KR20100105580A - 낮은 프로파일 추간 임플란트 - Google Patents

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KR20100105580A
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plate
arms
intervertebral implant
arm
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KR1020107012238A
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토마스 쿠엔지
리안 월쉬
톰 페페
마르쿠스 훈지케
데이비드 코츠
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신세스 게엠바하
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Abstract

본 발명은 인접한 척추체들(V) 사이의 추간판 공간(D)에 이식을 위한 낮은 프로파일 추간 임플란트(10)에 관한 것이다. 추간 임플란트는 바람직하게 스페이서(20)에 결합된 플레이트(40)를 포함한다. 플레이트는 바람직하게 제1 물질로 형성되고, 스페이서는 바람직하게 제2 물질로 형성되며, 제1 물질은 제2 물질과 상이하다. 플레이트는 바람직하게 스페이서의 둘레 이상으로 연장하지 않는 크기와 구성을 갖는다. 이러한 식으로, 플레이트는 바람직하게 스페이서의 높이 프로파일(hs)을 증가시키지 않고, 플레이트는 스페이서와 결합하여 추간판 공간 내부에 이식될 수 있다.

Description

낮은 프로파일 추간 임플란트 {LOW PROFILE INTERVERTEBRAL IMPLANT}
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2007년 11월 16일자 미국 가출원 60/988,661의 우선권을 주장하며, 그 내용은 인용에 의하여 전체로서 본 명세서에 포함된다.
본 발명은 추간 임플란트에 관한 것이다. 더욱 상세하게, 본 발명의 바람직한 실시예는 인접한 척추체들 사이의 추간판 공간에 이식하기 위한 낮은 프로파일 융합 추간 임플란트에 관한 것이다.
수백만의 사람들이 허리 통증으로 고통받고 있다. 어떤 경우에는, 허리 통증의 경감 및/또는 척추 구조의 안정화를 위해, 하나 또는 그 이상의 높이에서 인접한 척추체들을 융합하는 것이 필요하다. 인접한 척추체들을 융합하기 위한 공지된 하나의 방법은 하나 또는 그 이상의 추간 임플란트들을 질병 디스크 공간에 삽입하는 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예는 인접한 척추체들 사이의 추간판 공간에 이식하기 위한 낮은 프로파일 추간 임플란트에 관한 것이다. 추간 임플란트는 바람직하게 스페이서에 결합된 플레이트를 포함한다. 플레이트는 바람직하게 스페이서의 둘레 이상으로 연장하지 않는 크기와 구성을 갖는다. 이러한 식으로, 플레이트는 바람직하게 스페이서의 높이 프로파일을 증가시키지 않고, 스페이서와 결합하여 추간판 공간 내부에 이식될 수 있다.
추간 임플란트의 바람직한 실시예의 다른 면에 있어서, 플레이트는 그로부터 연장하는 하나 또는 그 이상의 아암들에 의해 스페이서에 결합된다. 스페이서가 플레이트에 단단히 결합되도록, 아암들은 스페이서를 실질적으로 둘러싸며 그를 수용하는 크기와 구성을 갖는다. 하나 또는 그 이상의 아암들은 플레이트로부터 연장하며 스페이서 둘레를 완전히 감싸는 원주형 아암일 수 있다. 원주형 아암은 온도 변화의 결과로서 수축하는 크기와 구성을 가질 수 있다. 대안적으로, 아암들은 스페이서를 수용하는 크기와 구성을 가진 복수의 변형가능한 아암들일 수 있다. 아암들은 바람직하게 스페이서를 실질적으로 둘러싸며 그를 아암들에 고정시키게 압착하도록 변형가능하다. 대안적으로, 제1 및 제2 아암들이 스페이서 둘레에 배치된 후 스페이서를 플레이트에 작동되게 결합시키도록 조여질 수 있도록 하나 또는 그 이상의 아암들은 선택적으로 서로에 대해 상호연결될 수 있다.
전술한 발명의 내용뿐만 아니라 본 출원의 바람직한 실시예에 대한 아래의 상세한 설명은 첨부한 도면들과 함께 참조하면 더 잘 이해될 것이다. 본 출원의 바람직한 추간 임플란트를 설명하기 위한 목적으로, 도면에 바람직한 실시예들이 도시된다. 그러나, 본 출원은 도시된 장치 및 수단에 한정되지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1a는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 추간 임플란트의 후면 사시도를 도시한다.
도 1b는 도 1a에 도시된 추간 임플란트의 상면 사시도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른 추간 임플란트의 정면 사시도를 도시한다.
도 3a는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른 추간 임플란트의 후면 사시도를 도시한다.
도 3b는 도 3a에 도시된 추간 임플란트의 정면 사시도를 도시한다.
도 4a는 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른 추간 임플란트의 상면 사시도를 도시한다.
도 4b는 도 4a에 도시된 추간 임플란트의 저면도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 제5 실시예에 따른 추간 임플란트의 부분적인 상면 분해 사시도를 도시한다.
도 6a는 본 발명의 바람직한 제6 실시예에 따른 추간 임플란트의 부분적인 측면 분해 사시도를 도시한다.
도 6b는 도 6a의 6A-6A 선을 따라 절취된, 조립 구성에 있는 도 6a에 도시된 추간 임플란트의 단면도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 제7 실시예에 따른 추간 임플란트의 정면 사시도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 바람직한 제8 실시예에 따른 추간 임플란트의 후면 사시도를 도시한다.
도 9는 본 발명의 바람직한 제9 실시예에 따른 추간 임플란트의 후면 사시도를 도시한다.
도 10은 척추에 장착된 본 발명의 바람직한 제10 실시예에 따른 추간 임플란트의 후면 사시도를 도시한다.
도 11은 본 발명의 바람직한 제11 실시예에 따른 추간 임플란트의 후면 사시도를 도시한다.
도 12는 본 발명의 바람직한 제12 실시예에 따른 추간 임플란트의 후면 사시도를 도시한다.
아래의 설명에 특정 용어가 사용되지만, 이는 편의만을 위함이며 한정적이지 않다. "좌", "우", "정상", "바닥"이라는 용어는 참조하는 도면에서의 방향을 나타낸다. "내측으로", "외측으로"라는 용어는 장치 및 그의 지정 부품들의 기하학적 중심을 향하는 방향과 그로부터 멀어지는 방향을 각각 말한다. "전방", "후방", "상", "하"라는 용어, 및 관련 용어 및/또는 구문들은 참조하는 인체 내에서의 바람직한 위치 및 방향을 나타내지만, 한정적인 것으로 의미되지 않는다. 용어는 상기한 단어들, 그의 파생어들 및 유사한 외래어들을 포함한다.
이하, 도 1a 내지 도 12를 참조하여, 본 발명의 특정 예시적인 실시예들이 도면을 참조하여 설명될 것이다. 일반적으로, 그러한 실시예들은 낮은 프로파일 추간 임플란트(10)에 관한 것이다. 추간 임플란트(10)의 다양한 실시예들은 척추 수술과 관련하여 설명될 것이지만, 추간 임플란트(10) 및 그의 구성요소들은 신체의 다른 부위에 이식하는데 사용될 수 있음은 당업자에게 자명한 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에 설명된 바람직한 척추 임플란트의 바람직한 12개의 실시예들 각각의 유사 또는 동일한 구성요소들을 설명함에 있어서 본 출원서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호들이 사용될 것이며, 특정 실시예를 다른 실시예들과 구별짓는 개별 실시예들의 특정한 구성에 초점을 맞춰 설명될 것이다.
일반적으로 말해서, 추간 임플란트(10)의 다양한 실시예들은 인접한 척추체들(V) 사이에 이식되는 크기 및 구성을 갖는다. 추간 임플란트(10)는 인접한 척추체들(V) 사이의 추간판 공간(D)의 전체 또는 실질적인 전부, 또는 추간판 공간(D)의 일부분만을 대체하는 크기 및 구성을 가질 수 있다. 또한, 당업자에게 자명한 바와 같이, 바람직한 추간 임플란트(10)는 환자의 척추의 척추체(V) 전체 및 관련 추간판 공간들(D) 또는 다수의 추간판 공간들(D)을 대체하도록 구성될 수 있다.
바람직한 실시예들 각각의 추간 임플란트들(10)은 바람직하게 플레이트(40) 및 스페이서(20)를 포함한다. 스페이서(20)는 제1 삽입 단부(22)(예를 들어, 선단), 제1 삽입 단부(22)에 대향되는 제2 단부(24)(예를 들어, 후단), 제1 측단(26), 제2 측단(28), 상면(30), 및 하면(32)을 포함한다. 스페이서(20)는 바람직하게 인접한 척추체들(V) 사이의 추간판 공간(D)에 이식되는 구성 및 크기를 갖는다. 스페이서(20)는 바람직하게 인접한 척추체들(V) 사이의 원하는 추간판 높이(H)를 유지 및/또는 복구하는 크기 및 구성을 갖는다.
플레이트(40)는 바람직하게 스페이서(20)의 제2 단부(24)에 장착되고, 바람직하게는, 스페이서(20)의 둘레 이상으로 연장하지 않는다. 즉, 플레이트(40)가 스페이서(20)의 높이 프로파일을 증가시키지 않도록, 플레이트(40)의 플레이트 높이(hP)는 바람직하게 제2 끝단(24)에서의 스페이서(20)의 스페이서 높이(hS)만 하다. 이러한 식으로, 추간 임플란트(10)는 낮은 프로파일을 갖는다. 추가적으로, 이러한 식으로, 플레이트(40)는 인접한 척추체들(V) 사이의 추간판 공간(D)의 가장자리 이상으로 연장하지 않으면서 추간판 공간(D)에 전체적으로 이식될 수 있다.
스페이서(20)의 상면(30) 및 하면(32)은, 추간 임플란트(10)를 인접한 척추체들(V)의 종판들(endplates)에 고정시키는데 도움을 주는 일련의 치차들(teeth), 하나 또는 그 이상의 돌출물(keels), 또는 기타 유사한 돌기들(미도시)를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 스페이서(20)는 뼈 이식 물질을 수용하도록 구성된 하나 또는 그 이상의 윈도우들 또는 채널들(미도시)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 추간 임플란트(10)의 이식 후에 뼈 성장이 촉진되도록 뼈 이식 물질을 삽입하기 위해, 스페이서(20)는 상면(30)으로부터 하면(32)까지 관통 연장하는 하나 또는 그 이상의 수직 윈도우들 또는 채널들(미도시)을 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 스페이서(20)는 뼈 이식 물질을 수용하기 위해 제1 측단(26)으로부터 제2 측단(28)까지 관통 연장하는 하나 또는 그 이상의 수직 윈도우들 또는 채널들(미도시)을 구비할 수 있다.
척추에 적당한 형상을 제공하고 인접한 척추체들(V)의 종판들을 원하는 식으로 배치하는 것을 돕기 위해, 스페이서(20)의 상면(30) 및 하면(32)은 만곡 또는 테이퍼진 표면을 포함할 수 있다. 제1 측단(26)과 제2 측단(28) 사이뿐만 아니라 전-후방 방향의 특정한 표면 형상 및 만곡 또는 경사(taper)는 임플란트(10)를 이식하고자 하는 위치 및/또는 외과의사의 선호도에 따라 다를 것이다.
추간 임플란트(10)는 폴리머(예를 들어, PEEK), 티타늄, 티타늄 합금, 스테인레스 스틸, 니티놀, 질화 탄탈륨(TaN), 동종이식 뼈, 생체재흡수성 물질, 마그네슘, 복합재, 뼈-용접 합성 폴리머 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 적합한 물질 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다. 플레이트(40)는 스페이서(20)와 다른 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 플레이트(40)는 금속 물질, 예를 들어 티타늄 또는 티타늄 합금 같은 금속 물질로 형성될 수 있고, 스페이서(20)는 비금속 물질, 예를 들어, 동종이식편, 폴리머, 생체재흡수성 물질, 세라믹 등 같은 비금속 물질로 형성될 수 있다. 대안적으로, 플레이트(40)와 스페이서(20)는 동일한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 플레이트(40)와 스페이서(20)는 모두 질화 탄탈륨(TaN)으로 구성될 수 있다.
바람직하게, 플레이트(40)는 추간 임플란트(10)를 인접한 척추체들(V)에 고정하기 위한 조임쇠들, 예를 들어 하나 또는 그 이상의 뼈 스크류들(75)과 같은 조임쇠들을 수용하기 위한 하나 또는 그 이상의 관통 구멍들(42)을 포함한다. 플레이트(40)는 그 어떤 수의 조합으로 배열된 그 어떤 수의 관통 구멍(42)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 플레이트(40)는 바람직하게 동일한 수의 뼈 스크류들(75)을 수용하기 위한 2개, 3개, 4개 또는 그 이상의 관통 구멍들(42)을 포함할 수 있다. 게다가, 관통 구멍들(42)은 서로 교호될 수 있는 바, 하나의 관통 구멍(42)은 위로 각져 있고 그 다음 관통 구멍(42)은 아래로 각져 있거나(도 8 및 도 9), 아니면 외부의 관통 구멍(42)이 위로 각져 있는 반면 내부의 관통 구멍(42)은 아래로 각져 있을 수 있다(도 5 내지 도 7).
바람직한 실시예의 플레이트(40)는 추간 임플란트(10)를 인접한 척추체들(V)에 고정하기 위한 2개의 조임쇠들(75)을 수용하도록 구성된 적어도 2개의 관통 구멍들(42)을 포함한다. 바람직하게는, 서로 반대의 힘이 플레이트(40) 및/또는 척추체들(V)에 작용하도록, 적어도 하나의 조임쇠(75)는 상부 척추체(V)에 고정되는 반면, 적어도 다른 하나의 조임쇠(75)는 하부 척추체(V)에 고정되게 적어도 2개의 관통 구멍들(42)은 서로 다른 방향을 향한다. 대안적으로, 플레이트(40)는 3개의 조임쇠들(75)을 수용하도록 구성된 3개의 관통 구멍들(42)을 포함할 수 있다. 하나의 조임쇠(75)는 상부 척추체(V)를 관통하고 2개의 조임쇠들(75)은 하부 척추체(V)를 관통할 수 있으며, 그 반대일 수 있다. 대안적으로, 플레이트(40)는 4개 또는 그 이상의 조임쇠들(75)을 수용하도록 구성된 4개 또는 그 이상의 관통 구멍들(42)을 포함할 수 있다. 그러한 구성에서, 2개의 내부 조임쇠들(75)은 상부 척추체(V)를 관통하는 반면, 2개의 외부 조임쇠들(75)은 하부 척추체(V)를 관통할 수 있으며, 그 반대일 수 있으며, 이들의 조합도 가능하다.
관통 구멍들(42) 중 하나는 추간 임플란트(10)의 상면, 가능하면 상부 척추체(V)와 맞물리는 상면(30)을 통해 나가는 반면, 관통 구멍들(42) 중 다른 구멍은 추간 임플란트(10)의 하면, 가능하면 하부 척추체(V)와 맞물리는 하면(32)을 통해 나가도록, 각각의 관통 구멍들(42)은 구멍 축(43)을 포함한다. 관통 구멍(42)을 통해, 바람직하게 구멍 축(43)을 따라 연장하는 조임쇠(75)는 스페이스(20)의 상면(30) 및 하면(32)에 대해 조임쇠 각(α)을 형성하며, 조임쇠 각(α)은 20° 내지 50° 사이, 가장 바람직하게는, 30° 내지 45° 사이의 범위에 있을 수 있다. 조임쇠 각(α)은 관통 구멍들(42) 모두에 대해 동일하거나 각각의 관통 구멍들(42)에 대해 상이할 수 있다.
플레이트(40)에 형성된 관통 구멍들(42)은 바람직하게 추간 임플란트(10)의 중앙으로부터 외측으로, 바람직하게 조임쇠 측면 각도(Ω)로 향한다. 따라서, 관통 구멍들(42)은 바람직하게 중앙면(11)으로부터 측방향으로 외측으로 조임쇠 측면 각도(Ω)로 연장한다. 조임쇠 측면 각도(Ω)는 관통 구멍들(42) 모두에 대해 동일하거나 각각의 관통 구멍들(42)에 대해 상이할 수 있다.
관통 구멍들(42)의 출구들(42a)은 플레이트(40) 또는 스페이서(20)에 형성될 수 있다. 또한, 뼈 스크류들(75)을 플레이트(40)에 고정시키고 플레이트(40) 및/또는 스페이서(20)에 대한 뼈 스크류들(75)의 위치를 고정시키기 위해, 관통 구멍들(42)은 뼈 스크류(75)의 헤드부(75a)에 형성된 나사산과 나사 결합되기 위한 하나 또는 그 이상의 나사산(미도시)을 포함할 수 있다.
또한, 바람직한 실시예의 추간 임플란트(10)는 바람직하게 플레이트(40)를 스페이서(20)에 고정시키기 위한 결합 매커니즘(coupling mechanism)(100)을 포함한다. 일반적으로 말해서, 스페이서(20)와 플레이트(40)는 추간판 공간(D)에 이식되기 전에 결합 매커니즘(100)에 의해 함께 결합된다. 그러나, 특정 실시예들에 있어서, 추간 임플란트(10)는 스페이서(20)와 플레이트(40) 중 하나가 추간판 공간에 이식된 후 플레이트(40)가 스페이서(20)에 고정될 수 있도록 구성될 수 있다. 결합된 후, 스페이서(20)와 플레이트(40)는 바람직하게 견고한 임플란트를 형성한다. 결합 매커니즘(100)은 본 명세서에 설명된 결합 매커니즘들(100) 또는 그의 구조적 동등물들 중 그 어떤 것일 수 있다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 추간 임플란트(10)의 바람직한 제1 실시예를 참조하면, 결합 매커니즘(100)은 플레이트(40)로부터 연장하는 견고한 원주형 아암의 형태일 수 있다. 원주형 아암(102)은 바람직하게 스페이서(20) 주위를 감싸고 및/또는 스페이서(20)를 내부에 수용하는 크기 및 구성을 갖는다. 바람직하게, 스페이서(20)는 원주형 아암(102)의 적어도 일부분을 수용하기 위해 외면에 형성된 리세스(36)를 포함한다.
원주형 아암(102)은, 예를 들어, 온도 변화의 결과로서 변형하는 니티놀 또는 기타 적합한 물질과 같이, 가열 또는 냉각의 결과로서 변형 또는 수축되는 물질로 형성될 수 있다. 이러한 식으로, 플레이트(40)를 가열 또는 냉각시켜 플레이트(40)의 아암(102)이 수축함에 따라 스페이서(20)와 원주 방향으로 맞물리게 함으로써, 플레이트(40)는 스페이서(20)에 고정될 수 있다. 이러한 바람직한 제1 실시예는 스페이서(20)를 제조하는 동안 비교적 여유있는 공차를 가능케 하므로 특히 유용하다.
도 2에 도시된 추간 임플란트(10)의 바람직한 제2 실시예를 참조하면, 결합 매커니즘(100)은 갈라진 링(split ring)(110)의 형태일 수 있다. 즉, 플레이트(40)는 그로부터 연장하는 한 쌍의 아암들(112)(114)를 포함할 수 있으며, 스페이서(20)를 플레이트(40)에 결합시키기 위해 아암들(112)(114)은 스페이서(20)의 외주를 실질적으로 둘러싸는 크기와 구성을 갖는다. 아암들(112)(114)은 바람직하게 스페이서(20) 둘레에서 변형가능하도록 구성된다. 즉, 아암들(112)(114)은 바람직하게 스페이서(20) 둘레를 감싸고 및/또는 스페이서(20)를 압착하도록 변형될 수 있다. 바람직한 제2 실시예의 추간 임플란트(10)는 한 쌍의 아암들(112)(114)을 구비하는 것으로 한정되지 않으며, 플레이트(40)로부터 연장하며 플레이트(40)에 대해 스페이서(20)를 결합 및 고정시키도록 변형가능한 거의 모든 수의 아암들을 포함할 수 있다.
도 2에 가장 잘 도시된 바와 같이, 갈라진 링(110)은 임플란트(10)의 제1 삽입 단부(22)에 인접한 개방된 간극(gap)(116)을 포함할 수 있으며, 간극(116)은 아암들(112)(114)의 말단들(112a)(114a)을 한정한다. 바람직하게, 스페이서(20)를 플레이트(40)에 고정시키기 위해 스페이서(20)를 아암들(112)(114)로 수동 클램핑하도록, 말단들(112a)(114a)에 인접한 아암들(112)(114)의 단부들은 변형가능하다. 간극(116)은 플레이트(40)에 대향되는 스페이서(20)의 중간선을 따라 대체적으로 위치되는 것에 한정되지 않을 수도 있으며, 아암들(112)(114)을 변형 및 클램핑 고정시키거나 그렇지 않으면 스페이서(20)를 플레이트(40)에 고정시킬 수 있는 한, 플레이트(40)에 대해 거의 모든 위치에 있을 수도 있다. 예를 들어, 간극(116)은 제1 삽입 단부(22)와 제1 및 제2 측단들(26)(28) 중 하나의 교차점(intersection)에 인접한 스페이서(20)의 바람직한 한 모서리에 인접하게 위치할 수 있다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 추간 임플란트(10)의 바람직한 제3 실시예에 있어서, 사용시, 갈라진 링(110')은 스페이서(20) 둘레에 배치된 후 플레이트(40)를 스페이서(20)에 작동가능하게 결합시키게 조여질 수 있도록 아암들(112')(114')이 그들의 말단들(112a')(114a')에서 상호연결될 수 있는 크기 및 구성을 가질 수 있다. 바람직한 제3 실시예의 갈라진 링(110')의 상호연결된 아암들(112')(114')은 라체트식 잠금 매커니즘(ratcheting locking mechanism)(118), 호스 클램프 구성 등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 그 어떤 수단에 의해서 조여질 수 있다. 바람직한 제3 실시예의 갈라진 링(110')의 구현은 플레이트(40)가 다양한 크기와 조성의 스페이서들(20)을 수용할 수 있게 한다. 또한, 바람직한 제3 실시예의 갈라진 링(110')의 구현은 추간 임플란트(10)가 원래의 위치에서 조립될 수 있게 한다. 플레이트(40)를 스페이서(20) 둘레에 결합시킬 수 있는 플레이트(40)의 다른 대안적인 구성들이 고려된다. 대안적으로, 본 명세서에 설명된 그리고 당업자에게 자명한, 미리 형성된(pre-formed) 스페이서(20)와는 대조적으로, 바람직한 제3 실시예에 따른 갈라진 링(110')의 구현은 외과 의사가 뼈 봉합 물질을 포함할 수 있게 한다.
도 4a 및 도 4b에 도시된 추간 임플란트(10)의 바람직한 제4 실시예를 참조하면, 플레이트(40)에 형성되며 그로부터 연장하는 돌기(122)와 조립된 구성에서 맞물리기 위해, 결합 매커니즘(100)은 바람직하게 스페이서(20)의 상면(30)으로부터 하면(32)까지 연장하는 리세스(120)의 형태일 수 있다. 리세스(120)는 스페이서(20)의 제1 및 제2 측단들(26)(28)에, 또는 제1 및 제2 측단들(26)(28) 중 하나에만 스페이서(20) 내부의 중앙에 형성되거나, 그렇지 않으면 돌기(122)에 의한 맞물림을 위해 형성될 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 바람직한 제4 실시예의 결합 매커니즘(100)은 도브테일 조인트(dovetail joint)의 형태이며, 리세스(120)는 제2 끝단(24)과 제1 및 제2 측단들(26)(28)에 인접하게 정상면(30)으로부터 바닥면(32)을 향해 각각 연장하는 리세스들(120)로 구성된다. 이러한 바람직한 제4 실시예에 있어서, 결합 매커니즘(100)은 바람직하게 돌기(122)를 리세스(120) 안에 미끄러지게 이동시킴으로써 플레이트(40)를 스페이서(20)와 한 방향으로 미끄러지게 맞물리도록 하며, 돌기(122)와 리세스(120)는 스페이서(20)가 플레이트(40)와 정렬되고 하나의 결합 방향을 따라 미끄러지게 이동하지 않는 한, 스페이서(20)가 플레이트(40)와 맞물리는 것을 방지하도록 형성된다. 대안적으로, 플레이트(40)에 형성된 돌기들(122)은 리세스들(120) 내부에 실질적으로 꼭 맞을 때까지 스페이서(20)를 가로질러 굴곡하는 크기와 구성을 가짐으로써, 억지-끼워맞춤 장치를 통해 스페이서(20)를 플레이트(40)에 결합시킬 수 있다. 돌기들(122)과 리세스들(120)의 위치는 각각 스페이서(20)가 돌기들을 포함하고 플레이트(40)가 리세스들을 포함하도록 반대일 수 있는 것도 고려되어야 한다. 또한, 조립된 구성에서 스페이서(20)의 정상면(30)이 플레이트(40)의 정상면(40a)과 대체적으로 동일 평면상에 있고 스페이서(20)의 바닥면(32)이 플레이트(40)의 바닥면(40b)과 대체적으로 동일 평면상에 있도록, 돌기들(122)과 리세스들(120)은 바람직하게 스페이서(20)를 플레이트(40)와 정렬시키는 크기를 갖는다. 구체적으로, 조립된 구성에서 플레이트(40)와 맞물리도록 스페이서(20)를 한 방향으로 삽입 및 스페이서(20)의 정상 및 바닥면들(30)(32)과 플레이트(40)의 정상 및 바닥면들(40a)(40b)의 정렬을 증진시키기 위해, 돌기들(122)과 리세스들(120)은 테이퍼질 수 있다.
추가적으로, 스페이서(20)가 플레이트(40)에 미끄러지게 들어간 후 스페이서(20)를 플레이트(40)에 고정시키기 위해, 바람직한 제4 실시예의 결합 매커니즘(100)은 바람직하게 플레이트(40)에 결합된 하나 또는 그 이상의 회전가능 캠들(125)을 포함할 수 있다. 대안적으로, 돌기들(122)을 리세스들(120)과 각각 맞물리게 하기 위해 스페이서(20)가 플레이트(40)에 미끄러지게 이동할 때, 플레이트(40)와 스페이서(20)가 서로를 완전히 미끄러지게 지나가는 것을 방지하기 위해, 하나 또는 그 이상의 회전가능 캠들(125)은 깊이 멈추개(depth stop)로 작용할 수 있다. 캠(125)은 플레이트(40) 및 스페이서(20)의 어느 하나 또는 모두의 상면 및 하면의 어느 하나 또는 모두에 포함될 수 있다. 바람직하게, 예를 들어, 플레이트(40)는 그의 상면 및 하면에 하나 또는 그 이상의 캠들(125)을 포함할 수 있으며, 캠(125)은 스페이서(20)의 상면 및 하면(30)(32)에 형성된 하나 또는 그 이상의 리세스(126)와 맞물리는 크기와 구성을 갖는다. 사용시, 플레이트(40)와 스페이서(20)는 캠(125)의 회전에 의해 서로에 결합될 수 있으며, 캠(125)의 회전은 손이나 도구를 이용하여 실행될 수 있다.
도 5에 도시된 추간 임플란트(10)의 바람직한 제5 실시예를 참조하면, 결합 매커니즘(100)은 스페이서(20)와 플레이트(40)의 제1 및 제2 구멍들(20a)(40c)을 통해 너트나 배럴 나사산 핀(132)과 각각 짝을 이루는 크기와 구성을 갖는 나사(130)를 포함할 수 있다. 바람직하게, 나사(130)는 스페이스(20)를 플레이트(40)에 고정시키기 위해 추간 임플란트(10)의 반대측으로부터 삽입될 수 있는 너트 또는 배럴 나사산 핀과 짝을 이루는 크기 및 구성을 갖는다. 사용시, 나사(130)는 너트 또는 배럴 나사산 핀에 나사 결합됨으로써 스페이서(40)를 플레이트(20)에 결합시킨다. 도 6a 및 도 6b에 가장 잘 도시된 바와 같이, 추간 임플란트(10)의 바람직한 제6 실시예에 있어서, 조임쇠들(75)의 "뒤로 빠지는 현상(backing-out)"을 방지하기 위해, 나사(130')는 블록킹 플레이트(134)와 세트 스크류(136)를 포함 및 사용할 수 있도록 캐뉼러 삽입될 수 있다.
도 7에 도시된 추간 임플란트(10)의 바람직한 제7 실시예를 참조하면, 결합 매커니즘(100)은 스페이서(20)에 형성된 구멍(aperture)(142)의 원위단 안으로 연장하며 그와 맞물리는 스와그(swag)형 플레이트(140)의 형태일 수 있다. 바람직한 실시예에서, 플레이트(40)는 그로부터 구멍(142) 안으로 연장하는 2개의 아암들(144)(146)을 포함한다. 사용시, 아암들(144)(146)의 원위단들을 함께 밀어넣어 끝단들이 구멍(142)을 통해 연장할 때까지 아암들(144)(146)은 구멍(142) 안에 삽입될 수 있으며, 그 지점에서 아암들(144)(146)을 놓아 아암들(144)(146)의 끝단들, 바람직하게는 그 위에 형성된 돌기들이 스페이서(20)의 구멍(142)의 원위단과 맞물린다. 조립하는 동안, 아암들(144)(146)의 원위단들이 구멍(142)을 통해 미끄러져 이동할 수 있도록 뿌리 또는 근위 끝단들에 인접한 아암들(144)(146)은 굴곡 또는 만곡될 수 있다. 이 실시예는 플레이트(40)를 스페이서(20)와 내부에서 외부로 맞물리게 한다. 사용시, 이 실시예는 X-선 촬영에서 임플란트(10)의 전방/후방 깊이의 시각화를 허용하고 수술실에서 임플란트(10)의 조립을 허용하는 비교적 간단한 조립을 가능하게 한다.
도 8에 도시된 추간 임플란트(10)의 바람직한 제8 실시예를 참조하면, 스페이서(20)는 한쪽 모서리에 인접하게 장착된 플레이트(40)를 구비한 대체적으로 정사각 또는 사각의 형상을 가질 수 있다. 플레이트(40)는 본 명세서에 설명된 것을 포함하여 그러한 목적을 위해 현재 알려져 있거나 앞으로 알려질 그 어떤 결합 매커니즘(100)에 의해 스페이서(20)에 결합될 수 있다. 사용시, 긴 끝단들 중 하나와 대조적으로, 플레이트(40)를 스페이서(20)의 한 모서리에 결합시키는 것은 추간 임플란트(10)를 비스듬한 각도를 통해 추간판에 이식하는 것을 용이하게 한다. 바람직하게, 이 실시예는 식도의 통증을 경감하기 위해 이러한 접근법을 통해 경부의 적용에 사용된다.
도 9에 도시된 추간 임플란트(10)의 바람직한 제9 실시예를 참조하면, 추간 임플란트(10)는 비교적 협소한 측면 설치 공간(footprint)을 포함한다. 사용시, 더 협소한 측면 설치 공간의 구현은 추간 임플란트(10)로 하여금 신체 크기가 더 작은 환자의 편의를 도모하게 하고 및/또는 더 작은 절개로 인하여 최소 침습술을 가능하게 한다. 제9 실시예의 추간 임플란트(10)는 그 주변의 나머지 영역이 뼈 조각, 퍼티(putty), 뼈 시멘트 등으로 채워질 수 있도록 지지대(strut)로 사용될 수 있다. 또한, 제9 실시예의 추간 임플란트(10)는 척추경 후방 접근법(transpedicular posterior approach)을 가능하게 할 수 있다. 추간 임플란트(10)는 추간판 절제술뿐만 아니라 척추체 절제술을 위해 사용될 수 있다. 본 명세서에 개시된 실시예들 중 어느 것은 더 협소한 측면 설치 공간을 포함하는 크기와 구성을 갖는 것으로 이해되어야 한다.
대안적으로 및/또는 추가적으로, 도 10에 가장 잘 도시된 바와 같이, 추간 임플란트(10)의 바람직한 제10 실시예는 임플란트(10)가 하나 또는 그 이상의 척추체들(V)에 걸쳐질 수 있도록 2개의 스페이서들(20)에 장착된 플레이트(10)를 포함한다.
도 11에 도시된 추간 임플란트(10)의 바람직한 제11 실시예를 참조하면, 플레이트(40)는 그에 결합되는 스페이서(20) 없이 인접한 척추체들 사이에 이식될 수도 있으며, 이 경우 플레이트(40)는 추간판 공간(D)의 높이를 유지하기 위해 인접한 척추체들 사이에 이식되는 한편, 추간판 공간(D)의 나머지 부분에 미결합된 스페이서(40), 뼈 조각, 뼈 시멘트 등을 삽입할지 여부는 외과 의사의 선택에 맡겨진다.
또한, 본 명세서에 개시된 다양한 결합 매커니즘들(100)은 플레이트(40)를 스페이서(20)에 추가 결합시키기 위한 접착제 결속을 포함할 수 있다. 즉, 스페이서(20)를 플레이트(40)에 결합시키기 위한 다양한 방법들은 본 명세서에 개시된 다양한 결합 매커니즘들(100)과 관련하여 사용될 수 있다. 이러한 방법들은 화학적 결합 또는 공정, 초음파, 원적외선, 접착제, 뼈 용접, 클램핑 등을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다. 이러한 방법들은 추가로 사용되거나, 다른 결합 매커니즘들(100) 대신 사용될 수 있다.
또한, 도 12에 도시된 추간 임플란트(10)의 바람직한 제12 실시예를 참조하면, 추간 임플란트(10)는 완전히 단일 물질로 구성되고, 각이 진 보어들과 조임쇠들(75)을 구비한다. 임플란트(10)와 조임쇠들(75)은 바람직하게 PEEK, 티타늄, 재흡수성 물질 또는 마그네슘일 수 있지만 그에 한정되지 않는 동일한 물질로 구성된다. 바람직한 제12 실시예의 임플란트(10)는 이식 후에 환자의 신체에 완전히 재흡수되는 재흡수성 물질로만 구성될 수 있다. 바람직한 제12 실시예의 임플란트(10)는 바람직하게 동종 이식 물질로부터 제조된다. 바람직한 제12 실시예의 추간 임플란트(10)는 인접한 척추체들(V)에 삽입된 이후 그에 용접되어 추간 임플란트(10)를 인접한 척추체들(V)에 결합시킬 수 있는 합성 뼈 물질로부터 조임쇠들(75)이 형성되도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 합성 뼈 물질 조임쇠들(75)은 핀 형태의 나사산없이 구성될 수 있다. 그러한 합성 뼈 조임쇠들(75)은 비-나사산이거나, 예를 들어 밀리지 않는(push-out resistant) 크리스마스 트리형 나사산 또는 다른 형태의 나사산을 포함할 수 있다. 합성 뼈 물질 조임쇠들(75)의 구현은 임플란트(10)로부터 금속 구성요소들을 배제하여 동종이식 물질 또는 재흡수성 물질만 사용하여 구성할 수 있게 함으로써 추간 임플란트(10)의 제조를 용이하게 한다.
대안적으로, 바람직한 제12 실시예의 추간 임플란트(10)는 스페이서(20)에 결합되며 합성 뼈 물질 조임쇠들(75)에, 예를 들어 초음파에 의해 용접된 플레이트(40)를 포함하므로, 이식 위치에서 조임쇠들(75)을 관통 구멍들(42)에 장착할 때 그 어떤 기계적 잠금 매커니즘이 필요없다. 사용시, 스페이서(20)를 동종이식 또는 재흡수성 물질로부터 제조하고 합성 뼈 물질 조임쇠들(75)과 통합시키게 되면, 임플란트(10)의 그 어떤 구성요소가 환자의 신체에 잔류할 경우 그 물질들은 환자의 신체에 재흡수되기 때문에, 환자의 신체에는 플레이트만 남게 된다. 그러나, 인접한 척추체들(V)에 원래의 위치에 용접될 수 있는 합성 뼈 물질 조임쇠들(75)은 본 명세서에 설명된 임플란트(10)의 다양한 실시예들 중 어떤 실시예를 포함한, 현재에 알려져 있거나 앞으로 알려질 추간 임플란트(10) 중 어떤 것과 관련하여 사용될 수 있음이 고려되는 것으로 이해되어야 한다.
12개의 실시예들 각각의 추간 임플란트(10)는 측방, 전-측방 또는 후방 접근법을 위해 상이한 구성들이 가능할 수 있지만 일반적으로 전방 삽입을 위한 크기와 구성을 갖는다. 설명된 구성에 추가적으로, 추간 임플란트(10)는 조작 및 삽입을 용이하게 하기 위해 도구와 짝을 이루는 나사산 구멍, 슬롯 또는 채널을 포함할 수 있다.
본 발명 및 그 이점이 상세히 설명되었지만, 첨부한 청구 범위에 의해 한정되는 본 발명의 정신 및 범위로부터 벗어나지 않는 한, 다양한 변화, 대체 및 변경이 이루어질 수 있음은 이해되어야 한다. 게다가, 본 출원의 범위는 본 명세서에 설명된 공정, 기계, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법 및 단계의 특정 실시예로 한정되는 것으로 의도되지 않는다. 본 명세서에 설명된 해당 실시예와 실질적으로 동일한 기능을 수행하거나 실질적으로 동일한 결과를 성취하는 현재 존재하거나 앞으로 개발될 공정, 기계, 제조, 물질의 조성, 수단, 방법 또는 단계는 본 발명에 따라 사용될 수 있음은 본 발명의 개시로부터 당업자에게 자명할 것이다.
첨부한 청구항의 넓은 범위로부터 벗어나지 않는 한, 본 발명에 다양한 개량 및 변경이 이루어질 수 있음은 당업자에게 자명할 것이다. 이들 중 몇몇은 상기에 논의되었으며 나머지는 당업자에게 자명하다. 예를 들어, 본 발명은 이에 한정되지 않지만 경부 영역을 포함한 척주의 다양한 부위에 사용될 수 있다.
10: 추간 임플란트 20: 스페이서
20a: 제1 구멍 22: 제1 삽입 단부
24: 제2 단부 26: 제1 측단
28: 제2 측단 30: 상면
32: 하면 36: 리세스
40: 플레이트 40c: 제2 구멍
42: 관통 구멍 42a: 출구
43: 구멍 축 75: 조임쇠, 뼈 스크류
75a: 헤드부 100: 결합 매커니즘
102: 원주형 아암 110: 갈라진 링
112a, 114a: 말단 116: 간극
120: 리세스 122: 돌기
125: 캡 126: 리세스
130: 나사 132: 너트 또는 배럴 나사산 핀
134: 블록킹 플레이트 136: 세트 스크류
142: 구멍 144, 146: 아암

Claims (13)

  1. 인접한 상하부 척추체들 사이에 이식되는 크기와 구성을 가진 낮은 프로파일 추간 임플란트(intervertebral implant)에 있어서,
    제1 삽입 끝단, 상기 제1 끝단에 대향되는 제2 끝단, 제1 측면, 제2 측면, 이식 구성시 상기 상부 척추체와 접촉하는 상면, 및 상기 이식 구성시 상기 하부 척추체와 접촉하는 하면을 구비하는 스페이서; 및
    상기 스페이서의 상기 제2 끝단에 결합되고, 상기 임플란트를 상기 인접한 척추체들에 고정시키기 위한 복수의 뼈 스크류들을 수용하기 위한 복수의 관통 구멍들을 구비하며, 상기 스페이서의 높이 프로파일을 증가시키기 않도록 상기 스페이서의 높이(HS)와 동일하거나 그보다 작은 높이(HP)를 가진 플레이트를 포함하고,
    상기 플레이트로부터 연장하여 상기 스페이서의 외주를 실질적으로 둘러싸는 하나 또는 그 이상의 아암들을 통해 상기 플레이트가 상기 스페이서에 결합되는 것을 특징으로 하는 낮은 프로파일 추간 임플란트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 플레이트는 제1 물질로 형성되고, 상기 스페이서는 제2 물질로 형성되며, 상기 제1 물질은 상기 제2 물질과 상이한 것을 특징으로 하는 낮은 프로파일 추간 임플란트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 물질은 금속 물질이고, 상기 제2 물질은 비금속인 것을 특징으로 하는 낮은 프로파일 추간 임플란트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 이상의 아암들은 상기 스페이서의 상기 외주 둘레를 완전히 연장하는 원주형 아암인 것을 특징으로 하는 낮은 프로파일 추간 임플란트.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 스페이서의 상기 외주는 상기 원주형 아암의 적어도 일부분을 수용하기 위해 내부에 형성된 리세스를 포함하는 것을 특징으로 하는 낮은 프로파일 추간 임플란트.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 원주형 아암은 온도 변화의 결과로서 수축하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 낮은 프로파일 추간 임플란트.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하나 또는 그 이상의 아암들은 복수의 아암들을 포함하는 갈라진 링(split ring) 형태인 것을 특징으로 하는 낮은 프로파일 추간 임플란트.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 갈라진 링을 구획하는 상기 복수의 아암들은 상기 스페이서 둘레에서 변형가능한 것을 특징으로 하는 낮은 프로파일 추간 임플란트.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 변형가능한 아암들은 제1 끝단을 구비한 제1 아암, 및 제2 끝단을 구비한 제2 아암이고,
    상기 제1 아암과 상기 제2 아암이 상기 스페이서 둘레에서 변형될 때, 상기 제1 아암의 상기 제1 끝단 및 상기 제2 아암의 상기 제2 끝단은 그들 사이에 간극(gap)을 형성하는 것을 특징으로 하는 낮은 프로파일 추간 임플란트.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 간극은 상기 스페이서의 상기 제1 삽입 끝단을 따라 위치하는 것을 특징으로 하는 낮은 프로파일 추간 임플란트.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 간극은 상기 제1 삽입 끝단과 상기 제1 및 제2 측면들 중 하나의 교차점에 위치한 상기 스페이서의 한 모서리에 위치하는 것을 특징으로 하는 낮은 프로파일 추간 임플란트.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 아암들이 상기 스페이서 둘레에 배치된 후 상기 플레이트를 상기 스페이서에 작동되게(operatively) 결합시키도록 조여질 수 있도록, 상기 갈라진 링을 구획하는 상기 복수의 아암들은 서로에 대해 선택적으로 상호연결되는 것을 특징으로 하는 낮은 프로파일 추간 임플란트.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 아암들은 상기 갈라진 링을 상기 스페이서 둘레에 조이기 위한 상호연결 라체트 매커니즘(interconnecting ratcheting mechanism)을 포함하는 것을 특징으로 하는 낮은 프로파일 추간 임플란트.
KR1020107012238A 2007-11-16 2008-11-05 낮은 프로파일 추간 임플란트 KR20100105580A (ko)

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