KR20020064877A

KR20020064877A - 관절 보형물

Info

Publication number: KR20020064877A
Application number: KR1020027003412A
Authority: KR
Inventors: 크리슈난제가나쓰
Original assignee: 더 플린더스 유니버시티
Priority date: 1999-09-14
Filing date: 2000-09-14
Publication date: 2002-08-10
Also published as: EP1217971A4; JP2003509117A; WO2001019294A1; US6682565B1; EP1217971A1; NZ517859A; CA2381718A1; AUPQ282099A0

Abstract

본 발명은 제 1 및 제 2 관절 뼈(10,12)를 대치하고 제 1 및 제 2 관절 부재(4,6)를 구비하고 있으며, 상기 제 1 관절 부재는 사용시 상기 제 1 뼈의 골수내 관(22)에 장착되는 제 1 장착 부재(26)를 포함하고, 상기 제 2 관절 부재는 사용시 상기 제 2 뼈의 골수내 관(27)에 장착되는 제 2 장착 부재(28)를 포함하며, 상기 제 1 관절 부재는 제 1 부분 구형면을 가진 볼(30)과 상기 볼을 통해 횡으로 연장한 슬롯(34)을 가지고 있으며, 상기 제 2 관절 부재는 상기 제 1 구형면에 상보적인 제 2 부분 구형면을 가진 소켓(52)과 상기 제 2 구형 표면으로부터 돌출되고 사용시 상기 소켓에 위치한 가이드 팩(60)을 가지고 있으며, 상기 가이드 팩은 상기 슬롯 내부에 느슨하게 끼워져 있어 상기 제 2 부재가 상기 제 1 부재에 대해 적어도 제 1 및 제 2 축 주위로 이축 회전을 하게 하는 보형물을 제공한다.

Description

관절 보형물{JOINT PROSTHESIS}

중수지 관절 보형물은 외과의사에 의해 MCP(중수지) 관절에 영향을 끼치는 관절염 환자를 돕는데 사용된다. 상기 보형물의 목적은 기형을 바로잡고, 고통을 경감하며, 상기 관절의 이동범위를 향상하고, 안정성을 유지하게 함으로써, 손의 기능을 개선하는 것이다. 공지된 MCP 관절 보형물은 스완손 및 셔터(Swanson and Sutter) 관절로서 공지된 단일 피스 실라스틱 제품(silastic products)을 포함하고 있다. 이들 제품에서, 필수적인 회전축 작용은 상기 보형물의 중수골 및 지절골의 구성요소 사이에 일체의 웹 힌지(web hinge)에 의해 제공되어 있다. 이들 구성요소는 적소에 고정된 것이 아니라 각각의 뼈 중공에 미끄러지게 유지되어 있는 일체형 골수내 대(intramedullary stems)를 포함하고 있다. 상기 대는 회전을 방지하도록 하는 직사각형이며, 상기 중공내부에 위치하도록 설계되어 있다. 상기 제품은 상기 관절을 둘러싸는 상처 조직의 발육에 어느 정도 의존한다.

이 형태의 보형물은 고통을 경감시키는데 성공적이었다. 약 40°내지 60°달성된 아크(arc) 운동은 삽입전 관절염 상태에 대한 손 기능을 향상하는데 충분하다. 반면에, 상기 보형물은 상기 관절에 대한 적절한 안정성을 제공하지 못하고 힌지 및/또는 대에서의 골절 및 탈구의 상당한 발생이 있는 것이 다수 관찰되고 있다. 상기 대가 상당한 마모 후 뼈의 중공 밖으로 미끄러져 나왔을 때 탈구가 발생한다. 또한 실리콘 활액막염(silicon synovitis) 및 상기 보형물의 분해로 결합 기간이 보다 길어진다.

일체형 힌지 보형물은 상기 대가 섬유 메쉬에 의해 둘러싸여서 골수내 고정이 상기 섬유 메쉬로 성장하는 것에 의해 이루어지는 니바우어(Niebauer) 보형물로서 적용되었다. 임상검사는 힌지에서 굴곡은 부드러운 조직 개입에 기인하여 발생하지 않았으며, 상기 힌지 및 말단 대에서 골절 경향이 있다는 것을 검증하였다. 헤라트 MCP 플랩 관절(Helat MCP flap joint)은 신근 힘줄(extensor tendon)에 대해 중심 위치를 유지하도록 손등 척골(ulna)의 기저 플랩을 가졌다.

일반적으로, 일체형 힌지 보형물은 초기의 상당히 제한된 링크 구조를 기준으로, 상기 보형물의 디자인에 의해 부과된 운동의 제한 증가에 의한 특징을 가졌지만, 기형의 안정성, 정렬 및 교정을 유지하도록 상기 관절 주위로 부드러운 조직에 대한 의존이 증가되는 특징을 갖는다. 봉착된 문제는 상기 힌지나 또는 대에서 재료쇠약 또는 골절로 인한 이식실패와, 상기 힌지에서 부드러운 조직 개입으로 인한 이동의 불충분한 범위와, 척골의 일탈 기형의 재발을 초래하는 이식의 부적절한 강직성(rigidity)을 포함한다.

이식 조직편(implant) 상에 스트레스를 감소시키고 상기 MCP 관절에서 관절면의 정상적인 해부를 더 잘 하도록 하는 시도에서, 비제한적인 이식 조직편이 제안되었다. 일예는 중수골 및 지절골 구성요소가 함께 연결되지 않은 미국특허번호 제4,242,759호에 개시된 웰 MCP(WEL MCP) 관절이었다. 이 특허에서 기술된 제 2 실시예에서, 상기 지절골 구성요소는 중수골 구성요소내 상보적인 구(trough) 또는 홈을 지나는 횡 융선(transverse ridge)를 가지고 있다. 신전된 및 쥔 위치에서 상기 관절의 다른 측방향 관절운동은 한 위치에서 상기 융선 및 구 사이에 밀착 끼움과 또 다른 위치에서 측방향 관절운동 없이 끼움을 제공함으로써 모방된다. 출판된 논문은 이 연결은 류마티스 관절염의 경우 충족될 수 없는 상태인 주위 조직의 안정성에 너무 의존하므로 탈구하는 경향이 있다고 결론짓고 있다. 아직 개발단계에 있는 스토코에-운스워스(Stokoe-Unsworth) 보형물에서 이 범주의 또 다른 하나의 제안이 스토코에 의한 박사학위 논문주제에서 기술되어 있다. 이 보형물은 구형 모양의 중수골 구성요소 및 상응하는 받침접시 형태(saucer-shaped)의 지절골 구성요소로 비구속적인 면을 고른 이식 조직편이다.

미국특허번호 제3,946,445호는 리브(rib) 및 한 쌍의 연관된 홈이 상기 중수골 구성요소상에 있는 것을 제외하고는 미국특허번호 제4,242,759호의 구조와 약간 유사한 구조를 개시하고 있다. 다른 특허에서와 마찬가지로, 이 참조문헌은 각각 테퍼진(tapered) 고형 골수내 대에 의한 구성요소의 장착을 도시하고 있다.

미국특허번호 제5,938,700호는 중수지 관절의 또 다른 예이다. 이 보형물에서, 볼 및 소켓의 연결 형태가 제공되어 있으며, 상기 볼은 각각의 부재상에 형성된 도브테일(dovetail) 슬롯내부에 수용되는 도브테일 리브가 제공되어 있다. 상호 맞물린 도브테일 때문에, 이는 제한된 이식의 일 예이며, 어떤 척골의 또는 반경방향 일탈을 필수적으로 제공할 수가 없다.

이들 비제한적인 보형물은 이식 조직편상 및 굴곡지역에서 스트레스를 감소시키고, 상기 MCP 관절에서 관절 면의 정상적인 해부를 재생하려는 시도로 설계되었다. 이들 이식의 성공은 초기 외과수술 및 양호한 부드러운 조직 복원에 따른다. 이들은 관절 안정성을 위한 관절을 둘러싼 부드러운 조직과 기형 재발생의 방지에 매우 의존적이다. 이들 전제에 따른 어려움은 초기 단계에서, 환자는 양호한 손기능을 가지고 있으므로, 외과수술은 대개 징후를 표시하지 않기 때문에 초기 외과수술은 드물게 필요되거나 또는 시도되지 않는다는 것이다. 더욱이, 부드러운 조직에서 염증이 일어나고 부드러운 조직 기형이 발생하는 경향이 있는 류마티스 과정에서, 비제한적인 보형물의 시험이 있지는 않다.

따라서, 현 실행 상황은 MCP 보형물이 극단적인 경우에서만 일반적으로 추천되고 있다. 외과의사는 일반적으로 현 이용가능한 제품이 전반적으로 만족스럽다고 생각하지 않고 있다. 이 기술은 높은 수준의 신뢰성을 얻고 따라서 공통적으로 삽입되는 무릅 및 고관절에 비해 상대적으로 허술하며 불만족스럽다. MCP 보형물에 대한 필요성은 관절이 대부분의 일반적인 관절운동 평면에서 운동의 기능적 범위를 허용하는 반면에 동시에 부드러운 조직 기형을 제한하고 안정성을 제공하도록 일부제약을 포함한다. 본 발명의 목적은 적어도 이들 목적을 부분적으로 충족시키는 것이다.

본 발명은 관절 보형물에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 중수지 관절(metacarpo phalangeal joint)을 대치하기 위해 사용될 수 있는 보형물에 관한 것이나, 본 발명의 원리는 어느 정도의 이축 회전(biaxial rotation)이 요구되는 다른 관절용 보형물에 응용될 수 있다.

도 1은 명세서에 장착된 본 발명의 보형물을 도시한 오른손 뼈의 개략도이다;

도 1A는 일부분의 뼈 확대도이다;

도 2는 손등면 오른쪽으로 보형물의 볼 구성요소의 측면도이다;

도 3은 손등면으로부터 도시된 바와 같은 볼 구성요소의 평면도이다;

도 4는 볼 구성요소의 일단면이다;

도 5는 손등면 왼쪽으로 소켓 구성요소의 측면도이다;

도 6은 소켓 구성요소의 평면도이다;

도 7은 선 7-7을 따른 단면도이다;

도 8은 소켓 구성요소의 일단면이다;

도 9는 중립위치에서 조립된 보형물의 횡단면도이다;

도 9A는 중립위치에서 조립된 보형물의 횡단면 바닥 평면도이다;

도 10은 10°신전(extension)의 조립된 보형물의 횡단면도이다;

도 11은 80°굴곡의 조립 보형물의 횡단면도이다;

도 12는 조립된 보형물의 평면 개략도이다;

도 13은 5°척골쪽 일탈을 이룬 보형물의 평면 개략도이다;

도 14는 25°반경방향 일탈을 이룬 보형물의 평면 개략도이다;

본 발명에 따르면 제 1 및 제 2 관절 뼈 사이에 관절을 대치하고, 제 1 및 제 2 관절 부재를 구비하며,

상기 제 1 관절 부재는 사용시 상기 제 1 뼈의 골수내관에 장착된 제 1 장착 부재를 포함하고,

상기 제 2 관절 부재는 사용시 상기 제 2 뼈의 골수내관에 장착된 제 2 장착 부재를 포함하고,

상기 제 1 관절 부재는 제 1 부분 구형면을 가진 볼과 상기 볼을 통해 횡으로 연장한 슬롯을 가지고,

상기 제 2 관절 부재는 제 1 구형면에 상보적인 제 2 부분 구형면을 가진 소켓과 제 2 구형면으로부터 돌출되고 사용시 상기 슬롯에 위치한 가이드 팩을 가지며,

상기 가이드 팩은 상기 슬롯에 느슨하게 끼워져있어 적어도 제 1 및 제 2 축주위로 상기 제 1 부재에 대해 상기 제 2 부재의 이축 회전을 가능하게 하는 보형물이 제공되고 있다.

본 발명은 또한 제 1 및 제 2 관절 뼈 사이에 관절을 대치하고, 제 1 및 제 2 관절 부재를 구비하며,

상기 제 2 관절 부재는 사용시 상기 제 2 뼈의 골수내관에 장착된 제 2 장착부재를 포함하고,

상기 소켓은 환형 립에 의해 둘러싸여 있는 보형물이 제공되고 있다.

본 발명은 또한 제 1 및 제 2 골수내관이 드러나도록 제 1 및 제 2 뼈의 인접한 부분을 제거하는 단계와, 상기 제 1 및 제 2 골수내관에 각각 상기 제 1 및 제 2 장착 부재를 고정하는 단계를 포함하는 위에서 정의된 바와 같은 보형물을 이용하여 제 1 및 제 2 관절 뼈(10,12) 사이에 관절용 보형물을 설치하는 방법이 또한 제공되고 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 제 1 및 제 2 뼈는 각각 중수골 및 지절골이다.

더욱 바람직하기로는, 상기 방법은 상기 보형물이 약 90°까지의 굴곡과, 10°신전(extension) 및, 25°의 반경방향 일탈 및/또는 5°의 척골쪽 일탈 및 작은 정도의 축회전, 즉 손발의 안으로 돌리기(pronation) 및 밖으로 돌리기(supination)를 제공하는 것이다.

본 발명은 첨부도면을 참조로 더 설명될 것이다.

도면은 중수지 관절(metacarpo phalangeal joint)로서 이용하도록 구성된 본 발명의 보형물(2)을 도시하고 있다. 상기 보형물은 사용시 환자의중수골(metacarpal bone)중 하나와 연결된 볼 구성요소(4)와 사용시 환자의 지절골(phalangeal)중 하나와 연결된 소켓 구성요소(6)를 구비하고 있다. 도 1은 환자의 오른손에 있는 대치관절로서 상기 보형물(2)의 사용을 개략적으로 예시하고 있다. 도 1은 손바닥이 아래로 있는 손등면으로부터 손 뼈를 도시하고 있다. 상기 볼 구성요소(4)는 중수골(10)중 하나에 장착되고 상기 소켓 구성요소(6)는 인접한 지절골(12)에 장착되어 있다. 더욱 상세하게 하기에 설명되는 바와 같이, 상기 보형물(4)은 상기 지절골(12)이 일반적으로 수평축(14) 및 수직축(16) 주위로 상기 중수골(10)에 대해 회전하게 한다.

본 발명의 보형물은 일반적으로 환자의 자연 관절이 관절염을 통해 악화된 곳에 사용된다. 외과 의사는 상기 중수골(10)의 일단을 제거하여 도 1A에 도시된 바와 같이 일반적으로 환형 중수골 끝단면(16)을 형성하게 하고 중수골 골수내관(22)을 드러나게 한다. 외과 의사는 또한 인접한 지절골(12)의 일단을 제거하여 도 1A에 도식으로 또한 도시된 바와 같이, 일반적으로 환형 지절골의 끝단면(24)을 형성하게 하고 지절골(12)의 골수내관(27)을 드러나게 한다. 상기 볼 구성요소(4)는 상기 관(22)에 삽입된 장착 대(mounting stem)(26)를 포함하고 있다. 유사하게, 상기 소켓 구성요소(6)는 하기에 더 상세하게 설명되는 바와 같은, 상기 관(27)내 삽입된 장착 대(28)를 포함하고 있다. 외과 의사는 바람직하게 양 뼈의 결절은 남겨두어 측부인대(collateral ligament)에 대한 부착지역을 거의 훼손하지 않게 한다. 바람직하기로는 대(26,28)는 공지된 뼈 시멘트를 이용한 관(22,27)에 다져진다.

환자는 각 손에 1개에서부터 4개까지의 대치관절을 필요로 할 수 있다. 상기 보형물은 환자의 해부학적 요구에 적합하도록 많은 편리한 크기로 제작되는 것이 필요하다. 더욱이, 상기 소켓 구성요소(6)의 거울상은 왼쪽손에 사용되도록 제공되는데 필요하다. 상기 볼 구성요소(4)는 왼손 및 오른손에 대해 동일하다.

도 2, 도 3, 및 도 4는 더 상세하게 볼 구성요소를 예시하고 있다. 상기 볼 구성요소(4)는 중심(33)을 갖는 부분 구형면을 가진 볼(30)을 포함하고 있다. 상기 볼(30)은 상기 장착 대(26)가 돌출된 평편 기저(32)를 가지고 있다. 상기 볼(30)은 상기 볼(30)을 통해 연장한 넓은 슬롯(34)을 포함하고 있으며, 상기 슬롯(34)은 상기 볼(30)의 표면에 대해 양 끝단에서 개방되어 있다. 상기 슬롯(34)은 상기 볼(30)을 통해 직경으로 확장되어 있다. 상기 슬롯은 기저(35)와 상기 기저(35)에 수직한 평행 측벽(37,39)에 의해 정의되고 둥근 코너로 이어져 있다. 상기 슬롯의 기저(35)는 상기 평편 기저(32)에 평행하다. 상기 슬롯(34)은 측벽(37,39)에 평행한 중심면(41)을 가지고 중심(33)을 포함하고 있다. 상기 볼 구성요소(4)는 상기 중심면(41) 주위로 대칭이다.

도 3에서 도시된 바와 같이, 대(26)는 좁은 근위단(proximal end)(36)과 넓은 말단(distal end)(38)을 가지고 있다. 테퍼링은 상기 중수골 관(22)의 일반적인 치수에 대개 일치하도록 선택되어 진다. 도 4에서 도시된 바와 같이, 상기 대(26)는 대개 횡단면내 직사각형이지만 둥근 코너를 가져 뼈 내에 삽입이 용이하게 하고 스트레스 점을 피하도록 한다. 상기 말단(38)은 레디어스부(40)(radiussed portion)에 의해 기저표면(32)에 결합되어 스트레스 점을 다시 피하게 한다. 상기근위단(36)은 도 3 및 도 4에서 평면도로 도시된 바와 같은 상기 볼 구성요소(4)의 상기 중심 면(41) 및 도 3에서 평면도로 도시된 바와 같은 상기 슬롯(34)을 통해 연장한 중심선(44)을 가지고 있다. 도 2에서 도시된 바와 같이, 상기 중심선(44)은 상기 대(26)의 말단(38) 중심과 상기 볼(30)의 중심(33)에 대해 오프셋트(offset)되어 있음을 알 수 있다. 상기 구형면의 중심(33)은 상기 중심선(44)에 대해 거리(L₃)만큼 오프셋트되어 있다. 이는 중심선(44)이 상기 기저 평면(32)의 중심에 대해 배면으로 오프셋트되어 있게 한다. 이 기학학적 모양은 일반적인 중수골 운동학의 시뮬레이션을 고려한 것이다. 상기 오프셋트(L₃)의 크기는 상기 구성요소의 크기에 따를 것이다. 일반적으로 상기 거리(L₃)는 0.18R₁내지 0.26R₁의 범위이며, 여기서 R₁은 상기 볼(30)의 표면 반경이다.

상기 평편기저(32)로부터 상기 볼의 정점까지의 거리인 볼의 길이(H)는 도 2에서 도시된 바와 같이 1.4R₁이다.

상기 슬롯(34)의 폭(W)도 또한 상기 관절의 크기에 따라 변한다. 상기 볼(30)을 형성하는 반경에 대한 상대적인 크기로 역시 가장 잘 표현될 수 있다. 바람직하기로는, 상기 슬롯(34)의 폭(W)은 0.67R₁내지 0.75R₁의 범위이며, 가장 바람직하기로는 0.71R₁이다. 축(41)상의 표면(35)으로부터 상기 볼(30)의 정점까지의 거리인 상기 슬롯(34)의 깊이(D)는 바람직하기로는 1.17R₁내지 1.43R₁의 범위이며,가장 바람직하기로는 1.3R₁이다.

상기 소켓 구성요소(6)는 도 5 내지 도 8에 더 상세하게 예시되어 있다. 상기 소켓 구성요소는 상기 볼(30)을 형성하는 구형면에 형태상 상보적인 구형 베어링 면(52)을 포함한 몸체부(50)를 포함하고 있다. 상기 몸체(50)는 장착 대(28)가 연장된 기저 면(54)을 포함하고 있으며, 상기 장착 대(28)의 근위단은 레디어스부(56)에 의해 기저면(54)에 결합되어 있다. 도 8에 가장 잘 도시된 바와 같이, 상기 대(28)는 일반적으로 횡단면에 직사각형이나 둥근 코너를 가져 다시 지절골 관(27)내에 삽입을 용이하게 하고 스트레스를 피하게 한다.

도 6에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 몸체(50)는 구형 베어링 면(52)의 외주변 주위로 대개 연장한 환형 립(annular lip)(58)을 포함하고 있다. 상기 립(58)은 도 5에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 상기 기저(54) 평면에 대해 각 B로 배치되어 있는 평면에 놓여있다. 바람직하게는 상기 각 B는 25°내지 35°의 범위이며, 가장 바람직하게는 28°이다. 상기 립(58)의 폭은 0.09R₁내지 0.11R₁의 범위이며, 가장 바람직하게는 0.1R₁이다.

상기 베어링 면(52)을 형성한 상기 구형면은 중심(59)을 갖는다. 하기에 설명되는 바와 같이, 조립된 관절에서, 상기 중심(59)은 상기 볼(30)의 중심(33)과 일치한다. 상기 중심(59)은 도 5에서 도시된 바와 같이, 상기 대(29)의 말단을 통과한 중심선(57)에 대해 거리(L₂)만큼 오프셋트되어 있다. 상기 거리(L₂)는 상기 관절의 크기에 따를 것이며, 반경(R₁)의 함수로서 가장 잘 표현된다. 상기 오프셋트(L₂)는 바람직하게는 약 0.36R₁내지 0.44R₁의 범위이며, 가장 바람직하게는 0.4R₁이다.

일반적으로 상기 구형 베어링 면(52)을 정의하는 상기 반경(R₂)은 상기 볼의 반경(R₁)과 동일하나 바람직하게는 약 0.5% 더 크게 만들어 체액이 관절에 들어가게 작은 간격(예를 들면 0.0225 내지 0.0413mm)을 제공하여 윤활이 제공되고 마모를 최소화하게 한다.

도 6에서 평면도로 도시된 바와 같이, 대(28) 및 몸체(50)는 상기 대(28) 및 베어링 면(52)이 대칭되는 중심면(68)을 포함한다.

상기 몸체(50)는 도 5에서 도시된 바와 같이, 상기 구형 베어링 면(52)으로부터 외부로 돌출되고 립(58)을 지나 연장된 가이드 팩(60)과 함께 일체로 형성되어 있다. 상기 팩(60)은 상기 구형면(52)의 코드(chord)상에 놓여있는 중심면(65)을 갖고 상기 중심(57)은 상기 평면(65)에 평행하다. 상기 팩(60)은 상기 중심 면(65)의 측면중 하나에 대칭적으로 배치된 평행한 측면(61,63)을 가지고 있다. 측면도로 도시된 바와 같이, 상기 팩의 엣지는 제 1 손바닥 직선부(volar straight portion)(62)와, 만곡된 중심부(curved center portion)(64) 및 직선 손등부(straight dorsal portion)(66)를 포함하고 있다. 상기 손바닥 부(62)는 상기 손등부(66)보다 길어서 도 5에서 도시된 바와 같이 상기 팩은 상기 관절의 손등면을 향해 약간 기울어져 있다. 이 기하학적 모양은 요구되는 굴곡 및 신전이 달성되어지게 하는데 필수적일 뿐만 아니라 상기 관절 면의 신전동안 안정성을 제공하는데 필수적이다. 상기 팩은 정점 V₁, V₂, V₃및 V₄로서 기술될 수 있다. V₁및 V₂는 직선 손등부(66)를 정의하는 반면 V₃및 V₄는 직선 손바닥 부(62)를 정의한다. V₁에서 V₄의 상기 정점은 상기 중심(59)을 지나는 수평선(71)에 대한 수직거리로서 측정된다. 이들 정점(V₁에서 V₄)은 상기 중심(59)에 대해 직선 부의 위치를 정의한다. 이 관계는 다음과 같이 R₂의 함수로서 가장 잘 표현된다:

V₁=0.0305R₂

V₂=0.204R₂

V₃=0.0951R₂

V₄=0.903R₂

이들 값은 ±5%만큼 변할 수 있다. 상기 만곡된 중심부(64)의 반경은 0.4834R₂인 R₂의 함수로서 가장 표현될 수 있다.

도 6 및 도 8에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 상기 팩(60)은 거리(L₁)만큼 상기 중심면(68)에 대해 오프셋트되어 있다. 바람직하게는 상기 거리(L₁)는 0.163R₁내지 0.181R₁의 범위이며 바람직하게는 0.172R₁이다. 상기 오프셋트의 방향은 척골쪽(ulnar) 방향, 즉 손(8)의 엄지로부터 멀리있는 방향, 즉, 오른손의 손등면에서 평면으로 볼 때 오른쪽 및 왼손의 손등 면에서 평면으로 볼 때 왼쪽이다. 상기 엣지(62, 64 및 65)는 (도 12에서 횡단면으로 도시된 바와 같이) 원형이며 또한 상기 팩(60)의 기저는 레디어스부(70)에 의해 상기 표면(52)에 결합되어 있음을 또한 알수 있다. 상기 팩(60)의 두께는 R₁의 0.19 내지 0.21배의 범위이며, 더욱 바람직하게는 R₁의 0.2배이다.

상기 구성요소(4,6)는 공지된 형태의 코발트-크롬 몰리브덴 합금으로 제조되는 것이 바람직하다. 상기 구성요소는 고정밀도로 바람직하게 제조되며 고 공차이내에 연마된 정밀기기이다. 상기 표면(30,52)은 관절의 기능 수명에 아주 중대하다. 일반적으로, 이들은 약 0.005mm의 공차에 대해 구형(sphericity)이며 표면은 약 0.00005mm로 마감된다.

도 9에서 14는 다른 상대 위치내 조립된 보형물(2)을 도시하고 있다.

도 10 및 도 12에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 조립된 관절에서, 상기 볼(30)은 상기 소켓 구성요소(6)의 몸체(50)내부에 부분적으로 위치되어 있어 상기 구형면(30)이 상기 오목한 구형면(52)과 맞물려있다. 상기 팩(60)은 상기 슬롯(34)내부에 위치되어 있다. 도시된 바와 같이, 상기 팩(60)은 상기 슬롯(34)내부에 느슨하게 끼워져 있다. 이는 상기 축(14,16) 주위로 이축 회전하게 한다. 상기 슬롯(34)의 평면 측벽(37,39)으로부터 대개 이격된 평면측면(61,63)을 가지고 있기 때문에 상기 팩은 상기 소켓내에 상호 맞물려있지 않는다. 일반적으로 말하면, 손가락의 힘줄은 상기 보형물의 구성요소를 함께 지지한다. 도 9 및 도 9A는 중립위치에서 상기 보형물(2)을 도시하고 있다. 도 9A에서 평면으로 도시된 바와 같이, 상기 중심면(41,68)은 동일평면이고 도 9로부터 명백한 것처럼, 상기 중심선 (44,57)은 평행하나 서로에 대해 거리 L₂-L₃만큼 오프셋트되어 있다. 도 12의 단면도로 도시된 바와 같이 중립위치에서, 상기 팩(60)의 만곡된 중심부(64)는 상기 슬롯(34)의 기저면(35) 위에 바로 위치되어 있다. 동일한 도면에서, 상기 팩(60)은 상기 슬롯(34)내 상기 중심면(41,68)에 대해 거리 L₁만큼 오프셋트 위치에 위치되어 있다.

도 10은 약 10°손가락 신전을 하도록 약 10°정도 회전된 상기 소켓 구성요소(6)를 도시하고 있다. 이는 상기 중수골 끝단면(20)과 맞물린 상기 립(58)의 손등면에 의해 제한된다.

도 11은 굴곡의 유용한 범위를 제공하도록 상기 중립위치로부터 반대방향으로 약 80°회전한 상기 소켓의 구성요소(6)를 도시하고 있다. 일반적으로 말하면, 굴곡은 상기 슬롯(34)의 기저면(35)과 맞물린 상기 팩(60)의 손바닥면 엣지부(62)에 의해 또는 상기 중수골 끝단면(20)과 맞물린 상기 립(58)의 손바닥면에 의해 제한된다.

도 12는 중심 면(41,68)이 공동평면인 중립위치에서 (손등면으로부터) 보형물의 평면도이다.

도 13은 상기 소켓 구성요소(6)가 척골쪽의 약 5°일탈을 제공하는(수직)축(16) 주위로 약 5°정도 회전을 통해 회전한 횡단면 개략도이다. 상기 척골쪽 일탈의 양은 도 13에서 도시된 바와 같이, 상기 슬롯(34)의 상부 엣지(34)와 맞물린 상기 팩(60)의 기저에 의해 제한된다.

도 14는 도 13의 개략도와 유사하나 반경방향의 약 25°일탈을 제공하도록 반대방향으로 약 25°까지 회전한 상기 소켓 구성요소(6)를 도시하고 있다. 상기 슬롯(34)내 상기 팩(60)의 오프셋트 때문에, 반경방향의 더 큰 각도 일탈이 가능하다. 상기 반경방향 일탈의 정도는 상기 슬롯(34)의 반대 상부 외주변과 맞물리게되는 상기 팩(60)의 기저부에 의해 제한된다.

위에서 언급한 바와 같이, 본 발명의 상기 구성요소(4,6)는 다른 크기의 범위로 제작될 수 있다. 이들은 하기의 표에 설정되어 있다(모든 측정 mm).

크기	R₁	대의 길이(26)	대의 길이(28)	총 관절 길이
특소	4.50	14.8	7.5	29.05
소	5.45	16.7	8.3	33.14
중	6.40	18.8	9.3	37.64
대	7.30	21.4	10.5	42.83
특대	8.25	23.5	11.5	47.43

본 발명은 많은 유익한 특징을 가지고 있다. 먼저, 구성하기가 상대적으로 매우 간단하고 튼튼하다는 것과, 상기 2개의 구성요소가 함께 상호 맞물릴 필요가 없다는 것이다. 팩(60)은 상기 슬롯(34)내에 느슨하게 끼워져 있다는 것을 주목해야 한다. 상기 팩 및/또는 슬롯(34)과 연관된 어떠한 언터커팅(undercutting) 또는 다른 상호 맞물리는 부재를 필요로 하지 않다. 상기 립(58)은 또한 관절의 손바닥 이탈을 방지한다. 더 구체적으로, 상기 볼 면(30)과 정상적으로 맞물리게 하여 손바닥 이탈을 방지하게 할 것이기 때문에, 립(58)의 손등면은 관절의 안정성에 기여한다. 또한 상기 기저 면(32,54)은 각각 상기 관(22,27)으로 보형물 함몰을 방지한다. 더욱이, 상기 장착 대(26,28)는 공지된 시멘트의 사용에 의해 뼈에 각각 용이하게 고정되어 있다. 따라서, 최종 보형물에서, 상기 관절은 반구속적이면서 척골쪽 및 손바닥 힘 재생에 대항한 안정성을 제공하나 굴곡 및 척골쪽과 반경방향 일탈의 기능적 범위 및 작은 양의 축 회전을 여전히 허용한다.

Claims

제 1 및 제 2 관절 뼈(10,12) 사이에 관절을 대치하고, 제 1 및 제 2 관절 부재(4,6)를 구비하며,

상기 제 1 관절 부재는 사용시 상기 제 1 뼈의 골수내관(22)에 장착된 제 1 장착 부재(26)를 포함하고,

상기 제 2 관절 부재는 사용시 상기 제 2 뼈의 골수내관(27)에 장착된 제 2 장착 부재(28)를 포함하고,

상기 제 1 관절 부재는 제 1 부분 구형면을 가진 볼(30)과 상기 볼을 통해 횡으로 연장한 슬롯(34)을 가지고,

상기 제 2 관절 부재는 제 1 구형면에 상보적인 제 2 부분 구형면을 가진 소켓(52)과 제 2 구형면으로부터 돌출되고 사용시 상기 슬롯에 위치한 가이드 팩(60)을 가지며,

상기 가이드 팩은 상기 슬롯에 느슨하게 끼워져있어 적어도 제 1 및 제 2 축(14,16)주위로 상기 제 1 부재에 대해 상기 제 2 부재의 이축 회전을 가능하게 하는 보형물(2).
제 1 항에 있어서,

상기 슬롯은 상기 볼을 직경으로 가로질러 연장한 슬롯 기저(35)를 가지고 있는 보형물.
제 2 항에 있어서,

상기 슬롯은 그사이 중간에 슬롯 중심면(41)을 가진 상기 슬롯 기저(35)에 수직한 제 1 및 제 2 평행 측벽(37,39)을 가지고 있는 보형물.
제 3 항에 있어서,

상기 가이드 팩은 그사이 중간에 팩 중심면(65)을 가진 제 1 및 제 2 평행측면(61,63)을 가지고 있는 보형물.
제 4 항에 있어서,

상기 보형물은 상기 제 1 및 제 2 장착 부재가 일반적으로 정렬되어 있는 중립 위치를 가지고 상기 팩 중심면(65)은 제 1 기설정된 거리(L₁)만큼 상기 슬롯중심면(41)에 대해 오프셋트되어 있는 보형물.
제 5 항에 있어서,

상기 제 1 기설정된 거리(L₁)는 0.163R₁내지 0.181R₁범위이고, 가장 바람직하게는 0.172R₁이며, 여기서 R₁은 상기 제 1 구형면의 반경인 보형물.
제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 슬롯은 상기 소켓으로부터 돌출된 자유엣지(62,64,66)를 가지고 있으며, 상기 자유엣지는 상기 제 1 축 주위로의 제 1 회전한계를 제외하고는 상기 슬롯 기저(35)에 접하지 않는 보형물.
제 7 항에 있어서,

상기 자유엣지는 그사이에 만곡부(64)와 함께 관련하여 제 1 및 제 2 직선부(62,66)를 포함하고 상기 제 1 직선부는 상기 제 1 회전 한계를 정의하기 위한 상기 슬롯 기저와 맞물린 보형물.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,

상기 소켓은 환상 립(58)에 의해 둘러싸인 보형물.
제 9 항에 있어서,

상기 립은 상기 제 2 장착 부재의 중심선(57)에 대해 기울어진 립 면에 놓여 있는 보형물.
제 10 항에 있어서,

상기 소켓은 상기 제 2 장착 부재의 중심선(57)에 수직인 기저 평면에 놓여있는 기저 면(54)을 포함한 몸체(50)에 형성되고 상기 립 면은 상기 기저 평면에 대해 예각(B)에 위치된 보형물.
제 11 항에 있어서,

상기 예각은 25°내지 35°의 범위이며 가장 바람직하게는 28°인 보형물.
제 9 항, 제 10 항 또는 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 1 축 주위로의 제 2 회전 한계는 사용시, 상기 제 2 뼈의 부분과 맞물린 상기 립에 의해 정의되는 보형물.
제 11 항, 제 12 항 또는 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 2 구형면은 제 2 기설정된 거리(L₂)만큼 상기 제 2 장착 부재의 중심선에 대해 오프셋트되어 있는 중심선(59)을 가진 보형물.
제 14 항에 있어서,

상기 기설정된 거리(L₂)는 0.36R₁내지 0.44R₁범위이고, 가장 바람직하게는 0.4R₁이며, 여기서 R₁은 상기 제 1 구형면의 반경인 보형물.
제 5 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 2 축 주위로의 상기 제 1 부재에 대한 상기 제 2 부재의 제 3 및 제 4 회전 한계는 상기 슬롯의 제 1 및 제 2 측벽(37,39)과 각각 맞물린 상기 팩의 제1 및 제 2 측면(61,63)에 의해 정의되는 보형물.
제 16 항에 있어서,

상기 볼은 상기 제 1 장착 부재의 중심선(44)에 수직한 볼 기저 평면에 놓여있는 기저면(32)을 가지고 상기 제 1 구형면의 중심(33)은 제 3 기설정된 거리(L₃)만큼 상기 제 1 장착 부재의 중심선에 대해 오프셋트되어 있는 보형물.
제 17 항에 있어서,

상기 제 3 기설정된 거리(L₃)는 0.18R₁내지 0.26R₁범위이며, 여기서 R₁은 상기 제 1 구형면의 반경인 보형물.
제 17 항에 있어서,

횡단면에서 사이드 팩을 통해 횡으로 도시된 바와 같이, 상기 가이드 팩의 자유엣지는 둥근 보형물.
제 19 항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 측벽은 둥근 코너부(70)에서 상기 슬롯 기저와 만나는 보형물.
제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 장착 부재는 테퍼진 대(tapered stem)를 구비한 보형물.
제 15 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 팩의 두께는 0.19R₁내지 0.21R₁범위이며 가장 바람직하기로는 0.2R₁인 보형물.
제 15 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 슬롯의 폭(W)은 0.67R₁내지 0.75R₁범위이고, 가장 바람직하기로는 0.71R₁이며, 여기서 R₁은 상기 제 1 구형면의 반경인 보형물.
제 23 항에 있어서,

상기 슬롯의 깊이(D)는 1.17R₁내지 1.43R₁범위이고, 가장 바람직하기로는 1.3R₁인 보형물.
제 1 및 제 2 관절 뼈(10,12) 사이에 관절을 대치하고, 제 1 및 제 2 관절 부재(4,6)를 구비하며,

상기 제 1 관절 부재는 사용시 상기 제 1 뼈의 골수내관(22)에 장착된 제 1장착 부재(26)를 포함하고,

상기 제 2 관절 부재는 사용시 상기 제 2 뼈의 골수내관(27)에 장착된 제 2 장착 부재(28)를 포함하고,

상기 제 1 관절 부재는 제 1 부분 구형면을 가진 볼(30)과 상기 볼을 통해 횡으로 연장한 슬롯(34)을 가지고,

상기 제 2 관절 부재는 제 1 구형면에 상보적인 제 2 부분 구형면을 가진 소켓(52)과 제 2 구형면으로부터 돌출되고 사용시 상기 슬롯에 위치한 가이드 팩(60)을 가지며,

상기 소켓은 환형 립(58)에 의해 둘러싸여 있는 보형물.
제 25 항에 있어서,

상기 립의 폭은 0.09R₁내지 0.11R₁범위이고, 가장 바람직하기로는 0.1R₁이며, 여기서 R₁은 상기 제 1 구형면의 반경인 보형물.
제 1 및 제 2 골수내관(22,27)이 드러나도록 제 1 및 제 2 뼈(10,12)의 인접한 부분을 제거하는 단계와, 상기 제 1 및 제 2 골수내관에 각각 상기 제 1 및 제 2 장착 부재(4,6)를 고정하는 단계를 포함하는 제 1 항 내지 제 26 항중 어느 한 항에 따라 정의되는 바와 같은 보형물(2)을 이용하여 제 1 및 제 2 관절 뼈(10,12) 사이에 관절용 보형물을 설치하는 방법.
제 1 뼈는 중수골(10)이며 제 2 뼈는 지절골(12)인 제 27 항에 따른 보형물.
제 28 항에 있어서,

상기 팩은 손등면으로부터 볼 때 상기 소켓에서 척골쪽 방향으로 오프셋트된 보형물.
제 28 항 또는 제 29 항에 있어서,

상기 보형물은 약 90°굴곡을 제공하는 보형물.
제 28 항, 제 29 항, 또는 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 보형물은 약 10°신전을 제공하는 보형물.
제 28 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 보형물은 약 25°반경방향 일탈을 제공하는 보형물.
제 28 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 보형물은 약 5°척골쪽 방향으로의 일탈을 제공하는 보형물.
고 구형(sphericity)도를 갖도록 제 1 및 제 2 구형면을 마감하는 단계를 포함하는 제 1 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 따른 보형물을 제조하는 방법.
제 34 항에 있어서,

상기 구형은 약 0.005mm로 정밀한 보형물을 제조하는 방법.
제 34 항 또는 제 35 항 에 있어서,

상기 소켓 및 가이드 팩에 대한 면 마감은 약 0.00005mm의 공차를 갖는 보형물을 제조하는 방법.