KR101748377B1 - 비대칭 인공슬관절 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비대칭 인공슬관절에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내측홈부와 외측홈부를 가지는 베어링부재와, 베어링부재 상면에 위치하여 내측관절구와 외측관절구를 가지는 대퇴골결합부재를 포함하고, 상기 베어링부재는 외측홈부 상의 외측홈점의 위치가 내측홈부 상의 내측홈점의 위치보다 전방에 위치하도록 구성되며, 베어링부재의 중심면에서부터 내측홈부의 내측홈점을 포함하는 내측홈점면까지의 거리를 베어링부재의 중심면에서부터 외측홈부의 외측홈점을 포함하는 외측홈점면까지의 거리보다 크게 하고, 상기 대퇴골결합부재는 대퇴골결합부재의 중심면에서부터 내측관절구의 정점을 포함하는 내측정점면까지의 거리를 대퇴골결합부재의 중심면에서부터 외측관절구의 정점을 포함하는 외측정점면까지의 거리보다 크게 한 것으로, 인공슬관절이 베어링부재의 내측홈부와 대퇴골결합부재의 내측관절구를 중심으로 운동하도록 하여 베어링부재의 내측으로 편향된 마모를 방지하며, 무릎에 가해지는 하중이 내측과 외측에 균등히 분배되도록 하는 것을 특징으로 하는 비대칭 인공슬관절에 관한 것이다.

Description

비대칭 인공슬관절 {Asymmetric Knee Prosthesis}

본 발명은 비대칭 인공슬관절에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 내측홈부와 외측홈부를 가지는 베어링부재와, 베어링부재 상면에 위치하여 내측관절구와 외측관절구를 가지는 대퇴골결합부재를 포함하고, 상기 베어링부재는 외측홈부 상의 외측홈점의 위치가 내측홈부 상의 내측홈점의 위치보다 전방에 위치하도록 구성되며, 베어링부재의 중심면에서부터 내측홈부의 내측홈점을 포함하는 내측홈점면까지의 거리를 베어링부재의 중심면에서부터 외측홈부의 외측홈점을 포함하는 외측홈점면까지의 거리보다 크게 하고, 상기 대퇴골결합부재는 대퇴골결합부재의 중심면에서부터 내측관절구의 정점을 포함하는 내측정점면까지의 거리를 대퇴골결합부재의 중심면에서부터 외측관절구의 정점을 포함하는 외측정점면까지의 거리보다 크게 한 것으로, 인공슬관절이 베어링부재의 내측홈부와 대퇴골결합부재의 내측관절구를 중심으로 운동하도록 하여 베어링부재의 내측으로 편향된 마모를 방지하며, 무릎에 가해지는 하중이 내측과 외측에 균등히 분배되도록 하는 것을 특징으로 하는 비대칭 인공슬관절에 관한 것이다.

슬관절이란, 무릎을 둘러싼 3개의 뼈인 대퇴골(Femur), 경골(Tibia), 슬개골(Patella)이 이루는 관절을 의미하는 것으로, 사람의 무게를 지탱하고 관절운동을 통해 걷거나 뛰는 등의 다리를 쓰는 운동에 관련된 핵심적인 관절에 해당한다. 대퇴골 끝에는 관절연골(Articular Cartilage)이 존재하고, 경골 끝에는 반월상연골(Meniscus)이 존재하게 되는데 극심한 운동이나 노화 등으로 연골이 손상되면 뼈와 뼈가 직접 맞닿게 되어 극심한 통증을 유발할 수 있다.

슬관절전치환술은 이와 같이 슬관절이 손상되었을 때 대퇴골과 경골의 일부를 절개하고 인공슬관절을 삽입하는 수술로서, 대퇴골(F, Femur) 끝단에 대퇴골결합부재(91)를 연결하고, 경골(T, Tibia) 끝단에 경골부재(93)를 삽입고정하며, 그 위에 베어링부재(95)를 설치하여 인공슬관절을 시술하게 된다. 도 1은 인공슬관절 수술 후 무릎의 굽힘 동작을 도시한 것으로, 상기 종래 기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1184905호(2012.09.20)에 개시되어 있다.

인체를 좌우로 구분할 수 있도록 가상의 중심 절단면을 형성하는 것을 가리켜 시상면(Sagittal Plane)이라 하며, 왼쪽 또는 오른쪽 다리 중 어느 한 다리를 기준으로 했을 때, 상기 시상면(Sagittal Plane) 쪽에 위치한 안쪽 무릎을 가리켜 내측(Medial), 상기 시상면(Sagittal Plane) 반대쪽에 위치한 바깥쪽 무릎을 가리켜 외측(Lateral)이라고 한다.

통상적으로 대퇴골결합부재는, 외측에 위치하며 관절면(Articular Surface)을 가지는 외측관절구(Lateral Condyle)와, 내측에 위치하며 관절면을 가진 내측관절구(Medial Condyle), 외측관절구와 내측관절구를 연결하는 캠(Cam)을 포함한다. 이때 곡면으로 이루어진 관절면 가운데 맨 꼭대기 지점을 가리켜 정점이라고 한다.

베어링부재는, 외측에 위치하며 관절면을 가지는 외측홈부(Lateral Sulcus Point)와, 내측에 위치하며 관절면을 가지는 내측홈부(Medial Sulcus Point)와, 외측홈부와 내측홈부 사이에 위치하는 포스트(Post)를 포함하는 것이 일반적이다.

종래 인공슬관절의 대퇴골결합부재는 캠을 중심으로 외측관절구와 내측관절구가 대칭 형상을 가졌고, 베어링부재 역시 포스트를 중심으로 좌우 대칭의 형태를 가짐에 따라, 무릎을 굽히는 동작(Flexion)을 취할 때 대퇴골결합부재의 외측관절구를 중심으로 회전운동(Rotation) 및 롤백(Roll-Back)이 일어나는 외전(External Rotation)이 발생했다. 임상적으로 확인된 결과에 따르면 무릎 운동시 무릎에 가해지는 하중은 외측과 내측이 1:2~3 정도로 무릎 내측에 더 큰 하중이 전달되는 것이 확인되었다. 그로 인해 인공슬관절 삽입 수술 후 베어링부재의 내측홈부가 외측홈부에 비해 더 빨리 마모되거나 손상되는 문제가 있어 이를 해결하기 위한 기술의 개발이 요구되어왔다. 도 2는 외전이 일어나는 무릎관절의 모습을 도시한 도면으로, 이는 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0102034호(2013.09.16)에 개시되어 있다.

이뿐만이 아니라, 도 3을 참고하면, 대퇴골결합부재가 외전(External Rotaion)하는 과정에서, 대퇴골결합부재(91)의 캠(911)이 베어링부재(95)의 포스트(951) 엣지(Edge)를 충격하여, 베어링부재(95)를 손상시키는 현상이 자주 발생하였는데, 이 원인으로 베어링부재(95)의 포스트(951)가 좌우 대칭구조를 가지고 있기 때문인 것으로 파악되었다.

따라서 무릎의 내측으로 하중이 집중되지 않도록 하여, 내측으로 편향된 관절의 마모를 방지하고, 대퇴골결합부재의 캠과 베어링부재의 포스트가 넓은 접촉면적을 형성하도록 해 베어링부재의 포스트 엣지가 충격받는 것을 막는 기술의 개발이 요구되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로,

본 발명의 목적은, 대퇴골결합부재의 내측관절구와 베어링부재의 내측홈부가 운동의 중심이 되도록 하여 베어링부재의 내측홈부의 손상과 마모를 방지하면서도 인체의 해부학적 무릎운동을 그대로 구현할 수 있는 인공슬관절을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 무릎의 굽힘 운동시 대퇴골결합부재의 내측관절구보다 외측관절구가 더 길게 전방이동하여 내전 할 수 있도록 함에 따라, 슬관절 주변 조직에 텐션(Tension)을 가져와 관절운동의 안정성을 높인 인공슬관절을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 외측홈부의 정점인 외측홈점(Lateral Sulcus Point)을 내측홈부의 정점인 내측홈점(Medial Sulcus Point)보다 전방에 위치시켜 내측관절구보다 외측관절구가 더 길게 전방이동하여 내전 할 수 있도록 함에 따라, 슬관절 주변 조직에 텐션을 가져와 관절운동의 안정성을 높인 인공슬관절을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 대퇴골결합부재의 외측관절구의 후방관절구는 내측관절구의 후방관절구보다 다양한 곡률을 가지도록 하여 내측관절구보다 외측관절구가 더 길게 전방이동하여 내전 할 수 있도록 함에 따라, 슬관절 주변 조직에 텐션을 가져와 관절운동의 안정성을 높인 인공슬관절을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 대퇴골결합부재의 외측관절구의 후방관절구는 후방으로 갈수록 곡률이 커지도록 하여 내측관절구보다 외측관절구가 더 길게 전방이동하여 내전 할 수 있도록 함에 따라, 슬관절 주변 조직에 텐션을 가져와 관절운동의 안정성을 높인 인공슬관절을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 베어링부재의 포스트의 후측면을 외측면에서 내측면으로 경사지게 비대칭으로 구성하여 내전 중인 대퇴골결합부재가 인체해부학적 구조에 적합한 외전을 할 수 있도록 하는 인공슬관절을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 베어링부재의 외측홈부의 후방돌출부가 내측홈부의 후방돌출부에 비해 작은 곡률을 가지도록 하여 내전 중인 대퇴골결합부재가 인체해부학적 구조에 적합한 외전을 할 수 있도록 하는 인공슬관절을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 대퇴골결합부재의 중심면에서부터 내측관절구의 정점을 포함하는 내측정점면까지의 거리를, 대퇴골결합부재의 중심면에서부터 외측관절구의 정점을 포함하는 외측정점면까지의 거리보다 크게 하여, 베어링부재의 내측홈부에 집중되는 하중을 경감시켜 내측홈부의 손상과 마모를 방지할 수 있는 인공슬관절을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 베어링부재의 중심면에서부터 내측홈부의 내측홈점을 포함하는 내측홈점면까지의 거리를, 베어링부재의 중심면에서부터 외측홈부의 외측홈점을 포함하는 외측홈점면까지의 거리보다 크게 하여, 베어링부재의 내측홈부에 집중되는 하중을 경감시켜 내측홈부의 손상과 마모를 방지할 수 있는 인공슬관절을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 대퇴골결합부재의 중심면과 베어링부재의 중심면을 일치시켰을 때, 중심면에서부터 내측정점면까지의 거리는 중심면에서부터 내측홈점면까지의 거리와 동일하게 하고, 중심면에서부터 외측정점면까지의 거리는 중심면에서부터 외측홈점면까지의 거리와 동일하게 하여, 대퇴골결합부재가 베어링부재 상에 올바른 안착되도록 하는 인공슬관절을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 베어링부재의 포스트의 후측면을 외측면에서 내측면으로 경사지게 비대칭으로 구성하여 내전 중인 대퇴골결합부재가 인체해부학적 구조에 적합한 외전으로 전환할 때, 대퇴골결합부재의 캠 면이 베어링부재의 포스트의 비대칭 후측면과 넓은 면적에 걸쳐 접촉하도록 함으로써, 대퇴골결합부재의 캠으로부터 베어링부재의 포스트 엣지가 큰 충격을 받는 것을 방지할 수 있도록 하는 인공슬관절을 제공하는 것이다.

본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은 내측홈부와 외측홈부를 가지는 베어링부재를 포함하며, 상기 외측홈부의 외측홈점은 상기 내측홈부의 내측홈점보다 전방에 위치하여 내측홈부가 운동의 중심이 되도록 함으로써, 베어링부재의 내측으로 편향된 마모를 방지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 상기 외측홈점의 위치는 베어링부재의 전방과 후방을 잇는 AP길이의 10~25% 전방 지점에 위치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 상기 베어링부재는, 베어링부재의 중심면에서부터 내측홈부의 내측홈점을 포함하는 내측홈점면까지의 거리를, 베어링부재의 중심면에서부터 외측홈부의 외측홈점을 포함하는 외측홈점면까지의 거리보다 크게 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 상기 베어링부재는, 외측홈부의 후방돌출부가 내측홈부의 후방돌출부에 비해 작은 곡률을 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 상기 베어링부재는, 베어링부재의 포스트의 후측면을 외측면에서 내측면으로 경사지게 비대칭으로 구성한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 내측관절구와 외측관절구를 가지는 대퇴골결합부재를 포함하며, 무릎의 굽힘 운동시 대퇴골결합부재의 내측관절구보다 외측관절구가 더 길게 전방이동하여 내전하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 상기 대퇴골결합부재는, 대퇴골결합부재의 중심면에서부터 내측관절구의 정점을 포함하는 내측정점면까지의 거리를, 대퇴골결합부재의 중심면에서부터 외측관절구의 정점을 포함하는 외측정점면까지의 거리보다 크게 한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 상기 대퇴골결합부재는, 외측관절구의 외측후방관절구가 내측관절구의 내측후방관절구보다 다양한 곡률을 가지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 상기 대퇴골결합부재는, 외측관절구의 외측후방관절구 곡률이 후방으로 갈수록 커지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 내측홈부와 외측홈부를 가지는 베어링부재와, 상기 베어링부재 상면에 내측관절구와 외측관절구를 가지는 대퇴골결합부재를 포함하고, 상기 베어링부재는 외측홈부의 외측홈점이 내측홈부의 내측홈점보다 전방에 위치하며, 상기 대퇴골결합부재는 내측관절구보다 외측관절구가 더 길게 전방이동하는 것으로, 상기 베어링부재의 내측홈부와 상기 대퇴골결합부재의 내측관절구가 운동의 중심이 되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 상기 베어링부재는, 베어링부재의 중심면에서부터 내측홈부의 내측홈점을 포함하는 내측홈점면까지의 거리를, 베어링부재의 중심면에서부터 외측홈부의 외측홈점을 포함하는 외측홈점면까지의 거리보다 크게 하고, 상기 대퇴골결합부재는, 대퇴골결합부재의 중심면에서부터 내측관절구의 정점을 포함하는 내측정점면까지의 거리를, 대퇴골결합부재의 중심면에서부터 외측관절구의 정점을 포함하는 외측정점면까지의 거리보다 크게 한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 상기 베어링부재의 중심면과 상기 대퇴골결합부재의 중심면을 일치시켰을 때, 상기 베어링부재의 중심면에서부터 내측홈부의 내측홈점을 포함하는 내측홈점면까지의 거리는, 대퇴골결합부재의 중심면에서부터 내측관절구의 정점을 포함하는 내측정점면까지의 거리와 같고, 상기 베어링부재의 중심면에서부터 외측홈부의 외측홈점을 포함하는 외측홈점면까지의 거리는, 대퇴골결합부재의 중심면에서부터 외측관절구의 정점을 포함하는 외측정점면까지의 거리와 같은 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 상기 대퇴골결합부재는, 내측관절구와 외측관절구를 잇는 캠을 포함하며, 상기 베어링부재는, 베어링부재의 포스트의 후측면을 외측면에서 내측면으로 경사지게 비대칭으로 구성되고, 상기 포스트의 후측면 경사각은, 대퇴골결합부재의 캠이 포스트에 접촉하는 순간 대퇴골결합부재가 외전으로 인해 기울어진 각도와 동일한 것을 특징으로 한다.

본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은, 대퇴골결합부재의 내측관절구와 베어링부재의 내측홈부가 운동의 중심이 되도록 하여 베어링부재의 내측홈부의 손상과 마모를 방지하면서도 인체의 해부학적 무릎운동을 그대로 구현할 수 있는 인공슬관절을 제공하는 효과를 도출한다.

본 발명은, 무릎의 굽힘 운동시 대퇴골결합부재의 내측관절구보다 외측관절구가 더 길게 전방이동하여 내전 할 수 있도록 함에 따라, 슬관절 주변 조직에 텐션(Tension)을 가져와 관절운동의 안정성을 높인 인공슬관절을 제공하는 효과가 있다.

본 발명은, 외측홈부의 정점인 외측홈점(Lateral Sulcus Point)을 내측홈부의 정점인 내측홈점(Medial Sulcus Point)보다 전방에 위치시켜 내측관절구보다 외측관절구가 더 길게 전방이동하여 내전 할 수 있도록 함에 따라, 슬관절 주변 조직에 텐션을 가져와 관절운동의 안정성을 높인 인공슬관절을 제공하는 효과를 가진다.

본 발명은, 대퇴골결합부재의 외측관절구의 후방관절구는 내측관절구의 후방관절구보다 다양한 곡률을 가지도록 하여 내측관절구보다 외측관절구가 더 길게 전방이동하여 내전 할 수 있도록 함에 따라, 슬관절 주변 조직에 텐션을 가져와 관절운동의 안정성을 높인 인공슬관절을 제공하는 효과가 있다.

본 발명은, 대퇴골결합부재의 외측관절구의 후방관절구는 후방으로 갈수록 곡률이 커지도록 하여 내측관절구보다 외측관절구가 더 길게 전방이동하여 내전 할 수 있도록 함에 따라, 슬관절 주변 조직에 텐션을 가져와 관절운동의 안정성을 높인 인공슬관절을 제공하는 효과를 도출한다.

본 발명은, 베어링부재의 포스트의 후측면을 외측면에서 내측면으로 경사지게 비대칭으로 구성하여 내전 중인 대퇴골결합부재가 인체해부학적 구조에 적합한 외전을 할 수 있도록 하는 인공슬관절을 제공하는 효과를 가진다.

본 발명은, 베어링부재의 외측홈부의 후방돌출부가 내측홈부의 후방돌출부에 비해 작은 곡률을 가지도록 하여 내전 중인 대퇴골결합부재가 인체해부학적 구조에 적합한 외전을 할 수 있도록 하는 인공슬관절을 제공하는 효과가 있다.

본 발명은, 대퇴골결합부재의 중심면에서부터 내측관절구의 정점을 포함하는 내측정점면까지의 거리를, 대퇴골결합부재의 중심면에서부터 외측관절구의 정점을 포함하는 외측정점면까지의 거리보다 크게 하여, 베어링부재의 내측홈부에 집중되는 하중을 경감시켜 내측홈부의 손상과 마모를 방지할 수 있는 인공슬관절을 제공하는 효과를 도출한다.

본 발명은, 베어링부재의 중심면에서부터 내측홈부의 내측홈점을 포함하는 내측홈점면까지의 거리를, 베어링부재의 중심면에서부터 외측홈부의 외측홈점을 포함하는 외측홈점면까지의 거리보다 크게 하여, 베어링부재의 내측홈부에 집중되는 하중을 경감시켜 내측홈부의 손상과 마모를 방지할 수 있는 인공슬관절을 제공하는 효과를 가진다.

본 발명은, 대퇴골결합부재의 중심면과 베어링부재의 중심면을 일치시켰을 때, 중심면에서부터 내측정점면까지의 거리는 중심면에서부터 내측홈점면까지의 거리와 동일하게 하고, 중심면에서부터 외측정점면까지의 거리는 중심면에서부터 외측홈점면까지의 거리와 동일하게 하여, 대퇴골결합부재가 베어링부재 상에 올바른 안착되도록 하는 인공슬관절을 제공하는 효과가 있다.

본 발명은, 베어링부재의 포스트의 후측면을 외측면에서 내측면으로 경사지게 비대칭으로 구성하여 내전 중인 대퇴골결합부재가 인체해부학적 구조에 적합한 외전으로 전환할 때, 대퇴골결합부재의 캠 면이 베어링부재의 포스트의 비대칭 후측면과 넓은 면적에 걸쳐 접촉하도록 함으로써, 대퇴골결합부재의 캠으로부터 베어링부재의 포스트 엣지가 큰 충격을 받는 것을 방지할 수 있도록 하는 인공슬관절을 제공하는 효과를 도출한다.

도 1은 인공슬관절 수술 후 무릎의 굽힘 동작을 도시한 도면.
도 2는 외전이 일어나는 무릎관절의 모습을 도시한 도면.
도 3은 대퇴골결합부재의 캠이 베어링부재의 포스트 엣지를 충격하는 모습을 도시한 도면.
도 4는 본원발명의 베어링부재에 관한 사시도.
도 5는 내측홈부의 곡률을 도시한 측면도.
도 6은 외측홈부의 곡률을 도시한 측면도.
도 7은 베어링부재의 외측홈점과 내측홈점의 위치를 도시한 도면.
도 8은 포스트의 후측면 경사각을 도시한 도면.
도 9는 본원발명의 대퇴골결합부재에 관한 사시도.
도 10은 대퇴골결합부재의 후방관절구와 정촉점을 도시한 도면.
도 11은 내측후방관절구의 곡률을 도시한 측면도.
도 12는 외측후방관절구의 곡률을 도시한 측면도.
도 13은 대퇴골결합부재의 내측정점과 외측정점의 위치를 도시한 도면.
도 14는 캠과 포스트가 만나는 순간을 도시한 도면.
도 15는 베어링부재의 중심면과 대퇴골결합부재의 중심면을 일치시켰을 때, 중심면으로부터 내측홈점면까지의 거리는 내측정점면까지의 거리와 같고, 중심으로부터 외측홈점면까지의 거리는 외측정점면까지의 거리와 같음을 도시한 도면.
도 16은 비대칭 인공슬관절의 사용상태도.

이하에서는 본 발명에 따른 비대칭 인공슬관절의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 공지의 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다. 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고 만약 본 명세서에서 사용된 용어의 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에서 사용된 정의에 따른다.

본 발명을 설명하기 위한 도면들은, 시상면(Sagittal Plane)을 기준으로, 왼쪽 무릎에 삽입되는 인공슬관절을 도시한 것임을 밝힌다.

도 4는 본원발명의 베어링부재에 관한 사시도이다. 도 4를 참고하여 설명하면, 본원발명의 상기 베어링부재(10)는, 인공슬관절 전치환수술시 경골의 대퇴골 측 말단에 결합되는 경골결합부재 상측에 설치되어 후술할 대퇴골결합부재(30)를 지지하는 구성을 가리킨다. 바람직하게는 베어링부재(10)의 상면에 놓인 대퇴골결합부재(30)가 무릎운동시 대퇴골의 움직임에 따라 병진운동(Translation), 회전운동(Rotation), 롤백운동(Roll-Back) 등을 할 때 이러한 운동이 가능하도록 관절면(Articular Surface)을 형성하고 있는 것을 말한다. 상기 베어링부재(10)를 형성하는 재료에 대해 이를 특정한 개념으로 한정하는 것은 아니지만, 바람직하게는 폴리에틸렌으로 구성될 수 있다.

상기 베어링부재(10)는 내측홈부(11), 외측홈부(13), 포스트(15)를 포함한다.

상기 내측홈부(11)는, 후술할 대퇴골결합부재(30)의 내측관절구(31)와 접하여 이를 지지하는 구성으로, 관절면을 형성하게 된다. 바람직하게는 볼록한 곡면으로 이루어진 대퇴골결합부재(30)의 내측관절구(31)를 수용할 수 있도록, 오목하게 움푹 패인 함지 형태로 이루어지며, 이때 최대로 움푹 패인 지점을 가리켜 홈점(Sulcus Point)이라고 명하고, 후술할 외측홈부(13)와의 구별을 위해 내측홈부(11) 상의 상기 홈점을 내측홈점(111)이라고 한다(도 7 참고).

도 5는 내측홈부의 곡률을 도시한 측면도로, 도 5를 참고하면, 상기 베어링부재(10)의 내측홈부(11)의 측면은 전반적으로 오목한 형상을 이루도록 구성되며, 상기 내측홈부(11)는 서로 다른 측면곡률로 인하여 내측전방부(113), 내측후방부(115)로 구분될 수 있다.

상기 내측전방부(113)는, 내측홈부(11)에서 전방 쪽에 일정한 곡률을 가지며 돌출된 부분을 가리키고, 상기 내측후방부(115)는, 내측홈부(11)에서 후방 쪽에 일정한 곡률을 가지면서 돌출된 부분을 말한다. 내측홈부(11)의 내측홈점(111)을 기준으로 전후방의 큰 곡률은 내측홈부(11) 상에 놓이게 될 후술할 대퇴골결합부재(30)의 내측관절구(31)가 전후방으로 탈구되는 것을 방지하는 기능을 하며, 베어링부재(10) 상면에 위치하는 후술할 대퇴골결합부재(30)의 내측관절구(31)가 정위치에 쉽게 안착하는데 도움을 주고, 대퇴골결합부재(30)의 내측관절구(31)가 병진운동을 할 수 있는 거리를 제한하게 되어 본원발명이 목적으로 하는 내측홈부(11)와 내측관절구(31)를 중심으로 하는 무릎운동을 구현할 수 있게 된다.

이때, 상기 내측전방부(113)를 형성하는 전방 쪽의 곡률은 무릎의 굽힘 운동시 상기 내측전방부(113)를 통해 대퇴골결합부재(30)의 회전(Rotation)을 가능하게 하는 구성인바, 도시된 바와 같이 상기 내측홈부(11)에서 전방 쪽의 곡률이 후방 쪽의 곡률보다 크게(전방 쪽의 곡률반경(Rm1)이 후방 쪽의 곡률반경(Rm2)보다 작게) 구성됨이 바람직하다.

상기 외측홈부(13)는, 후술할 대퇴골결합부재(30)의 외측관절구(33)와 접하여 이를 지지하는 구성으로, 상기 내측홈부(11)와 마찬가지로 관절면을 형성하게 된다. 바람직하게는 볼록한 곡면으로 이루어진 대퇴골결합부재(30)의 외측관절구(33)를 수용할 수 있도록, 오목하게 움푹 패인 함지 형태로 이루어지며, 외측홈부(13) 상의 최대로 움푹 패인 지점인 홈점을 가리켜 외측홈점(131)이라고 한다(도 7 참고).

도 6은 외측홈부의 곡률을 도시한 측면도로, 도 6을 참고하여 설명하면, 상기 베어링부재(10)의 외측홈부(13)의 측면 전방은 양(+)의 측면곡률을 가지고, 후방은 음(-)의 측면곡률을 가지도록 구성될 수 있다. 이러한 서로 다른 측면곡률로 인하여 상기 외측홈부(13)는 외측전방부(133)와 외측후방부(135)로 구분된다.

상기 외측전방부(133)는, 외측홈부(13)에서 전방 쪽에 일정한 양(+)의 측면곡률(곡률반경 Rl1)을 가지며 돌출된 부분을 가리키고, 상기 외측후방부(135)는, 외측홈부(13)에서 후방 쪽에 일정한 음(-)의 측면곡률(곡률반경 Rl2)을 가지며 경사지게 깎아지는 듯한 형상을 가지는 부분을 말한다. 이러한 형상으로 이해 상기 외측홈부(13) 상면에 놓이게 될 후술할 대퇴골결합부재(30)의 외측관절구(33)는 내측관절구(31)에 비해 좀 더 긴 거리를 병진운동(Translation)하며 회전운동(Rotation) 등을 할 수 있게 되어 본원발명이 목적으로 하는 내측홈부(11)와 내측관절구(31)를 중심으로 한 무릎운동을 구현하게 될 수 있다.

외측관절구(12)가 더 긴 거리의 병진운동을 하는 것이 무릎의 굽힘 운동시 외전(External Rotation)을 하는 인체해부학적 구조에 어긋나는 것으로 파악될 수 있지만, 내측홈부(11)와 내측관절구(31)를 중심으로 내전(Internal Rotation)을 할 때, 관절의 주변 조직이 타이트(Tight) 해져 인공슬관절의 안정성을 높일 수 있게 되며, 상기 외측홈부(13)의 외측후방부(135)가 가지는 곡률(곡률반경 Rl2)은, 내측홈부(11)의 내측후방부(115)가 가지는 곡률(곡률반경 Rm2)에 비해 작도록 구성되어(곡률반경 Rl2>Rm2), 내전 중인 대퇴골결합부재(30)를 인체해부학적 구조에 부합하는 외전으로 전환시킨다.

도 7은 베어링부재의 외측홈점과 내측홈점의 위치를 도시한 도면으로, 도 7을 참고하면, 상기 베어링부재의 외측홈점(131)은 내측홈점(111)에 비해 전방에 위치하도록 구성된다. 이는, 내측홈부(11)가 운동의 중심이 되도록 함으로써, 베어링부재(10)의 내측으로 편향된 마모를 방지하기 위함이다.

구체적으로 상기 외측홈점(131)의 위치는 베어링부재(10)의 전방(Anterior)과 후방(Posterior)을 잇는 AP길이의 10~25% 전방 지점에 위치하도록 함이 바람직할 수 있다.

도 7에 도시된 내용을 참고하여, 내측홈점(111)을 포함하는 가상의 수직절단면을 내측홈점면(Bm)으로 하고, 외측홈점(131)을 포함하는 가상의 수직절단면을 외측홈점면(Bl)으로 하며, 후술할 베어링부재(10) 포스트(15)의 내측면과 외측면 사이의 중심을 포함하는 가상의 수직 절단면을 중심면(Bc)으로 정할 경우, 상기 베어링부재(10)의 중심면(Bc)에서부터 내측홈점면(Bm)까지의 거리(Lm)는, 베어링부재(10)의 중심면(Bc)에서부터 외측홈점면(Bl)까지의 거리(Ll)보다 크도록 구성된다.

힘의 모멘트(Moment)란, 어떤 점으로부터 힘까지의 거리와 작용하는 힘의 크기와의 곱을 말하는데, 평면상에서 F라는 힘이 가해 질 때, 힘이 작용하는 지점으로부터 좌측으로 m만큼 떨어진 A지점에 작용하는 힘과, 힘이 작용하는 지점으로부터 우측으로 n만큼 떨어진 B지점에 작용하는 힘은 각각 np/(m+n), mp/(m+n)로, m 값이 n값 보다 작을 때, B지점에는 상대적으로 적은 힘이 작용하게 된다.

즉, 힘이 작용하는 지점으로부터 멀리 떨어져 있어야 적은 힘을 받게 되는바, 전술한 대로 종래기술에 의하면 외측에 비해 내측이 2~3배가량의 더 큰 하중을 받는 문제를, 베어링부재(10)의 중심면(Bc)에서부터 내측홈점면(Bm)까지의 거리(Lm)를, 베어링부재(10)의 중심면(Bc)에서부터 외측홈점면(Bl)까지의 거리(Ll)보다 크도록 구성하는 것을 통해 해결할 수 있게 되는 것이다.

따라서, 본원발명은 베어링부재(10)의 외측홈점(131)을 내측홈점(111)보다 전방에 위치시켜 내측홈부(11)가 무릎운동의 중심이 되도록 하고, 베어링부재의 중심면(Bc)으로부터 내측홈점(111)을 외측홈점(131)보다 더 멀리 바깥쪽에 위치시킴으로써, 하중의 균등한 분배를 도모하게 된다.

상기 포스트(15)는, 베어링부재(10)에서 상기 내측홈부(11)와 외측홈부(13) 사이에 위치하여 돌출형성된 구성을 가리킨다. 설명의 편의상 상기 포스트(33)를 상면과 네 개의 측면으로 구분하며, 다시 상기 측면을 내측홈부(11)쪽의 내측면과, 외측홈부(13)쪽의 외측면, 베어링부재(10) 전방쪽(슬개골(Patella)이 위치하는 쪽)의 전측면, 베어링부재(10) 후방쪽(슬개골(Patella)이 위치하는 쪽의 반대)의 후측면으로 나눌 수 있다. 이 구분에 따라, 본원 발명의 상기 포스트(15)에 대해 설명하면, 상기 포스트(15)는 후측면을 외측면에서 내측면으로 경사지게 비대칭으로 구성된다. 도 8은 포스트의 후측면 경사각을 도시한 도면으로, 도 8을 참고하면, 상기 포스트(15)는 상면의 하측 변이 외측면에서부터 내측면으로 소정의 각도(θ)를 형성하는 것을 알 수 있다.

전술한 종래 인공슬관절에 의하면, 후술할 대퇴골결합부재(30)가 외전을 할 때, 도 3에 도시된 것과 같이 캠(35)이 좁은 접촉면적으로 포스트(15)의 후측면과 만나게 됨에 따라 집중응력이 발생하여 포스트의 엣지를 강하게 충격하게 된다. 따라서 상기 접촉면적을 넓혀 집중응력의 작용을 방지할 필요가 있고, 이를 위해 상기 포스트(15) 상면의 하측 변이 소정의 각도(θ)로 경사지게, 다시 말해, 포스트(15)의 후측면을 외측면에서 내측면으로 경사지게 비대칭으로 구성하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 포스트의 후측면 경사각(θ)은, 후술할 대퇴골결합부재(30)의 캠(35)이 포스트(15)에 접촉하는 순간 대퇴골결합부재(30)가 외전으로 인해 기울어진 각도와 동일하도록 하여 포스트(15)와 캠(35)이 넓은 접촉면적을 형성하며 만나도록 한다.

도 9는 본원발명의 대퇴골결합부재에 관한 사시도이다. 도 9를 참고하여 설명하면, 본원발명의 대퇴골결합부재(30)는 인공슬관절 전치환수술시 대퇴골의 경골 측 말단에 결합하는 구성으로, 상기 베어링부재(10)에 의해 지지되도록 베어링부재(10)의 상면에 놓이며, 무릎운동시 대퇴골의 움직임에 따라 병진운동(Translation), 회전운동(Rotation), 롤백운동(Roll-Back) 등을 하는바, 전술한 운동이 가능하도록 대퇴골결합부재(30)의 외면은 관절면(Articular Surface)을 형성한다. 대퇴골결합부재의 구체적인 형상은 인체 내 대퇴골 끝의 둥근 돌기 형상과 유사한 형상을 가진다고 보면 된다. 그 부재의 종류를 어느 특정 재료로 한정하는 것은 아니지만, 바람직하게는 티타늄 등이 될 수 있다.

상기 대퇴골결합부재(30)는 내측관절구(31), 외측관절구(33), 캠(35)을 포함한다.

상기 내측관절구(31)는, 대퇴골결합부재(30)에서 상기 베어링부재(10)의 내측홈부(11)와 접하는 시상면 쪽의 구성을 말하고, 바람직하게는 오목하게 움푹 패인 함지 형태의 내측홈부(11) 내에 안정되게 수용되도록 볼록한 곡면으로 이루어진 관절면을 가진다. 도 10은 대퇴골결합부재의 후방관절구와 정촉점을 도시한 도면으로, 본원발명의 대퇴골결합부재(30)가 베어링부재(10) 상의 정 위치에 놓였을 때, 내측홈부(11)의 관절면 상의 정점 가운데 베어링부재(10)와 접하는 정점을 가리켜 정촉점(P)이라고 하고, 상기 정촉점(P)에서부터 대퇴골결합부재(30)의 후방쪽으로 말려올라간 끝단까지의 영역을 가리켜 후방관절구라고 한다. 상기 후방관절구는 내측과 외측의 구분을 위해 내측관절구(31)의 후방관절구를 가리켜 내측후방관절구(311), 외측관절구(33)의 후방관절구를 가리켜 외측후방관절구(331)라고 한다. 도 10의 색칠 된 부분은 내측후방관절구(311)를 나타낸다.

도 11은 내측후방관절구의 곡률을 도시한 측면도로, 도 11을 참고하면, 상기 내측후방관절구(311)는 단일의 곡률(곡률반경 Rm)을 가지도록 형성될 수 있다. 본원발명은 베어링부재(10)의 상면에서 대퇴골결합부재(30)의 외측관절구(33)가 내측관절구(31)보다 더 길게 전방이동하여 내전할 수 있도록 함에 따라, 슬관절 주변 조직에 텐션을 가져와 관절운동의 안정성을 높이고자 하는데 기술적 특징이 있다. 따라서 도시된 바와 같이, 내측후방관절구(311)를 단일의 곡률로 형성함에 따라 일정한 회전(Rotation) 및 롤백(Roll-Back)이 가능하도록 하여 무릎 운동의 중심이 되도록 구성한다.

상기 외측관절구(33)는, 대퇴골결합부재(30)에서 상기 베어링부재(10)의 외측홈부(13)와 접하는 시상면 반대쪽의 구성을 말하고, 바람직하게는 오목하게 움푹 패인 함지 형태의 외측홈부(13) 내에 안정되게 수용되도록 볼록한 곡면으로 이루어진 관절면을 가진다. 도 12는 외측후방관절구의 곡률을 도시한 측면도로, 도 12를 참고하면, 전술한 내측후방관절구(311)가 단일의 곡률반경을 가졌던 것에 비해, 상기 외측후방관절구(331)는 복수의 곡률반경을 가지는 것을 알 수 있다.

도 12에 도시된 내용에 따르면, 정촉점(P) 부근의 곡률반경은 Rl1을 가지지만, 외측관절구(33)의 후방쪽 끝단은 Rl2의 곡률반경을 가진다. 이때, 상기 Rl1의 값은 Rl2의 값보다 크게 형성되어, 대퇴골결합부재(30)의 후방으로 갈수록 외측후방관절구(331)의 곡률이 커지도록 구성한다.

이로써 무릎의 굽힘 운동 초기에 외측관절구(33)가 더 길게 전방이동하는 내전(Internal Rotation)이 발생하고 곡률이 달라지는 시점 이후에는 운동방향이 외전(External Rotation)으로 전환되게 된다. 이는 무릎 내측의 마모를 방지하기 위해 대퇴골결합부재(30)를 내전(Internal Rotation) 하도록 한 본원발명이, 자칫 외전(External Rotation)을 하도록 구성된 인체해부학적 구조에 어긋나, 수술 후 각종 부작용이 유발되는 것을 방지하기 위함이다.

도 13은 대퇴골결합부재의 내측정점과 외측정점의 위치를 도시한 도면이다. 도 13을 참고하면, 대퇴골결합부재(30)의 캠(35)의 중심을 포함하는 가상의 중심면(Fc)으로부터, 내측관절구(31)의 관절면 상의 정점들을 포함하는 가상의 수직절단면인 내측정점면(Fm)까지의 거리(Lm)는, 외측관절구(33)의 관절면 상의 정점들을 포함하는 가상의 수직절단면인 외측정점면(Fl)까지의 거리(Ll)보다 길게 구성된다. 이는 F라는 힘이 가해 질 때, 힘이 작용하는 지점으로부터 좌측으로 m만큼 떨어진 A지점에 작용하는 힘과, 힘이 작용하는 지점으로부터 우측으로 n만큼 떨어진 B지점에 작용하는 힘은 각각 np/(m+n), mp/(m+n)로, m 값이 n값 보다 작을 때, B지점에는 상대적으로 적은 힘이 작용하게 되기 때문이다. 따라서 캠(35)의 중심을 포함하는 가상의 중심면(Fc)으로부터 상기 내측정점면(Fm)까지의 거리(Lm)를, 외측정점면(Fl)까지의 거리(Ll)보다 길게 형성하여 내측에 편향된 하중의 작용을 방지하고, 무릎 내외측에 균등한 하중 분배를 도모할 수 있게 되는 것이다.

상기 캠(35)은, 내측관절구(31)와 외측관절구(33) 사이에 위치하여 양측을 연결하는 구성으로, 베어링부재(10) 상에서 대퇴골결합부재(30)가 회전운동 등을 하다가 탈구되는 것을 방지하는 기능을 한다.

상기 캠(35)은, 무릎의 굽힘 운동시 베어링부재(10) 상에 돌출 형성된 포스트(15)와의 간섭으로 무릎 굽힘 각이 제한되는 것을 최소화하고자, 내외측관절구(31,33)가 말려 올라간 대퇴골결합부재(10)의 후방 끝단을 잇도록 형성됨(도 9 참고)이 바람직할 수 있다.

도 14는 캠과 포스트가 만나는 순간을 도시한 도면이다. 도 14를 참고하여 설명하면, 전술한 바와 같이 종래 인공슬관절에 의하면, 상기 포스트(15)와 캠(35)이 좁은 접촉면적을 형성하며 만나게 됨에 따라, 큰 집중응력이 발생하여 포스트의 엣지를 강하게 충격하게 되었다. 따라서 상기 접촉면적을 넓혀 집중응력의 작용을 방지할 필요가 있고, 이를 위해 포스트(15)의 후측면을 외측면에서 내측면으로 경사지게 비대칭으로 구성하여 상기 캠(35)과 넓은 접촉면적을 형성하며 만나도록 한다. 이때 캠(35)이 포스트(15)의 후측면과 같은 소정의 각을 형성할 필요는 없고, 대퇴골결합부재(30)의 캠(35)이 포스트(15)에 접촉하는 순간 대퇴골결합부재(30)가 외전으로 인해 기울어진 각도(θ)만큼 포스트 후측면의 경사각(θ)을 구성하면 된다.

도 15는 베어링부재의 중심면과 대퇴골결합부재의 중심면을 일치시켰을 때, 중심면으로부터 내측홈점면까지의 거리는 내측정점면까지의 거리와 같고, 중심으로부터 외측홈점면까지의 거리는 외측정점면까지의 거리와 같음을 도시한 도면이다.

본원발명은 인공슬관절을 제공함에 있어, 내측과 외측이 비대칭인 베어링부재(10)와 대퇴골결합부재(30)를 형성하여, 베어링부재(10)의 내측홈부(11)와 대퇴골결합부재(30)의 내측관절구(31)가 운동의 중심이 되도록 하는데 기술적 특징이 있다. 이때, 대퇴골결합부재(30)가 베어링부재(10) 상면에 안착되어 운동하는 구성이라는 점에서, 베어링부재(10)의 중심면(Bc)과 대퇴골결합부재(30)의 중심면(Fc)을 일치시켰을 때, 중심면(Bc, Fc)으로부터 내측홈점(111)을 포함하는 내측홈점면(Bm)까지의 거리(Lm)는 내측관절구(31)의 정점들을 포함하는 내측정점면(Fm)까지의 거리(Lm)와 같고, 중심면(Bc, Fc)으로부터 외측홈점(131)을 포함하는 외측홈점면(Bl)까지의 거리(Ll)는 외측관절구(33)의 정점들을 포함하는 외측정점면(Fl)까지의 거리(Ll)와 같도록 형성된다. 이를 통해 비대칭 베어링부재(10) 상면에 놓이는 비대칭 대퇴골결합부재(30)가 베어링부재(10)로부터 탈구되는 것 없이 안정되게 병진운동(Translation), 회전운동(Rotation), 롤백운동(Roll-Back)을 할 수 있게 된다.

도 16은 비대칭 인공슬관절의 사용상태도이다. 도 16을 참고하여 본원 발명의 동작과정에 대해 설명하면, 베어링부재(10) 상면에 놓인 대퇴골결합부재(30)는 무릎을 굽히는 동작시, 베어링부재(10)의 전방 쪽으로 이동하게 된다. 도 16의 (a)는 내측관절구(31)의 전방 이동을 도시한 것이고, 도 16의 (b)는 외측관절구(33)의 전방 이동을 도시한 것이다.

전술한 바와 같이, 베어링부재(10)의 내측홈부(11)는 일정한 곡률을 가진 내측전방부(113)와 내측후방부(115)를 포함하고 있기 때문에 상기 내측관절구(31)가 전후방으로 움직일 수 있는 거리가 제한되게 된다.

이에 반해 외측관절구(33)는, 바람직하게는 상기 내측전방부(113)보다 작은 곡률을 가진 외측전방부(133)를 포함한 외측홈부(13) 상에 위치하여, 상기 내측관절구(31)보다 상대적으로 전방으로 움직일 수 있는 거리가 길게 된다. 따라서, 내측관절구(31)의 이동거리가 작고 외측관절구(33)의 이동거리가 큰, 내측관절구(31)를 중심으로 한 운동을 할 수 있게 되는 것이다.

초기에는 상기 내측관절구(31)와 외측관절구(33)가 베어링부재(10) 상에서 함께 전방이동을 하지만, 상기 내측전방부(113)로 인하여 내측관절구(31)는 더이상 전방이동을 하지 못하고, 외측관절구(33)만 전방이동을 하게 된다. 이때 인공슬관절에 연결된 주변 조직이 타이트해지면서 인공슬관절의 탈구현상 등을 방지하며 안정성을 높이게 되고, 내측관절구(31)를 중심으로 외측관절구(33)가 운동하게 됨에 따라, 기존의 인공슬관절의 내측으로 편향된 마모를 방지할 수 있게 되는 것이다.

상기 외측관절구(33)가 내측관절구(31)보다 더 많은 전방이동을 하게 되면서 내전(Internal Rotation)을 하게 되지만, 전술한 인공슬관절 주변 조직으로 인하여 전방이동의 한계지점이 정해지게 되고, 상기 내측후방관절구(311)가 일정한 곡률을 가지는 것에 비해, 상기 외측후방관절구(331)가 대퇴골결합부재(30)의 후방으로 갈수록 곡률이 커지게 되어 급격한 회전을 일으키게 됨에 따라, 인체해부학적 구조에 부합하는 외전운동으로 전환된다.

무릎의 고도 굴곡은 대퇴골결합부재(30)의 캠(35)이 베어링부재(10)의 포스트(15)에 접한 이후에 이루어지는데, 종래 기술에 의하면 캠(35)과 포스트(15)가 접하는 접촉면적이 좁아 집중응력이 발생하게 되고, 이로 인하여 바람직하게는 폴리에틸렌으로 구성된 베어링부재(10) 포스트(15)의 빠른 마모를 가져오게 되었다.

따라서 베어링부재(10)의 포스트(15)의 후측면을 외측면에서 내측면으로 경사지게 비대칭으로 구성하고, 캠(35)과 포스트(15)가 접하는 시점에 대퇴골결합부재(30)의 외전 각도와 포스트의 후측면 경사각을 동일하게 하여(도 14 참고) 접촉면적을 넓힘에 따라, 집중응력의 발생을 방지하게 되고, 베어링부재(10) 포스트(15)의 빠른 마모를 방지하며, 좀 더 안정된 롤백(Roll-Back)이 가능해 진다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

10: 베어링부재 11: 내측홈부 13: 외측홈부
15: 포스트 30: 대퇴골결합부재 31: 내측관절구
33: 외측관절구 35: 캠

Claims (15)

1. 오목한 곡면의 내측홈부와 외측홈부를 가지는 베어링부재를 포함하고, 상기 외측홈부의 외측홈점은 상기 내측홈부의 내측홈점보다 전방에 위치하여, 무릎 굽힘 초기에는 내측홈부가 운동의 중심이 되어 대퇴골결합부재를 내전시키고, 이후에는 대퇴골결합부재가 외전하도록 함으로써, 베어링부재의 내측으로 편향된 마모와 손상을 방지하는 것을 특징으로 하는 인공슬관절.
2. 제1항에 있어서, 상기 외측홈점의 위치는 베어링부재의 전방과 후방을 잇는 AP길이의 10~25% 전방 지점에 위치하는 것을 특징으로 하는 인공슬관절.
3. 제1항에 있어서, 상기 베어링부재는, 베어링부재의 중심면에서부터 내측홈부의 내측홈점을 포함하는 내측홈점면까지의 거리를, 베어링부재의 중심면에서부터 외측홈부의 외측홈점을 포함하는 외측홈점면까지의 거리보다 크게 한 것을 특징으로 하는 인공슬관절.
4. 제3항에 있어서, 상기 베어링부재는, 외측홈부의 외측후방부가 내측홈부의 내측후방부에 비해 작은 곡률을 가지는 것을 특징으로 하는 인공슬관절.
5. 제4항에 있어서, 상기 베어링부재는, 베어링부재의 포스트의 후측면을 외측면에서 내측면으로 경사지게 비대칭으로 구성한 것을 특징으로 하는 인공슬관절.
6. 볼록한 곡면의 내측관절구와 외측관절구를 가지는 대퇴골결합부재를 포함하며, 무릎의 굽힘 운동시 대퇴골결합부재의 내측관절구보다 외측관절구가 더 길게 전방이동하여 내전하는 것으로,
   상기 대퇴골결합부재는, 대퇴골결합부재의 중심면에서부터 내측관절구의 정점들을 포함하는 내측정점면까지의 거리를, 대퇴골결합부재의 중심면에서부터 외측관절구의 정점들을 포함하는 외측정점면까지의 거리보다 크게 한 것을 특징으로 하는 인공슬관절.
7. 삭제
8. 제6항에 있어서, 상기 대퇴골결합부재는, 외측관절구의 외측후방관절구가 복수의 곡률을 가지는 것을 특징으로 하는 인공슬관절.
9. 제8항에 있어서, 상기 대퇴골결합부재는, 외측관절구의 외측후방관절구 곡률이 후방으로 갈수록 커지는 것을 특징으로 하는 인공슬관절.
10. 오목한 곡면의 내측홈부와 외측홈부를 가지는 베어링부재와, 상기 베어링부재 상면에 볼록한 곡면의 내측관절구와 외측관절구를 가지는 대퇴골결합부재를 포함하고,
    상기 베어링부재는 외측홈부의 외측홈점이 내측홈부의 내측홈점보다 전방에 위치하며, 상기 대퇴골결합부재는 외측관절구가 내측관절구보다 더 길게 전방이동하는 것으로,
    무릎 굽힘 초기에는 내측홈부가 운동의 중심이 되어 대퇴골결합부재를 내전시키고, 이후에는 대퇴골결합부재가 외전하도록 함으로써, 베어링부재의 내측으로 편향된 마모와 손상을 방지하는 것을 특징으로 하는 인공슬관절.
11. 제10항에 있어서, 상기 베어링부재는, 베어링부재의 중심면에서부터 내측홈부의 내측홈점을 포함하는 내측홈점면까지의 거리를, 베어링부재의 중심면에서부터 외측홈부의 외측홈점을 포함하는 외측홈점면까지의 거리보다 크게 하고,
    상기 대퇴골결합부재는, 대퇴골결합부재의 중심면에서부터 내측관절구의 정점들을 포함하는 내측정점면까지의 거리를, 대퇴골결합부재의 중심면에서부터 외측관절구의 정점들을 포함하는 외측정점면까지의 거리보다 크게 한 것을 특징으로 하는 인공슬관절.
12. 제11항에 있어서, 상기 베어링부재의 중심면과 상기 대퇴골결합부재의 중심면을 일치시켰을 때,
    상기 베어링부재의 중심면에서부터 내측홈부의 내측홈점을 포함하는 내측홈점면까지의 거리는, 대퇴골결합부재의 중심면에서부터 내측관절구의 정점들을 포함하는 내측정점면까지의 거리와 같고,
    상기 베어링부재의 중심면에서부터 외측홈부의 외측홈점을 포함하는 외측홈점면까지의 거리는, 대퇴골결합부재의 중심면에서부터 외측관절구의 정점들을 포함하는 외측정점면까지의 거리와 같은 것을 특징으로 하는 인공슬관절.
13. 제12항에 있어서, 상기 대퇴골결합부재는, 내측관절구와 외측관절구를 잇는 캠을 포함하며, 상기 베어링부재는, 베어링부재의 포스트의 후측면을 외측면에서 내측면으로 경사지게 비대칭으로 구성되고,
    상기 포스트의 후측면 경사각은, 대퇴골결합부재의 캠이 포스트에 접촉하는 순간 대퇴골결합부재가 외전으로 인해 기울어진 각도와 동일한 것을 특징으로 하는 인공슬관절.
14. 제13항에 있어서, 상기 대퇴골결합부재는, 외측관절구의 외측후방관절구가 복수의 곡률을 가지는 것을 특징으로 하는 인공슬관절.
15. 제14항 있어서, 상기 대퇴골결합부재는, 외측관절구의 외측후방관절구 곡률이 후방으로 갈수록 커지는 것을 특징으로 하는 인공슬관절.

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