 및 하방 지지면을 통하여 개방된 챔버를 형성한다. 상방 지지면은 전방 및 후방 벽 사이에서 볼록하게 만곡진 형상을 포함하며, 하방 지지면은 전방 및 후방 벽 사이에서 평탄 형상을 포함한다. 하방 및 상방 지지면은 후방 벽 후방 측에 있는 선단을 향하여 테이퍼진다.
다른 측면에 의하면, 척추체 대체 기구는, 상방단 및 대향 하방단 사이 길이축을 따라 연장되는 몸체를 포함한 연결부재로 구성된다. 연결부재는 상방단에서 연장되는 상연장부 및 하방단에서 연장되는 하연장부를 포함한다. 상방단은 상연장부 주위로 연장되는 최소한 하나의 평탄면부를 포함하고 하방단은 하연장부 주위로 연장되는 오목 만곡면을 포함한다. 대체 기구는, 상 및 하연장부 각각의 주위로 연결몸체에 해제 가능하게 부착되는 상부 및 하부 디스크 대체 부재를 더 포함한다. 상부 디스크 대체부재는 인접 척추 종판과 접하는 상방 지지면 및 연결몸체 상방단의 최소한 하나의 평탄면부와 접하여 체결되는 최소한 하나의 평탄형상을 포함하는 대향 하방 지지면을 포함한다. 하부 디스크 대체부재는 인접 척추 종판과 접하는 하방 지지면 및 연결몸체 하방단의 오목 만곡면과 접하여 체결되는 볼록하게 만곡진 형상을 포함하는 대향 상방 지지면을 포함한다.
다른 측면에 의하면, 척추체 대체 기구는 상방단 및 대향 하방단 사이에서 길이축을 따라 연장되는 몸체를 포함한 연결부재로 구성된다. 연결부재는 상방단에서 연장되는 상연장부 및 하방단에서 연장되는 하연장부를 포함한다. 대체 기구는, 상 및 하연장부 각각의 주위로 연결몸체에 해제 가능하게 부착되는 상부 및 하부 디스크 대체 부재를 더욱 포함한다. 상부 디스크 대체부재는 상부 척추 종판과 접하는 상방 지지면을 포함하며, 상방 지지면은 상부 디스크 대체 부재 전방 및 후방 측면 사이 볼록하게 만곡진 형상을 포함한다. 하부 디스크 대체부재는 하부 척추 종판과 접하는 하방 지지면을 포함하며, 하방 지지면은 하부 디스크 대체 부재 전방 측에서 하부 디스크 대체 부재 후방 측으로 하방 지지면 상당 부분에 걸쳐 연장되는 최소한 하나의 평탄형상을 포함한다.
다른 측면에 의하면, 척주의 척추 지지방법은: 전방 접근에 의해 척추들 사이 간극에 접근하는 단계; 및 척추들 사이 체간 기구로 척추를 지지하는 단계를 포함하며, 상기 체간 기구는, 전방 및 후방 측 사이에 볼록하게 만곡진 형상을 가지고 일 척추 종판과 접하는 상방 지지면을 포함하고, 또한, 전방 측에서 후방 측으로 상당 부분을 따라 연장되는 최소한 하나의 평탄형상을 가지고 다른 척추 종판과 접하는 하방면을 더 포함한다.
이러한 양상들 및 다른 양상들은 이하 더 기술된다.
대체기구는 척추 융합 동안 척추들을 지지한다. 또한 척추 대체기구의 하나 이상의 요소는 인접 척추들 사이 디스크 간격에 배치되어 융합 동안 인접 척추들을 지지한다. 비-융합 시술에서도 적용될 수 있다.
도 1a는 척주 일부 및 하나 이상 제거된 척추를 대체하기 위하여 척추들 사이에 배치되는 척추 대체기구가 대략적으로 도시된 개략도이다.
도 1b는 척주 일부 및 인접 척추들 사이 디스크 간격에 있는 디스크 대체 부재가 대략적으로 도시된 개략도이다.
도 2는 도 1b의 척추 대체기구의 디스크 대체부재의 사시도이다.
도 3은 도 2의 디스크 대체 부재의 평면도이다.
도 4는 도 3의 디스크 대체부재의 좌측단 입면도이다.
도 5는 도 2의 디스크 대체기구의 측 입면도이다.
도 6은 도 5에서 VI 영역으로 표시된 디스크 대체 부재의 일부 확대도이다.
도 7은 도 5에서 VII 영역으로 표시된 디스크 대체 부재의 일부 확대도이다.
도 8은 도 3의 대향 측에서 관찰된 도 2의 디스크 대체 부재의 평면도이다.
도 9는 도 8의 IX-IX 선 단면도이다.
도 10은 도 8의 X-X선 단면도이다.
도 11은 도 1a의 척추 대체기구 연결부재의 입면도이다.
도 12는 도 11에 도시된 측면 대향에서 연결부재의 측면을 관찰한 도 11의 연결부재의 입면도이다.
도 13은 도 12의 XIII-XIII 선을 따르는 단면도이다.
도 14는 도 13에서 XIV 영역으로 표시된 연결부재의 일부 확대도이다.
도 15는 도 13에서 XV 영역으로 표시된 연결부재의 일부 확대도이다.
도 16은 도 11의 연결부재의 일단을 향하여 관찰된 사시도이다.
도 17은 도 16의 XVII-XVII 선을 따르는 단면도이다.
본원에 개시된 원리에 대한 이해를 목적으로 도면에 도시된 예들을 참조하고 소정 용어가 이들을 기술하는데 사용될 것이다. 그러나 이에 의해 청구범위를 제한하는 것은 아니며, 본 개시와 관련된 분야의 기술자에게 통상 착상될 수 있는 본원에 기술된 기구 및 본 발명 원리의 또 다른 용도에 대한 어떠한 변경 및 변형도 고려되는 것으로 이해되어야 한다.
개시된 예는 하나 이상의 척추체 및/또는 인접 척추들 사이 디스크 간격을 대체하는 기구에 관한 것이다. 대체기구는 척추 융합 동안 척추들을 지지한다. 또한 척추 대체기구의 하나 이상의 요소는 인접 척추들 사이 디스크 간격에 배치되어 융합 동안 인접 척추들을 지지한다. 비-융합 시술에서도 적용될 수 있다.
기구는 대향 단들에서 척추 종판들과 체결되도록 구성된다. 일 예에서, 기구는 각 단부에서 개방되고 관통 연장되는 중공의 챔버를 가지는 관형을 가진다. 척추는 기구에 의해 지지되며 챔버는 뼈 성장 유도 또는 뼈 생성 재료를 포함한다. 기구 단부들은 체결 부재를 가지며 인접 척추 종판들과 체결된다. 다른 예에서, 기구 일 단부는 볼록하게 만곡진 형상을 가지며 타 단부는 평탄형상을 가진다.
일 예에서, 기구는 척추 대체기구이며 연결부재 및 연결부재 상부단과 부착되는 상부부재 및 연결부재 하부단과 부착되는 하부부재를 포함한다. 상부 및 하부 부재는 각각은 대향 단부 면들을 가진다. 상부 또는 하부부재 각각의 단부 면들은 서로 다른 형상을 가진다. 일 예에서, 단부 면은 볼록하게 만곡진 형상을 가지고 대향 단부 면은 평탄형상을 가진다. 연결부재 단부들 역시 다른 형상을 포함하여 인접 상부 및 하부부재의 각 만곡 및 평탄 단부 면 구조들을 수용할 수 있다.
각각의 상부 및 하부부재 및 연결부재는 조립된 기구의 중앙 축을 횡단하는 평면에서 동일한 단면 형상을 가진다. 일 예에서, 형상은 볼록하게 만곡진 전방 벽, 선형 후방 벽, 및 후방 벽을 향하여 서로 수렴되는 대향 측벽들로 이루어진다. 다른 단면 형상도 가능하며, 원형, 경주트랙-형상, 직사각형, 정사각형, 타원형, D-형상, 삼각형, 부메랑 형상, 신장 형상 또는 기타 다각형상을 포함한다. 각각의 상부 및 하부 부재는 벽들로 둘러싸인 내부 챔버를 포함한다. 연결부재 또한 상부 및 하부 부재가 체결될 때 이들 부재 내부 챔버와 대략 정렬되는 내부 챔버를 포함한다. 기타 예에서 상부부재, 하부부재 또는 연결부재의 하나 이상의 측면들이 챔버와 개방되는 것도 고려될 수 있다.
일 예에서, 상부 및 하부 부재는 뽑았다 접었다 할 수 있는 방식(telescopically)으로 회전되지 않도록 연결부재 각 단부와 체결된다. 연결부재는 상연장부 및 이로부터 연장되는 하연장부를 포함한다. 상 및 하연장부는 연결부재 각 단부들 주위로 연장되는 실질적으로 연속된 고리 형태이다. 상부 및 하부 부재들은 인접 연장부 각각 주위로 배치되고 연장부 및 주위로 배치되는 상부 또는 하부부재 사이로 연장되는 체결부재에 의해 축 방향으로 고정된다. 다른 예에서, 연장부는 상부 및 하부부재 상에 제공되며 이들 연장부는 연결부재 각 단부들에 있는 내부 챔버 또는 개방구에 수용된다. 각각의 상부 및 하부 연장부 및 각각의 상부 및 하부부재 챔버들은 비-원형 단면 및 계면을 가지며 연결부재 및 연장부 주위에 배치된 상부 또는 하부부재 사이 상대적인 회전이 방지된다. 일 예에서, 연결부재의 상부 및 하부 연장부 각각은 체결부재를 가지며 각각의 상부 및 하부부재 내벽 면에 있는 수용구와 체결되어 축 방향으로 각각의 상부 및 하부 부재를 연결부재와 고정시킨다.
척추 대체기구의 임의의 하나 또는 모든 요소들은 임의의 생체적합성 재료로 제조될 수 있으며, 예를 들면 합성 또는 천연 자가이식 또는 이종이식 조직을 포함하며, 흡수성 또는 비-흡수성일 수 있다. 조직 재료의 예로는 경조직(hard tissues), 결합조직(connective tissues), 탈회골기질(demineralized bone matrix) 및 이들의 조합을 포함한다. 흡수성 재료의 예시로는 폴리락티드(polylactide), 폴리글리코리드(polyglycolide), 티로신-유래 폴리카보네이트(tyrosine-derived polycarbonate), 폴리무수물(polyanhydride), 폴리오르토에스테르(polyorthoester), 폴리포스파젠(polyphosphazene), 인산칼슘(calcium phosphate), 하이드록시아파타이트(hydroxyapatite), 생물활성 글라스(bioactive glass), 및 이들의 조합을 포함한다. 비-흡수성 재료의 다른 예시로는 비-강화 고분자(non-reinforced polymers), 탄소-강화 고분자 복합체(carbon-reinforced polymer composites), PEEK 및 PEEK 복합체, 형상-기억 합금, 티타늄, 티타늄 합금, 코발트 크롬 합금, 스테인리스 강, 세라믹 및 이들의 조합 및 기타를 포함한다.
임의 적합한 뼈 생성 재료 또는 조성물이 요소들 또는 척추 대체기구에 의해 형성된 챔버 내부에 배치될 수 있다. 이러한 뼈 생성 재료는, 예를 들면, 자가이식, 동종이식, 이종이식, 탈회골, 합성 및 천연 뼈 이식 대체물 예를 들면 바이오 세라믹 및 고분자, 및 뼈 유도인자를 포함한다. 뼈 재료들이 척추 대체기구 요소들 챔버 내부에 놓이는 경우, 재료는 기구 이식 전에 중공 챔버에 미리-끼워지거나 기구가 척주에 배치된 후 다수의 벽 천공을 통하여 밀어 넣을 수 있다. 기구 챔버 내부에 재료를 담을 수 있는 별도의 운반체 사용도 고려될 수 있다. 운반체는 콜라겐-계통 운반체(collagen-based carriers), 바이오 세라믹 재료(bioceramic materials) 예를 들면 BIOGLASS?, 하이드록시아파타이트 및 인산칼슘 조성물을 포함할 수 있다. 운반체는 스폰지, 블록, 접힌 시트, 퍼티(putty), 페이스트, 그라프트 또는 기타 적합한 형상으로 제공될 수 있다. 또한, 척추 대체기구 내부에 포함된 뼈 생성 조성물은 유효 함량의 골형성 단백질(bone morphogenetic protein), 변형성장인자 β1(transforming growth factor β1 ), 인슐린-유사 성장인자 1(insulin-like growth factor 1 ), 혈소판-유도 성장인자(platelet-derived growth factor), 섬유아세포 성장인자(fibroblast growth factor), LIM 광화 단백질 (LMP), 및 이들의 조합 또는 기타 적합한 운반체에 담지되는 치료제 또는 감염 방지제를 포함할 수 있다.
도 1a에서, 척추 V1 및 V3 사이에 있는 척추 대체 기구(10) 입면도가 도시된다. 하나 이상의 척추, 예를 들면 척추 V2 (도 1b)는 척추체 제거시술로 제거되었다. 척추 대체 기구(10)는 두 잔류 척추 V1, V3 사이 간격에 배치되어 척주를 지지하고 안정성을 제공한다. 척추 대체 기구(10)는 연결부재(12), 상부부재(30a), 및 하부부재(30b)를 포함한다. 상부부재(30a)는 상방면이 척추 V1의 하부 종판과 접하도록 배치되고 하부부재(30b)는 하방면이 척추 V3의 상부 종판과 접하도록 배치된다. 도 1b에서, 상부부재(30a)는 인접 척추 V1 및 V2 사이 디스크 간격에 배치된다. 상부부재(30a)는 척추 V1의 하부 종판과 접하는 상방면(32) 및 척추 V2의 상부종판과 접하는 하방면(34)을 포함한다. 도시 예에서, 상방면(32)은 볼록하게 만곡진 형상을 포함하며, 하방면(34)은 평탄형상을 포함한다. 상부부재(30a)와 함께 또는 대신 하부부재(30b) 단독으로 척추 디스크 간격에 적용될 수 있다. 본원에서 디스크 대체부재(30) 또는 부재(30)로써 상부 및 하부부재(30a, 30b)이 포괄적으로 및 개별적으로 언급된다.
척추 대체 기구(10)는 길이축(11)을 따라 연장되는 관형으로 도시되며 축 11을 따라 관통 연장되는 챔버(13)를 형성한다. 기구(10)의 각 단부에서 지지되는 척추체들 사이 융합을 위하여 상기 챔버를 통한 뼈 성장이 가능하다. 연결부재(12)는 상부단(16) 및 대향 하부단(18) 사이에 연장되는 몸체(14)를 포함한다. 상부부재(30a)는 하방면이 상부단(16)과 인접 체결되고, 하부부재(30b)는 상방면이 하부단(18)과 인접 체결된다. 상부단(16)은 평탄 형상을 포함하여 상부부재(30a)의 하방면 평탄형상과 밀접하게 맞추어진다. 하부단(18)은 오목 만곡 형상을 포함하여 하부부재(30b)의 상방면 볼록하게 만곡진 형상과 긴밀하게 맞추어진다.
몸체(14)의 벽 및 상부 및 하부부재(30) 벽들은 일체적이다. 다른 예시로는 부재들(12, 30)의 하나 또는 이들 조합의 벽들이 하나 이상의 천공을 포함하여 내부 챔버와 연통되는 것이 고려될 수 있다. 여러 형상의 천공들이 고려되며, 비-원형 예를 들면 정사각형, 다이아몬드, 삼각형, 타원형 및/또는 직사각형, 원형, 및/또는 다각형상을 포함한다. 부재들(12, 30)의 하나 또는 이들 조합의 벽은 최소한 부분적으로 관통 연장되는 다수의 홀을 포함할 수 있다. 홀들은 나사 처리되거나 달리 하나 이상의 삽입 도구들(미도시)과 체결되는 크기 및 형상으로 구성된다.
도 2-10을 더 참조하면, 일 예의 디스크 대체부재(30)가 기술된다. 디스크 대체부재(30)는 중앙 챔버(42) 주위로 연장되는 환형 몸체(40)를 포함한다. 몸체 (40)는 전방 벽(44) 및 대향 후방 벽(46)을 포함한다. 한 쌍의 대향 측벽들(48, 50)은 전방 벽(44)에서 후방 벽(46) 사이에 이들과 연결된다. 도시 예에서, 벽들 (44, 46, 48, 50)은 외면 및 내면(84) 간 일정한 두께를 가지며, 내면(84)은 챔버 (42) 둘레를 정의한다. 다른 예들로는 하나 이상의 벽들이 다른 벽들과는 다른 두께를 가지는 경우가 상정될 수 있다. 또 다른 예에서, 하나 이상의 벽을 따라 두께가 변경될 수 있다. 도시 예에서, 전방 벽(44)은 볼록하게 만곡지고, 측벽들(48, 50)은 전방 벽(44) 으로부터 뒤로 후방 벽(46)으로 모인다. 후방 벽(46)은 측벽들 (48, 50)사이에서 선형적으로 연장된다.
벽들(44, 46, 48 및 50)은 부재(30)의 상방면(32) 및 부재(30)의 하방면(34)을 형성한다. 상방 및 하방면(32, 34)은 지지면적을 제공하여 디스크 대체부재로 사용될 때 인접 척추 종판과 접하고 또는 척추 대체 기구(10)에 사용될 때 인접 종판 및 연결부재(12)의 단부와 접한다. 면들(32, 34)은 횡단 연장되는 다수의 리세스를 포함하여 긴 체결부재들(36, 38)을 형성하며 이들은 측벽들(48, 50) 사이에 연장되며 상방 및 하방면(32, 34)을 관통 개방하는 챔버(42)에 의해 단절된다. 전방 벽(44)은 홀(52)을 포함하여 삽입 도구를 수용할 수 있다. 홀(52)은 나사 처리되거나 임의 기타 적합한 형상으로 삽입 도구와 체결될 수 있다.
도시 예에서, 부재(30)는 방사선 마커를 포함하며 이는 적합한 시술 영상 시스템을 통하여 가시화될 수 있어 척주를 측방으로 노출시키지 않도록 몸체(40)의 이식 위치 및 방향이 결정될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 몸체(40)는 상방으로 및 하방으로 연장된 마커(54, 56)를 포함한다. 마커(54)는 후방 벽(46)에 배치되어 이식되어 영상화될 때 몸체(40)의 후방 위치를 표시한다. 마커(56)는 측벽들(48, 50) 각각에 인접하게 전방 벽(44) 대향 단들에 위치된다. 몸체(40)가 척추 사이 간격에 적합하게 배치될 때 이식 부재(30) 측방 영상에서, 마커들(56)은 서로 전-후방으로 정렬된다. 몸체(40)의 이식 위치 및 방향이 영상으로 결정된 후, 필요하다고 간주되면 위치 조정이 가능하고 이식된 몸체(40)의 추가적인 영상으로 확인될 수 있다. 다른 예시로는 마커 없이 제공되는 몸체(40) 및/또는 마커없이 시술 영상 시스템으로 가시화될 수 있는 재료로 제조되는 몸체(40)가 제공되는 경우를 고려할 수 있다.
도 3을 참조하면, 디스크 대체부재(30)는 전방 벽(44)의 최전방측 및 후방 벽(46)의 최후방측 사이에 총 길이 L5을 포함한다. 전방 벽(44)은 전방면을 포함하며, 이는 측벽들(48, 50) 사이에서 반경 R2를 따라 연장된다. 또한 전방 벽(44)은 측벽들(48, 50) 사이의 총 폭 W1을 정의하며, 후방 벽(46)은 측벽들(48, 50) 사이의 총 폭 W2을 정의한다. 일 예에서, 내외측 방향인 최대 폭 W1은 전-후 방향인 길이 L5보다 더 길다. 몸체(40)의 투영 면적은 지지면들이 놓이는 척추 종판 면적의 1/2보다 크다. 일 특정 예에서, L5는 약 11 밀리미터이고 반경 R2은 약 11 밀리미터이다. 폭 W1은 약 14 밀리미터이고 폭 W2는 약 11 밀리미터이다. 다른 예시로는, 몸체(40)가 전-후 방향 및 내외측 방향으로 척추 디스크 간격에 놓일 수 있는 한, 다른 치수의 길이 L5, 반경 R2 및 폭W1, W2이 고려될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 일 예의 디스크 대체부재(30)는 상방 및 하방면(32, 34)에 대한 특정 형상을 제공하며 이는 각각의 인접 척추 종판 형상과 일치하거나 긴밀하게 대응되면서 종판 준비를 최소화할 수 있다. 상방면(32)은 전방 및 후방 벽들(44, 46) 사이에 볼록하게 만곡진 형상(58)을 포함하며 하방면(34)은 전방 및 후방 벽들(44, 46) 사이에 평탄부(60a, 60b)를 가지는 평탄형상을 포함한다. 제1 평탄부(60a)는 전방 벽(44) 에 실질적으로 직교되며 제2 평탄부(60b)는 제1 평탄부(60a)에 대하여 상방면(32)을 향하여 각을 이루어 후방 벽(46)에서 상방면 만곡형상(58)과의 높이가 감소된다. 일 예에서, 볼록형상(58)은 반경 R1을 따라 연장되며, 각을 이루는 평탄부(60b)는 상방면(32)을 향하여 각(A1)으로 테이퍼된다. 특정 예에서, 반경 R1은 17 밀리미터이고 각 A1은 30 도이므로 평탄부 (60a, 60b)는 전방 벽(44) 및 후방 벽(46) 사이에 약 150도의 끼인각을 형성한다. 다른 예시로써 기타 반경들 R1 및 테이퍼각 A1을 고려할 수 있다.
도시 예에서, 상방면(32) 및 하방면(34)은 측벽들(48, 50) 사이에서 대략 선형이므로 후방 벽(46)에 평행한 임의 단면에서 관찰될 때 몸체(40)의 대향 측들은 동일 높이를 가진다. 몸체(40) 높이는 대략 후방 벽(46)을 향하여 테이퍼되어 전-후방향에서 쐐기-형상을 이룬다. 하방면(34) 평탄부(60a)는 길이 L5의 상당 부분을 따라 연장된다. 도시 예에서, 평탄부(60a)는 길이 L5의 절반 이상을 따라 연장된다. 상방면(32)의 볼록하게 만곡진 형상은 실질적으로 총 길이 L5를 따라 연장된다.
몸체(40)는 체결부재(36, 38)의 최외 단부 사이 총 최대 높이 H1을 형성한다. 최대 높이 H1은 약 5 밀리미터 내지 약 14 밀리미터이지만, 해부구조에 따라 5 밀리미터 이하 및 14 밀리미터 이상의 최대 높이들도 상정될 수 있다. 또한 몸체(40)는 전방 벽(44) 외면에서 전방단 벽 높이 H2를 포함한다. 도시 예에서 최전방 체결부재(36a)는 절삭 최외 단부를 가지므로 높이 H2는 높이 H1 보다 약 1 밀리미터 작다. 또한 전방 단벽 높이 H2은 약 5 밀리미터 내지 약 14 밀리미터이지만, 척추 해부구조에 따라 5 밀리미터 이하 또는 14 밀리미터 이상일 수 있다. 또한 몸체(40)는 상방 지점(66) 및 하방 지점(68) 사이에 후방 높이 H3을 포함한다. 후방 단(62)은 지점들(66, 68) 사이에 위치된 테이퍼 면에 의해 형성되며 하기 더 논의되는 바와 같이 후방 벽(46)의 최후방측으로 테이퍼된다. 높이 H3은 지점들(66, 68)에서 상방 및 하방면(32, 34) 사이의 높이에 해당된다. 후방 높이 H3은 일 특정 예에서 높이 H1 보다 약 1.4 밀리미터 작고, 약 4 밀리미터 내지 약 13 밀리미터일 수 있으나, 척추 해부구조에 따라 4 밀리미터 이하 또는 13 밀리미터 이상일 수 있다.
하방면(34)의 테이퍼 지점(68)은 단(62)의 최후방측으로부터 거리 L1에 위치한다. 일 예에서, 거리 L1은 약 3.5 밀리미터이다. 테이퍼각 A1은 본 테이퍼 지점 (68)에서 후방 벽(46)의 최후방측으로 연장된다. 상방면(32)에 인접한 지점(66)은, 상방 테이퍼각 A2가 후방벽(46)의 최후방면의 상연장부를 교차하는 지점이다. 테이퍼각 A2는 최전방 체결부재(36a) 및 전방 벽(44)의 최전방면 교차점에서 후방 벽(46)을 향하여 연장된다. 테이퍼각 A2는 하방면(34) 평탄부(60a)에 평행하고 전방 벽(44)의 최전방면에 직교하는 중앙축(64)으로부터 측정된다. 일 예에서 테이퍼각 A2는 약 4 내지 5 도이다. 기타 예에서 기타 테이퍼 각들 A2도 고려될 수 있다.
단(62)은 후방 벽(46)의 최후방면에서 측정된 높이를 포함한다. 단 높이는 후방 높이 H3에서 하방면(34)의 평탄부(60b) 높이 H4를 빼고 또한 상방 지점(66) 및 후방 벽(46)의 최후방면 사이 상방 테이퍼 높이를 뺀 높이이다. 일 예에서, 하방 테이퍼 높이 H4 는 약 2 밀리미터이고, 상방 테이퍼 높이는 최후방 체결부재 (36b)에서 단(62)의 최후방측으로 연장되는 각 A1에서의 상방테이퍼면에 의해 형성된다. 따라서, 단(62)은 상방 및 하방면에 의해 형성되며 이들은 뒤로 각 A1에서 후방 벽(46)의 최후방면으로 수렴된다.
도 6을 참조하여, 체결부재(36)에 대한 상세한 설명이 제공된다. 체결부재(36)는 상방면(32)에 있는 일련의 리세스(recesses)에 의해 형성된다. 체결부재(36)의 최외 단부(70)는 반경 R1에 의해 정의된 호를 따라 놓이는 면을 형성하고, 체결부재(36)의 베이스(72) 또한 반경 R1에 의해 정의된 호에 평행한 호를 따라 놓인다. 후단벽(74)은 각 인접 베이스(72)에 대략 직교하여 연장되며, 선단벽 (76)은 각 인접 베이스(72)에 대하여 각 A3을 따라 기울기를 가진다. 베이스(72)는 몸체(40)를 따라 길이 L2를 가지며, 후단벽(74)은 길이 L3만큼 이격된다. 체결부재 (36)는 베이스(72)에서 최외 단부(70)까지 연장되는 높이 H5을 가진다. 일 예에서, 길이 L2는 약 0.5 밀리미터이고, 길이 L3은 약 1.5 밀리미터이다. 높이 H5은 약 0.5 밀리미터이고, 각 A3은 약 16 도이다. 다른 예에서 다른 치수 및/또는 배열의 체결부재(36)가 고려될 수 있다.
도 7을 참조하여, 체결부재(38)에 대하여 상세하게 설명될 것이다. 체결부재 (38)는 하방면(34)에 있는 일련의 리세스로 형성되며, 체결부재(36)와 유사하지만 최외 단부(76) 및 베이스(78)는 평탄하여 평탄부(60a) 또는 평탄부(60b)에 놓인다. 후단벽(80)은 각 인접 베이스(78)에 대략 직교 연장되며, 선단벽(82)은 베이스 (78)에 대하여 각 A4를 따라 테이퍼진다. 베이스(78)는 몸체(40)를 따라 길이 L2을 가지며, 후단벽(80)은 길이 L3만큼 이격된다. 최외 단부(76)는 평탄면을 형성하며 이는 길이 L3 및 후단벽(80) 및 선단벽(82) 테이퍼 단부 간 길이 L4 차이에 해당되는 길이를 가진다. 체결부재(38)는 베이스(78)에서 최외 단부(76)로 연장되는 높이 H5을 가진다. 일 예에서, 길이 L3은 약 1.5 밀리미터이고 길이 L4는 약 1.375 밀리미터이다. 높이 H5는 약 0.5 밀리미터이고, 각 A4는 약 30 도이다. 기타 예로써 다른 치수 및/또는 형상의 체결부재(38)도 고려될 수 있다.
도 8-10은 무엇보다도 디스크 대체부재(30) 수용구를 보이기 위한 것이며, 이것은 연결부재(12)에 양화(positively) 체결시킨다. 도 8에서 디스크 대체부재(30)의 챔버(42)를 둘러싼 내벽면(84)을 따라 부분 절개 평면도가 도시된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 측벽(50)은 상방 수용구(86a) 및 하방 수용구(86b)를 포함한다. 측벽(48)도 유사하게 상방 수용구(88a) 및 하방 수용구(88b)를 포함하며 도 10에 도시된 바와 같다. 수용구(86a, 86b) 및 수용구(88a, 88b)는 상호 평행하게 연장되며 전-후방으로 내면(84)을 따라 길게 연장된다. 상방면(32)이 연결부재(12)와 인접하여 체결될 때 상방 수용구(86a, 88a)는 연결부재(12)와 체결되도록 배치된다. 하방면(34)이 연결부재(12)와 인접하여 체결될 때 하방 수용구 (86b, 88b)는 연결부재(12)와 체결되도록 위치한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 수용구(86a, 86b) 및 수용구(88a, 88b)은 내벽면(84)에 얇은, V-형상 리세스로 형성되며, 각 측벽(48, 50)을 관통 연장하지 않는다. V-형상 리세스로 인하여 디스크 대체부재(30)는 연결부재(12)로부터 용이하게 착탈될 수 있으며 충분한 축 구속력이 제공되어 부착 배열을 해제할 수 있는 충분한 힘이 제공되지 않는 한 이탈될 수 없도록 한다. 다른 형상의 수용구, 예를 들면 원형, 타원형, 삼각형, 비-원형 및 불규칙 형상도 기타 예에서 고려될 수 있다. 또한 다른 예에서 수용구는 부재(30)의 벽을 완전히 관통 연장할 수 있다.
도 11-17은 연결부재(12)의 일 예를 도시한 것이다. 연결부재(12)는 상부 또는 상방단(100) 및 하부 또는 하방단(102) 사이에 연장되는 몸체(14)를 포함한다. 몸체(14)는 관형이며 디스크 대체부재(30) 둘레와 같은 주변을 형성하는 외면 형상을 포함한다. 몸체(14)는 볼록한 외면을 가지는 전방 벽(104), 선형 외면을 가지는 후방 벽(106), 및 전방 벽(104)에서 후방 벽(106)으로 수렴되는 선형 외면을 가지는 측벽들(108, 110)로 구성된다. 전방 벽(104)은 삽입 도구와 체결될 수 있는 홀(118)을 포함한다. 홀(118)은 상기된 홀(52)과 같이 구성되거나 임의 적합한 구성을 포함할 수 있다.
또한 연결부재(12)는 상부단(100)에서 연장되는 상연장부(114) 및 하부단(102)에서 연장되는 하연장부(116)를 포함한다. 상 및 하연장부(114, 116)는 내부 챔버(42)의 형상과 일치하는 외부 둘레를 포함하여 내벽면(84)이 상 및 하연장부(114, 116) 각각과 긴밀 또는 밀접한 관계에 있다. 또한 연결부재(12)는 축방향으로 연장되는 중앙 챔버(112)를 형성하며, 이는 상부 및 하부단(100, 102)을 관통 연장하며 상 및 하연장부(114, 116)도 관통 연장한다. 도시 예에서, 챔버(112)는 타원형상이며 도 16에 도시된 바와 같이 측벽들(108, 110) 사이로 길게 연장된다. 다른 예에서 기타 형상의 챔버(112), 예를 들면 원형, 비-원형, 다각형 및 불규칙 형상도 고려될 수 있다. 또 다른 예에서, 챔버(112)는 하나 이상의 격벽을 가지며 여러 챔버 부분들로 분할할 수 있다. 또 다른 예에서, 챔버(112)는 축 방향으로 연속적이지 않으며, 몸체(14) 길이를 따라 하나 이상의 레지, 벽 또는 격벽을 포함할 수 있다.
도 14에 도시된 바와 같이, 하부단(102)은 단지지면(120)을 포함하며 이는 반경 R1에 의해 정의되는 오목형상을 가진다. 지지면(120)은 디스크 대체부재(30)의 상방면(32) 형상과 일치하여 체결부재(36)의 최외 단부는 지지면(120)에 충분히 지지된다. 하연장부(116)는 하나 이상의 체결부재(122)를 가지며 이는 외향 연장되어, 연결부재(12) 하방단에 놓이는 디스크 대체부재(30)의 하나 이상의 인접 상방 수용구(86a, 88a)와 체결될 수 있다. 체결부재(122)은 수용구(86a, 88a)에 해제 가능하게 수용되는 크기 및 형상으로 하연장부(116) 양측에 제공되어 부재(30)는 하부단(102)에서 연결부재(12)와 해제 가능하게 부착될 수 있다.
도 15에 도시된 바와 같이, 상부단(100)은 단지지면(124)을 포함하며 이는 제1 평탄부(124a) 및 제2 평탄부(124b)를 가진다. 제2 평탄부(124b)는 제1 평탄부(124a)에 대하여 각 A1으로 각을 이룬다. 평탄부(124a, 124b)는 디스크 대체부재(30) 하방면(34)의 평탄부(60a, 60b) 형상과 일치하여 체결부재(38)의 최외 단부는 지지면(124)을 따라 충분히 지지된다. 상연장부(114)는 외향 연장되는 대향측 체결부재(126a, 126b) (도 17)를 포함하여, 연결부재(12)의 상방단(110)에 놓이는 디스크 대체부재(30)의 인접 하방 수용구(86a, 88a)와 체결될 수 있다. 체결부재 (126a, 126b)는 각각의 수용구(86a, 88a)에 해제 가능하게 수용되는 크기 및 형상으로 디스크 대체부재(30)는 상부단(100)에서 연결부재(12)와 해제 가능하게 부착될 수 있다.
척추 몸체 대체 시술에서 연결부재(12)는 각 단부에 부착되는 디스크 대체 부재(30)와 함께 사용된다. 지지면(120, 124)은 각 연장부(114, 116) 주위로 완전하게 연장되어 디스크 대체 부재(30)의 지지 영역을 제공한다. 대체되는 척추 번호 및 크기에 따라 연결부재(12)는 상부 및 하부단 사이에 다양한 높이로 제공된다. 높이 H6은 약 5 밀리미터 내지 약 62 밀리미터이거나 다른 것들도 고려될 수 있다
일 형태에서, 일 조의 다양한 높이들의 연결부재(12)가 일 조의 다양한 높이들의 디스크 대체 부재(30)와 함께 키트로 제공된다. 원하는 총 높이가 제공되는 연결부재 및 디스크 대체 부재가 선택되고 조립되어 척추 대체 기구(10)를 형성한다.
또한, 기구(10)가 척추체 대체 시술에 사용될 때, 지지되는 척추 종판은 다른 것과 평행하게 연장될 필요는 없고 전방으로 서로 분산되도록 각을 이룰 수 있다. 연결부재(12)는 상부 및 하부단(100, 102) 및 상 및 하연장부(114, 116)의 외단부(128, 130) 사이에서 다양한 각 배향으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 상부 및 하부단(100, 102)은 평탄부(124a) 및 하부단(102)에서 지지면(120)의 전방 및 후방측 사이에 연장되는 축(132) 사이의 각 A6을 가지고 형성될 수 있다. 각 A7은 축 (132) 및 중앙 길이축(11)과 직교 연장하는 중앙축(134) 사이로 정의된다. 각 A8은 축(134) 및 외단부(128) 사이로 정의된다. 외단부(130) 및 축(134)은 이들 사이에 각 A8을 정의한다.
일 적용예에서, 연결부재(12) 단부에서의 굴곡화를 통하여 연결부재(12) 각 단부에 부착된 디스크 대체기구(30)의 상방 및 하방단은 뒤로 수렴(앞으로 분산)되어 지지되어야 하는 잔류 척추 종판과 더욱 잘 맞추어질 수 있다. 척추 사이 거리가 짧을수록 디스크 대체부재(30) 사이의 굴곡화는 덜 요구된다. 일 예에서, 높이 H6은 짧고 약 5 밀리미터이고, 각 A6은 약 1 내지 2 도, 각 A7은 약 1 내지 2 도, 및 각 A8은 약 3 도이다. 다른 예에서, 높이 H6은 길고 약 62 밀리미터이고, 각 A6은 약 19 내지 20 도, 각 A7은 약 7 내지 8 도, 및 각 A8은 약 12 도이다. 원하는 척주 해부구조와 맞추기 위하여 다른 길이는 단부(128, 130) 사이 기타 각 배열 및 연결몸체(12)의 기타 부분들도 고려될 수 있다. 예를 들면, 다른 예에서 단부(128, 130)는 상호 평행하게 연장된다. 다른 예에서, 단부(128, 130)는 각을 이루어 전방으로 수렴하고 후방으로 분산된다.
척추 대체 기구(10)는 공지 기술에 의해 척주 일부로부터 제거된 척추를 대체하기 위하여 사용될 수 있다. 기구(10)는 상부부재(30a)를 연결부재(12)의 상부단(100)에 및 하부부재(30b)를 연결부재 하부단(102)에 고정시켜 조립된다. 이를 통하여 척추 대체 기구(10)가 제공되며, 이는 총 전방 높이가 몸체(14) 높이 H6 및 상부 및 하부부재(30a, 30b)의 부재 높이 H2의 합과 같다.
필수적이지는 않지만, 높이 H6은 제거된 척추 또는 척추 높이를 대표할 수 있고, 높이 H2는 제거된 척추 및 잔류 척추 V1, V3 사이 각각의 디스크 간격 높이를 대표할 수 있다. 도시되지 않았지만, 또한 안정화 구조물이 척추 V1, V3 또는 척추 V1, V2 사이에 척추 간 간격 외부로 외면을 따라 체결되고 연장되어 융합 전, 동안 및 구조물이 비-흡수성인 경우 시술 후 환자 내부에 잔류되어 척주 일부에 대하여 추가적으로 지지력 및 안정성을 제공할 수 있다. 안정화 구조물은 로드 시스템, 판 시스템 또는 인공 인대 시스템일 수 있다. 또한 안정화 구조물은 임의의 척추 일부, 예를 들면 전방, 전-측방, 측방, 후-측방 또는 후방 일부에 부착될 수 있다..
또한 연결부재(12)는 척추 종판에 대하여 지지되도록 구성된 일단을 가지도록 형성되고, 상부 및 하부부재(30a, 30b) 중 하나 만이 연결부재(12) 타단과 체결되는 것을 고려할 수 있다. 이에 따라 조립기구는 인접 척추 사이로 배치되며, 이때 연결부재(12)의 일단 및 선택된 상부 또는 하부부재(30a, 30b) 일단이 인접 척추 종판들과 접촉된다.
본 발명은 도면 및 상기 상세한 설명에서 상세하게 도시되고 기술되었으나 이는 예시적인 것이며 특성을 제한하는 것은 아니다. 본 발명의 사상 내에 있는 모든 변경 및 변형들은 보호되어야 한다.

Claims (15)

  1. 전방측(44), 후방측(46), 및 전방측(44)과 후방측(46) 사이에 연장되는 대향 측면부들(48, 50)을 포함하는 몸체(body)(40)를 포함하며, 상기 몸체(40)는 상방 지지면(superior bearing surface)(32) 및 대향 하방 지지면(opposite inferior bearing surface)(34)을 형성하고, 상기 상방 지지면(32)은 전방측(44) 및 후방측(46) 사이에 상방면 만곡형상(58)을 형성하고 전-후방 방향에서 상기 몸체의 전체 길이(L5)를 따라 연장되며, 상기 하방 지지면(34)은 전방측(44) 및 후방측(46) 사이에 평탄형상(planar profile)을 형성하고 전방측(44)으로부터 연장되는 제 1 평탄부(first planar section)(60a) 및 후방측(46)에서, 제 1 평탄부(60a)와 선단(leading end nose)(62) 사이에서 연장되는 제 2 평탄부(second planar section)(60b)를 포함하며, 상기 제 1 평탄부(60a)는 상기 전방측(44)과 직교하여 연장되는 척추체간 융합 부재(spinal interbody fusion member)(30)에 있어서,
    상기 제 2 평탄부(60b)는 상기 제 1 평탄부(60a)에 대하여 상기 상방 지지면(32)을 향하여 각을 이루어 상기 후방측(46)에서 상기 상방면 만곡형상(58)과의 높이가 감소되는 것을 특징으로 하는 척추체간 융합 부재(30).
  2. 제1항에 있어서, 상기 몸체(40)는 상기 상방지지면(32) 및 하방지지면(34)을 관통하여 개방하는 챔버(chamber)(42)를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추체간 융합 부재(30).
  3. 제1항에 있어서, 상기 몸체(40)는 상방지지면(32) 및 하방지지면(34)의 적어도 일부를 횡단하는 체결부재(engaging members)(36, 38)를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추체간 융합 부재(30).
  4. 제1항에 있어서, 하방지지면(34) 및 상방지지면(32)은 후방측(46) 선단(62)을 향하여 테이퍼(taper) 되는 것을 특징으로 하는 척추체간 융합 부재(30).
  5. 제1항에 있어서, 몸체(40)는 상방면 및 하방면(32, 34) 사이에 척주의 하나 이상의 척추(V1, V2, V3)를 대체할 수 있는 높이(H1, H2, H3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추체간 융합 부재(30).
  6. 제1항에 있어서, 몸체(40)는 상방면 및 하방면(32, 34) 사이에 인접 척추(V1, V2;V2, V3) 사이의 디스크 간격에 배치될 수 있는 높이(H1, H2, H3)를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추체간 융합 부재(30).
  7. 제1항에 있어서, 몸체(40)는 대향 측면부들(48, 50) 사이에 폭(W1)을 가지며, 상기 폭(W1)은 상기 길이(L5)보다 큰 것을 특징으로 하는 척추체간 융합 부재(30).
  8. 제1항에 있어서, 대향 측면부들(48, 50)은 후방측(46)을 향하여 서로에 대하여 수렴(converge)되는 것을 특징으로 하는 척추체간 융합 부재(30).
  9. 제1항에 있어서, 전방측(44)은 측면부들(48, 50) 사이에 연장되는 볼록하게 만곡진 외면을 포함하는 것을 특징으로 하는 척추체간 융합 부재(30).
  10. 제2항에 있어서, 챔버(42) 주위로 연장되는 내면(84)은 전방측(44), 후방측(46), 및 대향 측면부들(48, 50) 각각의 내부에 형성되며, 내면(84)은 하나 이상의 대향 측면부들(48, 50)을 따라 이에 연장되는 하나 이상의 긴 수용구(elongated receptacle)(86a, 86b, 88a, 88b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추체간 융합 부재(30).
  11. 제10항에 있어서, 하나 이상의 수용구(86a, 86b, 88a, 88b)는 대향 측면부(48, 50) 각각을 따라 내면(84)에 수용구(receptacle)(86a, 86b, 88a, 88b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추체간 융합 부재(30).
  12. 제3항에 있어서, 하나 이상의 체결부재(36, 38)는 상방지지면 및 하방지지면(32, 34)의 각각을 따라 최외 단면(outer-most end surfaces)(70, 76)을 포함하며, 하나 이상의 체결부재(36, 38)는 전방측(44)을 향하는 후단벽(trailing end)(74, 80) 및 후방측(46)을 향하는 선단벽(leading end wall)(76, 82)을 포함하고, 후단벽(74, 80)은 단지지면(end bearing surface)(70, 76)에 직교 배향되며 선단벽(76, 82)은 각각의 단면(70, 76)에 경사(obliquely) 배향되는 것을 특징으로 하는 척추체간 융합 부재(30).
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서, 제1 평탄부(60a)는 전방측(32) 전방면에 직교 배향되며, 제 1 및 제2 평탄부(60a, 60b)는 선단(62) 및 전방면 사이에 150 도의 각도를 이루는 것을 특징으로 하는 척추체간 융합 부재(30).

  15. 제1항에 있어서, 하방지지면(34)의 제1 평탄부(60a)는 전방측 및 후방측 사이에서 하방지지면(34) 길이(L5)의 절반을 초과하여 연장되는 것을 특징으로 하는 척추체간 융합 부재(30).
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