KR20080093143A - 후방 관절 대체 장치 - Google Patents

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KR20080093143A
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post
articulation
artificial
vertebrae
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대니 에이치. 주니어. 브래드독
마크 엠. 피터맨
스캇 디. 허쥐스
기동 유
스티븐 씨. 험프리
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워쏘우 오르쏘페딕 인코포레이티드
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Abstract

상부 및 하부 척추뼈에 관절 운동을 제공하기 위하여 상부 척추뼈 및 하부 척추뼈 사이에 형성되는 척추간 공간에 후방 배치되는 인공 장치는 척추간 공간에 적어도 부분적으로 배치되도록 형성되는 상부 관절부 및 상부 관절부 아래의 척추간 공간에 적어도 부분적으로 배치되도록 형성되는 하부 관절부를 포함하며, 상부 및 하부 관절부는 상부 및 하부 척추뼈에 관절 운동을 제공하도록 형성될 수 있다. 상부 및 하부 관절부 각각은 척추간 공간 후방 위치에 배치되도록 형성되는 후방 부분을 포함할 수 있다. 상부 및 하부 관절부 중 어느 하나의 후방 부분은 포스트를 포함할 수 있고, 상부 및 하부 관절부의 다른 하나의 후방 부분은 관절을 이루는 동안 포스트와 상호 작용하도록 형성되는 수용부를 포함할 수 있다.
후방 관절, 척추간 공간, 후방 수술, 디스크내 부분, 패스너

Description

후방 관절 대체 장치{POSTERIOR JOINT REPLACEMENT DEVICE}
본 발명은 상부 및 하부 척추뼈에 관절 운동을 제공하기 위하여 상부 척추뼈 및 하부 척추뼈 사이에 형성되는 척추간 공간에 후방 배치되는 인공 장치에 관한 것이다.
디스크 관절성형술(disc arthroplasty)은 손상, 퇴화 또는 질환이 있는 척추 디스크를 치료하는 하나의 방법이다. 몇몇 디스크 관절성형술은 척추 관절의 관절화(articulation) 또는 움직임이 가능하도록 관절의 손상 디스크를 운동-보존적 척추 디스크로 대체하는 것을 포함한다.
삽입된 디스크는 환자에게 관절 관절화(joint articulation)를 제공할 수 있지만, 척추 디스크의 삽입은 침습적 및 집중적 시술일 수 있다. 예를 들면, 전방 수술(anterior procedure)은 때로는 대동맥 및 대정맥과 같은 장기들을 변위시킬 필요가 있고 상당히 주의 깊게 수행되어야 한다. 또한, 수술자리 주위에 생길 수 있는 흉터조직으로 인하여, 요구되는 이차 치료는 더욱 난해할 수 있고 추가적인 통증을 환자에게 줄 수 있다.
후방 위치에서 장착될 수 있는 척추간 공간으로의 삽입용 인공 장치가 요망된다. 본원에서 개시되는 후방 관절(posterior joint) 대체 장치는 하나 이상의 선행 기술의 문제를 해결한다.
[발명의 요약]
예시적 측면에서, 본 발명은 상부 및 하부 척추뼈에 관절 운동을 제공하기 위하여 상부 척추뼈 및 하부 척추뼈 사이에 형성되는 척추간 공간에 후방 배치되는 인공 장치에 관한 것이다. 인공 장치는 척추간 공간에 적어도 부분적으로 배치되도록 형성되는 상부 관절부(upper articular portion)를 포함할 수 있다. 또한, 상부 관절부 아래의 척추간 공간에 적어도 부분적으로 배치되도록 형성되는 하부 관절부를 포함할 수 있다. 상부 및 하부 척추뼈에 관절 운동을 제공하도록 상부 및 하부 관절부가 형성될 수 있다.
하나의 측면에서, 상부 및 하부 관절부 각각은 척추간 공간의 후방 위치에 배치되도록 형성되는 후방 부분(posterior section)을 포함할 수 있다. 상부 및 하부 관절부의 하나의 후방 부분은 포스트(post)를 포함할 수 있고, 상부 및 하부 관절부의 다른 하나의 후방 부분은 관절 운동 동안 포스트와 상호 작용하도록 형성되는 수용부(receiving portion)를 포함할 수 있다.
다른 측면에서, 하나 이상의 연결구멍(connection hole)은 하나 이상의 상부 및 하부 관절부와 결합될 수 있다(associated with). 하나 이상의 상부 및 하부 관절부는 길이방향 중심선을 형성하고, 하나 이상의 연결구멍은 중심선을 따라 정렬될 수 있다.
다른 예시적 측면에서, 본 발명은 상부 및 하부 척추뼈에 관절 운동을 제공하기 위하여 상부 척추뼈 및 하부 척추뼈 사이에 형성되는 척추간 공간(intervertebral space)에 배치되는 관절 대체 장치에 관한 것이다. 관절 대체 장치는 제1 관절 대체 장치 및 제2 관절 대체 장치를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 관절 대체 장치는 각각 척추간 공간에 적어도 부분적으로 배치되도록 형성되는 상부 관절 장치(upper articular device) 및 척추간 공간에 적어도 부분적으로 배치되도록 형성되는 하부 관절 장치(lower articular device)를 포함할 수 있다. 상기 상부 및 하부 관절 장치는 각각 중심선 및 중심선을 따라 정렬되는 나사 포트(screw port)를 구비할 수 있다.
또 다른 예시적 측면에서, 본 발명은 상부 및 하부 척추뼈에 관절 운동을 제공하기 위하여 상부 척추뼈 및 하부 척추뼈 사이에 형성되는 척추간 공간에 배치되는 관절 대체 장치에 관한 것이다. 관절 대체 장치는 척추간 공간 내에 최소한 부분적으로 이식되도록 형성되는 제1 관절 대체 장치 및 상기 제1 관절 대체 장치에 인접하여 척추간 공간 내에 최소한 부분적으로 이식되도록 형성되는 제2 관절 대체 장치를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 관절 대체 장치는 실질적으로 동일하여 각각은 척추간 디스크 공간의 우측 또는 좌측에 이식될 수 있다.
몇몇 예시적 측면에서, 본 명세서에 개시된 관절 대체 장치는 하기 선행 특허출원들에서 개시되는 하나 또는 그 이상의 특징을 포함할 수 있으며, 이들의 전체적인 내용은 본 명세서에 참조에 의해 편입된다.
2005년 1월 7일에 출원되고 발명의 명칭이 "척추관절 성형 장치 및 방법"인 미국특허출원 제11/031,602호;
2005년 1월 7일에 출원되고 발명의 명칭이 "이중 관절화 척추 장치 및 방법"인 미국특허출원 제11/031,603호;
2005년 1월 7일에 출원되고 발명의 명칭이 "분할 척추 장치 및 방법"인 미국특허출원 제11/031,780호;
2005년 1월 7일에 출원되고 발명의 명칭이 "상호연결된 척추 장치 및 방법"인 미국특허출원 제11/031,904호;
2005년 1월 7일에 출원되고 발명의 명칭이 "지지 구조 장치 및 방법"인 미국특허출원 제11/031,700호;
2005년 1월 7일에 출원되고 발명의 명칭이 "이동 베어링 척추 장치 및 방법"인 미국특허출원 제11/031,783호;
2005년 1월 7일에 출원되고 발명의 명칭이 "중추적 관절화 척추 장치 및 방법"인 미국특허출원 제11/031,781호; 및
2005년 1월 7일에 출원되고 발명의 명칭이 "후방 척추 장치 및 방법"인 미국특허출원 제11/031,903호.
본 발명은 척추 재건 장치에 관한 것이고, 더욱 상세하게는 이식용 척추간 인공 장치(intervertebral prosthetic device)에 관한 것이다. 본 발명의 원리에 대한 이해를 증진하기 위하여, 도면에 도시된 구현예들 및 실시예를 참조할 것이며 이를 기술하기 위하여 특수한 용어가 사용될 것이다. 그러나 본 발명의 범위를 제한할 의도가 아니라는 것을 이해하여야 할 것이다. 설명된 구현예들에서의 임의의 개조 및 변경, 그리고 본 명세서에 기재된 본 발명의 원리에 의한 임의의 기타 응용도 본 발명과 관련된 기술자에게 통상적으로 가능한 것으로 고려될 것이다.
도 1은 척주(10)의 부분 측면도이며, 본래의 척추간 디스크(D1, D2, D3)에 의해 분리되는 1군의 인접한 상부 및 하부 척추뼈(V1, V2, V3, V4)를 도시한 것이다. 4개의 척추뼈를 도시한 것은 예로써 기재된 것이다. 기타 예로 하나의 천골 및 하나의 척추뼈가 될 수 있다.
예로써, 도 2를 참조하여 두 개의 척추뼈를 설명할 것이다. 상기 두 개의 척추뼈는 하나의 상부 척추뼈(14) 및 하부 척추뼈(16)를 포함하는 하나의 척추 분절(spinal segment: 12)을 형성한다. 몇몇 타입의 디스크 관절성형술은, 두 척추뼈(14, 16) 사이에 위치되었던 본래의 디스크의 일부 또는 전부를 척추원반절제술 또는 이와 유사한 외과적 시술에 의해 제거한다. 질환이 있거나 퇴행된 디스크를 제거하면 상부 및 하부 척추뼈(14, 16) 사이에 척추간 공간(S)이 생성된다. 도 2는 허리 척추 관절로써의 척추 분절(12)을 도시한 것이지만, 본 명세서의 장치, 시스템 및 방법은 경추 및 흉추 영역을 포함한 척주의 모든 영역에 적용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
종래의 몇몇 척추 인공 장치는 전방 수술로 장착되며, 이것은 의사가 통증 및 정신적 충격이 큰(traumatic) 수술법을 사용하여 척주에 접근하여야 할 것이 요구된다. 인공 장치가 전방 수술을 통해 장착되면, 흉터 조직이 민감한 혈관(vessel)에 형성될 수 있다. 만일 이차 수술이 요구되면, 의사는 이전 배치된 인공 장치에 접근하기 위하여 흉터조직을 제거할 필요가 있다. 이러한 민감한 수술은 추가적인 통증을 환자에게 줄 수 있다. 본 명세서에 개시되는 척추간 인공 장치는, 후방 수술(posterior procedure)을 통해 장착되므로, 종래 기구에 비하여 유리할 수 있다. 따라서, 의사는 척주 전방 측에 있는 위험한 혈관에 접근하여 교란시킬 필요가 없다. 또한, 이차 수술이 요구되는 경우, 의사는 민감한 혈관에서 흉터조직을 제거하지 않고도 이전에 배치된 인공 장치에 용이하게 접근할 수 있는 것이다. 따라서, 시술은 단순화될 수 있고 환자에게 고통을 덜 줄 수 있다.
후방 이식 시술은 때로 후관절(facet joints) 또는 돌기(processes)의 제거를 포함한다. 후관절 또는 돌기는 인대 및 근육을 위한 연결 부위로 기능하므로, 이들을 제거함으로써 관절 이음의 범위 및 정도를 제어하는 관절의 능력을 제한할 수 있다. 따라서, 후방 수술에 의해 이식된 종래 인공 장치는 관절 이음을 제공하지만 거의 제어가 되지 않을 수 있다. 근육 및 인대를 제거하면 교정된 관절은 약하게(floppy) 된다. 본 명세서에 기술된 척추간 인공 장치는 관절 범위를 제한하여, 이에 따라 척주에 대하여 개선된 안정성 및 제어를 제공한다.
도 3은 디스크 공간(S)에 척추간 인공 디스크(18)를 포함하는 척추뼈(14, 16)의 측면도이다. 디스크(18)는 척추 관절에 움직임을 제공하기 위하여, 상부 척추뼈(14)가 하부 척추뼈(16)에 대하여 관절 이음을 제공하도록 하여 척추 관절에 움직임을 제공한다. 본래의 척추간 디스크와 유사한 방법으로 디스크 공간 높이에 맞는 크기의 디스크(D1-D4) 중 임의의 하나와 같은 인공 디스크(18)는 척추에 지지 및 안정성을 제공한다.
도 4-8은 인공 디스크(18)의 최소 일부분에 대한 다수의 도면들이다. 도 4는 척추뼈(16) 상의 적소에 위치된 인공 디스크(18)의 평면도이며, 도 5는 척추뼈(14, 16) 상의 적소에 위치된 인공 디스크(18)를 도시한 것이고, 인공 디스크(18)의 내부 특징을 보이기 위하여 척추들은 분리되어 있다. 도 4를 참조하면, 인공 디스크(18)는 본래의 디스크를 대체하도록 협력되는, 좌측 인공 장치(20) 및 우측 인공 장치(21)를 포함한 한 쌍의 인공 장치를 포함할 수 있다. 인공 디스크(18)는 하나 이상의 인공 장치를 포함할 수 있으나, 하기 설명은 주로 좌측 인공 장치(20)만을 대상으로 한다. 인공 디스크(18)의 우측 인공 장치(21)는 구조 및 기능에 있어서 좌측 인공 장치(20)와 실질적으로 유사할 수 있다는 것은 명백하며, 따라서 상세하게 기술되지 않을 것이다.
도 4-8을 참조하면, 인공 장치(20)는 상부 관절부(22) 및 하부 관절부(24)를 포함한다. 상부 관절부(22)는 디스크내 부분(interdiscal section: 26), 후방 부분(28) 및 상기 디스크내 부분 및 후방 부분(26, 28) 사이에서 연장되는 다리(30)를 포함한다. 유사하게, 하부 관절부(24)는 디스크내 부분(32), 후방 부분(34) 및 상기 디스크내 부분 및 후방 부분(32, 34) 사이에서 연장되는 다리(36)를 포함한다.
상부 및 하부 관절부(22, 24)는 코발트-크롬 합금, 티타늄 합금, 니켈 티타늄 합금 및/또는 스테인리스 강 합금과 같은 금속을 포함한 적당한 생체 적합성 재료로 형성될 수 있다. 알루미늄 산화물 또는 알루미나, 지르코늄 산화물 또는 지르코니아, 분말 다이아몬드의 컴팩트(compact of particulate diamond), 및/또는 열분해 탄소와 같은 세라믹 재료 또한 적합할 수 있다. 고분자 재료 역시 사용될 수 있으며, 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 탄소-보강 PEEK, 또는 폴리에테르케톤케톤(PEKK)과 같은 폴리아릴에테르케톤(PAEK) 군 중 어느 하나; 폴리설폰; 폴리에테르이미드; 폴리이미드; 초-고 분자량 폴리에틸렌(UHMWPE); 및/또는 가교 UHMWPE을 포함할 수 있다. 상부 관절부(22) 및 하부 관절부(24)를 포함하는 다양한 부분들(section)은 다른 재료들로 형성될 수 있고, 따라서 금속상의 금속(metal on metal), 세라믹 상의 금속, 고분자상의 금속, 세라믹상의 세라믹, 고분자상의 세라믹 또는 고분자상의 고분자 구조를 가질 수 있다.
도시된 구현예에서, 상부 및 하부 관절부(22, 24)는 각각 단일 재료로 일체로 형성되거나 성형(molded)될 수 있다. 다른 구현예에서, 상부 또는 하부 관절부(22, 24)의 하나 이상의 디스크내 부분, 후방 부분, 및 다리 부분들은 별개로 형성되어 하나 이상의 다른 부분들과 결합될 수 있다. 이러한 구현예들에서의 결합은, 예를 들어 나사연결, 볼트연결, 또는 래치 연결을 포함한 본 발명의 기술분야에서 공지된 고정 메커니즘을 사용하여 달성될 수 있다. 이들 구현예에서, 디스크내 부분, 후방 부분 및 다리 부분 또한 다른 재료로 형성될 수 있다.
상부 관절부(22)의 디스크내 부분(26)은 뼈접촉면(38) 및 상기 뼈접촉면(38)의 반대측에 내측면(44)을 포함할 수 있다. 제1 관절면(42)은 내측면(44)의 일부를 형성할 수 있다. 도시된 구현예에서, 상기 제1 관절면(42)은 오목부(recess)이다. 유사하게, 하부 관절부(24)의 디스크내 부분(32)은 뼈접촉면(40) 및 반대 내측면(48), 내측면(48)의 일부를 형성하며 제1 관절면(42)과 일치되는 제2 관절면(46)을 포함할 수 있다. 도시된 구현예에서, 제2 관절면(46)은 돌출부(protrusion)이다. 제1 및 제2 관절면(42, 46)은 함께 상부 및 하부 관절부(22, 24)로 하여금 서로 관절을 이루도록 하는 관절 형상 관절(articulaing joint)을 형성한다. 이러한 관절화는 다시 하부 척추뼈(16)에 대한 상부 척추뼈(14)의 관절 움직임을 가능하게 하고, 어떤 구현예에서는 본래의 척추 디스크에서 제공된 것과 유사한 움직임이 가능하도록 한다. 도시된 구현예에서, 제2 관절면(46)은 제1 관절면(42) 내부에서 회전하고 직동할 수 있는 부분적 구형이고, 느슨하게 구속된 볼 및 소켓 스타일의 관절을 형성한다. 볼 및 소켓 관절로 도시된다고 하더라도, 제1 및 제2 관절면(42, 46)은 상기 상부 및 하부 관절부(22, 24) 중의 어느 하나를 상부 및 하부 관절부(22, 24)의 다른 하나에 대하여 상대적으로 움직이게 할 수 있는 임의의 형상 및 디자인일 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 관절면(42, 46)은 트러프(trough) 및 오목부, 볼 및 소서(saucer) 또는 기타 형상의 특징을 포함할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 이식되면, 디스크내 부분(26)은 상부 척추뼈(16)의 내측면을 따라 배치되고, 디스크내 부분(32)은 하부 척추뼈(16)의 상부면의 상부에 배치될 수 있다. 그러나, 본 발명이 속하는 기술분야의 기술자는 두 개의 디스크내 부분(26, 32)은 이러한 배열에 국한되지 않고, 다른 위치에 배향되거나 및/또는 본 명세서에 도시된 것과 다르게 형성될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
상부 및 하부 관절부(22, 24)의 뼈접촉면(38, 40)은 이식된 인공 장치(20)의 고정화를 증진하는 형상 또는 코팅을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 면들(38, 40)은 화학적 에칭, 비드-블라스팅, 샌딩, 그라인딩, 톱니화(serrating) 및/또는 다이아몬드-커팅 등에 의해 거칠게(roughened) 될 수 있다. 또한 상부 및 하부 관절부(22, 24)의 뼈접촉면(38, 40)은, 뼈의 성장 및 고정화를 촉진시키기 위하여 히드록시아파타이드(HA), 트리칼슘포스페이트(TCP), 및/또는 칼슘 카보네이트와 같은 생체 적합성의 뼈전도성(osteoconductive) 재료로 코팅될 수도 있다. 대안으로, 전환성장인자(TGF) 베타 상과(superfamily)로부터의 단백질, 또는 BMP2 또는 BMP7와 같은 뼈-형태발생 단백질(bone-morphogenic protein)과 같은 뼈전도성 코팅제가 사용될 수 있다. 기타 적합한 형상으로는 스파이크, 리지(ridge), 및/또는 기타 표면 텍스쳐(texture)를 포함할 수 있다.
도시된 구현예에서, 선택적 상부 및 하부 뼈커넥터(50, 52)가 뼈접촉면(38, 40) 상부에 각각 형성될 수 있다. 이들 뼈커넥터(50, 52)는 상부 및 하부 관절부(22, 24)를 적절하게 고정시키는데 도움이 될 방법으로 상부 및 하부 척추뼈(14, 16)로 연장된다. 도시된 예에서, 뼈커넥터(50, 52)는 척추 종판 내로 형성된 노치(notch) 또는 그루브(groove) 내로 연장되도록 형성된 돌기(keel)이다. 실질적으로 상부 및 하부 관절부의 길이방향으로 연장된 것으로 도시되지만, 뼈커넥터(50, 52)는 도시된 것보다 짧거나 긴, 임의의 길이일 수 있고, 또한 도시된 것과는 다른 배향 또는 형상을 구비할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 구현예에서, 뼈커넥터는 인공 장치(20)를 적소에 고정하도록 도와주는 일련의 리지, 돌출부 또는 기타 표면 형상일 수 있다.
도시된 구현예에서, 상부 관절부(22)는 척추뼈(14)에 부착하기 위한 추가적인 형상을 포함한다. 예를 들어, 상부 관절부(22)는 나사와 같은 뼈패스너(bone fastener: 56) (도 3 및 4에 도시됨)를 수용하도록 형성된 연결구멍(54) (도 6 및 7에 도시)을 포함한다. 연결구멍은 디스크내 부분(26)의 후방에 인접하여 배치되어 뼈 패스너(56)가 상기 구멍(54)을 통과하여 척추뼈(14)의 척추체 후방에 박힐 수 있다. 다른 구현예에서, 연결구멍(54)은 구멍(54)에서 뼈패스너(56)가 인공 장치(20)를 적합하게 지지하도록 도움이 될 수 있는 한 어떤 위치에도 배치될 수 있다. 도시된 구현예에서, 하부 관절부(24)는 연결구멍을 포함하지 않는다. 그러나, 다른 구현예에서, 하나 또는 그 이상의 연결구멍이 포함될 수 있다.
각각의 다리 부분(30, 36)운 디스크내 부분(26, 32)로부터 후방으로 연장된다. 도시된 구현예에서, 다리 부분(30, 36)운 인공 장치(20)의 길이방향 중심선(58) (도 7)을 따라 실질적으로 연장된다. 다른 구현예에서, 다리 부분은 디스크내 부분의 길이방향 중심선에 정렬하지 않고, 길이방향 중심선에서 벗어나도록 곡선이거나 각을 이룰 수 있다.
후방 부분(28, 34)은 다리 부분(30, 36)의 단부(end)에 배치될 수 있고 척추뼈(14, 16)의 돌기(processes)에 인접하여 맞도록 형성될 수 있다. 하부 관절부(24)의 후방 부분(34)은 다리단부(bridge end: 62) 및 꼬리단부(tail end: 64)를 구비하는 포스트(60)를 포함할 수 있다. 포스트(60)는 척주 전체 방향을 따라 연장되도록 형성된다.
포스트(60)의 다리단부(62)는 다리 부분(36)에 연결될 수 있다. 도시된 예에서, 포스트(60)의 다리단부(62)는 다리 부분(36)에서 구부려서 형성되며, 다리 부분(36) 높이 아래로 들어간 함몰부(65)를 포함한다. 포스트(60)는 상향 연장되어 포스트(60)의 꼬리단부(64)가 다리 부분(36) 보다 높은 위치에 배치될 수 있다. 꼬리단부(64)는 상부 및 하부 관절부(22, 24) 사이에서 관절 범위를 제한하도록 형성되는 운동 정지부(motion stop: 66)를 포함할 수 있다. 도시된 예에서, 운동 정지부(66)는 포스트(60)에서 구부려서 형성되고, 상부 및 하부 관절부(22, 24)의 관절 회전 가능 범위를 제한하기 위하여 상부 관절부(22)와 상호 협력하도록 형성된 길이를 가진다. 포스트(60)는 다리단부(62) 및 꼬리단부(64) 사이에서 연장되는 직선 구역을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, 포스트(60)는 돌출된 관절면(46)의 곡률과 동심의 곡선을 포함할 수 있다.
상부 관절부(22)의 후방 부분(28)은 하부 관절부(24)의 포스트(60)를 수용하도록 형성되는 구멍(70)을 가지는 탭(68)을 포함한다. 도시된 구현예에서, 구멍(70)은 꼬리단부(64)의 길이보다 짧은 폭(w) (도 7)을 가지는 직사각형 형상의 구멍(hole)이다. 탭(68)의 일부는 포스트(60)의 운동 정지부(66)와 협력하도록 형성된 운동 정지부(69)를 형성한다. 따라서, 상부 및 하부 관절부(22, 24)가 도 6에서 도시된 바와 같이 조립될 때, 운동 정지부(66) 및 운동 정지부(69)는 협력하여 인공 장치의 관절 범위를 제한한다. 또한, 구멍(70)은, 관절면(42, 46)이 일치될 때 범위 내에서 관절운동이 자유롭게 발생될 수 있게 포스트(60)가 구멍을 통과하여 연장되도록 하기 위해 형성된다.
운동 정지부(66)를 형성하는 꼬리단부(64)의 구부러진 형상으로 인하여, 상부 및 하부 관절부(22, 24)는 도 2의 디스크 공간(S) 외부에서, 조립되도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상부 관절부 및 하부 관절부(22, 24)가 디스크 공간(S) 외부에 있을 때, 상부 관절부(22)는 하부 관절부(24) 위에 놓일 수 있다. 또한, 상부 및 하부 관절부(22, 24)는 디스크 공간(S) 내부에서 분해되기가 어려울 수 있다. 따라서, 이식 이후 상부 및 하부 관절부(22, 24)가 비-정렬화될 가능성이 제거된다. 또한, 포스트(60) 및 구멍(70)은 상부 및 하부 관절부(22, 24) 중 어느 하나가 상부 및 하부 관절부(22, 24)의 다른 하나에 대하여 축 회전할 가능성을 줄인다. 따라서, 볼 및 소켓 관절로 형성되었다고 하더라도, 상부 및 하부 관절부(22, 24)는 서로 결합되어 축 회전은 구멍(70) 및 포스트(60)의 크기에 의해 제한된다.
도 4 및 7은 인공 장치(20)의 평면도이다. 이들 도면에서 명백하듯, 포스트(60) 및 구멍(70)은 길이방향 중심선(58)에 따라 정렬되면서 또한 회전된다. 따라서, 꼬리단부(64)는 길이방향 중심선(58)에서 오프셋(offset)되는 방향을 향하도록 회전된다. 유사하게, 직사각형 또는 정사각형 구멍(70)은 꼬리단부(64)의 각도와 일치되도록 각을 이룬다. 도시된 구현예에서, 하부 관절부(24)의 후방 부분(34)에서 각을 이루지만, 하부 관절부(24)의 다리 부분(36)에서는 그렇지 않다. 도 4에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 이러한 각도는, 다리 부분 및 디스크내 부분이 각을 이루고 척추간 공간(S) 내로 연장된다고 하더라도, 꼬리단부를 실질적으로 후방으로 연장시켜, 척추간 공간(S) 내부에서 인공 장치(20)를 맞추는데 도움이 될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 우측 인공 장치(21)는 유사한 각도의 후방 단부를 포함하지만 좌측 인공 장치(20)의 것과는 반대 방향으로 각을 이룬다. 몇몇 구현예에서, 후방 부분은 전혀 각을 이루지 않고, 다른 구현예에서는, 다리 부분은 각을 이루거나 회전된다.
도 8a-8c는 관절 인공 장치(20)의 관절 범위의 일 예를 도시한 것이다. 도 8a는 제1 한계까지 관절된 인공 장치(20)를 도시하고, 도 8b는 중간 위치로 관절을 이루는 인공 장치(20)를 도시하며, 도 8c는 제2 한계까지 관절된 인공 장치(20)를 도시한다. 도 8a의 제1 한계에서, 상부 관절부(22)의 후방 부분(34)상의 운동 정지부(69)는 하부 관절부(24)의 운동 정지부(66)와 접촉된다. 따라서, 인공 장치(20)의 굽힘/신연 및/또는 비틀림 관절 범위는 운동 정지부(66 및 69)에 의해 허용되는 정도로 제한된다. 도 8b는 실질적으로 중간 위치로 관절을 이루는 인공 장치(20)를 보여주며, 구멍(70)은 포스트(60)의 중간 구역 근처에 배치된다. 도 8c는 제2 한계까지 관절된 인공 장치(20)를 보여주고, 다리 부분(30, 36)운 상부 및 하부 관절부(22, 24) 사이에서 관절을 제한하는 운동 정지부로 기능한다. 도시된 예에서, 도 8a 내지 8c에서 나타낸 총 운동 범위는 약 45 도 일수 있다. 그러나, 운동 범위는 운동 정지부에 의해 조절되어, 보다 크거나 작을 수 있다.
도 9는 관절 장치의 다른 구현예를 보여준다. 도 9에서, 바이어스 부재(biasing member: 72)는 포스트(60) 주위에 배치된다. 상기한 바와 같이, 후방 시술에서, 척추를 지지하는 근육 및 인대는 후관절에서 끊어지고 후관절이 제거될 수 있다. 따라서, 관절 장치의 이식은 운동 범위 내에서 제한되지 않은 움직임을 가능하게 한다. 바람직하지 않은 운동 범위를 제한하기 위하여, 도 9의 바이어스 부재(72)는 인공 장치(20)를 본래의 위치와 같은 원하는 위치로 바이어스 할 수 있다. 따라서, 건강한 척추 디스크 관절을 제어하는 근육 및 인대의 일부 또는 전부가 제거된다고 하더라도, 바이어스 부재(72)는 관절 움직임을 제어하는 안정적 힘을 제공할 수 있다. 일 예에서, 바이어스 부재(72)는 상부 관절부(22)의 후방 부분(28)의 위,아래 모두에서 포스트(60) 주위에 배치된 하나 이상의 스프링이다. 이것은 굽힘 및 인장(tension)될 때 완충력을 제공할 수 있다. 다른 예에서, 바이어스 부재는 엘라스토머 부재이다. 또 다른 구현예에서, 바이어스 부재는, 예를 들어 마찰(friction) 요소, 신축성 밴드, 또는 우레탄 범퍼와 같은 범퍼일 수 있다. 몇몇 구현예에서, 상부 관절부(22)의 후방 부분(28)의 위, 아래 모두에 배치되지 않고, 바이어스 부재(72)는 상부 관절부(22)의 후방 부분(28)의 위 또는 아래에만 배치된다. 다른 구현예에서, 바이어스 부재는 다리 부분(30, 36)의 상부 등의 다른 위치에 배치된다. 또 다른 구현예에서, 바이어스 부재는 관절 장치에 비틀림 저항력(torsional resistance)을 제공할 수 있다.
관절 인공 장치(100)의 다른 구현예가 도 10-16에 도시된다. 관절 인공 장치 100은 상기의 관절 인공 장치 20과 유사한 많은 특징들을 가질 수 있다. 이들 특징에 대한 설명은 여기에 다시 상세하게 반복되지 않을 것이다. 관절 인공 장치(100)는 상부 관절부(102) 및 하부 관절부(104)를 포함하고, 이들 각각은 디스크내 부분(106, 108)을 구비한다. 디스크내 부분(106, 108)은 길이방향 중심선(109)을 형성한다. 상부 관절부(102)의 제1 연결구멍(110)은 나사와 같은 뼈패스너(112)를 관절 인공 장치(100)의 길이방향 중심선(109) (도 12)과 실질적으로 정렬된 방향으로 도입하도록 형성될 수 있어, 패스너(112) 및 길이방향 중심선(109)은 실질적으로 동일 평면내에 위치될 수 있다. 유사하게 하부 관절부(104)의 제2 연결구멍(114)은 뼈패스너(116)를 관절 인공 장치(100)의 길이방향 중심선(109)과 실질적으로 정렬된 방향으로 도입하도록 형성될 수 있어, 뼈패스너(116) 및 길이방향 중심선(109)은 실질적으로 동일 평면 내에 위치될 수 있다.
종래 인공디스크에서는, 임의의 나사가 길이방향 중심선에서 오프셋되는 각도로 뼈에 고정된다. 나사가 조여지면, 기구는 뼈에 대하여 당겨지고, 기구는 변위되고 초기 설정된 위치에서 움직일 수 있다. 때로는 이러한 변위는 나사 방향에서 발생된다. 따라서, 만일 나사 방향이 기구의 길이방향 중심선에서 오프셋되고, 뼈에 고정되면, 나사는 기구를 길이방향 중심선에서 벗어난 방향으로 변위시킨다. 이러한 움직임은 상부 및 하부 관절부 사이에서 정렬 불일치를 발생시킬 수 있다.
제 위치에 고정하도록 돕기 위하여, 관절 인공 장치(100)는 제1 및 제2 연결구멍(110, 114) 양자가 각각의 패스너(112, 116)를 정렬하도록 형성되어 길이방향 중심선(109) 및 패스너(112, 116)가 실질적으로 동일한 평면에 놓이도록 형성된다. 따라서, 패스너(112, 116)가 인공 장치(100)를 뼈에 대하여 조이게 당기면, 그 위치로부터 인공 장치(100)의 움직임 또는 변위는 길이방향 중심선 방향에 놓인다. 따라서, 인공 장치(100)는 양호하게 정렬되고 실제 원하는 위치에 더욱 가까이 놓인다.
관절 인공 장치(100)는 다용도로 디자인되어 척추 공간(S)의 우측 또는 좌측 어느 측에도 잘 맞는다. 따라서, 의사는 어떤 인공 장치(100)가 좌측 또는 우측 기구인지를 결정할 필요가 없다. 이것은 수술 절차를 단순화시키고 시행착오를 줄인다. 또한, 우측 및 좌측 양측에 사용 가능한 단일 인공 장치는, 두 개가 아닌 단지 하나의 설계만이 요구되므로, 제작 비용을 줄이고 단순화할 수 있다. 그러나, 개시된 형상은 좌측 또는 우측 위치에 사용되도록 설계된 장치와 같은 대칭적 장치, 또는 좌측 및 우측 위치의 어느 하나에 사용되도록 설계된 장치와 같은 비대칭적 장치를 포함할 수 있다는 것에 주목하여야 한다.
상술된 인공 장치(20)와 같이, 도 10-15의 인공 장치(100)는 상향 연장된 포스트(120)를 가지는 하부 관절부(104)의 후방 부분(118)을 포함한다. 포스트(120)는 중심선(109)을 따라 형성되며, 관절 범위를 제한하기 위하여 상부 관절부(102)의 후방 부분(124)과 협력하는 운동 정지부(122)를 포함한다. 이러한 구현예에서, 포스트(120)는 상부 관절부(102)의 제1 연결구멍(110)에 접근을 허용하는, 관통하여(therethrough) 연장된 구멍(126)을 포함한다. 도 15에 도시된 바와 같이, 제2 연결구멍(114)은 포스트 하부에 형성되어 후방 측에서의 접근이 용이할 수 있다.
상부 관절부(102)의 후방 부분(124)은 제1 연장 암(extending arm: 128) 및 제2 연장 암(130)을 포함한다. 암(128, 130)은 포스트(120)의 주위에서 연장되어 포스트는 중심선(109)을 따라 측방 움직임 및 변위가 제한된다. 포스트(120)에 인접하여, 암(128, 130)은 포스트(120)의 운동 정지부(122)와 접촉하도록 형성된 운동 정지부(132)를 포함한다. 상술된 인공 장치(20)와는 달리, 인공 장치(100)의 암(128, 130)은 포스트가 이를 통과하여 연장되는 닫힌 구멍을 형성하도록 연결되지는 않는다. 대신, 운동 정지부(132)를 가지는 암(132)이 연결되지 않아, 중앙에 배치된 갭(134)을 만든다. 인공 장치(100)의 상부 관절부(102)의 후방 부분의 갭(134)은 포스트(120) 내 구멍(126)과 정렬되어 도 15에 도시된 바와 같이 인공 장치(100)의 상부 관절부(102)의 연결구멍(110)에 접근을 제공한다.
도 11을 참조하면, 제2 연결구멍(114)은 하부 관절부(104)에 형성될 수 있고, 포스트(120)의 제1 단부에 형성될 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 연결구멍(110, 114)은 수평적으로는 정렬되지 않고, 수평적으로 오프셋된다. 상부 연결구멍(110)은 패스너(112)가 척추뼈(14)의 전방 아치의 후방에 들어가도록 형성될 수 있다. 하부 연결구멍(114)은 패스너(116)가 하부 척추뼈(16)의 뿌리로 들어가 전방 아치를 통과하도록 형성될 수 있다. 다른 구현예에서, 연결구멍(110, 114)은 수평적으로 정렬될 수 있고, 추가적으로, 다른 구현예에서 연결구멍(114)은 포스트(120) 및 관절부에 인접하거나 사이의 위치에 배치될 수 있다. 이들의 일례는 도 16에서 인공 척추간 관절 100'를 참조하여 도시된다. 인공 척추간 관절 100에 관하여 논의된 모든 특징은 인공 척추간 관절 100'에도 또한 적용될 수 있다. 인공 척추간 관절(100)은 하기 설명되는 바와 같이 척추뼈(14, 16) 사이에 장착될 수 있다. 장착은 좌측 인공 장치(20)에 대하여 설명되지만, 우측 인공 장치(21)도 유사한 방법으로 장착될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 인공 장치(100) 역시 유사한 방법으로 장착될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
일반적으로 상술된 바와 같이, 인공 척추간 인공 장치(20)는, 공지된 신경공 경유 요추 추체간 융합술(transforaminal lumbar interbody fusion (TLIF)) 또는 후방 요추 추체간 융합술(posterior lumbar interbody fusion (PLIF))과 유사한 후방 신경공 경유 접근법에 의해 체내로 이식될 수 있다. PLIF 접근법은 일반적으로 보다 중앙(medial)이며, 척추 내부 공간에 접근하기 위하여 횡단 뿌리 및 경질막을 더욱 당겨야(retraction)할 필요가 있다. TLIF 접근법은 전형적으로 보다 기울여지며(oblique), 존재하는 뿌리를 덜 당기고, 횡단 구조체를 덜 당겨 경막외(epidural) 출혈을 덜 일으킨다. 또한, 원외측방 접근법을 사용하여 척추 내부 공간으로 접근하는 것이 가능하다. 어떤 경우에, 후 관절면을 절제하지 않고 원외측방을 통하여 내부 공간으로 접근하는 것이 가능하다.
또한, 허리근(psoas)을 통하여 직접 측방 접근법이 공지되어 있다. 이러한 접근법은 후방 신경 요소를 완전히 피할 수 있다. 인공 장치(20, 100)의 구현예가 이들 통상적인 접근법을 사용할 수 있다는 것은 명백하다.
적어도 하나의 이러한 접근법을 통하여, 중간선 절개와 같은 절개가 환자 등(back)에 이루어지며, 손상된 디스크 및 주위 조직의 일부 또는 전부가 구멍(foramina)을 통하여 제거될 수 있다. 척추뼈(14)의 상부 종판면은 상부 관절부(22)의 뼈 접촉면(38)의 프로파일을 매치시켜, 척추뼈(14)의 상부 종판면상의 응력 분배를 정상화하거나 및/또는 뼈 성장에 선행하여 초기 고정화를 제공하기 위하여, 밀링되거나, 깎이거나 또는 절제된다. 척추뼈(14)의 종판 준비로 평편한 표면, 또는 포켓, 그루브 또는 기타 뼈 접촉면(38)에 상당하는 형상과 일치하는 표면 외관이 된다. 척추뼈(16)의 하부 종판도 유사하게 준비되어 존재하는 신경 뿌리 및 후근절(dorsal root ganglia)에 의해 허용되는 정도로 하부 관절부를 수용할 수 있다. 어떤 시술에서, 본래의 척추뼈(14, 16)의 관절면은 다듬어지고 제거되어 관절부의 후방 요소(120)를 위한 공간이 제공된다.
이후 포스트(60)가 구멍(70)을 통하여 연장되도록 인공 장치(20)의 상부 및 하부 관절부(22, 24)가 배향된다. 또한, 인공 장치(100)를 참조하면, 포스트(120)는 두 개의 암(128, 130) 사이에서 연장된다. 이후 상부 및 하부 관절부는 동시에 신경공 경유 개방구(transforaminal openings) 내로 도입될 수 있으며, 상부 및 하부 척추뼈 사이의 적당한 척추간 디스크 공간에 놓일 수 있다. 어떤 시술에서는, 포스트 및 구멍 (또는 포스트 및 암)의 컴팩트한 특성으로 인하여, 상부 및 하부 관절부는 캐뉼러를 통하여 도입될 수 있다. 만일, 부품이 모듈이라면, 인공 장치는 한번에 부품들이 이식될 수 있으며, 상부 및 하부 관절부의 후방 부분은 마지막으로 도입된다. 다리 부분(30, 36)운 디스크내 부분(26, 32)에서 후방 방향으로 및 척추간 공간(S)에서 후방 방향으로 연장될 수 있다. 후방 부분(28, 34)은 본래 관절면의 기능을 대체하거나 보충하도록 척추간 디스크 공간의 후방에 배치된다.
인공 장치(20)를 참조하면, 패스너(56)는 연결구멍(58)을 통하여 상부 척추뼈(14)로 삽입될 수 있다. 인공 장치(100)를 참조하면, 패스너(112)는 후방 부분의 갭(134) 및 구멍(126)을 통하여, 구멍(110)을 통하여 상부 척추뼈(14)로 도입될 수 있다. 유사하게, 패스너(116)는 하부 관절부(104)의 후방 부분(118)의 연결구멍(114)을 통하여, 척추뼈(16)의 뿌리와 같은 인접 뼈로 삽입될 수 있다.
장착되면, 관절면(42, 46)에 의해 만들어지는 볼 및 소켓 타입의 관절은 상대적으로 안정되고 자동적으로 중심이 맞추어진다(self-centering). 전방 관절 및 후방 연결(포스트 및 구멍 연결에 의해 형성)은 인공 장치(20)로 하여금 전단력, 특히 전방-후방 힘에 저항하도록 할 수 있다. 또한, 원통형 몸체(14, 16)에 의해 정의되는 길이방향 중심선에 대한 회전 운동은 포스트 및 구멍 연결에서의 제한요인(constraint) 및 두 인공 장치(20, 21)에 따라 제공되는 결합 제한요인 양자에 의해 제한될 수 있다.
전방 관절 및 포스트 및 구멍 연결부의 강하고 허용된 (forgiving) 구조에 의해 비-정렬적이고 약간의 부정확한 인공 장치(20, 21)의 배치가 가능하다. 예를 들어, 전방 관절의 볼 및 소켓 구조는 요소들 간 소정의 비-정렬이 허용한다. 또한, 포스트 및 구멍의 상호 작용으로 인공 장치(20, 21) 사이의 평행한 비-정렬 및/또는 전방-후방 비-정렬이 수용될 수 있다. 몇몇 구현예에서, 단일한 편측성(unilateral) 인공 장치가 이식될 수 있고, 다른 구현예에서, 우측 및 좌측 장치가 이식되어 형성되는 두 장치들이 이식될 수 있다. 또 다른 예에서, 관절을 제공하는 상부 및 하부 관절부만을 대신하여, 세 부분의 관절 디스크가 사용될 수 있다. 이러한 구현예에서, 제3의 관절 요소는 상부 및 하부 관절부 사이에 형성되어 관절을 제공할 수 있다.
단지 몇몇의 예시적 구현예가 상세하게 상술되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야의 기술자는 본 명세서의 신규한 교시 및 장점에서 크게 벗어나지 않고도 예시적 구현예에서 많은 변경이 가능할 것이라는 것을 쉽게 이해할 것이다. 따라서, 이러한 모든 변경 및 대안은 하기 청구범위에서 정의된 발명의 범위 내에 포함되어야 한다. 본 발명이 속하는 기술분야의 기술자 또한 이러한 변경 및 균등한 구성 또는 방법은 본 발명의 사상 및 범위에서 벗어나지 않는다는 것을 이해하여야 하며, 본 발명의 사상 및 범위에서 벗어나지 않는 다양한 변화, 대체 및 대안을 이룰 수 있다는 것을 이해하여야 한다. "수평의", "수직의", "최상부", "상부", "하부", "바닥", "좌", "우", "머리쪽(cephalad)", "꼬리쪽(caudal)", "상부" 및 "하부"와 같은 모든 공간적 표현들은 예시적 목적이며 본 발명의 범위 내에서 변할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 청구범위에서, 수단-플러스-기능 (means-plus-function) 구들은 상기 언급된 기능을 수행하는 본 명세서에 기재된 요소 및 구조적 균등물 뿐 아니라 균등한 요소를 포함하기 위한 것이다.
도 1은 척주의 일부에 대한 측면도이다.
도 2는 척추간 공간을 정의하는 인접한 한 쌍의 척추체의 측면도이다.
도 3은 인접 척추체 사이에 배치된 척추간 인공 장치의 도면이다.
도 4는 하부 척추체에 있는 척추간 인공 장치의 평면도이다.
도 5는 척추체 사이에 있는 척추간 인공 장치의 내부 특징을 도시하는 도면이다.
도 6, 7 및 8a-8c는 척추간 인공 장치의 도면이다.
도 9는 바이어스 부재를 포함한 척추간 인공 장치의 도면이다.
도 10-12는 다른 양상의 척추간 인공 장치의 도면이다.
도 13-15는 척추체 사이에 배치된 도 10-12의 척추간 인공 장치의 도면이다.
도 16은 도 10-12에서 도시된 기구의 다른 양상의 척추간 인공 장치의 도면이다.

Claims (40)

  1. 상부 및 하부 척추뼈에 관절 운동을 제공하기 위하여 상부 척추뼈 및 하부 척추뼈 사이에 형성되는 척추간 공간(intervertebral space)에 배치되는 인공 장치로서, 상기 장치가
    척추간 공간에 적어도 부분적으로 배치되도록 형성되는 상부 관절부(upper articular portion); 및
    상기 상부 관절부 아래의 상기 척추간 공간에 적어도 부분적으로 배치되도록 형성되는 하부 관절부(lower articular portion)를 포함하고, 상기 상부 관절부 및 하부 관절부는 상기 상부 및 하부 척추뼈에 관절 운동을 제공하도록 형성되며, 상기 상부 및 하부 관절부 각각은 상기 척추간 공간의 후방(posterior) 위치에 배치되도록 형성되는 후방 부분(posterior portion)을 포함하고, 여기서 상기 상부 및 하부 관절부 중 어느 하나의 후방 부분은 포스트(post)를 포함하며, 상부 및 하부 관절부의 다른 하나의 후방 부분은 관절을 이루는 동안 상기 포스트와 상호 작용하도록 형성되는 수용부(receiving portion)를 포함하는 인공 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 포스트는 척주 방향으로 연장되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 인공 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 포스트는 상기 상부 및 하부 관절부의 관절 범위를 제 한하는 운동 정지부(motion stop)를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 운동 정지부는 상기 포스트의 하나의 단부(end)에 있는 것을 특징으로 하는 인공 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 상부 및 하부 관절부는 각각:
    상기 척주간 공간 내부에 배치되는 디스크내 부분(interdiscal section); 및
    상기 디스크내 부분을 상기 후방 부분으로 연결하는 다리 부분(bridge section)을 포함하고, 여기서 상기 포스트는 상기 상부 및 하부 관절부 중 어느 하나의 다리 부분으로부터 일체로 연장되는 것을 특징으로 하는 인공 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 포스트는 제1 단부 및 제2 단부를 포함하고, 상기 제1 단부는 상기 인공 장치의 중심선에서 벗어난 각도로 굽은 것을 특징으로 하는 인공 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 수용부는 구멍(aperture)이고, 상기 포스트는 상기 구멍을 통과하여 연장되는 것을 특징으로 하는 인공 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 수용부는 상기 상부 및 하부 관절부 중 어느 하나의 운동을 상기 상부 및 하부 관절부의 다른 하나에 대하여 상대적으로 제한하도록 상 기 포스트의 적어도 2개 측면에 대해 연장되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 인공 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 상부 및 하부 관절부는 각각:
    상기 척추간 공간 내부에 배치되도록 형성되는 디스크내 부분; 및
    상기 디스크내 부분을 상기 후방 부분으로 연결하는 다리 부분을 포함하고, 여기서 상기 다리 부분은 상기 기구의 관절 운동 범위를 제한하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 인공 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 하부 관절부에 대한 상기 상부 관절부의 관절 운동을 완충하기 위하여 상기 상부 및 하부 관절부의 적어도 하나와 연결되는 바이어스 부재(biasing member)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 인공 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 바이어스 부재는 상기 상부 및 하부 관절부의 적어도 하나의 후방 단부에 배치되는 것을 특징으로 하는 인공 장치.
  12. 제10항에 있어서, 상기 바이어스 부재는 상기 수용 부재(receiving member)에 대한 상기 포스트의 운동에 저항하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 인공 장치.
  13. 제10항에 있어서, 상기 바이어스 부재는 굽힘 및 신연 모두의 운동을 완충하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 인공 장치.
  14. 제10항에 있어서, 상기 바이어스 부재는 스프링, 엘라스토머 링, 높은-마찰 요소(high-friction element), 및 밴드(band) 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 인공 장치.
  15. 제10항에 있어서, 상기 저항 부재(resistance member)는 상기 포스트 주위에 배치되는 것을 특징으로 하는 인공 장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 상부 및 하부 관절부의 적어도 하나를 상기 상부 및 하부 척추뼈의 적어도 하나에 부착하도록 형성된 적어도 하나의 패스너를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 인공 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 패스너는 중심선을 따라 실질적으로 정렬되는 나사인 것을 특징으로 하는 인공 장치.
  18. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 상부 및 하부 관절부에 형성되는 연결구멍(connecting hole)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 인공 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 연결구멍은 적어도 하나의 상부 및 하부 관절부의 중심선에 정렬되는 것을 특징으로 하는 인공 장치.
  20. 제1항에 있어서, 상기 포스트는 패스너 통과를 위하여 형성되는 구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 인공 장치.
  21. 상부 및 하부 척추뼈에 관절 운동을 제공하기 위하여 상부 척추뼈 및 하부 척추뼈 사이에 형성되는 척추간 공간에 배치되는 인공 장치로서, 상기 장치가
    척추간 공간에 적어도 부분적으로 배치되도록 형성되는 상부 관절부;
    상기 상부 관절부 아래의 상기 척추간 공간에 적어도 부분적으로 배치되도록 형성되는 하부 관절부; 및
    상기 적어도 하나의 상부 및 하부 관절부와 연결되는 적어도 하나의 연결구멍을 포함하고,
    상기 상부 관절부 및 하부 관절부는 상기 상부 및 하부 척추뼈에 관절 운동을 제공하도록 형성되며, 상기 적어도 하나의 상부 및 하부 관절부는 길이방향 중심선을 한정하고 적어도 하나의 연결구멍이 상기 중심선을 따라 정렬되는 인공 장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 상부 및 하부 관절부 각각과 연결되는 적어도 하나의 연결구멍을 포함하며, 상기 상부 및 하부 관절부는 길이방향 중심선을 한정하고 적 어도 하나의 연결구멍은 상기 중심선을 따라 정렬되는 것을 특징으로 하는 인공 장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 상부 관절부와 연결되는 상기 적어도 하나의 연결구멍은 상기 하부 관절부와 연결되는 적어도 하나의 연결구멍으로부터 수평적으로 오프셋(offset)되는 것을 특징으로 하는 인공 장치.
  24. 제21항에 있어서, 상기 상부 및 하부 관절부 각각은:
    상기 척추간 공간에 배치되도록 형성된 디스크내 부분; 및
    상기 각각의 상부 또는 하부 척추뼈의 후방 위치에 배치되도록 형성된 후방 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 인공 장치.
  25. 제24항에 있어서, 상기 상부 및 하부 관절부 중 어느 하나의 상기 후방 부분은 포스트를 포함하고, 상기 상부 및 하부 관절부의 다른 하나의 후방 부분은 관절 운동 동안 포스트와 상호 작용하도록 형성되는 수용부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공 장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기 포스트는 상기 길이방향 중심선에 따라 정렬되는 것을 특징으로 하는 인공 장치.
  27. 제26항에 있어서, 상기 포스트는 그 내부에 형성된 구멍을 포함하고, 상기 구멍은 적어도 하나의 연결구멍에 접근을 제공하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 인공 장치.
  28. 제26항에 있어서, 상기 수용부는 그 내부에 형성된 갭(gap)을 포함하고 상기 갭은 상기 적어도 하나의 연결구멍에 접근을 제공하도록 갭을 포함하는 것을 특징으로 하는 인공 장치.
  29. 제26항에 있어서, 상기 수용부는 상기 포스트 주위에서 부분적으로 연장된 적어도 하나의 암으로 형성되는 것을 특징으로 하는 인공 장치.
  30. 제26항에 있어서, 상기 수용부는 구멍으로 형성되는 것을 특징으로 하는 인공 장치.
  31. 제26항에 있어서, 적어도 하나의 연결구멍은 상기 포스트의 하나의 단부에 배치되는 것을 특징으로 하는 인공 장치.
  32. 제25항에 있어서, 상기 포스트는 척주 방향으로 연장되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 인공 장치.
  33. 제25항에 있어서, 상기 포스트는 상기 상부 및 하부 관절부의 관절 범위를 제한하는 운동 정지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공 장치.
  34. 제33항에 있어서, 상기 운동 정지부는 상기 포스트의 하나의 단부에 위치된 것을 특징으로 하는 인공 장치.
  35. 제25항에 있어서, 상기 상부 및 하부 관절부는 각각 상기 디스크내 부분을 후방 부분으로 연결하는 다리 부분을 포함하고, 상기 포스트는 하나의 상부 및 하부 관절부의 다리 부분으로부터 일체로 연장되는 것을 특징으로 하는 인공 장치.
  36. 제25항에 있어서, 상기 수용부는 상기 상부 및 하부 관절부 중 어느 하나의 운동을 상기 상부 및 하부 관절부의 다른 하나에 대하여 상대적으로 제한하도록 상기 포스트의 적어도 2개 측면에 대해 연장되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 인공 장치.
  37. 제25항에 있어서, 상기 상부 및 하부 관절부는 각각 상기 디스크내 부분을 상기 후방 부분으로 연결하는 다리 부분을 포함하고, 여기서 상기 다리 부분은 상기 기구의 관절 운동 범위를 제한하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 인공 장치.
  38. 제21항에 있어서, 상기 하부 관절부에 대한 상기 상부 관절부의 관절 운동을 완충하기 위하여 상기 상부 및 하부 관절부의 적어도 하나와 연결되는 바이어스 부재를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 인공 장치.
  39. 제21항에 있어서, 상기 적어도 하나의 상부 및 하부 관절부를 상기 적어도 하나의 상부 및 하부 척추뼈에 부착하기 위하여 상기 연결구멍과 연결되도록 형성된 적어도 하나의 패스너를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 인공 장치.
  40. 상부 및 하부 척추뼈에 관절 운동을 제공하기 위하여 상부 척추뼈 및 하부 척추뼈 사이에 형성되는 척추간 공간에 배치되는 관절 대체 장치로서, 상기 장치가
    제1 관절 대체 장치; 및
    제2 관절 대체 장치를 포함하고,
    여기서 상기 제1 관절 대체 장치 및 제 2 관절 대체 장치 각각은
    상기 척추간 공간에 적어도 부분적으로 배치되도록 형성되는 상부 관절 장치(upper articular device);
    상기 상부 관절부 아래의 상기 척추간 공간에 적어도 부분적으로 배치되도록 형성되는 하부 관절 장치(lower articular device)를 포함하고, 상기 상부 및 하부 관절 장치는 상기 상부 및 하부 척추뼈에 관절 운동을 제공하도록 형성되며, 상기 상부 및 하부 관절 장치는 각각 중심선 및 상기 중심선을 따라 정렬되는 나사 포트를 구비하는 관절 대체 장치.
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