KR20030003079A - 외과 보철물의 비틀림 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 근위 부분(1)을 구비하고, 스프링 탄력적인 비틀림 부재의 작용에 반발하여 원위 부분(2)에 대하여 상대적으로 양의 방향(5)과 음의 방향(6)으로 회전할 수 있는 외과 보철물의 비틀림 장치에 관한 것이다. 기능 영역을 확대하기 위해 비틀림 부재(4)는 음의 회전 방향(6)의 비틀림 특성과 비교하여 양의 회전 방향(5)으로 다른 비틀림 특성을 제공한다.

Description

외과 보철물의 비틀림 장치{TORSION DEVICE OF SURGICAL PROSTHESIS}
본 발명은 근위 부분을 구비하고, 스프링 탄력적인 비틀림 부재들의 작용에 반발하여 원위 부분에 대해 상대적으로 양의 방향과 음의 방향으로 회전할 수 있으며, 이 비틀림 부재는 음의 회전 방향의 비틀림 특성과 비교하여 양의 회전 방향으로 다른 비틀림 특성을 제공하는 외과 보철물의 비틀림 장치에 관한 것이다.
완충기는 지면 반작용력에 대한 스프링 충격 완화와 흡수용으로 외과 보철물 속으로 삽입된다. 지면 반작용력은 걷기, 달리기 또는 도약하기 도중에 보철물과 샤프트를 통해 지면과 접촉함으로써 절단 부위와 그 밖의 신체에 작용한다.
예민한 절단 부위와 신체에 가해지는 이러한 부담에 대한 스프링 충격 완화 및 흡수는 절단 부위에 대한 문제를 줄이고, 근육과 골격 장치의 과도한 부하를 피하고, 환자들을 편안하게 하는 것을 개선하는 데에 도움이 된다. 장치의 회전 능력은 대퇴부를 절단한 경우 경직된 절단 부위와 샤프트를 결합함으로써 고관절(股關節)의 부족한 회전 능력을 골반에서 보상한다. 이 경우, 보행 주기의 변화 중에 골반에 대한 발의 내부 회전은 특별한 의미가 있다. 환자들은 야외로 외출할 때 완충기의 작은 만곡을 위한 높은 회전 강성(정지 또는 초기 모멘트) 때문에 매우 쾌적하고 안정적으로 느낀다.
서두에 설명한 비틀림 장치는 DE 196 37 173 A1에서 인용될 수 있다. 환자의 체중을 지지하기 위해서 내부에 폐쇄된 압축성 유동 체적부를 구비한 보철 지지체가 알려져 있다. 이러한 지지체는 환자의 뼈 절단 부위에 고정할 수 있는 제 1 단부와, 이 제 1 단부에 대향하는 제 2 단부를 포함하며, 이 제 2 단부는 발 보철에 접속할 수 있고 제 1 단부에 대해 지지체의 종축선을 중심으로 회전할 수 있다. 제 1 및 제 2 단부는 비틀림 스프링을 매개하여 결합되며, 이 비틀림 스프링은 제 1 탄성률로써 시계 방향의 회전에 저항하고, 제 2 탄성률로써 반시계 방향의 회전에 저항하는데, 이는 환자의 뼈 절단 부위가 오른쪽이냐 왼쪽이냐에 따라 회전이 제 1 탄성률에 대해 여러가지로 선택되는 방식으로 선택된다.
본 발명의 목적은 서두에 언급한 비틀림 장치를 고려하여 그 기능을 개선하는 것이다.
본 발명에 따른 목적은, 서두에 언급한 비틀림 장치로부터 출발하여 비틀림 장치가 2개의 개별 비틀림 부재를 포함하며, 이 비틀림 부재들은 상이한 스프링 특성을 가지고, 그 각각은 압축력이 걸린 상태에서 이에 배치된 버팀대 사이에 삽입되는데, 양자의 비틀림 부재 중 하나가 양쪽 회전 방향중 하나, 즉 양의 회전 방향으로만 또는 음의 회전 방향으로만 작용하는 것에 의해 해결된다.
본 발명의 정의와 후술하는 설명에서, 근위 부분이 원위 부분을 나타낼 수도 있고, 원위 부분이 근위 부분을 나타낼 수도 있으며, 비틀림 스프링 요소가 비틀림 스프링 요소의 군을 포함할 수도 있다.
"스프링 탄력적인"이라는 표현은 탄성적인 및/또는 점성ㆍ탄성적인 및/또는 마찰성 스프링 요소와 점성ㆍ소성 스프링 요소로 이해하여야 한다.
구체적인 실시예에서, 2개의 비틀림 스프링 요소는 엘라스토머로 구성된 2개의 환형 세그먼트에 의해 형성되며, 이 세그먼트들은 축방향으로 보았을 때 근위 부분의 캐리어에 그리고 원위 부분에 상대 변위 불가능하게 구속된 버팀대에 각각 직접적이거나 간접적으로 지지된다.
밀집형 구성과 확실한 작용을 달성하기 위해 2개의 비틀림 스프링 요소는 그 각각의 제 1 단부가 원주 방향으로 서로 대향하는 버팀대의 측면에 지지되고, 그 각각의 제 2 단부가 각각의 제 2 버팀대에 지지되고, 여기에서 제 2 버팀대는 각각원주 방향으로 적어도 몇 도의 원호각만큼 이에 접촉하는 비틀림 스프링 요소에 대해 변위 가능하게 원위 부분에 지지된다.
비틀림 스프링 요소가 교환될 수 있는 경우에 환자의 요구에 특성을 맞추는 것이 바람직하다.
다른 실시예에서는 제 2 버팀대가 원주 방향으로 변위 가능하게 지지되는 것도 바람직한데, 제 2 버팀대 중 하나만이 이에 지지된 비틀림 부재에 대해 변위될 수 있는 반면, 제 2 버팀대 중 다른 하나는 추가 버팀대에 의해 계속하여 압축력이 걸린 상태로 유지된다. 이러한 해결책은 매우 높은 초기 강성에 있다.
본 발명에 따르면, 비틀림 장치의 회전 특성은 예를 들어 내측 회전과 외측 회전과 관련하여 구별되고 개별적으로 조절될 수 있다. 따라서, 상이하게 조정 가능한 비틀림 강성률은 "약한" 내측 회전을 유발하고, "강한" 외측 회전을 통해 발꿈치 충격과 발가락 반발 중에 더 안정적으로 유지할 가능성을 제공한다. 환자의 안정감을 위하여 미미한 비틀림 모멘트에도 별다른 회전이 일어나지 않는 것이 중요하다. 본 발명에 따라 달성 가능한 비틀림 스프링 요소의 회전 방향 종속 작용은 이 스프링 요소의 압축력과 관련하여 동일한 회전 방향 종속 정지 모멘트를 형성할수 있다.
비틀림 모멘트를 통한 부하 이외에도 축방향 힘이 외과 보철물과 인간 운동 장치에 충격 형태로 작용하기 때문에, 비틀림 장치는 축방향 스프링 요소를 구비한 충격 흡수 시스템과 조합되는 것이 바림직하며, 이 축방향 스프링 요소는 원위 단부가 원위 부분에, 근위 단부가 망원경 형태로 원위 부분에 안내되는 근위 부분에지지된다.
본 발명의 추가의 특징은 종속 청구항의 주제이고, 본 발명의 추가의 장점과 결합하여 실시예를 참조로 하여 상세하게 설명할 것이다.
도 1은 비틀림 장치의 종단면도이다.
도 2는 도 1에 따른 비틀림 장치를 도 1의 B-B 선을 따라 취한 횡단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 근위 부분2 : 원위 부분
3, 4 : 비틀림 스프링 요소5, 6 : 회전 방향
7, 8, 9, 11, 12 : 버팀대10 : 캐리어
15 : 축방향 스프링 요소16 : 나사
17 : 플러그20 : 정지 스프링 요소
도면에는 예로서 역할을 하는 본 발명의 실시 형태가 도시되어 있다.
도시된 비틀림 장치는 망원경 형태로 원위 부분(2)에 축방향으로 안내되는 근위 부분(1)을 포함한다. 이 두 부분(1)(2)은 스프링 탄력적인 비틀림 부재의 작용에 대해 서로 상대적으로 양과 음의 회전 방향으로 회전할 수 있다. 예컨대 하퇴부 보철물에 이러한 비틀림 장치를 삽입하는 경우, 근위 부분(1)은 보철 착용자의 절단 부위와 결합될 수 있는 반면에, 원위 부분(2)은 보철용 발과 결합될 수 있다.
도시된 실시예에서, 비틀림 부재는 상이한 스프링 특성을 지닌 2개의 개별 비틀림 스프링 요소(3)(4)를 포함하고, 이 비틀림 스프링 요소들 중 하나만이 양쪽 회전 방향 중 하나, 즉 양의 회전 방향(5)으로만, 또는 음의 회전 방향(6)으로만 작용하게 된다. 이때 두 비틀림 스프링 요소(3)(4)는 모두 엘라스토머로 구성된 2개의 환형 세그먼트로 형성되며, 이 환형 세그먼트들은 그 각각의 제 1 단부에 의해 원위 부분(2)에 상대 변위 불가능하게 구속된 버팀대(7)의 원주 방향으로 서로 대향하는 측면(7a)(7b)에 지지되는 반면, 그 각각의 제 2 단부에 의해 각각의 제 2 버팀대(8)(9)에 지지된다. 이 제 2 버팀대(8)(9)는 각각 이에 접촉하는 비틀림 스프링 요소(3)(4)에 대항하여 원주 방향으로 적어도 몇 도의 원호각 만큼 원위 부분(2)에 변위 가능 가능하게 지지된다. 변위 가능한 2개의 버팀대(8)(9)는 이들을 상대적인 회전이 일어날 때 강제하고 근위 부분(1)에 고정되어 있는 캐리어(10)에 지지된다.
상기 비틀림 스프링 요소(3)(4)는 서로 대향하는 원주쪽에 압축력이 걸린 상태에서 이들에 소속된 버팀대(7,8)(7,9) 사이에 삽입된다. 이 경우, 특정 실시예에서는 제 2 버팀대(8)(9)가 원주 방향으로 변위 가능하게 지지될 수 있으며, 이 제 2 버팀대 중 하나만이 이에 지지된 비틀림 스프링 요소(3)(4)에 대해 변위될 수 있는 반면, 제 2 버팀대 중 다른 하나는 추가 버팀대(11)(12)에 의해 추가로 압축력을 받게 된다. 도 2에 따르면, 2개의 추가 버팀대(11)(12)가 각각 핀으로 형성되며, 이 핀은 원위 부분(2)에 견고하게 장착되고, 그 자유 단부가 내측을 향하여 제2 버팀대(8)(9)의 변위 너트(8a)(9a) 속으로 돌출한다.
상기 비틀림 스프링 요소(3)(4)는 교체될 수 있으며, 따라서 기본적으로 비틀림 스프링 요소 중 하나를 상당한 강성 요소로 대체할 가능성도 있는데, 이는 두 부분(1)(2)의 회전을 양쪽 회전 방향(5)(6) 중 하나의 방향으로 거의 차단한다.
도시된 실시예에서, 상기 비틀림 스프링 요소(3)(4)는 상당한 비압축성 엘라스토머로 구성되고, 비틀림 작용시 캐리어(10)에 의해 구조적으로 마련된 자유 공간(13)(14) 속으로 만곡하며, 이 자유 공간은 비틀림 스프링 요소(3)(4)의 스프링 특성에 대한 평범한 증가가 비틀림 회전의 말기에 강력한 상승으로 변환하도록 치수가 정해질 수 있다.
기본적으로 변위 가능한 두 버팀대(8)(9)가 동시에 근위 부분(1)을 위한 베어링 부시를 형성할 가능성이 있고, 이 베어링 부시는 관 모양의 지지부에 의해 원위 부분(2) 속으로 삽입된다.
캐리어(10)는 변위 가능한 두 버팀대(8, 9) 사이에 정확하거나 억지로 삽입된다.
또한, 도시된 비틀림 장치에는 축방향 스프링 요소(15)를 갖춘 충격 흡수 시스템이 장착되며, 이 축방향 스프링 요소는 그 원위 단부가 근위 부분(1) 속으로 나사 결합된 압축 나사(16)의 머리에 지지되고, 그 근위 단부가 근위 부분(1) 속으로 나사 결합된 밀봉 플러그(17)에 지지된다. 이 압축 나사(16)에 의해 압축력이 축방향 스프링 요소(15)에 안정적으로 제공할 수 있다. 밀봉 플러그(17)는 개구부를 밀봉하는 역할을 하며, 이에 의해 축방향 스프링 요소(15)를 교환할 수 있다.
축방향 스프링 요소(15)는 상당한 비압축성 엘라스토머로 구성된 엘라스토머 막대에 의해 형성되고, 축방향 부하 작용시 이를 위해 구조적으로 마련된 자유 공간 속으로 만곡되며, 이 자유 공간은 엘라스토머 막대의 스프링 특성에 대한 평범한 증가가 축방향 스프링 편향력의 말기에 강력한 상승으로 변환하도록 치수가 정해질 수 있다.
최대의 축방향 스프링 편향력은 원위 부분(2) 속에 구속된 엘라스토머 링으로 형성되는 비선형 한계 정지 스프링 요소(19)에 의해 한계가 정해진다. 축방향 힘에 구속되지 않는 비틀림 장치에서, 근위 부분(1)은 환형 어깨부(1a)에 의해 허브의 경계를 형성하는 상부 정지 스프링 요소(20)에 접촉한다. 또한 원위 부분(2)의 근위 단부에 나사 결합되고 근위 부분(1)에 적합한 망원경식 안내부의 일부를 형성하는 나사 캡(21)이 마련되어 있다.
본 발명에 따르면, 비틀림 장치는 스프링 탄력적인 비틀림 부재들의 작용에 반발하여 원위 부분에 대해 상대적으로 양의 방향과 음의 방향으로 회전할 수 있다. 이 비틀림 부재는 음의 회전 방향의 비틀림 특성과 비교하여 양의 회전 방향으로 다른 비틀림 특성을 제공한다.

Claims (23)

  1. 근위 부분(1)을 구비하고, 스프링 탄력적인 비틀림 부재의 작용에 반발하여 원위 부분(2)에 대하여 상대적으로 양의 방향(5)과 음의 방향(6)으로 회전할 수 있으며, 상기 비틀림 부재는 음의 회전 방향(6)의 비틀림 특성과 비교하여 양의 회전 방향(5)으로 다른 비틀림 특성을 제공하는 외과 보철물의 비틀림 장치로서,
    상기 비틀림 부재는 상이한 스프링 특성을 제공하는 2개의 개별 비틀림 스프링 요소(3)(4)를 포함하고, 상기 비틀림 스프링 요소들은 상이한 스프링 특성을 제공하고, 그 각각은 이에 소속된 버팀대(7,8 또는 7,9) 사이에 압축력이 걸린 상태로 삽입되어 상기 2개의 비틀림 스프링 요소 중의 하나만(3 또는 4)이 양쪽 회전 방향 중 하나(5 또는 6)로, 즉 양의 회전 방향으로만 또는 음의 회전 방향으로만 작용하는 것을 특징으로 하는 외과 보철물의 비틀림 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 2개의 비틀림 스프링 요소(3)(4)는 엘라스토머로 구성된 2개의 환형 세그먼트로 형성되고, 상기 환형 세그먼트들은 회전 방향으로 보았을 때 각각 상기 근위 부분(1)의 캐리어(10)와 상기 원위 부분(2)에 상대 변위 불가능하게 구속된 버팀대(7)에 직접적으로 혹은 간접적으로 지지되는 것을 특징으로 하는 외과 보철물의 비틀림 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 2개의 비틀림 스프링 요소(3)(4)는 그 각각의 제 1단부가 원주 방향으로 서로 대향하는 상기 버팀대(7)의 측면(7a)(7b)에 지지되고 그 각각의 제 2 단부가 각각의 제 2 버팀대(8)(9)에 지지되며, 상기 제 2 버팀대(8)(9)는 각각 원주 방향으로 적어도 몇 도의 원호각만큼 이에 접촉하는 비틀림 스프링 요소(3)(4)에 대해 변위 가능하게 상기 원위 부분(2)에 지지되는 것을 특징으로 하는 외과 보철물의 비틀림 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 2 버팀대(8)(9)는 원주 방향으로 변위 가능하게 지지되어 상기 제 2 버팀대 중 하나만이 이에 지지된 비틀림 스프링 요소(3)(4)에 변위 가능한 반면, 상기 제 2 버팀대 중 다른 하나는 추가 버팀대(11)(12)에 의해 계속하여 압축력이 걸린 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 외과 보철물의 비틀림 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스프링 요소(3)(4)는 교환 가능한 것을 특징으로 하는 외과 보철물의 비틀림 장치.
  6. 제 3 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변위 가능한 제 2 버팀대(8)(9)를 강제하기 위해 상기 근위 부분(1)에 구속된 캐리어(10)가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 보철물의 비틀림 장치.
  7. 제 2 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스프링 요소(3)(4)는상당한 비압축성 엘라스토머로 구성되고, 비틀림 작용시 상기 캐리어(10)를 통해 이를 위해 구조적으로 마련된 자유 공간(13)(14) 속으로 만곡되는 것을 특징으로 하는 외과 보철물의 비틀림 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 자유 공간은 스프링 특성의 완만한 증가가 비틀림 회전 말기에 강력한 상승으로 변환되도록 치수가 정해지는 것을 특징으로 하는 외과 보철물의 비틀림 장치.
  9. 제 3 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변위 가능한 2개의 버팀대(8)(9)는 동시에 관 모양의 지지부에 의해 상기 원위 부분(2) 속으로 삽입되는 근위 부분(1)을 위한 베어링 부시를 형성하는 것을 특징으로 하는 외과 보철물의 비틀림 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 2개의 스프링 요소(3)(4)에 대해 공통의 제 1 버팀대(7)만을 제공하는 것을 특징으로 하는 외과 보철물의 비틀림 장치.
  11. 제 4 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐리어(10)는 상기 변위 가능한 2개의 버팀대(8)(9) 사이에 정확하거나 억지로 삽입되는 것을 특징으로 하는 외과 보철물의 비틀림 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 축방향 스프링 요소(15)를 구비하고, 원위 단부가 상기 원위 부분(2)에 지지되고 근위 단부가 망원경 형태로 상기 원위 부분(2)에 안내되는 근위 부분(1)에 지지되는 충격 흡수 시스템을 구비하는 것을 특징으로 하는 외과 보철물의 비틀림 장치.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 축방향 스프링 요소(15)는 교환 가능하게 삽입되는 것을 특징으로 하는 외과 보철물의 비틀림 장치.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 축방향 스프링 요소(15)에 압축력이 연속적으로 공급 가능한 압축 나사(16)를 구비하는 것을 특징으로 하는 외과 보철물의 비틀림 장치.
  15. 제 12 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 근위 부분(1)에는 상기 축방향 스프링 부재(15)의 교환을 위하여 밀봉 플러그(17)를 매개하여 폐쇄 가능한 개구부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 외과 보철물의 비틀림 장치.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 밀봉 플러그(17)는 동시에 압축 나사를 구성하는 것을 특징으로 하는 외과 보철물의 비틀림 장치.
  17. 제 12 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 최대 축방향 스프링 편향력은 한계 정지 스프링 요소(19)에 의해 정해지는 것을 특징으로 하는 외과 보철물의 비틀림 장치.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 한계 정지 스프링 요소(19)는 비선형인 것을 특징으로 하는 외과 보철물의 비틀림 장치.
  19. 제 17 항 또는 제 18 항에 있어서, 상기 한계 정지 스프링 부재(19)는 상기 원위 부분(2)에 구속된 엘라스토머 링으로 형성되는 것을 특징으로 하는 외과 보철물의 비틀림 장치.
  20. 제 12 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서, 축방향 힘에 구속되지 않는 비틀림 장치에서는 상기 근위 부분(1)은 환형 어깨부(1a)에 의해 허브의 경계를 형성하는 상부 정지 스프링 요소(20)에 접촉하는 것을 특징으로 하는 외과 보철물의 비틀림 장치.
  21. 제 12 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 근위 부분(1)을 위한 망원경식 안내부를 형성하고, 상기 원위 부분(2)의 근위 단부에 나사 결합되는 나사 캡(21)을 구비하는 것을 특징으로 하는 외과 보철물의 비틀림 장치.
  22. 제 12 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 축방향 스프링 요소(15)는 엘라스토머 막대로 형성되는 것을 특징으로 하는 외과 보철물의 비틀림 장치.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 엘라스토머 막대(15)는 상당한 비압축성 엘라스토머로 구성되고, 축방향 작용시 이를 위해 구조적으로 마련된 자유 공간(18) 속으로 만곡되며, 상기 자유 공간은 스프링 특성의 완만한 증가가 축방향 스프링 편향력의 말기에 강력한 상승으로 변환되도록 치수가 정해지는 것을 특징으로 하는 외과 보철물의 비틀림 장치.
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