KR101614561B1

KR101614561B1 - 모듈화된 수핵 보철기구

Info

Publication number: KR101614561B1
Application number: KR1020117004156A
Authority: KR
Inventors: 마르크 아이. 말베르크
Original assignee: 마르크 아이. 말베르크
Priority date: 2008-07-23
Filing date: 2009-07-23
Publication date: 2016-04-21
Also published as: US20100023128A1; JP5462874B2; JP2011528956A; US8795375B2; CA2731048A1; EP2303196A1; IL210578A; EP2303196A4; EP2303196B1; KR20110050462A; CA2731048C; WO2010011849A1; IL210578A0

Abstract

모듈화된 수핵 보철기구는 적어도 두 개의 거울에 비치는 상을 갖는 디스크 멤버를 포함하고, 결합되어 일반적인 원반 형상의 보철기구 디스크를 형성하며, 척추 디스크를 대체하기 위한 방법과 관련 도구에 관한 것이다. 각각의 멤버는 오목-볼록 내벽을 따라 배치되는 반원에 거의 동일하고, 내벽은 공통 경계를 형성하며, 척추 디스크 부분의 외측 섬유륜 내에 배치되어 합쳐져서 대칭형상을 갖는 원판형 구조이다. 디스크 멤버는 척추 내에서 결합, 배치, 지지를 하기 위한 구조를 포함한다. 수술 도구는 디스크 멤버를 삽입해서 서로 배열하기 위한 구조를 포함한다. 또한 디스크를 대체 또는 배열하기 위한 수술 도구를 사용하기 위한 시스템이나 방법이 개시된다.

Description

모듈화된 수핵 보철기구{MODULAR NUCLEUS PULPOSUS PROSTHESIS}

본 특허출원은 2008년 7월 23일에 출원된 미국 임시출원(Provisional Patent Application) 출원번호 61/135,623에 대해서 우선권을 주장하고, 임시출원의 내용은 본 특허출원에 모두 포함된다.

본 발명은 인간의 보철기구에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 통상적으로 알려진 척추 디스크 보철기구(spinal column vertbral disc prostheses or spinal disc endoprostheses)에 관한 것이다. 본 발명은 환자의 척추에 보철기구를 시술하거나 환자가 척추 디스크 보철기구를 시술받기 위해서 준비하는 과정이나 수술용 도구에 관한 것이다.

척추 사이 디스크 또는 척추 디스크는 상층에서 적재된 상호 결합된 인접한 척추 사이에 위치한다. 각각의 디스크는 척추의 가벼운 동작이 가능하게 하는 섬유연골 결합(fibrocartilaginous joint)을 형성하고, 척추를 함께 고정하는 인대로 작용한다. 각각의 디스크는 굴절이나 인장과 같은 매우 제한적인 척추 운동을 허락하지만, 복수 개의 디스크가 힘을 조합할 때에는 상당한 정도의 운동이 가능하다. 또한 충격을 흡수하는 기능을 제공하고, 디스크는 척추 전체 또는 척추의 부분이 굴절되거나 꼬이는 등의 동작을 허용한다.

인간에게는, 제1경추(atlas)인 첫 번째 목 부분(first cervical segment)을 제외한 각 쌍의 척추 사이에 하나의 디스크가 있다. 제1경추는 두 번째 경추나 축의 대략 콘 형상으로 연장된 부분 주위에 있는 고리이다. 축은 제1경추가 회전할 수 있는 기둥으로 작용하고, 목이 회전할 수 있도록 한다. 인간의 척추에는 23개의 디스크가 있고, 23개의 디스크는 그들이 분리하는 특정 척추를 명시하는 것에 의해서 공통적으로 인식될 수 있다. 예를 들어, 다섯 번째와 여섯 번째 경추(cervical vertebrae)의 사이에 있는 디스크는 "C5-C6"로 호칭되고, 네 번째와 다섯 번째 요추(lumbar vertebrae)에 위치하는 디스크는 "L4-L5"로 호칭된다.

척추 디스크는 외측 섬유륜(annulus fibrosus)으로 구성되고, 내측 수핵(nucleus pulposus)를 둘러싼다. 외측 섬유륜은 여러 층의 섬유연골(fibrocartilage)로 구성된다. 캡슐의 강한 섬유륜은 수핵을 수용하고, 디스크를 가로질러 균등하게 압력을 분배한다. 수핵은 높은 수분 함유량(대략 80~85%)을 갖고, 나머지는 프로테오글리칸(proteoglycan), 타입 Ⅱ 콜라겐 조직(type Ⅱ collagen fibers), 엘라스틴 섬유(elastin fiber)로 구성된다. 프로테오글리칸은 수분을 보유하고 유지하여 수핵이 강도와 탄성을 가질 수 있도록 한다.

수핵은 충격 흡수 기능을 수행하여, 신체의 매일의 활동의 영향을 흡수하고, 분리되어 인접한 척추가 분리되도록 유지하며, 척추로부터 연장되는 신경과 같은 다른 구조물이나 척추, 뇌를 보호한다. 비유해보면, 디스크는 속이 찬 도넛과 같고, 섬유륜은 밀가루 반죽(dough)에 해당되며, 수핵은 젤리에 대응된다. 예를 들어, 만일 누군가 도넛의 전방을 누르면, 젤리는 후방으로 배출되는데, 그 역으로 행하는 경우도 동일하다. 디스크 탈출증이 발생되면, 젤리/수핵은 도넛/디스크로부터 배출된다. 부분적으로 오무라든 상태에는, 인접한 척추는 디스크에 근접하게 위치하는 척추 신경을 가압하여, 만성 허리통증(chronic back pain), 좌골신경통(sciatica), 이상감각증세(numbness), 쇠약(weakness) 또는 수술을 필요로 하는 다른 질환을 야기시킬 수 있다.

척추 디스크는 나이가 들거나, 부상 또는 질병을 통해서 부서지거나 파열될 수 있다. 예를 들어, 사람들이 나이가 들어감에 따라, 수핵은 탈수가 시작되고 충격을 흡수할 수 있는 기능이 저하된다. 섬유륜은 나이에 따라 약화되고, 찢어지기 시작한다. 어떤 사람들에게 이러한 상황은 통증을 유발하지는 않지만, 다른 사람들에게는 만성 통증을 유발할 수 있다.

척추 디스크는 대체로, 유전적 성향, 자주 무거운 물건을 드는 행위와 같은 반복적인 트라우마, 잘못된 사용(예를 들어, 흡연), 마모, 찢김에 관한 퇴행성 변화에 영향을 받는다. 이러한 퇴행성 변화는 통상적인 구조나 기능에 손상을 발생시킨다. 시간에 따라, 섬유륜의 콜라겐이나 단백질 구조는 약화되고, 구조적으로 불안정해진다. 부가적으로, 물과 프로테오글리칸(즉, 수분 함유량에 영향을 주는 분자)은 감소한다. 퇴행성 디스크 질환을 야기시키는 나이와 관련된 변화는 디스크에서 유체의 손실이나, 약한 찢김, 디스크 캡슐이나 섬유륜에 발생되는 파열을 포함한다. 추간판 탈출증을 유발하는 갑작스런 부상도 퇴행성 과정을 발생시킬 수 있다. 운동으로부터 발생되는 스트레스도 디스크 질환을 발생시킬 수 있다. 이러한 변화들은 서로 관련되어 있고, 물리적인 스트레스를 제어하는 디스크의 능력을 저해하며, 디스크의 고장은 허리, 목에 통증을 유발하거나 쇠약, 기능 저하, 디스크 파열, 척추관 협착증(spinal stenosis), 골관절염(osteoarthritis)을 유발할 수 있다.

통상적으로 수핵의 점진적 탈수는 퇴행성 디스크 질환을 의미한다. 퇴행성 디스크 질환은 실제 질환은 아니고 시간에 따라 손상된 디스크로부터 통증을 발생시키는 퇴행성 단계라는 의미에서 어느 정도 부적절한 명칭이다. 퇴행성 디스크 질환은 척추 전체에서 발생될 수 있지만, 대부분 경추와 요추의 디스크에서 자주 발생된다. 척추 디스크 탈출과 다루기 힘든 고통, 쇠약, 손상된 감각, 실금(incontinence)과 관절염(progressive arthritis)의 결과적인 증상은 이러한 과정과 연관된 약한 고통의 공통 범위에 있다. 여기에서 사용된 것처럼, 퇴행성 디스크 질환은 통증을 유발하는 척추 디스크의 물리적 또는 생리적 변화의 모든 만성 또는 급성 상태를 지칭하도록 이해될 것이다.

섬유륜이 부상이나 나이가 들어가기 때문에 찢어질 때에는, 수핵은 찢어진 부분을 통해서 배출되기 시작한다. 이것을 디스크 탈출(disc herniation)이라고 칭한다. 척추를 따라 각 디스크의 후방측 주위에, 주요 척추 신경은 다른 기관, 조직, 상지(Extremity)로 연장된다. 탈출된 디스크가 이러한 신경을 누르고, 통상적으로 꼬집힌 신경(pinched nerve)으로 호칭됨, 고통, 무감각, 아린감(tingling), 운동 범위나 강도의 저하를 발생시킨다.

부가적으로, 염증을 유발하는 단백질을 포함하고, 신경을 가진 내측 핵 젤의 접촉은 소근 고통(radicular pain)이나 척수 신경근염(radiculitis)이라고 호칭되는 중대한 고통을 야기한다. 척수 신경근염의 통상적인 형태는 좌골신경통(sciatica)이고, 좌골 신경을 따라 하부 척추부터 하부 등, 둔근(gluteal muscles), 상부 넙적다리 뒷부분, 종아리와 발까지 통증이 발생되고, 2차적으로 척추 디스크 탈출이나 요추 부분에서 골극(osteophyte)으로부터 신경 뿌리의 염증이 발생될 수 있다. 탈수가 발생된 수핵에서 충격을 흡수하는 기능이 저하된 경우에 유발되는 고통은 엑시얼 고통(axial pain)이나 디스크 공간 고통(disc space pain)이라고 부른다.

탈출된 디스크는 다양한 명칭을 갖고, 각각은 다른 의학자에게 다른 의미를 가질 수 있다. 미끄러진 디스크(slipped disc), 파열된 디스크(ruptured disc), 불거져 나온 디스크(bulging disc)는 동일한 의학적 상태를 칭할 수 있다.

전형적으로, 디스크 탈출을 포함하는 퇴행성 디스크 질환을 겪는 환자는 보수적으로 통증 치료, 물리적 치료, 운동, 고정, 침술, 상술한 것들의 조합하는 방법을 통해서 치료될 수 있다. 탈출된 디스크의 경우에, 환자의 상태가 보수적인 치료 후에도 나아지지 않는다면, 신경 뿌리나 척추 코드 압축이 명확하게 진행되고 방사선 수단을 통해서 확인된다면, 탈출된 디스크의 수술에 의한 제거가 제시될 수 있다. 추간판 절제술(discectomy)은 잘못 기능하는 부분의 대체나 수리없이 디스크를 단순히 제거한다.

통계학에 따르면, 추간판 절제술과 같은 수술 요법은 단기간에 효과를 가져오지만, 장기적으로 봤을 때에 환자의 상태의 퇴행을 방지하지 못한다. 바람직한 선 수술 방법과 진단 연구를 통해서, 오래된 환자는 어느 정도 회복될 수 있다. 그러나 제거된 디스크가 대체되거나 척추가 적절하게 지지되지 않는다면, 환자의 퇴행은 거의 확실히 발생할 것이다.

1950년대와 60년대 중반에는, Cloward, Smith, Robinson은 경추의 퇴행성 디스크 질환, 관련된 척추의 문제, 척추 코드, 신경 뿌리의 치료를 위한 선행 수술적 접근을 활성화 했다. 이러한 수술은 뼈 접목(bone graft)에 따른 디스크 제거에 관한 것이다. 이러한 내용은 Robinson(Robinson, R.A.: The Results of Anterior Interbody Fusion of the Cervical Spine, J.Bone Joint Surg., 440A:1569-1586,1962)에 개시되어 있고, 수술 방법 후에 골극(bone spur) 재흡수가 발생된다. 그러나, 접합의 직접적인 결과로 접합된 부위의 상측 또는 하측에 접합되지 않은 척추 부분은 가속화된 비율로 퇴행화를 유발한다. 이러한 퇴행화는 환자의 목 부위 후방에서 접근하는 방식에 의해, 외과의 중 일부가 접합 없이 추간판 절제술을 시술하도록 이끌었다. 그러나, 디스크 탈출 증상에 대한 초기 치료로 접합 없는 추간판 절제술이 통상적이라는 사실은 하부 등에 관한 수술에서 인정되었고, 디스크 절제의 수준으로 진행되는 퇴행화는 예외라기보다는 원칙에 가깝다. 제거된 디스크의 상측 또는 하측에 조숙한 퇴행성 디스크 질환이 발생될 수 있다.

제거된 디스크의 일부분이 신경 뿌리에 인접하고, 신경 뿌리에 발생된 손상은 예상이 불가능하기 때문에, 절제술(Discectomy Procedures)은 근본적인 위험을 갖는다. 더 나아가, 수핵의 손실은 디스크의 전체 높이에서 변화를 발생시키기 때문에, 장기간의 관점에서 보았을 때 절제술은 항상 성공적이지만은 않다. 디스크 높이의 손상은 관절의 퇴행화를 유발하고, 퇴행성 관절염을 발생시키며, 극단적으로는 후관절에 하중을 증가시키고, 척추협착증(foraminal stenosis)을 일으키고, 신경 뿌리를 자극하는 후관절에 하중을 증가시킨다. 디스크 높이의 손상은 또한 외측에 하중을 가한다. 외측 섬유륜은 절제술 이후에 제한된 회복능력을 갖기 때문이다. 면역 반응이 제대로 이루어지지 않는 외측 섬유륜은 가속화된 디스크 퇴행화를 유발해서, 전체 디스크 교체나 척추 몸체의 접합의 필요성을 발생시킨다.

때때로 척추 수술은 척추의 일부분의 접합에 관련된다. 디스크 탈출에 의해서 발생된 문제에 대해서, 척추의 정신적 외상, 악성, 전염성 또는 퇴행성 질환은 접합에 의해서 치료될 수 있다. 다른 시술은 뼈 접목(bone grafts), 무거운 금속재질의 막대, 고리,, 판, 스크류가 사람의 신체에 부가하는 방식을 포함할 수 있다. 그러한 물체들은 고정적이면서 내부적으로 고정된다. 환자가 정상적으로 회복하는 부분에 대해서는 아무것도 제공되지 않는다. 이러한 시술이 단기간의 문제는 해결할 수 있더라도, 장기적 관점에서는 문제를 발생시킬 수 있다.

상술한 장기간의 관점에서 발생될 수 있는 문제를 해결하기 위해서, 환자에게 디스크 보철기구나 일종의 인공 디스크를 제공하는 것과 같은 다양한 시도가 이루어지고 있다.

예를 들어, Steffee, 미국 특허 5,031,437에서는 상부 및 하부 평판과 평판 사이에 위치하는 탄성 중합체 코어를 구비하는 디스크 보철기구를 개시한다. Frey et al. 미국 특허 4,917,704와 4,955,908은 내부 보철기구를 개시하는데, 보철기구는 고형의 몸체로 설명된다.

미국 특허 4,911,718과 5,171,281은 탄성 디스크 스페이서(resilient disc spacer)를 개시하는데, 구체적인 내부의 구성요소나 전체 유닛을 봉합하는 기술에 대해서는 서술하지 않는다.

미국 특허 6,156,067은 하나 또는 그 이상의 물질로 이루어진 탄성 몸체를 갖는 보철기구를 개시하는데, 상대적으로 뻣뻣한 외측 섬유륜 개스캣으로부터 상대적으로 유연한 중심 수핵부를 통해서 뻣뻣함에 변화가 있다.

미국 특허 6,964,686은 심을 수 있는 척추 디스크 보철기구를 개시하는데, 디스크 맴버, 하부와 상부 디스크 지지부재를 구비해서 디스크를 지지할 수 있도록 한다.

최근 척추 접합을 대체하는 것은 손상된 디스크를 운동 보존 기구로 교체하는 것인데, 수핵이나 전체 디스크 교체를 포함한다. 인공 디스크의 개발은 인접 부분 질환을 예방하기 위한 것이다. 인공 디스크 기구는 넓게 두 개의 범주로 구분되고, 하나는 수핵만을 대체하여 외측 섬유륜과 척추 몸체의 플레이트는 그대로 두는 방법이고, 다른 하나는 디스크를 교체하여 보철기구를 설치하는 방법이다. 두가지 방법은 척추 디스크 기능의 회복에 목적을 둔다. 예를 들어, 미국 특허 5,047,055와 5,192,326은 보철 수핵에 대해 설명한다. 미국 특허출원 US2002/0183848은 또한 자켓에 의해서 둘러싸인 하이드로겔(hydrogel)을 갖는 보철 척추 디스크 수핵을 개시한다.

이외에도 전체 디스크 교체를 위해서 설계되어 경추 또는 요추에 사용하는 상업적으로 유용한 보철기구들의 다양한 형태가 있다. 예를 들어, Prodisc, Charite의 디스크는 폴리에틸렌 코어를 구비하고 코발트 크롬으로 이루어진 플레이트로 구성된다. Prodisc는 미국 특허 5,314,477에서 설명되고, Charite는 미국 특허 5,401,269와 5,556,431에서 설명된다. Prestige의 디스크는 볼과 골 관절(trough articulation)을 구비한 금속 물질로 구성된다. 경추에서 인기를 끄는 인공 디스크의 다른 형태는 Bryan 디스크인데, 미국 특허 출원 2004/0098131, 2004/00544411, 2002/0128715에서 설명된다. Bryan 디스크는 낮은 마찰, 마모성이 작으며 탄성이 있는 수핵을 구비하는 복합 인공 디스크인데, 두 개의 원형 금속 플레이트로 연계된다.

척추 보철기구에 대한 종래 기술은 내재하는 제한요소를 갖기 때문에 제한적인 성공 가능성을 제공한다고 인식된다. 종래 기술의 제한을 극복해서 종래에 알려진 내재하는 문제를 피할 수 있는 척추 보철 기구를 제공할 필요가 있다.

본 발명의 목적은 장기간에 걸쳐 환자의 척추에 효율적으로 유효하게 작용할 수 있고, 인접한 원래의 디스크에 손상을 가하거나 퇴행화를 유발하지 않는 척추 디스크 보철기구를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 핀이나 통상적인 기계적인 힌지 부재를 필요로 하지 않고, 인접한 자연적인 신체와 보철기구의 자연적인 운동이 가능하도록 하는 척추 디스크 보철기구를 제공하는 것이다.

또 다른 목적은 새로운 척추 디스크 보철기구 시술 방법을 제공하여, 수술후 회복 시간을 줄이고, 수술후 발생된 디스크, 척추 몸체, 척추 관절 퇴행화를 방지할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 원래 척추의 메카니즘을 희생시키지 않고, 퇴행화 디스크 질환의 증상을 완화하는 척추 디스크 보철기구를 제공하는 것이다.

이외에도 본 발명의 목적은 쉽게 심을 수 있고, 원래 디스크의 견고함이나 운동을 모방하는 보철기구를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 보철기구를 설치하는 방법을 제공하여, 보철기구가 이미 존재하는 뼈의 표면과 잘 어울리도록 하는 것이다.

위와 관련된 목적은 뼈가 보철기구의 인접한 외표면에 잘 부착되도록 하는 보철기구를 제공하는 것이다.

다른 목적은 해당 부품에 의해서 종양이 유발되지 않는 척추 보철기구를 제공하는 것이다.

다른 목적은 탄성 부재가 척추에 적용되는 다른 힘이나 충격을 흡수하는 척추 디스크 보철기구를 제공하는 것이다.

다른 목적은 여러 개의 디스크 보철기구를 포함하는 효율적인 척추 보철기구를 제공하는 것이다.

이에 관련된 목적은 상술한 부재들이 환자에게 시술되기 위해서 미리 조합된 배열을 갖을 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 환자에게 척추 디스크 멤버를 삽입하고 위치시키는 도구와 방법을 제공하고, 척추 디스크 멤버를 서로 결합하기 위한 도구와 방법을 제안하는 것이다.

본 발명은 척추 디스크 보철기구와 척추 디스크를 대체하기 위한 방법과 관련 도구에 관한 것이다. 보철기구는 만곡된 모서리 벽을 구비하는 형상으로 일반적으로 원반 형태로 이루어지고, 측방과 꼬임 운동을 제한하기 위해서 음양 문양으로 이루어진 거울에 비치는 상으로 형성되는 몸체를 구비한다. 보철 기구는 강도가 다양한 하나 또는 그 이상의 물질로 제작될 수 있는데, 일정한 강도와 밀도를 갖는 것이 바람직하다. 보철기구의 재질은 정형외과에서 사용되는 금속 합금, 생체 적합성이 있는 세라믹, 생체 적합성이 있는 실리콘 탄성 중합체, 그 것들의 조합한 물질과 같은 생체 적합성이 있는 금속을 포함하는 것이 바람직하다.

한 측면에서, 본 발명은 보철기구 디스크를 형성하기 위해서 조합되는 적어도 두 개의 척추 디스크 멤버를 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 멤버 디스크는 각각이 음양 문양의 반쪽을 갖으면서 실질적으로 동일하며, 일단부, 반원과 거의 동일하게 일정한 반지름을 갖는 곡선을 갖는 바깥쪽 외벽, 볼록 벽부에 인접하게 위치하는 오목 벽부를 구비하며, 외벽의 반원 아크의 지름을 따라 위치하는 내벽(조합된 멤버 어셈블리에 상대적으로)을 포함한다.

본 발명의 척추 디스크 멤버는 환형 링 구조나 대체되거나 치료되는 척추 디스크 부분의 외측 섬유륜 내에 위치하면서, 공통 경계를 공유하고, 합쳐지는 구조를 형성하는 내벽을 따라 결합된다. 여기서 사용된 것처럼, 합쳐지는 것은 두 개 또는 그 이상의 디스크 멤버들로 형성된 본 발명의 척추 보철기구의 완성된 대칭적인 원반 구조를 의미한다. 존재하는 손상된 수핵을 제거하자마자, 그 공간을 점유시키는 것에 의해서, 척추 디스크 멤버가 삽입되고 배치되어, 바람직하게는 개별 멤버에 특정화된 도구를 사용해서 체결된다. 이러한 관점에서, 설명의 편의를 위해서, 멤버들은 차례대로 수술적으로 삽입되고, 초기에 삽입되는 멤버는 여기에서 제1디스크 멤버라고 호칭되고, 뒤이어서 삽입되는 멤버는 제2디스크 멤버로 호칭된다.

다른 실시예에서, 각각의 척추 디스크 멤버는 각각의 멤버가 척추에 삽입된 후(즉, 수핵의 위치에서 척추 몸체의 외측 섬유륜 내)에 멤버를 서로 지지하고, 배치하고, 체결하고, 환자의 척추 기둥 내에 멤버의 대체와 후측 수술 삽입을 돕기 해서, 선택적으로 홈, 노치, 보스, 관, 채널, 챔버나 그 조합된 것을 더 포함할 수 있다. 선택적인 지지, 배치, 체결 구조는 모범적인 실시예로, 하나도 제외되지 않는다. 탄성 중합체, 생체 적합성이 있는 접착제, 생체 적합성이 있는 고정 부재, 자성체에 한정되지 않는 다른 지지, 배치, 체결 구조와 장치는 여기서 설명된 본 발명을 실시하기 위해서 채용될 수 있고, 첨부된 청구범위의 범위 내에 있다.

다른 측면에서, 본 발명은 제1과 제2디스크 멤버를 배치할 수 있는 수술 도구와 상기 도구를 사용하는 방법을 포함할 수 있다. 한 실시예에서, 상기 도구는 탈착가능하게 디스크 멤버를 고정하고, 제1과 제2멤버를 서로 알맞게 배치하는 구조물을 포함하고, 제1과 제2디스크 멤버를 서로 체결하는 구조물을 또한 포함할 수 있다.

다른 측면에서, 본 발명은 제1과 제2디스크 멤버의 대체를 위한 수술 도구를 사용해서 수핵을 제1디스크 멤버와 제2디스크 멤버로 교체하고, 제1과 제2멤버를 서로 알맞게 배치하는 시스템과 방법을 포함할 수 있고, 척추 공간 내에서 제1과 제2디스크 멤버가 서로 결합되는 방법을 포함할 수 있다.

사용에 있어서, 손상된 디스크는 수술적으로 제거될 수 있고, 대체된 보철기구는 환자의 인접한 척추 사이에 삽입되는데, 이는 후방 척추 접합에 유사한 수술적 접근 방식이다.

후방 척추 접합(PLIF: Posterior lumbar interbody fusion)은 하부 등(요추 부분)에 척추를 접합하고 디스크를 제거하는 것에 관련된 수술 방법이다. 본 과정은 등의 중앙 부위를 절개하는 수술이다. 척추의 일측에 위치한 근육과 인대의 중앙층을 절개한 후에는, 극돌기(spinous process)와 얇은 조각의 부착이 이루어진다. 뼈의 작은 조각을 제거하는 특수한 장비를 사용하면, 의사가 신경을 볼 수 있을 때까지 얇은 조각은 점차적으로 제거된다. 신경은 조심스럽게 이동되어서, 두 개의 척추 사이에 위치한 디스크를 미세하게 노출시킨다.

다양한 도구를 사용해서, 섬유륜 절개술은 미리 시행되고, 수핵은 척추의 오른쪽 또는 왼쪽 측면을 통해서 제거된다. 제1디스크 멤버가 외측 섬유륜으로 삽입되고, 제2디스크 멤버에 의해서 뒤따라 지며, 디스크가 배열되고, 서로 체결된다. 섬유륜 절개술이 다시 봉합되고, 공간은 수핵으로 가득차면서 본 발명의 보철기구 디스크에 의해서 점유된다.

본 발명의 한 측면은 보철기구 디스크의 어셈블리가 선조립되는 것일 수 있다. 보철기구 어셈블리를 시술하기 위해서, 환자의 손상된 척추의 크기, 모양, 특성에 관한 정보가 수집된다. 그리고 나서, 하나 또는 그 이상의 보철기구 디스크 유닛이 선택되고, 그러한 정보에 따라 조립이 될 수 있다. 본 발명의 다른 측면은 완성되고, 순응하는 디스크 어셈블리가 환자의 척추에 시술되는 것이다.

상술한 것은 물론 상술하지 않은 본 발명의 특징, 목적과 효과는 아래 자세히 설명된 부분을 읽는 것을 통해서 당업자가 충분히 이해할 수 있다.

본 발명은 도면을 참조하면서 상세한 설명을 살펴볼 때에 잘 이해될 수 있다. 통상적인 실행을 할 수 있는 범위에서는, 도면의 구성요소는 도면의 비율로 제한되지 않는다. 반대로, 각 구성요소의 차원은 임의로 확장되거나 간결함을 위해서 생략될 수 있다. 아래 특징들이 도면에 포함된다.
도 1은 본 발명의 보철 디스크의 실시예의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 보철 디스크의 다른 실시에의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 실시예의 제1디스크 멤버의 평면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 실시예의 제1디스크 멤버의 외측 사시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 실시예의 제1디스크 멤버의 내측 사시도이다.
도 6은 도 3에 도시된 시릿예의 제1디스크 멤버의 내측 측면도이다.
도 7은 도 2에 도시된 제2디스크 멤버의 외측 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 제2디스크 멤버의 내측 사시도이다.
도 9는 도 7에 도시된 제2디스크 멤버의 평면도이다.
도 10은 본 발명의 제1멤버 삽입 도구의 실시예에 설치된 제1디스크 멤버를 도시한 도면이다.
도 11은 도 10에 도시된 제1멤버 삽입 도구의 실시예의 일단에 설치된 제1디스크 멤버를 클로즈업한 도면이다.
도 12는 도 10에 도시된 제1멤버 삽입 도구의 실시예의 일단에 설치된 제1디스크 멤버의 확대도이다.
도 13은 도 10에 도시된 제1멤버 삽입 도구의 실시예의 일단의 확대도이다.
도 14는 도 10에 도시된 제1멤버 삽입 도구의 실시예의 일단에 설치된 제1디스크 멤버의 확대 부분 단면도이다.
도 15는 본 발명의 제2디스크 멤버 삽입 도구의 실시예에 설치된 제2디스크 멤버의 측면도이다.
도 16은 도 15에 도시된 제2디스크 멤버 삽입 도구에 설치된 제2디스크 멤버의 클로즈업된 도면이다.
도 17은 본 발명의 제2디스크 멤버 삽입 도구의 집어 넣을 수 있는(retractable) 삽입 막대의 측면도이다.
도 18은 도 17의 집어 넣을 수 있는 삽입 막대의 일단을 클로즈업한 도면이다.
도 19는 도 17의 집어 넣을 수 있는 삽입 막대의 일단에 설치된 제2디스크 멤버를 클로즈업한 도면이다.
도 20은 제2디스크 멤버 삽입 도구의 헤드부를 확대한 도면이다.
도 21은 본 발명의 제2디스크 멤버 삽입 도구의 스크류 드라이버 어셈블리를 도시한 도면이다.
도 22는 본 발명의 보철 디스크의 실시예에 결합된 제1멤버 포지셔닝 도구의 축 부분의 부분 단면도이다.
도 23은 본 발명의 봉합 케이블에 연결된 제1디스크 멤버와 제2디스크 멤버의 측면도이다.
도 24는 본 발명의 봉합 케이블을 확대한 도면이다.
도 25는 본 발명의 보철 디스크에 삽입된 스크류에 체결된 스크류 드라이버 어셈블리의 축 부분의 단면을 클로즈업한 도면이다.
도 26은 본 발명의 체결 링의 확대도이다.
도 27은 본 발명의 도 2에 도시된 보철 디스크의 다른 사시도이다.
도 28은 본 발명의 디스크 멤버의 다른 실시예의 평면도이다.
도 29는 도 28의 디스크 멤버를 내측에서 바라본 사시도이다.
도 30은 도 28에 도시된 디스크 멤버를 180도 회전해서 바라본 사시도이다.
도 31은 도 28에 도시된 한 쌍의 디스크 멤버를 위쪽에서 바라본 사시도이다.
도 32는 본 발명의 보철기구의 다른 실시예의 측면에서 바라본 사시도이다.

해당 기구, 시스템, 방법에 대해 설명하기 이전에, 본 발명은 설명된 특정 실시예에 제한되지 않고, 다양하게 변형될 수 있다. 또한 여기서 사용된 용어는 특정한 실시예를 설명하기 위한 목적을 가지기 때문에, 범위를 제한하기 위해서 사용될 수는 없고, 따라서 본 발명의 범위는 오직 청구범위에 의해서 제한될 뿐이다.

본 발명은 척추 디스크를 대체하기 위한 것으로, 외측 섬유륜 및/또는 수핵을 포함하고, 대체에 의해서 퇴행화 및/또는 디스크의 탈출을 방지하거나 치료하기 위한 것이다. 본 발명은 인접한 하나 이상의 척추 몸체 사이에서 하나 이상의 보철 디스크를 시술하는 것에 의해서 달성될 수 있다.

여기에서 사용된 기술적 또는 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당업자에 의해서 공통적으로 이해될 수 있는 것과 동일한 의미를 갖는다. 예를 들어, 수직 또는 수평이란 의미는 해부학적인 의미에서 서 있는 신체에 대해 상대적으로 사용된다. 전방(anterior), 후방(posterior), 상방(superior), 하방(inferior)은 해부학에서 사용되는 통상의 의미로 정의된다. 전방은 앞쪽을 향하는 영역을 의미하고, 후방은 뒷쪽을 향하는 영역을 의미한다. 시상면쪽(sagittal)은 서 있는 신체의 중앙 중심축의 일측의 영역을 의미하고, 상방은 머리를 향하는 위쪽, 하방은 발을 향하는 아래쪽을 의미한다. 도구나 장치에 있어서, 일단(distal)은 도구 사용자의 신체로부터 먼 쪽을 의미하고, 타단(proximal)은 도구 사용자의 신체에 가까운 쪽을 의미한다.

여기에서 상부(upper)와 하부(lower)는 대체되는 수핵의 한 면에 척추의 참조 위치에 대해서 인용되는 도면에서 도시된 디스크 멤버의 구조를 칭한다. 상방 척추 몸체면(superior vertebral body surface)은 척추 디스크가 놓인 척추 몸체의 위쪽 부분을 의미하고, 하방 척추 몸체면(inferior vertebral body surface)은 기능성 척추 유닛의 척추 디스크 위에 위치하는 척추 몸체의 아래쪽 부분을 의미한다.

본 발명은 요추(lumbar)와 허리엉치(lumbosacral) 부분에 위치한 척추 디스크에 주로 사용될 수 있다. 그러나, 본 발명은 여기에 제한되지는 않고, 경추, 흉추(thoracic spine)에서 사용될 수 있도록 변형될 수 있다.

도 1은 보철기구(10)의 실시예를 도시하는데, 내벽 숄더(45,47와 46,48)에 인접한 상부 면에 정의되는 공통 경계(20)을 따라 배치되는 실질적으로 동일한 디스크 멤버(1,2)는 두 개가 모여서 전체적으로 원반 형태를 갖는다. 제1디스크 멤버(2)는 측벽(6)과 상면(8)을 포함한다. 도면에 도시된 바처럼, 디스크 멤버(1, 2) 각각은 음양(yin-yang) 문양의 반쪽과 실질적으로 비슷한 형태를 갖고, 적절한 배열로 조합되는 경우에는 다소 동일한 형태의 두 개의 반쪽을 포함하는 디스크와 유사한 형태를 이룬다. 디스크 멤버(1,2)는 또한 두툼한 콤마(fat comma), 꼬인 물방울, 및/또는 페이즐리(paisley)의 형태를 이루고, 각각의 용어는 일반적으로 도면에서 개시된 실질적인 형태로 이해될 수 있고, 본 발명의 정신이나 범위로부터 분리되지 않고 여기에서 혼용되어 사용될 수 있다.

비록 도 1에는 도시되지 않았지만, 디스크 멤버(1,2)는 상면(7,8)에 반대편에 위치한 미도시된 하면 구조물을 동일하게 포함한다. 상면 구조물(7,8)(미도시된 대응되는 하면)은 공통 경계(20)에 상대적으로 약간 볼록하게 형성되어서, 보철기구(10)의 몸체로부터 상대적으로 일정한 곡면을 이루기 때문에, 척추 내측에 설치되는 보철기구(10)가 보다 향상된 장착 특성과 물리적 마모 특성을 가질 수 있다.

본 발명의 보철기구는 금속, 금속 합금, 세라믹, 플라스틱이나 그 조합물로 제작될 수 있다. 특히 바람직한 금속 합금은 정형외과(orthopedic)에서 사용되는 금속 합금으로, 특히 인공 관절의 제작에 사용되는 것이다. 이러한 금속 합금은 강도, 탄성, 생체 적합성과 같은 바람직한 특징으르 갖는다. 강도는 파손되지 않거나 무거운 하중 하에서 영속적으로 변형되지 않는 것을 의미하고, 탄성은 견고함에 적합한 정도를 갖는 것(너무 큰 견고함은 신체 무게로부터 척추 기둥을 보호할 것이다)을 의미하고, 생체 적합성은 뼈 조직에 잘 견딜 수 있는 것을 의미한다.

특히, 정형 외과의 유용한 금속 합금은 코발트 크롬 합금, 스테인레스 스틸 합금과 티타늄 합금을 포함하고, 이 것들은 뼈 조직에 잘 견딜 수 있다. 티타늄 합금은 스테인 레스 스틸이나 코발트 크롬 합금에 비해서 높은 강도, 부식 저항, 생체 적합성을 갖는다는 점에서 특별히 우월한 특성을 갖는다.

본 발명의 보철기구에 유용한 적절한 플라스틱은, 다른 임플란트에 접촉하도록 설계된 다른 임플란트의 표면에 통상적으로 사용되는 의학 수준의 폴리에틸렌(Polyethylene)을 포함한다. 폴리에틸렌은 다른 물질에 접촉할 때에 내구성이 크다. 예를 들어, 많은 관절 부분에서 금속 임플란트가 폴리에틸렌 표면 위에서 이동할 때에, 그 접촉은 매우 부드럽고 마모의 정도도 작다.

도 2는 본 발명의 보철기구(100)의 실시예를 도시한다. 보철기구(100)은 상면과 하면에서 실질적을 동일한 한 쌍의 디스크 멤버(101,102)를 포함하고, 내벽 숄더(145,147과 146,148)에 인접한 상면과 하면에 의해서 정의되는 공통 경계(200)를 따라 배열되어, 전체적으로 원반 형태를 갖는 합동 구조물을 형성한다.

도 2에 도시된 것처럼, 디스크 멤버(101,102) 각각은 음양 문양의 반쪽에 실질적으로 유사한 형태를 갖고, 적절하게 배치되어 조합되었을 때, 다소 유사한 두 개의 반쪽을 포함하는 원판과 같은 형태를 이룬다. 도 2에 관해서, 디스크 멤버(101,102)는 또한 두툼한 콤마(fat comma), 꼬인 물방울, 및/또는 페이즐리(paisley)의 형태를 이루고, 각각의 용어는 도 2에 실질적으로 개시된 형상을 의미하고, 본 발명의 정신이나 범위로부터 분리되지 않고 여기에서 혼용되어 사용될 수 있다. 제1디스크 멤버와 제2디스크 멤버의 넓은 단부는 머리(head)나 리딩 모서리(leading edge)라고 호칭되고, 좁은 단부는 꼬리(tail)이나 트레일 모서리(trail edge)로 호칭될 수 있다.

도 2에 도시된 발명의 실시예에 대해서, 제1디스크 멤버(102)와 제2디스크 멤버(101)는 삽입의 상대적인 순서에 따라 결정되는 것이고, 제1디스크 멤버(102)와 제2디스크 멤버(101)의 위치가 특정한 순서나 과정에 따라서 절대적으로 선정되지는 않는다. 각각의 디스크의 명칭은 도면에서 인용되는 부품에 대한 용어로 사용될 뿐이다. 마찬가지로, 제2디스크 멤버(101)가 먼저 삽입되고, 제1디스크 멤버(102)가 이어서 삽입될 수 있으며, 그 반대의 경우도 가능하다.

제1디스크 멤버(102)는 제1디스크 멤버 리딩 모서리 벽(104), 제1디스크 멤버 외 측벽(106), 제1디스크 멤버 상면(108)을 포함한다. 제1디스크 멤버 상면 리딩 모서리(110)과 제1디스크 멤버 상면 리딩 모서리 전이부(112)는 제1디스크 멤버 리딩 모서리 벽(104)의 위쪽에 위치한다. 제1디스크 멤버 상면 리딩 모서리 전이부(112)는 제1디스크 멤버 상면(108)에 의해서 제1디스크 멤버 상면 트레일링 모서리 전이부(114), 제1디스크 멤버 상면 트레일링 모서리(116)로부터 분리된다. 도 2에 도시된 것처럼, 전이부(112, 114)는 제1디스크 멤버 상면(108)의 양 측면에 위치한다. 전이부는 제1디스크 멤버 상면 리딩 모서리(110)와 제1디스크 멤버 상면 트레일링 모서리(116)에 의해서 한정되고, 상면의 상대적 높이가 약간 낮은 높이(통상적으로 두께)로 감소하는 상면(108)에 위치한 영역을 의미한다. 전이부(112,114)의 상대 위치는 절대적이지 않고, 많은 실시예에서 도 2에 도시된 위치에 대해서 상대적으로 전방 또는 후방으로 변형될 수 있다.

제1디스크 멤버 상면 숄더(118)은 제1디스크 멤버 상면(108)에 인접하게 위치한다. 상면 숄더(118)은 부드럽게 만곡된 면으로 이루어져, 보철기구(100)의 전체적인 고정 특성과 마찰 특성을 향상시킬 수 있고, 다른 실시예에서는 다르게 적용될 수 있다. 측벽 노치(notch)(120)은 제1디스크 멤버 외측벽(106)의 위쪽에 위치하는 상면 숄더(118)의 아래쪽에 위치한다. 측벽 노치(120)은 수술용 도구나 제1디스크 멤버(102)를 원하는 위치에 이동시키기 위한 장치를 수용하기 위한 홈 또는 함몰부이다. 도 2에 도시된 것처럼, 제1디스크 멤버 제1봉합 채널(122)은 측벽 노치(120) 내에 위치한다. 다른 실시예에서, 제1봉합 채널은 선택적으로 존재하거나, 측벽(106)에 직접 위치해도 된다.

제2디스크 멤버(101)은 제2디스크 멤버 외측벽(105)와 제2디스크 멤버 상면(107)을 포함한다. 제2디스크 멤버 리딩 모서리(미도시) 위에는 제2디스크 멤버 상면 리딩 모서리(115)와 제2디스크 멤버 상면 리딩 모서리 전이부(113)이 위치하고, 제2디스크 멤버 리딩 모서리는 제2디스크 멤버 리딩 외측벽(105)에 떨어져서 위치한다. 제2디스크 멤버 상면 리딩 모서리 전이부(113)은 제2디스크 멤버 상면(107)에 의해서 제2디스크 멤버 상면 트레일링 모서리 전이부(111)와 제2디스크 멤버 상면 트레일링 모서리(109)로부터 분리된다. 도 2에 도시된 것처럼, 제2디스크 멤버 전이부(111,113)은 제2디스크 멤버 상면(107)의 양측면에 위치한다. 제1디스크 멤버(102)의 경우처럼, 제2디스크 멤버 전이부(111,113)는 제2디스크 멤버 상면 리딩 모서리(115)와 제2디스크 멤버 상면 트레일링 모서리(109)에 의해서 한정되고, 상면의 상대적 높이는 약간 낮은 높이(따라서 전체적으로 두께)로 감소하는 상면(107)에 위치한 영역을 의미한다. 제2디스크 멤버 전이부(111,115)의 상대적 위치는 절대적이지 않고, 다른 실시예에서는 도시된 위치에 상대적으로 전방 또는 후방으로 이동될 수 있다.

제2디스크 멤버 상면 숄더(117)는 제2디스크 멤버 상면(107)에 인접하게 위치한다. 상면 숄더(117)은 부드럽게 완곡된 면으로, 보철기구(100)의 장착 특성과 마모 특성을 향상시키고, 다른 실시예에서는 다른 형태로 변형될 수 있다. 삽입 가이드 오리피스(151)은 제2디스크 멤버 외측벽(105)의 제2디스크 멤버 트레일링 모서리의 아래쪽에 위치한다. 삽입 가이드 오리피스(151)는 수술 도구나 제2디스크 멤버(101)을 원하는 위치, 바람직하게는 제1디스크 멤버(102)에 인접한 위치로 이동시키는 도구를 수용하기 위한 채널이나 구멍이다.

비록 도 2에 도시되지는 않았지만, 디스크 멤버(101,102)는 상면(107,108)에 반대편에 위치하지만 미도시된 하면을 포함한다. 상면(107,108)(미도시된 대응되는 하면)은 보철기구(100)의 횡단면에 대해 상대적으로 약간 볼록한 형태로 이루어져서, 보철기구(100)의 몸체로부터 상대적으로 일정한 곡면을 형성하기 때문에, 척추 내에서 보철기구(100)의 위치 선정과 물리적 마모 특성이 향상될 수 있다.

도 3을 참조하면, 제1디스크 멤버(102)의 평면도가 도시된다. 도면으로부터 인식될 수 있는 것처럼, 제1디스크 멤버는 연속적인 상/하부 주변면, 외벽 숄더(118), 리딩 모서리 숄더(160), 볼록 내벽 숄더(146), 오목 내벽 숄더(148), 트레일링 모서리 숄더(158)에 의해서 한정되는 음양 문양의 반쪽에 실질적으로 유사한 형태를 갖는다.

외벽(106)은 A-B선에 의해서 정의된 상대적으로 일정한 반지름을 갖는 곡선을 갖는 반원 아크로 정의된다. 외벽(106)보다 작은 반지름을 갖는 곡선을 갖는 리딩 모서리 벽(104)는 외벽(106)에 인접하다. 리딩 모서리 벽(104)는 B-C선에 의해서 정의된 부분이다. C-D선에 의해서 정의된 반지름을 갖는 내측 볼록벽(132)은 리딩 모서리 벽(104)에 인접하다. 내측 오목벽(134)는 내측 볼록벽(132)에 인접하고, D-A선에 의해서 정의되고, 내측 볼록벽(132)의 반대편 부분에서 외벽(106)과 인접하게 위치한다. 내측 볼록벽(132)과 내측 오목벽(134)은 반대방향이지만 유사한 반지름을 갖는데, 내측 볼록벽(132)은 제1디스크 멤버(102)의 몸체로부터 멀어지도록 연장되는 반면에, 내측 오목벽은 제1디스크 멤버(102)의 몸체로 향하도록 연장된다. 예를 들어, 한 실시예에서, 외벽(106)은 대략 9mm 정도의 반지름을 갖고, 리딩 모서리 벽은 약 3mm, 내측 볼록벽과 내측 오목벽은 각각 약 6mm정도의 반지름을 갖는 것이 가능하다. 제1디스크 멤버의 주변 벽은 반쪽의 음양 형태의 더욱 만곡된 꼬리부를 갖기 위해서 A점 인근에서 작은 반지름을 갖는 부가적인 영역을 더 포함할 수 있다.

도 3은 제1디스크 멤버(102)의 상측의 중앙부에 위치하는 제1디스크 멤버 상면(108)을 도시한다. 숄더(118)는 제1디스크 멤버 상면(108)과 외벽(106)의 사이에 위치한다. 도시된 실시예에 따르면, 숄더(118)는 일정하게 만곡된 모서리로 이루어져, 삽입 장착되었을 때에, 본 발명의 보철기구의 장착 성능과 마모 성능을 향상시킨다. 그러나, 숄더(118)는 기능에 따라 선택적으로 채택하지 않을 수 있고, 일정하지 않은 형상을 가질 수 있으며, 크게 만곡되거나 작게 만곡된 모서리면을 가진 다른 형상을 갖는 것도 가능하다. 제1디스크 멤버 상면 리딩 모서리(110)과 제1디스크 멤버 상면 리딩 모서리 전이부(112)는 제1디스크 멤버(102)의 헤드부를 향해서 위치한다. 제1디스크 멤버 상면 리딩 모서리 전이부(112)는 제1디스크 멤버 상면(108)과 제1디스크 멤버 리딩 모서리면의 사이에 위치한다. 상면 트레일링 모서리 전이부(114)와 제1디스크 멤버 상면 트레일링 모서리(116)는 제1디스크 멤버(102)의 꼬리단을 향해서 제1디스크 멤버 상면(108)의 후방에 위치한다. 내측 숄더(146)는 숄더(108)의 반대편 주변 벽에 위치하는데, 상측 리딩 모서리면(110)으로부터 상측 리딩 트레일링 모서리면(116)으로 연장된다.

도면에서 인식될 수 있는 것처럼, 전이부(112,114)는 제1디스크 멤버 상면(108)의 양 측면에 위치한다. 전이부는 상면의 상대 높이가 약간 낮은 높이(따라서 횡단면에서 보았을 때 전체적으로 두께의 관점)로 감소하는 상면(108)에 위치하고, 특히 제1디스크 멤버 상면 리딩 모서리(110)과 제1디스크 멤버 상면 트레일링 모서리(116)에 의해서 한정된다. 전이부(112,114)의 상대 위치는 절대적이지 않고, 다른 실시예에서는 도 3에 도시된 위치에 상대적으로 전방 또는 후방으로 이동될 수 있다. 마찬가지로, 제1디스크 멤버(102)의 하면(미도시)은 형태, 구조, 상면과 주변 벽들에 대해 인용하는 도면부호에 대해서 실질적으로 동일하다.

도 4는 도 2의 제1디스크 멤버의 실시예를 바깥쪽에서 바라본 사시도이다. 측벽 노치(120)은 상면 숄더(118)의 아래쪽이면서 제1디스크 멤버 외측벽(106)의 내부에 위치한다. 측벽 노치(120)는 수술용 도구나 척추 디스크의 외측 섬유륜의 내에 원하는 위치로 제1디스크 멤버(102)를 이동시키기 위한 도구를 수용하기 위한 홈이나 함몰된 부분이다. 측벽 노치(120)는 제1디스크 멤버(102)를 이동시키거나 위치시키는 데에 도움을 주는 수술 도구 또는 다른 도구가 수용될 수 있는 오리피스와 같은 형태를 취한다. 제1디스크 멤버 제1봉합 채널(122)와 제1디스크 멤버 제2봉합 채널(124)은 측벽 노치(120)의 내에 위치한다. 제1봉합 채널과 제2봉합 채널은 디스크 멤버의 외면으로부터 디스크 멤버를 통해 디스크 멤버의 내면으로 연장되는 경로르르 형성하는 박스를 형성한다. 외면에 대한 도면부호는 "'"가 없는 형태이지만, 내면에 대한 도면부호는 "'"가 있는 형태이다(예를 들어, 122',124'). 다른 실시예에서는 측벽 홈은 제거되어도 되고, 제1봉합 채널과 제2봉합 채널은 선택적으로 존재해도 되고, 외벽(106)에 직접 형성되어도 된다.

측벽 노치(120)은 외벽 노치 헤드부(126)과 측벽 노치 꼬리부(128)에 의해서 한정된다. 내측 노치 마루부(130)은 측벽 노치 꼬리부(128)로부터 멀어지도록 위치한다. 도 4, 도 5, 도 6에 대해서, 아래에서 자세히 설명되겠지만, 제1디스크 멤버(102)의 상면과 하면은 본질적으로 반사된 형상을 가져서, 제1디스크 멤버의 상면과 하면의 구조, 표면, 부분의 형상은 중심축을 통과하는 길이방향 횡단면선으로 절단해서 비교하면 서로 동일하다.

도 5는 도 4에 도시된 제1디스크 멤버의 내벽에 대한 사시도이다. 제1디스크 멤버 상면(108)은 머리부를 향하는 제1디스크 멤버 상측 리딩 모서리면(110)과 제1디스크 멤버(102)의 꼬리부를 향하는 제1디스크 멤버 트레일링 모서리면(116)을 구비한다. 내벽 숄더(146,148)은 제1디스크 멤버(102)의 내측 주변 모서리에 위치하고, 경계는 상면(108)과 내측 볼록벽(132)의 사이와 상면(108)과 내측 오목벽(134)의 사이에 연속적으로 위치한다. 내측 숄더(146)는 상측 리딩 모서리면(110)으로부터 꼬리부 벽(150)에 배치된 상측 트레일링 모서리면(116)으로 연장된다. 내측 오목벽 숄더(148)은 상측 트레일링 모서리면의 내측 숄더(146)에 인접하게 연장되고, 외측 숄더(118)까지 이어진다.

내측 노치(140)는 내측 볼록벽(132)와 내측 오목벽(134)의 내에 위치하고, 내측 노치 볼록단(142)과 측벽 노치 꼬리부(128)에 의해서 한정된다. 내측 노치(140)는 내측 노치 마루부(130)과 내측 노치 천장부(132)에 의해서 정의된다. 스크류 공(144)는 내측 노치(140) 내에 위치하고, 나사산이 형성되어 있다. 스크류 공(144)은 제1디스크 멤버(102)의 몸체 내의 중심에 위치하고, 아래 도면에 설명된 것과 같이 고정 수단이나 스크류를 수용할 수 있도록 형성된다. 다른 실시예에서, 스크류 공은 위치가 재설정되거나 제거될 수 있다. 제1멤버 제1봉합 채널(122')과 제1멤버 제2봉합 채널(124')은 스크류 공(144)의 양 측에 위치하고, 공(144)의 중심으로부터 대략 유사한 거리 상에 배치된다. 여기서 사용된 "'"부호는 제1디스크 멤버(102)의 내벽에 위치한 봉합 채널 오리피스에 대응된다.

도 6은 도 4와 도 5에 도시된 제1디스크 멤버(102)의 측면도이다. 제1디스크 멤버의 약간 볼록한 형상은 도 2 부터 도 5까지 도시된 상면과 하면의 형상에 의해서 이루어진다. 내벽 숄더(146,148)는 각각 상면(108)과 내측 볼록벽(132)의 사이와 상면(108)과 내측 오목벽(134)의 사이에서 연속된 경계를 갖는다. 내측 숄더(146,148)은 상측 리딩 모서리면(110)으로부터 꼬리부 벽(150)의 상측 트레일링 모서리면(116)으로 연장된다.

내측 노치(140)는 내측 노치 볼록단(142)과 반대편에 위치한 측벽 노치 꼬리부(128)에 의해서 정의된다. 내측 노치(140)은 내측 노치 마루부(130)과 내측 노치 천장부(132)로 한정된다. 그러나 도면과 제1디스크 멤버가 180도 회전되면 마루부가 천장부가 된다는 점을 고려하면, 마루부와 천장부는 도 6에 도시된 위치에 따라 인용된 부분임을 알 수 있다. 스크류 공(144)은 내측 노치(140) 내에 위치하고, 나사산이 형성된다. 스크류 공(144)은 제1디스크 멤버(102)의 몸체 내에 중심선 중앙에 위치한다. 제1멤버 제1봉합 채널(122')과 제1멤버 제2봉합 채널(124')은 스크류 공(144)의 양 측면에 위치하고, 공(144)의 중앙으로부터 대략 동일한 거리 상에 배치된다. 도 6에 도시된 실시예에서, 제1멤버 제1봉합 채널은 내측 노치 볼록단(142)의 주변 모서리에 위치한다.

도 7은 도 2의 제2디스크 멤버의 외측 사시도이다. 제2디스크 멤버 상면(107)은 제2디스크 멤버(101)의 상측의 대략 중앙에 위치한다. 숄더(117)는 제2디스크 상면(107)과 외벽(105)의 사이에 위치한다. 도시된 실시예에 있어서, 숄더(117)은 내부로 삽입되었을 때에 본 발명의 보철기구의 장착 특성이나 마모 특성이 향상될 수 있도록 일정하게 만곡된 모서리로 이루어질 수 있다. 그러나, 숄더(117)은 선택적으로 제거되거나 일정하지 않은 형상으로 이루어지거나, 크거나 작게 만곡된 모서리면을 구비하는 형태로 형성되는 것이 가능하다. 제2디스크 멤버 상면 리딩 모서리(115)와 제2디스크 멤버 상면 리딩 모서리 전이부(113)는 제2디스크 멤버(101)의 머리부를 향하게 위치한다. 제2디스크 멤버 상면 리딩 모서리 전이부(113)은 제2디스크 멤버 상면(107)과 제2디스크 멤버 리딩 모서리면(115)의 사이에 위치한다. 상면 트레일링 모서리 전이부(111)와 제2디스크 멤버 상면 트레일링 모서리(109)는 제2디스크 멤버 상면(107)에 제2디스크 멤버(101)의 꼬리단을 향해서 후방에 위치한다. 내측 숄더(145)는 숄더(107)의 반대편 벽에 위치하고, 상측 리딩 모서리면(115)로부터 상측 리딩 트레일링 모서리면(109)로 연장된다.

도면으로부터 인지될 수 있는 것처럼, 전이부(111,113)는 제2디스크 멤버 상면(107)의 양 측면에 위치한다. 전이부는 상면의 상대적인 높이가 다소 낮은 높이(횡단면을 보았을 때 따라서 전체적으로 두께)로 감소하는 제2멤버 상면(107)에 배치되고, 제2디스크 멤버 상면 리딩 모서리(115)와 제2디스크 멤버 상면 트레일링 모서리(109)에 의해서 한정된다. 제1디스크 멤버(102)의 경우에 있어서, 전이부(111,113)의 상대적 위치는 절대적이지 않고, 다른 실시예에서는 도 7에 도시된 위치에 상대적으로 전방 또는 후방으로 이동할 수 있다. 그러나 제2디스크 멤버의 전이부의 상대적인 위치는 제1디스크 멤버에 전이부의 위치에 대응될 수 있다. 마찬가지로, 제2디스크 멤버(101)의 하면(미도시)은 상면과 주변 벽에 대해서 묘사된 형태, 기능, 도면 부호에 있어서 실질적으로 동일하다.

스크류 공(143), 스크류 체결 링(167), 스크류 홈(149)은 상면 숄더(117)의 아래쪽이면서, 제2디스크 멤버 외측벽(105)의 내에 위치한다. 삽입 핀 오리피스(151)은 스크류 공(143)의 구멍에 대해서 대략 90도로 배치된다. 삽입 핀 오리피스(151)는 수술 도구 또는 척추 디스크 외측 섬유륜 내에 원하는 장소로 제2디스크 멤버(101)을 이동시키기 위한 도구를 수용하기 위한 구멍 또는 챔버일 수 있다. 삽입 핀 오리피스(151)는 제2디스크 멤버(101)을 위치시키고 이동시키는 데에 도움을 주는 도구 또는 수술 도구에 수용되는 홈, 슬롯, 오리피스의 형상을 갖는다. 제2디스크 멤버 제1봉합 채널(121)과 제2디스크 멤버 제2봉합 채널(123)은 제2멤버 측벽(105) 내에 위치한다.

도 8은 도 7에 도시된 제2디스크 멤버의 내벽에서 바라본 사시도이다. 제2디스크 멤버 상면(107)은 헤드부를 향하는 제2디스크 멤버 상측 리딩 모서리면(115)와 제2디스크 멤버(101)의 꼬리부를 향하는 제2디스크 멤버 트레일링 모서리면(109)를 갖는다. 내벽 숄더(145,147)은 제2디스크 멤버(101)의 내측 주변 모서리에 위치하고, 상면(107)과 제2디스크 멤버 내측 볼록벽(133)의 사이와 상면(107)과 내측 오목벽(131)의 사이에서 연속된 경계가 형성된다. 내측 숄더(145,147)는 제2디스크 멤버 상측 리딩 모서리면(115)로부터 제2디스크 멤버 꼬리부 벽(161)의 상측 트레일링 모서리면(109)으로 연장된다. 내측 오목벽 숄더(147)는 상측 트레일링 모서리면에 배치된 내측 볼록벽 숄더(145)에 인접하게 위치하고, 외측 숄더(117)까지 주변을 따라 연장된다.

보스(139)는 내측 볼록벽(132)와 내측 오목벽(134)의 내에 위치하고, 일단은 내측 노치 오목단(141)이고, 타단은 제2디스크 멤버 측벽 노치 꼬리부(157)까지 연장된다. 내측 노치(140)는 보스 마루부(153)과 보스 천장부(미도시)에 의해서 정의된다. 스크류 공(143)은 보스(139)의 내에 배치된다. 스크류 공(143)은 제2디스크 멤버(101)의 몸체에 배치되고, 제2디스크 멤버(101)을 제1디스크 멤버에 체결하기 위한 고정 수단이나 스크류를 수용한다. 다른 실시예에서는, 스크류 공은 다른 위치로 변경되거나 생략되도 된다. 제2멤버 제1봉합 채널(121')과 제2멤버 제2봉합 채널(123')은 스크류 공(143)의 양측에 위치하고, 스크류 공(143)의 중심으로부터 대략 같은 거리 상에 배치된다. 제1디스크 멤버(102)의 경우와 같이, 제1봉합 채널과 제2봉합 채널은 외벽 개구부와 내벽 개구부를 구비한 경로를 갖는 뼈대이다. 내측 개구부는 "'"를 사용해서 인식되고(121', 123'), 대응하는 외측 개구부는 "'"를 사용하지 않는다(121,123).

도 9에는 도 7과 도 8에 도시된 제2디스크 멤버(101)의 평면도가 도시된다. 제2디스크 멤버(101)은 연속적인 상측 경계와 하측 경계, 외벽 숄더(117), 리딩 모서리 숄더(125), 볼록 내벽 숄더(145), 오목 내벽 숄더(147), 트레일링 모서리 숄더(159)에 의해서 규정되는 반쪽 음양(yin-yang) 문양과 실질적으로 유사한 형태를 갖는다.

제2디스크 멤버(101)의 외벽(105)은 A-B선에 의해서 정의되는 상대적으로 일정한 반지름을 갖는 커브를 갖는 반원 아크로 정의될 수 있다. 외벽(105)보다 작은 반지름을 갖는 곡선을 갖는 리딩 모서리 벽(125)는 외벽(105)에 인접하다. 리딩 모서리 벽(125)는 B-C선에 의해서 정의된 부분이다. C-D선에 의해서 정의된 반지름을 갖는 내측 볼록벽(133)은 리딩 모서리 벽(125)에 인접하다. 내측 오목벽(131)는 내측 볼록벽(133)에 인접하고, D-A선에 의해서 정의되고, 내측 볼록벽(133)의 반대편 부분에서 외벽(105)과 인접하게 위치한다. 내측 볼록벽(133)과 내측 오목벽(131)은 반대방향이지만 유사한 반지름을 갖는데, 내측 볼록벽(133)은 제2디스크 멤버(101)의 몸체로부터 멀어지도록 연장되는 반면에, 내측 오목벽은 제2디스크 멤버(101)의 몸체로 향하도록 연장된다. 예를 들어, 한 실시예에서, 외벽(105)은 대략 9mm 정도의 반지름을 갖고, 리딩 모서리 벽은 약 3mm, 내측 볼록벽과 내측 오목벽은 각각 약 6mm정도의 반지름을 갖는 것이 가능하다. 제2디스크 멤버의 주변 벽은 반쪽의 음양 형태의 더욱 만곡된 꼬리부를 갖기 위해서 A점 인근에서 작은 반지름을 갖는 부가적인 영역을 더 포함할 수 있다.

제2디스크 멤버 상면(107)은 헤드부를 향하는 제2디스크 멤버 상측 리딩 모서리면(115)와 제2디스크 멤버(101)의 꼬리부를 향하는 제2디스크 멤버 트레일링 모서리면(109)를 갖는다. 볼록 내벽 숄더(145)와 오목 내벽 숄더(147)은 제2디스크 멤버(101)의 내측 주변 모서리에 위치하고, 상면(107)과 제2디스크 멤버 내측 볼록벽(133)의 사이와 상면(107)과 내측 오목벽(131)의 사이에서 연속된 경계가 형성된다. 볼록 내벽 숄더(145)와 인접한 오목 내벽 숄더(147)은 제2디스크 멤버 상측 리딩 모서리면(115)로부터 제2디스크 멤버 꼬리부 벽(161)의 상측 트레일링 모서리면(109)으로 연장된다. 트레일링 모서리 숄더(159)는 상측 트레일링 모서리면에서 인접한 오목 내측 숄더(147)에 위치하고, 제2디스크 멤버(101)의 꼬리부의 주변을 따라 외측 숄더(117)로 연장된다.

보스(139)는 내측 볼록벽(133)과 내측 오목벽(131)의 사이에 위치하고, 일단은 제2디스크 내측 노치 오목단(141)으로, 타단은 제2디스크 멤버 측벽 노치 꼬리부(157)까지 연장된다. 보스(139)는 일면은 보스 마루부(153)에 의해서 정의되고, 반대편 면은 보스 천장부(미도시)에 의해서 정의된다. 보스(139)는 도 5와 도 6에 도시된 것처럼 제1디스크 멤버(102)의 내측 노치(140)의 내에 완전히 고정되거나 수용되는 형상을 갖는다. 다른 실시예에서, 보스(139)는 크기가 작거나 커질 수 있고, 합동으로 원반 구조를 이루기 위해서 디스크 멤버에 위치하는 대응하는 오리피스 내에 부분적으로 또는 완전히 수용되는 탭(tab)의 형상을 가질 수 있다.

도 10은 도구를 고정하기 위한 도구 핸들(302)과 척추 내의 공간에 제1멤버(102)를 삽입하기 위한 축(310)을 구비하는 제1디스크 멤버 삽입 도구(300)을 도시한다. 핸들(302)은 타단(304)과 축단(306)를 포함한다. 체결 축(310)을 핸들(302)로 넣기 위한 축 플랜지(308)은 축단(306)에 배치된다. 도구 헤드부(312)는 축(310)의 타단에 배치된다. 도구 헤드부(312)와 축(310)는 봉합선이나 와이어를 수용하는 적어도 하나의 봉합관(318)을 포함하고, 봉합선이나 와이어는 도구 헤드부(312)에 배치되는 제1디스크 멤버(102)에 작동가능하게 연결된다. 장력부(320)은 핸들(302)이나 핸들(302)의 내에 위치한다. 장력부(320)는 제1디스크 멤버(102)의 하나 또는 그 이상의 오리피스에 연통하도록 봉합 와이어나 봉합 케이블에 연결된다. 장력부(320)는 봉합 와이어 또는 봉합 케이블의 일부의 장력을 조절할 수 있고, 도구 헤드부(312)로부터 제1디스크 멤버(102)를 탈거시킬 수 있다. 장력부(310)는 제1디스크 멤버 제1봉합 채널과 제1디스크 멤버 제2봉합 채널 내에 위치하는 봉합 케이블이나 와이어를 조작하기 위한 메카니즘을 포함할 수 있다. 장력부(320)는 막대, 레버, 라쳇 형태의 휠, 방아쇠 메커니즘 또는 그들을 조합한 형태 중에 하나를 가질 수 있고, 도면에 도시된 구조물에 제한될 필요는 없다.

제1디스크 멤버 삽입 도구(300)과 부품들은 다양한 금속, 금속 합금, 플라스틱, 세라믹, 수술 도구와 같은 도구의 제조에 전형적으로 사용되는 다른 적절한 물질로 제조될 수 있다. 도구(300)는 상대적으로 가볍고, 내구성이 크고, 쉽게 제조되고, 비활성(피나 다른 유체에 반응하지 않음)이면서, 불침투성인 것이 바람직하다. 또한 도구(300)은 전체적으로 또는 부분적으로 재사용이 가능하고, 오토클래이브(autoclave), 가스, 화학적 살균제, 방사선, 살균 수술 도구에 유용한 다른 방법에 의해서 살균될 수 있는 것이 바람직하다.

도 11은 도 10의 제1디스크 멤버 삽입 도구(300)의 축(310)의 타단에 배치되는 도구 헤드부(312)의 클로즈업된 도면이다. 도구 헤드부(312)는 중심 갈래(prong)(314)와 측면 갈래(316)를 포함한다. 두 개의 갈래는 제1디스크 멤버(102)의 압축 설치를 제공하기 위해서 서로 작용한다. 통상적으로, 중앙 갈래(314)는 고정된 반면에 측면 갈래(316)은 어느 정도 유연하고, 조작 또는 삽입 과정 동안에 제1디스크 멤버(102)를 안정적으로 잡기 위해서 바이어스(bias)를 제공한다. 봉합관(318)은 중심 갈래(314)의 몸체 내에 위치한다. 봉합관(318)은 제1디스크 멤버(102)에 작동가능하게 연결된 봉합 케이블이나 와이어를 수용할 수 있다. 도면과 아래 설명으로부터 이해될 수 있듯이, 봉합 케이블은 제1디스크 멤버(102)를 도구 헤드부(312)로부터 탈거하고, 제2디스크 멤버(102)를 제2디스크 멤버(101)에 적절하게 배치할 수 있다.

도면에 도시된 바처럼, 제1디스크 멤버 리딩 모서리벽(104)의 상부에 위치한 제1디스크 멤버 리딩 모서리 상면(110)은 도구 헤드(312)에 배치되는 제1디스크 멤버(102)에 이격되게 위치한다. 다른 구조물들도 앞에 인용된 도면에서 참조된 것과 동일하다. 리딩 모서리벽과 면은 디스크 멤버를 삽입의 바람직한 방향을 나타내기 위해 설계되었다. 리딩 모서리 벽과 면이 더 작은 반지름을 갖는 곡선으로 형성되면, 디스크 멤버를 더 좁은 경로로 이동시킬 수 있다.

도 12는 도구 헤드부(312), 제1디스크 멤버(102)를 도시하는 측면 사시도인데, 제1디스크 멤버 리딩 모서리벽(104), 외측 숄더(118), 제1디스크 멤버 상면(108)을 도시한다. 중심 갈래(314)는 실질적으로 제1디스크 멤버 내측 오목측 벽(134)와 내측 볼록측 벽(132)에서 내측 노치에 의해 한정되는 공간을 점유한다. 제1디스크 멤버 제1봉합 채널(122')은 내측 볼록 측벽(132)에 배치된다. 도구 헤드부(312)의 봉합관(318)은 제1디스크 멤버 제1봉합 채널(122')과 제1디스크 멤버 제2봉합 채널(미도시)와 연결된다.

도 13에 도시된 것처럼, 도구 헤드부(312)는 한 쌍의 갈래인, 중심 갈래(314)와 측면 갈래(316)를 포함한다. 중심 갈래(314)는 일반적으로 고정되고, 실질적으로 제1디스크 멤버의 내측 노치로 고정되도록 형성된다. 측면 갈래(316)는 제1디스크 멤버의 측벽 노치 내측 또는 측벽 노치를 따라 고정되도록 형성된다. 측면 갈래(316)는 중심 갈래(314)보다 덜 견고해서, 서로 협력해서 갈래 사이에 제1멤버를 안정적으로 압축해서 고정할 수 있지만, 제1멤버를 선택적으로 탈거할 수 있는 바이어스 스프링을 형성한다. 측면 갈래(316)는 봉합 케이블이나 와이어(미도시)를 수용하기 위한 U자 형태의 측면 갈래 봉합 홈(320)을 포함할 수 있다. 본 발명의 한 실시예에서, 제1멤버의 탈거는 제1디스크 멤버에 작동가능하게 연결되는 봉합 케이블이나 와이어에 의해서 이루어질 수 있는데, 볼합 케이블이나 와이어가 올바르게 작동할 때에 중김 갈래의 팁(tip)을 받침점이나 피벗점으로 사용하여 제1디스크 멤버가 측면 갈래로부터 멀어지는 방향으로 바깥쪽으로 회전하는 방식으로 이루어질 수 있다.

도 14는 도 12의 도구 헤드부(312)와 제1디스크 멤버(102)의 횡단면을 확대한 도면으로, 제1디스크 멤버 리딩 모서리벽(104), 외측벽(106), 제1디스크 멤버 외측 볼록 측벽(132), 내측 오목 측벽(134)를 도시한다. 도구(300)의 중심 갈래(314)는 제1디스크 멤버(102)의 내측 노치(140)에 의해서 정의되는 공간을 실질적으로 점유하고, 측면 갈래(316)은 측벽 노치(120)의 내에 위치한다. 제1디스크 멤버 제1봉합 채널(122')과 제1디스크 멤버 제2봉합 채널(124)는 내측 볼록 측벽(132)에 배치된다. 제1디스크 멤버(102)의 몸체로 방사방향으로 연장되는 스크류 공(144)은 내측 노치(140)의 내에 위치한다. 스크류 공(144)는 제1디스크 멤버(102)의 몸체 내의 중심에 배치되고, 나사산이 형성된 스크류나 다른 고정 수단을 수용하도록 형성된다. 한 실시예에서, 도구 헤드부(312)의 U자 형태의 봉합홈(320)은 제1디스크 멤버 제1봉합 채널(122)와 제1디스크 멤버 제2봉합 채널(124)에 연결되는 봉합 케이블이나 와이어(미도시)를 구비한다.

도 15는 도구를 고정하기 위한 도구 핸들부(402), 척추 내부 공간으로 제2디스크 멤버(101)을 삽입하기 위한 축(410)을 구비한 제2디스크 멤버 삽입 도구(400)을 도시한다. 핸들부(402)는 일단(404)와 축단(406)을 구비한다. 축(410)을 핸들부(402)로 체결하기 위한 축 플랜지(408)이 축단(406)에 배치된다. 제2디스크 멤버 삽입 도구 헤드부(412)는 축(410)의 타단에 배치된다. 축(410)은 속이 비어서, 402를 통해 일단(404)로 실질적으로 연장되는 것이 바람직하다. 축(410)에는 제2디스크 멤버(101)의 개구부에 의해서 수용될 수 있는 집어 넣을 수 있는 삽입 가이드 핀(도 17과 도 18에 도시됨)이 배치된다. 또한 축(410)은 스크류 드라이버 어셈블리를 수용하고, 제2디스크 멤버를 관통해서 제1디스크 멤버의 구멍으로 스크류를 이동시켜 두 개의 디스크 멤버를 물리적으로 결합하고, 합동으로 원판 형태를 형성할 수 있다.

드라이버 체결 휠(420)은 핸들부(402)에 배치된다. 드라이버 체결 휠(420)은 집어 넣을 수 있는 삽입 가이드 핀에 작동 가능하게 연결되고, 제2디스크 멤버 제1봉합 채널과 제2디스크 멤버 제2봉합 채널 내에 배치되는 봉합 케이블과 와이어를 조작하기 위한 메카니즘을 포함할 수 있다. 제2디스크 멤버 도구 헤드부(412)와 축(41)과 다른 부품은 도구 헤드부(412)에 배치되는 제2디스크 멤버(101)에 작동가능하게 연결되는 봉합 케이블이나 와이어를 수용하기 위한 적어도 하나의 봉합관(미도시)를 포함할 수 있다.

제1디스크 삽입 도구의 경우와 같이, 제2디스크 멤버 삽입 도구(400)과 부품들은 다양한 형태의 금속, 금속 합금, 플라스틱, 세라믹, 수술 도구와 같은 것을 제작하는 데에 통상적으로 사용되는 물질로 제작될 수 있다. 도구(400)은 상대적으로 가볍고, 내구성이 있고, 쉽게 제조가능하고, 비활성(피나 다른 신체를 흐르는 유체에 반응하지 않음)이고, 침투가 불가능한 것이 바람직하다. 도구(400)은 전체적으로 또는 부분적으로 재사용이 가능하고, 오토클래이브, 가스, 화학적 살균제, 방사선, 수술 도구를 살균하는데 유용하거나 알려진 다른 방법에 의해서 살균이 가능한 것이 바람직하다.

도 16은 도 15의 제2디스크 멤버 삽입 도구(400)의 축(410)의 타단에 배치되는 도구 헤드부(412)의 측면을 클로즈업한 도면이다. 삽입 도구(400)는 제2디스크 멤버(101)을 제1디스크 멤버에 인접한 외측 섬유륜의 내에 위치시키는데에 사용된다. 하나의 실시에에서, 축(410)은 속이 비어서, 중심 구멍 내에서 집어 넣을 수 있는 삽입 막대(428)를 이동시킬 수 있도록 형성되며, 삽입 막대(428)에는 타단에 가이드 핀(422)이 구비된다. 가이드 핀(422)은 제2디스크 멤버(101)의 가이드 핀 오리피스에 작동 가능하게 수용된다. 제2디스크 멤버(101)의 가이드 핀 오리피스는 안정적인 고정이 가능할 정도의 크기를 가지기 때문에, 단순히 멀리서 조작하는 것에 의해서 쉽게 체결이 이루어질 수 있다. 다른 실시예에서는, 집어 넣을 수 있는 삽입 막대(428)와 관련된 가이드 핀(430)은 수동으로 조작되거나, 드라이버 체결 휠(420)에 작동가능하게 연결될 수 있고, 이와 달리 제2삽입 도구가 제2삽입 멤버 도구 헤드부(412)에 일체로 형성된 가이드 핀(430)을 구비할 수 있다. 제2삽입 도구 헤드부와 가이드 핀(430)은 다양한 형태를 가질 수 있는데, 분리된 도구, 도구들이 상호 교환가능한 헤드부로 결합되거나, 제1디스크 멤버와 제2디스크 멤버를 결합, 삽입, 배열하는 다른 구조물을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 제2디스크 멤버 삽입 도구의 특징, 구조, 기능은 제1디스크 멤버 삽입 도구에 구비될 수 있다.

도구 헤드부(412)는 도구 헤드부(412)의 반대쪽 측면에 배치된 한쌍의 외벽 갈래(414)를 포함한다. 배치와 결합에 있어서, 외벽 갈래(414)는 제2디스크 멤버(101)의 외측벽에 대해서 인접하고, 한 방향으로 제2디스크 멤버의 운동을 제한한다. 봉합 케이블(미도시)의 동시 장력은 제1디스크의 반대방향으로의 운동을 유발한다. 이것은 제1디스크 멤버가 제2디스크 멤버(101)의 배열에 바싹 다가가도록 하여서, 두 개가 스크류나 다른 유사한 체결 구조에 의해서 서로 결합될 수 있도록 한다. 제2디스크 멤버(101)의 가이드 핀 오리피스(미도시)로부터 가이드 핀(430)이 탈거되는 것에 관한 도면과 설명으로부터 알 수 있는 것처럼, 서로 연결된 봉합 케이블(미도시)는 도구 헤드부(412)로부터 제2디스크 멤버(101)의 회전을 발생시키고, 제2디스크 멤버(101)에 대해 제1디스크 멤버의 적절한 배치가 이루어지도록 한다.

제2디스크 멤버 리딩 모서리 벽 위에 위치한 제2디스크 멤버 리딩 모서리 상면(109)는 도구 헤드부(412)에 배치된 제1디스크 멤버(101)에 이격되도록 배치된다. 리딩 모서리 벽과 면은 척추로 삽입되는 바람직한 방향을 표시하도록 설계된다. 리딩 모서리 벽과 면이 더 작은 반지름을 갖는 곡선으로 형성되면, 디스크 멤버를 더 좁은 경로로 이동시킬 수 있다.

도 17은 중앙에 원통형 축(426)이 배치된 집어 넣을 수 있는 삽입 막대(428)의 측면도이다. 축 헤드부(438)와 축 위치 체결 탭(tab)(436)은 타단에 배치된다. 가이드 핀(430), 테이퍼진 핀단(pin end)(432), 아치 형상의 면(434)는 삽입 막대(428)의 일단에 배치된다. 집어 넣을 수 있는 삽입 막대(428)의 두께와 길이는 관련된 제2멤버 삽입 도구에 상응하고, 적절한 물질로 제조될 수 있고, 적절한 기능을 구현하는 적절한 구조를 가질 수 있다. 집어 넣을 수 있는 삽입 막대(428)는 도구 축(410) 내에 위치하고, 축의 길이 방향에 따라 상하로 자유롭게 이동할 수 있으며, 제2디스크 멤버의 배치나 이동을 위해서 수축될 수 있다.

도 18은 집어 넣을 수 있는 삽입 막대(428)와 가이드 핀(430)의 바닥에서 바라본 확대도이다. 가이드 핀(430)은 충분한 길이를 갖고, 제2디스크 멤버 내에 형성된 가이드 핀 오리피스를 체결하기에 적합한 구조를 갖는다. 가이드 핀(430)의 일단은 가이드 핀 오리피스에 체결되기 위한 테이퍼진 핀단(pin end)(432)을 구비한다. 척추로 삽입하는 동안에 제2디스크 멤버가 보다 안정적으로 결합될 수 있도록 아치 형상의 면(434)은 테이퍼진 핀단(432)의 반대편 끝쪽에 위치한다. 도시된 실시예에서, 아치 형상의 면(434)은 가이드 핀 오리피스를 구비하는 제2디스크 멤버의 부분에 상응하는 반지름을 갖는 곡선을 구비하고, 그래서, 삽입 막대(428)은 중심축에 대해서 회전될 수 있어서 제2디스크 멤버의 외측면 벽에 대해 아치 형상의 면((434)가 적절히 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 아치 형상의 면(434)은 가이드 핀 오리피스의 위치에 따라 다른 형상이나 모양을 가질 수 있고, 제2디스크 멤버에 주요한 삽입력을 제공하는 가이드 핀(430)이 생략되는 것도 가능하다.

도 19는 집어 넣을 수 있는 삽입 막대(428)에 체결된 도 2의 제2디스크 멤버(101)의 외측에서 바라본 사시도이다. 제2디스크 멤버 상면(107)은 제2디스크 멤버(101)의 상면 중앙에 배치된다. 숄더(117)은 제2디스크 멤버 상면(107)과 외벽(105)의 사이에 위치한다. 숄더(117)는 일정하게 만곡된 모서리로 이루어져서, 척추 내부로 삽입될 때에 본 발명의 보철기구의 장착 성능과 마모 성능을 향상시킨다. 제2디스크 멤버 상면 리딩 모서리(115)는 제2디스크 멤버(101)의 헤드부를 향해서 배치된다. 제2디스크 멤버 상면 트레일링 모서리(109)는 제2디스크 멤버(101)의 꼬리단으로 향하는 제2디스크 멤버 상면(107)의 후방에 배치된다. 내측 볼록 숄더(145)와 내측 오목 숄더(147)는 숄더(107)의 반대편 벽에 위치하고, 상측 리딩 모서리면(115)로부터 상측 트레일링 모서리면(109)로 연장된다.

스크류 공(143), 스크류 체결 링(167), 스크류 홈(149)은 제2디스크 멤버 외측 벽(105)의 내부이면서 상면 숄더(117)의 아래쪽에 위치한다. 축(428)단에 결합된 삽입 핀 가이드(미도시)는 스크류 공(143)의 구멍에 대해서 대략 90도로 배치된다. 제2디스크 멤버 제2봉합 채널(121)과 제2디스크 멤버 제1봉합 채널(123)은 제2멤버 측벽(105)의 내에 위치한다. 보스(139)와 보스 마루부(153)는 제2디스크 멤버(101)의 헤드부를 향한다.

도 20은 중공(460)을 구비하는 제2디스크 멤버 삽입 도구(400)의 헤드부를 정면에서 바라본 도면이다. 제2도구 헤드부(450)는 중공(460)의 측면 내부에 배치되는 대응되는 쌍의 축 봉합 채널(424)에 연결되는 봉합 채널 개구부(414)를 구비하는 한 쌍의 탭(416)과 도구 헤드면(452)를 구비하고, 한 쌍의 탭(416)과 도구 헤드면(452)는 도구 축(410)의 전체 길이만큼 실질적으로 연장된다. 헤드부(450)의 도구 헤드면(452)은 체결을 위해서 휘어져 있고, 제2디스크 멤버의 휘어진 외벽면에 인접하다. 봉합 채널 개구부(414)와 봉합 채널(424)은 대응하는 제1과 제2봉합 채널로 나사산이 형성되는 봉합 케이블 루프를 수용하거나, 축(410)으로 당겨지도록 형성된다. 다른 실시예에서, 봉합 채널 개구부는 제2도구 헤드부의 면에 위치한 개방된 슬릿 형태를 취할 수 있고, 대응되는 한 쌍의 축 봉합 채널은 복수 개의 채널의 형태를 가질 수 있으며, 도구 축(410)의 길이를 따라 연장되는 것이 가능하다. 다른 실시예에서, 축 봉합 채널을 전체적으로 또는 부분적으로 생략해서, 봉합 케이블이 도구 축(410)의 몸체의 바깥쪽으로 자유롭게 접근가능하도록 할 수 있다.

도 21은 본 발명의 제2디스크 멤버 삽입 도구에 대한 스크류 드라이버 어셈블리(470)의 실시예의 측면도이다. 하부 칼라(474)에 인접한 6각형의 헤드 삽입부(472)는 스크류 드라이버 어셈블리의 축(476)의 타단에 배치된다. 넥 칼라(neck collar)(473), 축 막대기(480), 드라이브 손잡이(482)는 축(476)의 반대편 끝쪽 주위에 설치된다. 다른 실시예에서, 스크류 드라이버 어셈블리는 도구의 끝을 넘어서 한 점으로 연장되는 제2디스크 도구의 구멍 내에 삽입될 수 있고, 그 한 점에서 6각형의 헤드 삽입부(472)는 제2디스크 멤버의 스크류 공 내에 위치하는 스크류 헤드부에 작동가능하게 체결될 수 있다. 다른 실시예에서, 스크류 드라이버 어셈블리는 제2디스크 도구를 사용하고, 스크류 헤드부에 직접 연결될 수 있다. 하부 칼라(474)는 구동된 스크류 헤드부 내에 6각형의 헤드 삽입부가 위치하는지 확인하는 깊이 측정기를 제공한다. 6각형의 헤드 삽입부는 축(476)의 형상과 실질적으로 동일하거나 작을 수 있다. 넥 칼라(478)은 축(476)과 동일하거나 큰 직경으로 이루어질 수 있고, 제2디스크 멤버 구멍에 대응되는 숄더에 위치하는 스크류 드라이버 어셈블리의 상단 또는 일단에 안착면을 제공한다. 축 막대기(480)과 드라이브 손잡이(482)는 스크류 드라이버 어셈블리와 관련된 스크류의 조작을 가능하게 한다. 드라이브 손잡이(482)는 수동으로 손가락과 엄지 손가락을 통해서 제어될 수 있고, 드라이브 손잡이(482)에 설치될 수 있는 하우징, 라쳇이나 너트 드라이버와 같은 도구를 통해 수동 또는 전기를 이용해서 제어할 수 있다.

도 22는 도 12의 제1디스크 멤버(102)와 도구 헤드부(312)의 확대된 투시 단면도이다. 제1디스크 멤버는 리딩 모서리 벽(104), 외측 벽(106), 제1디스크 멤버 내측 볼록 측벽(132), 내측 오목 측벽(134)을 포함한다. 도구(300)의 중심 갈래(314)는 제1디스크 멤버(102)에 위치한 내측 노치(140)에 의해서 한정된 공간을 실질적으로 점유하고, 측면 갈래(314)는 측벽 노치(120)의 내에 배치된다. 제1디스크 멤버 제1봉합 채널(122)와 제1디스크 멤버 제2봉합 채널(124)은 내측 볼록 측벽(132)에 배치된다.

봉합관(318)은 중심 갈래(314)의 몸체 내에 배치된다. 봉합 케이블(80)은 제1디스크 멤버(102)에 작동가능하게 연결되고, 봉합관(318), 횡방향 제1과 제2봉합 채널(122,124)에 위치한다. 봉합 케이블(80)은 제1단(84), 봉합 케이블 스톱퍼(82)에 상대적인 제2단(86)을 구비하는 고 장력 강화 수술용 와이어이다. 봉합 케이블 스톱퍼(82)는 금속이나 제1디스크 멤버 제2봉합 채널(124)의 개구부 보다 더 큰 절두원추(frusto-conical) 형상을 갖는 강화 플라스틱 비드일 수 있다. 봉합 케이블(80)이 제1디스크 멤버 제2봉합 채널(124)를 통해서 이동될 때에, 봉합 케이블 스톱퍼(82)는 그 방향으로 케이블의 추가 이동을 지연시킨다. 도구(312)에 설치될 때에, U자 형태의 봉합 홈(320)은 제1디스크 멤버 제1봉합 채널(122)과 제1디스크 멤버 제2봉합 채널(124)의 사이의 봉합 케이블(80)의 일부를 지지한다.

제1디스크 멤버가 척추로 삽입된 후에, 봉합 케이블(80)의 제2단(86)은 사용자를 향해서 멀어지게 조작되고, 제1디스크 멤버(102)의 삽입의 방향으로부터 멀어질 수 있다. 내측 오목벽(134)를 따라 진행하는 봉합 케이블(80)의 이동과 봉합 케이블 스톱퍼(82)의 저항은, 중심 갈래(314)가 피벗 점으로 작용해서 가해지는 힘을 중심 갈래(314)의 끝쪽으로 전이한다. 끝쪽으로 제2단(86)의 연속적인 당김은 제1디스크 멤버(102)의 꼬리단부가 제1도구 헤드부(312)의 내부로부터 멀어지면서 회전하도록 한다.

도 23은 척추에 삽입되는 상태를 갖는 제1디스크 멤버(102)과 제2디스크 멤버(101)의 실시예를 도시한다. 삽입을 위한 특징, 구조, 관련 도구는 도 1 부터 도 22에 도시되어 있고, 도 23에 인용된 구조와 특징에 대해서 그러한 도면을 통해서 이해될 수 있다. 제1디스크 멤버(102)와 제2디스크 멤버(101)는 디스크 멤버의 헤드부가 척추로 삽입되는 방향을 향하도록 배치된다. 봉합 케이블(80)은 하술하는 방법으로 제2디스크 멤버와 제1디스크 멤버를 가로지른다. 제1디스크 멤버(102)와 제2디스크 멤버(101)은 봉합 케이블(80)에 의해서 서로 연결되는데, 봉합 케이블(80)은 봉합 케이블 제1단(84)에서 시작하고, 제2디스크 멤버 제2봉합 채널(121)의 외벽 오리피스를 관통하고, 제2디스크 멤버 제2봉합 채널(121')의 내벽 오리피스로부터 봉합 케이블 스톱퍼(82)에 의해서 전방운동이 제한되는 제1디스크 멤버 제2봉합 채널(124')의 내벽 오리피스까지 연속된다. 봉합 케이블(80)은 제1디스크 멤버 제2봉합 채널(124)로부터 벗어나는 봉합 케이블 제2단(86)이 구비된다. 봉합 케이블(80)의 제2단(86)은 외벽 노치(120)을 횡단하고, 제1디스크 멤버 외벽 제1봉합 채널 오리피스(122)로 들어가고, 제1디스크 멤버 외벽 제1봉합 채널 오리피스(122')에서 나가며, 제2디스크 멤버(101)을 향해서 연장되고, 제2디스크 멤버 제1봉합 채널(123)의 내벽 오리피스로 재진입한 후에, 종단 막대기(90)에서 종결되는 제2디스크 멤버 제1봉합 채널(123')의 외벽 오리피스로 나간다.

봉합 케이블 와이어(80)의 순서와 배열은 이동가능하며, 제1디스크 멤버(102)와 제2디스크 멤버(101)의 삽입 순서는 여러 가지로 변형될 수 있고, 디스크 멤버 삽입의 순서는 역으로 바뀌거나 하나 또는 그 이상의 디스크 멤버에 더 적은 개수의 봉합 채널이 형성될 수 있다. 그러나 상술한 배열과 순서는 최적화된 봉합 와이어 관리와 제2디스크 멤버(101)과 제1디스크 멤버(102)의 적절한 배치를 발생시킬 시킬 수 있다. 마찬가지로, 상술한 배열과 순서는 제1디스크 멤버(102)를 제2디스크 멤버(101)에 체결하는 고정 부재나 스크류의 삽입을 위한 디스크 멤버의 배치가 가능하게 한다.

한 실시예에서, 봉합 케이블(80)의 순서와 배열, 디스크 멤버(102,101)의 선삽입 순서는 키트(kit)나 도 10과 도 15에 도시된 형태의 삽입 및 배열 도구를 사용해서 삽입하거나, 개시된 발명 개념으로부터 도출되지 않는 다른 수술 도구나 수술 방법을 이용해서 선 조립될 수 있다. 다른 실시예에서는, 봉합 케이블(80)과 제1과 제2디스크 멤버(102,101)은 척추로 삽입되기 이전에 일반적인 순서와 과정으로 조립될 수 있다.

도 24는 봉합 케이블(80)의 한 실시예의 측면 사시도이다. 제1단(84)은 봉합 케이블 스톱퍼(82)에 의해서 제2단(86)으로부터 구분된다. 봉합 케이블 스톱퍼(82)는 봉합 케이블(80)에 일체로 형성되거나, 미리 형성되어서 봉합 케이블(80)에 생체 적합성을 띄는 접착물질, 용접, 크릴핑(crimping)에 의해서 부착될 수 있다. 전체적으로 사용되는 것처럼, 봉합 케이블, 봉합 와이어와 같은 용어는 상호 교환가능하고, 본 발명에서 일관적인 필라멘트 같은 요소를 의미할 수 있다. 한정이 아닌 예의 방식으로, 봉합 와이어 및/또는 봉합 케이블 스톱퍼는 금속(스테인레스 스틸, 티타늄, 니티놀(nitinol)이나 다른 형태의 항상 기억 합금 등)이나 플라스틱(폴리프로필렌, 폴리리이미드(polyimide) 등)이나 다른 물질이나 그들을 조합한 물질로 구성될 수 있다.

봉합 와이어는 만곡되거나, 직사각형, 사각형, 타원, 리본 같은 형상을 가질 수 있다. 이런 측면에서, 리본 같은 와이어는 증가된 측면 강도를 제공해서, 더욱 정교하게 가이드할 수 있으며, 봉합 와이어는 제1디스크 멤버와 제2디스크 멤버를 관통해서 가깝게 끌어와 접촉하게 할 수 있다.

본 발명은 봉합 와이어가 멀리 떨어진 수술 장소에서 뼈 조직에 가깝게 위치한 보철기구를 통해 나사산으로 형성되어, 봉합 와이어는 디스크 부품의 장력, 위치를 위해서 사용될 수 있다. 적절한 배치와 배열을 통해서, 디스크 부품(즉 제1디스크 멤버, 제2디스크 멤버)은 나사산이 형성된 고정 부재나 다른 비슷한 체결 구조물에 의해서 더욱 견고하게 체결될 수 있다.

도 25는 나사산이 형성된 고정 부재에 의해 제1디스크 멤버와 제2디스크 멤버를 체결하는 집어 넣을 수 있는 스크류 드라이버 어셈블리와 제2도구 헤드부의 횡단면도이다. 디스크 멤버(102,101), 디스크 멤버의 위치와 삽입을 위한 관련 도구의 특징과 구조는 도 1 부터 도 24에 도시되고, 도면 부호에 의해서 설명된다. 제2멤버 삽입 도구 헤드부(416)는 제2디스크 멤버(101)의 외벽(105)에 접촉 체결된다. 제1단(84)와 제2단(86)을 구비하는 봉합 와이어(80)는 제2멤버 삽입 도구 헤드부(416)의 방향에 반대 방향으로 장력이 작용되어서, 도구의 안정적인 결합과 제1디스크 멤버(102)와 제2디스크 멤버(101)의 적절한 배열을 발생시킨다. 이러한 방식으로, 디스크 멤버는 봉합 와이어(80)의 제1단과 제2단의 뒤쪽 장력에 의해서 함께 모이고, 전방 힘은 제2멤버 도구 헤드부(416)의 헤드를 경유해서 제공된다. 예를 들어, 한 방향으로 신발의 끈을 당길 때에 발과 다리에 반대 방향으로 힘이 작용하는 데, 디스크 멤버를 배열하는 경우에 힘의 양은 심각하게 다를 수 있더라도 힘의 상대적인 방향은 상술한 예와 동일하다.

나사산이 형성된 스크류(92)의 꼭대기에 위치하는 스크류 헤드부(94)에 작동가능하게 체결된 6각형상의 드라이버 팁(472)이 형성된 스크류 드라이버 어셈블리 축(476)은 제2도구 축(412)의 구멍(460) 내에 배치된다. 스크류(92)는 제2디스크 멤버(101)의 스크류 공(143)으로부터 제1디스크 멤버(102)의 스크류 공(144)에 연장된다. 스크류 헤드부(94)는 스크류 공 홈(149) 내에 배치되고, 제2디스크 멤버(101)의 스크류 체결 링(147)에 배치된 스크류 체결부(96)에 의해서 안정적인 체결이 이루어진다. 스크류 공(143)은 완곡되고, 나사산이 형성되지 않은 구멍을 갖는다. 제1디스크 멤버의 나사산이 형성된 스크류 공(144)은 스크류(92)의 나나산에 대응되는 나사산이 형성된 구멍을 갖는다. 나사산이 형성되지 않은 스크류 공(143)을 통과하고 나사산이 형성된 스크류 공(144)에 도달해서 스크류 드라이버 어셈블리에 의해 스크류(92)의 결합이 이루어지는데, 제1과 제2케이블 단에 뒤쪽 방향 장력과 도구 헤드부(416)에 전방향 힘을 유지하는 것은 제1디스크 멤버(102)가 스크류 체결 홈 내에서 스크류 체결부(96)에 결합되도록 하는 제2디스크 멤버(101)에 충분히 접촉되도록 당겨짐을 유발하여, 본 발명의 보철기구를 형성하는 내벽을 따라 제1디스크 멤버와 제2디스크 멤버를 따라 이동시킨다.

도 26은 본 발명의 일 실시예에 사용되는 스크류 체결부의 실시예의 측면 사시도이다. 스크류 체결부(96)는 일반적으로 U자 형태로 이루어져, 칼라(98)로부터 연장되는 한 쌍의 사이드 암(side arm)(97)을 구비한다. 칼라(98)와 사이드 암(97)은 스크류 헤드부의 위치에 고정되는 스프링에 설치되거나, 유지 숄더의 뒤쪽이나 주변 연장 홈의 내에서 다른 원형형 부재에 설치될 수 있는데, 일반적으로 방사 방향에 따라 홈이나 숄더에 대해서 해제 위치로 변형될 것이다. 스크류 체결부(96)는 제2디스크 멤버(미도시)의 스크류 체결 링에 결합되는 스크류의 스크류 헤드부(미도시)에 위치한 원형 홈으로 압축되어 고정된다. 스크류 체결부(96)은 금속 합금이나 다른 생체 적합성 물질로 제작될 수 있다.

도 27은 전방에 위치하는 제2디스크 멤버에 관한 본 발명의 조립된 보철기구의 측면 사시도이다. 디스크 멤버(102,101)의 특징과 구조는 앞에서 설명된 내용과 동일하다. 도면에 도시된 바와 같이, 스크류(92)의 스크류 헤드부(94)는 스크류 홈(140)에 인접한 제2디스크 멤버 외벽(105) 또는 그 아래에 형성된다. 스크류 헤드부(94)가 외벽(105)의 면이나 그 아래에 위치하는 것에 의해서, 스크류(92)가 스크류 체결부와 스크류 체결홈(미도시)에 의해서 정위치에 체결되고, 외벽(105)에 외측 섬유륜을 간섭하거나 자극하는 돌출된 부분이 존재하지 않아서, 척추 내로 삽입되었을 때에 외측 섬유륜에 손상을 가하거나 파손을 발생시키는 기회를 줄일 수 있다.

도 28 - 32는 본 발명의 보철기구의 다른 실시예로, 디스크 멤버가 한 쌍의 실질적으로 동일한 거울에 비치는 상을 갖는 구조물이다. 도면부호는 도면에서 정의된 구조물과 도면의 상술한 설명에 알려진 유사 구조물에 지칭된다.

디스크 멤버(502)는 디스크 멤버 리딩 모서리 벽(504), 디스크 멤버 외측벽(506)과 디스크 멤버 상면(508)을 구비한다. 디스크 멤버 상면 리딩 모서리(510)과 디스크 멤버 상면 리딩 모서리 전이부(512)는 디스크 멤버 리딩 모서리벽(504)의 위쪽에 배치된다. 디스크 멤버 상면(508)은 디스크 멤버 상면 리딩 모서리 전이부(512)를 디스크 멤버 상면 트레일링 모서리 전이부(514)와 디스크 멤버 상면 트레일링 모서리(516)으로부터 분리한다. 도 28-31에 도시된 것처럼, 전이부(512,514)는 디스크 멤버 상면(508)의 양측면에 배치된다.

전이부는 디스크 멤버 상면 리딩 모서리(510)와 디스크 멤버 상면 트레일링 모서리(516)에 의해서 한정되고, 상면의 상대적 높이가 약간 낮은 높이(통상적으로 두께)로 감소하는 상면(508)에 위치한 영역을 의미한다. 전이부(512,514)의 상대 위치는 절대적이지 않고, 많은 실시예에서 도 28-31에 도시된 위치에 대해서 상대적으로 전방 또는 후방으로 변형될 수 있다.

디스크 멤버 상면 숄더(518)은 제1디스크 멤버 상면(508)에 인접하게 위치한다. 상면 숄더(518)은 부드럽게 만곡된 면으로 이루어져, 보철기구(500)의 전체적인 고정 특성과 마찰 특성을 향상시킬 수 있고, 다른 실시예에서는 다르게 적용될 수 있다. 측벽 노치(notch)(520)은 디스크 멤버 외측벽(106)의 위쪽에 위치하는 상면 숄더(518)의 아래쪽에 위치한다. 측벽 노치(520)은 수술용 도구나 디스크 멤버(502)를 원하는 위치에 이동시키기 위한 장치를 수용하기 위한 홈 또는 함몰부이다. 디스크 멤버 제1봉합 채널(522)와 디스크 멤버 제2봉합 채널(524)은 측벽 노치(520) 내에 위치한다. 도시되지 않은 다른 실시예에서, 디스크 멤버 제2봉합 채널은 생략되거나 측벽(506)에 직접 위치해도 된다.

도 28과 도 29에는 디스크 멤버(502)의 평면도가 도시된다. 디스크 멤버는 음양 문양의 반쪽에 실질적으로 동일한 형상을 갖고, 외벽 숄더(518), 리딩 모서리 숄더(560), 볼록 내벽 숄더(546), 오목 내벽 숄더(548), 트레일링 모서리 숄더(558)와 연속적인 상면 및 하면 경계에 의해서 정의된다.

외벽(506)은 A-B선에 의해서 정의된 상대적으로 일정한 반지름을 갖는 곡선을 갖는 반원 아크로 정의된다. 외벽(506)보다 작은 반지름을 갖는 곡선을 갖는 리딩 모서리 벽(504)는 외벽(506)에 인접하다. 리딩 모서리 벽(504)는 B-C선에 의해서 정의된 부분이다. C-D선에 의해서 정의된 반지름을 갖는 내측 볼록벽(532)은 리딩 모서리 벽(504)에 인접하다. 내측 오목벽(534)는 내측 볼록벽(504)에 인접하고, D-A선에 의해서 정의되고, 내측 볼록벽(532)의 반대편 부분에서 외벽(506)과 인접하게 위치한다. 내측 볼록벽(532)과 내측 오목벽(534)은 반대방향이지만 유사한 반지름을 갖는데, 내측 볼록벽(532)은 디스크 멤버(502)의 몸체로부터 멀어지도록 연장되는 반면에, 내측 오목벽은 제1디스크 멤버(502)의 몸체로 향하도록 연장된다. 예를 들어, 한 실시예에서, 외벽(506)은 대략 9mm 정도의 반지름을 갖고, 리딩 모서리 벽은 약 3mm, 내측 볼록벽과 내측 오목벽은 각각 약 6mm정도의 반지름을 갖는 것이 가능하다. 제1디스크 멤버의 주변 벽은 반쪽의 음양 형태의 더욱 만곡된 꼬리부를 갖기 위해서 A점 인근에서 작은 반지름을 갖는 부가적인 영역을 더 포함할 수 있다.

디스크 멤버 상면(508)은 디스크 멤버(502)의 상측면의 중앙 부근에 위치한다. 숄더(518)는 제1디스크 멤버 상면(508)과 외벽(506)의 사이에 위치한다. 도시된 실시예에 따르면, 숄더(518)는 일정하게 만곡된 모서리로 이루어져, 삽입 장착되었을 때에, 본 발명의 보철기구의 장착 성능과 마모 성능을 향상시킨다. 그러나, 숄더(118)는 기능에 따라 선택적으로 채택하지 않을 수 있고, 일정하지 않은 형상을 가질 수 있으며, 크게 만곡되거나 작게 만곡된 모서리면을 가진 다른 형상을 갖는 것도 가능하다. 디스크 멤버 상면 리딩 모서리(510)과 디스크 멤버 상면 리딩 모서리 전이부(512)는 디스크 멤버(502)의 헤드부를 향해서 위치한다. 디스크 멤버 상면 리딩 모서리 전이부(512)는 디스크 멤버 상면(508)과 디스크 멤버 리딩 모서리면(510)의 사이에 위치한다. 상면 트레일링 모서리 전이부(514)와 디스크 멤버 상면 트레일링 모서리(516)는 디스크 멤버(502)의 꼬리단을 향해서 디스크 멤버 상면(508)의 후방에 위치한다. 내측 숄더(546,548)는 숄더(518)의 반대편 주변 벽에 위치하는데, 상측 리딩 모서리면(5110)으로부터 상측 리딩 트레일링 모서리면(516)으로 연장된다.

내측 볼록 벽(532)은 중심에 제1봉합 채널(522)이 형성된 보스 챔버(540)을 포함한다. 인접한 내측 오목 벽은 중심에 제2 봉합 채널(524)이 형성된 보스(539)를 포함한다. 보스 챔버(540)는 대응되는 디스크 멤버의 보스(539)를 수용하는 데에 충분한 깊이만큼 디스크 멤버(502)의 몸체로 연장된다. 도시된 실시예에서, 보스(539)는 전체적으로 내측 오목벽(534)로부터 연장되는 원통형의 형상으로 이루어지고, 보스 챔버(540)는 보스(539)의 그것과 유사한 주변 개구부와 깊이를 갖는 원통형 구멍으로 이루어진다. 압축 결합되는 방식으로 보스 링(596)을 수용하는 환형 홈(567)은 보스 챔버(540)내에 위치한다. 한 실시예에서, 환형 홈(567)과 보스 링(596)은 서로 약간 비스듬하게 위치해서(beveled) 보스(539)와 보스 링(596)의 조합을 보스 챔버(540)과 환형 링(596)에 쉽게 삽입하고, 탈거에 대한 강한 마찰을 발생시킬 수 있다. 다른 실시예에서, 보스(539)와 보스 챔버(540)는 내측 볼록벽(532)과 내측 오목벽(534)에 각각 바뀌어서 위치될 수 있다.

디스크 멤버(502)는 본 발명의 제1멤버 도구를 사용하는 척추 내부로 이동될 수 있고, 이 실시예는 스크류나 다른 고정 부재를 위해 멤버를 배열하거나 배치하기 위한 개별적인 도구를 요구하지 않는다. 대신에, 두 개의 디스크 멤버는 도 10 내지 도 14에 인용된 변형된 제1멤버 삽입 도구와 동일한 도구로 이동될 수 있다. 마찬가지로, 여기서 봉합 케이블(80)은 디스크 멤버를 아래 서술하는 방법으로, 근처에 위치한 디스크 멤버와 멀리 위치한 디스크 멤버에 대해서 가로지를 수 있다. 이런 관점에서 멀리 위치한 디스크 멤버는 환자에 삽입되는 제1 또는 초기 디스크 멤버로 간주될 수 있다.

디스크 멤버(502)는 봉합 케이블 제1단(84)에서 시작하고 멀리 위치한 디스크 멤버 제2봉합 채널(521)의 외벽 오리피스를 관통해서 연장되고, 멀리 위치한 디스크 멤버 제2봉합 채널(524')의 내벽 오리피스에 이어지는 제2디스크 멤버 제2봉합 채널(521')의 내벽 오리피스의 바깥쪽에서 연장되는 봉합 케이블(80)에 의해서 서로 연결된다. 그러한 움직임은 봉합 케이블 스톱퍼(82)에 의해서 지연되고, 봉합 케이블(80)은 제1디스크 멤버 제2봉합 채널(524)의 외벽 오리피스로부터 나가는봉합 케이블 제2단(86)으로 나타난다. 봉합 케이블(80)의 제2단(86)은 멀리 위치한 디스크 멤버의 외벽 노치(520)을 가로지르고, 멀리 위치한 디스크 멤버 외벽 제1봉합 채널 오리피스(522)을 들어가고, 멀리 위치한 디스크 멤버 외벽 제1봉합 채널 오리피스(522')을 나가며, 가까운 디스크 멤버를 향해 돌아가고, 가깝게 위치한 디스크 멤버 제1봉합 채널(523)의 내벽 오리피스로 다시 인입하고, 종단 막대기(90)에서 종결되는 가깝게 위치하는 디스크 멤버 제1봉합 채널(123')의 외벽 오리피스로 나간다. 이러한 특성에 따라 봉합 와이어가 멀리 떨어진 수술 영역에서 뼈 조직에 인접하록 이동되는 보철기구 구성을 통해서 나사산이 형성될 수 있고, 봉합 와이어는 봉합 와이어(80)의 제1과 제2단을 조작해서 디스크 멤버 각각에 장력을 가하고, 위치를 조정하는 데에 사용되어, 개시된 방식대로 멤버를 당길 수 있다.

이런 관점에서, 디스크 멤버 삽입 도구 헤드부는 가까운 디스크 멤버의 외측 노치(506)에 접촉되어 결합된다. 제1단(84)와 제2단(86)을 구비하는 봉합 와이어(80)은 삽입 도구의 힘의 방향에 반대되는 방향으로 장력이 작용되어서, 한 방향(즉, 도구로부터 멀어지는 방향)으로 도구의 안정적인 결합을 제공할 수 있고, 반대 방향(즉 도구를 향하는 방향)으로 봉합 케이블을 당기고 동시에 장력을 가하는 것에 의해서 디스크 멤버가 합동형태의 척추 디스크 형태를 형성하도록 가깝게 하고 적절한 배열이 이루어질 수 있도록 한다.

아래 기재된 것은 본 발명의 모듈화된 수핵 보철기구의 삽입을 위한 수술 기술의 예이다. 환자는 캄빈 프레임(kambin frame) 및/또는 잭슨 테이블(Jackson table), 및/또는 보울스터(bolster)가 놓여진 외팔보 방사성 투과 수술 테이블에 엎드린 상태로 위치한다. 정규 준비와 살균한 옷을 걸친 후에, 적절한 수준의 위치에 대한 이미지 보강을 하거나 또는 안한 후에, 적절한 척추 위치에서 요추의 뾰족한 부분에 대해서 중심 절개를 한다. 서브페리오스티얼(subperiostial) 절개는 측면 관절에 대해 양방향에 대해서 이루어질 수 있고, 척추판 절개술, 디스크 제거 및/또는 척추궁 절제술(laminectomy), 후방 요추 접합(PLIF:posterior lumbar interbody fusion)에 대한 통상적인 접근에 따라 일방향에 대해서 이루어질 수 있다. 척추궁 절제술은 척추 사이의 공간에서 이루어진다. 대신에, 반측추궁절제술(hemilaminectomy)이 시술될 수 있다. 개방을 위해 의학적 페이스텍토미(Facetectomy)를 시술할 필요가 있다면, 측면 관절의 적어도 1/2를 보존하는 것이 필요하다. 척추관 내에서 양극성 전기 응고기를 사용해서 지혈이 이루어지고 유지된다. 듀라(dura)와 내려가는 신경 뿌리는 디스크 공간을 정의하는 중앙선으로 주의깊게 집어 넣어진다.

디스크 공간이 인식되었을 때, 주의 깊은 리트렉션(retraction)이 듀라와 중앙선으로 내려가는 신경 뿌리를 고정하는 데에 사용된다. 섬유륜 절개술(annulotomy)은 대략 6에서 7mm정도로 측정된다. 격리되거나 탈출한 디스크 물질은 제거된다. 디스크 공간은 PLIF 에 적용되는 기술과 유사한 기술로 업비팅 큐렛(upbiting crette) 및/또는 피튜이터리 롱거스(pituitary rongeurs)를 사용해서 접목되고, 잔존하는 수핵 조직이 제거된다. 공간의 수핵 적정량의 완전한 배출은 키포라스티(kyphoplasty)와 같은 풍선 뼈 탬프(balloon bone tamp)를 삽입하고, 풍선을 방사선 불투과성 유체로 팽창시키는 방법에 의해서 확인된다. AP와 측면 이미지 확인은 척추궁 절제술의 타탕성을 확인하는데에 사용된다. 라미나 스프레더(lamina spreader)는 그 수준에서 척추의 다루기 어려운 과정들 사이에 삽입되어서, 섬유륜 절개술을 통해 모듈화된 핵의 구성요소의 삽입을 가능하게 한다.

섬유륜 절개술을 통한 모듈화된 핵 대체의 과정은 아래와 같다.

제1디스크 멤버가 제1디스크 멤버 삽입 도구에 장착되고, 봉합 케이블에 적절한 장력이 작용한다. 척추궁 절제술을 통해서 부드럽게 두드리는 방식으로 제1디스크 멤버가 오목한 부분이 측방을 향하도록 크기가 큰 일단이 먼저 삽입되는데, 듀라와 신경 뿌리가 집어 넣어진다. 제1디스크 멤버가 삽입될 때에, 삽입 도구에서 케이블 핸들부를 조작해서 제1디스크 멤버가 회전되고, 제1디스크 멤버 삽입 도구는 조심스럽게 제거된다. 제2디스크 멤버는 제2디스크 멤버 삽입 도구에 체결되고, 봉합 케이블은 적절히 장력이 작용되며, 제2디스크 멤버는 섬유륜 절개술을 통해서 해당 위치로 조심스럽게 두드려진다. 이 점에서, 제2디스크 멤버 삽입 도구는 구성요소를 체결하는 도구가 된다. 이 도구의 중앙 포스트는 제거된다. 케이블은 삽입 도구의 일단에 반대되는 방향으로 장력이 작용되어서, 스크류 공이 배열되도록 한다. 깊이 측정기는 스크류 공이 깨끗하고, 구성요소의 배열이 적절하게 이루어졌는지를 확인하기 위해서 도구의 중앙을 관통해서 삽입된다. 체결 스크류는 체결 도구의 중앙을 통해서 삽입되고, 토크 렌치로 조여진다. 장력 케이블의 막대기 단은 케이블 핸들부로부터 해제되고, 케이블은 도구를 임플란트와 디스크 공간으로부터 제거하는 도구를 관통해서 조심스럽게 당겨진다. 조립된 임플란트의 위치는 AP와 측면 이미지 뷰를 통해서 확인된다.

듀라와 신경 뿌리는 해부학적 구조의 위치로 돌아가게 된다. 안정적으로 지혈을 한 후에, 척추궁 절제술의 자국은 절개 후에 얻어진 한 조각의 지방이나 겔폼으로 회복될 수 있다. 상처는 페시아(fascia) 층에는 인터럽티드 0 봉합사(vicryl), 서브큐테이니어스(subcutaneous) 조직에 대해서는 2-0 봉합사, 피부에 대해서는 4-0 모노크릴 인터알티큘러 테크닉(monocryl interarticular technique)를 사용해서 봉합된다. 건조한 소독 드레싱이 테이프와 옵사이트를 사용해서 이루어진다. 환자는 조심스럽게 등을 바닥에 누운 상태로 돌린 후에, 침대에서 회복실로 이송된다.

본 발명의 한 측면은 디스크 멤버의 후방에서의 삽입에 관한 것인데, 본 발명의 보철기구는 통상적인 전방 디스크 수리 및/또는 교체에 의해서 삽입된다. 이러한 경우에, 후방 삽입의 제한이 회피될 수 있고, 보철기구는 삽입에 앞서 선조립되고, 수핵의 제거 후에 척추 디스크의 외측 섬유륜 내에 배치될 수 있다.

다른 실시예에서 디스크 멤버가 삽입되어 변형된 PUF 과정을 사용해서 배열될 수 있고, 디스크 멤버가 내측에서 배열되어 부가적인 고정 부재 없이 외측 섬유륜을 압축하는 것에 의해서 고정될 수 있는데, 왜냐하면 외측 섬유륜 내의 다른 것에 관한 측방향 미끄러짐 삽입을 방해하는 캠과 유사한 형상 때문이다.

상술한 상세한 설명과 예로부터, 본 발명의 정신이나 범위를 벗어나지 않는 범위에서 본 발명에 따른 장치와 방법에 대해 변형과 가공이 가능하다는 것은 자명하다. 따라서, 본 발명의 정신으로부터 벗어나지 않는 변형이나 가공은 본 발명의 청구범위나 그 균등물의 범위 내에 속하는 것이다.

Claims

세로 방향 축과 가로 방향 축을 구비하고, 생체 적합성을 갖는 재질로 형성된 원반 모양의 어셈블리를 포함하고,
상기 원반 모양의 어셈블리는 합쳐지는(congruent) 방식으로 S자 형상의 공통 경계를 따라 배치된 복수 개의 물방울 형상의 몸체에 의해서 형성되며,
상기 몸체는 좁은 단부 및 상기 좁은 단부와 대향되는 위치에 형성되는 넓은 단부를 포함하고,
상기 원반 모양 어셈블리는 상측 볼록면과 하측 볼록면을 구비하고,
상기 상측 볼록면과 상기 하측 볼록면은 한 쌍의 신체 척추에 대응하는 곡선을 갖는 것을 특징으로 하는 척추 디스크의 외측 섬유륜에 삽입하기 위한 보철기구.
제1항에 있어서,
상기 몸체는 서로 결합되고, 외측 섬유륜 내에 삽입되어 고정되는 것을 특징으로 하는 보철기구.
제1항에 있어서,
상기 몸체는 고정된 반지름을 갖는 곡선을 갖는 주변 외벽,
상기 외벽의 일단에 연결된 적어도 하나의 오목부와 상기 외벽의 타단에 연결된 적어도 하나의 인접한 볼록부를 구비하는 내벽을 더 포함하는 보철기구.
제1항에 있어서,
상기 생체 적합성을 갖는 재질은 코발트 크롬 합금, 스테인레스 합금, 티타늄 합금, 생체 적합적 세라믹, 생체 적합적 플라스틱 및 이들의 조합물 중 하나인 보철기구.
원반 형상이고, 생체 적합성을 갖는 재질로 형성된 몸체를 포함하고,
상기 몸체는 제 1몸체부 및 제 2몸체부를 포함하고,
상기 제 1몸체부는 좁은 단부 및 넓은 단부를 구비한 물방울 형상으로 형성되고, 가변의 곡률 반지름을 갖는 제 1결합면 및 고정된 곡률 반지름을 갖는 제 1외벽을 포함하고,
상기 제 2몸체부는 좁은 단부 및 넓은 단부를 구비한 물방울 형상으로 형성되고, 가변의 곡률 반지름을 갖는 제 2결합면 및 고정된 곡률 반지름을 갖는 제 2외벽을 포함하고,
상기 제 1외벽의 곡률 반지름은 상기 제 2외벽의 곡률 반지름과 동일하고,
상기 제 1결합면 및 상기 제 2결합면은 서로 상보적으로 형성되는 척추 디스크의 외측 섬유륜에 삽입하기 위한 보철기구.
제5항에 있어서,
상기 제 1결합면 및 제 2결합면 중 어느 하나에는 볼록부가 형성되고, 상기 제 1결합면 및 제 2결합면 중 다른 하나에는 오목부가 형성되고,
상기 볼록부는 상기 오목부와 합쳐지는 방식으로 결합되어 S자 형상의 공통 경계가 형성되는 보철기구.
제5항에 있어서,
상기 제 1결합면은 제 1볼록부 및 제 1오목부로 구성되고, 상기 제 2결합면은 제 2볼록부 및 제 2오목부로 구성되고,
상기 제 1볼록부는 상기 제 2오목부와 맞물려서 결합되고, 상기 제 2볼록부는 상기 제 1오목부와 맞물려서 결합되는 보철기구.
제7항에 있어서,
상기 제 1몸체부 및 상기 제 2몸체부는 외면을 포함하고,
상기 제 1볼록부, 제 2볼록부, 제 1오목부 및 제 2오목부의 곡률 반지름은 상기 외면의 곡률 반지름보다 작은 보철기구.
제7항에 있어서,
상기 제 1볼록부, 제 2볼록부, 제 1오목부 및 제 2오목부는 부분적인 원 형상인 보철기구.
제9항에 있어서,
상기 제 1볼록부, 제 2볼록부, 제 1오목부 및 제 2오목부는 부분적인 타원 형상인 보철기구.
제7항에 있어서,
상기 제 1몸체부 및 상기 제 2몸체부는 외면을 포함하고,
상기 외면의 곡률 반지름은 상기 제 1볼록부, 제 2볼록부, 제 1오목부 및 제 2오목부의 곡률 반지름보다 큰 보철기구.
제5항에 있어서,
상기 제 1몸체부 및 상기 제 2몸체부가 결합되는 경우, 상기 제 1외벽 및 상기 제 2외벽은 부분적인 원형으로 형성되는 보철기구.
제 5항에 있어서,
상기 제 1결합면 및 제 2결합면은 부분적인 타원 형상으로 형성되는 보철기구.
제 5항에 있어서,
상기 제 1몸체부 및 상기 제 2몸체부는 서로 결합되고, 외측 섬유륜 내에 삽입되어 고정되는 보철기구.
제 5항에 있어서,
상기 생체 적합성을 갖는 재질은 코발트 크롬 합금, 스테인레스 합금, 티타늄 합금, 생체 적합적 세라믹, 생체 적합적 플라스틱 및 이들의 조합물 중 하나인 보철기구.
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