KR20080093138A - 척추간 이식체 및 사용방법 - Google Patents

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KR20080093138A
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intervertebral
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하이 에이치. 트리유
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워쏘우 오르쏘페딕 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 척추 부재를 간격화하고(spacing) 안정화 시키기 위한 이식체 및 방법에 관한 것이다. 이식체는 제1 및 제2 종판(endplates) 및 중간부, 이에 의해 형성되는 내측부 (interior section)를 포함한다. 탄성 부재는 내측부 내부에 위치하여 종판들 간격을 유지한다. 탄성 부재는 제1 및 제2 종판 사이에서 원하는 변위에 따라 다양한 방향, 크기, 형상, 밀도, 탄성계수 및 기타 재료 특성을 가질 수 있다. 하나의 일구현예에 따른 사용에 의하면, 이식체는 환자가 직립하거나 엎드린 자세를 할 때와 같은 척추부재가 정렬될 때 제1 형상을 가정할 수 있다. 이러한 제1 형상은 제1 거리 떨어지도록 간격을 두는 제1 및 제2 종판을 포함할 수 있다. 척추부재 움직임 동안, 종판은 좁아질 수도 또는 멀어질 수 있도록 된다. 탄성부재와 함께 중간부는 이러한 움직임이 있는 동안 변형되어, 척추부재를 안정화시키는 힘을 발휘하도록 한다.

Description

척추간 이식체 및 사용방법{INTERVERTEBRAL IMPLANTS AND METHODS OF USE}
본 발명은 척추 부재의 안정화를 위한 장치 및 이의 사용방법, 더욱 상세하게는 척추의 확장 및/또는 안정화를 위한, 척추간 디스크, 척추 부재 또는 이들 양자의 결합을 대체하기 위하여 사용되는 척추간 이식체 및 방법에 관한 것이다.
척추는 목뼈, 등뼈, 허리뼈, 및 엉치 꼬리뼈 네 구역으로 분류된다. 목뼈 구역은 C1-C7로 표시되는 상위 일곱 개의 척추 부재를 포함한다. 등뼈 구역은 T1-T12로 표기되는 다음 열두 개의 척추 부재를 포함한다. 허리뼈 구역은 척추 부재 L1-L5의 다섯 개의 척추 부재를 포함한다. 엉치 꼬리뼈 구역은 엉치뼈 및 고리뼈를 형성하는 아홉 개의 접합 척추 부재를 포함한다. 척추의 척추 부재는 목뼈 곡선, 등뼈 곡선, 및 허리 엉치 곡선을 포함하는 곡선 구조로 정렬된다. 척추간 디스크는 척추 부재 사이에 위치하여 굽힘, 연장, 측방 굽힘 및 회전을 가능하게 한다.
다양한 조건에서 척추간 디스크 및/또는 척추 부재는 손상될 수 있다. 외상, 퇴행성 조건, 종양 또는 감염과 같은 특정 경우들을 포함한 여러 원인들로부터 손상이 가능하다. 척추간 디스크 및 척추 부재의 손상은 통증, 신경계 결손 및/또는 운동 상실에 이른다.
여러 시술에는 척추 부재의 전체 또는 분절(section), 척추간 디스크 전체 또는 분절, 또는 양자를 대체하는 것을 포함한다. 하나 또는 그 이상의 대체 (replacement) 이식체가 손상 척추 부재 및/또는 디스크를 대체하기 위하여 삽입될 수 있다. 이식체는 통증, 신경계 결손을 경감 또는 제거하며, 운동 범위를 증가시킨다.
본 발명은 척추 부재를 간격화하고(spacing) 안정화 시키기 위한 이식체 및 방법에 관한 것이다. 이식체는 제1 및 제2 종판(endplates) 및 중간부(intermediate section), 이에 의해 형성되는 내측부 (interior section)를 포함한다. 탄성 부재는 내측부 내부에 위치하여 종판들 간격을 유지한다. 탄성 부재는 제1 및 제2 종판 사이에서 원하는 변위에 따라 다양한 방향, 크기, 형상, 밀도, 탄성계수 및 기타 재료 특성을 가질 수 있다.
하나의 예에 따른 사용에 의하면, 이식체는 환자가 직립하거나 엎드린 자세를 할 때와 같은 척추부재가 정렬될 때 제1 형상을 가정할 수 있다. 이러한 제1 형상은 제1 거리 떨어지도록 간격을 두는 제1 및 제2 종판을 포함할 수 있다. 척추부재 움직임 동안, 종판은 좁아질 수도 또는 멀어질 수 있도록 된다. 탄성부재와 함께 중간부는 이러한 움직임이 있는 동안 변형되어, 척추부재를 안정화시키는 힘을 발휘하도록 한다.
도 1은 일 구현예에 의한 이식체 사시도이다.
도 2는 일 구현예에 의한 척추부재 사이에 위치된 이식체의 단면도이다.
도 3은 일 구현예에 의한 굽어진 척추부재 사이에 위치된 이식체의 단면도이다.
도 4는 일 구현예에 의한 상부 및 하부 종판들 및 중간부를 가지는 몸체(body)의 사시도이다.
도 5는 일 구현예에 의한 몸체의 측면 개략도이다.
도 6A-F는 중간부를 가지는 몸체의 예들에 대한 측면 개략도이다.
도 7은 일 구현예에 의한 몸체의 측면 개략도이다.
도 8A-8H는 종판에 상대적으로 위치한 탄성 부재의 구현예의 평단면도이다.
도 9A-9D는 몸체 내부에 위치한 탄성부재의 구현예의 측면 개략도이다.
도 10은 일 구현예에 의한 탄성 부재의 단면도이다.
도 11은 일 구현예에 의한 탄성 부재의 단면도이다.
도 12는 일 구현예에 의한 제한자(limiter)의 단면 개략도이다.
도 13A-13B는 일 구현예에 의한 제한자의 측면 개략도이다.
도 14A-C는 일 구현예에 의한 이식체를 도시한 것이다.
도 15는 일 구현예에 의한 척추부재에 대하여 상대적으로 위치된 장치의 평단면도이다.
본 출원은 척추간 디스크, 척추 부재 또는 이들 양자의 결합을 대체하기 위한 이식체 및 방법에 관한 것이다. 이식체는 제거된 요소들을 대체하는 크기의 몸체(body)를 포함한다. 몸체는 제1 및 제2 종판들 및 중간부 및 함께 형성하는 내측부를 포함할 수 있다. 탄성부재는 내측부 내에 위치된다. 탄성부재는 제1 및 제2 종판 사이에서 소망하는 변위에 따라 다양한 방향, 크기, 형상, 밀도, 탄성계수 및 기타 재료 특성을 가질 수 있다. 종판은 척추부재가 정렬될 때 제1 거리만큼 간격을 둘 수 있다. 척추 부재의 움직임 동안, 종판들은 근접하거나 또는 멀어지도록 작용될 수 있다. 탄성부재와 함께 중간부는 이러한 움직임이 있는 동안, 변형되고 따라서 종판 움직임을 방지하거나 감소시키는 힘을 가할 수 있다.
도 1은 몸체(10) 을 가지는 이식체 예를 도시한 것이다. 몸체(10)는 상부 종판(11), 하부 종판(12) 및 중간부(13)를 포함한다. 중간부(13)는 종판(11, 12)들 사이의 간격을 유지하도록 하여 내측부(14)를 형성한다. 탄성부재(20)는 내측부(14) 내부에 위치된다. 탭(30)은 몸체(10)에서 연장될 수 있으며 척추부재(100)에 대하여 몸체(10)를 고정시키는 수단을 제공한다.
도 2는 환자 내부에 배치된 도 1의 이식체 단면도를 도시한 것이다. 이식체는 실질적으로 정렬된 척추부재(100)와 제1 위치에 있다. 상부 및 하부 종판(11, 12)은 척추부재(100)와 접촉된다. 중간부(13)는 척추부재들(100) 사이에 형성된 공간 내부에 위치된다. 이러한 예에서, 중간부(13)은 척추부재의 후방 에지(edge)(102)에 가까이 및 전방 에지(101)에서 먼, 후방에 위치한다. 탄성부 재(20)는 내측부(14) 내부에 위치한다. 탭(30)은 이식체를 고정시키기 위하여 척추부재(100)내로 연장된다.
도 3은 굽은 척추부재(100)에서의 이식체를 도시한 것이다. 척추부재 (100)의 움직임은 종판(11, 12)들을 다른 한 쪽 내향으로 움직이게 하고 탄성부재(20) 및 중간부(13)을 탄성적으로 변형시킨다. 중간부(13) 및 탄성부재(20)은 굽힘에 저항하고 척추부재(100)상으로 외향 힘을 부가한다. 척추부재에 인가되는 힘의 양은 아래 상세하게 기술되는 바와 같이 변경될 수 있다. 중간부(13) 및 탄성부재(20)는 척추부재(100)의 재정렬에 따른 원래 형상으로 돌아갈 수 있는 탄성적, 저항적 재질로 제조될 수 있다.
일구현예에서, 중간부(13) 및 탄성부재(20)은 유연하여, 척추의 소정의 생체역학적 운동을 유지하면서, 동적 안정성을 제공한다. 굽힘, 연장, 측방 굽힘 및 회전 동안 안정성은 유지될 수 있다. 중간부(13) 및 탄성부재 (20)는 소정의 강성도(stiffness)를 가지도록 제조되어 안정성을 제공한다. 또한, 강성도는 생체역학적 운동 동안 변할 수 있다.
몸체(10)는 상부 및 하부 종판(11, 12)들 및 중간부(13)를 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같은 일구현예에서, 몸체(10)는 접힌 구조 (folded configuration) 을 가지는 단일 부재로 제조된다. 다른 예에서, 몸체(10)는 둘 또는 그 이상의 부재로 제조된다. 도 5는 종판(11, 12)에 부착된 별개 단편(piece)으로 제조된 중간부(13)의 예를 도시한다. 상부 종판(11)은 부재 (18)에 하나 또는 그 이상의 패스너 (fastener)(16)로 부착된다.
패스너 예들로는 리벳, 핀, 스크류 등을 포함할 수 있다. 하부 종판(12)은 부재(18)에 예를 들면 접착제, 용접, 경납땜 등과 같은 다른 방법으로 부착된다. 도 7은 두 별개의 부재(18a, 18b)로 제조된 중간부(13)의 예를 도시한다. 상기 구현예에서, 제1 부재(18a)는 종판(11)과 일체이며, 제2 부재(18b)는 종판(12)와 일체이다. 부재(18a, 18b)들은 상기 기술된 방법으로 서로 연결된다. 몸체(10)는 금속, 고분자, 세라믹 및 이들의 결합을 포함한 다양한 재료로 제조될 수 있다. 금속의 예로는 티타늄, 니켈-티타늄과 같은 티타늄 합금, 스테인리스 강, 코발트 크롬을 포함한다. 고분자의 예로는 PEEK, PEEK-탄소 복합재, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 및 폴리우레탄을 포함한다. 세라믹의 예로는 칼슘 포스페이스, 히드록시아파타이트(hydroxyapatite), HAPCP, 알루미나, 및 지르코늄을 포함한다.
종판(11, 12)은 척추 부재(100)와 접촉되도록 형상된다. 종판(11, 12)은 척추부재(100)의 판(plates) 형상에 정확하게 맞도록 형상될 수 있다. 척추부재(100)와 접촉되는 표면적 크기뿐 아니라, 종판(11, 12)들의 형상 및 크기는 변할 수 있다. 도 14A-C에 도시된 일 예는 볼록 종판(11, 12)을 포함한다. 상부 및 하부 종판(11, 12)은 동일한 형상 및 크기를 가질 수 있거나, 다른 형상 및 크기를 가질 수 있다. 예에 따르면, 도 1 예는 실질적으로 동일한 형상 및 크기를 가지는 종판(11, 12)를 포함한다. 다른 예에서, 종판(11, 12)은 다른 형상 및 크기를 가질 수 있다. 종판(11, 12)의 형상의 예로는 원형, 달걀형, 타원형, 신장(kidney)형, 정사각형, 직사각형, 사다리꼴, 및 부메랑 형상 등을 포함한다.
도 4에 도시된 일 예는 제1 및 제2 핑거(11a, 11b)를 가지는 갈라진 구조의 상부 종판(11), 개방구(15)를 가지는 단일 분절(section)로 형성된 하부 종판(12)를 가진다. 일구현예에서 , 핑거 11a, 11b 사이에 형성된 공간 및 개방구(15)는 정렬된다. 일구현예에서 , 종판(11, 12)은 도 4, 6A 및 6B 예에서 도시된 바와 같이 평면 구조를 가진다. 다른 예에서, 종판(11, 12)은 도 6C 및 6F 예에서 도시된 바와 같은 곡선 구조를 가진다. 또 다른 예에서, 도 6D에서 도시된 바와 같이, 종판(11, 12)은 곡선 및 평면 분절의 결합으로 이루어진다.
종판(11, 12)은 외부 힘이 이식체에 작용하지 않은 경우 다양한 상대 각도의 위치로 배치될 수 있다. 일 구현예에서, 종판(11, 12)은 실질적으로 평행하다. 다른 예에서, 종판(11, 12) 각은 중간부(13)으로부터 외향되어, 내측부 13 높이는 중간부(13) 인근에서 낮고 종판(11, 12)의 말단으로 갈수록 커진다. 기타 예에서, 중간부(13)에서 연장될수록 종판(11, 12)의 각은 내향된다.
중간부(13)는 종판(11, 12) 사이에 연장되며 종판(11, 12) 움직임에 저항력을 제공한다. 중간부(13)는 다양한 형상을 가질 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이 일구현예에서 , 중간부는 실질적으로 평면의 상부 및 하부를 가진다. 다른 예에서, 중간부(13)는 곡면 형상을 가진다. 다양한 다른 예에서, 중간부(13)는 평면 또는 곡면 형상의 결합으로 이루어진다. 중간부(13) 폭은 종판(11, 12) 하나 또는 양자와 동일하거나 다를 수 있다. 도 14A-C에 도시된 일구현예에서 , 중간부(13) 폭은 종판(11, 12) 보다 작다. 더 좁은 폭은 몸체(10) 중간 선을 따라 집중될 수 있거나 퍼질 수 있다. 중간부(13) 두께는 종판(11, 12) 하나 또는 양자와 동일하거나 다를 수 있다. 일구현예에서 , 중간부(13)는 도 8H에 도시된 바와 같이 두 개의 별개의 간격을 두는 분절들(sections)을 포함할 수 있다.
예들에서, 중간부(13)는 단일 부재(19)로 제조된다. 도 6A는 종판(11, 12)사이에 오버랩 구조(overlapping configuration)의 곡선 형상을 가지는 중간부(13)를 가지는 예를 도시한다. 도 6B는 평면 및 곡면 분절들로 구성된 오버랩 구조의 중간부(13)를 가지는 예를 도시한다. 도 6C는 다중 오버랩 분절들을 가지는 예를 도시한다. 도 6D는 부재(18)의 분절들 사이에 위치되어 둘러싸인(enclosed) 분절 17을 가지는 중간부(13)를 가지는 예를 도시한다.
중간부(13) 예들은 다수의 부재 18을 포함할 수 있다. 도 6E는 곡선의 제1 지지부(18a) 및 제 2 지지부(18b)를 가지는 예를 도시한다. 도 6F는 분절(section)들(18a, 18b, 및 18c)을 포함하는 중간부(13)의 다른 예를 도시한다. 분절(18a)은 종판(11, 12)에서 연장된다. 분절(18b, 18c)는 십자 교차 패턴을 형성한다. 다수의 부재(18)를 가지는 예에서, 부재(18)는 단일 방식으로 또는 함께 고정된 다수의 다른 부재들로부터 제조될 수 있다. 부재(18)는 종판(11, 12) 전체 폭을 따라 또는 폭의 제한된 분절 또는 분절들을 따라 연장될 수 있다. 도 14C 예에서, 부재(18)는 종판(11, 12)의 제한된 폭을 따라 연장된다. 또한, 몸체는 도 8F 및 8H 예에서 도시된 바와 같이 다수의 부재(18)를 포함할 수 있다. 다수의 부재(18)를 가지는 예에서, 부재는 동일 구조 또는 다른 구조를 가질 수 있다.
탄성부재(20)는 내측부(14) 내부에 위치하며 저항력을 제공하고 종판(11, 12) 움직임을 방해하도록 강성도를 가진다. 탄성부재(20)는 이식체에 인가된 하증(load)을 공유하며 중간부(13)의 피로파괴를 막을 수 있다. 탄성부재(20)는 종 판(11, 12) 움직임을 방해하기 위한 실질적으로 선형 또는 비-선형 저항력을 부여한다.
탄성부재(20)는 다양한 다른 재질로 제조될 수 있다. 부재 20은 종판(11, 12) 움직임 동안 탄력적으로 형상을 변경한다. 이러한 재질의 예로는 탄성 또는 고무성 고분자, 히드로젤, 또는 기타 친수성 고분자, 또는 이들의 결합을 포함한다. 특히 적합한 에라스토머는 실리콘, 폴리우레탄, 실리콘 및 폴리우레탄 공중합체, 폴리이소부틸렌 및 폴리이소프렌과 같은 폴리올레핀, 네오프렌, 니트릴, 가황고무 및 이들의 결합을 포함한다. 폴리우레탄의 예로는 열가소성 폴리우레탄, 지방족 폴리우레탄, 세그멘트 폴리우레탄, 소수성 폴리우레탄, 폴리에테르-우레탄, 폴리카르보네이트-우레탄 및 실리콘 폴리에테르우레탄을 포함한다. 기타 적합한 친수성 고분자는 폴리비닐 알코올 히드로젤, 폴리아크릴아미드 히드로젤, 폴리아크릴릭 히드로젤, 폴리(N-비닐-2-피롤리돈 히드로젤, 폴리히드록시에틸 메타아크릴레이트 히드로젤, 및 콜라겐 및 히알루론산 및 가교된 카르복실-함유 다당류와 같은 다당류의 천연 발생 재, 및 이들의 결합을 포함한다.
탄성부재(20)는 몸체(10)에 연결될 수 있거나 내측부 14에 자유롭게 위치될 수 있다. 일구현예에서 , 탄성부재(20)는 하나 또는 그 이상의 종판 11 및 중간부(13)에 연결된다. 탄성부재(20)는 스크류, 핀, 리벳 등과 같은 기구적 파스너로 연결될 수 있다. 기타 예에서, 탄성부재(20)는 접착제로 몸체(10)에 연결된다. 일구현예에서 , 하나 또는 그 이상의 종판(11, 12) 내측 에지 및 중간부(13)는 거친 표면, 리치(ridge), 돌기(teeth) 등을 포함하여 탄성부재(20)의 위치를 유지한다. 일구현예에서, 탄성부재(20)는 하나 또는 양 종판(11, 12)에 연결되도록 형상된다. 특정 예에서, 탄성부재(20)는 종판에서 연장되는 연장부에 장착되는 비둘기 꼬리형(dovetailed) 리세스(recess)를 가진다.
양 종판(11, 12)에 연결될 때, 탄성부재(20)는 내향 및 외향 움직임에 저항력을 제공한다. 종판(11, 12) 내향 움직임 동안, 탄성부재는 압축되고 내향 움직임에 저항을 제공한다. 종판(11, 12) 외향 움직임 동안, 탄성부재는 장력 하에 놓이고 저항을 제공한다. 일구현예에서, 탄성부재(20)는 척추부재 굽힘 동안 압축상태에 놓이고, 연장되는 동안 장력 하에 놓인다.
단 하나의 종판 11 또는 12에 연결된 탄성부재(20)의 예에서, 또는 종판(11, 12) 사이에 위치되고 어디에도 연결되지 않은 경우, 탄성부재(20)는 내향 움직임에 저항력을 제공한다. 탄성부재(20)는 외향 움직임 동안 장력 하에 놓이지 않고 이러한 움직임에 대한 저항은 중간부(13)에 국한된다.
탄성부재(20)는 중간부(13)에서 이격되거나 접촉될 수 있다. 탄성부재(20)는 또한 다양한 높이 및 폭을 가질 수 있다. 다양한 예에서, 탄성부재는 도 8A-8E에 도시된 바와 같이 단일 부재로 제조된다. 도 8A는 실질적으로 직사각형 형상을 가진 탄성부재(20)를 구비한 일구현예를 도시한 것이다. 도 8B는 중간부(13)의 지지부재(18)로부터 먼 전방과 대향된 베이스(base)가 있는 실질적으로 C-형상의 탄성부재(20)를 도시한 것이다. 도 8C는 종판(12)과 접촉하는 제 1 사각형 표면 및 상향으로 점점 가늘어지는 네 개의 평면 측벽들을 가지는 탄성부재 20을 도시한다. 도 8D는 불규칙하고, 비-대칭적인 형상을 가지는 예를 도시한다. 도 8E는 중간 부(13)의 지지부재 18을 향하여 후방과 대향된 베이스를 가지는 실질적으로 C-형상의 탄성부재를 가지는 예를 도시한다.
탄성부재(20)는 또한 하나 또는 그 이상의 별개의 부재를 포함할 수 있다. 별개의 부재들은 동일 구조 또는 다른 강성도를 가지는 다른 재료로 제조될 수 있다. 도 8F는 세 개의 별개의 탄성부재 20a, 20b, 20c를 가지는 예를 도시한 것이다. 각 탄성부재 20a, 20b, 20c는 독립적이고 내측부 14 내부에 위치되고 실질적으로 직사각형 형상을 가진다.
도 8G는 각각 원 단면 형상을 가지는 탄성부재 20a, 20b, 20c를 가지는 다른 예를 도시한 것이다. 도 8H는 제2 탄성부재 20b 내부에 위치된 제1 탄성부재(20a)를 가지는 예를 도시한 것이다. 일구현예에서, 탄성부재 20a, 20b는 서로 연결된다. 도 8G 및 8H에서 도시된 예에서, 탄성부재(20)는 원통, 구 또는 원뿔형상을 가질 수 있다.
비-변형 상태에서, 탄성부재(20)는 다양한 높이 H를 가질 수 있다. 일구현예에서, 높이는 부재(20)가 양 종판(11, 12) 사이에서 연장되고 및 접촉되는 크기이다. 일구현예에서, 높이 H는 탄성부재(20) 전체에 걸쳐 실질적으로 동일하다. 도 9A 및 9B에서 도시된 바와 같은 다른 예에서, 높이 H는 탄성부재(20)를 따라 변할 수 있다. 일구현예에서, 탄성부재(20)는 척추 부재가 정렬된 때 제1 높이 H를 가진다. 압축상태에 놓이면, 탄성부재는 더 낮은 높이를 가진다. 장력 하에 놓이면, 탄성부재(20)는 신장되고 더 높은 높이를 가진다.
도 9A는 중간부(13)에서 멀어질수록 감소되는 높이를 가지는 탄성부재 20을 포함하고, 도 9B는 중간부(13)에서 멀어질수록 증가하는 높이를 가지는 탄성부재 20을 포함한다.
이식체는 변형에 따라서 변화 가능한 저항력 (variable resistance) 을 제공할 수 있다. 변화 가능한 저항력에 따라 초기 척추 움직임에는 저항을 덜 제공할 수 있지만, 더 큰 척추 움직임을 줄이기 위하여 더 큰 힘이 인가되도록 할 수 있다. 예에 의하면, 이식체는 종판(11, 12)의 초기 움직임 양(amount) 동안 거의 저항을 제공하지 않도록 설계될 수 있다. 종판(11, 12)가 초기 양 이상으로 움직이면, 더 큰 저항력이 척추부재에 인가될 수 있다. 어떤 예에서, 탄성부재(20) 및 중간부(13)의 강성도는 추가적인 움직임의 양(amount)에 따라 증가한다. 하나 또는 둘의 부재에 의해 인가되는 저항력 정도는 이들의 초기 제1 위치에서부터 멀어질 때 증가될 수 있다.
변화 가능한 저항력은 탄성부재(20)의 높이로부터 압축될 때 발생할 수 있다. 일구현예에서, 탄성부재(20)의 높이는 내측부 (즉, 부재 20이 양 종판(11, 12)에 접촉하지 않는다) 보다 낮다. 종판(11, 12)의 초기 내향 움직임에 대한 저항력은 중간부(13)에 국한된다. 탄성부재(20)는 이것이 양 종판(11, 12)에 의해 접촉되고 변형될 때까지 강성도에 영향을 주지 않는다. 일구현예에서, 변형(deformation)은 종판의 초기 움직임 양 동안 중간부(13)에 제한된다. 이러한 초기 양을 넘은 움직임은 중간부(13)의 계속된 변형과 함께 종판(11, 12)이 탄성부재(20)를 변형하도록 하고, 더 큰 이식체 강성도 및 추가적인 움직임에 더 큰 저항의 결과를 준다.
탄성부재(20) 형상은 또한 변형에 변경 가능한 저항을 제공한다. 양 종 판(11, 12) 및 탄성부재(20) 사이의 더 큰 접촉 양(amounts of contact) 은 더 큰 저항력을 가져온다. 도 9A 및 9B의 예를 이용한 예에 의하면, 탄성부재(20)의 뾰족한 형상은 종판(11, 12)의 내향 움직임의 초기 양 동안에는 약한 저항력을 제공한다. 종판(11, 12)의 추가적인 내향 움직임은 더 큰 정도의 탄성부재 20 변형을 가져오고 더 큰 저항력으로 이어진다.
다수의 탄성부재에 의해 변화 가능한 저항이 제공될 수도 있다. 도 9C는 두 개의 별개의 탄성부재 20a 및 20b를 가지는 예를 도시한 것이다. 종판(11, 12)의 내향 움직임 동안, 안쪽의 탄성부재(20a)는 초기에 접촉되고 제 1의 저항을 일으킨다. 두번째 탄성부재(20b)는 종판(11, 12)이 소정 양 이상으로 압축될 때까지 종판(11, 12)에 의해 접촉되지 않는다. 이러한 압축은 이후 탄성부재(20b)가 변형되어 추가적인 저항 양을 일으킨다. 본 예에서, 탄성부재 20a 및 20b는 동일한 또는 다른 강성도를 가질 수 있다.
도 9D는 다른 강성도를 가지는 제1 및 제2 재료 28a 및 28b로 제조된 단일 탄성부재 20을 가지는 예를 도시한다. 초기 종판(11, 12)의 압축에 의해 제1 재료(28a)가 변형을 일으키고 제1 저항을 제공한다. 추가적인 압축에 따라 제1 및 제2 재료 28a 및 28b의 변형이 진행되고, 이들은 함께 추가적인 저항력을 제공한다.
다른 예에서 (도시되지 않음), 제1 및 제2 부재 20a, 20b 각각은 양 종판(11, 12)에 부착된다. 본 예에서, 제1 부재 20a는 제2 부재 20b 보다 더 높은 높이를 가진다. 초기 종판(11, 12)의 외향 움직임 동안, 제2 부재 20b는 제1 부재 20a 에 앞서 장력 하에 놓인다. 소정의 외향 움직임 양 이후, 제1 부재 20a는 또한 장력 하에 놓이고 따라서 종판(11, 12) 움직임에 대하여 전체적인 저항을 증가시킨다.
탄성부재(20)는 내측부 14를 다양한 범위로 채울 수 있다. 도 2의 예에 도시된 바와 같이, 부재 20은 내측부 14의 한정된 범위를 채운다. 도 10 및 11에 도시된 바와 같은 다른 예에서, 탄성부재(20)는 실질적으로 내측부 (14)의 전체를 채운다. 도 10 및 11의 예에서, 보이드(void)(21)는 탄성부재 (20) 내부에 위치한다. 일구현예에서, 보이드는 특정 형상 및 크기를 가져 탄성부재(20)의 지지 능력을 제어할 수 있다. 보이드(21)는 실질적으로 비어있는 상태이거나 탄성부재(20)의 것과는 다른 재료로 충진될 수 있다. 도 10에서 도시된 바와 같이, 보이드(21)는 탄성부재(20) 내부에 위치할 수 있거나 도 11에 도시된 바와 같이, 일 에지(edge)를 따라 배치될 수 있다.
일구현예에서, 탄성부재(20)는 내측부(14) 내부에 완전히 위치된다. 다른 예에서, 탄성부재(20)는 내측부(14) 내부에 위치하고 하나 또는 그 이상의 측면에서부터 외부로 연장된다.
제한자 (limiter)는 소정의 양 이상으로 종판(11, 12)을 움직이지 않도록 한다. 도 12는 내측부(14) 내부에 위치된 단단한 제한 부재(limiting member)(75)를 가지는 일 예를 도시한다. 종판(11, 12)의 내향 움직임은 탄성부재(20)의 변형을 일으킨다. 소정 양의 움직임에서, 제한 부재(75)의 최상부 에지는 종판(11)과 접촉되고 더 이상의 내향 움직임을 방지한다. 제한 부재(75)는 다양한 다른 형상 및 방향을 가질 수 있다.
다른 예에서, 제한 부재(75)는 양 종판(11, 12)에 부착된 비-탄성부재로 형성된다. 제한 부재(75)는 부재(75)의 길이가 종판(11, 12) 사이의 거리 보다 길어서 초기 방향 동안에는 느슨한 상태이다. 종판(11, 12)가 소정의 거리이상의 외향 움직임 후, 제한 부재(75)는 팽팽하여 지고 더 이상의 외향 움직임을 제한한다.
기타 제한자의 예는 도 13A 및 13B에 도시된다. 종판(11, 12)은 중간부(13) 반대측에 위치한 말단(19)과 함께 형성된다. 도 13A에 도시된 바와 같이 제1 위치에서, 말단들(19)은 서로 분리되어 있다. 이것은 척추 움직임 동안 종판(11, 12)의 내향 움직임이 가능하도록 한다. 소정의 내향 움직임에서, 말단들(19)은 도 13B에 도시된 바와 같이 서로 접촉하여 더 이상의 내향 움직임이 저지된다.
일구현예에서, 돌기(keel)가 하나 또는 양 종판(11, 12)으로부터 외부로 연장되어 척추부재(100)과 접촉된다. 도 2에 도시된 일구현예에서, 탭 (30)은 척추부재(100) 내부에 위치한다. 다른 예에서, 탭(30)은 척추부재(100) 사이에 위치된 내측부(14) 및 중간부(13)과 함께 척추부재 외측 에지를 따라 위치된다. 탭(30)은 척추부재(100)에 이식체를 부착하기 위한 패스너 수용 천공을 포함할 수 있다.
일구현예에서, 하나 또는 양 종판(11, 12)은 척추부재와 접촉을 증가시키도록 제조된다. 일구현예에서, 종판(11, 12)은 다공성 재료로 제조된다. 다른 예에서, 종판(11, 12)은 직조(textured)된다. 또 다른 예에서, 종판(11, 12)은 못(spike) 또는 톱니를 포함한다. 일구현예에서, 하나 또는 양 종판(11, 12)은 골전도성 재료 (osteo-conductive material)로 코팅될 수 있다. 재료의 예는 히디록시아파타이트 및 BMP를 포함할 수 있다.
척추 움직임은 종판(11, 12)의 상대적인 움직임을 일으킬 수 있다. "내향 움직임". "외향 움직임"의 용어들 및 유사 용어는 여기에서 일반적인 의미로 사용되어 종판(11, 12) 사이의 거리를 줄이거나 증가시키는 종판(11, 12)의 일반적인 움직임을 기술한다. 종판(11, 12)은 이러한 움직임 동안 상호 직접 접근되거나 멀어지도록 이동되거나, 또는 움직임의 측방요소가 어느 정도 있을 수 있다. 또한, 척추 움직임은 하나 또는 양 종판(11, 12)의 움직임을 일으킬 수 있다.
장치는 전방 또는 측방 접근을 포함한 여러 접근에 의해 척추간 공간 내부에 배치될 수 있다. 일구현예에서, 장치는 후방 접근(posterior approach) 을 통하여 삽입될 수 있다.
일구현예에서, 도 15에 도시된 바와 같이 다수의 장치가 척추간 공간에 삽입된다. 본 예에서, 장치는 척추부재(200)에 대하여 상대적으로 척추간 공간에 양 측면에 배치될 수 있다.
다른 예에서, 단일 장치가 척주측만증 교정을 위하여 삽입된다. 본 예에서, 하측상에서 디스크 높이를 증가시키기 위하여 척주의 오목 측 상에 장치가 배치될 수 있다.
일구현예에서, 척추간 공간 내로 이식체를 배치하기 전에 내측부(14) 내부에 탄성부재(20)가 배치된다. 다른 예에서, 몸체(10)는 척추간 공간에 초기에 배치되고 이후 탄성부재(20)가 내측부(14) 내로 위치된다.
여기에서 사용된 "가지는", "함유하는", "포함하는", "구성하는" 및 유사용어는 언급된 요소 또는 특징의 존재를 나타내지만 추가적인 요소 또는 특징을 배제 하지 않는 개방형 용어이다. 관사 "a", "an", 및 "the"는 달리 표기되지 않는 한, 단수뿐 아니라 복수를 포함하는 것이다.
"아래", "밑", "하부", "위", "상부", "하부", "중간", 및 유사한 공간적인 상대 용어는 요소들의 상대적인 위치를 설명하기 위하여 용이하게 설명할 목적으로 사용된다. 이들 용어는 도면에서 도시된 것들보다 다른 방향과 함께 장치의 다른 방향들을 포함한다. 또한, "제 1", "제 2" 및 유사한 용어들은 여러 요소들, 구역, 분절 (section) 등을 기술하기 위하여 사용되며, 제한할 목적은 아니다. 유사한 용어들은 상세한 설명 전반에 걸쳐 유사한 요소들을 언급한다.
본 발명의 사상 및 주요 특징을 벗어나지 않고 여기에서 개시된 것 보다 다른 방법으로 본 발명이 수행될 수 있다. 일구현예에서, 이식체는 디스크 전부 또는 일부를 대체한다. 다른 예에서, 이식체는 디스크 전부 또는 일부 및 하나 또는 그 이상의 척추 부재의 전부 또는 일부를 대체한다. 중간부(13)는 종판(11, 12)와 같은 폭을 가질 수 있거나 다른 폭을 가질 수 있다. 또한 중간부(13)는 종판(11, 12)와 동일한 또는 다른 두께를 가질 수 있다. 따라서, 본 발명은 예시적이고 비제한적으로 모든 측면에서 고려되어야 하며, 첨부된 청구항의 의미 및 균등 범위 내에서 모든 변경이 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (30)

  1. 척추부재 사이에 위치하는 척추간 장치로서, 상기 장치는
    오버랩 구조를 가지고, 제1 및 제2종판들의 간격을 유지하는 중간부를 구비하는 연장 부재; 및
    상기 제1 및 제2 종판들 사이에 위치하며 중간부에 인접하는 탄성부재로서, 상기 탄성부재는 상기 척추부재의 움직임 동안 제1 및 제2 종판들의 간격을 유지할 수 있는 크기인 탄성부재
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추간 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 종판은 상기 제2 종판과 다른 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 척추간 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 종판은 간격을 두고 떨어져 있는 제1 및 제2 핑거들을 포함하는 것을 특징으로 하는 척추간 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 중간부 및 상기 제1 및 제2 종판들은 실질적으로 C-형상을 형성하는 것을 특징으로 하는 척추간 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 중간부는 오버랩 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 척추간 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 중간부는 제1 및 제2 지지부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추간 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 탄성부재는 상기 중간부로부터 간격을 두고 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 척추간 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 장치는 제1 및 제2 종판들 사이에 배치되는 제 2 탄성부재를 추가로 포함하고, 상기 제 2 탄성부재는 상기 탄성부재로부터 간격을 두고 위치하는 것을 특징으로 하는 척추간 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제2 탄성부재는 상기 탄성부재와 다른 강성도를 가지는 것을 특징으로 하는 척추간 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 제2 탄성부재는 상기 탄성부재와 다른 높이를 가지는 것을 특징으로 하는 척추간 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 장치는 제1 및 제2 종판들 사이에 배치되는 제한부재를 추가로 포함하고, 상기 제한부재는 소정의 양(amount)을 넘는 제1 및 제2 종판 들의 움직임을 제한하도록 제조되는 것을 특징으로 하는 척추간 장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 탄성부재는 제1 에지 및 제2 에지 사이에서 측정되는 길이를 가지며, 상기 탄성부재의 높이가 상기 길이에 따라 변화되는 것을 특징으로 하는 척추간 장치.
  13. 척추부재 사이에 위치하는 척추간 장치로서, 상기 장치는
    탄성부재;
    상기 탄성부재 상부에 위치하는 제1 종판 및 상기 탄성부재 하부에 위치하는 제2 종판; 및
    상기 제1 및 제2 종판들의 단부(ends)에 위치하며 상기 제1 및 제2 종판들을 연결하는 중간부재를 포함하고, 상기 중간부재 및 탄성부재는 제1 및 제2 종판들이 간격을 두고 떨어져 있는 구조를 유지하도록 형성된 것을 특징으로 하는 척추간 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제1 및 제2 종판들은 최소한 부분적으로 오버랩 되는 것을 특징으로 하는 척추간 장치.
  15. 제13항에 있어서, 상기 제1 및 제2 종판들 및 상기 중간부재는 탄성부재 3면들 주위로 연장되는 것을 특징으로 하는 척추간 장치.
  16. 제13항에 있어서, 상기 중간부재는 오버랩 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 척추간 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 중간부재의 제1분절(section)은 실질적으로 편평하며, 상기 중간부재의 제2 분절은 실질적으로 만곡된(curved) 것을 특징으로 하는 척추간 장치.
  18. 제13항에 있어서, 상기 제1 종판은 중간부(intermediate section)와 연결된 것을 특징으로 하는 척추간 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 장치는 상기 제1 종판 및 상기 중간부를 서로 연결하는 연결수단을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 척추간 장치.
  20. 제13항에 있어서, 상기 제1 및 제2 종판들 및 상기 중간부는 단일의 연장된 부재로 제조되는 것을 특징으로 하는 척추간 장치.
  21. 척추부재 사이에 위치하는 척추간 장치로서, 상기 장치는
    일정 폭을 가지고, 오버랩 구조로 3면-공동부(three-sides cavity)를 가지도록 배치되는 유연 몸체; 및
    상기 공동부 내부에 위치하며 상기 유연 몸체의 제1 및 제2 분절들의 간격을 두고 떨어지게 하는 크기의 탄성부재
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추간 장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 유연 몸체는 오버랩 구조를 가지는 중간부(intermediate section)를 포함하고, 상기 중간부는 제1 및 제2 분절들이 간격을 두고 떨어지게 하는 것을 특징으로 하는 척추간 장치.
  23. 제21항에 있어서, 상기 장치는 상기 공동부 내부에 위치하는 제2 탄성부재를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 척추간 장치.
  24. 제21항에 있어서, 상기 장치는 상기 공동부 내부에 위치하는 제한자(limiter)를 추가로 포함하고, 상기 제한자는 소정의 한계를 넘어 제1 및 제2 종판이 움직이는 것을 방지하도록 제조되는 것을 특징으로 하는 척추간 장치.
  25. 제21항에 있어서, 상기 탄성부재의 높이는 탄성부재 길이에 따라 변하는 것을 특징으로 하는 척추간 장치.
  26. 척추부재 사이에 위치하는 척추간 장치로서, 상기 장치는
    탄성부재;
    탄성부재 상부에 위치한 제1 종판 및 탄성부재 하부에 위치한 제2 종판; 및
    제1 및 제2 종판과 일체이며 제1 및 제2 종판들 단부에 위치되는 중간부재를 포함하고, 상기 중간부재 및 상기 탄성부재는 척추부재 움직임 동안 상기 제1 및 제2 종판들에 힘을 인가하도록 변형될 수 있는 것을 특징으로 하는 척추간 장치.
  27. 제26항에 있어서, 상기 탄성부재는 상기 제1 및 제2 종판들을 넘어 외부로 연장되는 것을 특징으로 하는 척추간 장치.
  28. 제26항에 있어서, 상기 장치는 상기 종판들 사이에 위치하는 제 2 탄성부재를 추가로 포함하고, 상기 제 2 탄성부재는 상기 탄성부재와 다른 강성도를 가지는 것을 특징으로 하는 척추간 장치.
  29. 제26항에 있어서, 상기 탄성부재는 변경 가능한 높이를 가지는 것을 특징으로 하는 척추간 장치.
  30. 척추부재 사이에 위치하는 척추간 장치로서, 상기 장치는
    제1 및 제2 종판들 및 중간부를 형성하는 겹친 배향구조(folded orientation)를 가지는 연장부재;
    상기 제1 및 제2 종판들 사이에 위치하는 탄성부재로서, 상기 탄성부재는 상기 제1 및 제2 종판들이 소정의 양 이상으로 내향 이동할 때 상기 제1 및 제2 종판 들에 외향 힘을 인가하는 강성도를 가지는 것을 특징으로 하는 척추간 장치.
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