KR20070068395A - 척추체 가교 연결용 인공 보철물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상부 척추체(1)에 연결하기 위한 상부 접촉판(5)과 하부 척추체(2)에 연결하기 위한 하부 접촉판(6)과 상부 및 하부 접촉판(5, 6)을 서로 연결하고 상부 및 하부 척추체(1, 2) 사이에 위치된 부분적으로 교체될 적어도 하나의 척추체(3)를 가교 연결하는 가교부(7)를 구비하는 척추체 부분 교체용 인공 보철물에 관한 것이다. 가교부(7)는 척추체(3)의 리세스에 수용된다. 가교부는 상기 리세스 내에 고정되기 위해 가교부(7)의 양측면에 위치되는 골 물질 내로 침투하는 측면 고정 돌출부(9)들을 구비한다. 가교부의 단면은 바람직하게는 후방으로 갈수록 폭이 좁아지는 사다리꼴 형상이다.

척추 인공 보철물, 가교부, 척추체, 접촉판, 고정 돌출부

Description

척추체 가교 연결용 인공 보철물{PROSTHESIS FOR BRIDGING A VERTEBRAL BODY}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 인공 보철물에 관한 것이다.

본 발명은 상부 척추체에 연결하기 위한 상부 접촉판과, 하부 척추체에 연결하기 위한 하부 접촉판과, 상부 및 하부 접촉판들을 연결하고 상부 및 하부 접촉판들 사이에 위치되어 인공 보철물에 의해 교체될 수 있는 기능을 갖는 적어도 하나의 척추체를 가교 연결하도록 설계된 가교부를 포함하는 공지된 인공 보철물(DE-A-4109941호, 도 2)에 근거한 것이다. 가교부와 접촉판들 사이에는 각각의 경우에 힌지가 추간판 교체를 위해 마련된다. 가교부의 단면 크기는 척추체의 단면보다 상당히 작다. 척추체가 어느 정도 완전히 보존되면, 가교부는 척추체의 내부에 완전히 파묻히도록 척추체에 끼워져야 한다. 이런 작업이 어떻게 수술에 의해 수행될 수 있는 지는 불명료하다. 이것이 척추의 만곡 측면에만 어느 정도 더 완전하다면, 리세스가 그 전면에 생성되고 가교부는 상기 리세스 내로 삽입된다. 척추체에 견고히 연결하기 위해 가교부는 고정 나사를 수용하는 타원형 구멍을 포함하는 측면 돌출된 웨브(web)를 갖는다. 척추체에 인공 보철물을 고정하는 작업은 단면 관절(facet articulations) 외에도 인접 척추체들에 대한 상기 척추체의 위치를 결 정한다. 인공 보철물이 불편을 유발하지 않도록 끼워지기 위해서는 척추체가 웨브에 연결된 후 단면 관절에 의해 한정된 자연스러운 위치를 유지할 수 있도록 고정 웨브가 지탱하게 될 척추체의 표면들이 가공될 때 그나마 가능할 것이다. 이런 정밀 가공은 달성하기가 곤란하다. 또한, 나사에 의한 고정은 신뢰성이 충분하지 않다고 알려져 있다.

다른 하나의 공지된 척추 인공 보철물(US-A-5423816호)에서 가교부는 코일 스프링에 의해 형성되는데, 코일 스프링은 그 순응성으로 인해 상부 및 하부 척추체가 서로에 대해 그리고 가교 연결된 척추체에 대해 상대적으로 이동할 수 있도록 허용하는 것을 목적으로 한다. 코일 스프링은 가교 연결될 척추체 내부의 공동에 수용되도록 구성되며, 이 공동은 또한 그 내부에서 골 조직의 새로운 성장을 가능한 허용할 수 있는 골 조각으로 채워진다. 그러나, 이들 간의 지속적인 상대적 운동으로 인해, 코일 스프링의 회전부와 골 조직 간의 견고한 연결은 가능하지 않다. 따라서, 코일 스프링의 회전부는 가교 연결된 척추체에 대한 고정 수단을 형성하지 않는다. 그보다, 가교 연결된 척추체에 대하여 지속적으로 운동하는 코일 스프링의 회전부는 끊임없이 염증을 유발한다.

또한, 척추 인공 보철물이 공지되어 있으며(EP-A-1417940호), 여기에서 가교부는 그 분지부들이 교체 대상 척추체의 하부면 및 상부면에 결합하도록 측면이 U자 형상인 구성을 갖는다. 웨브는 척추체의 전면 상에 놓여서 전면에 나사결합된다. 이를 위해서는 척추체의 상부면, 하부면 및 전면이 적절히 가공되어야 하며, 이런 가공 작업은 특히 척추체가 손상된 경우 어려울 수 있다. 또한, 가교부가 척 추체를 완전히 교체하는 척추 인공 보철물이 공지되어 있다(EP-A-567424, WO 0103614, DE-U-20115281, US-A-5895428). 이런 척추 인공 보철물은 척추의 나머지 부분과 가교부 사이의 지지 연결이 실제로 가능하지 않다는 단점을 갖는다.

다른 공지된 척추 인공 보철물 그룹(US-A-4892545호, US-A-4636217호)에서 가교부는 상부 및 하부 척추체에 단단히 연결됨으로써 이들 척추체도 역시 서로에 대해 단단히 연결된다. 가교 연결된 척추체는 이처럼 힘을 받지 않는 상태로 유지되며, 따라서 인공 보철물의 가교부에 대한 어떠한 지지 연결도 필요로 하지 않는다.

따라서, 본 발명의 목적은 교체될 척추체가 완전히 또는 상당한 정도로 보존된 경우에도 사용될 수 있는 상술한 형태의 척추 인공 보철물을 이용할 수 있게 하는 것이다. 또 다른 목적은 이식재와 교체 대상 척추체 사이의 양호한 지지 연결이 비교적 간단한 수술 기법에 의해 이루어질 수 있도록 하는 것이다.

이는 청구항 1의 특징부에 의해 달성된다. 척추체에 전면으로부터 시작하는 리세스를 생성하는 것은 비교적 용이한데, 이 리세스는 가교부의 형상과 일치하고 가교부를 사실상 완전히 수용한다. 따라서, 가교부는 척추체보다 좁게 설계된다. 가교부와 척추체는 가교부와 리세스 간의 확실한 상호 결합에 의해 서로 지지한다. 또한, 가교부의 측면 돌출부들이 가교부를 리세스 내에서 견고하게 보유하기 때문에 가교부는 리세스로부터 이탈할 수 없다.

공지된(US-A-2002/0128652) 것으로 인접한 척추체의 견고한 연결을 위한 합정(dowel)은 직사각형 단면을 가지고 해당 척추체 내의 상응하는 형상의 복면 리세스 내에 끼워지고 리세스로부터 이탈하는 것을 방지하기 위한 수단들을 구비한다. 그러나, 이들 수단이 어떻게 설계되었는지를 밝히는 것은 불가능하다.

리세스가 가교부의 형상에 보다 정밀하게 일치할수록 가교부의 측면 돌출부들에 의해 제공되는 상호 지지 작용과 고정 모두는 더욱 효과적이다. 이는 리세스의 단면 형상이 직사각형 또는 사다리꼴인 경우 가장 용이하게 달성된다. 또한, 이는 가교부의 측면들이 커서 복수의 고정 돌출부들을 더욱 용이하게 수용할 수 있게 하는 장점을 갖는다. 이는 특히 돌출부들이 가교부 상에 예컨대 많은 수의 작은 점 형태로 견고하게 배열된 경우이다. 돌출부들은, 가교부가 리세스 내로 가압될 때, 골 조직의 탄성 또는 소성 순응성을 통해 그 고정 위치에 도달하도록 적절히 설계되어 있다. 이런 연결에서, 후방으로 갈수록 단면의 폭이 좁아지는 가교부의 형상은, 가교부가 후방으로 갈수록 단면의 폭이 마찬가지로 좁아지는 척추체 리세스에 쐐기 고정됨에 따라 돌출부들이 골 물질 내로 함침되는 추가적인 장점을 갖는다. 또한, 이들 돌출부는 자기-절개 설계를 갖는다. 다른 가능한 실시예는 돌출부들이 표면 요철 형상으로 아주 작게 만들어진 것이다. 이는 이식재/골 연결의 초기 강도를 생성하고 단기에 표면 요철 내로 성장하는 골 조직에 의한 영구적 연결을 허용하기에 일반적으로 충분하다. 돌출부들은 이식재가 골의 리세스 내로 이동하는 것에 대한 저항을 최소화하면서도 이식재가 리세스로부터 이탈되는 것에 대한 저항을 보다 증대시키기 위해 미늘(barb) 형상일 수도 있다.

가교부는 적어도 측면 상에 골 조직을 수용하기 위한 구멍들 또는 미세공들을 가질 수 있다. 이들 구멍이나 미세공들은 이식 전에 골 조각으로 채워질 수 있다. 시간이 경과함에 따라, 살아있는 골 조직이 성장하여 이식재와 뼈 사이에 견고한 결합을 허용한다.

본 발명은 경추에 적용될 때 특히 유리하다.

도1은 예시적인 실시예의 중간면에 대한 종단면도이다.

도2는 동일한 이식재의 정면도이다.

도3은 가교부의 사시도이다.

이하, 예시적인 유익한 실시예를 도시한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

도2는 상부 척추체(1)와, 하부 척추체(2)와, 이들 사이의 교체 대상인 척추체(3)를 도시한다. 척추 인공 보철물은 상부 및 하부 척추체 사이에 삽입된다. 척추 인공 보철물은 상부 척추체(1)에 연결되는 상부 접촉판(5)과 하부 척추체(2)에 연결되는 하부 접촉판(6)과 접촉판(5, 6)들을 연결하는 가교부(7)를 포함한다. 접촉판(5, 6)들과 가교부(7)의 사이에는 각 경우에 힌지면(8)을 구비한 (예컨대 EP-A-560140호에 따르는) 힌지가 위치된다. 인공 보철물은 상부 힌지에서 한편으로는 접촉판(5)의 바닥면에 의해 그리고 다른 한편으로는 도시 안된 방식으로 가교부(7)에 연결된 힌지부(4)에 의해 형성된다. 하부 힌지에서, 이것은 한편으로는 가교부(7)의 바닥면에 의해 그리고 다른 한편으로는 도시 안된 방식으로 하부 접촉 판(6)에 연결된 힌지부(4)에 의해 형성된다. 구형 힌지면을 갖는 힌지 대신에, 예를 들어 가요성 쿠션(DE-U-20115281호)이나 나선형 스프링(DE-A-4109941호)을 갖는 다른 형태의 힌지도 사용될 수 있다. 상부 척추체(1)와 하부 척추체(2)가 견고하게 연결될 경우라면, 힌지들은 모두 생략될 수도 있다. 마지막으로, 상부 접촉판(5)과 가교부(7)의 사이에 또는 하부 접촉판(6)과 가교부(7)의 사이에 단지 하나의 힌지를 사용하는 것이 가능하다.

접촉판(5, 6)들은 접촉판들과 해당 척추체들 사이에 낮은 압력을 위해 치수 결정된 통상적인 크기를 갖지만, 가교부(7)는 해당 척추체(3)의 폭보다 작은 폭, 즉 가교부가 상응하는 척추체(3) 내에 전면으로부터 가공된 리세스 내로 삽입될 수 있고 이를 따라 남아 있는 골 물질이 가교부를 리세스 내에 견고하게 고정하기에 충분하도록 보장하기에 충분히 작은 폭을 가진다.

리세스의 적어도 일부는 가교부(7)의 형상에 가능한 정확히 대응하는 형상을 갖는다. 따라서 이식재의 표면이 실질적으로 유격이 없도록 뼈의 인공 생성 표면 상에서 지지될 수 있다. 한편, 이것은 양호한 상호 지지를 제공한다. 다른 한편, 이것은 뼈와 이식재 사이에 안정적 연결을 생성하는 골 성장을 가능하게 한다. 마지막으로, 이것은 이식재 상에 마련된 고정 돌출부(9)들이 고정력을 전달하는 것을 가능하게 하기 위해 골 조직 내에서 실질적으로 그 전체 길이를 따라 결합하는 것을 보장한다.

가교부와 뼈에 생성된 리세스 사이에 형상 대응성을 제공하는 목적은 도3에 나타난 바와 같이 가교부의 사다리꼴 단면 형상에 의해 가장 용이하게 달성된다. 다른 단면 형상을 사용하는 것도 가능하지만, 가교부가 리세스에 삽입될 때 그 측면이 잘라낸 뼈의 표면 상에서 상기한 바와 같이 유격이 없이 지탱되도록 전방에서 후방 쪽으로 좁아지는 단면 형상을 이용하는 것이 바람직하다.

가교부가 후방으로 갈수록 좁아지는, 특히 사다리꼴 형상을 갖는 것에 따른 특징은 적절하다면 청구항 1의 특징과 관계없이 보호할 필요가 있다.

고정 돌출부들은 가교부(7)의 측면(10) 상에 견고하게 배열된다. 도3에 따르면, 이들 고정 돌출부는 이식재가 척추의 리세스 내로 삽입되는 뼈 표면 내로 자신들을 가압하는 작고 뾰족한 다수의 돌기 형상(11)이다. 도시되지 않은 다른 실시예에서, 이들 고정 돌출부는 골 물질 내에 끼워지도록 삽입 방향으로 연장되는 면을 갖는 보다 큰 블레이드의 형상이다. 다른 하나의 실시예는 전체 측면(10) 또는 그 대부분을 덮는 표면 요철 형상의 미세 돌출부들을 사용한다. 각각의 경우에, 고정 돌출부에 부가하여, 골 물질이 성장하여 그 자체를 고정할 수 있게 하는 구멍(12)들이나 미세공들을 제공하는 것이 가능하다. 이러한 과정을 촉진시키기 위해, 구멍들은 처음부터 골 조각으로 채워질 수 있다. 또한, 이식재를 골전도 또는 골유도 물질로 코팅하는 것도 가능하다.

Claims (4)

1. 상부 척추체(1)에 연결하기 위한 상부 접촉판(5)과, 하부 척추체(2)에 연결하기 위한 하부 접촉판(6)과, 적어도 하나의 힌지(8)를 매개로 상부 및 하부 접촉판(5, 6)을 서로 연결하고 상부 및 하부 척추체(1, 2) 사이에 위치된 부분적으로 교체될 적어도 하나의 척추체(3)를 가교 연결하도록 설계되고 척추체(3)에 대한 고정을 위해 측면으로 돌출하는 강성 고정 돌출부(9, 11, 15, 32)들을 구비한 가교부(7)를 갖는 척추체 부분 교체용 인공 보철물에 있어서,

   가교부(7)의 단면 형상은 직사각형이거나 후방으로 갈수록 폭이 좁아지는 것을 특징으로 하는 척추체 부분 교체용 인공 보철물.
2. 제1항에 있어서, 고정 돌출부들은 표면 요철의 형태인 것을 특징으로 하는 척추 인공 보철물.
3. 제1항에 있어서, 가교부(7)는 골 조직을 수납하기 위한 구멍(12) 또는 미세공을 갖는 것을 특징으로 하는 척추 인공 보철물.
4. 제1항에 있어서, 척추 인공 보철물은 골 물질 또는 골 교체 물질의 충전물을 구비하는 것을 특징으로 하는 척추 인공 보철물.

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