KR20120126055A

KR20120126055A - 인공고관절용 비구컵 및 폴리에틸렌 베어링 및 비구컵 어셈블리

Info

Publication number: KR20120126055A
Application number: KR1020120123029A
Authority: KR
Inventors: 선두훈; 김용식; 구경회; 하용찬; 이영균; 김정성; 신태진
Original assignee: 주식회사 코렌텍
Priority date: 2012-11-01
Filing date: 2012-11-01
Publication date: 2012-11-20
Also published as: KR101279095B1

Abstract

본 발명은 폴리에틸렌 베어링을 사용하는 인공고관절용 비구컵 어셈블리에 관한 것으로써, 특히, 안착홈이 형성되며, 내벽에 암테이퍼가 형성되고, 상기 안착홈에 연통되도록 돌기홈이 형성되고, 상기 돌기홈 내부에 배치되도록 끼움홈이 형성되는 비구컵과, 상기 안착홈에 안착되며, 외주면에 수테이퍼가 형성되며, 상기 돌기홈에 삽입되는 돌기가 형성되고, 상기 돌기에는 상기 끼움홈에 끼워지는 끼움돌출부가 형성되는 폴리에틸렌 베어링을 포함하여, 폴리에틸렌 재질의 베어링을 비구컵에 견고하게 고정시킬 수 있는 결합구조를 제공하면서도 폴리에틸렌 재질의 베어링의 이탈을 방지하기 위해 비구컵 내측 둘레를 따라 별도로 홈(리세스)을 형성하지 않음으로써, 비구컵의 강도를 향상시키고 비구컵과 베어링 간의 접촉면적을 증대시키는 인공고관절용 비구컵 어셈블리에 관한 것이다.

Description

인공고관절용 비구컵 및 폴리에틸렌 베어링 및 비구컵 어셈블리{Acetabular cup and polyethylene bearing and acetabular cup assembly for hip joint prosthesis}

본 발명은 폴리에틸렌 베어링을 사용하는 인공고관절용 비구컵 어셈블리에 관한 것으로써, 특히, 안착홈이 형성되며, 내벽에 암테이퍼가 형성되고, 상기 안착홈에 연통되도록 돌기홈이 형성되고, 상기 돌기홈 내부에 배치되도록 끼움홈이 형성되는 비구컵과, 상기 안착홈에 안착되며, 외주면에 수테이퍼가 형성되며, 상기 돌기홈에 삽입되는 돌기가 형성되고, 상기 돌기에는 상기 끼움홈에 끼워지는 끼움돌출부가 형성되는 폴리에틸렌 베어링을 포함하는 인공고관절용 비구컵 어셈블리에 관한 것이다.

고관절은 인체의 대퇴골과 골반의 관골 사이를 연결하는 관절로서, 사람이 앉거나 서는데 있어서 가장 중요한 작용을 하는 관절이다. 고관절은 결핵과 같은 병적 원인 및, 외상등에 의해서 손상될 수 있는데, 이를 치유하기 위해서 외과 수술을 통해서 고관절 인공 삽입 기구가 적용될 수 있다. 통상적으로 인공 고관절용 기기는 스템(stem)과 비구 컵(acetabular cup)으로 이루어진다. 스템과 비구 컵은 예를 들면 인체에 무해한 티타늄 합금등으로 제작된다. 인공 고관절용 스템은 대퇴골내에 삽입되어 고정되고, 상기 비구 컵은 골반의 비구에 고정된다. 스템의 단부에는 세라믹 또는 금속 재료로 형성된 구체가 고정되며, 상기 컵안에는 상기 구체가 수용되어 회전할 수 있는 대응 형상의 베어링이 끼워지게 된다. 상기 베어링은 상기 스템의 단부에 고정된 구체가 그 안에서 회전함으로써 관절 운동이 가능하도록 내표면이 오목한 반구의 형상을 가지며, 마찬가지로 세라믹 재료 또는 고분자 폴리에틸렌으로서 제작된다.

미국등록특허 제6610097호를 보면, 폴리에틸렌 재질로 형성된 베어링을 인서트하기 위해, 비구 컵 하단에 리세스가 여러개 형성되고, 리세스의 상부에 배치되도록 원형리세스가 내측 둘레를 따라 형성된다. 또한, 베어링에는 리세스에 삽입되는 로킹부가 둘레를 따라 여러개 형성되고, 원형리세스에 삽입되도록 로킹부의 상부에 배치되도록 원형고정부재가 형성된다.

그러나 이러한 원형리세스로 인해 원형리세스 단면적 만큼 베어링과 비구 컵 사이의 접촉면적이 작아짐은 물론, 원형리세스로 인해 비구 컵의 전체적인 강도도 약해지게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 폴리에틸렌 재질의 베어링을 비구컵에 견고하게 고정시킬 수 있는 결합구조를 제공하면서도 폴리에틸렌 재질의 베어링의 이탈을 방지하기 위해 비구컵 내측 둘레를 따라 별도로 홈(리세스)을 형성하지 않음으로써, 비구컵의 강도를 향상시키고 비구컵과 베어링 간의 접촉면적을 증대시키는 인공고관절용 비구컵 어셈블리를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 비구컵과 폴리에틸렌 재질의 베어링 간의 이탈을 방지하는 구성 즉, 끼움홈과 끼움돌출부의 형성위치를 비구컵의 내측과 베어링의 외측의 접촉면 상에 별도로 형성하지 않고, 회전방지를 위한 구성인 돌기홈과 돌기 상에 형성하여 비구컵의 강도를 향상시키고 비구컵과 베어링 간의 접촉면적을 증대시키는 인공고관절용 비구컵 어셈블리를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 끼움돌출부는 하부로 향할수록 두꺼워지도록 경사지게 형성되어, 경사면을 타고 슬라이딩됨으로써, 비구컵에 베어링을 인서트할 때 용이하게 인서트 될 수 있도록 하는 인공고관절용 비구컵 어셈블리를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 돌기의 측부에 배치되도록 상기 베어링 외주면에 제1홈이 형성되어, 비구컵에 돌기홈을 가공시 발생되는 돌출부와 베어링이 간섭되는 것이 방지되도록 하는 인공고관절용 비구컵 어셈블리를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 돌기의 상부에 배치되도록 상기 베어링 외주면에 둘레를 따라 제2홈이 형성되어, 베어링 가공시 버(burr)발생이 감소되도록 하는 인공고관절용 비구컵 어셈블리를 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 인공고관절용 비구컵 어셈블리는, 안착홈이 형성되며, 내벽에 암테이퍼가 형성되고, 상기 안착홈의 하단에서 원주방향을 따라 배치되는 돌기홈이 형성되고, 상기 돌기홈 내부에 배치되도록 끼움홈이 형성되는 비구컵과, 상기 안착홈에 안착되며, 외주면에 수테이퍼가 형성되며, 상기 돌기홈에 삽입되는 돌기가 형성되고, 상기 돌기에는 상기 끼움홈에 끼워지는 끼움돌출부가 형성되는 베어링을 포함하며, 상기 베어링은 폴리에틸렌 베어링인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명의 비구컵 어셈블리에서 상기 끼움돌출부는 하부로 향할수록 두꺼워지도록 경사지게 형성되고, 상기 돌기의 측부에 배치되도록 상기 베어링 외주면에는 제1홈이 형성되며, 상기 돌기의 상부에 배치되도록 상기 베어링 외주면에는 둘레를 따라 제2홈이 형성될 수 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 인공고관절용 비구컵은, 폴리에틸렌 베어링이 내부에 안착되도록 안착홈이 형성되며, 내벽에 암테이퍼가 형성되고, 상기 안착홈에 연통되도록 돌기홈이 반경방향으로 형성되고, 상기 돌기홈 내부에 배치되도록 끼움홈이 상하방향을 따라 형성될 수 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 인공고관절용 폴리에틸렌 베어링은, 외주면에 수테이퍼가 형성되며, 외주면에 반경방향으로 돌기가 형성되고, 상기 돌기에는 상하방향을 따라 끼움돌출부가 형성될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 인공고관절용 비구컵 및 폴리에틸렌 베어링 및 비구컵 어셈블리에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명은 폴리에틸렌 재질의 베어링을 비구컵에 견고하게 고정시킬 수 있는 결합구조를 제공하면서도 폴리에틸렌 재질의 베어링의 이탈을 방지하기 위해 비구컵 내측 둘레를 따라 별도로 홈(리세스)을 형성하지 않음으로써, 비구컵의 강도를 향상시키고 비구컵과 베어링 간의 접촉면적을 증대시키는 효과를 갖는다.

본 발명은 비구컵과 폴리에틸렌 재질의 베어링 간의 이탈을 방지하는 구성 즉, 끼움홈과 끼움돌출부의 형성위치를 비구컵의 내측과 베어링의 외측의 접촉면 상에 별도로 형성하지 않고, 회전방지를 위한 구성인 돌기홈과 돌기 상에 형성하여 비구컵의 강도를 향상시키고 비구컵과 베어링 간의 접촉면적을 증대시키는 효과를 갖는다.

본 발명은 상기 끼움돌출부는 하부로 향할수록 두꺼워지도록 경사지게 형성되어, 경사면을 타고 슬라이딩됨으로써, 비구컵에 베어링을 인서트할 때 용이하게 인서트 될 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

본 발명은 상기 돌기의 측부에 배치되도록 상기 베어링 외주면에 제1홈이 형성되어, 비구컵에 돌기홈을 가공시 발생되는 돌출부와 베어링이 간섭되는 것이 방지되도록 하는 효과를 갖는다.

본 발명은 상기 돌기의 상부에 배치되도록 상기 베어링 외주면에 둘레를 따라 제2홈이 형성되어, 베어링 가공시 버(burr)발생이 감소되도록 하는 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 인공고관절용 비구컵 어셈블리 분리 사시도.
도 2는 도 1의 인공고관절용 비구컵 저면도.
도 3은 도 1의 인공고관절용 비구컵 어셈블리 결합 저면도.
도 4는 도 1의 인공고관절용 비구컵 어셈블리 결합 단면도.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 참고적으로, 이하에서 설명될 본 발명의 구성들 중 종래기술과 동일한 구성에 대해서는 전술한 종래기술을 참조하기로 하고 별도의 상세한 설명은 생략한다.

도 1 내지 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예의 인공고관절용 비구컵 어셈블리는, 안착홈(140)이 형성되며, 내벽에 암테이퍼(101)가 형성되고, 상기 안착홈(140)에 연통되도록 돌기홈(150)이 형성되고, 상기 돌기홈(150) 내부에 배치되도록 끼움홈(151)이 형성되는 비구컵(100)과, 상기 안착홈(140)에 안착되며, 외주면에 수테이퍼(201)가 형성되며, 상기 돌기홈(150)에 삽입되는 돌기(250)가 형성되고, 상기 돌기(250)에는 상기 끼움홈(151)에 끼워지는 끼움돌출부(251)가 형성되는 폴리에틸렌 베어링(200)을 포함한다.

도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 비구컵(100)은 전체적으로 반구형상으로 형성되고, 비구컵(100)의 하부에는 원호형상으로 안착홈(140)이 형성된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 비구컵(100)의 중심부에는 안착홈(140)에 연통되도록 삽입공(110)이 관통되어 형성된다.

비구컵(100)의 내벽에는 삽입공(110)에 연통되도록 다각형상의 수술기구홈(130)이 형성된다.

또한, 비구컵(100)의 내벽에는 수술기구홈(130)을 둘러싸도록 보조안착홈(131)이 형성된다.

비구컵(100)에는 삽입공(110)의 측부에 배치되도록 골나사(미도시)가 삽입되는 골나사체결공(120)이 형성된다.

골나사체결공(120)은 세개가 형성되며 40도 간격으로 이격되어 배치된다.

비구컵(100)의 내벽에는 골나사체결공(120)의 하부에 배치되도록 온둘레를 따라 암테이퍼(101)가 형성된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 비구컵(100)은 안착홈(140)에 연통되도록 돌기홈(150)이 반경방향(x)으로 형성된다.

돌기홈(150)은 여러개(예를 들어 12개) 형성되며, 여러개의 돌기홈(150)은 원주방향을 따라 배치된다.

돌기홈(150)은 비구컵(100)의 내벽 하단에 형성된다.

비구컵(100)에는 돌기홈(150)의 내부에 배치되도록 끼움홈(151)이 상하방향(y)을 따라 형성되는데, 특히 끼움홈(151)은 돌기홈(150)의 상부에 배치될 수 있다. 후술할 바와 같이 폴리에틸렌 베어링(200)의 이탈을 방지하기 위해 형성되는 상기 끼움홈(151)의 형성 위치를 비구컵(100)의 내부면 즉, 상기 안착홈(140)의 내면 상에 별도로 위치시키지 않고, 회전방지를 위해 형성되는 상기 돌기홈(150)의 내면에 형성함으로써, 비구컵(100)의 내부면에는 별도의 홈(리세스)과 같은 구성이 추가로 형성되지 않게 되어 비구컵(100)의 강도를 향상시키면서 비구컵(100)과 폴리에틸렌 베어링(200) 간의 접촉면적 역시 증대시킬 수 있게 된다.

비구컵(100)의 내벽 하단에는 돌기홈(150)의 하부에 배치되도록 경사면(103)이 형성된다. 이러한 경사면(103)으로 인해 비구컵(100)과 후술되는 베어링(200)을 조립할 때에 베어링(200)이 경사면(103)을 따라 슬라이딩되어 원활하게 조립된다.

비구컵(100)의 외주면의 하부에는 단차부(104)가 온둘레를 따라 형성되어 있다.

비구컵(100)의 외주면에는 단차부(104)의 하부에 배치되도록 외측경사면(105)이 형성되어 있다.

베어링(200)은 반구형상으로 형성되며, 안착홈(140)에 안착된다.

베어링(200)은 폴리에틸렌 재질로 형성된다.

베어링(200)의 하부에는 헤드(미도시, 스템에 설치됨)가 삽입되는 헤드안착홈(204)이 반구형상으로 형성된다.

베어링(200)의 내벽 하단에는 챔퍼(205)가 형성된다.

이러한 챔퍼(205)으로 인해 상기 헤드와 베어링(200)이 간섭되는 것이 방지되어 상기 헤드의 운동범위가 증가된다.

베어링(200)의 상부 중앙에는 삽입공(110)에 삽입되는 제1삽입돌기(210)가 형성된다. 이러한 제1삽입돌기(210)로 인해서 조립후에 베어링(200)이 비구컵(100)에 대해 틸팅되는 것이 방지된다.

베어링(200)에는 제1삽입돌기(210)를 둘러싸도록 보조안착홈(131)에 안착되는 제2삽입돌기(220)가 형성된다.

베어링(200)의 외주면에는 비구컵(100)의 암테이퍼(101)에 대응되도록 수테이퍼(201)가 형성된다.

수테이퍼(201)의 외경은 암테이퍼(101)의 내경보다 약간 크도록 형성된다.

이러한 수테이퍼(201)와 암테이퍼(101)로 인해 비구컵(100)에 조립된 베어링(200)은 비구컵(100)에 대해 미세하게 움직이는 것(마이크로 모션)이 방지된다.

베어링(200)의 외주면의 하단에는 반경방향(x)으로 돌기(250)가 형성된다.

베어링(200)의 돌기(250)는 비구컵(100)의 돌기홈(150)에 삽입된다.

돌기(250)는 수평단면형상이 원호형상으로 형성되며, 외측에 상하방향(y)을 따라 끼움돌출부(251)가 형성된다. 앞서 상기 비구컵(100)에 형성되는 끼움홈(151)과 함께 폴리에틸렌 베어링(200)의 이탈을 방지하기 위해 형성되는 상기 끼움돌출부(251)의 형성 위치를 폴리에틸렌 베어링(200)의 외부면 상에 별도로 위치시키지 않고, 회전방지를 위해 형성되는 상기 돌기(250)의 외면에 돌출형성함으로써, 비구컵(100)과 폴리에틸렌 베어링(200)의 결합시 양자 간의 접촉면적을 증대시킬 수 있게 된다.

베어링(200)의 끼움돌출부(251)는 비구컵(100)의 끼움홈(151)에 삽입되며, 하부로 향할수록 두꺼워지도록 형성된다. 따라서, 끼움돌출부(251)의 외측면은 경사지게 형성된다.

베어링(200)을 비구컵(100)에 인서트할 때, 끼움돌출부(251)의 경사진 외측면을 타고 슬라이딩됨으로써, 용이하게 인서트 된다.

베어링(200)은 폴리에틸렌 재질로 형성되어, 끼움돌출부(251)는 탄성변형이 가능하다. 이로 인해, 베어링(200)을 비구컵(100)에 조립할 때, 끼움돌출부(251)는 수축되었다가, 조립이 완료되면 끼움돌출부(251)는 원상태로 복귀된다. 즉, 베어링(200)은 비구컵(100)에 스냅핏(sanp fit)을 통해 조립된다.

돌기(250)의 측부에 배치되도록 베어링(200)의 외주면에는 제1홈(202)이 형성된다.

바람직하게는, 제1홈(202)은 돌기(250)의 양측에 각각 형성된다.

이와 같은 제1홈(202)으로 인해 비구컵(100)에 돌기홈(150)을 가공할 때 형성되는 돌출부(102)와 베어링(200)이 간섭되는 것이 방지된다.

돌기(250)의 상부에 배치되도록 베어링(200)의 외주면에는 둘레를 따라 제2홈(203)이 형성된다.

이러한 제2홈(203)으로 인해, 베어링(200)을 가공할때 발생하는 버(burr)가 감소된다.

이하, 전술한 구성을 갖는 본 실시예의 비구컵(100)과 폴리에틸렌 베어링(200)의 조립과정을 설명한다.

폴리에틸렌 재질의 베어링(200)을 비구컵(100)의 안착홈(140)에 삽입시키면, 암테이퍼(101)와 수테이퍼(201)는 조립방향을 잡아주는 가이드 역할을 한다. 이어서, 베어링(200)의 제1삽입돌기(210)가 비구컵(100)의 삽입공(110)에 삽입되어, 조립방향을 잡아주는 가이드 역할을 한다. 이어서, 끼움돌출부(251)가 수축되면서 비구컵(100)의 경사면(103)을 따라 슬라이딩되다가 끼움홈(151)에 끼워지면서 복귀되는 동시에 돌기(250)는 돌기홈(150)에 끼워지게 된다.

이러한, 암테이퍼(101)와 수테이퍼(201) 및 제1삽입돌기(210)와 삽입공(110)으로 인해 조립이 용이하고 정확하게 될 수 있다.

이와 같이 돌기(250)가 돌기홈(150)에 끼워져서 베어링(200)은 비구컵(100)에 대해 회전하지 않게 된다.

또한, 끼움돌출부(251)가 끼움홈(151)에 끼워져서 베어링(200)은 비구컵(100)으로부터 이탈되지 않게 된다.

이와 같이 본원발명은 폴리에틸렌 재질의 베어링(200)을 비구컵(100)에 견고하게 고정시킬 수 있다. 또한, 폴리에틸렌 재질의 베어링(200)의 이탈을 방지하기 위해 비구컵(100)의 내벽 온둘레를 따라 별도의 홈(리세스)을 형성하지 않게 되므로 비구컵(100)의 강도가 향상됨은 물론, 비구컵(100)과 폴리에틸렌 베어링(200) 간의 접촉면적이 늘어나게 된다.

한편, 본 발명은 인공고관절 뿐만 아니라 몸의 다른 인공관절에도 적용될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당기술분야의 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.

100 : 비구컵 101 : 암테이퍼
102 : 돌출부 110 : 삽입공
120 : 골나사체결공 130 : 수술기구홈
140 : 안착홈 150 : 돌기홈
151 : 끼움홈 200 : (폴리에틸렌)베어링
201 : 수테이퍼 210 : 제1삽입돌기
220 : 제2삽입돌기 202 : 제1홈
203 : 제2홈 204 : 헤드안착홈
250 : 돌기 251 : 끼움돌출부

Claims

안착홈이 형성되며, 내벽에 암테이퍼가 형성되고, 상기 안착홈의 하단에서 원주방향을 따라 배치되는 돌기홈이 형성되고, 상기 돌기홈 내부에 배치되도록 끼움홈이 형성되는 비구컵;
상기 안착홈에 안착되며, 외주면에 수테이퍼가 형성되며, 상기 돌기홈에 삽입되는 돌기가 형성되고, 상기 돌기에는 상기 끼움홈에 끼워지는 끼움돌출부가 형성되는 베어링을 포함하며,
상기 베어링은 폴리에틸렌 베어링인 것을 특징으로 하는 인공고관절용 비구컵 어셈블리.
청구항 1에 있어서,
상기 끼움돌출부는 하부로 향할수록 두꺼워지도록 경사지게 형성되는 인공고관절용 비구컵 어셈블리.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 돌기의 측부에 배치되도록 상기 베어링 외주면에는 제1홈이 형성되는 인공고관절용 비구컵 어셈블리.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 돌기의 상부에 배치되도록 상기 베어링 외주면에는 둘레를 따라 제2홈이 형성되는 인공고관절용 비구컵 어셈블리.
폴리에틸렌 베어링이 내부에 안착되도록 안착홈이 형성되며, 내벽에 암테이퍼가 형성되고, 상기 안착홈에 연통되도록 돌기홈이 반경방향으로 형성되고, 상기 돌기홈 내부에 배치되도록 끼움홈이 상하방향을 따라 형성되는 인공고관절용 비구컵.
외주면에 수테이퍼가 형성되며, 외주면에 반경방향으로 돌기가 형성되고, 상기 돌기에는 상하방향을 따라 끼움돌출부가 형성되며, 폴리에틸렌으로 형성되는 것을 특징으로 하는 인공고관절용 폴리에틸렌 베어링.