KR20060056265A - Controlled artificial intervertebral disc implant - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 척추(spine)의 외상 및 질환의 치료를 위한 장치 및 방법에 관련한다. 보다 구체적으로, 본 발명은 추간판 대체물에 관련한다. The present invention relates to apparatus and methods for the treatment of trauma and disease of the spine. More specifically, the present invention relates to intervertebral disc substitutes.
척추용해증(spondylolysis), 디스크 탈출증(disc herniation), 척수 신경 뿌리의 압박, 퇴행성 디스크 질환 및 외상 같은 다양한 상태는 의료적 관심을 필요로 하는 극심한 불편함을 유발하는 것으로 알려져 있다. 이런 상태를 경감시키기 위해 현용되는 절차 중, 추간 및 후측위 융합 또는 관절고정술 같은 척추 융합이 있다. 이들 절차에서, 두 개의 인접 척추체가 함께 융합된다. 손상된 추간판이 먼저 절제되고, 디스크 제거에 의해 남겨진 간극을 효과적으로 가교하도록 두 개의 척추체 사이의 뼈 성장을 수용하는 임플란트가 삽입된다. 다수의 서로 다른 임플란트 재료 및 임플란트 디자인이 가변적인 성공률로 융합을 위해 사용되어 왔다. 비록 추간 및 후측위 융합이 널리 사용되지만, 그 사용에 대한 단점은 감소된 생리학적 운동 범위 및 인접 디스크의 퇴화 및 기능적 척추 유닛의 불안정 같은 기타 융합 관련 합병증을 포함한다. 결과적으로, 보다 적은 합병증을 갖지만 유사한 융합 효율을 갖는 대안적인 치료가 필요하다. 척추 융합에 대한 한가지 이런 대안은 관절성형술 및 보철 또는 인공 디스크의 사용이다.Various conditions such as spondylolysis, disc herniation, compression of spinal nerve roots, degenerative disc disease and trauma are known to cause extreme discomfort that requires medical attention. Among the procedures currently used to alleviate this condition are spinal fusion, such as intervertebral and posterior fusion or arthroplasty. In these procedures, two adjacent vertebral bodies are fused together. The damaged intervertebral discs are first excised and an implant is inserted that accommodates bone growth between the two vertebral bodies to effectively bridge the gap left by disk removal. Numerous different implant materials and implant designs have been used for fusion with varying success rates. Although intervertebral and posterior fusion are widely used, disadvantages of its use include reduced physiological range of motion and other fusion related complications such as degeneration of adjacent discs and instability of functional spinal units. As a result, alternative treatments with less complications but with similar fusion efficiencies are needed. One such alternative to spinal fusion is the use of arthroplasty and prosthetic or artificial discs.
일반적으로, 질환 관절의 교체시 관절성형술이 사용된다. 관절성형술은 그들이 융합 이후 수행되는 경향이 있기 때문에, 관절의 운동을 유지하기 위한 목적의 일련의 절차를 수반하며, 그에 의해, 그 완전성을 보전하고, 인접 운동 세그먼트가 열화되는 것을 방지한다. 질환 관절의 상태 및 위치에 따라, 특정 관절성형술 절차가 사용될 수 있다. 예로서, 관절을 재성형하고, 관절을 형성하는 두 개의 뼈 사이에 보철을 추가하는 간치 재건 수술(interpositional reconstruction surgery)이 팔꿈치, 견부, 발목 및 손가락 관절에 일반적으로 사용된다. 전체 관절 교체 또는 전체 관절 성형술은 전체 질환 관절을 인공 보철로 교체하며, 최근, 대부분의 무릎 및 둔부 문제를 위해 선택되는 수술이 되고 있다.In general, arthroplasty is used to replace diseased joints. Because arthroplasty tends to be performed after fusion, it involves a series of procedures aimed at maintaining the motion of the joint, thereby preserving its integrity and preventing deteriorating adjacent motor segments. Depending on the condition and location of the diseased joint, certain arthroplasty procedures can be used. As an example, interpositional reconstruction surgery, which reshapes joints and adds prostheses between the two bones that form the joints, is commonly used for elbow, shoulder, ankle and finger joints. Total joint replacement or total arthroplasty replaces entire diseased joints with prosthetic prostheses, and has recently become the surgery of choice for most knee and hip problems.
둔부 및 무릎 교체는 특히 널리 확산되어 있으며, 2001년 미국에서 거의 300,000 둔부 교체 및 거의 동수의 무릎 교체가 수행되었다. 무릎 및 둔부 관절 교체 수술에 관하여, 다수의 가용 임플란트 또는 보철이 존재한다. 둔부 보철에 대하여, 예시적 디자인에서, 두 가지 구성 요소가 존재하며, 하나는 대퇴골내에 끼워지는 금속 스템에 부착된 금속 볼이고, 두 번째는 골반에 이식되는 정합 플라스틱 소켓이다. 금속 부재는 일반적으로 스테인레스강, 코발트와 크롬의 합금, 티타늄 및 티타늄의 합금으로 형성되고, 플라스틱 부재는 일반적으로 고밀도 폴리에틸렌으로 형성된다. 무릎 보철에 대하여, 예시적 실시예에서, 금속 및 플라스틱 구성요소가 다시 손상된 뼈 단부 및 연골을 교체하기 위해 사용된다. 금속 부재는 일반적으로 스테인레스강, 코발트와 크롬의 합금, 티타늄 및 티타늄의 합금으로 형성되고, 플 라스틱 부재는 일반적으로 고밀도 폴리에틸렌으로 형성된다. Buttock and knee replacements are particularly widespread, with nearly 300,000 hip replacements and nearly equal knee replacements performed in the United States in 2001. With regard to knee and hip replacement surgery, there are a number of available implants or prostheses. For buttock prostheses, in an exemplary design, there are two components, one is a metal ball attached to a metal stem that fits into the femur, and the second is a mating plastic socket implanted in the pelvis. The metal member is generally formed of stainless steel, an alloy of cobalt and chromium, an alloy of titanium and titanium, and the plastic member is generally formed of high density polyethylene. For knee prostheses, in exemplary embodiments, metal and plastic components are used to replace damaged bone ends and cartilage again. Metal members are generally formed of stainless steel, alloys of cobalt and chromium, alloys of titanium and titanium, and plastic members are generally formed of high density polyethylene.
비록, 척추 관절성형술 및 척추 내의 보철 사용의 발전은 관절 융합으로부터 기능성 관절의 교체까지 발전한 신체내의 다른 관절의 것과 유사하지만, 그러나, 척추 관절 성형술의 출현은 신체내의 다른 주요 관절의 관절성형술보다 느리다. 척추 관절 성형술이 지연되어온 가능한 이유 중 몇몇은 디스크 퇴화에 관련된 척추 문제가 진단이 곤란하다는 것, 척추 절차가 통상적으로 발작 유도성이며, 따라서, 융합 같은 보수적인 해법이 수용가능하다는 것 및 척추 해부학 구조가 복잡하다는 것이다.Although advances in spinal arthroplasty and prosthetic use in the spine are similar to those in other joints in the body that have developed from joint fusion to replacement of functional joints, however, the emergence of spinal arthroplasty is slower than arthroplasty of other major joints in the body. Some of the possible reasons why vertebral arthroplasty has been delayed are that spinal problems related to disc degeneration are difficult to diagnose, spinal procedures are usually seizure-induced, and conservative solutions such as fusion are acceptable and spinal anatomy Is complicated.
지난 40년에 걸쳐, 척추 관절성형 기술은 발전하고 있으며, 최근 10년간, 척추 관절성형술은 선도 의사 및 임플란트 제조업자의 관심을 받았다. 척추 관절성형술의 발전은 실질적으로 1950년대에 시작되었으며, 몇몇 신흥 개념 중 하나는 디스크 보철의 구형 개념이었다. 구형 개념은 척추원반절제술 절차가 수행된 이후 수핵의 공동내에서 실질적인 원주방향으로의 단순한 볼의 배치이다. 고리는 적소에 유지되며, 볼은 핵 대체 장치로서 기능한다. 다양한 재료가 구형 개념을 위해 실험되어 왔다. 예로서, 1960년대 초기에, 실리콘 볼 베어링을 사용하는 임플란트가 환자의 경부 영역에 이식되었지만, 성과는 불확실했다. 1960년대 중반에, 스테인레스강(볼 베어링) 보철이 환자에게 이식되었다. 보철의 결과는 초기에는 양호하였지만, 시간 경과에 따라, 강철 볼의 척추체내로의 침하로 인해 디스크 공간이 높이를 잃게 되었다. 현재, 구형 보철의 개념은 다른 재료를 사용하여 지속적으로 시험되고 있으며, 가장 최근의 재료는 변형 탄소 섬유이다.Over the last 40 years, spinal arthroplasty technology has evolved, and in recent decades, spinal arthroplasty has attracted the attention of leading physicians and implant manufacturers. The development of spinal arthroplasty actually began in the 1950s, and one of several emerging concepts was the spherical concept of disc prosthetics. The spherical concept is a simple placement of the ball in a substantially circumferential direction within the cavity of the nucleus pulposus after the spinal discectomy procedure is performed. The ring is held in place and the ball functions as a nuclear replacement. Various materials have been tested for spherical concepts. For example, in the early 1960s, implants using silicon ball bearings were implanted in the cervical region of the patient, but the outcome was uncertain. In the mid-1960s, stainless steel (ball bearing) prostheses were implanted in the patient. The result of the prosthesis was initially good, but over time, the disc space lost its height due to subsidence of the steel ball into the vertebral body. Currently, the concept of spherical prosthetics is constantly being tested using different materials, the most recent being modified carbon fiber.
다른 신흥 개념은 기계적 개념 디자인이다. 기계적 개념 디자인은 실질적으로, 척추 운동 세그먼트 유닛의 운동 범위를 복원하는 것을 목적으로 하는 총체적 디스크 대체 제품이다. 이들 장치는 종종 안정화 메카니즘을 경유하여 인접 척추체에 고정된 금속성 종판(endplate)과, 폴리에틸렌이나 기타 중합성 재료로 형성된 코어로 구성된다. 대안적으로, 코어 대신, 베어링면이 사용되며, 베어링면 재료는 세라믹-온-세라믹, 메탈-온-메탈 또는 메탈-온-폴리에틸렌이다. 기계적 디자인 개념은 무릎 및 둔부 대체물 같은 관절 재건 제품과 동일한 원리에 기초하며, 다양한 기계적 디자인 보철 개념이 제안되어 왔고, 지속적으로 제안되고 있다.Another emerging concept is mechanical concept design. The mechanical conceptual design is substantially a total disk replacement product aimed at restoring the range of motion of the spinal motion segment unit. These devices often consist of a metallic endplate secured to adjacent vertebral bodies via a stabilization mechanism and a core formed of polyethylene or other polymeric material. Alternatively, instead of the core, a bearing face is used and the bearing face material is ceramic-on-ceramic, metal-on-metal or metal-on-polyethylene. The mechanical design concept is based on the same principles as joint reconstruction products such as knee and buttock replacements, and various mechanical design prosthetic concepts have been proposed and continue to be proposed.
다른 개념은 생리학적 개념이다. 생리학적 개념은 하이드로겔, 엘라스토머 또는 폴리우레탄 기반 코어를 사용하며, 이는 디스크의 자연적 충격 흡수 또는 완충 기능을 역시 유지하면서, 환자의 척추 종판 사이의 유체를 흡수 및 방출함으로써 디스크 기능을 복원하는 것을 목적으로 한다. 생리학적 개념 장치는 이들이 디스크의 핵 또는 일부만을 대체하도록 디자인되기 때문에, 단지 부분적인 해법으로 간주되는 것이 일반적이다. Another concept is the physiological concept. The physiological concept uses a hydrogel, elastomer or polyurethane based core, which aims to restore disk function by absorbing and releasing fluid between the end plates of the patient while also maintaining the disk's natural shock absorption or cushioning function. It is done. Physiological conceptual devices are generally considered only partial solutions because they are designed to replace the nucleus or part of the disc.
디스크 대체물에 대한 모든 접근법은 하기 중 일부 또는 모두를 목적으로 한다. 디스크성 통증의 경감, 운동 범위의 복원, 디스크의 자연적 충격 흡수 기능의 유지, 정상 형상 또는 디스크 높이의 복원 및 생리학적 운동학의 복원. 일반적으로, 인공 추간판의 4가지 예시적 유형이 디스크의 일부 또는 전체를 대체하기 위해 개발되어 왔다. 엘라스토머/유체 충전식 디스크, 볼 및 소켓형 디스크, 기계적 스프링 디스크 및 혼성 디스크.All approaches to disc replacements are aimed at some or all of the following. Alleviation of discotic pain, restoration of the range of motion, maintenance of the natural shock-absorbing function of the disc, restoration of normal shape or disc height and restoration of physiological kinematics. In general, four exemplary types of artificial intervertebral discs have been developed to replace some or all of the discs. Elastomer / Fluid Rechargeable Discs, Ball and Socket Discs, Mechanical Spring Discs and Hybrid Discs.
엘라스토머/유체 충전식 디스크는 통상적으로 하부 및 상부 강체 종판 사이에 배치된 엘라스토머 쿠션 또는 유체 충전된 챔버를 포함한다. 이들 임플란트의 쿠션 및 챔버는 기계적 거동의 측면에서, 제거된 추간판 조직과 유사하게 적절히 기능한다. Elastomer / fluid-filled discs typically include an elastomer cushion or fluid filled chamber disposed between the lower and upper rigid end plates. The cushions and chambers of these implants function properly similar to the intervertebral disc tissue removed, in terms of mechanical behavior.
볼 및 소켓형 디스크는 통상적으로, 척추의 운동 동안 부재의 관절 운동을 허용하는 상호협력적인 내부 볼과 소켓 부분을 가지는 두 개의 판 부재를 포함한다. Ball and socket-shaped discs typically include two plate members having cooperative inner ball and socket portions to allow joint movement of the member during movement of the spine.
기계적 스프링 디스크는 통상적으로, 금속 종판 사이에 배치된 하나 이상의 코일 스프링을 포함한다. 코일 스프링은 소정 방향으로의 척추의 굽힘 및 신전 동안 척추의 정상적인 운동을 가능하게 하면서, 인접 척추뼈의 이격된 배열을 유지하기에 충분해지도록 디자인된 누적 스프링 상수를 규정한다. Mechanical spring discs typically include one or more coil springs disposed between the metal end plates. Coil springs define a cumulative spring constant designed to be sufficient to maintain a spaced arrangement of adjacent vertebrae while allowing normal movement of the spine during flexion and extension of the spine in a given direction.
인공 추간판의 네 번째 유형인 혼성 디스크는 상술된 디자인 원리 중 둘 이상을 병합한다. 예로서, 한가지 공지된 혼성 디스크 배열은 엘라스토머 링에 의해 둘러싸여진 볼 및 소켓 관절을 포함한다.Hybrid disks, the fourth type of artificial intervertebral disc, incorporate two or more of the design principles described above. By way of example, one known hybrid disk arrangement includes a ball and socket joint surrounded by an elastomer ring.
상술한 보철 각각이 추간판 대체물에 관련한 문제점 중 일부를 조치하고 있지만, 각 임플란트는 현저한 단점을 나타낸다. 따라서, 디자인의 신뢰성 및 단순성을 제공하면서, 인접 척추체의 단부의 해부학 및 기하학적 형상 및 충전되어야하는 것으로 고려되는 추간 공간의 해부학 및 기하학적 형상을 수용하는 추간 임플란트에 대한 필요성이 존재한다. 특히, 척추뼈에 인가되는 높은 부하를 지지하기 위한 안정성을 제공하고, 환자에게 근사한 정상 운동 범위를 가능하게 하는 충분한 이동 성을 허용하며, 인접 척추뼈 사이의 축방향 압축을 제공하고, 충격 흡수 기능을 갖는 척추 디스크 임플란트에 대한 필요성이 존재한다. While each of the prostheses described above addresses some of the problems associated with intervertebral disc replacements, each implant presents a significant disadvantage. Thus, there is a need for intervertebral implants that accommodate the anatomy and geometry of the ends of adjacent vertebral bodies and the intervertebral space considered to be filled, while providing reliability and simplicity of design. In particular, it provides stability to support the high loads applied to the vertebrae, allows the patient sufficient mobility to allow a close range of normal movement, provides axial compression between adjacent vertebrae, and provides shock absorption. There is a need for vertebral disc implants.
본 발명은 디스크 높이 및 전만을 복원하고, 자연적 운동 범위를 가능하게 하며, 충격을 흡수하고, 운동 및 축방향 압축에 대한 내성을 제공하도록 바람직하게 설계된 추간판에 관련한다. 또한, 추간판은 척추의 경부, 흉부 또는 요부 영역에 사용될 수 있다. The present invention relates to an intervertebral disc, which is preferably designed to restore disc height and forefoot only, enable a natural range of motion, absorb shocks, and provide resistance to movement and axial compression. In addition, the intervertebral disc may be used in the cervical, thoracic or lumbar region of the spine.
추간판은 인접 척추뼈의 단부의 적어도 일부와 크기 및 형상이 바람직하게 부합되는 족문(footprint)을 가지는 본체를 포함한다. 추간판의 형상은 원형, 난형, 타원형, 강낭콩, 환형, C자형, D자형 등을 비제한적으로 포함한다. The intervertebral disc includes a body having a footprint that is preferably sized and shaped with at least a portion of the ends of adjacent vertebrae. The shape of the intervertebral disc includes, but is not limited to, round, ovoid, oval, kidney beans, annular, C-shaped, D-shaped, and the like.
일 실시예에서, 추간판의 본체는 상부 종판, 하부 종판 및 상부 및 하부 종판 사이에 배치된 탄성막을 포함한다. 대안적으로, 탄성막은 종판을 포위 또는 봉입할 수 있다. 탄성막은 상측 및 하측 종판과 조합하여 내부 공간(interior volume)을 형성한다. 디스크의 내부 공간은 상측 및 하측 종판에 부착된 적어도 하나의 스프링 요소를 포함한다. 양호하게, 스프링 요소는 하측 종판의 내면 상에 형성된 홈 또는 포켓 내에서 하측 종판에 부착되며, 스프링 요소의 상측 단부는 반구형 부재에 부착된다. 반구형 부재는 상측 종판의 내면에 형성된 소켓에 관절형으로 정합하도록 설계된다.In one embodiment, the body of the intervertebral disc includes an upper end plate, a lower end plate and an elastic membrane disposed between the upper and lower end plates. Alternatively, the elastic membrane can enclose or enclose the end plate. The elastic membrane is combined with the upper and lower end plates to form an interior volume. The inner space of the disk includes at least one spring element attached to the upper and lower end plates. Preferably, the spring element is attached to the lower end plate in a groove or pocket formed on the inner surface of the lower end plate, and the upper end of the spring element is attached to the hemispherical member. The hemispherical member is designed to articulate with a socket formed on the inner surface of the upper end plate.
이와 달리, 디스크는 각각 상측 종판으로부터 하측 종판까지 연장된 복수의 스프링 요소들이 제공될 수 있으며, 각각의 스프링 요소는 양 단부에 반구형 부재를 가지고 있어서 상측 및 하측 종판의 내면에 형성된 대응하는 소켓과 정합할 수 있다. 또한, 디스크는 일반적으로 디스크가 제1 스프링 요소 주변으로 균일하게 이격된 복수의 제2 스프링 요소로 둘러싸인 제1 스프링 요소를 포함하도록 구성될 수 있다. 제1 스프링 요소는 양호하게 주연 스프링 요소의 강성보다 더 큰 강성 및/또는 스프링 상수를 가진다.Alternatively, the disk may be provided with a plurality of spring elements each extending from the upper end plate to the lower end plate, each spring element having hemispherical members at both ends to mate with corresponding sockets formed on the inner surfaces of the upper and lower end plates. can do. The disc may also be configured such that the disc generally comprises a first spring element surrounded by a plurality of second spring elements spaced evenly around the first spring element. The first spring element preferably has a stiffness and / or a spring constant that is greater than the stiffness of the peripheral spring element.
또한, 디스크는 복수의 스프링 요소를 포함할 수 있으며, 스프링 요소의 일부만이 반구형 부재에 부착되고, 스프링 요소의 나머지는 상측 및 하측 종판에 부착될 수 있다. 예시적인 일 실시예에서, 제1 스프링 요소는 반구형 부재에 부착되며, 둘러싸는 주연의 제2 스프링 요소는 상측 및 하측 종판에 직접 부착된다.In addition, the disk may comprise a plurality of spring elements, with only a portion of the spring elements being attached to the hemispherical member and the rest of the spring elements being attached to the upper and lower end plates. In one exemplary embodiment, the first spring element is attached to the hemispherical member, and the surrounding circumferential second spring element is attached directly to the upper and lower end plates.
디스크는 모든 또는 하나의 스프링 요소 대신에 탄성중합 지주(strut) 또는 링을 포함할 수도 있다. 또한, 디스크는 케이싱 부재를 합체할 수 있다.The disk may include elastomeric struts or rings in place of all or one spring element. The disc can also incorporate a casing member.
디스크는 내부 공간 내에 배치된 유체를 포함하며 유체의 제거 및 삽입을 허용하는 밸브도 포함할 수 있다.The disk includes a fluid disposed within the interior space and may also include a valve to allow removal and insertion of the fluid.
상부 및 하부 종판은 티타늄, 스테인레스강, 티타늄 합금, 코발트-크롬 합금 또는 비정형 합금 같은 금속으로 형성되는 것이 바람직하다. 그러나, 대안적으로, 상부 및 하부 종판은 세라믹, 복합물, 폴리-에테르-에테르-케톤(즉, PEEK)이나 초고 분자량 폴리에틸렌(즉, UHMWPE) 같은 폴리머, 피질, 해면, 동종이식, 자가이식, 이종이식, 탈광물 또는 부분 탈광물 뼈를 포함하는 뼈, 또는 부하 지지 지지체로서 기능할 수 있는 소정의 다른 재료로 형성될 수 있다. 양호한 유체와 조합하여 종판을 위해 선택된 재료는 마모량을 감소시키고, 따라서, 관절의 수명을 증가시키도록 선택되는 것이 바람직하다. The upper and lower end plates are preferably formed of metals such as titanium, stainless steel, titanium alloys, cobalt-chromium alloys or amorphous alloys. Alternatively, however, the upper and lower end plates may be ceramics, composites, polymers such as poly-ether-ether-ketones (i.e.PEEK) or ultra high molecular weight polyethylene (i.e.UHMWPE), cortex, sponges, allografts, autografts, xenogenes. It may be formed of bone, including implanted, demineralized or partially demineralized bone, or any other material that can function as a load bearing support. The material selected for the endplate in combination with a good fluid is preferably selected to reduce the amount of wear and thus increase the life of the joint.
상부 및 하부 종판의 외면은 실질적으로 평탄, 쐐기 형상 등일 수 있다. 또한, 상부 및 하부 종판의 외면은 인접 척추뼈의 단부의 것과 실질적으로 일치하도록 시상 및 관상 평면내에 형성된 그 반경을 가지는 돔 형상이 될 수 있다. 돔 형상은 상부 및 하부 종판이 현장에서의 보다 양호한 결합을 위해 인접 척추뼈의 단부와 보다 양호하게 부합할 수 있게 한다. The outer surfaces of the upper and lower end plates may be substantially flat, wedge shaped, or the like. In addition, the outer surfaces of the upper and lower end plates may be dome shaped with their radii formed in the sagittal and coronal planes substantially coincident with those of the ends of adjacent vertebrae. The dome shape allows the upper and lower end plates to better match the ends of adjacent vertebrae for better engagement in the field.
또한, 추간판은 인접 척추뼈의 단부로부터, 그리고 그 내부에서의 종판의 이동, 분리 또는 축출을 방해하도록 종판 중 적어도 하나 또는 양자 모두의 외면상에 제공된 이주-저지 구조체를 포함한다. 이주-저지 구조체는 플랩, 스파이크, 치형부, 날개부(fin), 전개형 스파이크, 전개형 치형부, 가요성 스파이크, 가요성 치형부, 대안적인 형상의 치형부, 삽입 또는 확장형 날개부, 스크류, 고리, 톱니부, 리브 및 텍스쳐된 표면을 비제한적으로 포함한다. The intervertebral disc also includes a migration-stopping structure provided on the outer surface of at least one or both of the endplates to prevent movement, separation, or eviction of the endplates from within and within the adjacent vertebrae. The migration-stop structures may include flaps, spikes, teeth, fins, deployed spikes, deployed teeth, flexible spikes, flexible teeth, alternatively shaped teeth, insertion or extended wings, screws , Rings, teeth, ribs, and textured surfaces.
또한, 상부 및 하부 종판은 인접 척추뼈에 디스크를 영구적으로 고정하도록 골질 내부성장을 촉진하기 위한 물질을 도입 또는 유도하는 뼈 성장제로 피복되는 것이 바람직하다. 대안적으로, 상부 및 하부 종판은 조면화된 표면, 다공성 표면, 레이저 처리된 종판층을 갖거나, 골전도/골유도 골격을 포함하거나, 골질 내부성장을 촉진하도록 일체형 골전도 및/또는 골유도 재료를 갖거나 그로 이루어질 수 있다. 종판은 골질 내부성장의 양 및/또는 깊이를 제한하기 위한 부재 및/또는 배리어를 추가로 포함할 수 있다. In addition, the upper and lower end plates are preferably coated with a bone growth agent that introduces or induces a substance for promoting bone ingrowth to permanently secure the disk to adjacent vertebrae. Alternatively, the upper and lower end plates may have a roughened surface, a porous surface, a laser treated end plate layer, include a bone conduction / oskeletal skeleton, or integrate bone conduction and / or osteoinduction to promote bone internal growth. It may have or consist of a material. The end plate may further comprise a member and / or barrier to limit the amount and / or depth of bone ingrowth.
상부 및 하부 종판은 또한 임플란트 기구 부착, 안내 및 유지 구조체를 가질 수 있다. 예로서, 종판은 임플란트를 이식하기 위한 및/또는 인접 척추뼈를 신연하기 위한 구멍, 슬롯, 나사부 또는 도브테일(dovetail)을 가질 수 있다. 예로서, 디스크는 상부 및/또는 하부 종판에 형성된 슬롯을 포함할 수 있으며, 이 슬롯은 임플란트 삽입 기구, 신연기 또는 양자 모두를 수용하도록 형성된다. The upper and lower end plates may also have implant device attachment, guide and retention structures. By way of example, the endplate may have holes, slots, threads or dovetails for implanting and / or distracting adjacent vertebrae. By way of example, the disk may include slots formed in the upper and / or lower end plates, which slots are formed to receive the implant insertion mechanism, the distractor or both.
상부 및 하부 종판은 또한 관절연결면을 포함하고, 따라서, 보다 큰 이동도를 가지는 추간판을 제공하는 것이 바람직하다. 마모를 최소화하고, 미립자 생성을 감소시키며, 디스크 수명을 증가시키기 위해, 관절면은 표면 연마나 다이아몬드 마감, TiNi 마감 등 같은 유사한 마모 저감 마감을 포함하는 것이 바람직하다.The upper and lower end plates also include articulation surfaces, and therefore it is desirable to provide intervertebral discs with greater mobility. In order to minimize wear, reduce particulate production, and increase disk life, the joint surface preferably includes similar wear reduction finishes such as surface polishing, diamond finishes, TiNi finishes, and the like.
일부 실시예에서, 디스크의 내부는 일단부가 상측 및/또는 하측 단부에 부착되고 타단부는 미부착된 판 스프링을 포함할 수 있다. 판 스프링은 양 단부 사이에 배치되어 양호하게 종판들 중 하나의 내면과 정합, 관절 연결 및 활주하는 확대된 볼록형 중간 섹션을 포함한다. 양호하게, 판 스프링의 미부착 단부는 액슬(axle)에 의해 롤러에 부착되며, 액슬로 인해서 롤러가 자유롭게 회전하여 스프링이 수축할 때 판 스프링이 자유롭게 운동하게 된다.In some embodiments, the interior of the disc may include a leaf spring having one end attached to the upper and / or lower end and the other end unattached. The leaf spring includes an enlarged convex intermediate section disposed between both ends and preferably mating, articulating, and sliding with the inner surface of one of the end plates. Preferably, the unattached end of the leaf spring is attached to the roller by an axle, which causes the roller to rotate freely so that the leaf spring freely moves when the spring contracts.
일부 실시예에서, 디스크의 내부 공간은 상측 또는 하측 종판에 부착된 관절 부재를 포함한다. 관절 부재는 양호하게 중간 완충층에 의해 종판 중 하나에 부착된다. 완충층은 양호하게 탄성중합, 폴리머 섬유, 폴리우레탄, 실리콘, 또는 완충 특성을 가지는 다른 적절한 탄성 재료이다.In some embodiments, the interior space of the disc includes articulation members attached to the upper or lower endplate. The articulation member is preferably attached to one of the end plates by an intermediate buffer layer. The buffer layer is preferably elastomeric, polymeric fibers, polyurethane, silicone, or other suitable elastic material having cushioning properties.
다른 실시예에서, 디스크는 일반적으로 상측 종판, 하측 종판 및 상측과 하측 종판 사이에 배치된, 양호하게는 정합 표면을 포함하는 포켓 내에 배치된 가요성 코어를 포함한다. 가요성 코어는 양호하게 슬롯형 코어, 링 스프링, 날개형 판 스프링 또는 리프 스프링이다. 가요성 부재는 추간판에 가해진 하중 조건에 따라 수축/신장, 측방향 절곡, 축방향 회전 및/또는 병진 운동(traslation)을 제공하는 치수로 구성 될 수 있다.In another embodiment, the disc generally comprises an upper end plate, a lower end plate and a flexible core disposed in a pocket, preferably comprising a mating surface, disposed between the upper and lower end plates. The flexible core is preferably a slotted core, ring spring, vane leaf spring or leaf spring. The flexible member may be configured to provide dimensions to provide contraction / extension, lateral bending, axial rotation, and / or traslation depending on the load conditions applied to the intervertebral disc.
추간판은 가능한 경우, 모듈식으로 이식될 수 있거나, 예비조립되어 이식될 수 있다. 전위 전측위 또는 측위 수술 접근이 추간판을 이식하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 이식 대상 추간판에 따라서, 최소 침해 수술법 또는 유사한 신연기 및 이식 수술법이 사용될 수 있다. 또한 이식 대상 추간판에 따라서, 전종인대가 디스크에 또는 인접 척추체에 직접적으로 부착될 수 있다. 전종인대는 탈광물 또는 부분 탈광물된 동종이식, 자가이식, 이종이식체로 형성될 수 있다. 대안적으로, 전종인대는 엘라스토머 또는 편조된 폴리머 같은 생체친화성 재료로 형성될 수 있다. 추간판의 이식을 보조하기 위해, 추간판은 정렬 마커를 포함할 수 있다. The intervertebral disc may be implanted modularly if possible, or may be preassembled and implanted. Translocation anterior or sited surgical approaches can be used to implant the intervertebral discs. In addition, depending on the intervertebral disc to be implanted, minimally invasive surgery or similar distraction and transplant surgery may be used. In addition, depending on the intervertebral disc to be implanted, the entire ligament may be attached directly to the disc or to the adjacent vertebral body. The total ligament may be formed as a demineralized or partially demineralized allograft, autograft, xenograft. Alternatively, the whole ligament may be formed from biocompatible materials such as elastomers or braided polymers. To assist with the implantation of the intervertebral disc, the intervertebral disc may include an alignment marker.
본 발명을 예시 및 본 발명의 이해를 촉진하기 위해, 예시적 및 양호한 특징과 실시예를 첨부 도면에 개시하지만, 본 발명은 예시된 정확한 배열 및 수단에 한정되지 않으며, 다수의 도면 전반에서, 유사 참조 기호는 유사 요소를 지시하고 있다는 것을 이해하여야 한다.To illustrate the invention and to facilitate understanding of the invention, exemplary and preferred features and embodiments are set forth in the accompanying drawings, but the invention is not limited to the precise arrangements and instrumentalities illustrated, and throughout the drawings, similar It should be understood that reference signs indicate similar elements.
도1은 본 발명에 따른 인공 추간판의 제1 실시예의 사시도이다.1 is a perspective view of a first embodiment of an artificial intervertebral disc according to the present invention.
도2는 선 A-A를 따라 취한 도1의 인공 추간판의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of the artificial intervertebral disc of FIG. 1 taken along line A-A.
도2a는 선 A-A를 따라 취한 도1의 인공 추간판의 대안적인 단면도이다.2A is an alternative cross-sectional view of the artificial intervertebral disc of FIG. 1 taken along line A-A.
도2b는 선 A-A를 따라 취한 도1의 인공 추간판의 대안적인 단면도이다.FIG. 2B is an alternative cross sectional view of the artificial intervertebral disc of FIG. 1 taken along line A-A. FIG.
도2c는 선 A-A를 따라 취한 도1의 인공 추간판의 대안적인 단면도이다.2C is an alternative cross-sectional view of the artificial intervertebral disc of FIG. 1 taken along line A-A.
도2d는 선 A-A를 따라 취한 도1의 인공 추간판의 대안적인 단면도이다.FIG. 2D is an alternative cross sectional view of the artificial intervertebral disc of FIG. 1 taken along line A-A. FIG.
도3a는 본 발명에 따른 전개형 스파이크의 측면도이다.3A is a side view of a deployed spike in accordance with the present invention.
도3b는 본 발명에 따른 다른 전개형 스파이크의 측면도이다.3B is a side view of another deployed spike in accordance with the present invention.
도3c는 본 발명에 따른 가요성 스파이크의 단면도이다.3C is a cross-sectional view of the flexible spike in accordance with the present invention.
도3d는 본 발명에 따른 대안적인 형상의 치형부의 측면도이다.3D is a side view of an alternatively shaped tooth in accordance with the present invention.
도3e는 본 발명에 따른 앵커의 측면도이다.3E is a side view of an anchor according to the present invention.
도4는 본 발명에 따른 인공 추간판의 제2 실시예의 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a second embodiment of an artificial intervertebral disc according to the present invention.
도4a는 도4의 인공 추간판의 판 스프링 및 롤러의 측면도이다.4A is a side view of the leaf spring and roller of the artificial intervertebral disc of FIG.
도5는 본 발명에 따른 인공 추간판의 제3 실시예의 단면도이다.5 is a sectional view of a third embodiment of an artificial intervertebral disc according to the present invention.
도6은 본 발명에 따른 인공 추간판의 제4 실시예의 사시도이다.6 is a perspective view of a fourth embodiment of an artificial intervertebral disc according to the present invention.
도7은 본 발명에 따른 인공 추간판의 제5 실시예의 사시도이다.7 is a perspective view of a fifth embodiment of an artificial intervertebral disc according to the present invention.
도8은 본 발명에 따른 인공 추간판의 제6 실시예의 사시도이다.8 is a perspective view of a sixth embodiment of an artificial intervertebral disc according to the present invention.
도9는 본 발명에 따른 인공 추간판의 제7 실시예의 단면도이다.9 is a sectional view of a seventh embodiment of an artificial intervertebral disc according to the present invention.
도9a는 본 발명에 따른 인공 추간판의 제7 실시예의 다른 단면도이다.9A is another cross-sectional view of the seventh embodiment of an artificial intervertebral disc according to the present invention.
도9b는 도9a에서 도시된 제7 실시예의 전개도이다.9B is an exploded view of the seventh embodiment shown in FIG. 9A.
도9c는 도9a에서 도시된 제7 실시예의 전개도이다.9C is an exploded view of the seventh embodiment shown in FIG. 9A.
도10은 본 발명에 따른 추간판의 제8 실시예의 개략도이다. 10 is a schematic diagram of an eighth embodiment of an intervertebral disc according to the present invention.
임의의 광범위하게 다른 임플란트 구조체가 본원에 개시된 추간판의 예시적인 예에 의해 도시된 기술에 따라 준비될 수 있다. 본 발명의 추간판은 척추 전만 및 디스크 높이를 회복하고, 자연적인 범위의 움직임, 충격 흡수를 허용하고, 움직임 및 축방향 압축에 대한 저항성을 제공하도록 바람직하게 설계된다.Any widely different implant structure can be prepared according to the techniques shown by illustrative examples of the intervertebral discs disclosed herein. The intervertebral discs of the present invention are preferably designed to restore spinal lordosis and disc height, to allow a natural range of motion, shock absorption, and to provide resistance to movement and axial compression.
추간판은 척수의 경부, 흉부 및 요부 영역에서 사용하기 위해 치수 설정되고 구성되는 것이 바람직하다. 또한, 추간판은 각각의 환자에 대해 제작되어 개별 환자에 적합한 디스크 특징을 허용한다. 예로서, 디스크의 코어는 각각의 개별 환자에 대한 소정의 특성을 생성하도록 상이한 조립체, 상이한 성분 및/또는 다양한 유형의 재료를 포함할 수 있다.The intervertebral disc is preferably dimensioned and configured for use in the cervical, thoracic and lumbar regions of the spinal cord. In addition, intervertebral discs are made for each patient to allow for disc characteristics appropriate for the individual patient. By way of example, the core of the disc may comprise different assemblies, different components and / or various types of materials to create certain properties for each individual patient.
또한, 추간판은 굽힘, 신전, 측방향 굴곡, 회전 및 병진 운동을 허용할 수도 있다. 굽힘은 관절 또는 신체의 2개의 부분을 굴곡 위치로 유도하는 운동이고, 척수에서는 이는 척수가 직선화를 개시하여 전방 굽힘으로 이동하는 운동이다. 신전은 2개의 부분을 서로로부터 이격하여 견인하는 운동이고, 척수에서는 이는 척수가 직선화를 개시하여 후방 굴곡으로 이동하는 운동이다. 측방향 굴곡은 측방향 측부를 향한 굴곡 운동이고, 척수에서는 이 운동은 일반적으로 굴곡(측방향) 및 쌍 회전(coupled rotation)을 수반한다. 회전은 척수의 일부의 척추의 축에 대한 비틀림, 회전 또는 선회를 초래하는 운동이다. 병진 운동은 일반적으로 척추의 축에 대해 횡단방향인 제한된 운동이다.The intervertebral disc may also allow bending, extension, lateral flexion, rotation and translational movement. Bending is the motion that leads the joint or two parts of the body to the bend position, where in the spinal cord it is the motion that the spinal cord initiates straightening and moves to forward bending. An extension is a motion in which two parts are pulled apart from each other, and in the spinal cord, this is the motion in which the spinal cord begins to straighten and move to posterior flexion. Lateral flexion is a flexion movement toward the lateral side, and in the spinal cord this movement generally involves flexion (lateral) and coupled rotation. Rotation is a motion that causes twisting, rotation, or turning about the axis of the spine of a portion of the spinal cord. Translational motion is generally a limited motion transverse to the axis of the spine.
부가적으로, 자연 추간판과 유사하게, 인공 추간판은 이동 순간 회전축을 허용하는 것이 바람직하다. 평면 움직임시의 신체의 매순간에는, 신체 내에 라인 또 는 이동하지 않는 이 라인의 가상 신연이 존재한다. 순간 회전축은 이 라인이다. 이동 순간 회전축은 상이한 부하 조건의 결과로서 이동(즉, 병진 운동)하기 위한 순간 회전축의 능력, 달리 말하면 순간 회전축의 위치가 디스크에 대해 이동하는 것을 지칭한다. 척수의 요부 영역에 대한 이동 순간 회전축의 바람직한 평균 위치는 바람직하게는 디스크 공간의 후위 반부 또는 인접(상위 또는 하위) 종판의 근위측에 있고, 바람직하게는 하위/후미 종판의 근위측에 있으며, 척수의 흉부 영역에 대한 이동 순간 회전축의 바람직한 평균 위치는 바람직하게는 디스크 공간의 하위 부분 및 척추관 내로 후위측으로 연장하는 후미 척추체의 근위측에 있고, 척수의 경부 영역에 대한 이동 순간 회전축의 바람직한 평균 위치는 후미 척추체의 후위 반부에 있는 것이 바람직하다.In addition, similar to the natural intervertebral disc, it is desirable that the artificial intervertebral disc allows for a rotational axis of movement. At every moment of the body in planar motion, there is a virtual distraction of the line or of this line which does not move in the body. The instant axis of rotation is this line. The moment of rotation axis of rotation refers to the ability of the momentary axis of rotation to move (ie, translational movement) as a result of different loading conditions, in other words the position of the momentary axis of rotation relative to the disc. The preferred mean position of the axis of rotation of the moment of rotation with respect to the lumbar region of the spinal cord is preferably at the proximal side of the posterior half or adjacent (upper or lower) endplates of disc space, preferably at the proximal side of the lower / rear endplates, The preferred average position of the moment of rotation axis relative to the thoracic region of is preferably at the lower part of the disc space and the proximal side of the trailing vertebral body extending posteriorly into the spinal canal, and the preferred mean position of the moment of rotation axis relative to the cervical region of the spinal cord is It is preferred to be in the posterior half of the trailing vertebral body.
또한 자연 추간판과 유사하게, 인공 추간판의 응답 특성은 바람직하게는 비선형적이다. 예로서, 연속적인 축방향 압축에 응답하여, 인공 추간판은 바람직하게는 압축량을 비선형적으로 증가시킴으로써 이어지는 큰 초기 압축량을 경험한다.Also similar to natural intervertebral discs, the response characteristics of artificial intervertebral discs are preferably nonlinear. As an example, in response to continuous axial compression, the artificial intervertebral disc preferably experiences a large initial compression amount followed by nonlinearly increasing the compression amount.
첨부 도면을 참조하여, 인공 추간판의 바람직한 실시예 및 특징을 상세히 설명한다. 그러나, 특정 실시예 및 특징의 이들 설명은 단지 예시적인 것이라는 것을 주의해야 한다. 다양한 실시예의 하나 이상의 특징 또는 요소는 조합되거나 또는 단독으로 사용될 수도 있고, 다양한 실시예의 변경, 뿐만 아니라 다른 실시예가 고려될 수 있고 본 기술 분야의 숙련자에게 명백할 수 있는 것으로 고려된다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments and features of an artificial intervertebral disc are described in detail with reference to the accompanying drawings. However, it should be noted that these descriptions of specific embodiments and features are merely illustrative. One or more features or elements of the various embodiments may be combined or used alone, and it is contemplated that variations of the various embodiments, as well as other embodiments, may be contemplated and will be apparent to those skilled in the art.
도1을 먼저 참조하면, 인공 추간판(10; artificial intervertebral disc)의 예시적인 제1 실시예의 사시도가 도시된다. 도시된 바와 같이, 디스크(10)는 전위 측부(11), 후위 측부(13) 및 제1 및 제2 측방향 측부(15, 17)를 각각 구비하는 일반적으로 강낭콩 형상 족문을 갖는다. 전위 측부(11) 및 측방향 측부(15, 17)는 모두 실질적으로 볼록형이고, 후위 측부(13)는 실질적으로 오목형이다. 그러나, 디스크(10)는 한정적인 것은 아니지만 원형, 난형, 타원형, 환형, D자형, C자형 등을 포함하는 인접 척추체와 기하학적 및 해부학적으로 바람직하게 합치하는 다른 형상을 취할 수도 있다.Referring first to FIG. 1, there is shown a perspective view of a first exemplary embodiment of an artificial
도시된 바와 같이, 추간판(10)은 상부 종판(20), 하부 종판(22) 및 중간 탄성막(24)을 구비하고, 상기 탄성막(24)은 일반적으로 상부 종판(20)으로부터 하부 종판(22)으로 연장되고, 바람직하게는 디스크(10)의 외주부에 인접하여 위치된다. 대안적으로, 탄성막(24)은 상부 및 하부 종판(12, 14)을 둘러싸고 및/또는 봉입할 수도 있다. 탄성막(24)은 상부 및 하부 종판(20, 22)과 조합하여 내부 체적을 규정할 수도 있다. As shown, the
탄성막(24)은 폴리우레탄, 실리콘, 편조 폴리머와 같은 엘라스토머, 또는 본 기술 분야에 공지된 임의의 다른 적절한 탄성 재료로 형성된다. 탄성막(24)은 디스크의 내부 내외로 유체가 유동할 수 있도록 투과성 또는 반투과성일 수도 있다(이하에 더 상세히 설명됨). 다르게는, 막은 비투과성이다. 바람직하게는, 탄성막(24)은 상부 및 하부 종판(12, 14) 사이의 병진 운동을 저지할 수도 있고 또한 종판(12, 14) 사이의 연성 조직 내부성장을 방지할 뿐만 아니라 내부 체적 내에 발생된 임의의 마모 입자를 포함할 수도 있다. 탄성막(24)은 한정적인 것은 아니지만 접합제, 초음파 용접, 스크류, 못, 기계적 웨징 및 핀을 포함하는 본 기술 분야에 공지된 임의의 고정 방법에 의해 상부 및 하부 종판(22)에 부착될 수도 있다.The
대안적으로, 탄성막(24)은 "아코디언" 형상을 취하는 벨로우즈(bellows)의 형태일 수도 있어 다양한 부하 조건 하에서 팽창 및 수축되는 것이 가능하다. 벨로우즈는 각각의 종판(12, 14) 내에 형성된 원형 홈에 한정되는 것은 아니지만, 접합제, 초음파 용접, 스크류, 못, 기계적 웨징 및 핀을 포함하는 본 기술 분야에 공지된 임의의 방법에 의해 상부 및 하부 종판(12, 14)에 견고하게 부착될 수도 있다. 바람직하게는, 벨로우즈는 금속으로 제조되지만, 엘라스토머 또는 폴리머와 같은 다른 재료가 사용될 수도 있다. 다른 실시예에서, 막(16)은 공지된 기술로 알 수 있는 바와 같이 임의의 적절한 비탄성 재료로 제조될 수 있다.Alternatively, the
도2에 디스크(10)의 내부(26)가 도시되었다. 양호하게, 디스크(10)의 내부(20)는 적어도 하나의 스프링 요소(30)를 포함하며, 스프링 요소(30)는 길이 방향 축을 가질 수 있다. 스프링은 그 길이 방향 축이 상측 및 하측 종판(20, 22)에 의해 형성되는 평면에 대략 직각으로 지향되도록 지향될 수 있다. 이와 달리, 스프링은 그 축이 상측 및 하측 종판 중 적어도 하나과 예각을 형성하도록 지향될 수 있다. 스프링 요소는 하측 종판(22)의 내면(40)에 형성된 홈 또는 포켓 내에 있는 하측 종판(22)과 접촉하는 제1 단부를 가질 수 있다. 이러한 포켓 또는 홈은 종판에 대해서 스프링이 측방향으로 변위하는 것을 방지할 수 있다. 스프링 요소(30)의 상측 단부는 스프링 결합면(33) 및 대향된 대략 구형면(35)을 가지는 관절 부재(34)와 결합할 수 있다. 스프링 요소(30)는 접착제, 초음파 용접, 나사, 못, 가압 끼움 및 핀 등을 포함지만 이에 제안되지 않는 종래 기술에 공지된 적절한 고정 방 법을 이용하여 포켓(32) 및/또는 관절 부재(34)에 고정될 수 있다. 이와 달리, 스프링 요소(30) 및 관절 부재(34)는 일체형으로 형성될 수 있다.2, the
관절 부재(34)의 구형면(35)은 상측 종판(20)의 내면(38)에 형성된 대응하는 형상을 가지는 소켓(36) 내에 관절 연결되도록 구성될 수 있다. 관절 부재(34)와 소켓(36) 간의 경계부는 볼 및 소켓 형태의 연결에 가까우며, 구형 관절 부재(34)는 소켓(36) 내에서 관절 연결될 수 있다. 원하는 관절 연결의 형태 및 양은 관절 부재(34)와 소켓(36) 상에 제공된 구형면(35)의 곡률과 원호를 따른다. 예를 들어, 만약 구형면(35)이 소켓(36)과 동일한 반경을 가진다면, 디스크(10)는 더 큰 지지를 제공하지만 운동에는 더 많은 제약이 있다. 이와 달리, 만약 소켓(36)이 구형면(35)보다 더 큰 반경을 가진다면, 디스크(10)는 더 증가된 관절 연결 및/또는 병진 운동을 제공할 수 있다.The
다른 실시예에서, 소켓(36)은 관절 부재(34)가 소켓 내에서 병진 운동할 수 있록 하는 평활부를 합체하여 하측 종판(22)에 대해서 상측 종판(20)이 병진 운동할 수 있도록 한다. 이러한 병진 운동을 제공하여, 디스크(10)는 회전축이 즉각 운동하도록 할 수 있다. 관절 부재(34)와 소켓(36)이 구형 외의 외형을 가지므로 소정의 관절 운동을 얻을 수 있다. 이러한 다른 외형은 타원형 또는 달걀형, 및 관절 부재와 소켓이 적어도 두 개의 분리된 또는 함께 공동으로 이어진 구형 세그먼트를 포함할 수 있는 다중 구형을 포함할 수 있다. 또한, 관절 부재(34)와 소켓(36)이 일반적으로 그 각각의 표면과 정합할 수 있는 외형을 가지는 것으로 도시되었지만, 대응하는 표면들은 상측 및 하측 종판(20, 22) 사이의 소정의 관절 연결의 운동성을 얻기 위해 임의의 적절한 형상을 취할 수 있다.In another embodiment, the
디스크(10)가 상측 종판(20)과 관련된 소켓(36) 및 하측 종판(22)과 관련된 관절 부재(34)를 가지는 것으로 도시되었지만, 요소들은 그 대신 소켓(36)과 관절 요소(35)가 각각 하측 및 상측 종판과 관련되도록 역전될 수 있다. 또한, 소켓 부재는 중공의 구형 내면을 가지는 단일 종판을 제공하는 바와 같이 각각의 종판과 일체형으로 제공될 수 있다. 또한, 소켓 부재와 관절 부재는 초고분자량 폴리에틸렌 등의 중합체, 티타늄, 스테인레스 스틸 등의 종래 기술에 공지된 임의의 적절한 재료를 포함할 수 있다. 또한, 관절 표면은 마모를 최소화하고 입자 생성을 감소시키며 디스크의 수명을 연장하기 위해 표면 연마 또는 다이아몬드 마감, TiNi 마감 등의 유사한 마모 경감용 마감을 포함할 수 있다.Although the
스프링 요소(30)는 나선형 스프링, 코일 스프링, 판 스프링 또는 판 스프링 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 종래 기술에 공지된 임의의 적절한 탄성 부재를 포함할 수 있다. 또한, 스프링 요소(30)는 크로뮴 합금, 티타늄 합금, 스테인리스 스틸, 형상 기억 합금, 및 비정질 합금 등의 금속 또는 폴리머, 복합체를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 스프링 요소(30)는 직렬, 병렬, 또는 직렬과 병렬의 조합으로 제공된 두 개 이상의 개별 스프링 요소들을 포함할 수 있다. The
그러나, 특정 스프링 요소의 선택은 특정 환자의 필요에 따르며, 선택된 스프링은 환자의 정상적인 추간판의 특성을 모방하거나 특정한 과정에 요구되는 바대로 적절해야 한다. 그러므로, 축방향 압축과 횡방향 절곡에 적절한 강성을 가지는 스프링은 다음과 같은 범위를 제공하도록 선택된다. 수축/신장 : 약 0 Nm/deg 내 지 약 8 Nm/deg, 측방향 절곡 : 약 - Nm/deg 내지 약 5 Nm/deg, 압축 약 100 내지 500N/mm. 또한, 선택된 스프링의 외경은 약 5 mm 내지 30 mm이며, 스프링의 높이는 약 7.5 mm 내지 12 mm이다. 전술된 사항은 대표적인 치수이며, 사용되는 스프링은 특정 환자에 적절한 임의의 크기, 형상, 강도 및 가요성을 가질 수 있음을 알아야 한다.However, the choice of a particular spring element depends on the needs of a particular patient, and the selected spring must be appropriate as it is required for a particular procedure or to mimic the characteristics of a patient's normal intervertebral discs. Therefore, a spring with stiffness suitable for axial compression and lateral bending is selected to provide the following range. Shrinkage / extension: about 0 Nm / deg to about 8 Nm / deg, lateral bending: about −Nm / deg to about 5 Nm / deg, compression about 100 to 500 N / mm. In addition, the outer diameter of the selected spring is about 5 mm to 30 mm, and the height of the spring is about 7.5 mm to 12 mm. It is to be understood that the foregoing is representative dimensions and that the springs used may have any size, shape, strength and flexibility appropriate for the particular patient.
관절 표면과 조합하여 스프링 요소를 사용하면 상측 및 하측 종판(20, 22) 사이의 관절 연결, 병진 운동 및 압축/완충의 조합을 제공하여 회전축이 즉시 운동할 수 있게 한다. 관절 연결은 관절 부재(35) 및 소켓(36)의 상호작용 및/또는 적어도 하나의 스프링 요소(30)를 절곡시켜 제공될 수 있다. 압축 및 완충은 스프링 요소(30)에 의해 제공될 수 있으며, 병진 운동은 관절 부재(34)가 소켓(36) 내에서 병진 운동을 하도록 평활부를 가지는 소켓의 선택을 통하여, 또는 스프링 요소를 절곡시켜 제공될 수 있다.The use of a spring element in combination with the articulation surface provides a combination of articulation, translational motion and compression / buffering between the upper and
도2a에 복수의 내부 스프링 요소(30)를 포함하는 디스크(10)가 도시되며, 각각의 스프링 요소(30)는 스프링 요소의 길이 방향 축이 각각의 종판(20, 22)에 의해 형성된 평면에 대략 직각으로 지향되도록 상측 종판(20)으로부터 하측 종판(22)까지 연장된다. 이와 달리, 일 이상의 스프링(30)은 그 길이 방향 축이 일 이상의 종판의 평면에 대해서 예각을 형성하도록 지향될 수 있다.In figure 2a a
복수의 스프링 부재(30)는 균일한 완충, 하중 지지, 장력/압축 저항을 제공하도록 적절한 구성으로 배열될 수 있거나, 스프링 요소(30)는 다른 것과 비교하여 디스크의 일측면(예를 들어, 전방, 후방) 상의 충격 및/또는 압축에 더 커진 저항 을 나타내도록 전략적으로 배치될 수 있다. 그러나, 양호하게 디스크(10)는 적어도 하나의 중앙 스프링 요소(30)와 중앙 스프링(30)으로부터 이격된 적어도 하나의 주연 스프링 요소(30)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 단일의 중앙 스프링 요소는 복수의 주연 스프링 요소에 의해 둘러싸인다. 중앙 및 주연 스프링 요소(30)는 대략 동일한 강성을 가지거나 그 강성은 다를 수 있다. 양호하게, 중앙 스프링 요소(30)는 주연 스프링 요소(30)의 강성보다 더 큰 강성을 가질 수 있다. 이러한 배열로 인해서 디스크는 축방향 압축 진행 중에 1차 완충과 저항을 제공하는 중앙 스프링 및 축방향 압축의 후속 단계 중에 2차 완충과 저항을 제공하는 주연 스프링 요소(30)를 가지게 된다. 이로써 환자 본래의 디스크의 반응을 가깝게 모방할 수 있는 압축 하중에 응답하는 원하는 비선형 응답을 제공한다.The plurality of
도2a에 각각의 요소(30)가 상측 및 하측 종판(20, 22)과 관련된 제1 및 제2 단부를 가지는 것으로 도시된다. 각 스프링의 제1 및 제2 단부는 전술된 바와 같이 상측 및 하측 종판(20, 22)의 내면에 형성된 대응하는 구형 소켓(36)과 정합하는 구조로 된 관련된 구형 관절 부재(34)를 가질 수 있다. 스프링과 관절 부재의 조합으로 인해 상측 및 하측 종판(20, 22)이 서로에 대해서 운동할 수 있다. 예를 들어, 관절 부재(34)는 상측 및 하측 종판(20, 22)이 만약 스프링의 단부가 종판에 강성으로 연결될 경우 존재하는 스프링 요소(30) 내의 저항성 있는 비틀림 발생 없이 서로에 대해서 관절 연결될 수 있도록 관련된 소켓(36) 내에서 관절 연결될 수 있다. 이와 달리, 각각의 스프링 요소(30)는 일단부에서 관절 부재(34)에만 부착될 수 있고, 타단부는 전술된 바와 같이 상측 또는 하측 종판(20, 22)에 부착된다.In FIG. 2A each
도2b를 참조하면, 디스크(10)는 제1 스프링 요소(30)의 일단만 구형 관절 요소(34)를 포함하고, 제1 스프링 요소(30)의 타단 및 제2 스프링 요소(30)의 양단은 상부 및 하부 종판(20, 22) 내의 대응 포켓 또는 요홈 내에 설치되는 복수의 스프링 요소(30)를 포함할 수 있다(이 요홈들의 배열 및 연결, 및 관련 스프링 요소는 도2의 실시예에 대해 전술된 바와 같음). 도2b에 도시된 바와 같이, 제1 스프링 요소(30)는 상부 종판 또는 하부 종판(20, 22)에 위치된 대응 소켓(36)과 어울리는 반구형 요소(34)에 부착되는 것이 바람직하다. 제1 스프링 요소(30)를 둘러싸는 복수의 제2 스프링 요소(30)는 전술한 바와 같이 상부 및 하부 종판(20, 22)에 직접 부착된다. 일 실시예에서, 제1 스프링은 하나의 반구형 요소(34)에 부착될 수 있고, 복수의 제2 스프링 요소(30)는 두 개의 반구형 요소(34)에 부착될 수 있다. 전술한 실시예와 같이, 스프링의 수, 강성 및 배열뿐 아니라 관절 요소 및 소켓(36)의 선택과 배치는 적절한 조합으로 이루어질 수 있어서 표준 추간판의 특성에 가능한 근접되게 모방하도록 적절히 제공하거나 특별한 절차에 적절한 특성을 제공하는 어떤 조합으로 이루어질 수 있다. Referring to FIG. 2B, the
도2c를 참조하면, 디스크(10)는 중심 스프링 요소(30)의 주위에 위치된 엘라스토머 스트럿(54)을 포함할 수 있다. 스트럿(54)은 종축 및 제1 단부와 제2 단부를 가지고, 각 단부는 상부 종판 또는 하부 종판(20, 22)와 합체될 수 있다. 엘라스토머 스트럿(54)은 변위에 저항하도록 상부 및 하부 종판(20, 22)의 합체된 내면(38, 40)에 형성된 홈(32)에 위치될 수 있다. 엘라스토머 스트럿(54)은 예를 들면, 압축력 저항 및 충격 흡수를 갖는 디스크(10)를 제공하고 움직임에 저항하도록 전술한 주연 스프링 요소(30)로서 필수적으로 동일한 기능을 제공할 수 있다. 엘라스토머 스트럿(54)은 당 업계에서 공지되었지만 폴리우레탄 또는 실리콘에 제한되지 않는 적절한 물질로 형성될 수 있다. 많은 개별 스트럿(54)이 제공될 수 있고, 개별 스트럿은 종판에 대해 적절한 강성 또는 저항 지지를 제공하기 위해 다양한 형상을 취할 수 있다. 따라서, 스트럿(54)은 원통형, 정방형, 직사각형 등이 될 수 있고, 원형, 삼각형, 타원형 등의 적절한 단면을 가질 수 있다. 스트럿은 또한, 연속적 또는 불연속적 단면이 제공될 수 있고, 대안적인 엘라스토머 및 금속 또는 중합체 층을 갖는 등의 여러 물질 층으로 이루어질 수 있다. 스트럿(54)은 또한, 중공일 수 있고, 링 형상일 수 있다. 링 형상의 스트럿(54)은 제1 스프링 요소(30)의 적어도 일부를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 앞선 실시예에서와 같이, 스트럿(54)의 단부는 가압 끼워 맞춤, 접착제 등을 포함하는 당 업계의 적절한 방법을 이용해서 종판에 연결될 수 있다. 하나 이상의 스트럿은 또한, 관련 홈 또는 홈들 내에서 이동되도록 제공될 수 있다. 스트럿(54)의 배열, 수 및 형상은 임계적이지 않지만, 대신에 환자의 표준 추간판의 특성을 모방하거나 특별한 절차에 적합한 특성을 제공하는 디스크(10)를 제공하도록 하는 어떤 조합일 수 있다.Referring to FIG. 2C, the
종판(20, 22)의 내면(38, 40)은 종판에 엘라스토머를 성형하는 것 등에 의한 제조 동안 상부 및 하부 종판(20, 22)의 대응면 내로 엘라스토머 스트럿(50)가 통합되도록 다공성일 수 있다. 막 및/또는 차단벽(barrier)은 또한, 종판(20, 22) 내에 포함되어 함침(impregnation) 및 뼈의 내부 성장(bony ingrowth) 각각의 깊이를 제한한다.The
본 발명의 디스크(10)는 또한, 막(24) 및 밸브(도시되지 않음)를 포함할 수 있고, 밸브는 디스크(10)의 내부로의 접근을 제공하여 액체가 디스크(10)의 내부(26)로 분사되거나 디스크(10)로부터 제거된다. 밸브는 당 업계에서 숙련된 자에게 공지된 바와 같이 일방향 밸브인 것이 바람직하고, 따라서 유체가 분사되면 디스크(10)의 내부(26)로부터 탈출될 수 없다. 바람직하게는, 밸브는 탄성막(24)을 통해 배치되지만, 밸브는 상부 종판 및/또는 하부 종판(20, 22)을 통해 배치될 수도 있다. 밸브가 상부 종판 및/또는 하부 종판(20, 22) 상에 배치될 경우, 통로는 디스크(10)의 내부(26)와 밸브를 상호 연결하도록 포함하는 것이 바람직하다.The
유체는 디스크(10)의 축 압축 동안, 충분히 충격 흡수를 제공하는 가스, 액체, 겔 또는 다른 조합일 수 있는 반면, 관절 또는 상부 종판(20)과 하부 종판(22)의 움직임을 서로에 대해 제한할 수 있다. 바람직하게는 유체는 식염수 또는 탄산수 등의 비압축성이다. 보통, 유체는 인접 척추 사이에 디스크(10)를 삽입하기 전에 디스크(10)의 내부(26)로 분사될 수 있다. 또한, 유체는 인접 척추 사이에 디스크(10)의 삽입 및 수반되는 분산(distraction)을 촉진하기 위해 제자리에 분사될 수 있다. 디스크(10)의 강성 및 분산 능력은 디스크(10)의 내부(26)로 분사된 유체의 양의 작용일 수 있다. 일반적으로, 디스크(10)의 내부(26)로 유체가 더 제공되면, 디스크(10)는 더 강성이 되고 분산 능력은 더 커진다. 또한, 유연성 및 증가된 관절는 디스크(10) 내부(26)의 일부만 채움에 의해 실현될 수 있다. 결국, 유체로 디스크(10)의 내부(26)를 변동 가능하게 채우는 것은 디스크(10)의 전체 높이 H가 개별 환자의 필요에 의해 요구됨에 따라 변동될 수 있다.The fluid may be a gas, liquid, gel or other combination that provides sufficient shock absorption during axial compression of the
디스크(10)가 이식되는 척추의 위치에 따라 디스크(10)는 약 4㎜ 내지 약 26㎜ 사이의 범위의 높이로 복구되는 것이 바람직하다. 또한, 디스크(10)는 약 0°내지 20° 사이의 범위의 척추 전만(lordosis)으로 복구되는 것이 바람직하다. 디스크(10)는 또한, 약 1Nm/deg 내지 약 11Nm/deg의 축 회전, 약 0Nm/deg 내지 약 7Nm/deg의 굴곡/연장 및 약 0Nm/deg 내지 약 5Nm/deg의 종 굽힘의 강성을 회복한다. 또한, 디스크(10)는 약 100N/㎜ 내지 약 5000N/㎜의 압축 강성, 및 약 50N/㎜ 내지 약 1000N/㎜의 인장 강성을 제공하는 것이 바람직하다. 또한, 디스크(10)가 장착되는 척추의 위치에 따라, 추간판(10)은 약 5°내지 약 45°의 굴곡/연장, 약 3°내지 약 33°의 종 굽힘 및 약 1°내지 약 60°의 축 회전의 운동 범위를 허용하는 것이 바람직하다. 추가판(10)은 또한, 약 0.2㎜ 내지 약 2㎜ 범위의 축 압축을 허용하는 것이 바람직하다.Depending on the location of the spine where the
바람직하게는, 상부 및 하부 종판(20, 22)은 티타늄, 스테인리스 강, 티타늄 합금, 코발트-크로뮴 합금, 형상 메모리 합금(shape memory alloy) 또는 비결정질 합금 등의 금속으로 이루어진다. 또한, 상부 및 하부 종판(20, 22)은 강성 중합체, 피크(PEEK) 또는 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE; Ultra High Molecular Weight Polyethylene), 세라믹, 복합체, 피질(cortical), 망상 조직(cancellous), 타가 이식(allograft), 자가 이식(autograft), 이종 이식(xenograft), 탈광물질되거나 부분적으로 탈광물질된 뼈를 포함하는 뼈, 또는 하중 지지부로서 제공되는 다른 적절한 물질을 포함하는 중합체로 형성될 수 있다. 종판용으로 선택된 물질은 마모가 최소화되는 것으로 선택되는 것이 보다 바람직하다.Preferably, the upper and
또한, 본 발명의 추간판 내의 관절면은 마모를 최소화하고, 입자 생성을 감소시키고, 디스크 수명을 증가시키는 다이아몬드 처리, TiNi 처리 등의 표면 연마 또는 유사한 마모 감소 처리를 포함한다.In addition, the articular surface in the intervertebral disc of the present invention includes a surface polishing or similar wear reduction treatment such as diamond treatment, TiNi treatment or the like, which minimizes wear, reduces particle formation, and increases disk life.
상부 및 하부 종판(20, 22)의 외면은 대략 평평한 웨지 형상 등일 수 있다. 상부 및 하부 종판(20, 22)의 외면은 또한, 인접 척추의 단부 형사에 대략 맞도록 시상 봉합(sagittal) 면 및 두정(coronal) 면에 형성된 반경을 가져 제저리에 더 잘 결합되도록 하는 돔 형상일 수 있다.The outer surfaces of the upper and
또한, 도1에 도시된 바와 같이, 디스크(10)는 상부 및 하부 종판(20, 22)의 외면 상에 스파이크(spike)(18)와 같은 구조 등의 이동 방지 형상(migration resistant feature)을 포함할 수 있다. 이동 방지 형상은 인접 척추의 단부의 관통 및/또는 변형의 결과로써 기계적인 상호 잠금을 제공함에 의해 인접 척추의 단부와 디스크(10)의 맞물림을 촉진할 수 있다. 스파이크(18)에 의해 부과되는 초기의 기계적 안정성은 예를 들면, 디스크(10)의 후작용 비안정성, 이동, 제거(dislodging) 또는 배제(expulsion)의 위험을 최소화한다. 다른 이동 방지 형상은 제한 없이 상부 및 하부 종판(20, 22) 상에 플랩(flap), 티쓰(teeth), 전개 가능한 티쓰(deployable teeth), 전개 가능한 스파이크, 가소성 스파이크, 가소성 티쓰, 핀(fin), 삽입 가능한 또는 전개 가능한 핀, 앵커(anchor), 나사, 릿지(ridge), 세레이션(serration) 또는 다른 유사한 구조를 포함할 수 있다. 도3a에 도시된 바와 같이, 전개 가능한 스파이크(41)가 제공될 수 있고, 캠 기구(43)가 스파이크를 전개하는데 사용될 수 있다. 또한, 도3b에 도시된 바와 같이, 전개 가능한 스파이크 는 기구(도시되지 않음)에 의해 전개되는 형상일 수 있다. 도3c 내지 도3e에 각각 도시된 바와 같이, 가소성 스파이크(44), 한 형상의 티쓰(45) 및 앵커(46)의 예를 도시하였다. 대안적으로 또한 추가로, 접착제가 또한 인접 척추로 디스크(10)를 고정하기 위해 사용될 수도 있다.In addition, as shown in FIG. 1, the
또한, 상부 및 하부 종판(20, 22)은 또한, 하이드록시아페타이트(hydroxyapatite) 등의 뼈 성장 유도 물질로 코팅되어, 인접 척추로 디스크(10)를 영구적으로 고정하기 위해 뼈 내부 성장을 촉진할 수 있다. 또한, 상부 및 하부 종판(20, 22)은 뼈의 내부 성장을 촉진하기 위해 거칠고 다공성인 표면을 가질수 있다. 또한, 상부 종판 또는 하부 종판(20, 22)은 다공성 구조를 생성하기 위해 레이저 처리된 종판 층을 가질 수 있거나, 골 전도성/골 유도성(osteoconductive/osteoinductive) 골격(scaffold)을 통합할 수도 있다. 종판들(20, 22)은 또한, 뼈의 내부 성장을 촉진하는 골 전도성 및/또는 골 유도성 물질로 이루어질 수 있다. 종판들(20, 22)은 막 및/또는 차단벽을 더 포함하여 허용된 뼈의 내부 성장의 깊이를 제한한다.In addition, the upper and
상부 및 하부 종판(20, 22)은 또한, 이식 기구 부착 구조, 이식 기구 안내 구조 및 이식 기구 유지 구조(implant instrumentation attachment, guiding, and retaining structure)를 구비할 수 있다. 예를 들면, 종판들(20, 22)은 구멍, 슬롯, 나사 또는 척추의 이식 및/또는 분산에 사용되는 기구를 수용하는 도브테일(dovetail)을 구비할 수 있다. 예를 들면, 디스크는 상부 종판 및/또는 하부 종판(20, 22) 내에 형성된 슬롯을 포함하고, 슬롯은 이식 삽입 기구, 분산기 (distractor) 또는 모두를 수용하는 형상이다.The upper and
사용된 물질 및 구조적 성분의 결과로써, 디스크(10)는 추간판에 부과되는 하중에 따라 굴곡/연장, 종 굽힘, 축 회전 및 병진 운동을 허용할 수 있다. 또한, 척추 움직임으로부터 초래되는 다양한 척추 하중 상태하에서, 스프링 요소(30)는 다양한 양으로 압축되고, 경사지고, 관절 연결되고, 그리고/또는 만곡된다.As a result of the materials and structural components used, the
도4 및 도4a를 참조하면, 추간판(100)의 제2 실시예를 도시하였다. 전술한 실시예와 유사하게, 디스크(100)의 외부 형상은 원형, 계란형, 타원형, 환형, 강남남콩형, D자형, C자형 등에 제한되지 않고 포함하는 인접 척추 본체와 구조적으로 해부학적으로 대략 일치되는 소정 형상을 취할 수 있다. 도시된 바와 같이, 디스크(100)는 상부 종판(102), 하부 종판(104) 및 탄성막(106)을 포함하고, 탄성막(106)은 내부 공간(108)을 형성하는 상부 및 하부 종판(102, 104)의 조합이다. 종판들(102, 104)과 탄성막(106)은 다른 실시예에서 전술된 종판들과 탄성막과 유사하다. 디스크(100)는 또한, 밸브(도시되지 않음)를 포함하고, 밸브는 다른 실시예에서 전술한 바와 같이 유체의 삽입 또는 제거를 허용하기 위한 디스크(100)의 내부(108)로 접근될 수 있게 한다. 디스크(100)는 또한, 도3a 내지 도3e 및 다른 실시예에서 전술한 바와 같이, 이동 방지 형상, 영구 굴곡 수단(permanent flexion means) 및/또는 이식 기구 부착 구조, 이식 기구 안내 구조 및 이식 기구 유지 구조를 포함한다.4 and 4A, a second embodiment of the
디스크(100)는 제1 단부(112) 및 제2 단부(114)를 갖는 판 스프링(110)을 더 포함할 수 있다. 제1 단부(112)는 상부 종판(102)에 부착될 수 있는 한편, 판 스 프링(110)의 제2 단부(114)는 상부 종판(102)의 내면 에 롤링할 수 있는 롤러(130)를 포함할 수 있다. 판 스프링은 제1 단부(112)와 제2 단부(114) 사이에 배치된 중앙부(116)를 가질 수 있으며, 이 중앙부(116)는 요철 형상을 포함할 수 있다. 볼록면은 하부 종판(104)을 대체로 대면할 수 있으며, 오목면은 상부 종판(102)을 대체로 대면할 수 있다. 하부 종판(104)은 소켓 내의 볼형의 내면과 정합하고 관절 연결하고 활주하고 피봇하도록 자체가 구성되는 중간 섹션(116)을 수용하도록 구성된 표면을 포함할 수 있다. 판 스프링(110)이 상부 종판에 부착된 바와 같이 본 명세서에 기재되지만, 다르게는 요철 중간 섹션(116)이 상부 종판(102)의 내면과 상호작용하도록 하부 종판(104)에 부착될 수 있다. 판 스프링(110)의 관절 연결 표면이 판 스프링의 중앙 근처에 배치된 바와 같이 도시되지만, 관절 연결 표면은 원하는 관절 연결을 제공하기에 적절하게 판 스프링의 길이 및/또는 폭을 따라 임의의 지점에 위치될 수 있다.The
판 스프링(110)의 비부착된 제2 단부(114)에는 액슬(132) 상에 롤러(130)가 제공될 수 있으며, 롤러(130)는 액슬(132)을 중심으로 자유롭게 회전 가능하다. 판 스프링(110)의 제2 단부(114)는 축방향 로딩 또는 압축 중에 그리고 축방향 언로딩 또는 인장 중에, 상부 종판(102)의 내면을 따라 활주하거나 롤링할 수 있다. 이에 따라, 이 실시예의 판 스프링은 굽혀질 때 병진 운동하는 것이 허용되어서, 양 단부에 구속된 판 스프링과 비교할 때, 보다 큰 범위의 가요성을 제공한다. 다른 실시예에서, 판 스프링(110)은 상부 종판(102)의 내면을 따라 직접 활주하기 위해 롤러(130) 대신에 둥근 단부를 가질 수 있다.The non-attached
하부 종판(104)은 패드(120)를 수용하기 위한 포켓(106)을 포함할 수 있다. 패드(120)는 하부 종판(104)과 결합하기 위한 하부면과, 판 스프링(110)의 확대된 중간 볼록 섹션(116)과 정합하도록 구성되고 치수 결정되는 오목 섹션(122)을 포함하는 상부면을 가질 수 있다. 스프링 및 패드에 의해 제공되는 관절의 유형 및 양은 오목 섹션(122) 및 중간 섹션(116) 상에 제공되는 곡률을 제어함으로써 조정될 수 있다. 중간 섹션(116)이 오목 섹션(122)과 동일한 직경을 갖는 경우, 디스크(100)는 보다 큰 지지를 제공하지만 보다 많이 구속된 이동을 제공할 수 있다. 또한, 오목 섹션(122)이 중간 섹션(116)보다 큰 곡률 반경을 갖는 경우에, 디스크는 증가된 관절을 제공할 수 있다.
또한, 중간 섹션(116) 및 오목 섹션(122)은 원하는 관절을 달성하기 위해 다른 외형을 취할 수 있다. 패드(120)의 오목 섹션(122)은 오목 중간 섹션(116)과 정합하기 위해 볼록일 수 있다. 또한, 오목 섹션(122) 및 중간 부재(116)는 대체로 그들 표면의 정합을 허용하는 외형을 갖도록 도시되지만, 비정합 외형이 원하는 관절을 달성하도록 제공될 수 있다.In addition, the
또한, 판 스프링(110)의 압축 및 활주는 로딩의 영역 또는 영역들에 따라 변경될 수 있다. 예를 들어, 디스크(100)의 일 단부를 로딩하는 것은 디스크(100)의 대향 단부와 비교할 때 디스크(100)의 보다 큰 압축을 가져올 수 있다. 또한, 패드(120) 및 포켓(106)은 패드가 포켓(106) 내에서 병진 운동하게 하도록 구성될 수 있다. 포켓(106)에 대한 판 스프링(110)의 병진 운동 및 판 스프링(110)의 가변 이동, 즉 압축은 이동하는 순간적 회전 축을 허용할 수 있다. In addition, the compression and sliding of the
판 스프링(110)은 예를 들어, 폴리머, 세라믹, 합성물(composites), 코발트 크로뮴 합금, 티탄늄 합금, 스텐레스 강, 형상 기억 합금 및 무정형 합금 등의 금속을 포함하는 당해 분야에 공지된 임의의 적절한 재료로부터 형성될 수 있다. 패드(120)는 마찬가지로 유사한 재료로 형성될 수 있다.
디스크(100)가 삽입되는 척추의 위치에 따라, 디스크(100)는 양호하게 높이, 자연 척추 곡선(또는 시상 균형), 강성을 회복하고, 압축 강성을 제공하고, 상기 실시예와 관련하여 설명된 것과 유사한 운동 범위를 허용한다.Depending on the location of the vertebrae where the
도5를 참조하면, 추간판(150)의 예시적인 제3 실시예가 도시된다. 도시된 상기 실시예와 유사하게, 디스크(150)는 원형, 장원형, 타원형, 환형, 강낭콩형, D자형, C자형 등을 포함하지만 이에 제한되지는 않는 인접한 척추체(vertebral body)와 기하학적으로 그리고 해부학적으로 대체로 일치하는 임의의 형상을 취할 수 있다. 도시된 바와 같이, 디스크(150)는 상부 종판(152), 하부 종판(154) 및 중간 탄성막(156)을 포함하며, 상부 종판(152) 및 하부 종판(154)과 조합한 탄성막(156)은 내부 체적(158)을 한정한다. 종판들(152, 154) 및 탄성막(156)은 다른 실시예들과 관련하여 전술된 것들과 유사하다. 또한, 디스크(150)는 밸브(도시되지 않음)를 포함할 수 있으며, 밸브는 다른 실시예들과 관련하여 전술된 바와 같이 유체의 삽입 또는 제거를 허용하기 위해 디스크(150)의 내부(158)로의 접근을 제공한다. 또한, 디스크(150)는 도3a 내지 도3e 및 상기 실시예와 관련하여 전술된 바와 같이 이동 저항(migration resistant) 특성, 영구 고정 수단 및/또는 이식 기구 부착, 안내 및 보유 구조를 포함할 수 있다.5, a third exemplary embodiment of
디스크(150)는 상부 종판(152) 또는 하부 종판(154) 중 하나에, 양호하게는 하부 종판(154)에 부착되는 중앙 관절 연결 부재(160)를 포함할 수 있다. 관절 연결 부재(160)는 하부 종판(154)의 하나의 내면에 형성되는 오목면(164)에 대해 관절 연결하도록 구성되고 치수 결정되는 볼록 하부면(162)을 가질 수 있다. 대응하는 관절 연결면들(162, 164)의 곡률은 다른 실시예들과 관련하여 이미 전술된 바와 같이 종판들(152, 154) 사이에 원하는 양의 관절 및 병진 운동을 제공하기 위해 필요한 경우 조작될 수 있다.The
또한, 관절 연결 부재(162)는 대향하는 종판들(152, 154)의 내면에 형성되는 볼록면에 대해 정합하고 관절 연결하도록 구성되고 치수 결정되는 오목 하부면을 포함할 수 있다. 또한, 오목면(164)은 종판들(152, 154) 중 하나의 내면에 일체로 형성될 수 있거나, 그에 분리되어 형성되고 장착될 수 있다. 종판들(152, 154) 중 하나의 내면에 오목면(164)을 장착하는 것은, 오목면(164)이 관련 종판, 예를 들어 폴리에틸렌 또는 다른 폴리머의 재료와 상이한 재료로 제조되는 것을 허용하거나, 또는 쇼크 흡수 재료는 이후 보다 상세히 설명될 바와 같이 제공될 수 있다.The
관절 연결 부재(160)는 접착제, 초음파 용접, 나사, 네일, 기계적 쐐기 및 핀을 포함하지만 이에 제한되지 않는 당해 분야에 공지된 임의의 고정 방법에 의해 종판들(152, 154) 중 하나에 부착될 수 있다. 그러나, 양호하게, 관절 연결 부재(160)는 중간 쇼크 흡수 층(170)을 거쳐 종판들(152, 154) 중 하나에 부착될 수 있다. 쇼크 흡수 층(170)은 엘라스토머, 성형 또는 결합된 폴리머 섬유, 폴리우레탄, 실리콘 또는 적절한 쇼크 흡수 특성을 갖는 임의의 다른 적절한 탄성 재료일 수 있다. 관절 연결 부재(160)는 금속, 폴리머, 합성물, 세라믹 또는 그의 임의의 조합으로부터 제조될 수 있다.The
또한, 디스크(150)는 종판들(152, 154) 중 하나에 관절 연결 부재(160)를 제한 및/또는 고정하도록, 및/또는 쇼크 흡수 층(170)을 봉입하도록 구성되는 부가적인 탄성막(172)을 포함할 수 있다. 부가적인 탄성막은 쇼크 흡수, 압축 저항 및 전단시 관절 연결 부재(160)에 대해 부가된 안정성을 제공할 수 있는 벨로우(bellow)일 수 있다.In addition, the
디스크(150)가 삽입되는 척추의 위치에 따라, 디스크(150)는 양호하게 높이, 자연 척추 곡선(또는 시상 균형), 강성을 회복하고, 압축 강성을 제공하고, 상기 실시예와 관련하여 설명된 것과 유사한 운동 범위를 허용한다.Depending on the location of the vertebrae where the
이용된 재료, 기하학 및 요소의 결과로서, 디스크(150)는 추간판에 가해진 로딩 상태에 따라, 굴곡(flexion)/인장, 측방향 굽힘(bending), 축방향 회전 및 병진 운동을 허용할 수 있다. 또한, 다양한 척추 로딩 상태 하에서, 관절 연결 부재(160)와 종판들(152, 154) 중 하나 사이에 배치되는 쇼크 흡수층은 로딩의 영역 또는 영역들에 대해 압축되고/되거나 굽혀진 영역의 위치에 따라, 가변량을 압축하고/하거나 굽힐 수 있다. 또한, 디스크(150)는 디스크(150)의 상이한 영역들이 가변량을 압축하게 한다.As a result of the materials, geometries and elements used, the
도6을 참조하면, 추간판(200)의 예시적인 제4 실시예가 도시된다. 디스크(200)는 상부 종판(202), 하부 종판(204) 및 상부 만곡 표면 및 하부 편평 표면을 갖는 슬롯 형성된 코어(206)를 갖는 대체로 원형인 형상을 가진다. 디스크(200)는 강낭콩형, 장원형, 환형, 타원형, C자형, D자형 등을 포함하지만 이에 제한되지는 않는 인접한 척추체와 기하학적으로 그리고 해부학적으로 적절하게 일치하는 임의의 다른 형상을 취할 수 있다. 이동 저항 구조, 영구 고정 특징부 및/또는 이식 기구 부착, 안내 및 보유 구조 등의 다른 실시예에 대해 전술된 다른 특징은 종판들(202, 204)에 포함될 수 있다. 또한, 상부 및 하부 종판들(202, 204)의 외부면들은 실질적으로 편평하고, 쐐기형 등일 수 있다. 또한, 상부 및 하부 종판들(202, 204)의 외부면들은 인접한 척추의 단부들의 형상을 대체로 매치하도록 시상(sagittal) 및 관상(coronal) 평면 내에 한정되는 그들의 직경들로 형성된 돔일 수 있어서, 원위치에 보다 나은 끼움을 제공한다. 양호하게, 상부 및 하부 종판들(202, 204)은 금속으로 제조될 수 있다. 그러나, 다르게는, 상부 및 하부 종판들(202, 204)은 이전의 실시예와 관련하여 전술된 종판 재료들 중의 임의의 재료로 제조될 수 있다.Referring to FIG. 6, a fourth exemplary embodiment of the
도시된 바와 같이, 하부 종판(204)은 그 내부면에 위치된 포켓(208)을 양호하게 포함하며, 포켓(208)은 슬롯 형성된 코어(206)의 하부 편평 표면을 수용하도록 설계된다. 다르게는, 슬롯 형성된 코어(206) 및 하부 종판(204)은 일체 편으로서 형성될 수 있다. 코어가 분리된 편으로서 형성되는 경우, 종판(204)과 상이한 재료를 포함할 수 있어서, 금속 종판은 예를 들어 폴리머 정합 특성 코어(206)를 갖도록 제공될 수 있다.As shown, the
코어(206) 및 종판(204)이 분리되어 형성되는 경우, 디스크(200)는 또한 종판 포켓(208) 내에 코어(206)을 보유하기 위해, c-링(도시되지 않음) 또는 포켓 (208) 내에 또는 포켓(208)에 인접하여 위치되는 링 또는 립 등의 유사 구조체를 포함할 수 있다. 이러한 링은 코어가 종판(204)에 대해 병진 운동하는 것을 방지하도록 구성될 수 있거나, 또는 하나 이상의 방향으로 코어의 병진 운동을 허용할 수 있다. 다르게는, 코어(206)는 하부 종판(204)에의 캡의 용접, 가압 끼움, 스테이킹(staking), 또는 접착(bonding) 등에 의해 포켓(208) 내에 보유될 수 있어서, 캡은 코어(206)의 일부를 덮는다.When the
포켓(208)이 원형 형상을 갖는 것으로 도시되지만, 포켓은 난형, 타원형, 강낭콩형, 직사각형 등을 포함하는 임의의 다른 적당한 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 코어 및 종판이 분리된 부분으로 형성된다면, 포켓(208)은 슬롯형 코어(206)보다 폭이 더 넓거나 또는 길이가 더 길고, 따라서 코어(206)가 작동 중 포켓(208) 내에서 병진 운동하게 한다. 대안적으로, 포켓(208)은 구체적 방향을 따라서만 포켓내에서 코어(206)의 병진 운동을 허용하기에 필요한 다양한 치수로 된 구조를 가질 수 있다. 따라서, 포켓에는 하나를 제외한 모든 방향으로 코어와 동일한 일반적 폭이 구비될 수 있으며, 포켓은 상기 하나의 방향에서 (예를 들면, 전후방 방향) 코어보다 더 폭이 넓다. 따라서, 전후방 축을 따라 코어 보다 폭이 넓은 포켓은 코어가 사용 중 전후방 방향으로 병진 운동하게 한다. 중간 측방향 병진 운동과 같은 다른 방향으로의 병진 운동을 허용하도록 포켓 기하학에 대한 상응하는 변형이 가해질 수 있다. While
상부 종판(202)의 내부면은 슬롯형 코어(206)의 상부 만곡형 표면(212)을 수용하도록 구성된 오목 접합 특징부(210)를 가질 수 있다. 양호하게는, 접합 특징 부(210)는 상부 종판(202)이 슬롯형 코어(206)에 대해 관절 연결되게 한다. 이 접합 특징부(210)는 상부 종판(202)에 일체형일 수 있거나 또는 분리된 부분으로서 종판에 끼워져 형성될 수 있다. 접합 특징부가 분리된 부분으로 형성되면, 종판(202)과 다른 재료를 포함할 수 있다. 따라서, 금속 종판이 예를 들면, 중합체 접합 특징부(210)를 갖는 상태로 구비될 수 있다. The inner surface of the
다른 실시예와 관련하여 이전에 설명된 바와 같이, 관절 연결 표면이 역전될 수 있는데, 즉, 접합 특징부(210)는 볼록 형상으로 구비될 수 있으며, 슬롯형 코어에는 오목 표면이 구비될 수 있다. 또한, 이 실시예의 디스크에 의해 제공되는 관절 연결 및/또는 병진 운동의 유형 및 양은 마찬가지로 다른 실시예와 관련하여 이전에 설명된 바와 같이 볼록 및 오목 표면의 곡률을 조절함으로써 조절될 수 있다. 종판 사이의 관절 연결 및 병진 운동 이동을 허용함으로써, 자연적 추간판의 움직임에 근접하는 이동형 순간적 회전축이 허용된다. As previously described with respect to other embodiments, the articulation surface may be reversed, ie, the joining
슬롯형 코어(206)는 탄성일 수 있으며, 축방향 부하 상태에서 압축되는 것을 허용하여, 충격 흡수를 제공한다. 따라서, 코어(206)는 그 주연 내로 절결된 적어도 하나의 슬롯(216)을 가질 수 있다. 슬롯(216)은 직선형 또는 만곡형일 수 있으며, 수평, 수직, 또는 경사지게 연장될 수 있다. 슬롯(216)은 또한 길이 및 폭에서 변할 수 있으며, 코어를 통한 다양한 깊이로 제공될 수 있다. 슬롯(216)은 슬롯형 코어(206)의 압축성을 증가시킬 수 있어, 디스크(200)에 추가적 충격 흡수 능력을 제공한다. 코어(206)에 구비된 슬롯의 배치 및 구조는 원하는 정도의 압축성을 제공하기에 적합한 임의의 조합일 수 있다.Slotted
원형 족적을 갖는 것으로 도시되지만, 슬롯형 코어(206)는 난형, 직사각형, 타원형 및 강낭콩형을 포함하는 임의의 다른 형상일 수 있다. 양호하게는, 슬롯형 코어(206)의 형상은 하부 종판(204)의 내측 표면에 형성된 포켓(208)의 형상과 일치된다. 슬롯형 코어(206)는 예를 들면, 세라믹, 합성물, 중합체 또는 코발트-크롬 합금, 스테인레스 강철 및 티타늄 합금과 같은 금속을 포함하는 재료로부터 형성될 수 있다. 대안적으로, 슬롯형 코어(206)는 다른 재료로 된 (도시되지 않은) 2개의 요소로 이루어질 수 있다. 또한, 상술된 바와 같이, 슬롯형 코어(206)는 하부 종판(204)과 일체형으로 제작될 수 있다.While shown as having a circular foot, the slotted
디스크(200)는 또한 다른 실시예와 관련되어 이전에 논의된 바와 같이 탄성막, 엘라스토머 링, 벨로우(bellow), 스프링 또는 유체와 같은 강성 복원 특징을 포함할 수 있다. 디스크(200)는 또한 다른 실시예와 관련되어 이전에 논의된 바와 같이 추가적인 충격 흡수 특징을 포함할 수 있다.
디스크(200) 종판은 인접하는 척추골의 단부 내에서 그리고 그 단부로부터 종판의 이동, 제거 또는 방출을 방지하도록 종판의 적어도 하나 또는 양쪽의 외측 표면상에 구비된 이동 방지 구조를 구비할 수 있다. 이동 방지 구조는 플랩, 스파이크, 치형(teeth), 핀(fin), 전개식 스파이크, 전개식 치형, 가요성 스파이크, 가요성 이, 다르게 형성된 이, 삽입 가능하거나 또는 팽창 가능한 핀, 스크류, 후크, 톱니부, 리브 및 조직화된 표면을 포함하며, 이에 한정되지 않는다.The
또한, 디스크(200)의 상부 및 하부 종판은 또한 인접하는 척추골에 디스크를 영구적으로 고정하도록 뼈의 성장을 촉진하기 위해 뼈 성장 유도 또는 수행 물질로 코팅될 수 있다. 대안적으로, 상부 및 하부 종판은 거친 표면, 다공성 표면, 레이저 처리된 종판 층을 구비할 수 있으며, 골전도/골유도 비계(scaffold)를 포함하거나 또는 뼈 성장을 촉진하도록 일체형 골전도 및/또는 골유도 재료가 제공되거나 또는 이로부터 제작될 수 있다. In addition, the upper and lower end plates of
디스크(200)가 이식되는 척추의 위치에 따라, 디스크(200)는 높이, 척추 전만(lordosis), 강성을 복원하고, 압축 강성을 제공하고, 자연적 추간판의 움직임을 모방하도록 의도된 움직임의 범위를 허용하거나 또는 특정 상태를 위해 요구되는 대로 허용할 수 있다.Depending on the location of the vertebrae where the
또한, 양호하게는, 이전의 실시예에 의해 논의된 바와 같이, 디스크(200)의 관절 연결 표면은, 마모를 최소화하고 입자 생성을 감소하고 디스크 수명을 증가시키도록, 표면 연마 또는 다이아몬드 마무리, TiNi 마무리 등과 같은 유사한 마모 감소 마무리 공정을 포함한다. Also preferably, as discussed by the previous embodiment, the articulation surface of the
사용되는 재료, 기하학 및 부품의 결과로서, 디스크(200)는 추간판에 부여되는 부하 조건에 따라, 굴곡/연장, 측방향 만곡, 축방향 회전 및 병진 운동을 허용할 수 있다. 또한, 다양한 척추상의 부하 조건 하에서, 슬롯형 코어(206)는 가변적으로 압축될 수 있고, 척추 부하의 위치 및 유형에 따라, 슬롯형 코어(206)의 상이한 영역에 대해 상이한 양으로 압축될 수 있어, 종판(202, 204)의 상이한 영역이 상이한 양으로 압축되게 할 수 있다. 이와 같이 슬롯형 코어(206)를 가변적 압축함으로써 또한 이동형 순간적 회전축이 허용된다.As a result of the materials, geometries and components used, the
도7을 참조하여, 추간판(250)의 제5 예시적 실시예가 도시된다. 디스크 (250)는 상부 종판(252), 하부 종판(254), 캡(256) 및 링 스프링(258)을 구비하는 일반적으로 원형 형상을 갖는다. 그러나, 디스크(250)는 강낭콩형, 난형, 환형, 타원형, C자형, D자형 등을 포함하나 이에 한정되지 않는, 인접하는 척추골 몸체와 양호하게는 기하학적 및 해부학적으로 일치되는 다른 형상을 가질 수도 있다. With reference to FIG. 7, a fifth exemplary embodiment of
도시된 바와 같이, 양호하게는, 하부 종판(254)은 그 내측 표면상에 위치된 포켓(260)을 포함하며, 포켓(260)은 테이퍼링된 외측 표면 및 원통형 내측 표면을 갖는 링 스프링(258)을 수용하도록 설계된다. 양호하게는, 포켓(260)은 링 스프링(258)의 테이퍼링된 외측 표면과 접합되는 테이퍼링된 내측 표면을 갖는다. 포켓(260)이 원형 또는 원추형인 것으로 도시되지만, 포켓(260)은 난형, 타원형, 강낭콩형, 또는 직사각형을 포함하는 임의의 다른 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.As shown, preferably, the
포켓(260)은 링 스프링(258)이 포켓(260) 내에서 병진 운동하게 할 수 있도록 치수면에서 링 스프링(258)보다 더 클 수 있다. 이전 실시예의 포켓에서와 같이, 포켓(260)은 링 스프링(258)이 일 방향으로 제한되게 병진 운동하는 것을 허용하도록 구체적으로 치수가 정해질 수 있다. 병진 운동형 이동을 허용함으로써, 이동형 순간적 회전축이 생성된다. 이 이동형 순간적 회전축은 자연적 추간판의 움직임을 보다 자연스럽게 모방한다.The
디스크(250)는 또한 포켓(260)에 링 스프링(258)을 보유하도록, (도시되지 않은) c-링 또는 포켓(260) 내에 또는 이에 인접하게 위치된 립 또는 링과 같은 유사한 유형의 구조를 포함할 수 있다. 대안적으로, 링 스프링(258)은 용접, 가압 끼워맞춤, 스테이킹(staking), 또는 접합을 포함하나, 이에 한정되지 않는 당업계에 공지된 임의의 수단에 의해 포켓(260)에 보유될 수 있다. 상술된 바와 같이, 링 스프링(258)은 링 스프링(258)이 포켓(260)내에서 병진 운동하는 것이 허용되는 방식으로 포켓(260)에 유지된다. 일 실시예에서, 링 스프링 및 캡은, 하부 종판(254)을 결합하고 링 스프링(258) 및/또는 캡(256)의 적어도 일 부분을 커버하는 뚜껑에 의해 포켓(260)에 보유될 수 있다.The
양호하게는, 링 스프링(258)은 충격 흡수, 굴곡 및 압축 저항성을 제공하도록 축방향 부하 상태에서 압축되는 스프링형 요소이다. 원형 족적을 갖는 일반적인 C자형을 갖는 것으로 도시되지만, 링 스프링(258)은 난형, 직사각형, 타원형 및 강낭콩형을 포함하는 임의의 다른 형상일 수 있다. 양호하게는, 링 스프링(258)의 형상은 하부 종판(254)의 내측 표면상에 형성된 포켓(260)의 형상과 일치된다. 링 스프링(258)은 예를 들면, 세라믹, 합성물, 중합체 또는 코발트-크롬 합금, 스테인레스 강철 및 티타늄 합금과 같은 금속을 포함하는 당업계에서 공지된 임의의 적당한 재료로 형성될 수 있다.Preferably, the
도시된 바와 같이, 링 스프링(258)은 캡(256)상에 형성된 손잡이부(shank)(276)와 일치되는 중앙 보어(272)를 한정하는 상단 표면(264), 바닥 표면(266), 외측 표면(268) 및 내측 표면(270)을 갖는다. 양호하게는, 링 스프링(258)의 외측 표면(268)은, 포켓(260)의 내측 표면과 일치되고 이와 결합되도록 테이퍼링된된다. 또한, 링 스프링(258)은 그 주연 내로 형성되고 그리고/또는 그 주연 내로 절결된 적어도 하나의 슬롯(262)을 포함할 수 있다. 슬롯(262)은 직선형 또 는 만곡형일 수 있으며, 수평, 수직, 또는 경사지게 연장될 수 있다. 슬롯(262)은 또한 길이 및 폭에서 변할 수 있다. 양호하게는, 도시된 바와 같이, 링 스프링(258)은, 링 스프링(258)의 상단 표면(264)으로부터 바닥 표면(266)으로 연장되고 링 스프링(258)의 외측 표면(268)으로부터 내측 표면(270)으로 연장되는 하나의 수직 슬롯(262)을 포함한다. 이 슬롯(262)을 포함함으로써 링 스프링(258)의 압축성이 증가되어 디스크(250)에 추가적 충격 흡수 능력이 제공된다.As shown, the
대안적 실시예에서, 링 스프링(258)은 디스크의 원하는 압축 특성을 제공하도록 상단 및/또는 바닥 표면(264, 266)으로부터 링 스프링(258)의 두께를 통해 부분 경로로 진행되는 (도시되지 않은) 복수의 슬롯(262)을 포함할 수 있다.In alternative embodiments, the
디스크(250)는 또한 확장 몸체 섹션(274) 및 손잡이부(276)를 갖는 캡(256)을 포함할 수 있다. 확장 몸체 섹션(274)과 손잡이부(276) 사이의 접합부는 견부(278)를 형성할 수 있고, 손잡이부(276)는 링 스프링(258)의 중앙 보어(272)내에 수용되도록 구성 및 치수가 정해지며, 견부는 링 스프링의 상단 표면(264)과 결합하도록 구성되어 캡(256)은 2개의 부품이 조립될 때 링 스프링(258)의 상단에 안착될 수 있다. 일 실시예에서, 중앙 보어(272)는 손잡이부(276)보다 더 크므로, 압축력이 디스크(250) 상에 가해질 때 적어도 하나의 슬롯(262)에 의해 형성되는 갭의 폐쇄부를 통해 링 스프링(258)의 압축을 허용한다. 또한, 손잡이부(276)보다 더 큰 중앙 보어(272)를 제공함으로써 캡(256)은 링 스프링(258)에 대해 병진 운동할 수 있다.The
상술된 바와 같이, 캡(256)의 견부(278)는 링 스프링(258)의 상단 표면(264) 과 접촉한다. 따라서 캡(256)에 인가되는 축방향 부하는 링 스프링(258)에 직접 전달되어 포켓(260) 내로 링 스프링을 하향 가압할 수 있다. 링 스프링(258)이 포켓(260) 내로 가압될 때, 링 스프링(710)의 경사진 외측면(268)은 적어도 하나의 슬롯(262)을 압축하는 공정에서, 포켓(260)의 경사진 표면과 결합한다. 부하가 가해진 상태에서의 링 스프링(258)의 이러한 탄성 압축은 바람직한 충격 흡수와 압축 저항을 제공한다. 링 스프링에 제공된 슬롯의 크기와 수는 디스크의 바람직한 압축 특성을 제공하기에 적절하도록 선택될 수 있다.As described above, the
링 스프링(258)의 축방향 변위는 포켓(260)의 깊이의 감소, 슬롯(262)의 폭의 감소, 손잡이부(276)의 두께 및/또는 길이의 증가, 또는 이러한 임의의 또는 모든 선택 사양들의 조합에 의해 제한될 수 있다. 다르게는, 코일 스프링 또는 탄성층(모두 도시 안 됨)이 링 스프링(258)에 대해 상향 바이어스를 제공하도록 포켓(260) 내에 제공될 수 있다.The axial displacement of the
상술된 바와 같이, 디스크(250)도 상부 종판(252)을 포함한다. 바람직하게는, 상부 종판(252)의 내측면은 캡(256)의 확장 몸체 섹션(274)의 상부면과 접합하도록 치수가 결정되고 구성된 정합면(280)을 포함한다. 바람직하게는, 상부 종판(252) 상의 정합면(280)은 캡(256)의 상부면 상에 형성된 볼록면과 관절 연결 되도록 구성된 오목면을 갖는다. 다르게는, 정합면(280)은 보록면을 포함할 수 있고 캡(256)의 상부면은 오목면일 수 있다. 다른 실시예와 관련하여 상술된 바와 같이, 곡률은 상부 종판과 캡(256) 사이에 바람직한 관절 연결 및 병진 운동을 제공하기 위해, 한 쪽 또는 양 표면 모두에 대해 조절될 수 있다.As described above, the
다른 실시예에서, 정합면(280)은 상부 종판(252)으로부터 개별적인 편으로 제공될 수 있다. 이러한 경우 정합면(280)은 종판(252)의 재료와는 다른 재료를 포함한다.(예컨대, 종판은 티타늄인 반면에, 정합면은 UHMWPE 일 수 있다.) 또한, 디스크(250)의 관절 연결면은 마모를 최소화 하고, 미립자 발생을 감소시키고, 디스크 수명을 증진시키기 위해, 다이아몬드 마무리, TiNi 마무리 등과 같은 표면 연마 또는 유사한 마모 감소 마무리를 포함할 수 있다.In other embodiments,
다른 실시예에서, 개별 캡(256)은 제거될 수 있고, 링 스프링(256)은 상부 종판(252)의 정합면(280) 내에서 관절 연결되도록 구성된 볼록한 상부면과 합체될 수 있다.In other embodiments,
본 실시예의 디스크(250)는 이동 저항 구조, 다공성 표면 또는 코팅된 표면과 같은 영구적인 고정 특성, 및/또는 삽입 기구 부착물과 같은 다른 실시예와 관련하여 상술된 추가적인 특성들을 포함할 수 있으며, 안내 및 유지 구조물이 종판(252, 254)에 포함될 수 있다. 또한, 상부 및 하부 종판(252, 254)의 외부면은 대체로 편평한 쐐기형일 수 있다. 또한, 상부 및 하부 종판(252, 254)의 외부면은 인접한 척추골의 단부의 형상과 대체로 정합하여 제 위치에서 더욱 양호한 끼워 맞춤을 제공하도록 그 반경들이 화살형 및 관형 평면 내에 형성된 반구형 형상일 수 있다. 외부면은 디스크가 삽입 기구에 의해 결합될 수 있도록 적어도 하나의 홈, 슬롯 또는 다른 특성을 추가로 포함할 수 있다. 양호하게는, 상부 및 하부 종판(252, 254)은 금속으로 이루어질 수 있다. 하지만, 상부 및 하부 종판(252, 254)은 상술된 바와 같이 다른 재료로 이루어질 수도 있다.The
또한, 디스크(250)는 다른 실시예들과 관련하여 상술된 바와 같이 탄성막, 고무 링, 벨로우, 스프링 또는 유체와 같은 강성 복원 특성을 포함할 수 있다. 또한, 디스크(250)는 다른 실시예와 관련하여 상술된 임의의 충격 흡수 특성과 합체될 수 있다.In addition, the
양호하게는 디스크(250)가 삽입되는 척추의 위치에 따라, 디스크(250)는 높이, 척추전만 및 강성을 복원시키고, 압축 강성을 제공하고, 이전 실시예와 관련하여 설명된 바와 유사한 이동 범위를 가능하게 한다.Preferably, depending on the location of the vertebrae where the
사용된 재료, 형상 및 성분의 결과, 디스크(250)는 부하 상태에 따라 만곡/확장, 측면 절곡, 축방향 회전 및 병진 운동을 가능하게 한다. 또한, 다양한 척추 하중 상태 하에서, 링 스프링(258)은 가변량을 압축할 수 있다. 이러한 링 스프링(258)의 가변 압축은 회전의 순간 이동축(moving instantaneous axis)을 가능하게 한다. 또한, 링 스프링(258)은 디스크(250)의 상이한 부위가 가변량을 압축할 수 있게 한다.As a result of the materials, shapes and components used, the
도8을 참조하면, 본 발명의 디스크(300)의 제6 예시적 실시예가 도시된다. 디스크(300)는 상부 종판(302), 하부 종판(304) 및 측단부(310)를 갖는 날개형 판 스프링을 갖는 대체로 원형 형상을 갖는다. 하지만, 디스크(300)는 바람직하게는 강낭콩 형상, 장원형, 환형, 타원형, C자형, D자형 등을 포함하지만 이에 제한되지는 않는 인접한 척추체(vertebral body)와 기하학적으로 그리고 해부학적으로 합치되는 다른 형상을 취할 수 있다. 이동 저항 구조, 영구 만곡 특성 및/또는 삽입 기구 부착, 안내 및 유지 구조와 같은, 다른 실시예들과 관련하여 상술된 다른 특 징은 종판(302, 304)의 외부면에 포함될 수도 있다. 또한, 종판(302, 304)의 외부면은 대체로 편평한 쐐기형일 수도 있다. 상부 및 하부 종판(302, 304)의 외부면은 인접한 척추골의 단부의 형상과 대체로 정합하여 제 위치에서 더욱 양호한 끼워 맞춤을 제공하도록 그 반경들이 화살형 및 관형 평면 내에 형성된 반구형 형상일 수 있다. 양호하게는, 상부 및 하부 종판(302, 304)은 금속으로 이루어진다. 하지만, 상부 및 하부 종판(302, 304)은 상술된 바와 같이, 다른 재료로 이루어 질 수도 있다.8, a sixth exemplary embodiment of a
도시된 바와 같이, 하부 종판(304)은 날개형 판 스프링(306)의 적어도 중심부에서 수용되도록 구성된 차단부(308), 내면 상의 차단부(308)(즉, 포켓)를 포함하는 것이 바람직하다. 하부 종판(304)은 그 측단부(310)의 적어도 일부분을 따라 날개형 판 스프링(306)을 지지할 수 있고, 판 스프링(306)의 중심부(314)는 차단부(308) 내에 착좌하여, 판 스프링(306)의 하부면과 차단부(308)의 하부면 사이에 간극이 존재한다. 따라서 측단부(110)는 판 스프링이 축방향 압축 부하를 받으면, 중심부의 하부면이 차단부(308)의 하부면과 접촉할 때까지, 판 스프링의 중심부(314)가 차단부(308)로 하향 가압될 수 있도록 만곡된다. 판 스프링과 차단부 사이의 초기 간극의 크기는 디스크(300)의 최대 축방향 압축과 소정의 압축 강성을 달성하도록 측단부(310)의 강성을 따라 선택될 수 있다. 측단부들은 대체로 동일한 강성을 가질 수 있거나, 또는 그들의 강성은 대체로 다를 수 있다. 유사하게, 차단부(308)의 하부는 대체로 편평하거나 또는 소정의 방향으로 판 스프링의 중심부가 더 크게 편향될 수 있도록 경사질 수 있다. 강성 및 간극은 환자의 수직 추 간판의 특성을 모방하기에 적합하도록 또는 특정한 절차에 적합하도록 선택될 수 있다.As shown, the
또한, 차단부(308)의 깊이는 날개형 판 스프링(306)이 만곡되기에 충분한 깊이인 것이 바람직하지만, 본래의 추간판의 압축 저항 및 충격 흡수 특성을 모방하도록 디스크(300) 내에 양호하게 설계되거나 또는 특정 절차에 적절한 압축 저항을 제공하는 날개형 판 스프링(306)의 만곡이 충격 습수 및 압축 저항을 제공하기 때문에, 차단부(308)의 깊이는 날개형 판 스프링의 만곡부가 파괴되지 않을 정도의 깊이를 갖는다.In addition, the depth of the blocking
차단부(308)가 장방형으로 도시되었지만, 차단부(308)는 원형, 장원형, 타원형, 강낭콩 형 또는 장방형을 포함하지만 이에 제한되지는 않는 다른 임의의 형상을 취할 수 있다. 차단부(308)는 차단부 내에서 날개형 판 스프링(306)의 병진 운동을 가능하게 하는 날개형 판 스프링(306)의 중심 본체부(314) 보다 큰 치수를 가질 수 있다. 병진 운동이 가능함으로써, 본래의 추간판의 이동을 더욱 자연스럽게 모사하는 회전의 순간 이동축이 생성된다.Although the blocking
디스크(300)는 날개형 판 스프링(306)의 중심 본체(314) 상에 관절 연결면(312)과 정합하도록 치수가 결정되고 구성된 정합면(316)을 포함하는 내부면을 갖는 상부 종판(302)을 포함할 수 있다. 양호하게는, 정합면(316)은 오목하다. 하지만, 대안으로 정합면은 볼록한 프로파일을 가질 수 있으며, 상부 종판(302)의 정합면(316)은 볼록할 수 있으며, 중심 본체(314)의 관절 연결면(312)은 오목할 수 있다. 다른 실시예와 관련하여 상술된 바와 같이, 오목/볼록 면의 곡률은 수직 추 간판의 특성을 모사하는 관절의 소정량을 제공하도록 선택될 수 있거나, 또는 특정 절차에 요구되는 바와 같을 수 있다.The
다른 실시예에서, 날개형 판 스프링(306)의 측단부(310)는 일정한 두께, 길이 및 폭을 가질 수 있다. 다르게는, 측단부(310)는 가변 두께, 길이 및/또는 폭을 가질 수 있다. 두께가 측부 에지(310)의 외주연으로부터 관절 연결면(312)을 향해 점진적으로 증가되도록, 측단부(310)로부터 중심 본체(314)까지의 병진 운동은 점진적일 수 있거나 또는 병진 운동은 급작스러울 수 있다. 또한, 날개형 판 스프링(306)은 하나 이상의 슬롯 또는 홈을 (도시되지 않은) 측단부들 중 하나에 포함할 수 있어 스프링의 가요성을 추가로 증가시킨다. In other embodiments, the side ends 310 of the
장방형을 갖는 것으로 도시되었지만, 날개형 판 스프링(306)은 장원형, 원형, 타원형, 강낭콩 형 등을 포함하는 임의의 다른 형상일 수 있다. 양호하게는, 날개형 판 스프링(306)의 형상은 하부 종판(304)의 내부면 상에 형성된 차단부(308)의 형상과 정합한다. 날개형 판 스프링(306)은 예를 들어, 세라믹, 복합제, 폴리머, 또는 코발트 크롬 합금, 스테인리스 강 및 티타늄 합금과 같은 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다.Although shown as having a rectangle, the
다르게는, 디스크(300)는 (도시되지 않은) 리드 또는 링 부재를 포함할 수 있으며, 차단부(308) 내에 날개형 판 스프링(306)을 보유하도록 구성되어, 스프링(306)이 제거되는 것을 방지한다. 이 예에서, 리드 또는 링 부재는 날개형 판 스프링(306)이 차단부(308) 내에 배치된 후 하부 종판(304)에 부착될 수 있다. 리드 또는 링 부재는 핀, 스크루, 용접, 접합, 가압 끼워 맞춤 등을 포함하지만 이에 제 한되지는 않는 본 기술 분야에 공지된 임의의 고정 수단에 의해 하부 종판(304)에 부착될 수 있다.Alternatively, the
또한, 디스크(300)는 다양한 다른 실시예와 관련하여 설명된 탄성막, 고무 링, 벨로우, 스프링 또는 유체와 같은 강성 복원 특성을 포함할 수 있다. 디스크(300)는 예를 들어 탄성 재료 등으로 된 디스크의 제조부와 같은 다른 실시예와 관련하여 상술된 추가적인 충격 흡수 특성을 합체할 수 있다.In addition, the
또한, 디스크(300)의 관절 연결면은 마모를 최소화 하고 미립자 발생을 감소시키고 디스크의 수명을 증가시키도록 표면 연마 또는 다이아몬드 마무리, TiNi 마무리 등과 같은 유사한 마모 감소 마무리가 제공될 수 있다.In addition, the articulation surface of the
디스크(300)가 삽입된 척추의 위치에 따라, 디스크(300)는 바람직하게는 높이, 본래의 척추 곡선(또는 시상봉합의 균형), 강성을 복원하고, 압축 강성을 제공하며, 이전의 실시예에 대해 설명된 것과 유사한 이동 범위를 허용한다.Depending on the location of the vertebrae where the
재료, 형상 및 사용된 부품의 결과로, 디스크(300)는 추간판 상에 부가된 부하 조건에 따라 만곡/연장, 측방향 절곡, 축 회전 및 병진 운동을 허용할 수 있다.As a result of the material, shape, and components used, the
도9를 참조하여, 추간판(350)의 예시적인 제7 실시예가 도시된다. 디스크(350)는 일반적으로 상부 종판(352), 하부 종판(354), 판 스프링(356) 및 관절형 캡(358)을 갖는 원 형상을 갖는다. 그러나, 디스크(350)는 강낭콩 형상, 장원형, 환상형, 타원형, C자형, D자형 등을 포함하지만 이에 한정되지는 않는, 기하학적으로, 그리고 해부학적으로 척추체와 인접하여 부합하는 다른 형상을 취할 수 있다. 이동 저항 구조, 영구 고착 특성 및/또는 임플란트 기구 부착, 가이딩 및 유지 구 조와 같은 다른 실시예에 대하여 이전에 설명된 다른 특징은 종판(352, 354) 상에 포함될 수 있다. 또한, 상부 및 하부 종판(352, 354)의 외표면은 대체로 평평한 웨지형 등일 수 있다. 또한, 상부 및 하부 종판(352, 354)의 외표면은 일반적으로 인접한 척추골의 단부 형상과 정합하여 제 위치에서 더욱 양호한 피팅을 제공하도록 시상봉합 및 두정(頭頂) 평면에서 결정된 반경들로 형성된 돔형일 수 있다. 바람직하게는, 상부 및 하부 종판(352, 354)은 금속으로 제조된다. 그러나, 상부 및 하부 종판(352, 354)은 이전에 설명된 다른 재료로 제조될 수도 있다.9, a seventh exemplary embodiment of the
도시된 바와 같이, 하부 종판(354)은 한 쌍의 제1 견부 부재(364)에 의해 형성된 제1 리세스(362)를 포함할 수 있다. 이러한 견부 부재(364)는 외주연 근처의 판 스프링의 바닥면을 따라 판 스프링(356)과 리세스(362) 사이의 축방향 간극을 생성하는 지지 판 스프링(356)으로 구성된다. 따라서, 축방향 하중이 판 스프링의 상부면에 인가될 때, 리세스를 향해 리세스 안쪽으로 수축될 수 있다. 한 쌍의 제1 견부 부재(364)는 하부 종판(354)과 일체로 형성되거나 개별의 조각으로 형성될 수 있다.As shown, the
또한, 하부 종판(354)은 제1 견부 부재(364) 축방향 위에서 제1 견부 부재의 방사상 외향에 위치된 한 쌍의 제2 견부 부재(365)를 가질 수 있다. 제2 견부 부재(365)는 스프링을 측방향으로(즉, 병진 운동 방향으로) 유지하고 판 스프링이 제1 견부 부재(364)와 리세스(362)에 대해 중심에 위치하게 하여 적절한 스프링 만곡을 보장하기 위해 판 스프링(356)의 주연 모서리를 결합하도록 구성된다. 제2 견부 부재(365)는 모든 병진 운동을 방지하기 위해 판 스프링을 억제하도록 구성될 수 있다. 그러나, 제2 견부 부재(365)가 판 스프링으로부터 적어도 하나의 방향으로 측방향 오프셋될 수 있어서, 판 스프링이 적어도 하나의 방향으로 병진 운동하는 것을 가능케 한다. 이러한 병진 운동을 허용함으로써, 본래의 추간판의 이동을 더욱 자연스럽게 모사하는 회전의 순간 이동 축이 생성된다.In addition, the
커버판(360)은 판 스프링을 둘러싸도록 제공되어 판 스프링이 한 쌍의 제1 및 제2 견부 부재(364)와의 결합을 이탈하여 축방향으로 이동하는 것을 방지할 수 있다. 이러한 실시예에서, 커버판(360)은 한 쌍의 제2 견부 부재(365)의 상부면에 부착될 수 있다. 커버판(360)은 가압 끼움, 용접 핀, 나사, 접합 등을 포함하지만 이에 한정되지는 않는 당해 분야에 공지된 임의의 고정 수단에 의해 제2 견부 부재(365)에 부착될 수 있다. 커버판(360)은 하부 종판(354)의 외주연과 인접한 크기의 외주연과, (이하에 더욱 상세하게 설명될) 관절 요소가 들어갈 수 있는 크기의 내부 개구(369)를 가질 수 있다. 커버판(360) 내부 개구는 디스크(350)의 관절을 한정하도록 상부 종판(352) 상의 상응하는 표면과 조합하여 작용할 수 있는 상향 연장된 내부 모서리(367)를 포함할 수 있다. 또한, 커버판은 디스크 삽입 기구를 받아들이도록 구성될 수 있다. 도9의 실시예는 하부 종판(354)과 별개의 요소인 판 스프링(356)을 도시하지만, 도9a에 도시된 다른 실시예에서는 판 스프링(356)이 하부 종판(354)과 일체로 형성될 수 있다.The
판 스프링(356)은 충격 흡수, 절곡 및 압축 저항을 제공하도록 축방향 하중 하에서 절곡하는 스프링과 같은 요소일 수 있다. 판 스프링(356)은 균일한 두께를 가지거나, 두께가 변화할 수 있다. 도9에 도시된 실시예에서는 판 스프링은 그 단 부에서보다 중심에서 더 두꺼우며, 도9a에 도시된 실시예에서는 판 스프링은 단부와 중심에서 두께가 더 두껍고 단부와 중심 사이에 더 얇은 부분을 가져서 단면에서 관측할 때 판 스프링이 물결 모양이 되도록 한다. 판 스프링은 요구되는 충격 흡수, 절곡 및 압축 저항을 제공하기에 적절한 임의의 두께를 가질 수 있다.
판 스프링(356)은 예컨대 세라믹, 복합 재료, 중합체 또는 코발트-크롬 합금, 스테인레스 강 및 티타늄 합금과 같은 금속을 포함하는 당해 분야에 공지된 임의의 적절한 재료로 제조될 수 있다.
관절 캡(358)은 볼록한 상부 관절면(368) 및 판 스프링 결합된 하부 돌기(370)에 제공될 수 있다. 관절면(368)은 상부 종판(352)의 내표면 상에 형성된 정합면(371)과 정합하여 관절을 이루도록 구성될 수 있다. 정합면(371)은 관절 캡(358)의 볼록면에 상응하는 오목면을 포함할 수 있다. 다르게는, 상부 종판 정합면(371)은 볼록하고, 관절 캡(358)의 상부면은 오목할 수 있다. 각각의 관절면(368) 및 정합면(371)의 곡률은 환자 본래의 디스크의 이동을 모방하도록 또는 특정 과정에 요구될 때 적절한 형태, 관절 및/또는 병진 운동의 양을 제공하도록 선택될 수 있다.The
상부 종판(352)의 정합면(371)은 종판과 일체이거나, 도9a에 도시된 바와 같이 다른 실시예에서 이미 설명된 대로 개별의 조각으로 형성되어 당해 분야에 공지된 임의의 적절한 고정 방법을 사용하여 종판에 부착될 수 있다. 개별 조각으로 형성될 때, 정합면(371)은 다른 실시예와 관련된 관절면에 적절하다고 설명된 다양한 재료와 같은 종판의 정합면과 상이한 재료를 포함할 수 있다. 정합면(371)은 종판(352)의 상승부(372) 내로 리세스될 수 있어서, 종판(352)이 오목한 정합면(371)을 위해 제공될 수 있는 곡률 반경을 제한하지 않고 비교적 얇을 수 있으며, 또는 정합면을 매우 얕게 할 수 있다.The mating surface 371 of the
상부 종판(352)의 상승부(372)는 상승된 면의 높이 "h"를 갖는 상승된 면(374)을 포함할 수 있다. 상승된 면(374)은 적어도 하나의 방향으로 디스크(350)의 관절을 한정하는 판 스프링 커버판(360)의 상향 연장하는 내부 모서리(367)를 결합하도록 구성될 수 있다. 다르게는, 상승된 면(374) 및 상향 연장하는 내부 모서리(367)는 모든 방향으로 디스크의 관절을 한정하도록 구성될 수 있다. 일실시예에서, 상승된 면(374) 및 내부 모서리(367)는 단일 평면(예컨대, 평균 축방향 평면)으로만 디스크의 관절을 한정하도록 구성될 수 있다. 상승된 면(374) 및 내부 모서리(367)는 모든 평면으로 관절의 요구되는 범위를 갖는 디스크(350)를 제공하기에 적절한 구조의 임의 조합을 포함할 수 있다. 따라서, 상승된 면(374)의 높이 "h"는 예를 들어 높이 "h"가 디스크(350)의 전방 및 후방측 상에서 더 작고 디스크의 측방향측에서 더 커서 전-후방 방향으로 관절의 정도를 제어할 수 있는 것과 같이 디스크를 중심으로 다른 위치에서 달라질 수 있다. 다르게는, 상승된 면(374) 및 내부 모서리(367)는 소정의 방향으로 디스크의 관절의 정도를 제어하기 위해 평평한 면, 대응 만곡면, 각진 면, 단이 형성된 면 등과 같은 정합면을 포함할 수 있다. The raised portion 372 of the
관절 캡(358)의 바닥면은 판 스프링(356)의 상부면 상에 형성된 홈(366)과 정합하도록 치수 설정되어 구성된 돌기(370)를 포함할 수도 있다. 따라서, 캡 (358)은 적어도 부분적으로 홈(366) 내에 유지될 수 있다. 일실시예에서, 홈(366)은 돌기(370)와 동일하거나 약간 크게 치수 설정될 수 있어서, 캡을 병진 운동 방향으로 유지되게 한다. 다른 실시예에서, 홈은 적어도 하나의 방향(예를 들어, 전-후방 축 방향을 따라)으로의 돌기보다 클 수 있어서, 캡(358)이 작동 중에 방향으로 병진 운동하는 것을 가능케 한다. 병진 운동을 가능케 함으로써, 회전의 순간 이동축이 제공된다. 이러한 회전의 순간 이동 축은 본래의 추간판의 이동을 더욱 자연스럽게 모사할 수 있다.The bottom surface of the
다르게는, 돌기(370)는 홈(366)에 단단히 고정되어서 병진 운동을 허용치 않을 수 있다.Alternatively, the
홈 및 돌기가 대체로 장방형 형상에 상응하는 것으로 도시되지만, 돌기(370) 및 홈(366)은 필요한 병진 자유도를 제공하기 위해 원형, 달걀형, 타원형 등을 포함하지만 이에 한정되지는 않는 당해 분야에 공지된 적절한 임의의 형상을 취할 수 있다. Although the grooves and protrusions are shown to generally correspond to the rectangular shape, the
도9a 내지 도9c에 도시된 다른 실시예에서, 판 스프링(356)은 지주(380)를 포함할 수 있고, 캡(358)은 지주(380)를 수용하도록 홈(382)을 가질 수 있다. 홈(366) 및 지주(380)는 적어도 하나의 방향으로 하부 종판(354)에 대해 캡(358)의 병진 운동을 허용하도록 치수 설정되고 구성될 수 있다. 홈(366) 및 지주(380)가 캡의 병진 운동을 허용하도록 구성될 때, 커버판(360)은 또한 병진 운동 캡(360)이 커버판 중심 개구(369)에 간섭하지 않도록 구성되어야 한다.In other embodiments shown in FIGS. 9A-9C, the
상부 종판(352)은 관절 삽입체(386)를 수용하는 리세스(384)를 포함할 수 있 고, 삽입체는 캡(358)의 볼록한 관절면(368)과 관절 연결을 구성하는 오목면(385)을 갖는다. 전술한 바와 같이, 오목 관절 삽입체(384)를 제공하는 것은 종판(352)의 재료에 영향을 미치지 않거나 디스크(350)의 다른 부품의 설계 또는 설치에 영향을 미치지 않고 의사가 관절면을 포함하는 적절한 재료를 선택하는데 있어 상당히 융통성을 가질 수 있다. 따라서, 삽입체(384)는 PEEK 또는 UHMWPE, 세라믹, 이들의 복합체 또는 임의의 조합물과 같은 강성 중합체를 포함하는 중합체를 포함하지만 이에 한정되지는 않는 당해 분야에 공지된 임의의 적절한 재료로 형성될 수 있다.The
관절 삽입체(386)가 제공될 때, 상부 종판(352) 내의 리세스(384)는 삽입체(386)를 유지하도록 구성된 표면을 포함할 수 있다. 리세스는 삽입체 내의 대응하는 방사상 홈에 끼워지도록 구성된 방사상 릿지를 포함하여, 삽입체가 리세스 내로 스냅 결합될 수 있다. 다르게는, 삽입체는 접착제 또는 접착제의 임의의 조합물을 사용하여 가압 끼워 맞춤으로 리세스에 부착될 수 있다.When the
대안적 실시예에서, 디스크(350)는 다른 실시예에 관해서 상술된 바와 같이, 탄성막, 에라스토머 링, 벨로우(bellow), 스프링 또는 유체와 같은 강성 복원 특징부를 또한 포함할 수 있다. 다른 실시예에 관해서 상술된 바와 같이, 디스크(350)는 추가의 충격 흡수 특징부를 포함할 수 있다.In alternative embodiments,
또한, 상기 실시예에서 기술한 바와 같이, 디스크(350)의 관절식 표면은 마모를 최소화하고, 미립자 발생을 감소시키고, 디스크 수명을 증가시키기 위해 표면 광택제 또는 다이아몬드 마감제, TiNi 마감제와 같은 유사한 마모 감소 마감제를 포함할 수 있다. In addition, as described in the above embodiments, the articulated surface of the
디스크(350) 종판은 인접하는 척추의 단부 내에서 그리고 단부로부터 종판의 이동, 제거, 이탈을 방지하기 위해 종판의 적어도 한쪽 또는 양쪽의 외부면 상에 제공된 이동 방지 구조를 구비할 수 있다. 이동 방지 구조는 플랩, 스파이크, 치형부, 핀, 전개 가능한 스파이크, 전개 가능한 치형부, 가요성 치형부, 다른 형상의 치형부, 삽입 가능한 또는 확장 가능한 핀, 나사, 후크, 톱니부, 리브 및 텍스쳐 표면을 포함하지만, 이에 제한되는 것은 아니다. The
또한, 디스크(350)의 상부 및 하부 종판은 또한 뼈의 성장을 증진시켜 디스크를 인접하는 척추에 영구히 고정시키기 위해 뼈 성장 유도 또는 안내 물질로 코팅될 수 있다. 이와 달리, 상부 및 하부 종판은 거친 면, 다공성 면; 레이저 처리 종판 층을 갖고; 뼈안내/뼈유도 골격을 포함하고; 또는 뼈 성장을 증진시키기 위해 일체형 뼈안내/뼈유도 재료를 구비하거나 또는 이러한 재료로부터 형성될 수 있다. In addition, the upper and lower end plates of
디스크(350)가 이식될 때, 척추의 위치에 따라서, 디스크(350)는 높이, 척추 전만 및 강성을 회복시키고, 압축 강도를 제공하고, 자연적인 추간판을 모방하도록 의도되거나 특정의 과정을 위해 필요한 범위의 운동을 가능하게 한다. When the
재료, 형상, 사용되는 요소의 결과로, 디스크(350)는 추간판 상에 부여된 장착 상태에 따라 굴곡/연장, 측방향 굴곡, 축방향 회전 및 변위가 가능하다. As a result of the material, shape, and elements used, the
도10을 참조하면, 예시적인 장착 과정이 개시된다. 일반적으로 디스크(350)는 상부 종판(402), 하부 종판(404), 코어 기구(406)를 포함할 수 있고, 코어 기구는 임의의 스프링, 슬롯형 코어, 링 스프링, 판 스프링, 코일 스프링, 에라스토머, 충전된 유체 또는 상술한 관절식 디스크이다. 추간판(400)은 모듈 방식으로 이식될 수 있고, 예를 들어, 디스크(400)의 종판(402, 404)이 확장기 및/또는 보유 기구와 같은 기구를 사용하여 추간 공동 내로 삽입될 수 있다. 추간판 공간은 종판과 결합하는 표준 척수 확장기를 사용하여 확장될 수 있다. 그후, 시험 스페이서가 코어 기구의 적절한 크기를 결정하여 생성된 디스크 공간으로 삽입되도록 사용될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 코어 기구(406)는 도브테일(dovetail), 슬롯, 또는 유사한 연결부를 사용하여 종판(402, 404)에 삽입 및 부착된다. 이러한 모듈식 삽입 기술은 주위의 조직 및/또는 혈관에 손상을 줄 수 있는 추간 공간을 과도하게 넓히는 것을 방지할 수 있다.Referring to Figure 10, an exemplary mounting process is disclosed. Generally
이와 달리, 추간판(400)은 특정 삽입 공구의 사용으로 삽입되어 미리 조립될 수 있다. 예를 들어, 종판 보유 클립은 종판(402, 404)이 추간 공간 내로 삽입될 때 평행 및 이격된 관계에서 유지 및 고정되도록 사용될 수 있다. 일단 이식되면, 클립은 종판(402, 404)으로부터 분리되어 제거될 수 있다. 그후, 클립은 추간 공간으로부터 제거된다. 또한, 디스크(400)는 과도한 확장을 방지하기 위해 압축된 상태로 이식된다. 압축된 상태에서 디스크(400)의 유도는 수술용 삽입 기구 또는 디스크(400) 내에 위치된 내부 기구에 의해 수행될 수 있다. Alternatively, the
전방, 측방 또는 전측방 수술 방법이 추간판(400)에서 사용될 수 있다. 또한, 이식되는 추간판(400)에 따라 침해를 최소화한 수술 방법 또는 동시 확장 및 이식 수술 방법이 사용될 수 있다. 동시 확장 및 이식법은 예를 들어, 이식 동안 확장기 아래로 임플랜트를 안내하기 위해 종판(402, 404)의 외부면에 형성된 슬롯 을 사용하여 수행될 수 있다. 또한, 이식되는 추간판에 따라, 인공 전종인대(anterior longitudinal ligament) 또는 자연 전종인대가 디스크 또는 디스크에 인접하는 척추 본체에 직접 부착될 수 있다. 전종인대의 부착은 임플랜트의 이동, 제거, 이탈의 방지를 돕는다. 추간판의 이식을 돕기 위해, 추간판은 정렬 마크를 포함할 수 있다.Anterior, lateral or anterior lateral surgical methods may be used in the
본 발명의 다양한 설명이 상기에서 기술되었지만, 여러 특징부들의 단일 또는 조합하여 사용될 수 있음을 알 수 있다. 따라서, 본 발명은 본 명세서에 기술된 특정의 바람직한 실시예로 제한되지 않는다. While various descriptions of the invention have been described above, it will be appreciated that they may be used singly or in combination of various features. Thus, the invention is not limited to the specific preferred embodiments described herein.
또한, 본 발명의 기술 사상 및 범위 내에서 변경 및 수정이 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자들에게 가능함을 알아야 한다. 예를 들어, 본 명세서에 개시된 임플랜트의 일부는 타가 이식, 자가 이식 및 이종 이식과 같은 뼈로 형성될 수 있고, 부분적으로 또는 완전히 탈염될 수 있다. 또한, 일부 임플랜트는 그 내부 또는 그 종판 상에/내에 뼈 재료 또는 다른 뼈 성장 유도 재료를 포함할 수 있다. 내부의 이러한 물질은 임플랜트 벽에 형성된 채널 또는 다른 구멍과 같은 주위의 해부학적 조직과 상호작용할 수 있다. 또한, 추간판의 이식을 돕기 위해 내부 및 후작동 정렬 마크가 사용될 수 있다. 또한, 추간판은 용해가 필요한 상황에서는 강성을 갖도록 제작될 수 있다. 추간판은 예를 들어, 종판 사이의 용해, 종판 사이에 스페이서의 삽입 또는 종판 사이의 고상화 액체의 주입에 의해 강성으로 제작될 수 있다. 따라서, 본 발명의 기술 사상 및 범위내에 있는 본 명세서의 개시로부터 당업자에 의해 용이한 모든 간편한 변경도 본 발명의 실시예와 함께 본 발명에 포함되는 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 첨부된 청구의 범위의 설명에 의해 한정된다. In addition, it should be understood that changes and modifications within the spirit and scope of the present invention are possible to those skilled in the art. For example, some of the implants disclosed herein may be formed from bone, such as taga transplantation, autologous transplantation, and xenograft, and may be partially or completely desalted. In addition, some implants may include bone material or other bone growth inducing material on or within or at its endplates. Such material inside may interact with surrounding anatomical tissue, such as channels or other holes formed in the implant wall. In addition, internal and postoperative alignment marks can be used to assist in the implantation of the intervertebral discs. In addition, the intervertebral disc may be manufactured to have rigidity in situations where dissolution is required. The intervertebral disc can be made rigid by, for example, dissolution between end plates, insertion of spacers between end plates or injection of solidifying liquid between end plates. Accordingly, all simple changes which are easily made by those skilled in the art from the disclosure of the present specification within the spirit and scope of the present invention are included in the present invention together with the embodiments of the present invention. Accordingly, the scope of the invention is defined by the description of the appended claims.
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