KR20020015678A

KR20020015678A - 접촉 스터드를 갖는 척추간 원판 인공 보철물

Info

Publication number: KR20020015678A
Application number: KR1020017007285A
Authority: KR
Inventors: 파비앙 고쉐; 피에르앙리 셍-마르텡
Original assignee: 추후제출; 딤소 디스트리뷰숑 메디칼 두 수드 웨스트
Priority date: 1998-12-11
Filing date: 1999-12-09
Publication date: 2002-02-28
Also published as: ATE345098T1; JP2002532144A; FR2787019B1; JP4254061B2; ZA200104847B; FR2787021B1; US6579320B1; AU1568700A; AU765094B2; EP1137377A1; DE69934024D1; WO2000035387A1; FR2787021A1; CA2354165A1; ES2164627T1; FR2787019A1; DE1137377T1; DE69934024T2; EP1137377B1

Abstract

본 발명은 두 개의 플레이트(4; 104)와 이들 플레이트 사이에 개재되는 변형가능한 보디(16; 116)를 구비하는 척추간 원판(椎間板) 인공 보철물(2; 102)에 관한 것이다. 적어도 하나의 플레이트(4; 104)는 인공 보철물의 주축(12; 112)에 평행하지 않은 방향을 따라 보디를 압박하고 보디(16; 106)에 대해 상대적으로 이동가능한 적어도 하나의 스터드(10; 110)을 포함한다.

Description

접촉 스터드를 갖는 척추간 원판 인공 보철물{INTERVERTEBRAL DISC PROSTHESIS WITH CONTACT BLOCKS}

유럽 특허 EP-0,356,112 호에는, 예컨대, 두 개의 플레이트와, 이 플레이트 사이에 개재되어 이에 고정되는 압축성 재료의 보디를 구비한 인공 보철물에 관해 개시되어 있다. 인공 보철물은 원래 연골을 제거한 후, 인접 척추골의 척추판에 대해 유지되는 플레이트로서 원래 연골 기능을 대신한다. 이러한 인공 보철물로 건강한 원래 연골의 기계적 거동, 특히 척추의 종방향에 수직한 임의의 축을 중심으로 압축 또는 비틀림을 상당 범위까지 재현하는 것이 가능하다. 그러나, 두 개의 다른 이동, 인공 보철물의 주축을 중심으로, 즉 척추의 축을 중심으로 두 플레이트의 상대회전, 및 전단에 의한 두 플레이트의 상대 변위, 즉 이 축에 수직한 평면으로 미끄러짐에 대해서는 만족스럽지 못하다. 이들 두 이동에 대해, 공지의 인공 보철물은 불충분한 기계적 반력을 제공하거나, 첫번째 이동에 대해 너무 견고하다.

본 발명은 척추간 원판(椎間板) 인공 보철물에 관한 것이다.

도 1은 벨로우즈 없이, 제1 바람직한 실시예에 따른 인공 보철물의 확대 사시도이고,

도 2는 벨로우즈 영역을 부분 절취한 것으로서 도 1의 인공 보철물의 측면도이고,

도 3은 제1 실시예의 인공 보철물에 변형 실시예를 도시하는 사시도이고,

도 4 및 도 5는 조립 상태와 분해 상태를 각각 도시하는 것으로서, 제2 바람직한 실시예에 따른 인공 보철물의 사시도이며,

도 6 및 도 7 각각은 도 4에서 인공 보철물의 보디의 사시도 및 평면도이다.

본 발명의 목적은 건강한 원래 연골의 거동에 거의 유사한 척추간 원판 인공보철물을 제공하는 데에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 두 개의 플레이트와, 이들 플레이트 사이에 개재되는 변형성 보디를 구비하고, 적어도 하나의 플레이트는 인공 보철물의 주축에 평행하지 않은 방향으로 보디에 응력을 인가할 수 있고 보디에 대해 상대 이동가능한 적어도 하나의 접촉 스터드를 구비하는 척추간 원판 인공 보철물을 제공한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 두 개의 플레이트와, 이들 플레이트 사이에 개재되는 변형성 보디를 구비하고, 적어도 하나의 플레이트는 보디에 이동가능한 적어도 하나의 접촉 스터드를 구비하는 척추간 원판 인공 보철물을 제공한다.

이처럼, 인공 보철물이 그 주축을 중심으로 회전 응력 또는 이 축에 수직한 방향으로 전단 응력을 받을 때 접촉 스터드는 기계저항을 제공한다. 또한, 이 저항은 플레이트의 상대 위치에 따라, 예컨대 서로에 대해 얼마나 근접한지 여부 및/또는 서로에 대해 얼마나 경사지는지 여부에 따라 다양하다. 실제로, 전술의 전단과 회전에 대한 저항은 접촉 스터드가 대향 플레이트에 근접할 수록 커지므로 축상의 보디는 더 압축된다. 게다가, 접촉 스터드의 위치에 따라, 플레이트의 상대 경사가 대향 플레이트에 근접한 접촉 스터드와 접촉할 수 있으므로 접촉 스터드 부근에 국부적으로 인공 보철물의 저항을 증가하거나, 이와 대조적으로 대향 플레이트로부터 접촉 스터드를 이동하여 이 저항을 감소시킨다. 이처럼 인공 보철물은 플레이트의 상대 위치에 따라 다양하고, 건강한 원래 디스크와 유사한 기계적 거동을갖고 있다. 만약 그 크기가 충분히 큰 경우, 접촉 스터드 또는 각각의 접촉 스터드는 플레이트의 만곡 또는 병진운동의 상대 이동 중 하나를 제한하는 접촉부를 추가로 구성할 수 있다. 물론, 인공 보철물이 복수 개의 접촉 스터드를 포함할 때 전술한 바와 같이 하나의 접촉 스터드에 대해 전술한 포티오리(fortiori)가 유효하다.

접촉 스터드는 이를 유지하는 플레이트에 대해 중심에서 벗어나는 것이 바람직하다.

이처럼, 인공 보철물의 저항 거동은 만곡 축과 이 만곡 방향에 크게 의존한다.

접촉 스터드는 인공 보철물이 응력을 받지 않을 때 이를 유지하는 하나 이상의 플레이트에서 일정 거리로 연장하는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 접촉 스터드는 0.60 d 내지 0.90 d 범위의 길이를 갖고, 여기서 d 는 인공 보철물이 응력을 받지 않을 때 두 플레이트를 분리하는 거리이다.

바람직하게는, 플레이트 또는 각각의 플레이트에 대해 적어도 하나의 접촉 스터드를 구비하여, 보디는 플레이트에 대해, 그리고 플레이트에 평행한 변위에 대해, 접촉 스터드에 의해서만 고정된다.

이처럼, 보디는 부착 고정 없이, 접촉 스터드를 구비한 플레이트 또는 각각의 플레이트에 유지된다. 이처럼 조립체는 플레이트와 보디를 서로 적층함으로써 간단히 유지된다. 보디는 특히 플레이트에서 이격되는 방향으로 변위를 유발하는 견인력(traction) 영향으로 플레이트로부터 분리될 수 있고, 물론 인공 보철물의정상 사용 상태에서 생각할 수 있는 것은 아니다.

접촉 스터드는 보디의 측면으로 개구하는 보디의 요홈으로 연장하는 것이 바람직하다.

접촉 스터드는 인공 보철물의 주축에 반경방향 평면으로 편평한 형상을 갖는 것이 바람직하다.

이처럼, 인공 보철물의 주축을 중심으로 전단 또는 비틀림이 발생하는 경우, 접촉 스터드의 부피가 비교적 작을 수 있지만, 접촉 스터드와 보디 사이의 유지면을 고려하여, 하중의 균일한 분포를 유발한다.

접촉 스터드는 인공 보철물의 주축에 원주방향으로 접하는 평면으로 편평한 형상을 갖는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 접촉 스터드는 원통형 측면을 가지며, 보디는 접촉 스터드의 원통형 면에 유지하는 원통형 면을 갖고 있다.

접촉 스터드는 보디 외측으로 연장하는 측면을 갖는 것이 바람직하다.

이처럼, 접촉 스터드는 보디의 부피에 적절하게 잠식한다.

접촉 스터드의 측면은 보디의 외측면의 연장선상으로 연장하는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 접촉 스터드 또는 각각의 접촉 스터드에 대해, 인공 보철물이 정지 상태에 있을 때 접촉 스터드를 유지하는 하나 이상의 플레이트는 접촉 스터드를 향하는 부분을 구성하는 요홈 영역을 갖고 있다.

이처럼, 만곡 또는 서로에 대해 상당히 근접하는 플레이트의 경우, 접촉 스터드 또는 각각의 접촉 스터드가 대향 플레이트에 대해 인접하지 않으므로, 응력을 흡수하는 변형성 보디는 인공 보철물의 기계적 거동을 계속해서 부과한다.

플레이트는, 이 플레이트의 중앙을 중심으로 대칭적으로 배열된 적어도 두 개의 접촉 스터드를 구비하는 것이 바람직하다.

각각의 플레이트는 적어도 하나의 접촉 스터드를 구비하는 것이 바람직하고, 이 접촉 스터드는 인공 보철물이 응력을 받지 않을 때 인공 보철물의 주축에 평행한 방향으로 겹친다.

대항 전단 효과(anti-shearing effect)가 이 방법으로 증가한다.

접촉 스터드는 0.35 d 내지 0.65 d 범위의 길이로 겹치는 것이 바람직하고, 여기서 d 는 인공 보철물이 응력을 받지 않을 때 두 플레이트를 분리하는 거리이다.

바람직하게는, 인공 보철물이 응력을 받지 않을 때, 접촉 스터드는 0.45 h 내지 0.85 h 범위의 길이로 겹치는 것이 바람직하고, 여기서 h 는 인공 보철물의 주축에 평행한 접촉 스터드의 높이이다.

각각의 플레이트는 적어도 두 개의 접촉 스터드를 구비하는 것이 바람직하고, 이 접촉 스터드는 인공 보철물의 주축 둘레에 교대로 배열되어 있다.

본 발명의 다른 특징과 장점은 제한하지 않는 실시예로 주어진 두 개의 바람직한 실시예의 이후 설명으로 명백해진다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예(제2 실시예)에 따른 척추간 원판 인공 보철물(2)은 척추의 요추부를 의도한다.

인공 보철물은 서로에 대해 동일한 두 개의 플레이트(4)를 구비하고 있다. 각각의 플레이트(4)는 일반적인 평판 형상을 갖는다. 본 경우에 있어서, 각각의 플레이트는 디스크의 평면 중앙 내측면(8)에서 돌출하는 약간 상승한 원주 가장자리(6)를 가지므로, 그 외관은 받침 접시의 형상으로 도시되어 있다.

각각의 플레이트는 접촉 스터드(10)를 구비하고, 본 경우에 있어서 두 개가 서로 동일하다. 각각의 접촉 스터드(10)는 플레이트와 접촉하는 베이스를 제외하곤, 둥근 엣지에서 일반적인 직사각형 평행육면체 형상을 갖고 있다. 접촉 스터드는 폭과 거의 동일한 높이를 갖지만, 그 두께에 대응하는 제3 치수로 평탄하게 된다. 접촉 스터드(10)는, 그 평면에 수직한 내측면(8)에서 돌출한다. 두 개의 접촉 스터드(10)는 인공 보철물이 응력을 받지 않을 때 스터드 면의 중앙을 통과하고평면에 수직한 인공 보철물의 주축(12)에 대해 대칭적으로 배열되어 있다. 접촉 스터드(10)의 두께가 축(12)에 반경방향 평면으로 연장하므로 두 개의 접촉 스터드는 축(12)의 일 측면, 거의 동일 반경방향 평면에 존재한다. 외측면(14)에서, 플레이트는, 특히 수산화인회석(hydroxyapatite) 도포로 플레이트(4)를 척추간 플레이트에 용이하게 고정하는 릴리프(relief)를 갖고 있다. 이 플레이트는 금속 또는 복합재로 제조될 수 있다.

인공 보철물은 원통형 외면(18)과 두 개의 대향 평면 단부면(20)을 갖는 원통형상의 보디(16)로 구성되어 있다. 보디(16)는 탄성중합체와 같은 탄성재로 제조된다. 보디는 네 개의 채널 또는 요홈부(22)를 갖고 있다. 채널은 보디(16)의 축(12)에 평행한 방향으로 형성되어 있다. 이들 프로파일은 그 높이, 즉 축(12)에 횡방향 평면으로 접촉 스터드(10)의 프로파일과 동일하다. 각각의 채널(22)은 거의 평면 형상을 갖고 축(12)에 반경방향 평면으로 연장한다. 각각의 채널(22)은 축(12)에서 일정 거리로 연장하고 그 전체 높이에 걸쳐 원통면(18)에 그리고 두 개의 단부면(20) 각각에 개방되어 있다. 단면에서 투시할 때, 보디는 십자형 또는 네 잎 클로버형이다.

조립을 위해, 보디(16)는 내측면(8)과 서로 대향하는 접촉 스터드(10)를 갖는 두 개의 플레이트(4) 사이에 배열되고, 두 개의 플레이트는 축(12)을 중심으로 4분의 1 회전으로 상호 상쇄되고, 네 개의 채널(22)은 네 개의 접촉 스터드와 일렬로 정렬된다. 두 개의 플레이트(4)는 그 내측면(8)이 보디의 단부면(20)과 면접촉할 때까지 서로를 향해 이동하고, 네 개의 접촉 스터드(10)는 네 개의 각각의채널(22)을 관통한다. 두 개의 접촉 스터드는 축(12)을 중심으로 교대로 두 개의 플레이트에 속하게 된다. 플레이트(4)는 접촉 스터드 이외의 별도의 고정부재 없이 보디(16)에 유지된다. 보디(16)가 내측면(8)과 접촉 스터드(10)에 유지됨으로써 고정되고, 접촉 스터드는 축(12)에 수직한 평면으로 병진이동의 변위를 방지한다.

인공 보철물은, 보디(16)를 포함하여, 물결 모양 프로파일을 갖는 벨로우즈의 내측 공간과, 외부를 분리하기 위해 두 개의 플레이트의 엣지(6)에 고정되는 슬리브 형태의 압축성 벨로우즈(26)를 구비하고 있다. 이 경우, 벨로우즈는, 엣지(6)에 고정된 꼭대기(crest) 뿐만 아니라 아홉 개의 꼭대기로 이루어진 열 개의 포개짐(convolution)을 갖고 있다. 벨로우즈와 플레이트는 티타늄 또는 티타늄 합금으로 제조될 수 있다.

도 2에서, 인공 보철물은 비응력 상태를 도시한다. 각각의 접촉 스터드(10)는, 축(12)에서, 0.60 d 와 0.90 d 사이의 높이(h)를 가지며, 여기서 d 는 인공 보철물이 비응력 상태에 있을 때 두 플레이트를 분리하는 엣지(6) 사이에 취해진 거리이다. 본 경우에서, h 는 0.75 d 에 상당한다.

본 실시예에서, 하나의 플레이트의 접촉 스터드(10)는 도 2의 상태에서 다른 플레이트의 접촉 스터드와 부분적으로 겹치고 있다. 이는 축(12)에 횡방향 인공 보철물을 따라 절취하여 단부면(20)에 인접한 동일 플레이트(4)의 두 개의 접촉 스터드(10), 및 보디의 중간부에 네 개의 접촉 스터드를 차단하는 것을 의미한다. 축(12)에 평행하게 측정된 오버랩의 길이(r)는 0.35 d 와 0.65 d 사이 또는 0.45 h와 0.85 h 사이가 될 수 있다. 여기서, r 은 0.66 h 와 0.5 d 에 상당한다.

일단 고정되면, 인공 보철물은 다음과 같이 거동한다.

인공 보철물이 축(12)을 중심으로 회전하면, 국부적으로 전단응력이 발생하는 응력의 대부분을 흡수하기 위해 접촉 스터드(10)는 보디(16)와 협동한다.

인공 보철물이 축(12) 상에 압축되면, 네 개의 접촉 스터드(10) 각각은 그 채널(22)을 관통하여, 대향 플레이트의 방향으로 이동한다. 따라서, 축(12)에 수직한 전단 또는 이 축을 중심으로 회전에 대한 인공 보철물의 저항이 커진다.

인공 보철물이 축(12)에 수직한 축을 중심으로 만곡되면, 두 개의 플레이트(4)는 서로에 대해 경사지며, 이는 보디(16) 특정부의 압축과 보디의 다른부의 견인력에 국부적으로 대응한다. 전단에 대한 저항력은 전자에서는 증가하고 후자에서는 감소한다.

비록 보디(16)가 변형가능하지만, 그 채널(22)에서 각 접촉 스터드(10)의 이동은 슬라이드 이동과 대체로 유사하다.

도 3을 참조하면, 각각의 플레이트(4)에 대해 플레이트의 평면에 수직한 플레이트(4)의 외면(14)에서 돌출하는 두 개의 러그(30)를 갖는 것이 가능하다. 각각의 러그(30)는 플레이트의 중앙 방향으로 관통하는 오리피스(32)와, 플레이트에서 이격되는 방향으로 러그의 면에 구형상의 톱니 모양(indentation)을 갖고 있다. 오리피스(32)는 관련 러그에 대해 나사의 자유 지향을 허용하기 위해 러그(30)의 암형 톱니 모양과 상호 작용하는 숫형 구형상을 갖는 하부면 헤드를 갖는 골 나사(bone screw, 34)를 수용할 수 있다.

칼럼에 척추판 인공 보철물을 단기간 고정하기 위해, 나사(34)는 교환 척추판에 인접한 척추의 보디에 고정될 수 있다.

그러나, 장기간 고정을 위해, 인접 척추와 접촉하는 플레이트(4)의 표면(14)은 골 성장을 자극하는 수산화인회석 또는 지금까지 알려진 적절한 다른 물질로 도포되어 제공되는 것이 가능하다. 도포하기 전에, 뼈 조직에 대한 고정 포인트를 갖는 상기 표면은 어느 정도 다공성 표면 상태를 얻도록 처리되어, 상기 뼈 조직과 양호한 조화를 이룰 수 있다. 도 3에서, 플레이트는 후면 꼭지(posterior hilum)를 갖는 콩(bean) 형상으로 구성되어 있다.

도 4 내지 도 7은 제1 실시예와 유사한 요소의 번호에 100 증가한 참조번호로 기재한 제2 실시예를 도시한다.

이 인공 보철물(102)에서, 두 개의 플레이트(104) 각각은 여기서 세 개의 접촉 스터드(110)를 유지하고 있다. 각각의 접촉 스터드(110)는 플레이트의 엣지(106)에 인접하고, 즉 축(112)에 원주방향으로 접하는 평면에서 이 엣지에 거의 평행한 평탄 형상을 갖고 있다. 엣지(106)가 접촉 스터드(110)의 위치에서, 거의 원형 볼록 형상의 평면을 가지므로, 각각의 접촉 스터드는 보디(116)에 대향하고 볼록한 원통 형상으로 엣지(106)의 연장선으로 연장하는 외측면(111)을 갖고 있다. 각각의 접촉 스터드(110)는 또한 볼록한 원통 형상의 내측면(113)를 더 구비하고 있다. 각각의 접촉 스터드의 두 개의 원통형 면(111, 113)은 축(112)에 평행한 두 개의 릿지를 형성한다. 이 릿지는 보디를 간섭하지 않도록 하기 위해 실제로 명확하게 각진 형상이 아니고 (주축에 수직한 평면으로) 매우 둥근게 형성되어있다. 접촉 스터드의 자유단면을 형성하는 릿지도 동일하다. 일단, 두 개의 플레이트의 접촉 스터드는 축(112)에 평행하게 부분적으로 겹치도록 구성되므로 두 개의 플레이트의 접촉 스터드가 맞물리게 된다.

보디(116)는, 그 평면이 후면 꼭지가 마련된 콩 형상을 갖는 것을 제외하곤, 대략 원통형상면의 측면(118)을 갖고 있다. 이는 또한 전체 인공 보철물의 평면 형상이다. 보디(116)의 접촉 스터드에 대한 여섯 개의 채널 또는 시트(122)는, 측면(118)으로 개방하고 축(112)에 평행한 축을 갖는 원통형 요홈면에 의해 각각 한정되어 있다. 보디(116)는 오목한 원통면(122)과 볼록한 원통면(118)을 교대로 측방향으로 갖고 있다. 각각의 면(122)은 서로에 대한 면접촉을 확실히 하기 위해 대응 접촉 스터드의 내측면(113)과 동일 반경과 동일 길이를 갖고 있다. 그러나, 보디의 원통면(122)은 축(112)에 평행한 접촉 스터드 보다 높다.

인공 보철물이 콩 형상으로 주어지고, 각각의 접촉 스터드가 다른 플레이트의 두 접촉 스터드 사이에 수용되기 때문에, 두 개의 플레이트는 엄밀하게 동일하지 않다.

인공 보철물은 서로 마주 보는 접촉 스터드(110)에 대해 두 개의 플레이트(104)를 가져오기 전에, 이들 사이에 보디(116)를 개재하기 전에 조립된다. 각각의 접촉 스터드(110)는 시트(122)를 통과하고, 접촉 스터드의 내측면(113)이 채널의 면(122)과 접촉한다. 일단 조립이 완료되면, 도 4에 도시한 바와 같이, 각각의 플레이트는 보디의 각 평면 단부면 상에 유지하는 평면 내측면을 갖고 있다.

접촉 스터드의 외측면(111)과 보디의 측면(118)(즉 이 면의 각 부분)의 곡률은 이들 면이 임의의 돌출부 또는 요홈 릿지 없이 서로에 대한 연장선 상으로 연장하도록 선택되고, 인공 보철물의 평면은 콩 형상으로 주어진다.

각각의 플레이트(104)는 엣지(106)에 세 개의 요홈부(115) 평면을 갖고 있고, 각각은 도시한 바와 같이, 연관 면(122) 보다 큰 반경의 오목한 원형 엣지로 한정되어 있다. 각각의 요홈부(115)가 플레이트의 두 개의 접촉 스터드(110) 사이를 연장하므로 상기 요홈부 자체는 다른 플레이트의 접촉 스터드에 대향하도록 놓여진다.

이처럼, 조립 위치에서, 정지 상태에서, 도 4에 도시한 바와 같이, 각각의 접촉 스터드(110)는 요홈부(115)에 의해 형성된 다른 플레이트의 일부에 대향 연장한다. 이처럼, 다른 플레이트의 방향으로 적어도 하나의 접촉 스터드(110)를 변위시키는 상당한 응력이 작용하는 경우, 접촉 스터드는 플레이트에 맞대어 접촉하지 않고 요홈부(115)로 연장할 수 있다. 요홈부(115)의 반경 또는 깊이는 조립체를 국부적으로 계단형상으로 연결하고 대향 플레이트에 대한 접촉 스터드의 접촉을 방지하는 관련 채널(122) 보다 크다. 요홈부의 실질적 깊이는 주축에 수직한 축을 중심으로 비틀림이 작용하는 경우 인공 보철물의 유연성을 증가시킨다.

치수(r, h, d)에 관한 특징이 다시 본 실시예에 적용된다. 또, 본 실시예에서, 도 3에 도시한 바와 같이 벨로우즈 또는 나사 부착부를 구비하는 것이 가능하다.

여기서 다시, 각각의 접촉 스터드(110)는 보디에 대해 이동가능하고 축(112)에 평행하지 않은 방향으로 보디를 가압할 수 있고, 이 응력은 축(112)에 평행 방향으로 반경방향으로 보디의 접촉 스터드의 위치에 따라 다양할 수 있다. 접촉 스터드가 이전 실시예 보다 보디를 덜 깊게 관통하지만, 여전히 플레이트에서 보디로 힘의 전달을 확실하게 한다.

인공 보철물의 비틀림 유연성은 세 개의 접촉 스터드(10)의 두께를 변화함으로써 특히 조절될 수 있다. 이는 두꺼운 접촉 스터드가 축(112)을 중심으로 비틀림이 인공 보철물을 더욱 견고하게 하기 때문이다. 게다가, 보디(116)와 각각의 플레이트(104) 사이에 아무런 부착물이 없기 때문에, 플레이트는 비틀림 동안 보디에 일정 범위까지 슬라이드 이동할 수 있다. 접촉 스터드의 전체 이동 때문에 비틀림 동안 대향 접촉 스터드(110) 사이에 배열된 보디(116)가 압축되어 반경방향 내측으로 가압된다.

인공 보철물의 축방향 강직도(rigidity)는 특히 보디(116)와 각 플레이트(104) 사이의 접촉 영역의 면적으로 조절될 수 있다. 각 플레이트의 내측면과 보디의 관련 단면은 실제로 이들 면 사이의 접촉이 축(112)에 압축응력이 증가할 수록 커지는 영역에 걸쳐서 이루어지도록 구성될 수 있다. 예컨대, 보디 단면의 평면 형상을 유지하고 대향 플레이트의 내측면을 약간 구형 볼록 형상으로 하는 것이 가능하다. 축방향 강직도는 특히 구형 표면의 반경함수이다.

플레이트와 보디 사이의 장기간 고정을 확실히 하기 위해, 보디가 그 접촉 스터드 사이의 플레이트에 상당한 정도로 고정되도록 물질을 배열하는 것이 가능하다. 플레이트가 보디에 단단하게 고정되지 않는 사실은 제조와 제조시 간섭에 앞서 인공 보철물의 높이의 조절을 용이하게 한다. 인공 보철물 자체의 높이를 변경하기 위해, 예컨대 보디를 변경함으로써, 실제로 축(112) 상에 보디 높이를 변경하는 것이 충분하다.

인공 보철물이 주축을 중심으로 비틀림을 받을 때, 두 개의 연속 접촉 스터드 사이에 위치한 보디는 원주방향으로 압축된다. 각 플레이트에는 세 개의 접촉 스터드가 존재하기 때문에, 세 개의 압축 영역이 존재한다. 따라서, 비틀림 유연성은 접촉 스터드의 형상, 이들 사이의 거리, 및 접촉 스터드 사이의 축방향 겹칩 정도에 의존한다.

각각의 플레이트와 보디는 사출 성형으로 별개로 제조된다.

인공 보철물은 그 형상의 변형 없이 연장된 주기적 하중을 견딜 수 있다.

일부 공지의 인공 보철물에 있어서, 플레이트와 보디 사이의 결합은 깨지기 쉽고 파열의 우려가 있다. 플레이트가 보디상에 미끄럼 이동함으로써 이동가능하기 때문에 본 발명에 따른 인공 보철물은 이러한 우려를 제거한다.

접촉 스터드는, 특히 축방향 압축 동안 플레이트의 윤곽을 지나 보디의 연장을 한정한다.

보디는 공간적으로 가변 탄성계수를 가질 수 있다.

보디는 다수의 재료로 제조될 수 있다.

균질한 중합체, 즉 동일 탄성계수를 갖는 중합체가 보디에 사용될 때, 비틀림 강직도에 대한 축방향 압축 강직도의 비율은 일반적으로 너무 높다. 비틀림 강직도를 너무 감소시키지 않고 축방향 강성을 감소하기 위해, 두 개의 다음 변형예중 하나가 적용될 수 있다. 제1 변형예로서, 보디의 중앙은 보디의 원주 보다 덜 강직한 중합체로 제조될 수 있다. 비틀림 강직도가 주로 보디의 원주에 의해 지배되기 때문에 비틀림 강직도에 큰 영향을 주지 않고 압축 강직도를 감소시킨다. 제2 변형예로서, 보디와 플레이트의 접촉의 표면을 감소하기 위해서, 공동이 보디와 접촉하는 플레이트의 내측면에 형성될 수 있다. 이는 축방향 압축시 압축되는 중합체의 부피를 감소시키므로, 비틀림 강직도에 큰 영향 없이, 축방향 강직도를 감소시킬 수 있다.

물론 그 범위를 벗어나지 않고 다양한 변형예가 본 발명에 이루어질 수 있다.

플레이트 당 하나만 존재하는 경우, 접촉 스터드(10)는 이를 유지하는 플레이트의 중앙에 위치할 수 있다.

인공 보철물이 응력을 받지 않을 때 또는 접촉 스터드의 영역에서 인공 보철물의 압축이 특정 한계를 초과할 때에만 접촉 스터드 또는 각각의 접촉 스터드(10, 110)는 대향 플레이트(4, 104)와 접촉할 수 있다. 따라서, 접촉 스터드는 특정 형태의 이동을 제한하는 스톱을 형성한다.

플레이트(4, 104) 중 하나만이 하나 이상의 접촉 스터드(10, 110)를 갖는다는 것을 생각할 수 있다.

보디(16, 116)는 실리콘과 같은 점탄성재료로 제조될 수 있다.

접촉 스터드는 다른 형태, 예컨대, 축(12, 112)에 평행한 축을 갖는 원통형상을 가질 수 있다.

접촉 스터드는 보디의 측면으로 개방하지 않는 시트 내 보디로 연장할 수 있다.

Claims

두 개의 플레이트(4, 104)와, 이들 플레이트 사이에 개재되는 변형성 보디(16, 116)를 구비하는 척추간 원판 인공 보철물(2, 102)에 있어서,

적어도 하나의 플레이트(4, 104)는 인공 보철물의 주축(12, 112)에 평행하지 않은 방향으로 보디에 응력을 인가할 수 있고 보디(16, 116)에 대해 상대 이동가능한 적어도 하나의 접촉 스터드(10, 110)를 구비하는 것을 특징으로 하는 척추간 원판 인공 보철물.
두 개의 플레이트(4, 104)와, 이들 플레이트 사이에 개재되는 변형성 보디(16, 116)를 구비하는 척추간 원판 인공 보철물(2, 102)에 있어서,

적어도 하나의 플레이트(4, 104)는 보디(16, 116)에 대해 이동가능한 적어도 하나의 접촉 스터드(10, 110)를 구비하는 것을 특징으로 하는 척추간 원판 인공 보철물.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 접촉 스터드(10, 110)는 이를 유지하는 플레이트(4, 104)에 대해 중심에서 벗어난 것을 특징으로 하는 척추간 원판 인공 보철물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 접촉 스터드(10, 110)는 인공 보철물이 응력을 받지 않을 경우 이를 유지하는 하나 이상의 플레이트에서 일정 거리로 연장하는 것을 특징으로 하는 척추간 원판 인공 보철물.
제1항 내지 제4항에 있어서,

상기 접촉 스터드(10, 110)는 0.60 d 와 0.90 d 범위의 길이(h)를 갖고, 여기서 d는 인공 보철물이 응력을 받지 않을 때 두 플레이트(4, 104)를 분리하는 거리인 것을 특징으로 하는 척추간 원판 인공 보철물.
제1항 내지 제5항에 있어서,

플레이트 또는 각각의 플레이트에 적어도 하나의 접촉 스터드(10, 110)를 구비하고, 상기 보디(16, 116)는 상기 접촉 스터드에 의해서만, 플레이트에 평행한 변위에 대해 그리고 플레이트에 대해 고정되는 것을 특징으로 하는 척추간 원판 인공 보철물.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 접촉 스터드(10, 110)는 보디의 측면(18, 118)으로 개구하는 보디(16, 116)의 요홈부(22, 122)로 연장하는 것을 특징으로 하는 척추간 원판 인공 보철물.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 접촉 스터드(10)는 인공 보철물의 주축(12)에 반경방향 평면으로 편평한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 척추간 원판 인공 보철물.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 접촉 스터드(110)는 인공 보철물의 주축(112)에 원주방향으로 접하는 평면으로 편평한 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 척추간 원판 인공 보철물.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 접촉 스터드(110)는 원통형 측면을 가지며, 상기 보디는 상기 접촉 스터드의 원통형 면에 유지하는 원통면을 갖는 것을 특징으로 하는 척추간 원판 인공 보철물.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 접촉 스터드(110)는 보디(116) 외측으로 연장하는 측면(111)을 갖는 것을 특징으로 하는 척추간 원판 인공 보철물.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 접촉 스터드(110)의 측면(111)은 보디(116)의 외측면(118)의 연장선상으로 연장하는 것을 특징으로 하는 척추간 원판 인공 보철물.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

접촉 스터드 또는 각각의 접촉 스터드(110)에 대해, 인공 보철물이 정지 상태에 있을 때 접촉 스터드를 유지하는 하나 이상의 플레이트(104)는 접촉 스터드를 향하는 부분을 구성하는 요홈 영역(115)을 갖는 것을 특징으로 하는 척추간 원판 인공 보철물.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 플레이트(4, 104)는, 이 플레이트의 중앙을 중심으로 대칭적으로 배열된 적어도 두 개의 접촉 스터드(10, 110)를 구비하는 것을 특징으로 하는 척추간 원판 인공 보철물.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,

각각의 플레이트(4, 104)는 적어도 하나의 접촉 스터드(10, 110)를 구비하고, 이 접촉 스터드는 인공 보철물이 응력을 받지 않을 때 인공 보철물의 주축(12, 112)에 평행한 방향으로 겹치는 것을 특징으로 하는 척추간 원판 인공 보철물.
제15항에 있어서,

상기 접촉 스터드(10, 110)는 0.35 d 와 0.65 d 범위의 길이(r)로 겹치고, 여기서 d 는 인공 보철물이 응력을 받지 않을 때 두 플레이트(4, 104)를 분리하는 거리인 것을 특징으로 하는 척추간 원판 인공 보철물.
제15항 또는 제16항에 있어서,

인공 보철물이 응력을 받지 않을 때, 접촉 스터드(10, 110)가 0.45 h 와 0.85 h 범위의 길이(r)로 겹치고, 여기서 h 는 인공 보철물의 주축(12, 112)에 평행한 접촉 스터드의 높이인 것을 특징으로 하는 척추간 원판 인공 보철물.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,

각각의 플레이트(4, 104)는 적어도 두 개의 접촉 스터드(10, 110)를 구비하고, 이 접촉 스터드는 인공 보철물의 주축(12, 112) 둘레에 교대로 배열되는 것을 특징으로 하는 척추간 원판 인공 보철물.