KR102547173B1 - 인공 무릎 관절용 베어링 컴포넌트 - Google Patents

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KR102547173B1
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    • A61L2430/24Materials or treatment for tissue regeneration for joint reconstruction

Abstract

인공 무릎 관절용 베어링 컴포넌트에 관한 것으로, 전체적으로 타원형 형상이되, 후방(posterior)의 중앙이 중심부를 향하는 방향으로 소정 깊이만큼 만입된 만입부(211)가 형성된 몸체부(210); 상기 몸체부(210)의 상단면에 형성된, 대퇴골 컴포넌트의 개구부 내측으로 인입될 수 있는 돌출부(220); 상기 몸체부(210)의 하단면에는 상기 몸체부의 외주면과 단차를 갖는 일정 높이의 결합면(231)을 형성하되, 좌측과 우측은 상기 몸체부의 형태를 소정 비율로 축소 시킨 형상을 따라 결합면(231)을 형성하고, 상기 몸체부의 만입부(211)로부터 전방으로 일정 거리까지의 만입면에는 결합면(231)을 형성하지 않은 결합부(230); 상기 결합부(230)의 결합면(231)이 형성되지 않는 부분에 상기 몸체부의 중심부 가까이로 복수의 결합돌기(250)를 형성시킨 체결부(240);를 포함한다. 이러한 인공 무릎 관절용 베어링 컴포넌트는, 경골 컴포넌트의 도브테일 형상 돌출면의 외주연과 결합되는 결합 돌기를 결합시 탄성 변형이 가능하도록 구성하여 경골 컴포넌트와의 결합이 용이하며, 결합 이후에도 결합이 안정적으로 유지될 수 있다. 또한, 경골 컴포넌트와 결합시 요구되는 힘이 적어 수술 중 환자의 뼈에 가해지는 충격력을 최소화할 수 있고, 별도의 특수 도구가 요구되지 않아 비용이 감소되며, 적은 힘으로도 서로 용이하게 분리되어 재수술시의 위험이 크게 감소될 수 있다.

Description

인공 무릎 관절용 베어링 컴포넌트{Bearing component for Artificial knee joint}
본 발명은 인공 무릎 관절용 베어링 컴포넌트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 경골 컴포넌트의 도브테일 형상 돌출면의 외주연과 결합되는 결합 돌기를 통해 적은 힘으로도 결합 또는 분리가 용이한 베어링 컴포넌트와 이를 포함하는 인공 무릎 관절에 관한 것이다.
무릎 관절(슬관절)이란, 무릎을 둘러싼 3개의 뼈인 대퇴골(Femur), 경골(Tibia), 슬개골(Patella) 및 연골(Cartilage)이 이루는 관절로서, 무릎의 폄과 굽힘 운동을 가능하게 하는 인체 구성 요소이며, 고관절(coxa)과 함께 인체의 직립 보행을 가능하게 하는 가장 핵심적인 관절에 해당한다.
무릎 관절은 대퇴골 하단과 경골 상단 및 슬개골(무릎뼈)의 후면 사이에 위치하여 다리를 무릎에서 뒤쪽으로 굽히는 기능을 한다.
무릎 관절의 마모, 뼈 조직의 노화 또는 사고 등의 원인으로 무릎 관절 기능이 저하되거나 상실된 환자들은 정형 외과적 시술을 필요로 하며, 100세 시대에 도래하면서 퇴행성 골관절염 환자를 위한 시술의 중요성과 환자의 수는 날이 갈수록 증대되고 있다.
최근 관절 부위의 심각한 손상으로 인해, 생활습관 개선이나 약물치료, 물리치료와 같은 보존적 치료 또는 중기 증세에 대응하기 위한 관절경 수술이나 연골재생술로는 회복이 불가능한 환자에게 인공 무릎 관절 치환술이 널리 행해지고 있으며, 이러한 인공 무릎 관절의 관절 운동 부위에는 금속, 세라믹 또는 폴리에틸렌 등의 소재로 이루어진 인공적 요소들이 사용되고 있다.
일반적으로 인공 무릎 관절은 대퇴골 하측 말단에 결합되는 대퇴골 컴포넌트, 경골 상측 말단에 결합되는 경골 컴포넌트, 상기 대퇴골 컴포넌트와 경골 컴포넌트 사이에 위치하는 베어링 컴포넌트(연골에 대응됨)로 구분될 수 있다.
도 1은 대상 환자의 인공 무릎 관절 치환술 수술 전과 수술 후의 무릎의 모습을 나타낸 그림(a)와 종래 기술에 따른 인공 무릎 관절(10)을 나타내는 그림(b)를 도시하고 있다.
인공 무릎 관절(10)은 경골에 직접 고정되는 금속제 또는 세라믹제 또는 수지제의 경골 컴포넌트(13)와, 경골 컴포넌트(13)의 상면에 대해 고정 또는 가동되도록 부착되어, 대퇴골 컴포넌트(11)와 접촉하는 수지제의 베어링 컴포넌트(12)로 구성되어 있는데, 도 1에 나타낸 베어링 컴포넌트(12)는 경골 컴포넌트(13)에 고정되어 있는 것으로서, 고정 베어링형에 해당한다.
이때 베어링 컴포넌트(12)를 경골 컴포넌트(13)에 고정하는 메커니즘(Locking mechanism)으로는 후크 타입, 핀 타입 또는 도브테일 타입 등이 적용되고 있다.
후크 타입으로 베어링 컴포넌트와 경골 컴포넌트를 고정하는 메커니즘은 경골 컴포넌트의 상부면 전방(신체의 복측(腹側) 방향, anterior)과 후방(신체의 배측(背側) 방향, posterior)의 단부에 갈고리부의 모양이 서로 대향되는 후크를 형성하고, 경골 컴포넌트 상부면에 결합되는 베어링 컴포넌트의 결합면에는 상기 후크에 끼워지는 요홈부를 형성한 것이다.
후크 타입은 체결은 용이한 편이지만, 전방과 후방의 후크가 결합된 상태에서는 전방 후크 부분을 빼내고자 할 때, 전방 후크가 걸려 있어 빼내기가 매우 힘이 든 단점이 있으며, 또한 결합된 상태에서 후방 후크 쪽의 체결 후 안정성이 떨어지는 문제가 있다.
다음으로 핀 타입은 경골 컴포넌트의 상부면 전방과 후방의 단부에 후크를 형성하고, 경골 컴포넌트 상부면에 결합되는 베어링 컴포넌트의 결합면 후방에는 상기 후크가 끼워지는 홈부를 형성한 것까지는 후크 타입과 유사하나, 도 2에 나타낸 바와 같이 경골 컴포넌트 상부면 전방의 단부에 형성된 후크(13-1)는 전방측으로 요홈부가 형성되어 베어링 컴포넌트의 결합면 전방에 형성된 후크(12-1)가 안착된 상태에서 경골 컴포넌트와 결합시키기 위해 빗장 기능을 행하는 별도의 핀(13-2)을 이용한다는 점에서 차이가 있다.
핀 타입은 핀을 뽑아 낸 후에 베어링 컴포넌트를 분리하는 방식이므로 후크 타입에 비해 베어링 컴포넌트를 빼내기가 용이하다는 장점은 있으나, 후크 타입과 마찬가지로 체결 후 안정성은 떨어지며, 측면 방향으로 삽입되는 핀이 추가로 필요하여 재수술시 분리도 어려운 문제가 있다.
마지막으로 도브테일 타입은 도 3에 나타낸 바와 같은 구성을 갖는 것으로서, 베어링 컴포넌트(12) 결합면(12-7)에 일정 깊이로 형성된 도브테일 형상 체결부(12-3)가 경골 컴포넌트(13) 상단면(13-7)으로부터 일정 높이 돌출 형성된 도브테일 형상 수용부(13-3)에 끼워지는 구조를 가지며, 도 4에 나타낸 바와 같이 경골 컴포넌트 상단면(13-7) 위에서 베어링 컴포넌트를 전방으로부터 후방으로 슬라이딩 삽입시켜 결합된다.
도브테일 타입은 앞서 살펴본 후크 타입이나 핀 타입에 비해 체결 후 안정성이 좋고, 분리용 홈(12-6)에 도구를 삽입하여 분리가 용이하다는 장점을 갖는 것이나, 체결시 과중한 힘이 요구되는 문제가 있다.
즉, 도 4의 (c)에 나타낸 바와 같이 베어링 컴포넌트(12)의 도브테일 형상 체결부(12-3)의 결합 요홈이 경골 컴포넌트(13)의 도브테일 형상 수용부(13-3)의 결합 요홈에 끼워지는 과정에서 베어링 컴포넌트의 결합면이 경골 컴포넌트 전방에 형성된 외주연 단턱부(13-5, 결합된 상태에서 베어링 컴포넌트의 전방 움직임을 구속하기 위한 구성)에 닿게 됨으로 인해, 베어링 컴포넌트(12)의 도브테일 형상 체결부(12-3) 후방의 외주연에 형성된 요홈부(12-4)가 경골 컴포넌트(13)의 도브테일 형상 수용부(13-3) 후방 외주연에 형성된 단턱부(13-4)의 요홈에 대응될 때까지 면접촉을 통해 삽입되어야 하므로, 삽입 과정에서 과중한 힘이 요구되며, 실제 수술 과정에서는 큰 힘을 가하기 위해 도 4의 (d) 또는 도 5의 (a)에 나타낸 바와 같은 임팩터(14) 또는 (b)에 나타낸 바와 같은 방아쇠 방식의 전용 도구(15) 또는 망치가 필요하다.
임팩터나 망치 등으로 가격하는 경우 가격시 충격으로 인해 환자의 뼈에 균열이 발생될 수 있고, 방아쇠 방식의 도구는 작동에 큰 악력이 요구되어 시술자에게 불편을 초래하고, 별도로 제작되어야 하므로 비용이 증가한다는 문제가 있다.
한편, 인공 무릎 관절 삽입술 이후, 삽입물의 손상, 이탈 또는 감염 등의 다양한 원인으로 인하여 재수술이 요구되는 경우가 있으며, 재수술은 골 결손이 더욱 진행된 상태에서 시술됨으로 인해, 최초 수술에 비해 난이도가 높으며, 시술 과정도 복잡하여, 인공 무릎 관절이 안정적으로 삽입되기 어렵다.
이때 이미 삽입되었던 인공 무릎 관절을 분리하는 과정에서 보조 기구 등을 사용하여, 밀착되어 결합된 베어링 컴포넌트(12)와 경골 컴포넌트(13)를 분리하기 위해 인위적으로 틈을 벌리는 등과 같이 큰 힘이 가해진다면 재수술 과정에서의 위험이 더욱 초래된다는 문제가 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1769125호(2017.8.10. 등록)
본 발명은 베어링 컴포넌트(12)를 경골 컴포넌트에 고정하는 메커니즘(Locking mechanism)으로 사용되고 있는 종래 기술의 후크 타입, 핀 타입 또는 도브테일 타입 등에서 발생되는 체결 후 안정성의 문제, 재수술시 분리 곤란의 문제, 체결 시 과중한 힘의 적용에 따른 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서,
본 발명의 목적은 체결 후 안정성이 높은 도브테일 타입의 장점을 최대한 구현하되, 종래 도브테일 타입 구조에서 요구되는 체결 및 분리시의 과도한 힘을 감소시킴으로써 체결 시 작업의 용이성이 증대되고, 체결 후 안정성이 높으며, 분리가 용이한 베어링 컴포넌트와 이를 포함하는 인공 무릎 관절을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 형태는, 전체적으로 타원형 형상이되, 후방(posterior)의 중앙이 중심부를 향하는 방향으로 소정 깊이만큼 만입된 만입부(211)가 형성된 몸체부(210); 상기 몸체부(210)의 상단면에 형성된, 대퇴골 컴포넌트의 개구부 내측으로 인입될 수 있는 돌출부(220); 상기 몸체부(210)의 하단면에는 상기 몸체부의 외주면과 단차를 갖는 일정 높이의 결합면(231)을 형성하되, 좌측과 우측은 상기 몸체부의 형태를 소정 비율로 축소 시킨 형상을 따라 결합면(231)을 형성하고, 상기 몸체부의 만입부(211)로부터 전방으로 일정 거리까지의 만입면에는 결합면(231)을 형성하지 않은 결합부(230); 상기 결합부(230)의 결합면(231)이 형성되지 않는 부분에 상기 몸체부의 중심부 가까이로 복수의 결합돌기(250)를 형성시킨 체결부(240);를 포함하는 인공 무릎 관절용 베어링 컴포넌트(200)이다.
상기 인공 무릎 관절용 베어링 컴포넌트(200)는 UHMWPE, PEEK, Carbon fiber reinforced polymer 또는 Glass fiber reinforced polymer로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상을 포함하는 복합재 및 폴리에틸렌(PE)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상으로 제조되는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 UHMWPE는, XLPE 또는 HXLPE가 사용될 수 있고, 상기 UHMWPE에 비타민 E가 더 포함될 수 있다.
상기 체결부(240)에 형성된 복수의 결합돌기(250)는 상기 결합부(230)의 결합면(231)이 형성되지 않은 만입면의 전방에 위치하는 전방 결합돌기, 좌측에 위치하는 좌측 결합돌기 및 우측에 위치하는 우측 결합돌기인 것을 특징으로 한다.
이때, 좌, 우측 결합돌기가 마주보는 면과 전방 결합돌기가 몸체부의 만입부를 바라보는 면을 평면상에서 잇는 선이 도브테일 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 좌, 우측 결합돌기가 마주보는 면과 전방 결합돌기가 몸체부의 만입부를 바라보는 면이 이루는 내각은 약 90~110도의 각도로 형성될 수 있다.
상기 결합돌기(250)는, 그 단면이 하단면으로 갈수록 폭이 넓어질 수 있고, 상단이 약 0.5~5mm의 두께인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 결합돌기(250)는, 상단과 하단의 폭이 약 1:1.5~2.5의 비율로 형성될 수 있고, 상기 결합돌기(250)의 단면이 사다리꼴 또는 그 빗변이 내부를 향하여 약 90~180도의 각도로 꺾인 변형된 사다리꼴로 형성될 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 형태는, 평면 모양이 전체적으로 타원 모양으로 형성되되, 측면 일부가 중심부를 향하여 소정 깊이로 만입된 만입부(211)를 구비하는 몸체부(210); 상기 몸체부(210)의 상면으로부터 소정의 높이로 돌출되어 대퇴골 컴포넌트의 개구부 내측으로 인입되는 돌출부(220); 돌출부(220) 반대편 상기 몸체부(210)의 하면에는 상기 몸체부의 외주면과 단차를 갖는 일정 높이의 결합면(231)을 형성하되, 좌측과 우측은 상기 몸체부의 형태를 소정 비율로 축소 시킨 형상을 따라 결합면(231)을 형성하고, 상기 몸체부의 만입부(211)로부터 전방으로 일정 거리까지의 만입면에는 결합면(231)을 형성하지 않은 결합부(230); 상기 결합부(230)의 결합면(231)이 형성되지 않는 부분을 따라 연속되는 결합돌기(250) 및 상기 결합돌기의 외면부를 따라 상기 결합부(230)와의 사이로 형성되는 에어 갭(242)을 구비하는 체결부(240);를 포함하는 인공 무릎 관절용 베어링 컴포넌트(200)이다.
여기서, 다른 실시 형태에 따른 상기 인공 무릎 관절용 베어링 컴포넌트(200) 역시, UHMWPE, PEEK, Carbon fiber reinforced polymer 또는 Glass fiber reinforced polymer로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상을 포함하는 복합재 및 폴리에틸렌(PE)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상으로 제조되는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 UHMWPE는, XLPE 또는 HXLPE가 사용될 수 있고, 상기 UHMWPE에 비타민 E가 더 포함될 수 있다.
상기 에어 갭(242)과 마주하는 면 반대편 결합돌기(250)의 면을 평면상에서 잇는 선이 도브테일 형상을 갖는 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 결합돌기(250)의 좌측 및 우측 면과 몸체부의 만입부를 바라보는 면이 이루는 내각(β)은 약 90~110도의 각도로 형성될 수 있다.
상기 결합돌기(250)는, 그 단면이 하단면으로 갈수록 폭이 넓어질 수 있고, 상단이 약 0.5~5mm의 두께인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 결합돌기(250)는, 상단과 하단의 폭이 약 1:1.5~2.5의 비율로 형성될 수 있고, 상기 결합돌기(250)의 단면이 사다리꼴 또는 그 빗변이 내부를 향하여 약 90~180도의 각도로 꺾인 변형된 사다리꼴로 형성될 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 형태는 상기 일 실시 형태나 다른 실시 형태에 따른 베어링 컴포넌트(200)를 포함하는 인공 무릎 관절이다.
상기 인공 무릎 관절은, 상기 베어링 컴포넌트(200)가 경골 컴포넌트(300)의 림부(360)의 경사를 따라 삽입되되, 소정의 힘에 의해 경골 컴포넌트(300) 전방의 단턱부 내부로 상기 베어링 컴포넌트(200)가 위치됨에 따라 경골 컴포넌트(300)의 수용부(340)가 각 결합돌기(250)의 하단과 일정한 높이로 접촉됨으로써, 베어링 컴포넌트(200)와 경골 컴포넌트(300)가 결합되는 것을 특징으로 한다.
이때, 경골 컴포넌트(300)의 림부(360) 경사는, 전방에서 후방으로 갈수록 림부(360)의 높이가 점차 낮아짐으로써 형성되고, 경골 컴포넌트(300)의 수용부(340)와 약 2~7도의 각도를 이루면서 형성될 수 있다.
본 발명의 인공 무릎 관절용 베어링 컴포넌트는 경골 컴포넌트의 도브테일 형상 돌출면의 외주연과 결합되는 결합 돌기를 결합시 탄성 변형이 가능하도록 구성하여 경골 컴포넌트와의 결합이 용이하며, 결합 이후에도 결합이 안정적으로 유지될 수 있다.
또한, 본 발명의 베어링 컴포넌트는 경골 컴포넌트와 결합시 요구되는 힘이 적어 수술 중 환자의 뼈에 가해지는 충격력을 최소화할 수 있다.
아울러, 별도의 특수 도구가 요구되지 않아 비용이 감소되며, 결합된 경골 컴포넌트와 베어링 컴포넌트가 도브테일 구조에 마련된 탄성 변형이 가능한 결합돌기를 통해 적은 힘으로도 서로 용이하게 분리되어 재수술시의 위험이 크게 감소될 수 있다.
도 1의 (a)는 대상 환자의 인공무릎관절 치환술 수술 전과 수술 후의 무릎의 모습을 나타낸 도면, (b)는 종래 기술에 따른 인공 무릎 관절(10)을 나타낸 도면이다.
도 2는 종래기술의 핀 타입으로 베어링 컴포넌트(12)를 경골 컴포넌트(13)에 고정하는 메커니즘(Locking mechanism)의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 종래기술의 도브테일 타입으로 베어링 컴포넌트(12)를 경골 컴포넌트(13)에 고정하는 메커니즘(Locking mechanism)의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 종래기술의 도브테일 타입으로 베어링 컴포넌트(12)를 경골 컴포넌트에 체결하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 5는 종래기술의 도브테일 타입으로 베어링 컴포넌트(12)를 경골 컴포넌트에 체결하는 과정에 필요한 도구를 나타낸 도면이다.
도 6의 (a)는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 베어링 컴포넌트(200)를 나타내는 사시도, 정면도, 우측면도, (b) 경골 컴포넌트를 나타내는 사시도, 정면도, 우측면도이다.
도 7은 본 발명의 베어링 컴포넌트(200)와 경골 컴포넌트(300)가 결합되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 베어링 컴포넌트(200)의 결합면에 형성된 결합돌기와 경골 컴포넌트(300)의 도브테일 형상 돌출면 외주연(점선)의 관계를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 베어링 컴포넌트(200)에 형성된 결합돌기를 확대하여 나타낸 사시도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 베어링 컴포넌트(200)를 나타내는 사시도, 정면도, 우측면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 베어링 컴포넌트(200)의 결합면(231)에 형성된 결합돌기(250)와 경골 컴포넌트(300)의 도브테일 형상 돌출면(수용부, 340) 외주연(점선)의 관계를 나타낸 도면이다.
도 12는 도 10에 도시된 베어링 컴포넌트(200)에 형성된 결합돌기를 확대하여 나타낸 사시도이다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. 본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재나 소자를 사이에 두고 "간접적으로" 연결되어 있는 경우도 포함한다.
도 6의 (a)는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 베어링 컴포넌트(200)를 나타내는 사시도, 정면도, 우측면도이고, (b)는 경골 컴포넌트(300)를 나타내는 사시도, 정면도, 우측면도이며, 도 7은 베어링 컴포넌트(200)와 경골 컴포넌트(300)의 결합된 상태와 결합 전 상태를 나타내는 그림이다.
이들 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태인 베어링 컴포넌트(200)는 몸체부(210), 돌출부(220), 결합부(230), 체결부(240) 및 결합돌기(250)로 구성될 수 있다.
상기 베어링 컴포넌트(200)는, 인공 무릎 관절에서 연골 역할을 하고, UHMWPE(Ultra High Molecular Weight Polyethylene), PEEK(Polyether, Ether, Ketone), Carbon fiber reinforced polymer 또는 Glass fiber reinforced polymer로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상을 포함하는 복합재 및 폴리에틸렌(PE)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상으로 제조될 수 있다.
이때, 상기 UHMWPE로는 XLPE(crosslinked PE), HXLPE(highly crosslinked PE)가 사용되는 것이 바람직하고, 상기 UHMWPE에 비타민 E가 포함될 수 있다. 비타민 E는 항산화 작용을 하고, 관절염 치료에 효과가 있는 것으로 알려져 있어, 인공 무릎 관절 삽입 시술 후 염증이 발생할 가능성을 감소시킬 수 있다.
상기와 같이 제조된 베어링 컴포넌트(200)는, 탄성을 가져 적은 힘만으로도 경골 컴포넌트(300)와의 안정적인 결합이 가능하고, 분리시킬 경우에도 적은 힘으로 분리가 용이하여 수술시 가해지는 충격력으로 인한 신체 손상을 최소화할 수 있다.
도 6의 (a)를 참조하면, 상기 몸체부(210)는, 전체적으로 타원형 형상이되, 후방(posterior)의 중앙이 중심부를 향하는 방향으로 소정 깊이만큼 만입된 만입부(211)가 형성됨으로써 베어링 컴포넌트(200)의 전체적인 구조를 형성한다. 이때, 베어링 컴포넌트(200)와 경골 컴포넌트(300)가 결합되어 신체 내로 시술되었을 때의 모습을 기준으로, 신체의 복측(腹側) 방향이 전방(anterior)이고, 신체의 배측(背側) 방향이 후방(posterior)이다.
상기 몸체부(210)의 상단면에는, 대퇴골 컴포넌트(11, 앞서 도 1 참조)와 연결되기 위해 소정 길이만큼 연장되어 형성된 돌출부(220)가 위치할 수 있다. 상기 돌출부(220)는 하단면으로 향할수록 폭이 넓어지는 관상형 구조로 형성될 수 있고, 상기 몸체부(210)의 상단면 중앙에 형성되는 것이 바람직하나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
사람이 무릎을 굽히고 펼 때, 상기 대퇴골 컴포넌트(11)가 베어링 컴포넌트(200)의 상단면을 따라 슬라이딩 운동을 하며 무릎의 움직임이 조절될 수 있고, 이때 슬라이딩 운동에 의해 대퇴골 컴포넌트(11)가 이탈되지 않도록 상기 돌출부(210)가 대퇴골 컴포넌트의 개구부(미도시)의 내측으로 인입될 수 있다.
한편, 상기 몸체부(210)의 하단면에는, 결합부(230), 체결부(240) 및 결합돌기(250)가 포함될 수 있다.
상기 결합부(230)는, 경골 컴포넌트(300)의 상부와 맞닿아 결합되는 구성으로, 도 6 및 도 7를 참조하면, 결합부(230)는 경골 컴포넌트(300)와 면접촉하여 베어링 컴포넌트(200)와 경골 컴포넌트(300)가 서로 안정적으로 결합되도록 하는 역할을 한다.
이러한 결합부(230)는, 상기 몸체부(210)의 하단면에 상기 몸체부(210)의 외주면과 단차를 갖는 일정 높이의 결합면(231)을 형성하되, 좌측과 우측은 상기 몸체부의 형태를 소정 비율로 축소 시킨 형상을 따라 결합면(231)을 형성하고, 상기 몸체부(210)의 만입부(211)로부터 전방으로 일정 거리까지의 만입면에는 결합면(231)을 형성하지 않는 것을 특징으로 한다.
도 6의 (a)를 참조하면, 상기 체결부(240)는, 상기 결합부(230)의 결합면(231)이 형성되지 않는 부분에 상기 몸체부의 중심부 가까이로 복수의 결합돌기(250)를 형성시킨 구성일 수 있다. 상기 체결부(240)는 앤드밀을 사용한 가공을 통해 도 6과 같이 좌측, 우측 및 전방의 3면이 각각 디귿(ㄷ)자로 형성되는 것이 바람직하나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 도 6의 (b)에서 확인되듯이, 상기 경골 컴포넌트(300)의 림(Rim)부(360)는, 전방의 일부가 후방에 비해 높이가 낮을 수 있고, 림부(360)를 따라 전방에서 후방으로 갈수록 높이가 완만하게 낮아지도록 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.
이때, 림부(360)의 높이가 급격히 변화하는 지점이 림부(360) 좌우에 형성될 수 있고, 상기 지점은, 베어링 컴포넌트(200)와 경골 컴포넌트(300) 사이의 결합력 또는 결합 편의성 등을 고려하여 필요에 따라 그 위치가 적절히 변동될 수 있다. 일 예로, 경골 컴포넌트(300) 좌측 및 우측 중앙에 각각 위치되거나 경골 컴포넌트(300) 중심부와 일직선상에 위치되도록 형성될 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
도 6 (b)의 우측면도를 참조하면, 상기 림부(360)는 전방에서 후방으로 갈수록 림부(360)의 높이가 점차 낮아지도록 경사지되, 경골 컴포넌트(300)의 수용부(340)와 약 2~7도의 각도(α)를 이루면서 형성되는 것이 바람직하다. 상기와 같은 각도 범위는, 베어링 컴포넌트(200)를 경골 컴포넌트(300) 전방의 단턱부 내부로 위치시킬 때, 경골 컴포넌트(300)의 수용부(340)가 결합돌기(250)의 하단과 맞닿을 수 있도록 고려된 것이다.
즉, 베어링 컴포넌트(200)가 삽입됨에 따라, 림부(360)의 경사에 의해 경골 컴포넌트(300)의 수용부(340) 전방이 상기 결합부(230)의 결합면(231)이 형성되지 않는 몸체부(210)의 하단면과 맞닿으면서, 결합돌기(250)의 상단과 우선 접촉된다. 이후, 베어링 컴포넌트(200)가 경골 컴포넌트(300)의 전방의 단턱부 내부로 고정되기 위해 일정한 힘이 가해지면, 더 이상 경사진 림부(360)의 영향을 받지 않아 상기 수용부(340)가 비로소 결합돌기(250)의 하단과 일정한 높이로 접촉하면서 베어링 컴포넌트(200)와 경골 컴포넌트(300)가 밀접하게 결합될 수 있다.
상기 각도가 2도보다 작으면, 경사를 통한 삽입의 효과가 미미하고, 상기 각도가 7도보다 큰 경우에는, 상기 수용부(340)가 체결부(240) 전방에 위치한 전방 결합돌기 상단에 닿지 않을 수 있으므로, 상기 각도 범위를 벗어나는 경우에는 베어링 컴포넌트(200)를 경골 컴포넌트(300)의 전방 단턱부의 내부로 위치시키기 위해 여전히 과중한 힘이 요구된다는 단점이 있다.
한편, 도 8는 본 실시 형태에 따른 베어링 컴포넌트(200)의 결합면(231)에 형성된 결합돌기(250)와 경골 컴포넌트(300)의 도브테일 형상 돌출면(수용부, 340) 외주연(점선)의 관계를 나타낸 도면이다.
도 8를 참조하면, 상기 체결부(240)에 형성된 복수의 결합돌기(250)는, 상기 결합부(230)의 결합면(231)이 형성되지 않은 만입면의 전방에 위치하는 전방 결합돌기, 좌측에 위치하는 좌측 결합돌기 및 우측에 위치하는 우측 결합돌기인 것을 특징으로 한다.
상기 결합돌기(250)는, 베어링 컴포넌트(200)와 경골 컴포넌트(300) 사이의 안정적인 결합이 유지되도록 하고, 특히 후면의 결합이 견고하도록 돕는 역할을 한다. 또한, 베어링 컴포넌트(200)가 경골 컴포넌트(300)로부터 분리될 때 상기 결합돌기(250)의 탄성을 통해 적은 힘으로 쉽고 빠르게 분리될 수 있다.
이때, 본 발명의 베어링 컴포넌트(200)는, 상기 좌, 우측 결합돌기가 마주보는 면과 전방 결합돌기가 몸체부의 만입부를 바라보는 면을 평면상에서 잇는 선이 도브테일 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 좌, 우측 결합돌기가 마주보는 면과 전방 결합돌기가 몸체부의 만입부를 바라보는 면이 이루는 내각(β)은 약 90~110도의 각도로 형성되는 것이 바람직하다. 상기와 같은 각도 범위를 벗어나는 경우에는 결합돌기(250)와 수용부(340)가 맞닿는 표면적이 감소하여 베어링 컴포넌트(200)와 경골 컴포넌트(300) 사이의 결합력이 감소할 수 있다.
한편, 도 9는 본 실시 형태의 베어링 컴포넌트(200)에 형성된 결합돌기(250)를 확대하여 나타낸 사시도이다.
도 3 및 도 4에서 확인되듯이, 종래의 도브테일 타입 베어링 컴포넌트(12)는 면접촉을 통해 삽입됨으로써 경골 컴포넌트와 결합되어, 결합 또는 분리 시에 과중한 힘이 요구되었지만, 상기 일 실시 형태인 베어링 컴포넌트(200)는, 탄성을 갖는 상기 결합돌기(250)를 통해 적은 힘만으로도 경골 컴포넌트(300)와 안정적으로 결합시키거나 용이하게 분리될 수 있다.
도 6의 우측단면과 도 9을 참조하면, 이러한 결합돌기(250)는, 그 단면이 하단면으로 갈수록 폭이 넓어지는 것을 특징으로 한다. 또한, 사다리꼴 또는 기억(ㄱ)형의 단면을 갖는 것이 바람직하나 반드시 이에 제한되는 것은 아니고, 필요에 따라 다양한 단면으로 변형될 수 있다. 일 예로 단면이 사다리꼴로 형성되되, 윗변과 아랫변이 서로 평행하지 않거나, 도 6의 우측단면과 도 9과 같이, 빗변의 일부가 내부를 향하여 소정의 각도로 꺾인 형태로 변형될 수 있다.
이때 약 90~180도의 각도가 되도록 꺾이는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 약 130~140도의 각도로 형성될 수 있다. 이때, 90도보다 작은 각도로 형성되는 경우, 베어링 컴포넌트(200)가 삽입될 때 결합돌기(250)의 하단이 경골 컴포넌트(300)의 수용부(340)에 먼저 닿아 휘어질 수 있고, 이후 가해지는 힘에 의해 결합돌기(250)가 꺾이면서 분리될 수 있으며, 결합된 베어링 컴포넌트(200)를 분리하고자 하는 경우에는 결합돌기(250)가 탄성 후퇴의 역할을 할 수 없다는 단점이 있다.
반면, 180도보다 큰 각도로 형성되는 경우, 결합돌기(250)의 하단이 수용부(340)와 접촉하지 못하여 수용부(340)를 고정하는 역할을 할 수 없다.
또한, 상기 결합돌기(250)는 체결부(240)의 좌측, 우측 및 상기 결합부(230)의 결합면(231)이 형성되지 않은 만입면의 전방에 각 하나씩 형성될 수 있고, 결합면과 소정 거리만큼 이격되어 위치하는 것이 바람직하나 결합돌기의 갯수, 간격 등이 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 결합돌기(250)는 상단이 약 0.5~5mm의 두께로 형성되는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 1.5mm의 두께로 형성될 수 있다. 이때, 0.5mm 미만의 두께로 형성되는 경우에는 결합돌기(250)가 몸체부(210)로부터 분리될 수 있고, 이로 인해 베어링 컴포넌트(200)와 경골 컴포넌트(300) 사이의 결합력이 감소한다는 단점이 있다.
반면, 5mm를 초과하는 경우에는, 결합돌기(250)가 탄성을 갖지 않아 베어링 컴포넌트(200)가 삽입될 때 결합돌기(250)가 후퇴하지 않으므로 경골 컴포넌트(300)와의 체결이 어렵다는 단점이 있다.
상기 결합돌기(250)의 상단과 하단의 폭은 약 1:1.5~2.5의 비율로 형성되는 것이 바람직하다. 비율이 1.5배 미만인 경우, 결합돌기(250)의 하단이 수용부(340)의 하단과 맞닿는 표면적이 감소하여 결합력이 감소할 수 있고, 2.5배를 초과하는 경우 결합력이 증가하는 효과는 미미한 반면 공정 과정이 비효율적이고, 비경제적이라는 단점이 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 베어링 컴포넌트(200)를 나타내는 사시도, 정면도, 우측면도로서, 본 실시 예를 설명함에 있어 전술한 일 실시 형태의 베어링 컴포넌트(200)와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 부여하여 설명하기로 한다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시 형태인 베어링 컴포넌트(200) 역시, 몸체부(210), 돌출부(220), 결합부(230), 체결부(240) 및 결합돌기(250)로 구성될 수 있다.
상기 베어링 컴포넌트(200)는, 인공 무릎 관절에서 연골 역할을 하고, UHMWPE(Ultra High Molecular Weight Polyethylene), PEEK(Polyether, Ether, Ketone), Carbon fiber reinforced polymer 또는 Glass fiber reinforced polymer로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상을 포함하는 복합재 및 폴리에틸렌(PE)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상으로 제조될 수 있다.
이때, 상기 UHMWPE로는 XLPE(crosslinked PE), HXLPE(highly crosslinked PE)가 사용되는 것이 바람직하고, 상기 UHMWPE에 비타민 E가 포함될 수 있다. 비타민 E는 항산화 작용을 하고, 관절염 치료에 효과가 있는 것으로 알려져 있어, 인공 무릎 관절 삽입 시술 후 염증이 발생할 가능성을 감소시킬 수 있다.
상기와 같이 제조된 베어링 컴포넌트(200)는, 탄성을 가져 적은 힘만으로도 경골 컴포넌트(300, 앞선 도 7 참조)와의 안정적인 결합이 가능하고, 분리시킬 경우에도 적은 힘으로 분리가 용이하여 수술시 가해지는 충격력으로 인한 신체 손상을 최소화할 수 있다.
상기 몸체부(210)는, 전체적으로 타원형 형상이되, 후방(posterior)의 중앙이 중심부를 향하는 방향으로 소정 깊이만큼 만입된 만입부(211)가 형성됨으로써 베어링 컴포넌트(200)의 전체적인 구조를 형성한다. 이때, 베어링 컴포넌트(200)와 경골 컴포넌트(300)가 결합되어 신체 내로 시술되었을 때의 모습을 기준으로, 신체의 복측(腹側) 방향이 전방(anterior)이고, 신체의 배측(背側) 방향이 후방(posterior)이다.
상기 몸체부(210)의 상단면에는, 대퇴골 컴포넌트(11, 앞선 도 1 참조)와 연결되기 위해 소정 길이만큼 연장되어 형성된 돌출부(220)가 위치할 수 있다. 상기 돌출부(220)는 하단면으로 향할수록 폭이 넓어지는 관상형 구조로 형성될 수 있고, 상기 몸체부(210)의 상단면 중앙에 형성되는 것이 바람직하나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
사람이 무릎을 굽히고 펼 때, 상기 대퇴골 컴포넌트(11)가 베어링 컴포넌트(200)의 상단면을 따라 슬라이딩 운동을 하며 무릎의 움직임이 조절될 수 있고, 이때 슬라이딩 운동에 의해 대퇴골 컴포넌트(11)가 이탈되지 않도록 상기 돌출부(210)가 대퇴골 컴포넌트의 개구부(미도시)의 내측으로 인입될 수 있다.
한편, 상기 몸체부(210)의 하단면에는, 결합부(230), 체결부(240) 및 결합돌기(250)가 포함될 수 있다.
상기 결합부(230)는, 경골 컴포넌트(300)의 상부와 맞닿아 결합되는 구성으로서, 경골 컴포넌트(300)와 면접촉하여 베어링 컴포넌트(200)와 경골 컴포넌트(300, 앞선 도 7 참조)가 서로 안정적으로 결합되도록 하는 역할을 한다.
이러한 결합부(230)는, 상기 몸체부(210)의 하단면에 상기 몸체부(210)의 외주면과 단차를 갖는 일정 높이의 결합면(231)을 형성하되, 좌측과 우측은 상기 몸체부의 형태를 소정 비율로 축소 시킨 형상을 따라 결합면(231)을 형성하고, 상기 몸체부(210)의 만입부(211)로부터 전방으로 일정 거리까지의 만입면에는 결합면(231)을 형성하지 않는 것을 특징으로 한다.
도 10의 도시와 같이, 상기 체결부(240)는, 상기 결합부(230)의 결합면(231)이 형성되지 않는 부분을 따라 연속되는 결합돌기(250) 및 상기 결합돌기(250)의 외면부를 따라 상기 결합부(230)와의 사이로 형성되어 경골 컴포넌트(300)의 수용부(340) 결합 시 상기 결합돌기(250)가 후퇴할 수 있는 여유공간을 형성시키는 에어 갭(242)을 포함한다.
이때, 상기 체결부(240)는 앤드밀을 사용한 가공을 통해 도 10과 같이 좌측, 우측 및 전방의 3면이 각각 디귿(ㄷ)자로 형성되는 것이 바람직하나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
도 11은 본 실시 형태에 따른 베어링 컴포넌트(200)의 결합면(231)에 형성된 결합돌기(250)와 경골 컴포넌트(300)의 도브테일 형상 돌출면(수용부, 340) 외주연(점선)의 관계를 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 상기 체결부(240)에 형성된 복수의 결합돌기(250)는, 형성되지 않는 부분을 따라 연속되는 형태로 구성된다. 상기 결합돌기(250)의 외면부를 따라 상기 결합부(230)와의 사이로 대략 도브테일 요(凹)형의 에어 갭(242)이 형성된다.
상기 결합돌기(250)는, 베어링 컴포넌트(200)와 경골 컴포넌트(300) 사이의 안정적인 결합이 유지되도록 하고, 특히 후면의 결합이 견고하도록 돕는 역할을 한다. 또한, 베어링 컴포넌트(200)가 경골 컴포넌트(13)로부터 분리될 때 상기 결합돌기(250)의 탄성을 통해 적은 힘으로 쉽고 빠르게 분리될 수 있다.
본 발명의 베어링 컴포넌트(200)는 바람직하게, 상기 에어 갭(242)과 마주하는 면 반대편 결합돌기(250)의 면을 평면상에서 잇는 선이 도브테일 형상으로 형성될 수 있다.
이때, 상기 결합돌기(250)의 좌측 및 우측 면과 몸체부의 만입부를 바라보는 면이 이루는 내각(β)은 약 90~110도의 각도로 형성되는 것이 바람직하다. 상기와 같은 각도 범위를 벗어나는 경우에는 결합돌기(250)와 수용부(340)가 맞닿는 표면적이 감소하여 베어링 컴포넌트(200)와 경골 컴포넌트(300) 사이의 결합력이 감소할 수 있다.
한편, 도 12는 본 실시 형태의 베어링 컴포넌트(200)에 형성된 결합돌기(250)를 확대하여 나타낸 사시도이다.
도 3 및 도 4에서 확인되듯이, 종래의 도브테일 타입 베어링 컴포넌트(12)는 면접촉을 통해 삽입됨으로써 경골 컴포넌트와 결합되어, 결합 또는 분리 시에 과중한 힘이 요구되었지만, 다른 실시 형태에 따른 베어링 컴포넌트(200)는, 탄성을 갖는 상기 결합돌기(250)를 통해 적은 힘만으로도 경골 컴포넌트(300)와 안정적으로 결합시키거나 용이하게 분리될 수 있다.
도 10의 우측단면과 도 12를 참조하면, 상기 결합돌기(250)는, 그 단면이 하단면으로 갈수록 폭이 넓어지는 것을 특징으로 한다. 또한, 사다리꼴 또는 기억(ㄱ)형의 단면을 갖는 것이 바람직하나 반드시 이에 제한되는 것은 아니고, 필요에 따라 다양한 단면으로 변형될 수 있다. 일 예로 단면이 사다리꼴로 형성되되, 윗변과 아랫변이 서로 평행하지 않거나, 도 10의 우측단면과 도 12와 같이, 빗변의 일부가 내부를 향하여 소정의 각도로 꺾인 형태로 변형될 수 있다.
이때 약 90~180도의 각도가 되도록 꺾이는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 약 130~140도의 각도로 형성될 수 있다. 이때, 90도보다 작은 각도로 형성되는 경우, 베어링 컴포넌트(200)가 삽입될 때 결합돌기(250)의 하단이 경골 컴포넌트(300)의 수용부(340)에 먼저 닿아 휘어질 수 있고, 이후 가해지는 힘에 의해 결합돌기(250)가 꺾이면서 분리될 수 있으며, 결합된 베어링 컴포넌트(200)를 분리하고자 하는 경우에는 결합돌기(250)가 탄성 후퇴의 역할을 할 수 없다는 단점이 있다.
반면, 180도보다 큰 각도로 형성되는 경우, 결합돌기(250)의 하단이 수용부(340)와 접촉하지 못하여 수용부(340)를 고정하는 역할을 할 수 없다.
또한, 상기 결합돌기(250)는 체결부(240)의 좌측, 우측 및 상기 결합부(230)의 결합면(231)이 형성되지 않은 만입면의 전방에 각 하나씩 형성될 수 있고, 결합면과 소정 거리만큼 이격되어 위치하는 것이 바람직하나 결합돌기의 갯수, 간격 등이 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 결합돌기(250)는 상단이 약 0.5~5mm의 두께로 형성되는 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 1.5mm의 두께로 형성될 수 있다. 이때, 0.5mm 미만의 두께로 형성되는 경우에는 결합돌기(250)가 몸체부(210)로부터 분리될 수 있고, 이로 인해 베어링 컴포넌트(200)와 경골 컴포넌트(300) 사이의 결합력이 감소한다는 단점이 있다.
반면, 5mm를 초과하는 경우에는, 결합돌기(250)가 탄성을 갖지 않아 베어링 컴포넌트(200)가 삽입될 때 결합돌기(250)가 후퇴하지 않으므로 경골 컴포넌트(300)와의 체결이 어렵다는 단점이 있다.
상기 결합돌기(250)의 상단과 하단의 폭은 약 1:1.5~2.5의 비율로 형성되는 것이 바람직하다. 비율이 1.5배 미만인 경우, 결합돌기(250)의 하단이 수용부(340)의 하단과 맞닿는 표면적이 감소하여 결합력이 감소할 수 있고, 2.5배를 초과하는 경우 결합력이 증가하는 효과는 미미한 반면 공정 과정이 비효율적이고, 비경제적이라는 단점이 있다.
이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만, 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
즉, 본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.
10: 종래 기술에 따른 인공 무릎 관절
11: 대퇴골 컴포넌트
12: 종래 기술에 따른 베어링 컴포넌트
12-1: 베어링 컴포넌트(12) 전방 후크
12-3: 베어링 컴포넌트(12) 체결부
12-4: 베어링 컴포넌트(12) 체결부(12-3)의 후방 요홈부
12-6: 분리용 홈
12-7: 베어링 컴포넌트(12)의 결합면
13: 종래 기술에 따른 경골 컴포넌트
13-1: 경골 컴포넌트(13) 전방 후크
13-2: 핀
13-3: 경골 컴포넌트(13) 수용부
13-4: 경골 컴포넌트(13) 수용부(13-3)의 후방 단턱부
13-5: 경골 컴포넌트(13) 전방 단턱부
13-7: 경골 컴포넌트(13) 상단면
14: 임팩터
15: 방아쇠 방식의 전용 도구
100: 인공 무릎 관절
200: 베어링 컴포넌트
210: 몸체부
211: 만입부
220: 돌출부
230: 결합부
231: 결합면
240: 체결부
242: 에어 갭
250: 결합돌기
300: 경골 컴포넌트
340: 경골 컴포넌트(300)의 수용부
360: 림부

Claims (17)

  1. 평면 모양이 전체적으로 타원 모양으로 형성되되, 측면 일부가 중심부를 향하여 소정 깊이로 만입된 만입부(211)를 구비하는 몸체부(210);
    상기 몸체부(210)의 상면으로부터 소정의 높이로 돌출되어 대퇴골 컴포넌트의 개구부 내측으로 인입되는 돌출부(220);
    돌출부(220) 반대편 상기 몸체부(210)의 하면에는 상기 몸체부의 외주면과 단차를 갖는 일정 높이의 결합면(231)을 형성하되, 좌측과 우측은 상기 몸체부의 형태를 소정 비율로 축소 시킨 형상을 따라 결합면(231)을 형성하고, 상기 몸체부의 만입부(211)로부터 전방으로 일정 거리까지의 만입면에는 결합면(231)을 형성하지 않은 결합부(230);
    상기 결합부(230)의 결합면(231)이 형성되지 않는 부분에 상기 몸체부의 중심부에 가까이로 복수의 결합돌기(250)를 형성시킨 체결부(240);를 포함하며,
    상기 체결부(240)에 형성된 복수의 결합돌기(250)는 상기 결합부(230)의 결합면(231)이 형성되지 않은 만입면의 전방에 위치하는 전방 결합돌기, 좌측에 위치하는 좌측 결합돌기 및 우측에 위치하는 우측 결합돌기이며,
    상기 좌, 우측 결합돌기가 마주보는 면과 전방 결합돌기가 몸체부의 만입부를 바라보는 면을 평면상에서 잇는 선이 도브테일 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 인공 무릎 관절용 베어링 컴포넌트(200).
  2. 평면 모양이 전체적으로 타원 모양으로 형성되되, 측면 일부가 중심부를 향하여 소정 깊이로 만입된 만입부(211)를 구비하는 몸체부(210);
    상기 몸체부(210)의 상면으로부터 소정의 높이로 돌출되어 대퇴골 컴포넌트의 개구부 내측으로 인입되는 돌출부(220);
    돌출부(220) 반대편 상기 몸체부(210)의 하면에는 상기 몸체부의 외주면과 단차를 갖는 일정 높이의 결합면(231)을 형성하되, 좌측과 우측은 상기 몸체부의 형태를 소정 비율로 축소 시킨 형상을 따라 결합면(231)을 형성하고, 상기 몸체부의 만입부(211)로부터 전방으로 일정 거리까지의 만입면에는 결합면(231)을 형성하지 않은 결합부(230);
    상기 결합부(230)의 결합면(231)이 형성되지 않는 부분을 따라 연속되는 결합돌기(250) 및 상기 결합돌기의 외면부를 따라 상기 결합부(230)와의 사이로 형성되는 에어 갭(242)을 구비하는 체결부(240);를 포함하며,
    상기 에어 갭(242)과 마주하는 면 반대편 결합돌기(250)의 면을 평면상에서 잇는 선이 도브테일 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 인공 무릎 관절용 베어링 컴포넌트(200).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    UHMWPE(Ultra High Molecular Weight Polyethylene), PEEK(Polyether, Ether, Ketone), Carbon fiber reinforced polymer 또는 Glass fiber reinforced polymer로 이루어진 군에서 적어도 하나 이상을 포함하는 복합재 및 폴리에틸렌(PE)으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상으로 제조되는 것을 특징으로 하는, 인공 무릎 관절용 베어링 컴포넌트(200).
  4. 제3항에 있어서,
    상기 UHMWPE(Ultra High Molecular Weight Polyethylene)는, XLPE(crosslinked PE) 또는 HXLPE(highly crosslinked PE)가 사용되는 것을 특징으로 하는, 인공 무릎 관절용 베어링 컴포넌트(200).
  5. 제4항에 있어서,
    상기 UHMWPE(Ultra High Molecular Weight Polyethylene)에 비타민 E가 더 포함되는 것을 특징으로 하는, 인공 무릎 관절용 베어링 컴포넌트(200).
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 좌, 우측 결합돌기가 마주보는 면과 전방 결합돌기가 몸체부의 만입부를 바라보는 면이 이루는 내각은 90~110도의 각도로 형성되는 것을 특징으로 하는, 인공 무릎 관절용 베어링 컴포넌트(200).
  9. 삭제
  10. 제2항에 있어서,
    상기 결합돌기(250)의 좌측 및 우측 면과 몸체부의 만입부를 바라보는 면이 이루는 내각(β)은 90~110도의 각도로 형성되는 것을 특징으로 하는, 인공 무릎 관절용 베어링 컴포넌트(200).
  11. 제1항 또는 제2항 있어서,
    상기 결합돌기(250)는, 그 단면이 하단면으로 갈수록 폭이 넓어지는 것을 특징으로 하는 인공 무릎 관절용 베어링 컴포넌트(200).
  12. 제11항에 있어서,
    상기 결합돌기(250)는, 상단이 0.5~5mm의 두께인 것을 특징으로 하는 인공 무릎 관절용 베어링 컴포넌트(200).
  13. 제11항에 있어서,
    상기 결합돌기(250)는, 상단과 하단의 폭이 1:1.5~2.5의 비율로 형성되는 것을 특징으로 하는, 인공 무릎 관절용 베어링 컴포넌트(200).
  14. 제11항에 있어서,
    상기 결합돌기(250)는, 그 단면이 사다리꼴 또는 그 빗변이 내부를 향하여 90~180도의 각도로 꺾인 변형된 사다리꼴로 형성된 것을 특징으로 하는, 인공 무릎 관절용 베어링 컴포넌트(200).
  15. 제1항 또는 제2항에 기재된 베어링 컴포넌트(200)를 포함하는 인공 무릎 관절.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 베어링 컴포넌트(200)가 경골 컴포넌트(300)의 림부(360)의 경사를 따라 삽입되되,
    소정의 힘에 의해 경골 컴포넌트(300) 전방의 단턱부 내부로 상기 베어링 컴포넌트(200)가 위치됨에 따라 경골 컴포넌트(300)의 수용부(340)가 각 결합돌기(250)의 하단과 일정한 높이로 접촉됨으로써, 베어링 컴포넌트(200)와 경골 컴포넌트(300)가 결합되는 것을 특징으로 하는, 인공 무릎 관절.
  17. 제16항에 있어서,
    경골 컴포넌트(300)의 림부(360) 경사는,
    전방에서 후방으로 갈수록 림부(360)의 높이가 점차 낮아짐으로써 형성되고,
    경골 컴포넌트(300)의 수용부(340)와 2~7도의 각도를 이루면서 형성되는 것을 특징으로 하는, 인공 무릎 관절.
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