KR101673087B1 - 인공 무릎관절 - Google Patents

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KR101673087B1
KR101673087B1 KR1020150087432A KR20150087432A KR101673087B1 KR 101673087 B1 KR101673087 B1 KR 101673087B1 KR 1020150087432 A KR1020150087432 A KR 1020150087432A KR 20150087432 A KR20150087432 A KR 20150087432A KR 101673087 B1 KR101673087 B1 KR 101673087B1
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이춘택
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이건아
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Abstract

본 발명은 인공 무릎관절에 관한 것으로서, 대퇴골의 하부측 전방과 후방을 수용하는 형태로 대퇴골의 양 측부에서 조합되고, 체결나사로서 대퇴골에 고정되는 한 쌍의 대퇴골 컴포넌트와; 상기 대퇴골 컴포넌트의 하부가 받쳐지는 구름면이 상부 양측에 함몰지게 형성되어 구름 접촉되는 경골 컴포넌트와; 상기 경골 컴포넌트의 상부 중앙에 고정 설치되어 경골 컴포넌트에 대해 대퇴골 컴포넌트의 굴절동작을 지지하는 십자인대부재와; 상기 경골 컴포넌트의 하부와 결합되어 경골의 근위단 상부에 고정되는 경골 트레이;로 구성된 것을 특징으로 하는바, 2개로 나누어져 하나로 조합되는 대퇴골 컴포넌트를 대퇴골의 양 측부에서 각각 조합 및 결합하여 고정함으로써, 대퇴골의 후방측 관절융기 부분의 절삭을 최소화할 수 있고 자연적인 무릎관절의 특징을 최대한 살일 수 있음은 물론, 경골 컴포넌트의 구름면에 일부 노출되어 배치된 다수개의 롤러로서 대퇴골 컴포넌트와 경골 컴포넌트의 굴곡 동작이 보다 부드럽게 이루어지며, 측면인대 손상으로 인한 재수술에 있어, 선 시술된 제품과 거의 유사한 인공 무릎관절을 치환하면서 인공으로 제작한 측부 인대부재를 대퇴골 컴포넌트와 경골 컴포넌트에 연결하여 측면인대 기능을 부여할 수 있다.

Description

인공 무릎관절{Artificial knee joint}
본 발명은 인공 무릎관절에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 기존 무릎관절을 최소 절삭한 상태로 시술할 수 있으면서도 시술 후에 정상 무릎관절과 거의 같은 각도의 굴절기능을 발휘할 수 있고, 무릎관절의 측방인대가 손상된 환자에게 적용할 수 있으면서도 사용 연한을 크게 향상시킬 수 있는 인공 무릎관절에 관한 것이다.
인체 무릎부분에서 초기 관절염은 물리치료나 약물치료, PRP(혈소판풍부혈장) 주사 등 비교적 간단한 방법으로 치료할 수 있으나, 중기 이상으로 진행되면 연골재생술과 반월상연골판이식술이 필요하고, 반월상연골의 경우 80% 재생이 어려운 조직으로 심할 경우에는 인공관절수술로 대체할 수 밖에 없는 상황에 이르면 마지막으로 인공 무릎관절(일명 이를‘무릎 임플런트' 라고도 칭함)수술이 필요하다.
인공 무릎관절수술은 다양한 원인으로 손상된 무릎 관절 부위를 인체에 무해한 관절로 대체하는 수술법으로 특히 노화로 인해 발생하는 퇴행성 관절염의 최종 관절의 치환술로 치료가 이루어지는바, 무릎의 손상된 관절의 일부를 잘라내고 인공 무릎관절을 넣게되는 시술이 대표적이다.
이 인공 무릎관절은 인체거부반응이 매우 적은 세라믹소재로 최근 신소재로 제작되며, 대체로 인공 무릎관절로 치환한 상태에서 특별한 경우를 제외한 나머지 20~30년동안 사용할 수 있는 이점이 있다.
상기 인공 무릎관절의 구조는, 대한민국 공개특허 제10-2013-0102034호(명칭: 인공무릎관절, 공개일자: 2013년 9월 16일)에 개시되어 있다.
그 개략적인 구조는 대퇴골 원위단에 고정하는 대퇴골 컴포넌트와, 경골 근위단에 고정하는 경골 컴포넌트로 나누어 진다.
상기 경골 컴포넌트는, 경골 근위단측을 평평하게 잘라낸 부위에 고정되는 경골 트레이의 상부에 고정되고, 대퇴골 컴포넌트는 경골 컴포넌트와 연결되어 슬관절과 같이 구면 접촉할 수 있는 형태로 구성되어 있다.
상기 대퇴골 컴포넌트는 경골 컴포넌트에 대한 십자인대 기능을 갖도록 결합되어 굴절이 이루어지도록 한 것이다.
즉, 상기와 같이 대퇴골 컴포넌트, 경골 컴포넌트, 경골 트레이로 구성된 인공 무릎관절을 이용한 치환술을 살피면 다음과 같다.
통상적으로 상기와 같은 인공 무릎관절을 시술 이전에 수술환자의 대퇴골 및 경골의 크기에 맞는 인공 무릎관절을 선택하여 수술이 이루어지며, 수술환자의 무릎부위를 절개하여 대퇴골과 경골이 드러날 수 있게 하면서 측부인대는 보존한 상태에서 탈구시켜 수술부위를 확보한 상태에서 인공 무릎관절 치환수술이 진행된다.
상기와 같이 절개 확보된 대퇴골의 원위단은 하측으로부터 인공 무릎관절의 대퇴골 컴포넌트를 삽입 결합할 수 있는 형상에 맞게 절삭하는 시술이 이루어진다.
아울러, 상기 경골의 근위단 또한 상기 경골 트레이를 고정하기 위해 평평하게 잘라내는 시술이 이루어진다.
즉, 상기 대퇴골 컴포넌트를 대퇴골 하부에 씌우는 형태로 삽입시킨 상태에서 체결나사로서 대퇴골에 대퇴골 컴포넌트를 고정하게 되는바, 상기 대퇴골의 원위단 후방측에 둥글게 튀어 나와 있는 관절융기 부분을 상하 일직선으로 잘라낸 상태에서 상기 대퇴골 컴포넌트와 결합한다.
상기와 같이 대퇴골의 원위단측 관절융기 부분을 거의 일직선에 가깝게 잘라내는 이유는 대퇴골 하부측을 대퇴골 컴포넌트의 내측으로 원활하게 삽입시킬 수 있도록 하기 위함이다.
하지만, 상기와 같이 대퇴골의 관절융기를 대부분 제거하는 것은, 기존 조직의 최대한 유지라는 바람직한 무릎 인공관절 시술의 방향에 부합하지 않는 것이고 시술후에 대퇴골과 대퇴골 컴포넌트와의 신뢰성 있는 결합에도 유리하지 아니한 것이다.
또한, 상기와 같이 대퇴골 컴포넌트를 대퇴골 하부에서 삽입시키는 이유에서 체결나사로 대퇴골 컴포넌트를 고정하는 방식은 대퇴골 컴포넌트 후방에 형성된 융기부의 라운드진 부분은 짧아질 수 밖에 없기 때문에 향후 경골 컴포넌트와의 굴절부분 즉, 무릎관절을 최대한 구부릴 수 있는 각도를 확보할 수 없다는 문제점이 제기되고 있다.
또한, 종래의 인공 무릎관절은 굴절 운동시에 대퇴골 컴포넌트와 경골 컴포넌트가 미크럼 접촉하도록 되어 있을뿐, 그 이상 접촉면의 마모를 저하시키기 위한 배려가 없는 것이고, 또한 인공 무릎관절의 재시술이 요구되는 환자의 경유에는 측방인대가 손상된 경우가 흔하게 발생하는데, 이 손상된 측방인대의 기능을 회복시켜줄 수 있는 배려가 없는 것이다.
본 발명은 상기와 같이 제반되는 종래의 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 기존 무릎관절을 최소 제거한 상태로 시술할 수 있으면서도 시술 후에 정상 무릎관절과 거의 같은 각도의 굴절기능을 발휘할 수 있고, 사용 연한을 크게 향상시킬 수 있으며, 무릎관절의 측방인대가 손상된 환자에게 적용할 수 있는 인공 무릎관절을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 대퇴골의 하부측 전방과 후방을 수용하는 형태로 대퇴골의 양 측부에서 조합되고, 체결나사로서 대퇴골에 고정되는 한 쌍의 대퇴골 컴포넌트와; 상기 대퇴골 컴포넌트의 하부가 받쳐지는 구름면이 상부 양측에 함몰지게 형성되어 구름 접촉되는 경골 컴포넌트와; 상기 경골 컴포넌트의 상부 중앙에 고정 설치되어 경골 컴포넌트에 대해 대퇴골 컴포넌트의 굴절동작을 지지하는 십자인대부재와; 상기 경골 컴포넌트의 하부와 결합되어 경골의 근위단 상부에 고정되는 경골 트레이;로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 경골 컴포넌트의 상부에 대응되어 접하는 한 쌍의 대퇴골 컴포넌트는, 후방으로 돌출된 대퇴골의 관절융기형상과 흡사한 라운드형의 구름부를 갖고, 구름부의 반대측 내면은 각진 면을 갖는 결합공간을 갖되, 상기 구름부의 양측은 개방된 형태로 상호 마주하는 일면이 계합(契合)되는 조립부가 형성되며, 상기 조립부가 형성된 일측에는 상기 십자인대부재의 양측을 수용하는 슬라이딩홈이 상호 이격되어 형성되며, 체결나사로서 대퇴골과의 고정을 위한 결합공이 일측에 관통 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 십자인대부재는 경골 컴포넌트의 상부로 돌출되게 설치되되, 양측에는 대퇴골 컴포넌트의 슬라이딩홈에 안내되어 구면 접촉이 이루어지는 구면돌부가 형성되고, 일측에는 고정나사로서 경골 컴포넌트에 고정하기 위한 고정공이 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 구름부의 후방측 끝단 부분은 대퇴골 컴포넌트의 전면을 향하는 각도로 마감되어 구름부의 후방측 끝단과 대퇴골 콤퍼넌트의 전방 사이에서 대퇴골의 관절융기가 이탈하지 않게 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 경골 컴포넌트는, 십자인대부재를 고정하기 위한 요홈이 형성되고, 대퇴골 컴포넌트의 구름부와 접하는 구름면에 장공이 다수개 배열 형성되며, 양 측면으로부터는 상기 장공과 연통되는 롤러삽입공이 다수개 형성되며, 상기 롤러삽입공에는 장공의 외측으로 일부 노출되어 대퇴골 컴포넌트의 구름부와 접촉하여 구름이 이루어지는 롤러가 다수개 삽입 배치되며, 상기 롤러 사이에는 롤러를 구름 지지하는 지지핀이 설치된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 상기 한 쌍의 대퇴골 컴포넌트의 각 측면에는 대퇴골의 좌우측 측면을 커버하는 측면커버부가 마련되고, 각 측면커버부에 측부 인대부재의 상측 끝단부가 회동 가능하게 고정되며, 측부 인대부재의 하측 끝단부는 경골 콤퍼넌트에 슬라이딩 가능하게 결합되어 인체의 자연 측면인대를 대신하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 인공 무릎관절은 2개로 나누어져 하나로 조합되는 대퇴골 컴포넌트를 대퇴골의 양 측부에서 각각 조합 및 결합하여 고정함으로써, 대퇴골의 후방측 관절융기 부분의 절삭을 최소화할 수 있어 기존 자연적인 무릎관절의 장점을 최대한 살릴 수 있는 이점이 제공됨은 몰론이고, 대퇴골 컴포넌트의 후방으로 대퇴골의 관절융기 형상과 유사한 라운드형의 구름부를 형성함으로서 대퇴골 컴포넌트에 대한 경골 컴포넌트의 굴절각을 자연적인 무릎관절에 가깝게 최대화 할 수 있다. 또한, 경골 컴포넌트의 구름면에 일부 노출되어 배치된 다수개의 롤러에 의해 대퇴골 컴포넌트와 경골 컴포넌트의 굴곡 동작이 마모없이 더욱 부드럽게 이루어지며, 측부 인대부재를 대퇴골 컴포넌트와 경골 컴포넌트에 연결하여 측부인대를 대신할 수 있게 구현함으로써, 특히 측부인대가 손상된 환자에게 유용하게 적용할 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 인공 무릎관절을 분리하여 도시한 사시도,
도 2는 도 1의 경골 컴포넌트에 대퇴골 컴포넌트의 결합한 상태를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 대퇴골 컴포넌트를 대퇴골에 양측에서 결합하는 상태를 도시한 후면 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 경골 컴포넌트 내부의 롤러 및 십자인대부재가 대퇴골 컴포넌트에 적용된 상태를 예시한 사시도,
도 5는 도 1에서 인공 무릎관절의 결합된 상태를 도시한 사시도,
도 6은 도 4에서 경골 컴포넌트와 대퇴골 컴포넌트의 결합상태를 도시한 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 인공 무릎관절의 대퇴골 컴포넌트의 접촉상태를 도시한 단면도,
도 8은 도 7의 작동상태를 도시한 작동상태 순서도로서,
(a)는 인공 무릎관절시공을 위해 결합된 상태를 도시한 것이고,
(b)는 인공 무릎관절이 수직으로 직립된 상태를 도시한 것이며,
(c) 내지 (e)는 인공 무릎관절이 구부려지는 상태를 도시한 것이다.
도 9은 본 발명에 따른 일 실시예의 인공 무릎관절을 분리하여 도시한 사시도,
도 10은 도 9의 인공 무릎관절을 조합하여 완성된 상태를 도시한 사시도,
도 11은 도 9의 인공 무릎관절을 조합하여 완성된 상태를 도시한 측면도이다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명에 의한 인공 무릎관절(100)은, 대퇴골(10)의 하부측 전방과 후방을 수용하는 형태로 대퇴골의 양 측부에서 조합되고, 체결나사로서 대퇴골에 고정되는 한 쌍의 대퇴골 컴포넌트(110)와; 상기 대퇴골 컴포넌트(110)의 하부가 받쳐지는 구름면(121)이 상부 양측에 함몰지게 형성되어 구름 접촉되는 경골 컴포넌트(120)와; 상기 경골 컴포넌트(120)의 상부 중앙에 고정 설치되어 경골 컴포넌트에 대해 대퇴골 컴포넌트(110)의 굴절동작을 지지하는 십자인대부재(130)와; 상기 경골 컴포넌트(120)의 하부와 결합되어 경골(20)의 근위단 상부에 고정되는 경골 트레이(140);로 구성된다.
상기 경골 컴포넌트(120)의 상부에 대응되어 접하는 한 쌍의 대퇴골 컴포넌트(110)는, 후방으로 돌출된 대퇴골의 관절융기(11)형상과 흡사한 라운드형의 구름부(112)를 갖고, 구름부(112)의 반대측 내면은 각진 면을 갖는 결합공간(114)을 갖되, 상기 구름부(112)의 양측은 개방된 형태로 상호 마주하는 일면이 계합(契合)되는 조립부(116)가 형성되며, 상기 조립부(116)가 형성된 일측에는 상기 십자인대부재의 양측을 수용하는 슬라이딩홈(118)이 상호 이격되어 형성되며, 체결나사로서 대퇴골(10)과의 고정을 위한 결합공(111)이 일측에 관통 형성된다.
상기 결합공간(114)의 각진 면은 대퇴골(10)의 하부측을 최소한만 잘라낸 상태에서 안내되어 지지되는 형태가 되도록 6면으로 각지게 형성되며, 개방된 상부측은 대퇴골의 하부측 관절융기부분이 결합공간 내에 안내된 상태에서 상부로 벗어나지 않는 폭으로 형성됨이 바람직하다.
상기 대퇴골 컴포넌트(110)의 조립부(116)는 상호 맞물리는 형태로서 조합된다.
상기 십자인대부재(130)는 경골 컴포넌트(120)의 상부로 돌출되게 설치되되, 그 양측에는 대퇴골 컴포넌트(110)의 슬라이딩홈(118)에 안내되어 구면 접촉이 이루어지는 구면돌부(132)가 형성되고, 일측에는 고정나사로서 경골 컴포넌트(120)에 고정하기 위한 고정공이 형성된다.
상기 구면돌부(132)의 결합에 대해 상기 슬라이딩홈(118)의 일측에는 안내홈(118a)가 형성되며, 상기 안내홈에 구면돌부가 일치되어 안내될 수 있는 각도는 경골 컴포넌트가 대퇴골 컴포넌트에 대해 둔각위치, 즉, 경골의 관절부분이 대퇴골 전방으로 꺽이는 각도에서 십자인대부재의 연결이 이루어지도록 한다.
아울러, 상기 십자인대부재(130)는 경골 컴포넌트(120)에 대한 대퇴골 컴포넌트(110)의 굴절에 있어서 측면인대와 함께 대퇴골(10)과 경골(20)을 연결하는 부분으로써, 구면부와 간섭되지 않는 범위에서 다양한 형상으로 경골 컴포넌트를 지지할 수 있으면 좋다.
상기에서 대퇴골 컴포넌트(112)가 대퇴골(10) 양측에서 결합됨에 있어 대퇴골 컴포넌트의 결합공간(114)에 대퇴골(10)이 최대한 대퇴골(10)의 하부측 관절융기(11)가 맞게 안내된다.
이와 같은 대퇴골 컴포넌트(110)의 조합은, 대퇴골(10)의 관절융기(11)를 수용하고 있는 구름부(112)의 후방측 끝단부분은 대퇴골 컴포넌트(110)의 전면을 향하는 각도 상으로 마감되어 있어 때문에, 상기 대퇴골(10)의 관절융기(11)는 구름부(112)의 후방측 끝단과 대퇴골 콤퍼넌트(110)의 전방 사이에서 벗어나지 않는 상태로 결합할 수 있게 된다.
더욱이 대퇴골(10)의 하부측 관절융기(11)는 그 주변을 상기 대퇴골 컴포넌트(110)의 6각면 결합공간(114)에 맞게 절삭한 상태에서 대퇴골 컴포넌트(110)를 대퇴골(10)의 관절융기(11) 양측 방향에서 조합하여 대퇴골(10) 하부측 관절융기(11)의 결합이 견고하다.
상기와 같이 대퇴골(10)을 결합공간(114)의 6각 면에 거의 일치될 수 있는 형태로 대퇴골(10)의 하부 전후 측을 각지게 최소한 절삭시켜 줌으로써, 대퇴골(10) 조직이 크게 손상됨을 줄일 수 있고, 대퇴골 콤퍼넌트(110)와의 견고한 결합을 이룰 수 있다.
한편, 상기 대퇴골 컴포넌트(110)의 결합공(111) 후면에는 대퇴골 컴포넌트(110)의 연결을 보강하는 보강플레이트(113)가 덧대어져 체결나사로서 대퇴골(10)에 고정 설치하여 대퇴골 컴포넌트(110)과 대퇴골과의 고정을 견고하게 할 수 있으며, 상기 보강플레이트(113)는 순도가 좋은 텅스텐 혹은 소강도 스틸소재가 제작되며, 체결나사의 관통을 위한 연결공이 양측에 형성된다.
상기 경골 컴포넌트(120)는, 십자인대부재(130)를 고정하기 위한 요홈(122)이 형성되고, 대퇴골 컴포넌트(110)의 구름부(112)와 접하는 구름면(121)에 장공(123)이 다수개 배열 형성되며, 양 측면으로부터는 상기 장공과 연통되는 롤러삽입공(128)이 다수개 형성되며, 상기 롤러삽입공(128)에는 장공(123)의 외측으로 일부 노출되어 대퇴골 컴포넌트(110)의 구름부(112)와 접촉하여 구름이 이루어지는 롤러(124)가 다수개 삽입 배치되며, 상기 롤러(124) 사이에는 롤러를 구름 지지하는 지지핀(125)이 설치된다.
상기 롤러(124)는 경골 콤퍼넌트(120)의 측면측에 마련된 롤러삽입공(128)에서 삽입되는 것으로, 상기 롤러삽입공(128)은 상기 장공이 각각 형성되어 상호 연통되도록 한 것이며, 상기 롤러는 중간에 홈부(124a)가 형성되고, 상기 홈부에 맞게 경골 콤퍼넌트(120)의 저부에서 상기 지지핀(125)이 안내되어 한 쌍의 롤러를 안정된 상태로 구름 가능하게 지지하도록 한 것이다.
상기 롤러(124)가 위치되는 상기 장공(123)의 내측면은 롤러의 직경에 대한 호형의 단면으로 가공되어 상기 장공(123)의 상면에서 유격없이 밀착구름이 이루어지는 것으로 구름면에 대해 0.05mm~0.1mm 정도로 장공을 통해 노출되는 롤러는 거의 구름면에서 미세하게 돌출되도록 함이 바람직하다.
한편, 첨부된 도 9 내지 도 11은 본 발명에 따른 인공 무릎관절의 일 실시예를 도시한 것으로서, 이는 상기와 같은 인공 무릎관절에서 일부를 개선하여 측면 인대가 손상된 환자를 대상으로 시술되기 위한 인공 무릎관절이다.
이는 상술한 바와 같이 기본적인 인공 무릎관절(100)의 구조는 동일하되, 한 쌍의 대퇴골 컴포넌트(110)의 각 측면에는 대퇴골의 좌우측 측면을 커버하는 측면커버부(101)가 마련되고, 상기 측면커버부(101)에는 핀결합공(102)이 형성되며, 상기 경골 컴포넌트(120)의 양측에 형성된 다수개의 롤러삽입공(128) 중에는 안내홈부(127)가 함몰 형성되고, 상기 안내홈부(127)를 통한 롤러삽입공(128)에 안내되는 롤러(124) 및 측면커버부(101)의 핀결합공(102)에 결합되는 연결핀(P)이 각각 연결되어 상기 대퇴골 컴포넌트(110)와 경골 컴포넌트(120)의 양 측부를 연결 지지하는 측부 인대부재(200)가 구비되어 인체의 자연 측면인대를 대신하도록 구성된다.
이와 같이 구성된 본 발명인 인공 무릎관절의 수술 및 이에 따른 작용을 기술하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 인공 무릎관절을 치환하기 위해 절개한 무릎에서는 십자인대 제거와 함께 탈구시킨 대퇴골(10)과 경골(20)을 인공 무릎관절에 맞게 해당 관절부위를 절삭하게 되는데, 특히 대퇴골(10)의 경우 하부 후방으로 돌출된 관절융기(11)부분은 최소한만 잘라낸다.
여기서 최소한 잘라낸다는 의미는 대퇴골 콤퍼넌트(110)를 대퇴골의 측면에서 결합공간(114)에 안내 삽입될 수 있을 정도로만 잘라내어 골 조직의 손상을 최소화 한다는 것이다.
탈구되어 있는 경골(20)은, 그 근위단 부분은 종래 기술에서 설명한 바와 같이 경골 트레이(140)를 고정을 위해 평평하게 잘라낸 상태에서 경골 트레이(140)의 하부측 인서트부분을 경골의 근위단에 구멍을 내어 안내시킨 다음, 그 상부에서 경골 컴토넌트(120)를 결합한 상태에서 체결나사를 이용하여 고정한다.
첨부된 도 3에서와 같이, 한 쌍으로 된 상기 대퇴골 컴포넌트(110)를 대퇴골(10)의 양측 방향에서 각각 대퇴골을 수용하는 형태로 각진 면을 갖는 결합공간(114)을 조합한다.
상기 결합공간(114) 내부는 각진 면으로 형성되어 있기 때문에, 안내된 대퇴골을 보다 안정되게 지지시킬 수 있게 된다.
상기와 같은 상태의 대퇴골(10)의 후방측 관절융기(11) 부분은 결합공간(114)의 각진 면에 일치되게 절삭한 것이고, 라운드형으로 된 구름부(112)는 상기 관절융기(11)를 대신하는 부분으로써, 상기 경골 컴포넌트(120)와 연결시 경골 컴포넌트(120)의 구름면(121)에 밀착되는 형태로 연결된다.
상기 대퇴골 콤퍼넌트(110)를 양측에서 연결함에 있어, 일면에 형성된 조립부(116)는 상호 계합되는 상태로 여기서 대퇴골 콤퍼넌트(110)의 전방 후방측과 대퇴골 전방 사이에 보강플레이트(113)를 안내하되 대퇴골 콤퍼넌트(110)측 결합공과 일치시킨 상태에서 체결나사를 대퇴골(10)에 박아 고정시켜줌으로써, 상기 대퇴골(10)에 대퇴골 콤퍼넌트(110)의 결합을 완성한다.
상기와 같이 좌우로 나누어진 대퇴골 콤퍼넌트(110)를 대퇴골(10)에 조합하는 형태는 대퇴골(10)에 대퇴골 콤퍼넌트(110)를 결합하기 위하여 뼈를 절삭하는 정도를 최소화 할 수 있다. 특히, 대퇴골(10)의 관절융기(11)를 최소 절삭하고 이 관절융기(11)의 기능을 갖는 구름부(112)가 형성된 대퇴골 컴포넌트(110)를 대퇴골(10)에 결합할 수 있도록 함으로서, 상기 구름부(112)가 경골 컴포넌트(120)의 구름면(121)에 안내되어 슬라이딩 되게 하여 굴절운동시 대퇴골 컴포넌트(110)에 대한 경골 컴포넌트(120)의 굴절각을 자연적인 무릎관절과 거의 동일한 정도로 최대화 할 수 있다.
상기 대퇴골 콤퍼넌트(110)를 경골 콤퍼넌트(120)에 연결은 대퇴골 콤퍼넌트(110)에 대해 경골 콤퍼넌트(120) 전방이 둔각을 갖는 각도에서 경골 콤퍼넌트(120)의 상부 중앙에 고정한 십자인대부재(130)와 연결한다.
이는 인공 무릎관절 치환한 수술후 완치된 상태에서 환자의 경골 근위단 전방측이 십자인대부재가 대퇴골의 전방으로 굴절 반대방향으로 꺽이지 않는 한 탈구되지 않는 상태를 유지시킬 수 있다.
상기 십자인대부재(130)의 양측에 돌출 형성된 구면돌부(132)는 대퇴골 콤퍼넌트(110)의 슬라이딩홈(118)에 안내되어 이를 기준으로 보행시, 앉는 자세, 무릎을 구부린 자세 등과 같이 경골 콤퍼넌트(120)와 대퇴골 컴포넌트(110)를 상호 요구하는 각도로 굴절시킬 수 있는바, 이는 첨부된 도 8에서 도시한 바와 같다.
본 발명에 따른 인공 무릎관절(100)은, 십자인대부재(130)를 기준으로 상기 대퇴골 컴포넌트(110)의 구름부(112)는 경골 콤퍼넌트(120)측 구름면(121)에 마련된 다수개의 롤러(124)에 구름 접촉하도록 되어 더욱 원활한 굴곡 동작을 구현하고, 또한 상기 구름부(112)의 마모를 최소화 함으로서 사용 연한을 크게 향상시키도록 하고 있다.
한편, 이미 알려진 어떠한 인공 무릎관절로 무릎관절을 치환한 상태에서 오랜 시간이 경과하여 재시술을 함에 있어서는, 많은 경우 대퇴골과 경골을 잇는 측부인대가 손상되어 있는 경우가 흔하게 발생되는데, 이러한 시술 환경일 경우에는, 첨부된 도 9 내지 도 11에 도시한 측부 인대기능을 갖는 인공 무릎관절(100)로 재수술을 함으로써, 측면인대 기능을 부가할 수 있다.
상기 측부인대 기능을 갖는 인공 무릎관절(100)은 앞서 설명한 대퇴골 컴포넌트(110)와 경골 컴포넌트(120)의 양 측부에 측부인대 기능을 갖는 판상의 측부 인대부재(200)가 결합되어 있다.
상기 측부 인대부재(200)는 상측 끝단부가 대퇴골 컴포넌트(110)의 측면커버부(101)에 형성된 핀결합공(102)에 연결핀(P)으로 회동 가능하게 고정되어 있고, 측부 인대부재(200)의 하측 끝단부는 경골 콤퍼넌트(120)의 롤러삽입공(128)측에 형성된 안내홈부(127)에 상하 슬라이딩 가능하게 결합되어 있다.
상기 측부인대 기능이 부가된 인공 무릎관절(100)의 시술은, 앞서 설명한 본 발명의 인공 무릎관절(100)과 동일하나, 측부인대 기능을 하는 측부 인대부재(200)에 의해 대퇴골 컴포넌트(110)와 경골 콤프넌트(120)의 양 측부가 견고하게 연결 결합됨으로서 무릎관절의 측부인대 기능을 발휘할 수 있는 것이다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10: 대퇴골 11: 관절융기
20: 경골 100: 인공 무릎관절
101: 측면커버부 102: 핀결합공
110: 대퇴골 컴포넌트 111: 결합공
112: 구름부 113: 보강플레이트
114: 결합공간 116: 조립부
118: 슬라이딩홈 120: 경골 콤퍼넌트
121: 구름면 122: 요홈
123: 장공 124: 롤러
125: 지지핀 127: 안내홈부
128: 롤러삽입공 130: 십자인대부재
132: 구면돌부 140: 경골 트레이
200: 측면 인대부재
P: 연결핀

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 대퇴골(10)의 하부측 전방과 후방을 수용하는 형태로 대퇴골의 양 측부에서 조합되고, 체결나사로서 대퇴골에 고정되는 한 쌍의 대퇴골 컴포넌트(110)와; 상기 대퇴골 컴포넌트(110)의 하부가 받쳐지는 구름면(121)이 상부 양측에 함몰지게 형성되어 구름 접촉되는 경골 컴포넌트(120)와; 상기 경골 컴포넌트(120)의 상부 중앙에 고정 설치되어 경골 컴포넌트에 대해 대퇴골 컴포넌트(110)의 굴절동작을 지지하는 십자인대부재(130)와; 상기 경골 컴포넌트(120)의 하부와 결합되어 경골(20)의 근위단 상부에 고정되는 경골 트레이(140);로 구성된 인공 무릎관절에 있어서,
    상기 경골 컴포넌트(120)의 상부에 대응되어 접하는 한 쌍의 대퇴골 컴포넌트(110)는,
    후방으로 돌출된 대퇴골의 관절융기(11) 형상과 흡사한 라운드형의 구름부(112)를 갖고, 구름부(112)의 반대측 내면은 각진 면을 갖는 결합공간(114)을 갖되, 상기 구름부(112)의 양측은 개방된 형태로 상호 마주하는 일면이 계합(契合)되는 조립부(116)가 형성되며, 상기 조립부(116)가 형성된 일측에는 상기 십자인대부재의 양측을 수용하는 슬라이딩홈(118)이 상호 이격되어 형성되며, 체결나사로서 대퇴골(10)과의 고정을 위한 결합공(111)이 일측에 관통 형성된 것을 특징으로 하는 인공 무릎관절.
  3. 제2항에 있어서, 구름부(112)의 내면은 6각의 각진 면을 갖는 결합공간(114)을 갖는 것을 특징을 하는 인공 무릎관절.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 십자인대부재(130)는 경골 컴포넌트(120)의 상부로 돌출되게 설치되되, 양측에는 대퇴골 컴포넌트의 슬라이딩홈(118)에 안내되어 구면 접촉이 이루어지는 구면돌부(132)가 형성되고, 일측에는 고정나사로서 경골 컴포넌트(120)에 고정하기 위한 고정공(134)이 형성된 것을 특징으로 하는 인공 무릎관절.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 구름부(112)의 후방측 끝단 부분은 대퇴골 컴포넌트(110)의 전면을 향하는 각도로 마감되어 구름부의 후방측 끝단과 대퇴골 콤퍼넌트의 전방 사이에서 대퇴골(10)의 관절융기(11)가 벗어나지 않게 조합되는 것을 특징으로 하는 인공 무릎관절.
  6. 대퇴골(10)의 하부측 전방과 후방을 수용하는 형태로 대퇴골의 양 측부에서 조합되고, 체결나사로서 대퇴골에 고정되는 한 쌍의 대퇴골 컴포넌트(110)와; 상기 대퇴골 컴포넌트(110)의 하부가 받쳐지는 구름면(121)이 상부 양측에 함몰지게 형성되어 구름 접촉되는 경골 컴포넌트(120)와; 상기 경골 컴포넌트(120)의 상부 중앙에 고정 설치되어 경골 컴포넌트에 대해 대퇴골 컴포넌트(110)의 굴절동작을 지지하는 십자인대부재(130)와; 상기 경골 컴포넌트(120)의 하부와 결합되어 경골(20)의 근위단 상부에 고정되는 경골 트레이(140);로 구성된 인공 무릎관절에 있어서,
    상기 경골 컴포넌트(120)는, 십자인대부재(130)를 고정하기 위한 요홈(122)이 형성되고, 대퇴골 컴포넌트(110)의 구름부(112)와 접하는 구름면(121)에 장공(123)이 다수개 배열 형성되며, 양 측면으로부터는 상기 장공과 연통되는 롤러삽입공(128)이 다수개 형성되며, 상기 롤러삽입공(128)에는 장공(123)의 외측으로 일부 노출되어 대퇴골 컴포넌트(110)의 구름부(112)와 접촉하여 구름이 이루어지는 롤러(124)가 다수개 삽입 배치되며, 상기 롤러(124) 사이에는 롤러를 구름 지지하는 지지핀(125)이 설치된 것을 특징으로 하는 인공 무릎관절.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 한 쌍의 대퇴골 컴포넌트(110)의 각 측면에는 대퇴골의 좌우측 측면을 커버하는 측면커버부(101)가 형성되고, 이 각 측면커버부(101)에 측부 인대부재(200)의 상측 끝단부가 회동 가능하게 고정되며, 측부 인대부재(200)의 하측 끝단부는 경골 컴포넌트(120)에 슬라이딩 가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 인공 무릎관절.
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