KR101629708B1

KR101629708B1 - 인공 디스크의 제조방법 및 이에 의해 제조된 인공 디스크

Info

Publication number: KR101629708B1
Application number: KR1020140156969A
Authority: KR
Inventors: 장종욱; 임권묵
Original assignee: (주)메디쎄이
Priority date: 2014-11-12
Filing date: 2014-11-12
Publication date: 2016-06-13
Also published as: KR20160056568A

Abstract

본 발명은 인공 디스크의 제조방법 및 이에 의한 인공 디스크에 관한 것으로서, 상면에 복수개의 스파이크가 형성된 제1상판부재와, 상기 제1상판부재에 인서트사출형성되며, 상기 제1상판부재와는 이종(異種)의 재질로 형성되고 하면에 오목홈이 형성된 제2상판부재로 이루어진 상판과, 상기 상판의 오목홈에 결합되도록 상측에 볼록부가 형성되어, 상기 상판이 상기 볼록부를 따라 유동하도록 형성되며, 하단 테두리에는 결합구가 형성되고, 상기 제2상판부재와 동일한 재질로 형성된 중간체와, 하면에 복수개의 킬이 형성된 제1하판부재와, 상기 제1하판부재에 인서트사출형성되며, 상기 제1하판부재와는 이종(異種)의 재질, 상기 중간체와는 동일한 재질로 형성되고, 상기 중간체의 결합구가 수용결합되도록 결합홈이 형성된 제2하판부재로 이루어진 하판을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 인공 디스크 및 제1상판재를 형성하고, 제2상판재를 인서트사출형성한 후 절삭가공하여 상판을 형성하고, 제1하판재를 형성하고, 제2하판재를 인서트사출형성한 후 절삭가공하여 하판을 형성하고, 중간체를 성형하는 것을 특징으로 하는 인공 디스크의 제조방법을 기술적 요지로 한다. 이에 의해, 중간체의 결합면에 접촉하는 상판과 하판을 중간체와 동일한 재질로 형성하여 인공 디스크의 내구성을 향상시키고, 인공 디스크에 대한 구조를 개선하여 인체의 움직임이나, 외부 충격 등에 의해서도 충격을 완화시키는 이점이 있다.

Description

인공 디스크의 제조방법 및 이에 의해 제조된 인공 디스크{Manufacturing method of artificial intervertebral disc and artificial intervertebral disc thereby}

본 발명은 인공 디스크의 제조방법 및 이에 의해 제조된 인공 디스크에 관한 것으로서, 중간체의 결합면에 접촉하는 상판과 하판을 중간체와 동일한 재질로 형성하여 인공 디스크의 내구성을 향상시키고, 인공 디스크에 대한 구조를 개선하여 인체의 움직임이나, 외부 충격 등에 의해서도 충격을 완화시키는 인공 디스크의 제조방법 및 이에 의해 제조된 인공 디스크에 관한 것이다.

일반적으로 척추는 인체의 뒤쪽에서 보면 곧은 일자 형태이나, 옆에서 보면 S자 형태로 형성되며, 척추뼈 사이에는 인체가 움직이거나 각 기관의 관절이 작동할때마다 그에 따른 충격을 흡수하고, 하중을 지지하기 위한 디스크가 위치하고 있다.

상기 디스크의 구조는 안쪽에는 젤 형태의 수핵이 있으며, 그 바깥쪽은 인대 및 근육질과 같은 섬유질 밴드에 의해 보호되고 있으며, 척추가 움직일 때마다 수핵의 위치와 모양이 바뀌면서 완충 작용을 하여 척추에 가해지는 충격을 최소화하게 된다.

그러나, 노화가 진행됨에 따라 수핵의 양이 줄어들게 되면 탄력이 줄어들게 되고, 외부 충격 등에 의해 디스크의 손상이나 이탈이 발생하게 되면, 디스크는 그 완충 기능을 상실하게 되어 섬유질에 과도한 압력이 가해지면서 허리 통증이나 더욱 심하게 되면 골반, 다리 등에 통증이 발생하게 된다.

이러한 디스크에 이상이 발생하는 경우, 비수술적 치료와 수술적 치료에 의해 디스크의 기능을 회복하고자 하는 방법이 있으나, 본 발명에서는 수술적 치료 방법 중의 하나로 손상된 디스크를 제거하고 척추뼈 사이에 인공 디스크를 삽입하는 것에 대해서 살펴보고자 한다.

종래의 인공 디스크는 일반적으로 상판과 하판, 그리고 상기 상판과 하판 사이에 삽입하는 중간체로 구성된다.

상기 상판과 하판은 인접하는 척추뼈들 사이에 각각 삽입되고, 상판과 하판 사이에 중간체가 삽입되게 된다.

즉, 상판은 인공 디스크를 삽입하고자 하는 부위의 상측 척추뼈 하면에 고정되며, 하판은 하측 척추뼈 상면에 고정되는 것으로서, 상판과 하판 사이에 상기 중간체가 삽입되게 된다.

여기에서, 상기 상판의 상면 및 하판의 하면에는 외측으로 돌출된 고정구가 형성되고, 상기 중간체는 상측으로 볼록한 형태로 형성되어, 상기 상판 및 하판은 고정구에 의해 인접하는 척추뼈 사이에 각각 고정되게 된다. 그리고, 상판의 저면에는 오목홈이 형성되어 볼록한 형태의 중간체가 삽입되고, 상기 중간체는 하판에 고정되게 된다.

상기 상판의 저면과 상기 중간체의 볼록면이 접촉하면, 상기 상판이 중간체의 볼록한 면을 따라 유동되면서, 인체의 활동에 따라 인접하는 척추뼈들 사이에서 움직임을 허용하게 된다.

한편, 종래에는 디스크의 본래의 기능인 충격을 완화할 수 있도록 하면서, 척추뼈에 견고하게 고정되도록, 상기 상판 및 하판은 금속과 같은 견고한 재질로 형성되고, 중간체는 충격을 완충하도록 폴리머 재질로 형성되었다.

따라서, 상판 및 하판은 3D 절삭기계 등에 의해 가공되며, 중간체는 사출 공정에 의해 가공되어 사용되어 왔다.

그러나, 종래의 이러한 상판과 중간체, 하판과 중간체 간의 이종(異種) 재질 간의 마찰에 의해서, 오랜 시간이 지나면, 상기 중간체의 마모가 발생하게 되어, 인공 디스크의 기능을 소실하게 되며, 또한, 각 상판과 하판, 그리고 중간체 간의 마찰로 인해 중간체의 파손이 유발되어, 그 찌꺼기가 환자의 신체 내부로 이동되면서 다른 합병증이나 통증을 유발할 염려가 있다.

또한, 종래의 인공 디스크 구조물은 상판 및 중간체의 움직임이 제한적이어서, 인체가 움직이는 순간 중심과 인공 디스크의 중심이 일치하지 않으므로, 상하측 척추뼈의 불일치에 따른 불연속적인 움직임으로 척추뼈에 응력과 같은 과도한 하중이 작용하게 되어, 전체적으로 척추뼈의 유연한 움직임에 제약을 초래하여, 디스크가 제 기능을 발휘하지 못하는 문제점이 있다.

또한, 중간체의 움직임을 허용하더라도, 인체의 해부학적 움직임을 고려하여 특정 범위 내에서 움직임을 제한시킬 필요가 있다.

이와 같은 중간체에 대한 움직임의 제한은 인체의 하중이나 외부의 물리적 충격에 의해 특정 부분에 응력이 집중되어 중간체의 마모가 가속화되어 인공 디스크의 내구성이 저하되게 되며, 아울러 인체에 단발적인 충격을 주어 환자에게 고통을 주는 등 부작용이 많이 발생하였다.

대한민국특허청 공개특허공보 공개번호 특2002-0015677호 대한민국특허청 등록특허공보 등록번호 10-1397192호.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 중간체의 결합면에 접촉하는 상판과 하판을 중간체와 동일한 재질로 형성하여 인공 디스크의 내구성을 향상시키고, 인공 디스크에 대한 구조를 개선하여 충격을 완화시키는 인공 디스크의 제조방법 및 이에 의해 제조된 인공 디스크의 제공을 그 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 인접하는 척추뼈 사이에 각각 고정되는 상판과, 하판, 그리고 상기 상판 및 하판 사이에 결합되는 중간체로 이루어진 인공 디스크의 제조방법에 있어서, 일면에 복수개의 스파이크가 형성된 제1상판재를 제조하는 단계와, 상기 제1상판재의 타면에 제2상판재를 인서트사출하는 단계와, 상기 제1상판재 및 오목홈이 형성되도록 제2상판재를 절삭가공하여 상판을 제조하는 단계와, 일면에 복수개의 킬이 형성된 제1하판재를 제조하는 단계와, 상기 제1하판재의 타면에 제2하판재를 인서트사출하는 단계와, 상기 제1하판재 및 결합홈이 형성되도록 제2하판재를 절삭가공하여 하판을 제조하는 단계와, 상기 제2상판재 및 제2하판재와 동일한 재질을 사용하며, 상측에는 상기 오목홈에 결합되도록 볼록부를 형성하고, 하단 테두리에는 상기 결합홈에 결합되도록 결합구를 형성하도록 중간체를 제조하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인공 디스크의 제조방법을 기술적 요지로 한다.

또한, 본 발명은, 인접하는 척추뼈 사이에 각각 고정되는 상판과, 하판, 그리고 상기 상판 및 하판 사이에 결합되는 중간체로 이루어진 인공 디스크에 있어서, 상면에 복수개의 스파이크가 형성된 제1상판부재와, 상기 제1상판부재에 인서트사출형성되며, 상기 제1상판부재와는 이종(異種)의 재질로 형성되고 하면에 오목홈이 형성된 제2상판부재로 이루어진 상판과, 상기 상판의 오목홈에 결합되도록 상측에 볼록부가 형성되어, 상기 상판이 상기 볼록부를 따라 유동하도록 형성되며, 하단 테두리에는 결합구가 형성되고, 상기 제2상판부재와 동일한 재질로 형성된 중간체와, 하면에 복수개의 킬이 형성된 제1하판부재와, 상기 제1하판부재에 인서트사출형성되며, 상기 제1하판부재와는 이종(異種)의 재질, 상기 중간체와는 동일한 재질로 형성되고, 상기 중간체의 결합구가 수용결합되도록 결합홈이 형성된 제2하판부재로 이루어진 하판을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 인공 디스크를 또 다른 기술적 요지로 한다.

여기에서, 상기 제1상판재(제1상판부재) 및 제1하판재(제1하판부재)는, 상기 제2상판재(제2상판부재) 및 제2하판재(제2하판부재)와 이종(異種)의 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

특히, 상기 제1상판재(제1상판부재) 및 제1하판재(제1하판부재)는, 금속으로 형성되며, 제2상판재(제2상판부재) 및 제2하판재(제2하판부재)는, 폴리머로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1상판재 및 제1하판재는 3D 프린팅에 의해 성형되며, 제2상판재 및 제2하판재는 사출성형에 의해 성형되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 중간체의 결합구와 상기 제2하판부재의 결합홈 사이는 0.48~0.52mm의 유격이 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 중간체를 중심으로 상기 상판은 유동되도록 형성되며, 척추뼈 사이에 고정이 시작되는 일측에서의 상기 상판의 유동각도는 상기 하판에 대해 최대 9.00°~ 9.02°, 척추뼈 사이에 고정이 완료되는 타측에서의 상기 상판의 유동각도는 상기 하판에 대해 최대 8.39°~ 8.41°, 측면에서의 상기 상판의 유동각도는 최대 5.77°~ 5.79° 범위로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명은 중간체의 결합면에 접촉하는 상판과 하판을 중간체와 동일한 재질로 형성하여 인공 디스크의 내구성을 향상시키고, 인공 디스크에 대한 구조를 개선하여 인체의 움직임이나, 외부 충격 등에 의해서도 충격이 분산, 완화되는 인공 디스크를 제공하는 효과가 있다.

또한, 상기 중간체는 상기 제2상판부재와 상기 제2하판부재와 동일한 재질로 형성하여 상기 상판의 움직임에 따른 마모 및 충격이 최소화되도록 하여, 제품의 내구성을 향상시킴과 아울러 그 기능이 오래도록 변함없도록 하면서, 환자의 신체 내부로 미세입자들이 돌아다니는 위험을 최소화하여 안전한 사용이 가능한 효과가 있다.

또한, 상기 상판의 유동각도를 제한하되, 이 범위내에서는 자유롭게 상기 중간체의 볼록면을 따라 상판이 유동되도록 하면서, 상기 중간체 자체의 병진 운동도 가능하도록 하여, 상기 중간체에 미치는 하중이 골고루 분산시키는 효과가 있다.

도 1 - 본 발명에 따른 인공 디스크의 상판에서 본 분해사시도.
도 2 - 본 발명에 따른 인공 디스크의 하판에서 본 분해사시도.
도 3 - 본 발명에 따른 인공 디스크의 결합사시도.
도 4 - 본 발명에 따른 인공 디스크의 단면도.
도 5 - 본 발명에 따른 인공 디스크의 구체적인 유동각도를 나타낸 도.
도 6 - 본 발명에 따른 인공 디스크의 제조방법에 대한 모식도.

본 발명은 인체의 노화에 따른 퇴행성 척추 질환, 외부의 충격 및 올바르지 않은 자세에 따른 디스크의 손상 및 이탈로 인한 디스크 이상에 대한 수술적 치료에 사용하기 위한 인공 디스크에 관한 것이다.

특히, 중간체의 결합면에 접촉하는 상판과 하판을 중간체와 동일한 재질로 형성하여 인공 디스크의 내구성을 향상시키고, 인공 디스크에 대한 구조를 개선하여 인체의 움직임이나, 외부 충격 등에 의해서도 충격이 완화될 수 있도록 하는 것이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 인공 디스크의 상판에서 본 분해사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 인공 디스크의 하판에서 본 분해사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 인공 디스크의 결합사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 인공 디스크의 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 인공 디스크의 구체적인 유동각도를 나타낸 도이다.

도시된 바와 같이 본 발명에 따른 인공 디스크는, 인접하는 척추뼈 사이에 각각 고정되는 상판(100)과, 하판(300), 그리고 상기 상판(100) 및 하판(300) 사이에 결합되는 중간체로 이루어진 인공 디스크에 있어서, 상면에 복수개의 스파이크가 형성되고, 하면에는 인서트돌기가 형성된 제1상판부재와, 상기 제1상판부재의 하면에 인서트사출형성되며, 상기 제1상판부재와는 이종(異種)의 재질로 형성되고 하면에 오목홈(121)이 형성된 제2상판부재(120)로 이루어진 상판(100)과, 상기 상판(100)의 오목홈(121)에 결합되도록 상측에 볼록부(210)가 형성되어, 상기 상판(100)이 상기 볼록부(210)를 따라 유동하도록 형성되며, 하단 테두리에는 결합구(220)가 형성되고, 상기 제2상판부재(120)와 동일한 재질로 형성된 중간체(200)와, 하면에 복수개의 킬이 형성되고, 상면에는 인서트돌기가 형성된 제1하판부재(310)와, 상기 제1하판부재(310)의 상면에 인서트사출형성되며, 상기 제1하판부재(310)와는 이종(異種)의 재질, 상기 중간체(200)와는 동일한 재질로 형성되고, 상기 중간체(200)의 결합구(220)가 수용결합되도록 결합홈(321)이 형성된 제2하판부재(320)로 이루어진 하판(300)으로 크게 이루어진다.

본 발명은 인체의 노화에 따른 퇴행성 척추 질환, 외부의 충격 및 올바르지 않은 자세에 따른 디스크의 손상 및 이탈로 인한 디스크 이상에 대한 수술적 치료에 사용하기 위한 것으로, 먼저 손상된 디스크를 제거하고, 상판(100) 및 하판(300) 사이에 중간체(200)를 결합한 후, 상측 척추뼈의 하면에 상판(100)을 고정시키고, 인접하는 하측 척추뼈의 상면에 상판(100)을 고정시키는 것에 의해 수술적 치료를 수행하는 것이다.

먼저, 상판(100)은 상면에 복수개의 스파이크(111)가 형성되고, 하면에는 인서트돌기가 형성된 제1상판부재(110)와, 상기 제1상판부재(110)의 하면에 인서트사출형성되며, 상기 제1상판부재(110)와는 이종(異種)의 재질로 형성되고 하면에 오목홈(121)이 형성된 제2상판부재(120)로 이루어진다.

상기 스파이크(111)는 척추뼈 사이의 삽입을 용이하게 하기 위한 것으로서, 상기 상판(100)의 상면에 돌출된 형태로 형성된다. 구체적으로는, 상기 척추뼈 사이에 삽입이 되는 방향으로 경사지게 형성되면서, 그 반대 방향으로는 그 보다 큰 경사도를 가지도록 형성되어, 척추뼈 사이에 삽입이 잘 이루어지도록 하면서, 척추뼈에 고정도 잘 되도록 한다.

상기 스파이크(111)는 필요에 따라 적절한 갯수로 형성하며, 본 발명에서의 바람직한 실시예로는 도면에 도시한 바와 같이 3개 정도 형성하였다.

그리고, 상기 상판(100)은 제1상판부재(110)와 제2상판부재(120)로 형성되는데, 상기 제1상판부재(110)와 제2상판부재(120)는 이종(異種)의 재질로 형성되어, 상기 제1상판부재(110)의 하면에 인서트사출되어 형성된다. 제1상판부재(110)에 형성된 인서트돌기(112)에 의해 제1상판부재와 제2상판부재와의 결합력이 증가되어 내구성을 향상시키게 된다.

즉, 제1상판부재(110)는 척추뼈에 고정되게 되어 인체의 활동에도 이탈이 되지 않아야 하므로 보다 강도가 큰 재질로 형성되어야 하며, 완충역할을 하는 중간체(200)에 접하게 되는 제2상판부재(120)는 상기 중간체(200)의 마모를 최소화하기 위한 재질로 형성되어야 한다.

구체적으로는 상기 제1상판부재(110)는 금속 재질로 형성되며, 상기 제2상판부재(120)는 폴리머 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 제1상판부재(110)를 금속으로 제조하는 경우에는 티타늄, 티타늄 합금, 스테인레스 등을 사용한다.

상기 제2상판부재(120)는 중간체(200)와 동일한 재질인 폴리머로 형성되며, 바람직하게는 폴리에틸렌, 폴리에테르에테르 케톤(PEEK), 폴리에테르 케톤 케톤(PEKK), 폴리에테르 케톤(PEK) 등의 재질을 사용한다.

여기에서, 상기 제2상판부재(120)의 하면에는 오목홈(121)이 형성되어, 후술할 중간체(200)의 볼록부(210)와 결합되게 된다.

한편, 상기 제1상판부재(110)는 3D 프린팅에 의해 스파이크(111) 및 인서트돌기(112)가 형성된 제1상판재를 형성한 후, 인서트사출하여 상기 제1상판부재의 하면에 상기 제2상판재를 형성한 후, 절삭가공함으로써 상기 제2상판부재(120)에 오목홈(121)을 형성하는 등 최종 상판(100)의 형상에 따라 제조되게 된다.

상기 절삭가공시 필요에 의해 상기 제1상판부재(110)의 상면에는 척추뼈에의 견고한 결합을 위해 요철을 형성할 수도 있으며, 척추뼈에의 삽입시 수술기구 등을 이용하여 시술할 수 있도록 결합공 등을 형성할 수도 있다.

그리고, 상기 중간체(200)는 상기 상판(100)의 오목홈(121)에 결합되도록 상측에 볼록부(210)가 형성되어, 상기 볼록부(210)를 따라 유동하도록 형성되며, 하단 테두리에는 결합구(220)가 형성되고, 상기 제2상판부재(120)와 동일한 재질로 형성된다.

상기 중간체(200)는 전체적으로 반구형 또는 타원형 등의 형태로 상측으로 볼록하게 볼록부(210)가 형성된 형태를 가지며, 중간체(200)의 볼록부(210) 면을 따라 상기 상판(100)이 일정 각도로 유동되도록 형성되는 것이다.

그리고, 상기 중간체(200)의 하단 테두리에는 후술할 하판(300)의 결합홈(321)에 일정 유격을 가지도록 결합되는 결합구(220)가 형성되어, 상판(100)의 움직임을 제한하면서도, 인체의 해부학적 움직임에 따라 일정 각도 내에서 상기 중간체(200)의 볼록면을 따라 상판(100)이 유연하게 유동되도록 하고, 중간체(200)의 움직임이 자유롭도록 한다.

이에 의해 중간체(200)에 미치는 하중을 효율적으로 분산시켜, 척추에 미치는 응력을 골고루 분산하며, 그 충격을 완화하고, 내구성을 향상시키도록 하는 것이다.

상기 중간체(200)는 앞서 서술한 바와 같이, 상기 제2상판부재(120)와 동일한 재질로 형성되어, 이종 재질 간의 접촉 및 상기 상판(100)의 움직임에 따른 마모 및 충격이 최소화되도록 하여, 제품의 내구성을 향상시킴과 아울러 그 기능이 오래도록 변함없도록 하면서, 환자의 신체 내부로 미세입자들이 돌아다니는 위험을 최소화하도록 한 것이다.

그리고, 상기 하판(300)은 하면에 복수개의 킬(keel)(311)이 형성되고, 상면에 인서트돌기(312)가 형성된 제1하판부재(310)와, 상기 제1하판부재(310)의 상면에 인서트사출형성되며, 상기 제1하판부재(310)와는 이종(異種)의 재질, 상기 중간체(200)와는 동일한 재질로 형성되고, 상기 중간체(200)의 결합구(220)가 수용결합되도록 결합홈(321)이 형성된 제2하판부재(320)로 이루어진 것이다.

상기 킬(keel)(311)은 척추뼈 사이의 삽입을 용이하게 하고, 견고하게 고정시키기 위한 것으로서, 상기 하판(300)의 하면에 돌출된 형태로 형성된다. 구체적으로는, 일정 높이를 가지면서 상기 척추뼈 사이에 삽입이 되는 방향으로 경사지게 형성된 것이다. 보다 견고한 척추뼈에의 고정을 위해서 척추뼈의 별도의 고정홈을 형성하여 상기 킬(keel)(311)을 결합할 수도 있다.

상기 킬(keel)(311)은 필요에 따라 적절한 갯수로 형성하며, 본 발명에서의 바람직한 실시예로는 도면에 척추뼈에의 삽입 방향으로 나란히 두개 정도 형성하였다.

그리고, 상기 하판(300)은 제1하판부재(310)와 제2하판부재(320)로 형성되는데, 상기 제1하판부재(310)와 제2하판부재(320)는 이종(異種)의 재질로 형성되어, 상기 제1하판부재(310)의 타면에 인서트사출되어 형성된다. 제1하판부재(310)에 형성된 인서트돌기(312)에 의해 제1하판부재와 제2하판부재와의 결합력이 증가되어 내구성을 향상시키게 된다.

즉, 제1하판부재(310)는 척추뼈에 고정되게 되어 인체의 활동에도 이탈이 되지 않아야 하므로 보다 강도가 큰 재질로 형성되어야 하며, 완충역할을 하는 중간체(200)에 접하게 되는 제2하판부재(320)는 상기 중간체(200)의 마모를 최소화하기 위한 재질로 형성되어야 한다.

구체적인 것은 상기 제1상판부재(110)는 제1하판부재(310), 제2상판부재(120)는 제2하판부재(320)와 재료 및 그 제조방법 상의 설명이 상기 상판(100)에서와 동일하므로, 여기에서는 생략하도록 한다.

또한, 상기 제2하판부재(320)의 상면에는 상기 중간체(200)의 결합구(220)가 수용결합되도록 결합홈(321)이 형성되어, 상기 중간체(200)의 결합구(220)가 결합홈(321)에 수용결합되면서, 상기 중간체(200)는 상기 하판(300)에 고정되게 된다.

여기에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 중간체(200)의 결합구(220)와 상기 제2하판부재(320)의 결합홈(321) 사이에는 0.48~0.52mm, 더욱 바람직하게는 최대 0.50mm의 유격이 형성된다.

이는 상판(100) 및 중간체(200)의 움직임을 제한하면서도, 인체의 해부학적 움직임에 따라 일정 각도 내에서 상기 중간체(200)의 볼록면을 따라 상판(100)이 유연하게 유동되도록 하고, 중간체(200)의 병진 운동이 허용되는 등 중간체(200)의 움직임이 자유롭도록 하여, 중간체(200)에 미치는 하중을 효율적으로 분산시키기 위한 것이다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 중간체(200)를 중심으로 상기 상판(100)은 유동되도록 형성되며, 척추뼈 사이에 고정이 시작되는 일측에서의 상기 상판(100)의 유동각도는 상기 하판(300)에 대해 최대 9.00°~ 9.02°, 척추뼈 사이에 고정이 완료되는 타측에서의 상기 상판(100)의 유동각도는 상기 하판(300)에 대해 최대 8.39°~ 8.41°, 측면에서의 상기 상판(100)의 유동각도는 최대 5.77°~ 5.79°, 더욱 바람직하게는 척추뼈 사이에 고정이 시작되는 일측에서의 상기 상판(100)의 유동각도는 상기 하판(300)에 대해 9.01°, 척추뼈 사이에 고정이 완료되는 타측에서의 상기 상판(100)의 유동각도는 상기 하판(300)에 대해 8.40°, 측면에서의 상기 상판(100)의 유동각도는 5.78°이다.

상기 상판(100)의 유동각도를 제한하되, 이 범위내에서는 자유롭게 상기 중간체(200)의 볼록면을 따라 상판(100)이 유동되도록 하면서, 상기 중간체(200) 자체의 병진 운동도 가능하도록 한 것이다.

이에 의해 중간체(200)에 미치는 하중이 골고록 분산되도록 하면서, 그 하중을 최소화하도록 하고, 인체의 해부학적 움직임을 고려하여, 어느 범위 내에서는 움직임이 제한되도록 하여, 인체의 운동 중심과 디스크의 움직임에 따른 중심이 상호 신속하게 일치되도록 하여, 상하측 척추뼈의 불일치에 따른 불연속적인 움직임으로 척추뼈에 작용하는 응력을 분산시켜 디스크에 미치는 하중을 최소화할 수 있도록 하는 것이다.

이하에서는 본 발명에 따른 인공 디스크의 제조방법에 대해 설명하고자 한다. 도 6은 본 발명에 따른 인공 디스크의 제조방법에 대한 모식도를 나타내 것이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 인공 디스크의 제조방법은 인접하는 척추뼈 사이에 각각 고정되는 상판(500)과, 하판(600), 그리고 상기 상판(500) 및 하판(600) 사이에 결합되는 중간체(700)로 이루어진 인공 디스크의 제조방법에 있어서, 일면에 복수 개의 스파이크(511)가 형성되고, 타면에는 인서트돌기가 형성된 제1상판재(510)를 제조하는 단계와, 상기 제1상판재(510)의 타면에 제2상판재(520)를 인서트사출하는 단계와, 상기 제1상판재(510) 및 오목홈이 형성되도록 제2상판재(520)를 절삭가공하여 상판(500)을 제조하는 단계와, 일면에 복수개의 킬(keel)(611)이 형성되고, 타면에는 인서트돌기가 형성된 제1하판재를 제조하는 단계와, 상기 제1하판재(610)의 타면에 제2하판재(620)를 인서트사출하는 단계와, 상기 제1하판재(610) 및 결합홈이 형성되도록 제2하판재(620)를 절삭가공하여 하판(600)을 제조하는 단계와, 상기 제2상판재(520) 및 제2하판재(620)와 동일한 재질을 사용하며, 상측에는 상기 오목홈에 결합되도록 볼록부를 형성하고, 하단 테두리에는 상기 결합홈에 결합되도록 결합구를 형성하도록 중간체(700)를 제조하는 단계로 크게 이루어진다.

먼저, 상기 상판(500)을 제조하기 위해서, 일면에 복수개의 스파이크(511)가 형성되고, 타면에는 인서트돌기(512)가 형성된 제1상판재(510)를 제조하고, 상기 제1상판재(510)의 타면에 제2상판재(520)를 인서트사출한 후, 이를 절삭가공하여 상판(500)을 제조하게 된다.

상기 제1상판재(510)는 상기 제1상판부재(110)를 형성하기 위한 것으로서, 재질은 상술한 바와 같이 금속 재질로 형성되게 되며, 상기 제2상판재(520)는 상기 제2상판부재를 형성하기 위한 것으로서, 폴리머 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 제1상판재(510)는 판상으로 형성되며, 상기 제1상판부재(110)의 형태를 고려하여 상측으로 볼록한 곡면을 가지도록 가공된다. 상기 제1상판재(510)의 가공방법은 3D 프린팅에 의해 성형된다.

상기 제2상판재(520)는 판상으로 형성되며, 상기 제2상판부재의 두께 및 형태를 고려하여 인서트사출로 성형된다.

상기 제1상판재(510)의 타면에 제2상판재(520)를 인서트사출한 후, 기계적 절삭 가공방법에 의해 오목홈이 형성된 최종 상판(500)의 형태로 형성된다.

그리고, 상기 하판(600)도 상기 상판(500)과 동일한 과정에 의해 제작되어, 결합홈이 형성된 최종 하판(600)의 형태로 형성된다.

그리고, 상기 중간체(700)는 상기 제2상판재(520)와 제2하판재(620)와 동일한 재질을 사용하므로, 사출성형에 의해 제작되며, 상측에는 상기 오목홈에 결합되도록 볼록부를 형성하고, 하단 테두리에는 상기 결합홈에 결합되도록 결합구를 형성하게 된다.

이와 같이 본 발명은, 중간체의 결합면에 접촉하는 상판과 하판을 중간체와 동일한 재질로 형성하여 인공 디스크의 내구성을 향상시키고, 인공 디스크에 대한 구조를 개선하여 인체의 움직임이나, 외부 충격 등에 의해서도 충격이 분산, 완화될 수 있도록 한 것이다.

특히, 상기 중간체는 상기 제2상판부재 및 제2하판부재와 동일한 재질로 형성하여 상기 상판의 움직임에 따른 마모 및 충격이 최소화되도록 하여, 제품의 내구성을 향상시킴과 아울러 그 기능이 오래도록 변함없도록 하면서, 환자의 신체 내부로 미세입자들이 돌아다니는 위험을 최소화하여 안전한 사용이 가능하도록 한 것이다.

또한, 상기 상판의 유동각도를 제한하되, 이 범위내에서는 자유롭게 상기 중간체의 볼록면을 따라 상판이 유동되도록 하면서, 상기 중간체 자체의 병진 운동도 가능하도록 하여, 상기 중간체에 미치는 하중이 골고루 분산되도록 한 것이다.

100 : 상판 110 : 제1상판부재
111 : 스파이크 112 : 인서트돌기
120 : 제2상판부재 121 : 오목홈
200 : 중간체 210 : 볼록부
220 : 결합구 300 : 하판
310 : 제1하판부재 311 : 킬(keel)
312 : 인서트돌기 320 : 제2하판부재
321 : 결합홈
500 : 상판 510 : 제1상판재
511 : 스파이크 512 : 인서트돌기
520 : 제2상판재 600 : 하판
610 : 제1하판재 611 : 킬(keel)
612 : 인서트돌기 620 : 제2하판재
700 : 중간체

Claims

인접하는 척추뼈 사이에 각각 고정되는 상판과, 하판, 그리고 상기 상판 및 하판 사이에 결합되는 중간체로 이루어진 인공 디스크의 제조방법에 있어서,
일면에 복수개의 스파이크가 형성되고, 타면에는 인서트돌기가 형성된 제1상판재를 제조하는 단계;
상기 제1상판재의 타면에 제2상판재를 인서트사출하는 단계;
상기 제1상판재 및 오목홈이 형성되도록 제2상판재를 절삭가공하여 상판을 제조하는 단계;
일면에 복수개의 킬이 형성되고, 타면에는 인서트돌기가 형성된 제1하판재를 제조하는 단계;
상기 제1하판재의 타면에 제2하판재를 인서트사출하는 단계;
상기 제1하판재 및 결합홈이 형성되도록 제2하판재를 절삭가공하여 하판을 제조하는 단계;
상기 제2상판재 및 제2하판재와 동일한 재질을 사용하며, 상측에는 상기 오목홈에 결합되도록 볼록부를 형성하고, 하단 테두리에는 상기 결합홈에 결합되도록 결합구를 형성하도록 중간체를 제조하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인공 디스크의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 제1상판재 및 제1하판재는,
상기 제2상판재 및 제2하판재와 이종(異種)의 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 인공 디스크의 제조방법.
제 2항에 있어서, 상기 제1상판재 및 제1하판재는,
금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 인공 디스크의 제조방법.
제 2항에 있어서, 상기 제2상판재, 제2하판재 및 중간체는,
폴리머로 형성되는 것을 특징으로 하는 인공 디스크의 제조방법.
제 1항에 있어서, 상기 제1상판재 및 제1하판재는 3D 프린팅에 의해 성형되며, 제2상판재 및 제2하판재는 사출성형에 의해 성형되는 것을 특징으로 하는 인공 디스크의 제조방법.
인접하는 척추뼈 사이에 각각 고정되는 상판과, 하판, 그리고 상기 상판 및 하판 사이에 결합되는 중간체로 이루어진 인공 디스크에 있어서,
상면에 복수개의 스파이크가 형성된 제1상판부재와, 상기 제1상판부재에 인서트사출형성되며, 상기 제1상판부재와는 이종(異種)의 재질로 형성되고 하면에 오목홈이 형성된 제2상판부재로 이루어진 상판;
상기 상판의 오목홈에 결합되도록 상측에 볼록부가 형성되어, 상기 상판이 상기 볼록부를 따라 유동하도록 형성되며, 하단 테두리에는 결합구가 형성되고, 상기 제2상판부재와 동일한 재질로 형성된 중간체;
하면에 복수개의 킬이 형성된 제1하판부재와, 상기 제1하판부재에 인서트사출형성되며, 상기 제1하판부재와는 이종(異種)의 재질, 상기 중간체와는 동일한 재질로 형성되고, 상기 중간체의 결합구가 수용결합되도록 결합홈이 형성된 제2하판부재로 이루어진 하판;을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 인공 디스크.
제 6항에 있어서, 상기 제1상판부재 및 제1하판부재는,
금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 인공 디스크.
제 6항에 있어서, 상기 제2상판부재, 제2하판부재 및 중간체는,
폴리머로 형성되는 것을 특징으로 하는 인공 디스크.
제 6항에 있어서, 상기 중간체의 결합구와 상기 제2하판부재의 결합홈 사이는 최대 0.48~0.52mm의 유격이 형성되는 것을 특징으로 하는 인공 디스크.
제 6항에 있어서, 상기 중간체를 중심으로 상기 상판은 유동되도록 형성되며, 척추뼈 사이에 고정이 시작되는 일측에서의 상기 상판의 유동각도는 상기 하판에 대해 최대 9.00°~ 9.02°, 척추뼈 사이에 고정이 완료되는 타측에서의 상기 상판의 유동각도는 상기 하판에 대해 최대 8.39°~ 8.41°, 측면에서의 상기 상판의 유동각도는 최대 5.77°~ 5.79° 범위로 형성된 것을 특징으로 하는 인공 디스크.