KR101872041B1

KR101872041B1 - 정형외과적 임플란트 고정에서 사용하기 위한 구조물 및 뼈에 설치하는 방법

Info

Publication number: KR101872041B1
Application number: KR1020137005230A
Authority: KR
Inventors: 나타니엘 밀턴 렌즈; 자세리 크리스토퍼 윌킨슨
Original assignee: 스미스 앤드 네퓨, 인크.
Priority date: 2010-08-12
Filing date: 2011-08-11
Publication date: 2018-06-27
Also published as: JP2013537453A; KR20130138187A; US20120041566A1; EP2603173B1; ZA201301584B; RU2013109815A; AU2011289383B2; ES2577936T3; CN103402462B; WO2012021702A2; CA2808090A1; CN103402462A; BR112013003254A2; CA2808090C; EP2603173A2; AU2011289383A1; US8926709B2; EP2603173A4; WO2012021702A3; JP5951608B2

Abstract

정형외과적 임플란트(10, 40, 50, 60, 100)는 그 내부에 뼈(B)의 단부의 수용을 위한 크기로 이루어진 임플란트의 내부 영역(18, 118)을 형성하기 위한, 베이스부(12, 112) 및 베이스부(12, 112)로부터 가로방향으로 연장되는 제1 및 제2 횡부(14, 16, 114, 116)를 포함한다. 임플란트는 베이스부(12, 112)로부터 돌출하고 뼈(B)의 단부에 형성된 개구(O, O') 내에 수용을 위한 크기로 구성된 적어도 하나의 앵커 구조물(30, 130)을 더 포함한다. 앵커 구조물(30, 130)은 길이방향 축(L)을 따라 연장되며 베이스부(12, 112)에 부착되는 근위단(30a, 130a) 및 대향하는 원위단(30b, 130b)을 포함하고, 길이방향 축(L)을 따라 근위에서 원위 방향으로 내측으로 테이퍼링되는 테이퍼 외면(36, 136)을 더 포함한다. 일 실시예에서, 테이퍼 외면(136)으로 연장되는 하나 이상의 홈(140)을 포함하는 앵커 구조물(130)에는, 테이퍼 외면(136)의 적어도 일부 둘레에 위치되며 홈(140) 내에 위치되는 가류성 재료(150)가 제공되고, 가류성 재료(150)는 경화된 상태로 양생되게 구성된다.

Description

정형외과적 임플란트 고정에서 사용하기 위한 구조물 및 뼈에 설치하는 방법{STRUCTURES FOR USE IN ORTHOPAEDIC IMPLANT FIXATION AND METHODS OF INSTALLATION ONTO A BONE}

본 출원은, 2010년 8월 12일자에 출원된 미국 특허 가출원 제61/372,902호의 이익을 주장하고, 이의 내용은 본 명세서에 그 전체가 참조로 원용된다.

본 발명은 일반적으로 정형외과적 임플란트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 뼈에 대해 무릎 보철물이나 다른 정형외과적 임플란트와 관련하여 사용되는 구성요소의 정착(anchoring), 체결, 유지, 록킹(locking), 및/또는 고정을 위한 구조물과 기구, 및 뼈에 정형외과적 임플란트를 설치하기 위한 방법에 관한 것이다.

무릎 관절의 하나 이상의 관절면에 영향을 주는 질병과 외상은 대퇴골과 경골의 단부를 대퇴골과 경골의 보철 임플란트 요소로 외과적으로 대체하며 일부 경우에 슬개골을 슬개골 임플란트 요소로 대체함으로써 보통 치료된다. 이러한 외과적 시술은 흔히 전슬관절 치환술(TKR; total knee replacement)로 불리운다. TKR 수술에서, 외과의는 통상적으로 한 쌍의 관절형 보철 요소를 환자의 대퇴골과 경골 구조물에 부착하고, 즉 대퇴골 임플란트 요소가 환자 대퇴골의 하위 단부에 부착되고 경골 임플란트 요소가 환자 경골의 상위 단부에 부착된다.

그 내용이 본 명세서에 참조로서 통합되는 Otto 등의 미국 특허 제7,326,252호에 예시되며 기술된 무릎 보철물을 포함하는 일부의 무릎 보철물은 대퇴골의 절제된(resected) 하위 단부에 대퇴골 임플란트 요소의 록킹을 용이하게 하는 플렉시드나 백드래프된 내면(flexed or backdrafted interior surface)을 갖는 대퇴골 임플란트 요소를 포함한다. 전위 및 후위 내면과 같은 대퇴골 임플란트 요소의 내면은 상하위 방향으로 서로를 향해 수렴될 수 있거나 테이퍼링될 수 있다. 이러한 유형의 백드래프된 대퇴골 임플란트 요소는 대퇴골의 절제된 단부에 축방향으로 변위되는 동안에 상기 대퇴골 임플란트 요소를 적어도 약간 회전시킴으로써 상기 대퇴골에 설치될 수 있다. 이러한 방식으로, 상기 대퇴골 임플란트 요소는 요소의 특정 구성을 위해 상기 대퇴골 임플란트 요소의 내부 영역 내에 대퇴골의 절제된 단부를 수용하여 포착하기 위하여 상기 절제된 대퇴골의 단부에 "롤링된다(rolled on)"라고 한다.

일반적으로 서로 평행하게 배치되거나 상위에서 하위 방향으로 약간 갈라지는 내부의 전위와 후위면을 갖는 종래의 대퇴골 임플란트 요소는, 대체로 상기 대퇴골의 해부학적 축을 따라 상기 대퇴골의 절제된 단부에 직선으로 설치될 수 있거나 충돌될 수 있다. 이러한 종래의 대퇴골 임플란트 요소는 페그(peg)나 포스트(post)를 활용하여 상기 대퇴골의 절제된 단부에 미리 절개되어 준비된 홀로 상기 페그의 삽입을 통해 상기 대퇴골의 절제된 단부에 대퇴골 임플란트 요소를 더 확실하게 고정시킬 수 있다. 그러나, 상기 대퇴골 임플란트 요소가 대퇴골의 절제된 단부에 롤링되는 동안에 상기 페그나 포스트는 준비된 홀을 개방시키거나 손상시킬 위험 및/또는 상기 준비된 홀과 간섭을 야기할 위험이 있으므로 전체적으로 예방하지 않으면 상기 대퇴골의 절제된 단부에 백드래프된 표면을 갖는 대퇴골 임플란트 요소를 설치하기 위한 전술한 "롤링된(rolled on)" 설치 시술은 직선으로 충돌되게 설계되는 종래의 페그나 포스트를 사용하지 못할 수 있다.

따라서, 뼈의 절제된 단부에 대해 무릎 보철물이나 다른 정형외과적 임플란트와 관련하여 사용되는 구성요소의 정착, 체결, 유지, 록킹, 및/또는 고정을 위한 개선된 구조물과 기구를 정형외과적 임플란트에 제공할 필요, 및 상기 뼈의 절제된 단부에 정형외과적 임플란트를 설치하기 위한 방법이 필요하다. 본 발명은 신규하며 진보적인 방식으로 이러한 필요성을 만족시키며 다른 이익 및 이점을 제공한다.

본 명세서에 커버된 본 발명의 실제적인 본질은 첨부된 청구범위를 참조하여 단지 결정될 수 있지만, 본 명세서에 개시된 실시예의 특성인 본 발명의 확실한 형태는 다음과 같이 간결하게 설명된다.

본 발명의 일 형태에 있어서, 정형외과적 임플란트가 뼈의 단부에 설치하기 위해 제공된다. 상기 임플란트는 그 내부에 상기 뼈의 단부의 수용을 위한 크기로 이루어진 임플란트의 내부 영역을 형성하기 위한, 베이스부 및 상기 베이스부로부터 가로방향으로 연장되는 제1 및 제2 횡부를 포함한다. 상기 임플란트는 베이스부로부터 돌출하고 상기 뼈의 단부에 형성된 개구 내에 수용을 위한 크기로 이루어지며 구성되는 적어도 하나의 앵커 구조물을 더 포함한다. 상기 앵커 구조물은 길이방향 축을 따라 연장되며 상기 베이스부에 부착되는 근위단 및 대향하는 원위단을 포함하고, 상기 앵커 구조물은 길이방향 축을 따라 근위에서 원위 방향으로 내측으로 테이퍼링되는 테이퍼 외면(tapered outer surface)을 더 포함한다.

본 발명의 다른 형태에 있어서, 정형외과적 임플란트가 뼈의 단부에 설치하기 위해 제공된다. 상기 임플란트는 베이스부, 및 상기 베이스부로부터 돌출하고 상기 뼈의 단부에 형성된 개구 내에 수용을 위한 크기로 이루어지며 구성되는 적어도 하나의 앵커 구조물을 포함한다. 상기 앵커 구조물은 길이방향 축을 따라 연장되며 상기 베이스부에 부착되는 근위단 및 대향하는 원위단을 포함하고, 상기 앵커 구조물은 길이방향 축을 따라 근위에서 원위 방향으로 내측으로 테이퍼링되는 테이퍼 외면을 더 포함한다. 또한, 상기 앵커 구조물은 테이퍼 외면으로 연장되는 하나 이상의 홈을 포함하고, 상기 임플란트는 앵커 구조물의 테이퍼 외면의 적어도 일부 둘레에 위치되며 상기 홈 내에 위치되는 가류성 재료를 더 포함하고, 상기 가류성 재료는 경화된 상태로 양생되게 구성된다. 일 실시예에서, 상기 홈은 앵커 구조물의 테이퍼 외면 둘레로 연장되는 복수의 원주 홈을 포함한다. 다른 실시예에서, 상기 가류성 재료는 뼈 시멘트 재료 또는 뼈 페이스트 재료를 포함한다.

본 발명의 다른 형태에 있어서, 정형외과적 임플란트가 뼈의 단부에 설치하기 위해 제공된다. 상기 임플란트는 그 내부에 상기 뼈의 단부의 수용을 위한 크기로 이루어진 임플란트의 내부 영역을 형성하기 위한, 베이스부 및 상기 베이스부로부터 가로방향으로 연장되는 제1 및 제2 횡부를 포함하고, 상기 제1 횡부는 제2 횡부에 의해 형성된 제2 뼈 계면에 대하여 상기 베이스부로부터 멀어지게 연장되는 방향으로 내측으로 수렴되는 제1 뼈 계면을 형성한다. 상기 임플란트는 베이스부로부터 돌출하고 상기 뼈의 단부에 형성된 개구 내에 수용을 위한 크기로 이루어지며 구성되는 적어도 하나의 앵커 구조물을 더 포함한다. 상기 앵커 구조물은 길이방향 축을 따라 연장되며 상기 베이스부에 부착되는 근위단 및 대향하는 원위단을 포함하고, 상기 앵커 구조물은 길이방향 축을 따라 대체로 연장되는 오목 곡률을 형성하며 상기 길이방향 축을 따라 근위에서 원위 방향으로 내측으로 테이퍼링되는 테이퍼 외면을 더 포함한다.

본 발명의 다른 형태에 있어서, 뼈의 단부에 정형외과적 임플란트를 설치하기 위한 방법은, 베이스부, 상기 베이스부로부터 돌출하는 적어도 하나의 앵커 구조물, 그 내부에 상기 뼈의 단부의 수용을 위한 크기로 이루어진 임플란트의 내부 영역을 형성하기 위한, 베이스부 및 상기 베이스부로부터 가로방향으로 연장되는 제1 및 제2 횡부를 포함하는 정형외과적 임플란트를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 앵커 구조물은 길이방향 축을 따라 연장되며 상기 베이스부에 부착되는 근위단 및 대향하는 원위단을 포함하고, 상기 앵커 구조물은 길이방향 축을 따라 근위에서 원위 방향으로 내측으로 테이퍼링되는 테이퍼 외면을 포함한다. 상기 방법은 일반적으로 상기 임플란트의 내부 영역을 상기 뼈의 단부와 정렬시키고, 상기 뼈의 해부학적 길이방향 축을 따라 대체로 상기 임플란트를 변위시킴으로써 상기 뼈의 단부에 정형외과적 임플란트를 롤링시키며 상기 뼈의 해부학적 길이방향 축에 대하여 가로방향으로 배치되는 피벗 축을 중심으로 대체로 상기 임플란트를 회전시키고, 상기 롤링시에 상기 뼈의 단부에 형성된 개구로 상기 앵커 구조물을 삽입시키는 단계를 더 포함한다. 다른 실시예에서, 상기 앵커 구조물은 테이퍼 외면으로 연장되는 하나 이상의 홈을 포함하고, 상기 방법은 앵커 구조물의 테이퍼 외면의 적어도 일부 둘레에 그리고 상기 홈 내에 가류성 재료를 위치시키고, 상기 가류성 재료를 경화된 상태로 양생시키는 것을 더 포함한다. 하나의 구체적인 실시예에서, 상기 홈은 앵커 구조물의 테이퍼 외면 둘레로 연장되는 복수의 원주 홈을 포함한다. 다른 구체적인 실시예에서, 상기 가류성 재료는 뼈 시멘트 재료 또는 뼈 페이스트 재료를 포함한다.

본 발명의 일 목적은 뼈의 단부에 대해 무릎 보철물이나 다른 정형외과적 임플란트와 관련하여 사용되는 구성요소의 정착, 체결, 유지, 록킹, 및/또는 고정을 위한 개선된 구조물과 기구를 정형외과적 임플란트에 제공하고, 상기 뼈의 단부에 정형외과적 임플란트를 설치하기 위한 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 추가적인 실시예, 형태, 특징, 관점, 이익, 목적, 및 이점은 이하에서 제공된 상세한 설명 및 도면으로부터 명백해질 것이다.

도 1은 대퇴골의 절제된 단부에 대하여 도시된 것으로서, 본 발명의 일 형태에 따른 앵커 구조물을 갖는 대퇴골 임플란트 요소를 나타낸 측면도이다.
도 2는 도 1에 예시된 대퇴골의 절제된 단부를 나타낸 상부 평면도이다.
도 3은 도 1에 예시된 앵커 구조물을 나타낸 확대 측면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 앵커 구조물을 나타낸 확대 측면도이다.
도 5는 대퇴골의 절제된 단부에 설치된 것으로서, 도 1에 예시된 대퇴골 임플란트 요소를 나타낸 측면도이다.
도 6의 (a) 내지 (h)는 대퇴골의 절제된 단부에 대하여 대퇴골 임플란트 요소가 회전되어 병진되는 동안에 대퇴골의 절제된 단부에 설치시에 도 1에 예시된 대퇴골 임플란트 요소를 나타낸 일련의 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 형태에 따른 앵커 구조물을 갖는 경골 베이스플레이트를 나타낸 측면 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일 형태에 따른 앵커 구조물을 갖는 이중-구획형 대퇴골 임플란트 요소를 나타낸 측면 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 형태에 따른 앵커 구조물을 갖는 유니콘딜라형 대퇴골 임플란트 요소를 나타낸 측면 사시도이다.
도 10은 본 발명의 다른 형태에 따른 앵커 구조물을 갖는 대퇴골 임플란트 요소를 나타낸 측면 사시도이다.
도 11은 도 10에 도시된 앵커 구조물을 나타낸 확대 측면도이다.
도 12는 대퇴골의 절제된 단부에 대하여 도시된 것으로서, 도 10에 예시된 대퇴골 임플란트 요소를 나타낸 측면도이다.
도 13은 대퇴골의 절제된 단부에 설치된 것으로서, 도 10에 예시된 대퇴골 임플란트 요소를 나타낸 측면도이다.

본 발명의 원리의 이해를 도모하기 위하여, 도면에 예시된 실시예를 참조하여 이루어질 것이며 이를 설명하기 위하여 구체적인 표현이 사용될 것이다. 그럼에도 불구하고, 본 발명의 범위의 어떠한 제한도 이에 의해 의도되지 않는 것을 이해할 수 있을 것이다. 기재된 실시예에서 임의의 변경과 추가적인 변형 및 본 명세서에 설명된 바와 같은 본 발명의 원리의 추가적인 적용은 본 발명과 관련된 당업자에게 통상적으로 일어날 수 있는 것으로 고려된다.

도 1을 참조하면, 뼈의 단부에 이식하기 위해 구성된 정형외과적 임플란트(10)의 일 형태가 그 내부에 도시되어 있다. 예시된 실시예에서, 상기 정형외과적 임플란트(10)는 대퇴골(B)의 절제된 하위 단부에 이식하도록 구성된 대퇴골 임플란트 요소(10)를 구성한다. 그러나, 후술될 바와 같이, 정형외과적 임플란트의 다른 유형 및 구성이 대퇴골, 경골, 또는 다른 뼈 구조물에 이식하기 위해 고려될 수도 있다.

상기 예시된 실시예에서, 상기 대퇴골 임플란트 요소(10)는 일반적으로 베이스부(12), 상기 베이스부(12)의 후위단으로부터 가로방향으로 연장되는 후위 횡부(14), 및 상기 베이스부(12)의 전위단으로부터 가로방향으로 연장되며 상기 후위 횡부(14)와 대체로 대향되게 배치되는 전위 횡부(16)를 포함한다. 상기 대퇴골 임플란트 요소(10)는 베이스부(12)와 횡부(14, 16)에 의해 감싸여진 내부 영역(18)을 포함하고, 상기 내부 영역(18)과 연통하는 후위와 전위 횡부(14, 16)의 원위단 사이에 개구(20)가 형성된다. 상기 개구(20)는 대퇴골 임플란트 요소(10)의 내부 영역(18) 내에 절제된 하위 단부의 위치결정을 위하여 상기 개구를 통해 대퇴골(B)의 절제된 하위 단부의 수용을 위한 크기로 이루어진다(도 5 참조).

상기 베이스부(12)는 내부 뼈 계면인 표면(22)을 형성하고, 상기 후위 횡부(14)는 제1 평면(P₁)을 따라 연장되는 내부 뼈 계면(24)을 형성하고, 상기 전위 횡부(16)는 제2 평면(P₂)을 따라 연장되는 내부 뼈 계면(26)을 형성한다. 상기 뼈 계면(24)을 따라 연장되는 평면(P₁)은 상기 뼈 계면(26)을 따라 연장되는 평면(P₂)에 대하여 테이퍼 각도(α)로 테이퍼링된다. 보다 구체적으로, 상기 내부 뼈 계면(24)의 평면(P₁)은 상기 내부 뼈 계면(26)의 평면(P₂)에 대하여 상기 베이스부(12)로부터 멀어지게 연장되는 방향으로(즉, 하위에서 상위 방향으로) 테이퍼 각도(α)로 내측으로 수렴된다. 이러한 방식으로, 상기 후위와 전위 횡부(14, 16)가 대퇴골 임플란트 요소(10)의 하위 양상으로부터(즉, 상기 베이스부(12)로부터) 상기 대퇴골 임플란트 요소(10)의 상위 양상을 향해(즉, 상기 후위와 전위 횡부(14, 16)의 원위단을 향해) 연장됨에 따라 상기 대퇴골 임플란트 요소(10)는 서로를 향해 내측으로 수렴되는 플렉시드나 백드래프된 뼈 계면들을 갖는다고 한다. 상기 예시된 실시예에서, 상기 뼈 계면(22, 24, 및 26)은 대략 평평한 평면이다. 그러나, 다른 실시예에서, 상기 뼈 계면(22, 24, 및 26)은 곡면, 부분적으로 곡면, 또는 곡면적으로 이루어질 수 있다. 부가적으로, 상기 뼈 계면(22, 24, 및 26)에는 뼈와의 치합을 더 용이하게 하는 및/또는 인접한 뼈 조직과의 뼈 융합을 용이하게 하는 표면 특징이 제공될 수 있다. 이러한 표면 특징은, 예를 들면 홈, 구멍, 리브, 치형, 스파이크(spike), 널링(knurling), 표면 러프닝(surface roughening), 또는 다른 적절한 뼈 치합 특징을 포함한다. 예를 들어, 상기 예시된 실시예에서, 상기 대퇴골 임플란트 요소(10)는 뼈와의 치합을 더 용이하게 하기 위하여 상기 베이스부(12)의 뼈 계면(22)을 따라 연장되는 적어도 하나의 리브(28)를 선택적으로 포함한다.

상기 대퇴골 임플란트 요소(10)는 베이스부(12)의 뼈 계면(22)으로부터 내부 영역(18)으로 축방향으로 돌출하는 적어도 하나의 패스너나 앵커 구조물(30)을 포함한다. 상기 예시된 실시예에서, 상기 앵커 구조물(30)은 뼈 계면(22)을 따라 대체로 중심에 위치된다. 그러나, 상기 앵커 구조물(30)의 다른 위치 및 배치가 고려되기도 한다. 상기 앵커 구조물(30)은 대퇴골(B)의 절제된 단부에 형성된 개구(O) 내에 수용을 위한 크기와 형상으로 이루어진다. 상기 앵커 구조물(30)의 각각은 길이방향 축(L)을 따라 대체로 연장되는 전체 길이(l)를 갖고, 상기 베이스부(12)에 부착되는 근위단(30a) 및 대향하는 원위단(30b)을 포함한다. 상기 예시된 실시예에서, 상기 앵커 구조물(30)은 베이스부(12)의 뼈 계면(22)으로부터 돌출하는 장착부(32), 및 상기 장착부(32)로부터 축방향으로 연장되는 테이퍼부(34)를 대체로 포함하고, 이의 더 상세한 설명은 아래에서 제시될 것이다.

상기 대퇴골 임플란트 요소(10)가 대퇴골(B)의 절제된 단부에 설치되거나 롤링되므로, 상기 앵커 구조물(30)은 개구(O)에 인접한 뼈 조직으로 박히지 않거나 또는 그 밖에 상기 뼈 조직을 외상시키거나 손상시키지 않고 상기 대퇴골(B)에 형성된 대응하는 개구(O) 내에 수용을 위한 크기와 형상으로 이루어진다. 상기 예시된 실시예에서, 상기 대퇴골(B) 내의 개구(O)는 앵커 구조물(30)의 장착부(32)의 크기와 형상에 대응하는 크기와 형상을 갖는 제1 부분(O₁), 및 상기 앵커 구조물(30)의 테이퍼부(34)의 크기와 형상에 대응하는 크기와 형상을 갖는 제2 부분(O₂)을 각각 포함한다. 상기 개구(O)가 특정 형상과 구성을 갖는 것으로 예시되며 설명되었지만, 다른 형상과 구성을 갖는 개구가 고려되기도 한다.

일 실시예에서, 상기 개구(O)는 하나 이상의 드릴, 펀치, 또는 다른 적절한 절삭 도구를 통해 상기 대퇴골(B)의 절제된 단부에 미리 형성될 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 상기 대퇴골 임플란트 요소(10)가 대퇴골(B)의 절제된 단부에 롤링됨에 따라, 상기 개구(O)는 뼈 조직으로 앵커 구조물(30)의 가압을 통해 형성될 수 있다. 다시 말해서, 상기 앵커 구조물(30)을 수용하기 위하여 뼈 조직에 상기 개구(O)를 미리 형성하는 대신에, 상기 개구(O)는 뼈 조직으로 앵커 구조물(30)을 가압함으로써 상기 대퇴골 요소(10)의 설치시에 형성될 수 있다. 특히, 상기 뼈 조직으로 앵커 구조물(30)의 가압을 통해 상기 개구(O)를 형성하면 상기 앵커 구조물(30)의 크기와 형상에 밀접하게 대응하는 크기와 형상을 상기 개구(O)에 제공할 것이다. 다시 말해서, 상기 뼈 조직으로 앵커 구조물(30)의 가압을 통해 상기 개구(O)를 형성하면 상기 뼈 조직과 앵커 구조물(30) 사이에 과잉 간격을 갖는 과대 개구를 생성하지 않을 것이다.

상기 예시된 실시예에서, 상기 대퇴골 임플란트 요소(10)는 대퇴골(B)의 절제된 단부에 형성된 대응하는 쌍의 개구(O)(도 2 참조) 내에 수용하기 위한 크기와 형상으로 이루어진, 상기 베이스부(12)로부터 돌출하는 두개의 앵커 구조물(30)을 포함한다. 그러나, 상기 대퇴골 임플란트 요소(10)에 단일의 앵커 구조물 또는 3개 이상의 앵커 구조물을 포함하는 임의의 개수의 앵커 구조물(30)이 제공될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 부가적으로, 상기 앵커 구조물(30)이 베이스부(12)로부터 돌출하는 것으로 예시되었지만, 상기 앵커 구조물(30)이 후위와 전위 횡부(14, 16)의 어느 하나로부터 돌출할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.

도 1 및 도 3을 총괄적으로 참조하면, 상기 예시된 실시예에서, 상기 장착부(32)는 대체로 원통 형상을 갖는다. 그러나, 다른 실시예에서, 상기 장착부(32)는, 예를 들면 육각형 구성, 직사각형 구성, 또는 다른 적절한 형상과 구성을 포함하는 다른 형상 및 구성을 채용할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 상기 테이퍼부(34)가 대퇴골 임플란트 요소(10)의 베이스부(12)로부터 직접 돌출하도록 상기 장착부(32)가 제거될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 앵커 구조물(30)은 일원화된 일체 성형의 일체식 임플란트 구조를 형성하기 위하여 상기 베이스부(12) (또는 횡부(14, 16))와 일체로 형성된다. 그러나, 다른 실시예에서, 상기 앵커 구조물(30)은 대퇴골 임플란트 요소(10)의 나머지로부터 분리되게 형성되어, 예를 들면 용접, 접합, 나사-결합, 체결, 핀-고정을 포함하는 다양한 부착 방법, 또는 임의의 다른 적절한 부착 방법에 의해 상기 베이스부(12) (또는 횡부(14, 16))에 부착된다.

상기 예시된 실시예에서, 상기 테이퍼부(34)는 길이방향 축(L)을 따라 근위에서 원위 방향으로 내측으로 테이퍼링된 테이퍼 외면(36), 및 상기 테이퍼 외면(36)으로부터 앵커 구조물(30)의 최원위단으로 연장되는 챔퍼되거나 경사진 원위 단부면(38)을 포함한다. 일 실시예에서, 상기 테이퍼 면(36)은 앵커 구조물(30)의 전체 길이(l)의 적어도 이분의 일(one-half)을 따라 연장된다. 다른 실시예에서, 상기 테이퍼 면(36)은 앵커 구조물(30)의 전체 길이(l)의 적어도 삼분의 이(two-thirds)를 따라 연장된다. 또 다른 실시예에서, 상기 테이퍼 면(36)은 장착부(32)로부터 챔퍼된 단부면(38)으로 상기 테이퍼부(34)의 길이를 따라 대략 전체적으로 테이퍼링된다. 그러나, 다른 실시예에서, 상기 테이퍼 면(36)은 앵커 구조물(30)의 다른 길이를 따라 연장될 수 있으며 테이퍼부(34)의 다른 길이를 따라 테이퍼링될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.

상기 예시된 실시예에서, 상기 테이퍼 면(36)은 대체로 원뿔 형상을 갖고, 이에 의하여 상기 테이퍼부(34)에 원뿔 구성을 제공한다. 보다 구체적으로, 상기 테이퍼 면(36)은 대체로 절단된 원뿔 형상(frustoconical shape)을 갖고, 이에 의하여 상기 테이퍼부(34)에 절단된 원뿔 구성을 제공한다. 그러나, 상기 테이퍼 면(36)에 다른 적절한 형상 및 구성이 제공될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 게다가, 상기 예시된 실시예에서, 상기 테이퍼 면(36)은 길이방향 축(L)을 따라 근위에서 원위 방향으로 연장되는 오목 곡률(C)을 형성한다. 부가적으로, 상기 예시된 실시예에서, 상기 오목 곡률(C)은 길이방향 축(L)을 따라 근위에서 원위 방향으로 감소하는, 상기 길이방향 축(L)에 대하여 상대적으로 변화하는 테이퍼 각도와 테이퍼 비율을 형성한다. 다시 말해서, 상기 오목 곡률(C)은 급격한 테이퍼 각도를 형성하여 상기 테이퍼 면(36)의 원위부에 비해 상기 테이퍼 면(36)의 근위부를 따라 큰 비율로 테이퍼링된다. 일부 실시예에서, 상기 오목 곡률(C)은 일정하거나 균일한 곡률 반경을 갖는 원호를 따라 연장될 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 상기 오목 곡률(C)은 가변 곡률 반경을 갖는 원호를 따라 연장될 수 있다.

또 다른 실시예에서, 상기 오목 곡률(C)은 길이방향 축(L)으로부터 측정된 앵커 구조물(30)의 최대 볼록면 반경(r₂)보다 큰 오목면 반경(r₁)을 따라 연장된다. 일부 실시예에서, 상기 테이퍼 면(36)의 오목면 반경(r₁)은 약 0.200인치에서 0.500인치의 범위 내에 있고, 일부 예에서 약 0.350인치이다. 다른 실시예에서, 상기 테이퍼 면(36)(및 상기 원통형 베이스(32))의 최대 볼록면 반경(r₂)은 약 0.282인치이다. 그러나, 이들의 크기는 예시적이며 다른 크기가 고려되기도 한다는 것을 이해하여야 한다. 부가적으로, 상기 테이퍼 면(34)이 특정 형상 및 구성을 갖는 것으로 예시되며 설명되었지만, 상기 테이퍼 외면(36)이 선형 테이퍼 각도 및/또는 다수의 테이퍼 각도를 형성하는 구성, 또는 상기 테이퍼 외면(36)이 곡면적 구성을 형성하는 구성을 포함하는 다른 형상과 구성이 고려되기도 한다는 것을 이해하여야 한다.

상기 예시된 실시예에서, 상기 앵커 구조물(30)은 일반적으로 대퇴골 임플란트 요소(10)의 베이스부(12)로부터 축방향으로 연장되는 러그(lug)로 구성된다. 그러나, 다른 실시예에서, 상기 앵커 구조물(30)은 핀(pin), 페그, 포스트, 핀(fin), 플루트(flute), 또는 상기 대퇴골(B)의 절제된 원위부에 대퇴골 임플란트 요소(10)를 고정하도록 구성되는 임의의 다른 기계적인 앵커나 패스너 구조물로 구성될 수 있다. 부가적으로, 상기 앵커 구조물(30)의 형상과 구성은 도면에 도시된 것에 제한되지 않지만 상기 앵커 구조물이 사용될 임플란트의 유형과 크기 및 상기 임플란트가 대퇴골(B)의 절제된 원위부에 설치시에 변위되는 경로에 따르는 다른 형상과 구성을 채용할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 상기 테이퍼 면(36)의 곡률은 앵커 구조물(30)이 위치되는 뼈(B) 내의 개구(O)와 앵커 구조물(30) 간의 오정렬의 각도와 관련된 요인을 포함하는 다양한 용인에 의해 결정될 수 있다. 이러한 요인의 일부는 (임플란트의 크기, 형상, 및 구성을 포함하는) 임플란트의 기하학적 구조, 상기 앵커 구조물(30)의 장착부(32)의 형상 및/또는 직경, 상기 앵커 구조물(30)의 최소 직경, 상기 앵커 구조물(30)의 높이, 및/또는 상기 앵커 구조물(30)의 다른 기하학적 양상을 포함하지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

도 4를 참조하면, 상기 대퇴골 임플란트 요소(10) 또는 다른 임플란트 요소와 관련하여 사용하는 데 적절한 앵커 구조물(40)의 다른 실시예가 그 내부에 도시되어 있다. 상기 앵커 구조물(40)은 위에서 예시되며 설명된 앵커 구조물(30)과 유사하게 구성되는데, 이는 장착부(42) 및 상기 앵커 구조물(30)의 테이퍼 외면(36)과 유사하게 구성된 테이퍼 외면(46)을 형성하는 테이퍼부(44)를 포함한다. 부가적으로, 상기 테이퍼 외면(46)은 길이방향 축(L)을 따라 근위에서 원위 방향으로 연장되는 오목 곡률(C), 및 상기 테이퍼 외면(46)으로부터 앵커 구조물(40)의 최원위단으로 연장되는 챔퍼된 원위 단부면(47)을 포함한다. 그러나, 상기 앵커 구조물(30)의 원통형 장착부(32)와 달리, 상기 베이스부(42)는 렌치(미도시)와 같은 회전 구동 도구와의 치합을 위해 구성된 일련의 평탄면(43)을 갖는 육각형 외면을 형성하는 육각형 구성을 갖는다. 부가적으로, 상기 앵커 구조물(30)과 달리, 상기 앵커 구조물(40)은, 베이스부(42)로부터 축방향으로 연장되며, 상기 대퇴골 임플란트 요소(10)에 앵커 구조물(40)을 견고하게 부착하기 위하여 상기 대퇴골 임플란트 요소(10)의 베이스부(12)나 횡부(14, 16) 내의 대응하는 나사산 개구에 형성된 암나사와 나사 치합으로 구성된 수나사(49)를 형성하는 나사산 스템(48)을 포함한다.

도 6의 (a) 내지 (h)를 참조하면, 상기 대퇴골(B)의 절제된 단부에 설치시 상기 대퇴골 임플란트 요소(10)의 일련의 측면도가 그 내부에 도시되어 있다. 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 대퇴골 임플란트 요소(10)의 내부 영역(18)은 일반적으로 초기에 대퇴골(B)의 절제된 단부와 정렬된다. 도 6의 (b) 내지 (g)에 도시된 바와 같이, 대체로 상기 대퇴골(B)의 해부학적 길이방향 축에 대하여 가로방향으로 배치된 피벗/힌지 축을 중심으로 화살표 R의 방향으로 상기 대퇴골 임플란트 요소(10)를 약간 회전시키면서 대체로 상기 대퇴골(B)의 해부학적 길이방향 축을 따라 화살표 A의 방향으로 상기 대퇴골 임플란트 요소(10)를 축방향으로 변위시킴으로써, 상기 대퇴골 임플란트 요소(10)가 대퇴골(B)의 절제된 단부에 롤링된다. 부가적으로, 상기 대퇴골 임플란트 요소(10)가 대퇴골(B)의 절제된 단부에 대하여 병진되어 회전(즉, 롤링)됨에 따라, 상기 앵커 구조물(30)은 대체로 대퇴골(B)의 절제된 단부에 형성된 개구(O)에 삽입된다. 도 5와 도 6의 (h)에 도시된 바와 같이, 상기 대퇴골 임플란트 요소(10)가 대퇴골(B)의 절제된 단부에 완전히 설치되는 경우, 상기 앵커 구조물(30)은 개구(O)에 완전히 삽입된다.

인지할 수 있는 바와 같이, 상기 대퇴골 임플란트 요소(10)가 화살표 A의 방향으로 축방향으로 병진되는 동안에 화살표 R의 방향으로 상기 대퇴골(B)의 절제된 단부로 상기 대퇴골 요소(10)를 회전시키는 것에 의해, 상기 대퇴골 임플란트 요소(10)의 후위와 전위 횡부(14, 16)에 의해 형성된 백드래프된 내면(24, 26)이 대퇴골(B)에의 설치 동안 상기 절제된 뼈를 물리적으로 치울 수 있다. 특히, 서로에 대하여 대체로 평행하거나 약간 갈라지게 배치되는 전위와 후위 내면을 갖는 대퇴골 임플란트 요소를 구비한 통상적인 경우에서와 같이, 상기 대퇴골 임플란트 요소(10)가 대퇴골(B)의 절제된 단부에 직선으로 단순히 충돌되면, 상기 백드래프트된 내면은 대퇴골(B)의 절제된 단부를 물리적으로 치우지 못할 것이고, 이에 의하여 상기 대퇴골(B)에 대퇴골 요소의 설치와 간섭을 일으키거나 상기 설치를 방지한다.

전술한 바와 같이, 상기 앵커 구조물(30)은 대퇴골(B)에 대퇴골 요소(10)의 설치시에 상기 대퇴골(B)의 절제된 단부에 형성된 개구(O) 내에 수용을 위한 크기와 구성으로 이루어진다. 상기 앵커 구조물(30)의 테이퍼부(34)는 근위단(30a)에 대하여 원위단(30b)에 인접한 비교적 작은 반경 프로파일을 가지므로, 상기 앵커 구조물(30)은 개구(O)에 인접한 뼈 조직으로 박히지 않거나 또는 그 밖에 상기 뼈 조직을 외상시키거나 손상시키지 않고 상기 개구(O)에 서서히 삽입될 수 있다. 게다가, 상기 대퇴골 임플란트 요소(10)가 대퇴골(B)의 절제된 단부에 설치됨에 따라 상기 테이퍼부(34)가 제1 개구부(O₁)를 따라 제2 개구부(O₂)를 향해 이동하면 상기 대퇴골(B)에 대퇴골 임플란트 요소(10)의 롤링을 용이하게 하는 데 도움을 준다. 이러한 방식으로, 테이퍼부(34)와 인접한 뼈 조직 간의 간섭을 회피하기 위하여 상기 대퇴골 요소(10)가 상기 대퇴골(B)에 롤링됨에 따라 상기 제1 개구부(O₁)는 앵커 구조물(30)의 테이퍼부(34)의 수용을 위한 경로로서 역할을 한다. 구체적으로, 상기 대퇴골 임플란트 요소(10)가 대퇴골(B)의 절제된 단부에 롤링되므로, 상기 앵커 구조물(30)의 테이퍼부(34)는 그 외에 인접한 뼈 조직을 분리시키거나 상기 뼈 조직에 박힐 수 있거나 또는 상기 제1 개구부(O₁)가 넓어지게 할 수 있는 제1 개구부(O₁)를 둘러싸는 에지와의 간섭 없이 상기 제1 개구부(O₁) 내에서 이동시키기 위한 공간을 갖고, 이에 의하여 상기 제1 개구부(O₁)를 둘러싸는 뼈 조직을 보존한다. 전술한 바와 같이, 일 실시예에서, 상기 개구(O)는 앵커 구조물(30)의 수용을 위해 대퇴골(B)의 절제된 단부에 미리 형성될 수 있다. 그러나, 다른 실시예에서, 상기 대퇴골 임플란트 요소(10)가 대퇴골(B)의 절제된 단부에 롤링됨에 따라 상기 개구(O)는 뼈 조직으로 앵커 구조물(30)의 가압을 통해 형성될 수 있다.

인지할 수 있는 바와 같이, 상기 제1 개구부(O₁)를 둘러싸는 뼈 조직을 유지시키면 상기 대퇴골 요소가 대퇴골(B)의 절제된 단부에 완전히 설치될 때 상기 제1 개구부(O₁) 내에서 앵커 구조물(30)의 장착부(32)의 보다 확실한 치합을 초래할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 대퇴골 임플란트 요소(10)가 대퇴골(B)의 절제된 단부 상의 최종 위치에 있으면, 상기 앵커 구조물(30)의 테이퍼부(34)는 개구(O)의 제2 개구부(O₂) 내에 확실하게 위치되고, 상기 앵커 구조물(30)의 장착부(32)는 제1 개구부(O₁) 내에 확실하게 위치된다. 상기 대퇴골(B) 내의 개구(O)와 앵커 구조물(30)의 크기와 형상은 서로 밀접하게 대응하기 때문에(이들 양자는 전통적인 페그 및 표준적인 대퇴골 임플란트 요소와 관련해서 사용되는 준비된 뼈 개구보다 비교적 작음), 상기 앵커 구조물(30)은 그가 수용되는 개구(O) 내에 비교적 억지 끼워맞춤을 갖고, 그러므로 상기 대퇴골 임플란트(10)는 대퇴골(B)의 절제된 단부에 더 단단하게 고정된다.

상기 앵커 구조물(30)의 사용은 위에서 예시되며 설명된 대퇴골 요소(10)와의 사용에 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 도 7에 도시된 경골 베이스플레이트 임플란트 요소(50), 도 8에 도시된 이중-구획형(bi-compartmental) 대퇴골 임플란트 요소(60), 도 9에 도시된 유니콘딜라형(unicondylar) 대퇴골 임플란트 요소(70), 세그먼트 임플란트 요소(미도시), 슬개대퇴골 임플란트 요소(미도시), 및 체결이나 앵커 구조물이 뼈의 단부에 임플란트 요소의 설치 및/또는 고정/정착시키는 데 도움을 줄 수 있는 임플란트 요소를 포함하며 뼈의 절제된 원위부에 대체로 직선으로 임플란트 요소를 충돌시키는 대신에 상기 임플란트 요소를 "롤링(roll-on)"시키는 것이 바람직할 수 있는 임의의 다른 정형외과적 임플란트 요소를 포함하는 매우 다양한 정형외과적 임플란트 요소와 관련해서 사용될 수도 있다는 것을 이해하여야 한다.

이하, 도 10 내지 13을 참조하면, 본 발명의 다른 형태에 따른 대퇴골 임플란트 요소(100)가 그 내부에 도시되어 있다. 아래에서 더 상세하게 설명될 바와 같이, 상기 대퇴골 임플란트 요소(100)는 앵커 구조물(130)의 특정 구성을 제외하고는 위에서 예시되며 설명된 대퇴골 임플란트 요소(10)와 유사하게 구성된다. 상기 예시된 실시예에서, 상기 앵커 구조물(130)은 대퇴골(B) 내의 개구(O') 내에서 앵커 구조물(130)을 더 고정하기 위하여 비가류성(non-flowable) 경화 상태를 양생시키거나 이러한 상태로 설정되도록 구성되는 가류성 재료(150)와 관련해서 사용하기 위해 구성되고(도 12와 도 13 참조), 이의 더 상세한 설명은 아래에서 제시될 것이다.

구체적으로 도 10을 참조하면, 상기 대퇴골 임플란트 요소(100)는 앵커 구조물의 특정 구성을 제외하고는 위에서 예시되며 설명된 대퇴골 임플란트 요소(10)와 유사하게 구성된다. 상기 대퇴골 임플란트 요소(10)와 유사하게, 상기 대퇴골 임플란트 요소(100)는 일반적으로 베이스부(112), 상기 베이스부(112)의 후위단으로부터 가로방향으로 연장되는 후위 횡부(114), 및 상기 베이스부(112)의 전위단으로부터 가로방향으로 연장되며 상기 후위 횡부(114)와 대체로 대향되게 배치되는 전위 횡부(116)를 포함한다. 상기 대퇴골 임플란트 요소(100)는 베이스부(112)와 횡부(114, 116)에 의해 감싸여진 내부 영역(118)을 포함하고, 상기 내부 영역(118)과 연통하는 후위와 전위 횡부(114, 116)의 원위단 사이에 개구(120)가 형성된다. 상기 개구(120)는 대퇴골 임플란트 요소(100)의 내부 영역(118) 내에 절제된 하위 단부의 위치결정을 위하여 상기 개구를 통해 대퇴골(B)의 절제된 하위 단부의 수용을 위한 크기로 이루어진다(도 12 및 13 참조).

상기 베이스부(112)는 내부 뼈 계면인 표면(122)을 형성하고, 상기 후위 횡부(114)는 내부 뼈 계면(124)을 형성하고, 상기 전위 횡부(116)는 내부 뼈 계면(126)을 형성한다. 상기 뼈 계면(124)은 베이스부(112)로부터 멀어지게 연장되는 방향으로(즉, 하위에서 상위 방향으로) 상기 뼈 계면(126)에 대하여 내측으로 수렴되거나 테이퍼링된다. 이러한 방식으로, 상기 후위와 전위 횡부(114, 116)가 대퇴골 임플란트 요소(100)의 하위 양상으로부터(즉, 상기 베이스부(112)로부터) 상기 대퇴골 임플란트 요소(100)의 상위 양상을 향해(즉, 상기 후위와 전위 횡부(114, 116)의 원위단을 향해) 연장됨에 따라, 상기 대퇴골 임플란트 요소(100)는 서로를 향해 수렴되는 플렉시드나 백드래프된 뼈 계면들을 갖는다고 한다. 상기 예시된 실시예에서, 상기 뼈 계면(122, 124, 및 126)은 대략 평평한 평면이다. 그러나, 다른 실시예에서, 상기 뼈 계면(122, 124, 및 126)은 곡면, 부분적으로 곡면, 또는 곡면적으로 이루어질 수 있다.

부가적으로, 상기 뼈 계면(122, 124, 및 126)에는 뼈와의 치합 및/또는 인접한 뼈 조직과 임플란트 요소의 융합을 용이하게 하는 일련의 홈이나 채널(128)이 제공될 수 있다. 뼈 시멘트가 상기 대퇴골(B)의 절제된 단부에 대퇴골 요소(100)를 더 정착시키는 데 사용되면, 상기 뼈 시멘트는 홈(128) 내에서 분산될 수 있다. 인지할 수 있는 바와 같이, 일부의 홈(128)은 대퇴골 임플란트 요소(10)의 안정성을 내-외측(medial-lateral) 방향으로 증가시키도록 시멘트 경화의 제어를 위해 전위-후위 방향으로 배향될 수 있고, 반면에 일부의 홈(128)은 하위-상위 방향으로 전단 저항을 증가시키도록 및/또는 상기 대퇴골 임플란트 요소(10)가 대퇴골(B)의 롤링 오프(rolling off)를 방지하도록 시멘트 경화의 제어를 위해 내-외측 방향으로 배향될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 뼈 계면(122, 124, 및 126)에는, 예를 들면 구멍, 리브, 치형, 스파이크, 널링, 표면 러프닝, 또는 다른 적절한 뼈 치합 특징을 포함하는, 뼈와의 치합 및/또는 뼈 융합을 더 용이하게 하는 다른 표면 특징이 제공될 수 있다.

도 10 및 11을 총괄적으로 참조하면, 상기 대퇴골 임플란트 요소(100)는 베이스부(112)의 내부 뼈 계면(122)으로부터 내부 영역(118)으로 축방향으로 돌출하는 적어도 하나의 패스너나 앵커 구조물(130)을 포함한다. 상기 예시된 실시예에서, 상기 앵커 구조물(130)은 뼈 계면(122)을 따라 대체로 중심에 위치된다. 그러나, 상기 앵커 구조물(130)의 다른 위치 및 배치가 고려되기도 한다. 상기 앵커 구조물(130)은 대퇴골(B)의 절제된 단부에 형성된 개구(O') 내에 수용을 위한 크기와 형상으로 이루어진다(도 12 및 13 참조). 상기 앵커 구조물(130)의 각각은 길이방향 축(L)을 따라 대체로 연장되는 전체 길이(l)를 갖고, 상기 베이스부(112)에 부착되는 근위단(130a) 및 대향하는 원위단(130b)을 포함한다. 상기 예시된 실시예에서, 상기 앵커 구조물(130)은 일반적으로 베이스부(112)의 내부 뼈 계면(122)으로부터 돌출하는 장착부(132), 상기 장착부(132)로부터 축방향으로 연장되며 테이퍼 외면(136)을 형성하는 테이퍼부(134), 및 상기 장착부(132)로부터 테이퍼부(134) 반대편으로 축방향으로 연장되며 상기 대퇴골 요소(100)의 베이스부(112)와 치합을 위해 구성된 연결 스템(138)을 포함한다.

상기 예시된 실시예에서, 상기 장착부(132)는 렌치(미도시)와 같은 회전 구동 도구와의 치합을 위해 구성된 일련의 평탄면(133)을 갖는 육각형 외면을 형성하는 육각형 구성을 갖는다. 그러나, 다른 실시예에서, 상기 장착부(132)는, 예를 들면 원통형 구성, 직사각형 구성, 또는 다른 적절한 형상과 구성과 같은 다른 구성을 채용할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 상기 테이퍼부(134)가 대퇴골 임플란트 요소(100)의 베이스부(112)로부터 직접 돌출하도록 상기 장착부(132)가 제거될 수 있다. 상기 예시된 실시예에서, 상기 대퇴골 임플란트 요소(100)에 앵커 구조물(130)을 견고하게 부착하기 위하여 상기 대퇴골 임플란트 요소(100)의 베이스부(112)(또는 횡부(114, 116)) 내의 대응하는 나사산 개구(미도시)에 형성된 암나사와 나사 치합으로 구성된 수나사(139)를 형성하도록 상기 연결 스템(138)이 나사산으로 이루어진다. 그러나, 상기 연결 스템(138)의 다른 형상 및 구성이 고려되기도 한다. 부가적으로, 다른 실시예에서, 상기 앵커 구조물(130)은 베이스부(112)(또는 횡부(114, 116))와 일체로 형성되어, 일원화된 일체 성형의 일체식 임플란트 구조를 형성한다. 또 다른 실시예에서, 상기 앵커 구조물(130)은, 예를 들면 용접, 접합, 체결, 핀-고정을 포함하는 다양한 부착 방법, 또는 임의의 다른 적절한 부착 방법에 의해 상기 베이스부(112)(또는 횡부(114, 116))에 부착될 수 있다.

상기 예시된 실시예에서, 상기 테이퍼부(134)는 길이방향 축(L)을 따라 근위에서 원위 방향으로 연장되는 오목 곡률(C)을 형성하며 길이방향 축(L)을 따라 근위에서 원위 방향으로 내측으로 테이퍼링된 테이퍼 외면(136), 및 상기 테이퍼 외면(136)으로부터 앵커 구조물(130)의 최원위단으로 연장되는 챔퍼되거나 경사진 원위 단부면(137)을 포함한다. 일 실시예에서, 상기 테이퍼 외면(136)은 앵커 구조물(30)의 테이퍼 외면(36)과 유사하게 구성된다. 따라서, 상기 앵커 구조물(30)의 테이퍼 외면(36)과 관련하여 전술한 특징 및 양상이 상기 앵커 구조물(130)의 테이퍼 외면(136)에 적용되기도 한다는 것을 이해하여야 한다. 그러나, 상기 앵커 구조물(30)의 대략 원활하며 연속적인 테이퍼 외면(36)과는 달리, 상기 앵커 구조물(130)의 테이퍼 외면(136)에는 길이방향 축(L)을 중심으로 연장되는 일련의 원주 홈(140)이 제공된다. 아래에서 더 상세하게 설명될 바와 같이, 상기 원주 홈(140)은 앵커 구조물(130)을 뼈 조직 내에서 더 고정하고 상기 앵커 구조물(130)이 양생된/경화된 재료(150)로 만들어지는 것을 방지하기 위하여 비가류성 경화 상태를 양생시키거나 이러한 상태로 설정하는 가류성 재료(150)의 수용을 위해 구성된다.

상기 예시된 실시예에서, 상기 원주 홈(140)은 대체로 평면의 언더컷부(undercut portion)(142), 라운드형인 곡선부(144), 및 평면의 각도부(146)를 각각 갖고, 이들은 서로 협조하여 상기 원주 홈(140)에 아치형이나 활형 구성을 제공한다. 상기 대체로 평면의 언더컷부(142)는 테이퍼 외면(136)으로부터 연장되며 상기 앵커 구조물(130)의 길이방향 축(L)과 대체로 수직하게 또는 법선 방향으로 배치된다. 상기 라운드형인 곡선부(144)는 평면부(142)로부터 연장되며 대체로 균일한 곡률 반경을 따라 연장된다. 상기 평면의 각도부(146)는 곡선부(144)로부터 연장되며 길이방향 축(L)에 대하여 경사지게 각도진다. 일 실시예에서, 상기 평면의 각도부(146)는 길이방향 축(L)에 대하여 약 45도 각도로 테이퍼링된다. 상기 원주 홈(140)이 특정 형상 및 구성을 갖는 것으로 예시되며 설명되었지만, 다른 형상 및 구성이 고려되기도 한다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 상기 홈(140)은 앵커 구조물(130)의 길이방향 축(L)을 중심으로 연장되는 단일의 헬리컬 홈으로 대안적으로 구성될 수 있거나, 또는 길이방향 축(L)을 따라 축방향을 포함하는 다른 방향으로 연장되도록 대안적으로 구성될 수 있다. 또한, 아치형 활형 구성을 갖는 대신에, 상기 홈(140)에는 대안적으로 반원형 구성, 삼각형 구성, 곡선형 구성, 또는 임의의 다른 적절한 구성이 제공될 수 있다. 부가적으로, 상기 앵커 구조물(130)의 예시된 실시예는 4개의 원주 홈(140)을 포함하고 있지만, 상기 앵커 구조물(130)에는 단일의 홈, 두개의 홈, 3개의 홈, 또는 5개 이상의 홈을 포함하는 임의의 개수의 홈이 제공될 수 있다.

도 12 및 13을 참조하면, 위에서 예시되며 설명된 대퇴골 임플란트 요소(10)와 유사하게, 상기 대퇴골(B)의 해부학적 길이방향 축에 대하여 가로방향으로 배치된 대체로 피벗/힌지 축을 중심으로 화살표 R의 방향으로 상기 대퇴골 임플란트 요소(100)를 약간 회전시키면서 상기 대퇴골 임플란트 요소(100)는 대체로 대퇴골(B)의 해부학적 길이방향 축을 따라 화살표 A의 방향으로 축방향 변위를 통해 상기 대퇴골(B)의 절제된 단부에 설치되거나 롤링된다. 부가적으로, 상기 대퇴골 임플란트 요소(100)가 대퇴골(B)의 절제된 단부에 대하여 병진되어 회전(즉, 롤링)됨에 따라, 상기 앵커 구조물(130)은 대체로 대퇴골(B)의 절제된 단부에 형성된 개구(O')에 삽입된다.

상기 앵커 구조물(130)의 각각은 개구(O')에 인접한 뼈 조직으로 박히지 않거나 또는 그 밖에 상기 뼈 조직을 외상시키거나 손상시키지 않고 상기 대퇴골(B)의 절제된 단부에 설치시에 대응하는 개구(O') 내에 수용을 위한 크기와 형상으로 이루어진다. 상기 예시된 실시예에서, 상기 대퇴골(B)에 형성된 개구(O')의 각각은 대퇴골(B)의 외면으로부터 축방향으로 연장되며 상기 앵커 구조물(130)의 육각형 장착부(132)의 대향 쌍의 평탄면(133) 사이의 거리보다 약간 큰 직경을 갖는 원통형 부분(O₁'), 및 대체로 끝이 테이퍼링되는 원뿔형 단부(O₂')를 포함한다. 상기 개구(O')는 하나 이상의 드릴, 펀치, 또는 다른 적절한 절삭 도구를 통해 상기 대퇴골(B)의 절제된 단부에 미리 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 대퇴골 임플란트 요소(100)는 베이스부(112)로부터 돌출하며 상기 대퇴골(B)의 절제된 단부에 형성된 대응하는 쌍의 개구(O') 내에 수용을 위한 크기와 형상으로 이루어지는 두개의 앵커 구조물(130)을 포함한다. 그러나, 상기 대퇴골 임플란트 요소(100)에는 단일 앵커 구조물 또는 3개 이상의 앵커 구조물을 포함하는 임의의 개수의 앵커 구조물(130)이 제공될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 부가적으로, 상기 앵커 구조물(130)이 베이스부(112)로부터 돌출하는 것으로 예시되었지만, 상기 앵커 구조물(130)은 후위와 전위 횡부(114, 116) 중 어느 하나로부터 돌출할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 상기 개구(O')가 특정 형상 및 구성을 갖는 것으로 예시되며 설명되었지만, 다른 형상 및 구성을 갖는 개구(O')가 고려되기도 한다는 것을 이해하여야 한다. 도 12 및 13에 도시된 바와 같이, 일 실시예에서, 상기 대퇴골(B)의 절제된 단부에 대퇴골 임플란트 요소의 설치에 앞서, 상기 개구(O')의 각각에는 비가류성 경화 상태를 양생시키거나 이러한 상태로 설정하는 가류성 재료(150)가 부분적으로 채워진다. 특정 실시예에서, 상기 가류성 재료(150)는 뼈 시멘트나 뼈 페이스트를 포함하고, 이의 목적은 후술될 것이다.

도 13에 도시된 바와 같이, 상기 대퇴골 임플란트 요소(100)가 대퇴골(B)의 절제된 단부에 설치되는 경우, 상기 앵커 구조물(130)은 개구(O')에 완전히 삽입된다. 전술한 바와 같이, 상기 대퇴골(B)의 절제된 단부에 대퇴골 임플란트 요소(100)의 설치에 앞서, 상기 개구(O')의 각각에는 뼈 시멘트(150)나 다른 경화/양생가능한 재료가 부분적으로 채워진다. 상기 앵커 구조물(130)이 개구(O')에 삽입됨에 따라, 상기 뼈 시멘트(150)는 테이퍼부(134)를 완전히 둘러싸도록 상기 뼈 앵커(130)의 테이퍼부(134) 둘레에서 원주 홈(140)으로 흐른다. 부가적으로, 상기 뼈 시멘트(150)는 또한 뼈 앵커(130)의 베이스부(132) 둘레에서 흘러서 상기 베이스부를 적어도 부분적으로 둘러쌀 수 있다. 일정 기간 후에, 상기 뼈 시멘트(150)는 테이퍼부(134)와 장착부(132) 둘레를 양생하며 경화시키고, 이에 의하여 전통적인 정형외과적 임플란트 구조물과 관련해서 사용되는 종래의 원통형 러그와 유사한 형상을 갖는 원통형 러그를 제공한다. 인지할 수 있는 바와 같이, 상기 경화된 뼈 시멘트(150)는 뼈(B)에 형성된 개구(O') 내에 앵커 구조물(130)을 더 고정시키고, 이에 의하여 상기 대퇴골(B)에 대퇴골 임플란트 요소(100)를 더 고정하여 상기 대퇴골(B)로부터의 대퇴골 임플란트 요소(100)의 분리를 억제한다. 부가적으로, 상기 원주 홈(140) 내에 위치된 뼈 시멘트는 앵커 구조물(130)이 양생된/경화된 뼈 시멘트(150)로 만들어지는 것을 방지하거나 그 밖에 억제한다. 구체적으로, 상기 원주 홈(140)의 언더컷부(142)는, 앵커 구조물(130)이 양생된/경화된 뼈 시멘트(150)로 만들어지는 것을 방지하거나 그 밖에 억제하기 위하여 상기 뼈 시멘트(150)에 대하여 견디는 쇼울더나 레지(ledge)를 제공한다.

상기 예시된 실시예에서, 상기 대퇴골(B)의 절제된 단부에 대퇴골 요소(100)의 설치에 앞서, 상기 개구(O')의 각각에는 뼈 시멘트(150)가 부분적으로 채워진다. 그러나, 다른 실시예에서, 상기 앵커 구조물(130)이 개구(O')에 삽입된 후에 상기 뼈 시멘트(150)가 앵커 구조물(130)에 대하여 개방 영역으로 주입될 수 있다. 예를 들어, 대안적인 실시예에서, 상기 앵커 구조물(130)에는 축방향 개구(미도시) 및 상기 축방향 개구와 테이퍼부의 외면(136) 및/또는 원주 홈(140) 사이에서 연통하는 하나 이상의 횡 개구(미도시)가 제공될 수 있다. 뼈 시멘트 전달 장치(미도시)가 상기 축방향 개구와 연통하게 위치될 수 있고, 상기 뼈 시멘트(150)가 횡 개구에서 나와 축방향 개구로, 그리고 상기 개구(O')의 측벽과 앵커 구조물(130) 간의 개방 영역으로 주입될 수 있다. 상기 뼈 시멘트(150)를 개구(O')의 측벽과 앵커 구조물(130) 간의 개방 영역으로 주입하기 위한 다른 적절한 방법이 고려되기도 한다.

전술한 바와 같이, 일 실시예에서, 비가류성 경화 상태를 양생하거나 이 상태로 설정하는 가류성 재료(150)는 뼈 시멘트나 뼈 페이스트를 구성한다. 그러나, 비가류성 경화 상태를 양생하거나 이 상태로 설정하는 다른 적절한 유형의 가류성 재료가 대퇴골 요소(100)와 관련해서 사용하기 위하여 고려되기도 한다는 것을 이해하여야 한다. 부가적으로, 상기 가류성 재료(150)는 뼈 접목 재료나 뼈 모르포겐 프로테인(BMP)과 같은 뼈 성장 촉진 재료나 물질, 치료 재료나 물질, 또는 당업자가 상기할 수 있는 임의의 다른 생체적합 재료나 물질을 포함할 수 있다.

본 명세서에 제공된 임의의 실험, 실험 예, 또는 실험 결과는 본 발명의 예시를 목적으로 하며 본 발명의 범위를 한정하거나 제한하도록 해석되어서는 안된다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 본 명세서에 나타낸 임의의 이론, 작동 메커니즘, 증거, 또는 결과는 본 발명의 이해를 더 높이도록 의도되며 본 발명을 어떠한 방식으로든 이러한 이론, 작동 메커니즘, 증거, 또는 결과로 제한하도록 의도되는 것은 아니다. 청구범위를 이해하는데 있어서, "a", "an", "적어도 하나(at least one)", 및 "적어도 일부(at least a portion)"와 같은 단어는 명확하게 반대로 나타내지 않는 한 청구범위를 하나의 사항만으로 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 또한, "적어도 일부(at least a portion)" 및/또는 "일부(a portion)"라는 표현이 사용된 경우, 청구범위는 명확하게 반대로 나타내지 않는 한 일부 및/또는 전체 사항을 포함할 수 있다. 부가적으로, "원위(distal)"라는 용어가 구조물에 대하여 사용된 경우, 상기 용어는 구조물의 먼 단부를 나타내고, "근위(proximal)"라는 용어가 구조물에 대하여 사용된 경우, 상기 용어는 구조물의 가까운 단부를 나타낸다.

본 명세서에서 설명된 기재된 실시예에 대한 다양한 변경 및 변형은 당업자에게 명백할 것이고, 이러한 변경 및 변형은 본 발명의 사상과 범위로부터 벗어나지 않고 그 의도된 이점을 약화시키지 않으면서 이루어질 수 있다. 부가적으로, 본 발명은 도면과 전술한 상세한 설명에서 상세하게 도시되며 설명되었지만, 이는 예시적이며 특징을 제한하지 않는 것으로 고려되고, 선택된 실시예만이 도시되고 설명되며 본 명세서에서 설명되거나 다음의 청구범위에 의해 규정되는 본 발명의 범위 내에 있는 모든 변경, 등가물, 및 변형은 보호되도록 요망된다고 생각된다.

Claims

뼈(B)의 단부에 설치하기 위한 정형외과적 임플란트(10, 50, 60, 70, 100)로서,
내부에 상기 뼈(B)의 단부의 수용을 위한 크기로 이루어진 임플란트(10, 100)의 내부 영역(18, 118)을 형성하기 위한, 베이스부(12, 112) 및 상기 베이스부(12, 112)로부터 가로방향으로 연장되는 제1 횡부(14, 114)와 제2 횡부(16, 116); 및
상기 베이스부(12, 112)로부터 돌출하고 상기 뼈(B)의 단부에 형성된 개구(O, O') 내에 수용을 위한 크기로 구성된 적어도 하나의 앵커 구조물(30, 130)로서, 상기 앵커 구조물(30, 130)은 길이방향 축(L)을 따라 연장되며 상기 베이스부(12, 112)에 부착되는 근위단(30a, 130a) 및 대향하는 원위단(30b, 130b)을 포함하고, 상기 앵커 구조물(30, 130)은 상기 길이방향 축(L)을 따라 근위에서 원위 방향으로 내측으로 테이퍼링되는 테이퍼 외면(tapered outer surface; 36, 136)을 포함하는, 적어도 하나의 앵커 구조물(30, 130)을 포함하고, 상기 제1 횡부(14, 114)는 상기 제2 횡부(16, 116)에 의해 형성된 제2 뼈 치합면(bone engaging surface; 26, 126)에 대하여 테이퍼링되는 제1 뼈 치합면(24, 124)을 형성하고, 추가로 상기 제1 횡부(14, 114)에 의해 형성된 상기 제1 뼈 치합면(24, 124)은 상기 베이스부(12, 112)로부터 멀어지게 연장되는 방향으로 상기 제2 횡부(16, 116)에 의해 형성된 상기 제2 뼈 치합면(26, 126)에 대하여 내측으로 수렴하는, 정형외과적 임플란트.
제1항에 있어서, 상기 앵커 구조물(30, 130)의 상기 테이퍼 외면(36, 136)은 상기 길이방향 축(L)을 따라 근위에서 원위 방향으로 감소하는, 상기 길이방향 축(L)에 대하여 상대적으로 변화하는 테이퍼 각도를 형성하는, 정형외과적 임플란트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 앵커 구조물(30, 130)의 상기 테이퍼 외면(36, 136)은 상기 길이방향 축(L)을 따라 근위에서 원위 방향으로 연장되는 오목 곡률(C)을 형성하는, 정형외과적 임플란트.
제3항에 있어서, 상기 오목 곡률(C)은 상기 길이방향 축(L)을 따라 근위에서 원위 방향으로 감소하는, 상기 길이방향 축(L)에 대하여 상대적으로 변화하는 테이퍼 비율을 형성하는, 정형외과적 임플란트.
제3항에 있어서, 상기 오목 곡률(C)은 상기 길이방향 축(L)으로부터 측정된 상기 앵커 구조물(30, 130)의 최대 볼록면 반경(r₂)보다 큰 오목면 반경(r₁)을 따라 연장되는, 정형외과적 임플란트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 앵커 구조물(30, 130)은 원뿔 구성을 갖는, 정형외과적 임플란트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 앵커 구조물(30, 130)은 절단된 원뿔 형상을 갖는, 정형외과적 임플란트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 앵커 구조물(30, 130)의 상기 테이퍼 외면(36, 136)은 상기 앵커 구조물(30, 130)의 전체 길이(l)의 적어도 이분의 일을 따라 연장되는, 정형외과적 임플란트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 앵커 구조물(30, 130)의 상기 테이퍼 외면(36, 136)은 상기 앵커 구조물(30, 130)의 전체 길이(l)의 적어도 삼분의 이를 따라 연장되는, 정형외과적 임플란트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 베이스부(12, 112)와 상기 제1 횡부(14, 114) 및 제2 횡부(16, 116) 중 하나로부터 연장되는 제2 앵커 구조물(30, 130)을 더 포함하고, 상기 제2 앵커 구조물(30, 130)은 상기 뼈(B)의 단부에 형성된 제2 개구(O, O') 내에 수용을 위한 크기로 구성된, 정형외과적 임플란트.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 앵커 구조물(30, 130)은 상기 베이스부(12, 112)로부터 상기 테이퍼 외면(36, 136)으로 돌출하는 장착부(32, 132)를 포함하는, 정형외과적 임플란트.
제11항에 있어서, 상기 앵커 구조물(30, 130)의 상기 장착부(32, 132)는 상기 베이스부(12, 112)에서의 나사산 개구 내에서의 나사 치합(threading engagement)을 위해 구성된 나사산 스템(138)을 포함하는, 정형외과적 임플란트.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 앵커 구조물(130)은 상기 테이퍼 외면(136)으로 연장되는 하나 이상의 홈(140)을 포함하고,
상기 앵커 구조물(130)의 상기 테이퍼 외면(136)의 적어도 일부 둘레에 그리고 상기 홈(140) 내에 위치되는 가류성 재료(150)를 더 포함하고, 상기 가류성 재료(150)는 경화된 상태로 양생되도록 구성된, 정형외과적 임플란트.
제13항에 있어서, 상기 하나 이상의 홈(140)은 상기 앵커 구조물(130)의 상기 테이퍼 외면(136)의 둘레로 연장되는 복수의 원주 홈(140)을 포함하는, 정형외과적 임플란트.
제13항에 있어서, 상기 가류성 재료(150)는 뼈 시멘트 재료를 포함하는, 정형외과적 임플란트.
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