KR20090035715A - 척추 관절 재건용 인공장치 - Google Patents

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KR20090035715A
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section
cross
posterior
articulation
vertebrae
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KR1020097003935A
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에릭 씨. 랭
기동 유
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워쏘우 오르쏘페딕 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 상부 및 하부 척추뼈에 관절 운동을 제공하기 위해 상부 척추뼈 및 하부 척추뼈 사이에 형성된 척추간 간격에 배치되는 인공장치에 관한 것으로, 상기 인공장치는 척추간 간격에 최소한 일부가 제 1 척추뼈에 인접하게 배치되도록 형성되는 제 1 관절부 및 척추간 간격에 최소한 일부가 제 2 척추뼈에 인접하게 배치되도록 형성되는 제 2 관절부를 포함한다. 또한, 반구 부재가 포함되며, 이 주위로 제 1 및 제 2 관절부들이 관절을 구성한다. 가요성 부재는 플렉서블하게 상기 반구 부재를 제 1 관절부에 고정시킨다. 이식방법 역시 개시된다.
척추뼈, 관절, 운동, 인공장치, 재건용

Description

척추 관절 재건용 인공장치{PROSTHETIC DEVICE FOR SPINAL JOINT RECONSTRUCTION}
본 발명은 척추 재건 장치에 관한 것이고, 더욱 상세하게는 이식용 척추간 인공장치에 관한 것이다.
디스크 관절성형술은 손상, 퇴화 또는 질환이 있는 척추 관절을 치료하는 하나의 방법이다. 몇몇 디스크 관절성형술은 척추 관절의 관절화 (articulation) 또는 움직임이 가능하도록 운동-보존적 척추 디스크로 손상된 관절 디스크를 대체하는 것을 포함한다. 때로는, 이러한 운동-보존적 척추 디스크는 파스너(fastener)로써 나사를 이용하여 인접한 척추뼈에 부착된다. 이러한 파스너들은 그 자체가 여러 이유로 바람직하지 않다.
척추 디스크 운동을 보존하는 것에 추가하여, 인접 척추뼈 사이 간격의 다른 영역에 운동을 보존하는 것이 때로 요망된다. 예를들면, 척추뼈 사이의 후관절(facet joint)이 대체될 필요가 있다. 후관절 대체기구는 충분한 내마모성 및 충격 흡수성을 제공할 필요가 있다.
선행기술보다 개선된 척추간 간격(intervertebral space) 삽입용 인공장치가 요망된다. 여기에서 개시되는 후방 관절(posterior joint) 대체 기구는 선행 기술의 하나 또는 그 이상의 문제를 해결한다.
<발명의 요약>
예시적 측면에서, 본 발명은 상부 척추뼈 (upper vertebra) 및 하부 척추뼈( lower vertebra) 사이에서 형성된 척추간 간격에 배치되는 인공장치에 관한 것이며 상부 및 하부 척추뼈에 관절 운동(articulating motion)을 제공한다. 상기 인공장치는, 척추간 간격에 최소한 일부가 제 1 척추뼈에 인접하게 배치되도록 형성되는 제 1 관절부(articular portion) 및 척추간 간격에 최소한 일부가 제 2 척추뼈에 인접하게 배치되도록 형성되는 제 2 관절부를 포함한다. 또한 반구 부재(hemispherical member)가 포함되며, 이 주위로 제 1 및 제 2 관절부들이 관절을 구성한다. 가요성 부재(flexible member)는 반구 부재를 제 1 관절부에 유연하게(flexibly)고정시킨다.
다른 구현예들에서, 제 1 관절부는 제 1 후방 단면(posterior section) 및 제 1 디스크 단면(interdiscal section)을 포함한다. 제 1 후방 단면은 제 1 척추뼈의 앞고리(anterior arch)에 연결될 수 있고 제 1 후방 단면은 제 1 척추뼈의 뒤고리(posterior arch)에 연결될 수 있다.
다른 구현예에서, 제 2 관절부는 제 2 후방 단면 및 제 2 디스크 단면(interdiscal section)을 포함한다. 제 2 후방 단면은 제 2 척추뼈의 앞고리(anterior arch)에 연결될 수 있고 제 2 후방 단면은 제 2 척추뼈의 뒤고리(posterior arch)에 연결될 수 있다.
다른 예시적 측면에서, 본 발명은 제 1 척추뼈 및 제 2 척추뼈 사이에서 형성된 척추간 간격에 배치되는 운동-보존적 인공장치 요소에 관한 것이다. 운동-보존적 인공장치는 척추간 간격에 최소한 부분적으로 배치되도록 형성되는 척추간부 (intervertebral section), 및 척추간 간격 외부에 최소한 부분적으로 배치되도록 형성되는 후방 단면(posterior section)을 포함한다. 척추간 단면 및 후방 단면은 각각 별개로 운동을 지지하고, 후방 단면은 유연한 운동 제어기구(flexible movement controlling mechanism)을 포함한다.
다른 예시적 측면에서, 본 발명은 인공장치 이식방법에 관한 것이다. 상기 인공장치는 체간 요소(interbody component), 후방 요소(posterior component) 및 결합된 체간/후방 요소를 포함한다. 상기 방법은 결합된 체간/후방 요소를 제 1 척추뼈 및 제 2 척추뼈 사이 척추간 간격에 배치하는 단계를 포함하며, 결합된 체간/후방 요소는 제 1 척추뼈의 앞고리 및 뒤고리와 체결되도록 배치된다. 또한 상기 방법은 체간 요소를 척추간 간격에 배치하는 단계를 포함하며, 상기 체간 요소는 제 2 척추뼈의 앞고리와 체결되도록 배치된다. 또한 상기 방법은 후방 요소를 척추간 간격에 배치하는 단계를 포함하며, 후방 요소는 제 2 척추뼈의 뒤고리와 체결되도록 배치된다.
다른 구현예에서, 상기 방법은 후방 요소에 구멍을 통하여 파스너를 도입하여 후방요소를 제 2 척추뼈의 뒤고리에 부착하는 단계를 더 포함한다.
다른 예시적 측면에서, 본 발명에 개시된 관절 대체 기구는 하기 선행 특허출원들에서 개시되는 하나 또는 그 이상의 특징들을 포함할 수 있으며, 이들은 본 명세서에 전체적으로 참조에 의해서 편입된다.
미국특허출원 제11/343,159호, 2006년 1월 30일 출원, 발명의 명칭 “척추 관절 재건용 인공장치”;
미국특허출원 제11/11961호, 2006년 1월 30일 출원, 발명의 명칭 “척추 관절 재건용 인공장치”;
미국특허출원 제11/031,602호, 2005년 1월 7일 출원, 발명의 명칭 “척추 성형 장치 및 방법 ”;
미국특허출원 제11/031,603호, 2005년 1월 7일, 발명의 명칭 “듀얼 관절화 척추 장치 및 방법 ”;
미국특허출원 제11/031,780호, 2005년 1월 7일, 발명의 명칭 “분할 척추 장치 및 방법”;
미국특허출원 제11/031,904호, 2005년 1월 7일, 발명의 명칭 “상호 연결 척추 장치 및 방법”;
미국특허출원 제11/031,700호, 2005년 1월 7일, 발명의 명칭 “지지 구조 장치 및 방법”;
미국특허출원 제11/031,783호, 2005년 1월 7일, 발명의 명칭 “이동 베어링 척추 장치 및 방법”;
미국특허출원 제11/031,781호, 2005년 1월 7일, 발명의 명칭 “중앙으로 관절화되는 척추 장치 및 방법”;및
미국특허출원 제11/031,903호, 2005년 1월 7일, 발명의 명칭 “ 인공 척추 장치 및 방법”.
<본 발명에 대한 상세한 설명>
본 발명은 척추 재건 장치에 관한 것이고, 더욱 상세하게는 이식용 척추간 인공장치에 관한 것이다. 본 발명 원리에 대한 이해를 위하여, 도면에 도시된 구현예들 및 예제를 참조할 것이며 이를 기술하기 위하여 소정의 언어가 사용될 것이다. 그러나 본 발명의 범위를 제한할 의도가 아니라는 것을 이해하여야 할 것이다. 본 발명과 관련된 기술자에게 통상적으로 가능하며, 이에 기술된 예들에서의 어떠한 개조 및 변경, 및 여기에 기재된 본 발명의 원리에 의한 어떠한 기타 응용도 고려된다. 참조부호들은 예들을 통하여 반복될 수 있으나, 참조부호에 의해 특정되는 요소 또는 구성은 각 예들에서 동일할 필요는 없지만, 동일하기도 하다. 또한, 하기 상세한 설명에서 제 2 구성 상부(over), 다음(next) 또는 위(on)에 있는 제 1 구성이 형성될 수 있으며 이는 제 1 및 제 2 구성들이 직접 접촉되는 예를 포함할 뿐 아니라 추가적인 구성이 제 1 및 제 2 구성에 개재되어 형성될 수 있어, 이러한 경우에는 제 1 및 제 2 구성들은 직접적으로 접촉되지 않을 수 있다.
도 1은 척주 (spinal column, 10)의 부분 측면도이며, 본래의 척추간 디스크들 D1, D2, D3에 의해 분리되는, 인접한 상부 및 하부 척추뼈 V1, V2, V3, V4 군을 도시한 것이다. 4개의 척추뼈를 도시한 것은 예로써 기재된 것이다. 기타 예로는 하나의 천골 및 하나의 척추뼈일 수 있다.
예로써, 두 개의 척추뼈(vertebrae)가 도 2를 참조하여 설명될 것이다. 두 척추뼈는 하나의 척추 분절(spinal segment, 12)을 형성하며 하나의 상부 척추뼈 (upper vertebra, 14) 및 하부 척추뼈 (lower vertebra, 16)를 포함한다. 어떤 류의 디스크 관절성형술은, 두 척추뼈들(14, 16) 사이에 위치되었던 본래의 디스크 일부 또는 전부를 척추원반절제술(discectomy) 또는 이와 유사한 외과적 수술에 의해 제거한다. 질환 또는 퇴행성 디스크를 제거하면 상부 및 하부 척추뼈들(14, 16) 앞고리 사이에 척추간 간격 (S)이 형성된다. 또한, 상부 및 하부 척추뼈 (14, 16)의 뒤고리 일부를 제거하면 인공장치가 삽입될 척추간 간격 (S)이 넓어진다.
도 2는 허리 척추 관절로서의 척추 분절(12)을 도시한 것이지만, 본 발명에서의 기구, 시스템 및 방법은, 목뼈 및 등뼈 영역을 포함한 척주 모든 영역에 적용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 본 발명은 척추간 간격 (S)을 직접 형성하지 않지만 척추간 간격 (S)을 직접 형성하는 이들 척추뼈 상부 및 하부에 각각 위치하는 여러 척추뼈에 용이하게 적용될 수 있다.
종래의 몇몇 척추 인공장치는 전방 수술(anterior procedure)로 장착되며, 이것은 의사가 고통스럽고 외상 가능성이 있는 수술법을 사용하여 척주에 접근하여야 할 것이 요구된다. 상기 인공장치가 전방 수술을 통해 장착되면, 흉터 조직이 민감한 혈관(vessel)에 형성될 수 있다. 만일 두 번째 수술이 요구되면, 의사는 이전 배치된 인공장치에 접근하기 위하여 흉터조직을 제거할 필요가 있다. 이러한 민감한 수술은 추가적인 통증을 환자에게 줄 수 있다. 본원에서 개시되는 척추간 인공장치는, 후방 수술(posterior procedure)을 통해 장착되므로, 종래의 장치들에 비하여 유리할 수 있다. 따라서, 의사는 척주 전방 측에 있는 위험한 혈관에 접근하여 교란시킬 필요가 없다. 또한, 두 번째 수술이 요구되는 경우, 의사는 민감한 혈관에서 흉터조직을 제거하지 않고도 이전에 배치된 인공장치에 용이하게 접근할 수 있는 것이다. 따라서, 시술은 단순화될 수 있고 환자에게 고통을 덜 줄 수 있다.
하기 기재된 예들은 다양한 장점들을 제공하며, 이식체 전체 설계 기준(modulus)이 감소하고, 개선된 내마모성, 개선된 후방 응력 분포 및/또는 덜 복잡한 수술요건들을 포함한다. 하기 기재된 각각의 예에서 추가적이고 및/또는 다른 이점들 역시 명백해질 것이다.
도 3-7은 인공장치 (prosthetic device, 20)로 표기된 제 1 군의 예를, 도 8-9는 인공장치 (120)로 표기된 제 2 군의 예를, 도 10-13은 인공장치 (220)로 표기된 제3 군의 예를, 도 14-16은 인공장치 (320)로 표기된 제4 군의 예를, 도 17-18은 인공장치 (420)로 표기된 제5 군의 예를, 도 19-20은 인공장치 (520)로 표기된 제6 군의 예를, 도 21-24는 인공장치 (620)로 표기된 제7 군의 예를 도시한다. 상기 인공장치들 20, 120, 220, 320, 420, 520 및 620은 척추뼈 (16)에 대하여 척추뼈 (14)가 관절(articulate)을 이루도록 하여 척추관절에 움직임을 제공하는 것이다. D1-D4와 같은 본래의 척추간 디스크와 유사한 방법으로 디스크 공간 높이에 맞는 크기로, 인공장치들은 구성된다. 몇몇 예에서, 인공장치들은 쌍으로 제공되며, 기타 예에서는 다른 개수의 인공장치들을 가질 수 있다.
도 3-5을 참조하면, 인공장치 (20)는 상부 관절부 (upper articular portion, 22) 및 하부 관절부 (lower articular portions, 24)를 포함한다. 상부 관절부 (22)는 디스크 단면 (interdiscal section, 26), 후방 단면 (posterior section, 28), 및 디스크 단면 및 후방 단면 (26, 28) 사이에서 연장되는 다리 (bridge, 30)를 형성하는 상부 몸체(upper main body)를 포함한다. 유사하게, 하부 관절부 (24)는 디스크 단면 (interdiscal section, 32), 후방 단면 (posterior section, 34), 및 디스크 단면 및 후방 단면들(32, 34) 사이에서 연장되는 다리 (36)를 형성하는 하부 몸체(lower main body)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 다이아몬드 팩, 및/또는 열분해 탄소와 같은 세라믹 재료가 또한 적합할 수 있다. 고분자 재료 역시 사용될 수 있으며, 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 탄소-보강 PEEK, 또는 폴리에테르케톤케톤(PEKK)와 같은 폴리아릴에테르케톤 (PAEK) 군; 폴리술폰; 폴리에테르이미드; 폴리이미드; 초-고 분자량 폴리에틸렌 (UHMWPE); 및/또는 가교 UHMWPE의 부재를 포함할 수 있다. 상부 관절부 (22) 및 하부 관절부 (24)를 포함하는 다양한 단면(section)은 다른 재료들로 형성될 수 있고, 따라서 금속상의 금속(metal on metal), 세라믹 상의 금속(metal on ceramic), 고분자상의 금속, 세라믹상의 세라믹, 고분자상의 세라믹 또는 고분자상의 고분자 구조를 가질 수 있다.
도시된 구현예에서, 각각의 상부 및 하부 관절부 (22, 24)는 단일 재료로 일체로 형성되거나 몰드(molded)될 수 있다. 다른 구현예에서, 상부 또는 하부 관절부 (22, 24)의 하나 또는 그 이상의 디스크 단면, 후방 단면, 및 다리부들은 별개로 형성되어 하나 또는 그 이상의 다른 단면들과 결합될 수 있다. 본 구현예에서 결합은, 예를 들면 나사연결, 볼트연결, 또는 래치 연결을 포함한 본 분야에서 공지된 고정화 기구를 사용하여 달성될 수 있다. 이들 예에서, 디스크 단면, 후방 단면 및 다리부는 또한 다른 재료로 형성될 수 있다.
상부 관절부 (22)의 디스크 단면 (26)은 뼈접촉면 (bone contacting surface, 38) 및 뼈접촉면에 대향하는 내표면 (inner surface, 44)을 포함할 수 있다. 제 1 관절면(first articular surface)은 내표면 (44)의 일부를 형성할 수 있다. 도시된 구현예에서, 제 1 관절면은 리세스(recess)이다. 유사하게, 하부 관절부 (24)의 디스크 단면 (32)은 내표면 (48)에 대향하는 뼈접촉면 (bone contacting surface, 40), 상기 내표면 (48)의 일부를 형성하며 제 1 관절면과 일치되는 제 2 관절면을 포함할 수 있다. 도시된 구현예에서, 제 2 관절면은 돌출부(protrusion)이다. 제 1 및 제 2 관절면은 함께 관절화 조인트를 형성하고 상부 및 하부 관절부 (22, 24)로 하여금 상호 관절을 이루도록 한다. 이러한 관절화는 다시 하부 척추뼈 (16)에 대하여 상대적으로 상부 척추뼈 (14)의 관절 움직임이 가능하도록 하고, 어떤 예에서는 본래의 척추 디스크에서 제공된 것과 유사한 움직임이 가능하도록 한다. 도시된 구현예에서, 제 2 관절면은 제 1 관절면 내부에서 회전하고 병진할 수 있는 부분적 구형이고, 느슨하게 구속된 볼 및 소켓 스타일의 조인트를 형성한다. 볼 및 소켓 조인트로 도시된다고 하더라도, 제 1 및 제 2 관절면 (6)은 상부 및 하부 관절부 (22, 24)의 하나를 상부 및 하부 관절부 (22, 24)의 다른 하나에 대하여 상대적으로 움직이게 할 수 있는 어떠한 형상 및 설계일 수 있다. 다른 구현예에서, 제 1 및 제 2 관절면은 디스크 단면 (26, 32)의 나머지 부분과 다른 재료로 형성되어 적합한 관절화를 구성할 수 있다.
상부 및 하부 관절부 (22, 34)의 뼈접촉면 (38, 40)은 이식된 인공장치 (20) 고정화를 높이기 위한 형상 또는 코팅을 포함할 수 있다. 예를들면, 면들 (38, 40)은 화학적 에칭, 비드-블라스팅, 샌딩, 그라인딩, 톱니화 및/또는 다이아몬드-커팅과 같은 것에 의해 거칠게 (roughened) 될 수 있다. 또한 상부 및 하부 관절부 (22, 34)의 뼈접촉면 (38, 40)은, 뼈의 성장 및 고정화를 촉진시키기 위하여 히드록시아파타이드(HA), 트리칼슘포스페이트(TCP), 및/또는 칼슘 카르보네이트와 같은 생체 적합성 및 뼈전도성 (osteoconductive) 재료로 코팅될 수 있다. 달리, 전환성장인자(TGF) 베타 상과(superfamily)로부터의 단백질, 또는 BMP2 또는 BMP7와 같은 뼈-형태발생 단백질과 같은 뼈전도성 코팅제가 사용될 수 있다. 기타 적합한 형상으로는 스파이크, 리지(ridge), 및/또는 기타 표면 섬유화(texture) 및 형상을 포함할 수 있다.
도시된 구현예에서, 선택적인 상부 및 하부 뼈커넥터 (50, 52)가 뼈접촉면 (38, 40) 상부에 각각 형성될 수 있다. 이들 뼈커넥터 (bone connector, 50, 52)는 상부 및 하부 관절부 (22, 24)를 적절하게 고정시키는 것을 돕는 방식으로 상부 및 하부 척추뼈 (14, 16) 쪽으로 연장된다. 도시된 구현예에서, 뼈커넥터 (50, 52)는 척추 끝판 내로 형성된 노치(notch) 또는 그루브(groove) 내로 연장되도록 형성된 돌기(keel) 이다. 뼈커넥터는 인공장치 (20)를 제자리에 고정하도록 돕는 일련의 리지, 돌출부 또는 기타 표면 형상일 수 있다.
다리부 (30, 36)는 디스크 단면 (26, 32)으로부터 뒤쪽으로 각각 연장된다. 도시된 구현예에서, 다리부 (30, 36)는 인공장치 (20)의 길이방향 중심선 (longitudinal centerline, 58) (도 4)을 따라 실질적으로 연장된다. 다른 구현예에서, 다리부는 디스크 단면의 길이방향 중심선에 정렬하지 않고, 길이방향 중심선에서 벗어나도록 곡선이거나 각질 수 있다.
후방 단면 (28, 34)은 다리부 (30, 36) 단부에 배치될 수 있고, 다른 구현예에서 척추뼈 (14, 16)의 돌기(processes)(예를들면, 후관절의 관절 가시돌기)에 인접하여 맞도록 형성될 수 있다. 하부 관절부 (24)의 후방 단면 (34)은 척주 방향으로 연장되며, 상부 관절부 (22)의 후방 단면 (28)을 지나는 테일 (tail, 60)을 포함할 수 있다.
상기 테일 (60)은 다리부 (36)에 연결될 수 있고, 도시된 구현예에서, 테일 (60)은 다리부 (36)에서 벤드(bend)에 의해 형성된다. 테일 (60)은 위쪽으로 연장되어 다리부 (36) 보다 높은 위치에 최소한 일부가 배치될 수 있다. 테일 일부는 상부 및 하부 관절부 (22, 24) 사이에서 관절 범위를 제한하도록 형성되는 모션 스톱 (motion stop, 66)을 포함할 수 있다. 도시된 구현예에서, 모션 스톱 (66)은 테일 (60)에서 벤드(bend)에 의해서 형성되고, 상부 및 하부 관절부 (22, 24)의 관절 회전 가능 범위를 제한하기 위하여 상부 관절부 (22)와 상호 작동하도록 형성되는 길이를 가진다. 상기 테일 (60)은 실질적으로 곧거나 굽거나 각지어 형성될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 일 구현예에서, 테일 (60)은 돌출된 관절면 (46)의 곡률과 동심의 곡선을 포함할 수 있다.
상부 관절부 (22)의 후방 단면 (28)은 하부 관절부 (24)의 테일 (60)을 수용하도록 형성되는 구멍 (70)을 포함한다. 도시된 구현예에서, 후방 단면 (28) 일부는 테일 (60)의 모션 스톱 (66)과 협력하도록 형성된 모션 스톱을 형성한다. 따라서, 상부 및 하부 관절부 (22, 24)가 도 5에서 도시된 바와 같이 조립될 때, 모션 스톱 (66) 및 모션 스톱은 같이 작동되어 인공장치 (20) 관절 범위를 제한한다. 또한, 구멍 (aperture, 70)은, 관절면 (articulating surfaces, 42, 46)이 일치될 때, 테일 (60)이 구멍 (70)을 통과하여 연장되도록 배치되어, 범위 내에서 관절이 자유롭게 발생될 수 있다.
도시된 구현예에서, 상부 관절부 (22)는, 상부 관절부 (22)의 상부 몸체에서 위쪽으로 연장되는 나사 홀 (screw hole, 72)과 같은 부착요소 및 파스너 (fastener, 74)를 포함한다. 나사 홀 (72)은 파스너 (74)가 상부 몸체에 연결되도록 구성되며, 이에 따라 상부 관절부 (22)를 상부 척추뼈 (14)에 고정시킨다. 유사하게, 나사 홀 (이하 상세하게 설명) 및 파스너 (76)는 상부 관절부 (22)를 상부 척추뼈 (14)에 부착시킨다.
파스너 (74, 76)는 뼈 내부로 삽입되는 나사부 및 해당 나사 홀에 고정되도록 작동될 수 있는 헤드를 가지는 뼈 나사일 수 있다. 파스너 (74, 76)는 길이축을 따라 형성된 평면에서 실질적으로 뼈 내부로 삽입될 수 있으며, 도시된 구현예에서, 파스너들은 길이축에 실질적으로 평행하다. 도시된 구현예에서, 헤드 그 자체는 나사 홀 직경보다 큰 직경을 가진다. 와셔 또는 기타 부품이 파스너 (74, 76)와 함께 사용되어 상부 및 하부 관절부 (22, 24)를 뼈에 부착시킨다.
한 쌍의 척추간 인공관절 (20)은, 본원에 참조에 의해 편입되는 위에서 열거한 특허출원들에 기재된 하나 또는 그 이상의 기술을 포함한 다양한 기술을 이용하여 척추뼈들(14, 16) 사이에 장착된다.
일반적으로, 인공 척추간 인공장치 (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. TLIF접근법은 전형적으로 보다 기울여지며 (oblique), 존재하는 뿌리를 덜 당기고, 횡단 구조체를 덜 당겨 결막외출혈을 덜 일으킨다. 또한, 원외측방 접근법을 사용하여 척추 내부 공간으로 접근하는 것이 가능하다. 어떤 경우에, 후 관절을 절제하지 않고 원외측방을 통하여 내부 공간으로 접근하는 것이 가능하다. 또한, 직접 측방 접근법이 공지되어 있다. 이러한 접근법은 후방 신경 요소를 완전히 피할 수 있다. 인공장치 (20)의 예들이 이러한 통상적인 접근법들을 이용할 수 있다는 것은 명백하다.
도 6을 참조하면, 일 구현예에서, 하부 관절부 (24)의 관절면은 볼 조인트 ( ball joint, 80)상에 형성된다. 볼 조인트 (80)는 디스크 단면 (32)과 동일 또는 다른 재료들로 제조될 수 있다. 그러나, 본 구현예에서, 볼 조인트 (80)는 디스크 단면 (32)에 단단하게 고정되지 않는다. 대신, 볼 조인트 (80)는 가요성 범퍼 (flexible bumper, 82)에 의해 디스크 단면 (32)에 유연하게 연결된다. 가요성 범퍼 (82)는 볼 조인트 (80) 및 디스크 단면 (32) 양측에, 화학적 및/또는 물리적 수단에 의해 부착되나, 이들 사이에, 특히 내표면 (48)과 평행한 평면을 따라 상대적인 움직임이 가능하도록 한다. 가요성 범퍼는 생체 적합성 폴리우레탄 및 실리콘을 포함한 다양한 재료들로 제조될 수 있다. 도 6에서는 가요성 범퍼가 하부 관절부 (24) 디스크 단면 (32)에 형성된 틈(crevice, 84) 또는 오목부에 배치되는 것으로 도시되나, 다른 구현예에서, 이러한 틈새가 존재하지 않을 수 있다. 또한, 다른 구현예에서, 틈 (84) 및/또는 볼 조인트 (80)는 도브-테일과 유사한 테이퍼 측벽 (side wall, 86, 88)을 각각 포함할 수 있어 가요성 범퍼 (82)를 용이하게 고정시킬 수 있다. 다른 구현예에서, 측벽 (86, 88)은, 측벽 (86)에 대하여는 테이퍼 및 측벽 (88)에 대하여는 “C”형상과 같이, 다른 형상들을 가질 수 있다.
상기 볼 조인트 (80) 및 디스크 단면 (32) 사이의 상대적인 움직임을 가능하게 할 뿐 아니라, 상기 가요성 범퍼 (82)는, 움직임으로 인하여 발생되는 마모성 잔해를 줄이거나 가지고 있도록 돕는다. 또한, 가요성 범퍼 (82)는 범퍼 자체의 가요성 특성 및 (두 관절부위 (22, 24) 사이의) 회전 중심을 더욱더 본래의 간격 (S) 영역에 배치할 수 있는 능력으로 인해서 운동을 부드럽게 한다.
다른 구현예에서, 케이블 (cable, 89)이 디스크 단면 (32), 틈 (84), 가요성 범퍼 (82) 및 볼 조인트 (80)를 통과하여 연장된다. 상기 케이블 (89)은 금속 또는 가요성 재료를 포함한 기타 재료로 제조될 수 있다. 상기 케이블 (89)은 틈 (84)의 대향하는 측면 상의 디스크 단면 (32)에 고정될 수 있다. 상기 케이블 (89)은 가요성 범퍼 (82) 제조 동안 볼 조인트 (80)를 배치시킬 뿐 아니라, 볼 조인트 (80) 움직임에 추가적인 강도/고정도를 제공하여 소정의 최대치를 벗어난 움직임을 예방하는 역할을 한다.
도 7을 참조하면, 다른 구현예에서, 볼 조인트 (80)는 스프링 (spring, 90)에 의해 디스크 단면 (32)에 유연하게 연결된다. 본 구현예에서, 스프링 (90)은 볼 조인트 상부 립 (upper lip, 92) 하에 배치되어 볼 조인트 (80)에 부착된다. 다른 구현예에서, 스프링 (90)은 화학적 또는 기계적으로 볼 조인트 주위에 고정되거나 부착될 수 있으며, 추가적인 볼 조인트 하부 립 또는 돌출부가 제공될 수 있다. 스프링 (90)은 틈 (84) 내부에 배치되어 볼 조인트 (80) 및 디스크 단면 (32) 사이, 특히 내표면 (48)과 평행한 평면에 따른 상대 움직임이 가능하도록 한다.
스프링 (90)은 하나 또는 그 이상의 기구를 통하여 디스크 단면 (32)에 연결된다. 본 구현예에서, 가요성 재료 (flexible material, 94a, 94b)의 두 부분들이 제공되어 스프링 (90)을 디스크 단면 (32) 측벽 (86)에 고정시킨다. 가요성 재료들 (94a, 94b)은 생체 적합성 폴리우레탄 및 실리콘을 포함한 다양한 재료로 제조될 수 있다. 재료들 (94a, 94b)은 도 6의 가요성 범퍼 (82)와 관련하여 설명되었던 것과 유사한 장점을 제공한다. 다른 구현예에서, 스프링 (90)은 팽창성에 의한 마찰맞춤을 이용하여 디스크 단면에 연결될 수 있다. 필요하다면, 스프링 (90)의 일부 또는 전부를 덮도록 슬리브가 제공될 수 있다.
도 8 및 9를 참조하면, 상기 척추간 인공관절 (20)은 참조부호 (120)로 표기된다. 척추간 인공관절 (120)은 상기 척추간 인공관절 중의 하나 또는 그 이상의 예들과 유사하며, 이하 차이점을 상술한다. 인공장치 (120)는 상부 관절부 (122) 및 하부 관절부 (124)를 포함한다. 상기 상부 관절부 (122)는 디스크 단면 (126), 후방 단면 (128), 및 디스크 단면 및 후방 단면 (126, 128) 사이에서 연장되는 다리부 (130)를 형성하는 상부 몸체(upper main body)를 포함한다. 유사하게, 하부 관절부 (124)는 디스크 단면 (132), 후방 단면 (134), 및 디스크 단면 및 후방 단면 (132, 134) 사이에서 연장되는 다리부 (136)를 형성하는 하부 몸체(lower main body)를 포함한다.
상부 및 하부 관절부 (122,124)는 관절부 (22,24)를 참조하여 논의된 바와 같은 모든 생체적합성 재료로 형성될 수 있으며, 나사홀, 뼈 접촉면 및 뼈 커넥터와 같은 추가적인 유사 구성들을 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 관절면은 관절화 조인트를 형성하여 상부 및 하부 관절부 (122,124)로 하여금 서로에 대하여 관절을 이루도록 한다. 이러한 관절화는 다시 하부 척추뼈 (16)에 대하여 상대적으로 상부 척추뼈 (14)의 관절 움직임이 가능하도록 하고, 어떤 예에서는 본래의 척추 디스크에서 제공된 것과 유사한 움직임이 가능하도록 한다. 도시된 구현예에서, 제 2 관절면은 제 1 관절면 내부에서 회전하거나 병진할 수 있는 불완전한 구 (partial sphere, 180)이고, 느슨하게 구속된 볼 및 소켓 스타일의 조인트를 형성한다. 본 구현예에서, 상기 구 (180)는 도 3-7을 참조하여 논의된 볼 조인트 (80) (및 주위기구)의 하나와 유사하다. 다른 구현예에서, 상기 구 (180)는 고정된 구, 탄성 디스크, 또는 기타 적합한 관절부재일 수 있다.
후방 단면 (128, 134)은 다리부 (130, 136) 말단에 배치되고, 다른 구현예에서 척추뼈 (14, 16)돌기에 인접하여 맞추어지도록 형성된다. 충격 흡수 시스템 (shock absorber system, 140)은 하부 관절부 (124) 후방 단면 (134) 및 상부 관절부 (122) 후방 단면 (124) 사이에 배치된다. 본 구현예에서, 하부 관절부 (124)는 척추 방향으로 연장되는 테일 (tail, 142)을 포함하며, 충격 흡수 시스템은 테일에 배치된다. 위쪽으로 연장되어, 테일 (142)은 다리부 (136) 보다 높은 위치에 최소한 일부가 배치될 수 있다. 충격 흡수 시스템 (140)은 하기된 바와 같이 테일 주위에 부착 또는 배치된다.
충격 흡수 시스템 (140)은, 후방 단면 (134) 및 후방 단면 (128) 사이에서 다른 방향으로의 상대적 움직임에 대응하는 하나 또는 그 이상의 기구를 포함한다. 본 구현예에서, 충격 흡수 시스템 (140)은 코일 스프링 (coil spring, 144), 압축 스프링 (compression spring, 146), 링 (150) 및 내부 베어링 (inner bearing, 152)을 포함한다.
상기 코일 스프링 (144)은 테일 (142) 주위를 감아 후방 단면 (128)에 놓인다. 충격 흡수 시스템 (140)의 다른 기구들과 비교하여, 코일 스프링은 테일 (142)까지 비교적 짧은 거리로 연장된다. 코일 스프링 (144)은 측면-측면, 또는 측방 힘, 예를 들면 디스크 단면 (124)의 내표면에 평행한 면에 평행한 힘을 흡수하기 위하여 제공된다. 이러한 힘들은 두 척추뼈들 (12, 14)(도 2) 사이의 척추 변형 및/또는 병진 움직임에 대응하여 발생된다. 코일 스프링 (144)은 금속으로 제조될 수 있으며, 기타 척추 환경을 추가적으로 보호하기 위한 외부 코팅재를 포함할 수 있다.
상기 압축 스프링 (144) 역시 테일 (42) 주위를 감고 후방 단면 (128) 상에 안착된다. 본 구현예에서, 압축 스프링 (146)은 코일 스프링 (144) 내부에 배치되나, 기타 예에서는 다를 수 있다. 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
상기 코일 스프링 (144)과 비교하여, 압축스프링 (146)은 테일 (142)끼리 비교적 높은 거리까지 연장된다. 압축 스프링 (146)은 압축력 및 또는 감압력, 예를들면 디스크 단면 (124)의 내표면에 평행한 면에 수직한 힘들을 흡수하기 위하여 제공된다. 이들 힘은 두 척추뼈들 (12,14) (도2) 사이의 척추 구부림 및/또는 폄에 대응하여 제공된다. 압축스프링 (146)은 금속으로 제조될 수 있으며, 척추 환경을 추가적으로 보호하기 위한 외부 코팅재를 포함할 수 있다.
상기 링 (150) 역시 테일 (142) 주위를 감고 있으며, 본 구현예에서, 코일 스프링 (144) 및 압축스프링 (146) 사이에 위치하며, 압축스프링과 거의 같은 높이이다. 상기 링 (150)은 코일스프링 (144) 및 압축스프링 (146)을 격리시키기 위하여 제공된다. 추가적으로 또는 달리, 상기 링 (150)은 상기된 모든 방향에서의 여러 힘들을 지지하고 완화하기 위하여 제공된다. 다른 구현예에서, 상기 링 (150)은 압축 스프링 (146) 및/또는 코일스프링 (144)을 대신하여 사용될 수 있다. 상기 링 (150)은 알루미늄과 같은 금속으로 제조될 수 있으며, 듀폰사 제품 상표인 테프론과 같은 외부 코팅재를 포함할 수 있다.
상기 내부 베어링 (152) 역시 테일 (142) 주위를 감고 있으며, 후방 단면 (128) 상에 놓인다. 본 구현예에서, 상기 내부 베어링 (152)은 코일스프링 (144), 압축스프링 (146), 및 링 (150)의 움직임을 지지한다. 상기 내부 베어링 (152)은 알루미늄과 같은 금속으로 제조될 수 있고, 테프론과 같은 외부 코팅재를 포함할 수 있다.
동작시, 상기 충격 흡수 시스템 (144)은 상부 관절부 (122) 후방 단면 (128)에 형성된 하우징 (housing, 160) 내부에 맞추어진다. 본 구현예에서, 하우징 (160)은 압축스프링 (146) 및/또는 링 (150) 상부와 접촉한다. 몇몇 예에서, 하우징 (160)은 코일 스프링 (144) 측면들과 더욱 접촉한다. 두 후방 단면들 (128, 134)은 결합하여 서로에 대하여 여러 방향으로 운동하며, 이러한 움직임은 최소한 부분적으로 충격 흡수 시스템 (140)의 하나 또는 그 이상의 구성들에 의해 영향을 받고 받거나 제한된다.
도 10-13을 참조하여, 상기 척추간 인공관절 (20, 120)은 참조부호 220로 표기된다. 척추간 인공관절 (220)은 상기 척추간 인공관절 (20) 및 (120) 중의 하나 또는 그 이상의 예들과 유사하며, 이하 차이점을 상술한다. 인공장치 (220)는 상부 관절부 (222) 및 하부 관절부 (224)를 포함한다. 상부 관절부 (222)는 디스크 단면 (226), 후방 단면 (228), 및 디스크 단면 및 후방 단면 (226, 228) 사이에서 연장되는 다리부 (230)를 형성하는 상부 몸체(upper main body)를 포함한다. 유사하게, 하부 관절부 (224)는 디스크 단면 (232), 후방 단면 (234), 및 디스크 단면 및 후방 단면 (232, 234) 사이에서 연장되는 다리부 (236)를 형성하는 하부 몸체(lower main body)를 포함한다.
상부 및 하부 관절부 (222,224)는 관절부 (22,24)를 참조하여 논의된 바와 같은 모든 생체적합성 재료로 형성될 수 있으며, 나사홀, 뼈 접촉면 및 뼈 커넥터와 같은 추가적인 유사 구성들을 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 관절면은 관절화 조인트를 형성하여 상부 및 하부 관절부 (222, 224)로 하여금 서로에 대하여 관절을 이루도록 한다. 이러한 관절화는 다시 하부 척추뼈 (16)에 대하여 상대적으로 상부 척추뼈 (14)의 관절 움직임이 가능하도록 하고, 어떤 예에서는 본래의 척추 디스크에서 제공된 것과 유사한 움직임이 가능하도록 한다. 도시된 구현예에서, 제 2 관절면은 제 1 관절면 내부에서 회전하거나 병진할 수 있는 불완전한 구 (280)이고, 느슨하게 구속된 볼 및 소켓 스타일의 조인트를 형성한다. 본 구현예에서, 상기 구 (280)는 도 3-7을 참조하여 논의된 볼 조인트 (80) (및 주위기구)의 하나와 유사하다. 다른 구현예에서, 상기 구 (280)는 고정된 구, 탄성 디스크, 또는 기타 적합한 관절부재일 수 있다.
후방 단면 (228, 234)은 다리부 (230, 236)말단에 배치되고, 다른 구현예에서 척추뼈 (24, 26) 돌기에 인접하여 맞추어지도록 형성된다. 본 구현예에서, 후방 운동부 (234)는 두 후방 단면들 (228, 234) 사이의 여러 방향으로의 상대 운동을 가능하도록 하는 하나 또는 그 이상의 유연 구성요소들을 포함한다. 일 구현예에서, 후방 운동부 (234)는 가요성 부재 (244) 주위에 배치된 가요성 범퍼 (242), 포스트 (246) 및 가요성 커플러 (248)를 포함한다.
가요성 부재 (244)는 다리부 (236)에 고정되어 여러 방향으로 움직임이 가능하다. 도 12 및 13은 각각 두 척추뼈들 (12, 14 )(도2) 사이의 굽힘 및 폄 운동에 의한 두 방향 운동을 도시한 것이다. 연장부재 (244)는 단일재료 또는 재료들의 결합으로 제조될 수 있다. 예를들면, 다리부 (236)에 연결되는 가요성 부재 일부는 더욱 가요성 재료로 형성되며, 다리부에서 떨어진 가요성 부재 일부는 덜 유연한 재료로 형성될 수 있다.
가요성 범퍼 (242)는 가요성 부재 (244)를 둘러싸며, 동적 힘들에 의해 유발되는 하중을 분포시키는 방식으로 동적 힘들을 흡수하도록 제공된다. 또한 가요성 범퍼 (242)는 가요성 부재 (242)를 원하는 위치 또는 “정상” 위치 (예를들면, 굽힘 및 폄이 없는)로 강제하도록 구성된다. 가요성 범퍼 (242)는 고무 또는 탄성 재료와 같은 재질로 형성될 수 있다. 포스트 (246)는 가요성 범퍼 (242) 및/또는 가요성 부재 (244)에 연결되며, 다리부 (236)로부터 멀어지는 방향으로 연장된다. 연결부는 강성 또는 소정의 유연성이 있을 수 있다. 포스트는 금속 또는 PEEK와 같은 상대적으로 단단한 재료로 제조될 수 있다. 본 예에서, 포스트 (246)는, 후술하는 바와 같이, 상부 관절부 (222) 후방 단면 (228) 내부로 연장될 수 있는 길이로 구성된다.
가요성 커플러 (flexible coupler, 248)는 포스트 (246) 주위에 배치된다. 본 구현예에서, 가요성 커플러 (248)는 가변부 (deformable section, 249) 및 기초부 (250)를 포함한다. 기초부 (base section, 250)는 이하에서 자세하게 설명되는 바와 같이 상부 관절부 (222) 후방 단면 (228)과 접하도록 형성된다. 가변부 (249)는 굽힘(flexion) 또는 폄(extension) 정도에 따라 후방 단면 (228)과 접할 수 있다. 포스트 (246)가 가요성 커플러 (248) 중앙부를 통하여 길이방향으로 연장되어 인공장치 (220)의 두 관절부들 사이에 운동이 가능하도록 가요성 커플러 (248)가 형성된다. 상기 가요성 커플러는 금속으로 제조될 수 있으며, 기초부 (base section, 250)는 상대적으로 단단하고, 가변부 (249)는 변형을 지지하기 위하여 코일-모양의 절취부(incisions)를 가진다.
동작에 있어서, 후방 단면 (234)의 최소한 일부는 상부 관절부 (222) 후방 단면 (228)에 형성된 하우징 (260) 내부에 맞추어진다. 본 구현예에서, 하우징 (260)은 개구부 (262)를 포함하며, 이러한 개구부를 통하여 포스트 (246)는 (굽힘/폄 정도에 따라) 다른 정도로 연장될 수 있다.　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
도 12 및 13에 도시된 바와 같이, 하우징 (260)은 기초부 (250)에서 가요성 커플러 (248)와 접한다. 두 척추뼈들 (12, 14)(도 2) 사이의 굽힘/폄, 병진 또는 다른 운동의 정도에 따라, 이러한 접촉은 이동되고 및/또는 변경된다. 이러한 운동 동안, 후방운동부 (234)의 하나 또는 그 이상의 구성요소들은 움직이고, 굽혀지고 서로에 대해 여러 방향으로 변경될 수 있고, 이러한 움직임은 후방운동부 (234)의 하나 또는 그 이상의 구성요소들에 의해 영향을 받거나 최소한 부분적으로 제한된다.
도 14-16을 참조하면, 상기 척추간 인공관절 20, 120 및 220의 다른 구현예는 참조부호 320로 표기된다. 척추간 인공관절 (320)은 상기 척추간 인공관절 20, 120 및 220 중의 하나 또는 그 이상의 예들과 유사하며, 이하 차이점을 상세하게 설명한다.
일 구현예에서, 인공장치 (320)는 상부 관절부 (322) 및 하부 관절부 (324)를 포함한다. 상부 관절부 (322)는 디스크 단면 (326), 후방 단면 (328), 및 디스크 단면 및 후방 단면 (326, 328) 사이에서 연장되는 다리부 (330)를 형성하는 상부 몸체(upper main body)를 포함한다. 유사하게, 하부 관절부 (324)는 디스크 단면 (332), 후방 단면 (334), 및 디스크 단면 및 후방 단면 (332, 334) 사이에서 연장되는 다리부 (336)를 형성하는 하부 몸체(lower main body)를 포함한다.
상부 및 하부 관절부 (322, 324)는 관절부 (22, 24)(도 3-7)를 참조하여 논의된 바와 같은 모든 생체적합성 재료로 형성될 수 있으며, 나사홀, 뼈 접촉면 및 뼈 커넥터와 같은 추가적인 유사 구성들을 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 관절면은 관절화 조인트를 형성하여 상부 및 하부 관절부 (322, 324)로 하여금 서로에 대하여 관절을 이루도록 한다. 이러한 관절화는 다시 하부 척추뼈 (16)에 대하여 상대적으로 상부 척추뼈 (14)의 관절 움직임이 가능하도록 하고, 어떤 예에서는 본래의 척추 디스크에서 제공된 것과 유사한 움직임이 가능하도록 한다. 도시된 구현예에서, 제 2 관절면은 제 1 관절면 내부에서 회전하거나 병진할 수 있는 불완전한 구 (380)이므로, 느슨하게 구속된 볼 및 소켓 스타일의 조인트를 형성한다. 본 구현예에서, 구 (380)는 도 3-7을 참조하여 논의된 볼 조인트 (80) (및 주위기구)의 하나와 유사하다. 다른 구현예에서, 구 (380)는 고정된 구, 탄성 디스크, 또는 기타 적합한 관절부재일 수 있다.
후방 단면 (328, 334)는 다리부 (330, 336) 말단에 배치되고, 다른 구현예에서 척추뼈 (14, 16)(도 2) 돌기에 인접하여 맞추어지도록 형성된다. 본 구현예에서, 후방 단면 (328)은 여러 방향에서 두 후방 단면 (328, 334) 사이에서의 상대 운동이 가능하게 하는 하나 또는 그 이상의 유연 요소들을 포함한다. 일 구현예에서, 후방 단면 (328)은 후방 단면 (334)와 체결되는 가요성 부재 (342)를 포함한다.
가요성 부재 (342)는 상부 후방 단면 (328) 개구 (344) 내부에 배치되고 고정된다. 가요성 부재 (342)는 또한 후방 단면 (334)에 고정된다. 가요성 부재 (342)는 단일 재료 또는 여러 다른 재료들로 제조될 수 있다. 일 구현예에서, 가요성 부재 (342)는 후방 단면를 (328, 334) 양측에 기계적 및/또는 화학적으로 부착될 수 있는 탄성 고무부재이다. 다른 구현예에서, 가요성 부재 (342)는 상부 후방 단면 (328)에만 부착되며, 하부 후방 단면 (334)은 가요성 부재 내에서 움직임이 가능하다. 다른 구현예에서. 다리부 (336) 및 후방 단면 (334)은 디스크 단면 332와는 다른 재료로 제조될 수 있다. 예를 들면, 다리부 (336) 및 후방 단면 (334)은 PEEK 또는 후방 단면 및 디스크 단면 사이의 움직임 정도를 지지하는 재료로 제조될 수 있다.
특히 도 14 및 15를 참조하면, 동작에 있어서, 두 방향에서 (예를 들면, 도 2의 두 척추뼈들 사이의 굽힘 및 폄 움직임) 상부 관절부 및 하부 관절부 (322, 324) 사이의 상대운동은 가요성 부재 (342)에 의해 지지된다. 가요성 부재 (342)는 후방 단면 (334)을 둘러싸고, 동적 힘들에 의해 유발되는 하중을 분배하는 방식으로 동적인 힘들을 흡수하기 위하여 제공된다. 가요성 부재 (342)는 하부 관절부 342를 원하는 위치 또는 “정상” 위치 (예를들면, 굽힘 및 폄이 없는)로 강제하도록 구성된다.
특히 도 16을 참조하면, 또한 동작에 있어서, 두 추가적인 방향으로 (예를 들면, 도 2의 두 척추뼈들 사이의 병진 운동) 상부 관절부 및 하부 관절부 (322, 324) 사이의 상대운동 역시 가요성 부재 (342)에 의해 지지될 수 있다.　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
본 구현예에서, 가요성 부재 (344)는 탄성적이고 따라서 상부 및 하부 관절부 (322, 324)를 정상 (예를 들면, 비-병진된) 위치로 복귀하도록 하는 힘을 제공할 수 있다. 다른 구현예에서, 다리부 (336)는 상대운동 (relative movement, 354, 356)을 지지하기 위하여 가요성 부재 (344)를 관통하여 미끄러질 수 있다.
다양한 예에서, 하나 또는 그 이상의 운동 방향들 350, 352, 354 및 356은 지지되지 않을 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한, 추가적인 예에서, 다른 운동 방향들이 지지될 수 있고, 이를 통하여 인공장치 (320)는 시술자에 의해 제 1 위치로 삽입될 수 있고, 계속하여 상부 및 하부 관절부 (322, 324)는 더욱 본래의 소정 관절위치로 이동될 수 있다.
도 17 및 18을 참조하면, 상기 척추간 인공관절 20, 120, 220 및 320의 다른 구현예는 참조부호 420으로 표기된다. 척추간 인공관절 (420)은 상기 척추간 인공관절 20, 120, 220 및 320과 유사하며, 이하 차이점을 상술한다.
일 구현예에서, 인공관절 (420)은 상부 관절부 (422) 및 하부 관절부 (424)를 포함한다. 상부 관절부 (422)는 디스크 단면 (426), 후방 단면 (428), 및 디스크 단면 및 후방 단면 (426, 428) 사이에서 연장되는 다리부 (430)를 형성하는 상부 몸체(upper main body)를 포함한다. 유사하게, 하부 관절부 (424)는 디스크 단면 (432), 후방 단면 (434), 및 디스크 단면 및 후방 단면 (432, 434) 사이에서 연장되는 다리부 (436)를 형성하는 하부 몸체(lower main body)를 포함한다.
상부 및 하부 관절부 (422, 424)는 관절부 (22, 24) (도 3-7)를 참조하여 논의된 바와 같은 모든 생체적합성 재료로 형성될 수 있으며, 나사홀, 뼈 접촉면 및 뼈 커넥터와 같은 추가적인 유사 구성들을 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 관절면은 관절화 조인트를 형성하여 상부 및 하부 관절부 (422, 424)로 하여금 서로에 대하여 관절을 이루도록 한다. 이러한 관절화는 다시 하부 척추뼈 (16)에 대하여 상대적으로 상부 척추뼈 (14)의 관절 움직임이 가능하도록 하고, 어떤 예에서는 본래의 척추 디스크에서 제공된 것과 유사한 움직임이 가능하도록 한다. 도시된 구현예에서, 제 2 관절면은 제 1 관절면 내부에서 회전하거나 병진할 수 있는 불완전한 구 (480)이므로, 느슨하게 구속된 볼 및 소켓 스타일의 조인트를 형성한다. 본 구현예에서, 구 (480)는 도 3-7을 참조하여 논의된 볼 조인트 (80) (및 주위기구)의 하나와 유사하다. 다른 구현예에서, 구 (480)는 고정된 구, 탄성 디스크, 또는 기타 적합한 관절부재일 수 있다.
후방 단면 (428, 434)은 다리부 (430, 436) 단부에 배치되고, 다른 구현예에서 척추뼈 (14, 16)(도 2) 돌기에 인접하여 맞추어지도록 형성된다. 본 구현예에서, 후방 단면 (434)은 여러 방향에서 두 후방 단면 (428, 434) 사이에서의 상대 운동이 가능하게 하는 하나 또는 그 이상의 가요성 요소들을 포함한다. 일 구현예에서, 후방 운동부 (434)는 상부 가요성 범퍼 (442) 및 하부 가요성 범퍼 (444)를 포함한다.
가요성 범퍼들 (442, 444)은 개구를 형성하며, 이를 통하여 상부 후방 단면 (428)이 배치되고 고정된다. 가요성 범퍼들 (442, 444) 각각은 단일재료 또는 여러 다른 재료들로 제조될 수 있다. 일 구현예에서, 가요성 범퍼들 (442, 444)은 탄성 고무재료로 형성되며, 기계적 및/또는 화학적으로 하부 후방 단면 (434)에 부착된다. 또한 다른 구현예에서, 다리부 (430) 및 후방 단면 (428)은 디스크 단면 (426)와는 다른 재료로 제조될 수 있다. 예를 들면, 다리부 (436) 및 후방 단면 (434)은 PEEK 또는 후방 단면 및 디스크 단면 (432) 사이의 움직임 정도를 지지하는 재료로 제조될 수 있다.
특히 도 17을 참조하면, 동작에 있어서, 두 방향 (450, 452)으로의 (예를들면, 굽힘 및 폄 움직임) 상부 관절부 및 하부 관절부 (422, 424) 사이의 상대운동은 가요성 범퍼들 (442, 444)에 의해 지지된다. 가요성 범퍼들(442, 444)은 후방 단면 (434)을 둘러싸고, 동적 힘들에 의해 유발되는 하중을 분배라는 방식으로 동적인 힘들을 흡수하기 위하여 제공된다. 가요성 범퍼 (442)는 후방 단면 (434)을 원하는 위치 또는 “정상” 위치 (예를들면, 굽힘 및 폄이 없는)로 강제하도록 구성된다. 가요성 범퍼들 (442, 444)은 모든 고무 또는 탄성재료들과 같은 재료들로 형성될 수 있다.
특히 도 18을 참조하면, 동작에 있어서, 두 방향 (450, 452)으로의 (예를들면, 병진 운동) 상부 관절부 및 하부 관절부 (422, 424) 사이의 상대운동 역시 가요성 범퍼들 (442, 444)에 의해 지지될 수 있다. 다른 구현예에서, 후방 단면 (434)에 개구부 (460)가 형성되며, 이를 통하여 후방 단면 (428) 일부 및/또는 가요성 범퍼들 (443, 444)이 연장될 수 있다. 가요성 범퍼들 (442, 444)은, 본 구현예에서, 탄성적이며, 따라서 상부 및 하부 관절부 (433, 424)를 정상 (예를들면, 비-병진) 위치로 복귀시키는 힘을 제공할 수 있다. 다른 구현예에서, 다리부 (436)는 상대운동 (454, 456)을 지지하기 위하여 가요성 범퍼들 (442, 444)을 관통하여 미끄러질 수 있다. 여러 예들에서, 하나 또는 그 이상의 움직임 450, 452, 454 및 456이 지지되지 않을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
도 19 및 20을 참조하면, 상기 척추간 인공관절 20, 120, 220, 320 및 420의 다른 구현예는 참조부호 520으로 표기된다. 척추간 인공관절 (520)은 상기 척추간 인공관절 20, 120, 220, 320 및 420과 유사하며, 이하 차이점을 상술한다.
일 구현예에서, 인공장치 (520)는 상부 관절부 (522) 및 하부 관절부 (524)를 포함한다. 상부 관절부 (522)는 디스크 단면 (526), 후방 단면 (528), 및 디스크 단면 및 후방 단면 (526, 528) 사이에서 연장되는 다리부 (530)를 형성하는 상부 몸체(upper main body)를 포함한다. 유사하게, 하부 관절부 (524)는 디스크 단면 (532), 후방 단면 (534), 및 디스크 단면 및 후방 단면 (532, 534) 사이에서 연장되는 다리부 (536)를 형성하는 하부 몸체(lower main body)를 포함한다.
상부 및 하부 관절부 (522, 524)는 관절부 (22, 24) (도 3-7)를 참조하여 논의된 바와 같은 모든 생체적합성 재료로 형성될 수 있으며, 나사홀, 뼈 접촉면 및 뼈 커넥터와 같은 추가적인 유사 구성들을 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 관절면은 관절화 조인트를 형성하여 상부 및 하부 관절부 (522, 524)로 하여금 서로에 대하여 관절을 이루도록 한다. 이러한 관절화는 다시 하부 척추뼈 (16)에 대하여 상대적으로 상부 척추뼈 (14)의 관절 움직임이 가능하도록 하고, 어떤 예에서는 본래의 척추 디스크에서 제공된 것과 유사한 움직임이 가능하도록 한다. 도시된 구현예에서, 제 2 관절면은 제 1 관절면 내부에서 회전하거나 병진할 수 있는 불완전한 구 (580)이고, 느슨하게 구속된 볼 및 소켓 스타일의 조인트를 형성한다. 본 구현예에서, 구 (580)는 도 6을 참조하여 논의된 볼 조인트 (80)와 유사하고, 가요성 범퍼 (582)에 부착되며, 이것은 또한 디스크 단면 (532)에 부착되어 이들 사이의 운동을 가능하게 한다.　　
후방 단면 (528, 534)은 다리부 (530, 536) 말단 및 운동장치 (540)내부에 배치된다. 운동장치 (540)는 하우징 (542), 미끄럼 부재 (544) 및 힌지 (546)를 포함한다. 본 구현예에서, 미끄럼 부재 (544) 및 힌지 (546)는 금속으로 제조되고, 하우징 (542)은 PEEK로 제조된다. 다른 구현예에서, 운동장치 (540)의 하나 또는 그 이상의 구성요소들은 상부 및 하부 관절부 (522, 524) 사이의 다양한 운동을 지지할 수 있는 유연재료로 제조될 수 있다.
본 구현예에서, 하부 후방 단면 (534)은 하부 척추뼈 (16) (도 2)의 관절돌기에 인접하여 맞도록 구성되며, 하우징 (542)은 상부 척추뼈 (14)의 관절 돌기에 인접하여 맞도록 구성된다. 이와 같이 되도록, 하부 후방 단면 (534) 및 하우징 (542)의 하나 또는 모두는 여러 구성요소 (예를 들면, 테더)를 포함할 수 있으며 및/또는 각각의 가시돌기와의 연결 및 상호작용을 용이하게 하기 위한 표면을 가질 수 있다.
상부 후방 단면 (528)은 개구부를 포함하며, 이를 통하여 미끄럼 부재 (544)가 움직일 수 있다. 하부 후방 단면 (534) 역시 개구부를 포함하며, 이것은 미끄럼 부재 (544)를 고정시키기 위한 것이다. 미끄럼 부재 (544)는 또한 하우징 (542) 상부에도 고정된다.
동작시, 두 방향 (550, 552) (예를들면, 도 2의 두 척추뼈들 사이의 굽힘 또는 폄 운동)으로의 상부 및 하부 관절부 (522, 524) 사이의 상대운동은 운동장치 (540)에 의해 지지된다. 도 19 및 20에 도시된 바와 같이, 굽힘 및 폄의 정도는, 각각 미끄럼 부재 (544)를 따라 이동된 상부 후방 단면 (528)에 의해 발생된다. 다른 구현예에서, 미끄럼 부재 (544)는 만곡 될 수 있어 두 후방 단면들 (528, 534) 사이의 굽힘/폄의 상대 운동을 지지할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 또한 다른 구현예에서, 미끄럼 부재 (544)는 말단 근처에서 (완전한 굽힘 또는 폄이 일어나는 지점) 다른 형상 또는 형태를 가질 수 있다. 또한, 가요성 부재들이 제공될 수 있어 두 후방 단면들 (528, 534) 사이의 충격 흡수에 조력하고 분절들을 정상 위치로 촉진시킬 수 있다.　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
도 21-24를 참조하면, 상기 척추간 인공관절 20, 120, 220, 320, 420 및 520의 다른 구현예는 참조부호 620으로 표기된다. 척추간 인공관절 (620)은 상기 척추간 인공관절 20, 120, 220, 320, 420 및 520과 유사하며, 이하 차이점을 상세하게 설명한다.
일 구현예에서, 인공장치 (620)는 상부 관절부 (622) 및 하부 관절부 (624)를 포함한다. 상부 관절부 (622)는 디스크 단면 (626)및 후방 단면 (628)을 포함하나, 이들 사이에 연장된 다리부는 없다. 하부 관절부 (624)는 디스크 단면 (632), 후방 단면 (634), 및 디스크 단면 및 후방 단면 (632, 634) 사이에서 연장되는 다리부 (636)를 형성하는 하부 몸체(lower main body)를 포함한다.
상부 및 하부 관절부 (622, 624)는 관절부 (22, 24) (도 3-7)를 참조하여 논의된 바와 같은 모든 생체적합성 재료로 형성될 수 있으며, 나사홀, 뼈 접촉면 및 뼈 커넥터와 같은 추가적인 유사 구성들을 포함할 수 있다.
제 1 및 제 2 관절면은 관절화 조인트를 형성하여 상부 및 하부 관절부 (622, 624)로 하여금 서로에 대하여 관절을 이루도록 한다. 이러한 관절화는 다시 하부 척추뼈 (16)에 대하여 상대적으로 상부 척추뼈 (14)의 관절 움직임이 가능하도록 하고, 어떤 예에서는 본래의 척추 디스크에서 제공된 것과 유사한 움직임이 가능하도록 한다.
도 21-23에 도시된 구현예에서, 하부 관절부 (624)는 상부 관절부 (622)이 주위로 움직일 수 있는 지지점 (fulcrum, 680)을 포함한다. 본 구현예에서, 지지점 (680)은 가요성 범퍼 (682)에 부착되고, 이것은 또한 디스크 단면 (632)에 부착되어 이들 사이 움직임이 가능하도록 한다. 다른 구현예에서, 지지점 (680)은 핀 또는 축 (684)을 포함하여 상부 및 하부 관절부 (622, 624) 사이의 관절화를 가능하도록 하면서 두 관절부들이 소정의 위치에서 유지되도록 고정시키다. 이를 통하여 인공장치 (620)의 삽입이 용의하고, 상부 관절부 (622)는 추가수단 (뼈 나사와 같은) 없이 고정될 수 있다.
도 24의 도시된 구현예에서, 제 2 관절면은 제 1 관절면 내에서 회전하거나 병진할 수 있는 불완전한 구 (681)이므로, 느슨하게 구속된 볼 및 소켓 스타일의 조인트를 형성한다. 본 구현예에서, 구 (sphere, 680)는 도 6을 참조하여 설명한 볼 조인트 (80)와 유사하고, 가요성 범퍼 (682)에 부착되며, 이것은 또한 디스크 단면 (632)에 부착되어 이들 사이의 운동을 가능하게 한다.　　　　　　　　　　　　　　　　
후방 단면 (634)은 다리부 (636) 말단에 배치된다. 후방 단면 (628)는 관절부 (626)에 직접 연결되지 않는다. 두 후방 단면들 (628, 634)은 운동장치 (movement device, 640) 내부에 배치된다. 운동장치 (640) 하우징 (642, 644) (도 21 예에서는 연결되고, 도 22 예에서는 분리됨) 및 힌지들 (646, 648)을 포함한다. 본 구현예에서, 힌지들 (646, 648)을 금속으로 제조되고, 하우징 (642, 644)은 PEEK로 제조된다. 다른 구현예에서, 운동장치 (640)의 하나 또는 그 이상의 구성요소들은 상부 및 하부 관절부 (622, 624) 사이의 다양한 종류의 운동을 지지하기 위한 유연재료로 제조될 수 있다. 본 구현예에서, 하부 후방 단면 (634)은 하부 척추뼈 (16) (도 2)의 관절돌기에 인접하게 맞추어지도록 구성된다.
하우징 (642, 644)은 힌지 (646)를 통하여 회전되도록 하부 후방 단면 (634)에 연결된다. 하우징 (642, 644)은 또한 힌지 (648)를 통하여 상부 후방 단면 (628)에 회전되도록 연결된다. 또한 상부 후방 단면 (628)은 뼈 나사와 같은 파스너 (74)를 수용하고 고정시키기 위한 고정 홀더 (fixed holder, 654)를 가지는 보유부재 (650)를 포함한다. 뼈나사 (74)는 표준 척추경나사 (예를 들면 도 23 및 24의 구현예들), 다중 축 나사 (예를 들면 도 21 및 22의 구현예들) 또는 기타 종류의 나사일 수 있다. 도 21의 예에서, 하우징 (642, 644)은 다리부 (659)에 의해 연결되며, 도 22-24의 예들에서는 다리부가 없다.
도 22의 도시된 구현예에서, 보유부재 (650)는 고정조인트 (652) 및 힌지 (648)에 연결된 보유부재 일부에 대하여 움직일 수 있는 홀더 (655)를 더 포함한다. 이것은 뼈나사 (74)를 여러 각도로 상부 척추뼈 (도 2)에 삽입시키고 고정시키도록 한다. 일 구현예에서, 뼈나사 (74)가 척추뼈에 죄어질 때 고정 포인트 (652)가 잠기게 된다. 본 구현예에서, 고정포인트 (652)는, 뼈나사 (74)가 척추뼈에 죄인 후에도 움직일 수 있다. 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
도 23의 도시된 구현예에서, 슬롯 (656)은 하우징 (642) 및 (644)에 제공되며 이를 통하여 힌지 (648)가 미끄러질 수 있다. 이에 따라 홀더 (654)는 하우징 내부에서 상향 및 하향 이동될 수 있어 뼈나사 (74) 위치를 용이하게 하면서 대향 척추뼈들 사이의 운동을 지지할 수 있다.
도 24의 도시된 구현예에서, 고정포인트 (652)는 뼈나사 (74) 및 홀더 (655) 사이의 상대운동을 제공한다. 또한, 홀더 (655)는 슬롯 (658)을 포함하며, 이를 통하여 뼈나사 (74)가 이동될 수 있다. 이에 따라 뼈나사 (74)는 여러 각도로 상부 척추뼈 (14) (도 2)에 삽입되고 고정된다. 일 구현예에서 뼈나사 (74)가 척추뼈에 죄어질 때 고정포인트 (652)가 잠기게 된다. 본 구현예에서, 고정포인트 (652)는, 뼈나사 (74)가 척추뼈에 죄인 후에도 움직일 수 있다.
동작시, 상부 및 하부 후방 단면 (628, 634) 사이의 상대 운동이 힌지들 (646, 648) (및 다른 구현예에서 고정 조인트 (652))에 의해 여러 방향으로 가능하다. 힌지들 (646 및 648)에 의해 병진운동이 부분적으로 지지될 수 있다. 굽힘 및 폄은, 부분적으로 힌지 (648) 및 고정조인트 (652)에 의해 지지될 수 있다.
모든 예들은 선행기술들 보다 나은 장점들을 제공한다. 많은 예들은 다른 외과적 기법을 이용하여 삽입될 수 있다. 예를들면, 도 25에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 척추간 인공관절 (620)은 도 4와 관련되어 설명한 접근법의 대안으로 수직 후방 접근법을 포함한 여러 접근법으로 삽입될 수 있다. 본 구현예에서 후방 단면 (628, 634)은 가시돌기에 부착될 필요가 없고, 판(lamina)을 포함한 뒤고리 다른 영역에 부착될 수 있다. 또한, 척추간 관절은 상대적으로 안정되고 자체-중심적이다. 전방 조인트 및 후방 연결 모두를 통하여 인공장치는 전단력, 특히 전방-후방 힘들에 저항할 수 있다.
전방조인트의 강하고 허용된(forgiving) 구조로 인하여 비-정렬된 약간 부정확한 인공장치들의 배치가 있을 수 있다. 예를들면, 전방 조인트의 볼 및 소켓 구조로 인하여 요소들간 소정의 비-정렬이 가능하다. 따라서, 본 발명에 의한 인공장치에 대한 소정의 예에서는 별개의 후방 단면로 직접 연결되지 않는 다른 종류의 후방이식체와 함께 또는, 전혀 후방 이식체를 사용하지 않고 디스크간 단면들만을 사용할 수 있다.　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
단지 몇몇의 구현예가 상기에서 상세하게 기술되었으나, 본 분야의 기술자는 본 개시의 신규한 교시 및 장점에서 크게 벗어나지 않고도 구현예에서 많은 개조가 가능할 것이라는 것을 쉽게 이해할 것이다. 따라서, 이러한 모든 변경 및 변화는 하기 청구범위에서 정의된 발명의 범위 내에 포함되어야 한다. 본 분야의 기술자는 또한 이러한 변경 및 균등한 구성 또는 방법은 본 개시의 사상 및 범위에서 벗어나지 않는다는 것을 이해하여야 하며, 본 개시의 사상 및 범위에서 벗어나지 않는 다양한 변화, 대체 및 변경을 이룰 수 있다는 것을 이해하여야 한다. “수평의”,“수직의”“최상부”,“상부”,“하부”,“바닥”,“좌”,“우”,“머리쪽”,“꼬리쪽”,“상부” 및“하부”와 같은 모든 공간적 표현들은 예시적 목적이며 본 발명의 범위 내에서 변할 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 청구범위에서, 수단-플러스-기능 구들은 언급된 기능을 수행하는 여기에서 기재된 요소 및 구조적 균등물 뿐 아니라 균등한 요소를 포함하기 위한 것이다.
도 1은 척주 일부의 측면도이다.
도 2는 척추간 간격을 형성하는 한 쌍의 인접 척추뼈 몸체의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 하나 또는 그 이상의 구현예에 의한 예시적 척추간 인공장치의 평면도이다.
도 4는 도 2의 척추뼈들 중 하나에 배치된 도 3의 두 개의 인공장치들의 평면도이다.
도 5는 도 3의 인공장치가 사이에 배치된 한 쌍의 인접한 척추뼈 측면도이다.
도 6은 도 3의 척추간 인공장치의 하부 관절부에 대한 구현예의 등각투상도(isometric view)이다.
도 7은 도 3의 척추간 인공장치의 하부관절에 대한 다른 구현예의 등각투상도이다.
도 8은 본 발명의 다른 구현예들에 의한 예시적 척추간 인공장치의 등각투상도이다.
도 9는 상부 관절부가 은선 처리된 도 8의 척추간 인공장치의 하부 관절부에 대한 구현예의 등각투상도이다.
도 10은 본 발명의 다른 구현예들에 의한 예시적 척추간 인공장치의 등각투상도이다.
도 11은 상부 관절부가 은선 처리된 도 10의 척추간 인공장치의 하부 관절부에 대한 구현예의 등각투상도이다.
도 12는 (은선 처리된) 상부 관절부에 대하여 만곡 위치에 있는, 도 10의 척추간 인공장치의 하부 관절부에 대한 구현예의 측면도이다.
도 13은 (은선 처리된) 상부 관절부에 대하여 폄(extension) 위치에 있는, 도 10의 척추간 인공장치의 하부 관절부에 대한 구현예의 측면도이다.
도 14는 본 발명의 다른 구현예들에 의한 만곡 위치에 있는 예시적 척추간 인공장치의 등각투상도이다.
도 15는 폄 위치에 있는 도 14의 척추간 인공장치의 등각투상도이다.
도 16은 측방 장력 (병진) 위치에 있는 도 14의 척추간 인공장치의 등각투상도이다.
도 17은 본 발명의 다른 구현예들에 의한 예시적 척추간 인공장치의 등각투 상도이다.
도 18은 측방 장력 (병진) 위치에 있는 도 17의 척추간 인공장치의 등각투상도이다.
도 19는 본 발명의 다른 구현예들에 의한 예시적 척추간 인공장치의 등각투상도이다.
도 20은 만곡 위치에 있는 도 19의 척추간 인공장치의 등각투상도이다.
도 21-24는 본 발명의 다른 구현예들에 의한 예시적 척추간 인공장치의 등각투상도들이다.
도 25는 도 2의 척추뼈들 하나에 배치된 두 개의 인공장치들에 대한 평면도를 도시한다.

Claims (10)

  1. 제 1 척추뼈 및 제 2 척추뼈 사이에서 형성되는 척추간 간격(intervertebral space)에 배치되는 운동-보존적 인공장치 요소(motion-preserving prosthetic device component)로서, 상기 인공장치 요소는;
    상기 척추간 간격에 최소한 부분적으로 배치되도록 형성되는 척추간 단면 (intervertebral section) 및 상기 척추간 간격 외부에 최소한 부분적으로 배치되도록 형성되는 후방 단면(posterior section)을 포함하고;
    상기 척추간 단면 및 상기 후방 단면은 각각 별개로 운동을 지지하고, 상기 후방 단면은 가요성 운동 제어기구(flexible movement controlling mechanism)를 포함하는 운동-보존적 인공장치 요소.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 후방 단면은 제 1 및 제 2 척추뼈의 뒤고리(posterior arches)에서의 상대 운동을 제어하는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 인공장치 요소.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 후방 단면은 제 1 및 제 2 척추뼈의 뒤고리에서의 상대 운동을 제어하도록 형성된 가요성 커플러(flexible coupler)를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공장치 요소.
  4. 제3항에 있어서, 상기 가요성 커플러는 상기 후방 단면에 대향하는 부분들 사이로 연장되는 포스트 주위에 부착되는 것을 특징으로 하는 인공장치 요소.
  5. 제4항에 있어서, 상기 포스트는 상기 후방 단면의 대향하는 부분들의 최소한 하나에 유연하게(flexibly) 부착되는 것을 특징으로 하는 인공장치 요소.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 후방 단면은 제 1 및 제 2 척추뼈의 뒤고리에서의 상대 운동을 제어하는 가요성 범퍼(flexible bumper)를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공장치 요소.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 후방 단면은 제 1 및 제 2 척추뼈의 뒤고리에서의 상대 운동을 제어하는 힌지를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공장치 요소.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 후방 단면은 그 둘레로 후방 단면이 미끄러질 수 있는 로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공장치 요소.
  9. 제8항에 있어서, 상기 후방 단면은 하우징을 포함하며, 상기 로드는 하우징 내부의 슬롯에 배치되는 것을 특징으로 하는 인공장치 요소.
  10. 제7항에 있어서, 상기 후방 단면은 후방 단면을 두 척추뼈들 중 하나에 회전 가능하게 고정시키기는 고정 조인트(fixation joint)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인공장치 요소.
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