KR20130067251A - 인공보철물 - Google Patents

Abstract

플라스틱 본체 및 상기 본체의 뼈 지향 표면으로부터 연장하는 복수의 미늘형 스테이크를 포함하고, 상기 스테이크는 끼워질 때 고정을 제공하도록 치수 설정되고 위치된 인공보철물이 개시된다.

Description

인공보철물{PROSTHESIS}

본 발명은 인공보철물(prosthesis)에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 절구 인공보철물(acetabular prosthesis)에 관한 것이다.

고관절의 효율적인 기능은 인간 신체의 웰빙 및 이동도에 극히 중요하다. 각각의 고관절은 골반의 절구 내에서 회전하는 볼 헤드부(ball-headed portion)에 의해 덮여 씌워진 오프셋 뼈 목부(offset bony neck) 내에서 종료하는 대퇴골의 상부 부분에 의해 구성된다. 류마티스 관절염 및 골관절염과 같은 질병은 절구의 연골 내층(cartilage lining)의 미란(erosion)을 유발할 수 있어 대퇴골의 볼과 관골(hip bone)이 함께 마찰하여 통증 및 추가의 미란을 유발하게 된다. 뼈 미란은 뼈들 자체가 뼈 기형을 초래할 수 있는 미란을 보상하기 위해 시도할 수 있게 한다.

고관절을 관절 임플란트로 치환하는 작업은 잘 알려져 있고 광범위하게 실시된다. 일반적으로, 둔부 인공보철물은 2개의 부품, 즉 절구를 나란하게 정렬하는 절구 부품 및 대퇴골 헤드를 치환하는 대퇴골 부품으로 형성될 수 있다. 대퇴골 부품은 총 대퇴골 헤드 치환품일 수 있는데, 이 경우에 부품은 헤드, 목부 및 사용시에 준비된 대퇴골의 단부 내에 삽입되는 스템을 포함한다. 대안적으로, 적절한 경우에, 대퇴골 헤드 부품은 일단 적합하게 가공되면 대퇴골의 헤드에 부착되는 표면 치환 인공보철물일 수 있다.

환자의 골반 내에 인공보철물 절구를 삽입하기 위한 작업에서, 외과의사는 먼저 환자의 골반 내에 적절한 크기의 캐비티를 절단하기 위해 리머(reamer)를 사용한다. 절구 컵이 이어서 캐비티 내에 삽입된다. "적절한 크기"라는 것은 그 특정 환자에 가장 적절한 것으로서 외과의사에 의해 선택되는 크기를 의미한다. 일반적으로, 가능한 한 원래 건강한 뼈 표면을 많이 유지하는 것이 바람직하다.

상업적으로 입수 가능한 절구 컵은 개별 환자의 요구에 적합하도록 하는 크기의 범위로 판매된다. 일반적으로, 절구 컵은 이웃하는 크기 사이에 2 mm 증분을 갖는 42 mm 내지 62 mm 직경의 크기로 입수 가능하다.

다수의 상이한 유형의 인공보철물 절구 컵이 존재한다. 일 유형의 컵은 폴리에틸렌으로부터 제조된 컵이다. 이들 컵은 절구에 접합되고 접합제 내에 이들을 안착시키기 위해 단지 가벼운 압력만을 필요로 한다.

일 대안적인 컵 유형은 대퇴골과 관절 연결을 위한 폴리에틸렌 라이너 유닛(polyethylene liner unit) 및 골반 캐비티 내로의 삽입을 위한 외피(shell)를 갖는다. 금속 외피를 갖는 이들 컵은 접합제 없이 이식될 수도 있어 이들이 금속 외피와 환자의 절구 사이의 재밍 끼워맞춤(jam fit)에 의존하게 된다. 그러나, 몇몇 배열에서, 라이너가 제 위치에 부착되기 전에 골반 내의 제 위치에 컵 외피를 고정하기 위해 나사가 사용될 수도 있다. 골반 내로의 금속 외피의 삽입은 상당한 힘을 필요로 한다. 외과의사가 이 힘을 인가함에 따라, 금속 외피가 손상되거나 변형될 수 있는 위험이 존재한다. 힘의 인가 중에, 외피가 이동될 수 있어 절구 내에 최적의 정렬 상태에 있지 않게 되는 가능성이 또한 존재한다. 종종, 금속 외피는 뼈가 시간 경과에 따라 이들 내로 성장하는 것을 조장하는 외부면 또는 코팅을 갖는다.

이 유형의 인공보철물에서, 폴리에틸렌 라이너 유닛은 금속 외피가 절구 내에 안착된 후에 금속 외피 내에 스냅 결합되거나 나사 조임된다. 따라서, 라이너의 내부면은 관절의 소켓부를 형성한다.

더 최근에, 세라믹 라이너가 플라스틱 라이너의 대안으로서 사용되고 있다. 이 배열에서, 일반적으로 티타늄으로부터 형성된 금속 외피는 먼저 절구 내에 삽입된다. 세라믹 라이너는 이어서 외피 내에 삽입된다.

이들 다양한 종래의 배열은 종종 마모된 관절의 통증으로부터 환자에 완화를 제공하지만, 특히 마모의 견지에서 환자에 향상된 결과를 제공하는 인공보철물을 제공하기 위한 연속적인 요구가 존재한다. 이는 인공보철물 자체가 마모되거나 절구 내에서 느슨하게 되면 교정이 요구될 수도 있는 젊은 환자에 대해 특히 중요하다. 따라서, 그 마모 문제점을 최소화하면서 천연 뼈를 더 밀접하게 모방하는 인공보철물을 위한 신규한 재료 및/또는 신규한 구조체에 대한 진행중인 요구가 존재한다.

폴리에테르에테르케톤(PEEK) 폴리머가 정형외과 임플란트에 사용을 위한 적합한 재료로서 제안되어 왔다. 이 재료는 "Taking a PEEK at Material Options for Orthopedics", 킨번 에이.(Kinburn A.), 메디컬 디자인 테크놀로지 매거진(Medical Design Technology Magazine), 2009년 1월 1일, 페이지 26ff에 설명되어 있다. PEEK가 탄소 파이버로 보강되면 특정 장점이 얻어질 수 있는 것이 제안되고 있다. 말발굽형 PEEK의 사용이 "Biomechanics of a PEEK Horseshoe-Shaped Cup: Comparisons with a Predicate Deformable Cup" 맨리, 엠. 티.(Manley, M. T.) 등 정형외과 연구 학회의 53차 연례 회의에서의 포스터 No 1717에 설명되어 있다.

WO 2009/097412호는 PEEK가 다층 반구형 인공보철물에 유용할 수 있는 것을 제안하고 있다. 다층 시스템은 다공성 금속으로부터 형성된 외부층 및 폴리아릴에테르케톤이 적어도 부분적으로 제 1 재료의 기공에 투과하는 폴리아릴에테르케톤으로부터 형성된 내부층을 포함한다. 출원인들은 이 배열이 2개의 층이 함께 고정 접합될 수 있게 하는 것을 제안하고 있다. 이들은 또한 인공보철물이 종래의 배열에 대해 성취된 것보다 낮은 강성을 갖는 것을 제안하고 있다.

2011년 2월 3일자로 핀스베리 (디벨롭먼트) 리미티드[Finsbury (Development) Limited]에 의해 출원되고 출원 번호 PCT/GB2011/050188호가 부여된 계류중인 출원에서,

폴리아릴에테르케톤으로부터 형성된 내부층,

다공성 폴리아릴에테르케톤으로부터 형성된 상기 내부층에 인접한 제 1 외부층으로서, 기공의 적어도 일부는 골유착(osteointegration)을 촉진하기 위한 재료가 그 내부에 위치되어 있는, 상기 제 1 외부층, 및

다공성 폴리아릴에테르케톤으로부터 형성된 상기 제 1 외부층에 인접한 제 2 외부층으로서, 상기 기공의 일부는 골유착을 촉진하기 위한 재료가 없는, 제 2 외부층을 포함하는 개량된 인공보철물이 설명되어 있다.

PCT/GB2011/050188호에 설명된 제 2 실시예는

폴리아릴에테르케톤으로부터 형성된 내부 라이너,

다공성 폴리아릴에테르케톤으로부터 형성된 상기 내부층에 인접한 제 1 외부층으로서, 기공의 적어도 일부는 약 60% 내지 약 90%의 결정도를 갖는 골유착을 촉진하기 위한 재료가 그 내부에 위치되어 있는, 상기 제 1 외부층, 및

다공성 폴리아릴에테르케톤으로부터 형성된 상기 제 1 외부층에 인접한 제 2 외부층으로서, 상기 기공의 적어도 일부는 약 50% 미만의 결정도를 갖는 골유착을 촉진하기 위한 재료가 그 내부에 위치되어 있는, 상기 제 2 외부층을 포함하는 인공보철물에 관한 것이다.

이들 인공보철물은 종래의 배열에 비해 다양한 장점을 제공한다. 인공보철물은 요구 강도를 가지면서 경량이다. 게다가, 이는 종래의 배열에 비해 향상된 내마모성을 갖는다.

PCT/GB2011/050188.7호의 배열에서, 골유착은 그 적어도 일부가 골유착을 촉진하는 재료를 구비하는 기공을 갖는 외부층에 의해 제공된다.

골유착을 향상시키기 위한 다른 접근법이 제안되어 있다. 예를 들어, 몇몇 배열에서, 인공보철물에 뼈 지향 표면은 향상된 골유착을 허용하는 직립형 돌출부를 구비한다. 예를 들어, EP1527757호에는, 후면, 정면 및 후면과 정면 사이로 연장하는 본체를 포함하는 요소가 설명되어 있고, 여기서 정면은 기부면과, 기부면 위로 돌출하고 직립부의 일 측면으로부터 다른 측면으로 그를 통해 연장하는 횡방향 구멍을 갖는 적어도 하나의 직립부를 포함한다. 이들 요소는 인공보철물의 뼈 지향 표면 내에 합체된다. 인공보철물의 표면 상에 위치된 다른 골유착 돌출부의 예가 WO2009/034429호, EP0668062호, FR2548889호 및 EP0552950호에 제공되어 있다. 대안적인 접근법에서, 인공보철물의 표면은 조면화되거나 홈 또는 채널을 포함해야 하는 것이 제안되어 있다. 이들 배열의 예는 GB2268408호 및 EP1854430호에서 발견될 수 있다.

이들 배열은 모두 골유착이 발생하는 것을 지원하지만, 이는 뼈가 인공보철물과 유착하고 이를 적소에 단단히 유지하기 위해 소정의 시간을 소요한다. 따라서, 인공보철물이 먼저 제 위치에 끼워질 때, 골유착에 의해 이후에 제공되는 유지는 적용되지 않는다. 따라서, 초기 사용 스테이지 중에 인공보철물을 제 위치에 유지하기 위한 수단을 제공할 필요가 존재한다.

통상적으로 나사 또는 유사한 기계적 고정 방법이 인공보철물을 제 위치에 유지하는데 사용될 수 있지만, 이들은 일반적으로 바람직하지 않다. 예를 들어, 절구 컵 인공보철물에서, 나사 헤드(들)의 존재는, 이것이 관절 연결 표면을 방해하고 또는 나사 헤드가 관절 연결 표면 상에 끼워지지 않도록 컵 내의 라이너의 사용을 필요로 할 수 있기 때문에 불리하다. 따라서, 초기 고정의 문제점을 취급하고 통상의 기계적 고정 수단에서 주지된 문제점을 갖지 않는 개량된 인공보철물에 대한 요구가 존재한다.

본 발명에 따르면, 플라스틱 본체와, 상기 본체의 뼈 지향 표면으로부터 연장하는 복수의 미늘형 스테이크(barbed stake)를 포함하고, 상기 스테이크는 끼워질 때 고정을 제공하도록 치수 설정되고 위치되는 인공보철물이 제공된다.

일반적으로, 인공보철물은 복수의 미늘형 스테이크를 구비할 수 있다. "미늘형" 스테이크라는 것은, 스테이크가 뼈 내에 끼워지는 것을 허용하면서 그 추출을 어렵게 하는 적어도 하나의 미늘을 갖는 것을 의미한다. 미늘은 예를 들어 낚싯대 또는 활 상에서 발견할 수 있는 것과 같은 후방 지향 돌기일 수 있고 또는 스테이크로부터 실질적으로 수직으로 연장하는 돌기일 수도 있다. 일 배열에서, 미늘은 스테이크 주위로 연장할 수 있다. 미늘 또는 각각의 미늘은 스테이크 상의 임의의 지점에 위치될 수 있지만, 바람직한 배열에서, 이는 일반적으로 스테이크의 말단 단부, 즉 인공보철물의 표면으로부터 이격된 단부 상에 배치될 수 있다. 그러나, 일 배열에서, 추가의 미늘이 인공보철물의 표면에 근접하여 스테이크 상에 제공될 수 있다. 일 배열에서, 스테이크의 말단 단부는 뼈 내로의 끼워짐을 용이하게 하도록 끝이 뾰족해질 수 있지만, 표면은 임의의 적합한 형상일 수 있다. 일 배열에서, 이는 만곡된다.

본 발명은 인공보철물이 제 위치로 끼워짐에 따라 스테이크가 뼈 내에 구동될 수 있게 한다. 미늘 또는 각각의 미늘은 인공보철물이 후퇴되는 것을 방지하고 따라서 초기 고정 수단으로서 기능한다. 스테이크는 일반적으로 각도형성될 수 있어 이들이 인공보철물의 끼워짐 각도와 정렬되게 된다. 인공보철물이 절구 컵 인공보철물인 경우에, 이 각도는 컵의 극(pole)을 통해 통과하는 축과 정렬하지 않는다. 정렬은 특정 컵의 디자인에 의존할 수 있지만, 일반적으로 컵의 극을 통해 통과하는 축으로부터 약 10°내지 약 30°, 바람직하게는 약 15°내지 약 25°또는 약 20°일 것이다. 끼움 방향에 있는 것에 추가하여, 이는 또한 사용시에 하중 방향에 있을 것이고 따라서 안정성을 향상시킨다.

강도에 대해, 스테이크 및 미늘은 일반적으로 단일 유닛으로서 형성될 수 있다. 스테이크는 인공보철물의 본체와 일체이기 때문에, 이들은 일반적으로 인공보철물과 함께 형성될 수도 있다. 특히 바람직한 배열에서, 인공보철물은 폴리머로부터 형성되고 스테이크는 성형 프로세스의 부분으로서 인공보철물과 일체로 형성된다. 미늘은 몰드의 부분으로서 형성될 수 있고, 또는 일 배열에서 스테이크는 일단 형성되면 사전 형성된 스테이크의 말단 단부에 미늘 배열을 형성하기 위해 가열된 도구와 접촉될 수 있다. 스테이크가 열가소성 폴리머로부터 형성되는 경우에, 도구는 폴리머의 융점을 초과하는 온도로 가열될 것이라는 것이 이해될 수 있을 것이다. 도구의 가열은 임의의 적합한 수단에 의해 성취될 수 있다. 일 배열에서, 이는 유도 가열에 의해 성취될 수 있다.

스테이크는 임의의 적합한 크기일 수 있다. 적합한 크기는 일반적으로 약 0.3 mm 내지 약 3 mm 길이이다. 스테이크의 길이는 동일하거나 상이할 수 있다. 스테이크의 샤프트의 폭은 약 0.2 mm 내지 약 3 mm일 수 있다. 미늘의 가장 넓은 지점에서 스테이크의 폭은 스테이크의 샤프트의 것보다 넓을 수 있고, 그 폭의 2배일 수 있다. 스테이크의 샤프트는 직선형일 수 있고, 또는 일 배열에서 이는 인공보철물의 본체로부터 미늘의 하면으로 이격하여 테이퍼질 수도 있다.

스테이크는 인공보철물의 본체의 뼈 지향 표면의 표면으로부터 동일한 길이가 되도록 선택될 수 있고 그리고/또는 이들 스테이크는 이들의 말단 단부가 원하는 바에 따라 특정 배향으로 정렬하도록 선택될 수 있는데, 이는 스테이크가 원하는 형태를 성취하도록 상이한 길이를 갖는 것을 의미한다.

스테이크는 일반적으로 끼워지는 힘을 견디고 스테이크가 뼈 내로 구동될 수 있게 하기 위해 요구된 강도를 갖도록 구성될 것이다. 인공보철물이 절구 내에 삽입되어야 하는 경우에, 스테이크는 가공 후에 절구 내에 구동되는 것이 가능해야 한다. 가공 후에 절구의 강성은 대략 골간단(metphysis)의 것 이하이고, 해면에 접근할 수 있다. 테일러, 타너 및 프리먼(Taylor, Tanner & Freeman)의 J. Biomechanics 31(1998년) 303-319에 지시된 바와 같이, 골간 피질골의 영률(Young's Modulus)은 17 GPa이고, 골간단 피질골의 영률은 5 GPa이고, 해면골의 영률은 0.3 내지 0.4 GPa이다.

스테이크는 인공보철물의 뼈 지향 영역의 전체에 걸쳐 또는 그 부분에 걸쳐 제공될 수 있다. 일반적으로, 인공보철물의 뼈 지향 영역의 약 25% 내지 실질적으로 100%가 그로부터 연장하는 스테이크를 가질 것이다. 그러나, 약 30% 내지 약 75%의 양이 바람직하다.

바람직한 배열에서, 스테이크는 일반적으로 약 0.5 mm 내지 약 15 mm로 이격될 수 있고, 1 mm 또는 2 mm 내지 약 12 mm 및 3 mm 내지 약 10 mm의 간격이 유용하다. 일 배열에서, 스테이크는 인공보철물의 주 관절 연결 영역에, 즉 대부분의 하중이 인공보철물에 인가되는 영역에 위치될 것이다. 인공보철물의 표면이 하이드록시아페타이트(hydroxyapatite)와 같은 골유착을 촉진하기 위한 재료로 코팅되는 경우에, 스테이크의 간격은 스테이크들 사이의 간극이 뼈 내성장 재료로 충전되도록 밀접하지 않은 것이 중요하다. 골유착 재료는 일반적으로 약 0.3 mm의 두께로 도포될 수 있지만, 이는 외부 돌출부에 대해 축적될 수 있다.

스테이크의 간격은 스테이크를 지지하는 표면 전체에 걸쳐 동일할 수 있고 또는 일 다른 배열에서 이들은 더 밀접하게 이격될 수 있다. 예를 들어, 이들 스테이크는 대부분의 하중을 지지하는 영역에서 더 조밀하게 패킹될 수도 있다.

스테이크는 개별 돌기로서 제공될 수 있다. 이들은 임의의 단면을 가질 수 있고, 원형 또는 정사각형이 바람직하다.

그러나, 대안적인 배열에서, 복수의 스테이크가 결합되어 네트워크 배열을 제공할 수 있다. 네트워크가 존재하는 경우에, 하나 초과의 네트워크가 존재할 수 있다. 네트워크는 임의의 적합한 구성일 수 있다. 일 배열에서, 스테이크는 그 각각의 측면으로부터 연장하는 미늘을 갖는 벽이 되도록 세장형일 수도 있다. 미늘은 상기 벽의 상부에 또는 그 부근에 배치될 수 있다. 벽은 임의의 적합한 배열로 배열될 수 있다. 일 배열에서, 벽은 삼각형 또는 6각형 배열로 배열될 수 있다. 벽이 만나는 경우에, 교차 영역은 스테이크/벽이 없을 수 있고 또는 미늘을 갖거나 갖지 않을 수 있는 낮은 높이 영역을 가질 수 있다. 벽을 사용하는 이점은 스테이크가 더 강하고 끼워지는 중에 파괴 가능성이 적다는 것이다.

인공보철물은 임의의 적합한 재료로 형성될 수 있다. 일 배열에서, 이는 열가소성 폴리머로부터 형성된다. 생체 적합성이고 또는 생체 적합성 재료로 코팅되면, 임의의 열가소성 폴리머가 사용될 수 있다. 적합한 열가소성 재료는 폴리에테르에테르케톤과 폴리아릴에테르케톤의 집단의 일원을 포함하고, 폴리에테르에테르케톤이 특히 유용하다. 일 배열에서, 열가소성 폴리머는 보강될 수 있다. 스테이크는 일반적으로 인공보철물로 형성될 것이고, 따라서 일반적으로 동일한 재료로부터 형성될 것이다.

인공보철물이 열가소성 폴리머로부터 형성되는 경우에, 이는 보강될 수 있다. 폴리아릴에테르케톤과 같은 임의의 적합한 재료가 폴리머를 보강하는데 사용될 수 있지만, 탄소 파이버가 보강 재료로서 특히 바람직하다. 열가소성 폴리머가 보강되는 경우에, 이는 스테이크 또는 각각의 스테이크 내로 보강이 계속되도록 인공보철물 전체에 걸쳐 보강될 수 있다. 대안적으로, 보강은 예를 들어 뼈 지향 표면으로부터 이격된 영역에서 인공보철물의 부분에만 제공될 수도 있다.

일 배열에서, 보강부는 특정 원하는 특성을 제공하도록 정렬될 수 있다. 예를 들어, 이들은 그 강도를 최대화하기 위해 각각의 스테이크 내에 정렬될 수 있다.

인공보철물은 하나 초과의 층으로 형성될 수 있다. 하나 초과의 층이 존재하는 경우에, 관절 연결 표면을 형성하는 층은 보강될 수 있고, 뼈 지향 표면을 형성하는 층은 보강되지 않을 수도 있다. 일 배열에서, 인공보철물은 PCT/GB2011/050188호에 설명된 이중층 구성을 포함할 수 있다.

골유착을 촉진하기 위한 재료는 인공보철물의 뼈 지향 표면 상에 그리고/또는 스테이크 및/또는 미늘의 표면 상에 코팅될 수 있다. 하이드록시아페타이트를 포함하는 임의의 적합한 재료가 사용될 수도 있다.

본 발명의 대안적인 배열에서, 인공보철물은 뼈 지향 표면으로부터 연장하는 적어도 하나의 위치 설정 로드를 추가로 포함할 수 있다. 사용시에, 이는 외과의사에 의해 뼈에 드릴링된 우물(well) 내에 배치될 것이고, 인공보철물이 끼워지기 전에 정확한 위치 내에 배치되는 것을 보장하는 것을 지원할 것이다. 우물의 위치는 임의의 적합한 위치 설정 디바이스 또는 지그(jig)를 사용하여 얻어질 수 있다. 로드는 일반적으로 스테이크보다 길고 그리고/또는 더 큰 단면을 가질 수도 있다. 로드는 인공보철물의 뼈 지향 표면 상의 임의의 적합한 위치에 배치될 수 있다. 일 배열에서, 로드는 그 위에 배치된 적어도 하나의 미늘을 가질 수 있고 그리고/또는 끝이 뾰족할 수도 있다. 일 배열에서, 위치 설정 로드가 존재할 수 있다. 일 배열에서, 3개의 로드가 존재할 수 있다. 3개가 존재하는 경우에, 이들은 일반적으로 이것이 최대 안정성을 제공하기 때문에 삼각형 형태로 배치될 것이다. 일반적으로, 이들 로드는 사용시에 이들이 이식되는 뼈를 위한 적절한 배향으로 지향되도록 배치될 것이다. 인공보철물이 절구 둔부 인공보철물인 경우에, 이들 로드는 일반적으로 이들이 뼈의 가장 두꺼운 부분 내에, 즉 장골, 치골 및 좌골 각각 내로 끼워지도록 배향될 것이다.

인공 보철물은 바람직하게는 절구 인공보철물이다. 일 배열에서, 이는 종래의 컵 형상일 수 있다. 그러나, 천연 골반에서, 절구는 반구가 아니고 말발굽 형상과 더 유사하기 때문에, 인공보철물은 유사한 말발굽 형상일 수 있다. 컵 형상 인공보철물이 사용될 때에도, 대퇴부 헤드 인공보철물에 의한 컵 상의 마모는 말발굽을 증명한다는 사실이 알려져 있다.

일 대안적인 배열에서, 인공보철물은 컵이 전체적으로 종래의 반구형 컵이지만 지지 영역에서, 즉 말발굽에서 두껍고 나머지 영역에서 더 얇은 조합 구조일 수 있다. 이 더 얇은 영역은 뼈로의 고정 수단의 위치일 수 있다. 따라서, 뼈 나사가 사용되는 경우에, 이들은 이 위치에서 인공보철물을 통해 삽입될 수 있다. 조합 구조가 사용되는 경우에, 외부면은 일반적으로 종래의 반구형 컵일 수 있고, 지지 영역에서의 증가된 두께는 컵의 내부면 내의 상승된 지지면을 유도할 것이다.

종래의 반구형 구조를 가질 때 본 발명의 인공보철물은 임의의 적합한 크기 및 임의의 적합한 두께의 벽을 가질 것이다. 두께는 일반적으로 뼈를 보존하고 가능한 한 많이 천연 대퇴골 헤드 직경을 유지하도록 최소로 요구될 것이다. 일 배열에서, 벽 두께는 약 2 내지 약 5 mm이고 약 3 mm가 일반적으로 유용하다. 외부층에 대한 내부층의 두께의 비는 요구에 따라 조정될 수 있다. 그러나, 1:1의 영역에서의 비가 바람직할 수도 있는 것으로 고려된다. 그러나, 두께비의 편차는 인공보철물의 특성이 맞춤화되어 골반 내로의 하중의 자연적인 분배가 복제되게 된다.

인공보철물이 하중 지지 영역 내에 증가된 두께 및 비하중 지지 위치에 더 얇은 영역이 존재하는 배열을 갖는 경우에, 하중 지지 영역의 두께는 종래의 인공보철물에 대해 전술된 것과 유사할 것이다. 일 배열에서, 구멍이 비하중 지지 위치에 배치될 수 있다. 이는 인공보철물의 도입을 지지하는데 유용할 수 있고, 인공보철물을 통해 윤활제가 유동할 수 있게 한다.

본 발명의 제 2 양태에 따르면, 상기 제 1 양태의 인공보철물을 형성하는 방법으로서,

인공보철물 및 일체형 스테이크를 성형하는 단계, 및

상기 스테이크를 가열된 도구에 대해 위치시켜 미늘을 형성하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.

도구는 바람직하게는 유도 가열에 의해 가열된다.

이제, 본 발명이 첨부 도면을 참조하여 예로서 설명될 것이다.

도 1은 스테이크 상에 미늘의 형성에 앞서 본 발명에 따른 절구 컵의 아래로부터의 사시도.
도 2는 미늘이 형성된 후에 도 1의 절구 컵 인공보철물의 사시도.
도 3a 및 도 3b는 미늘이 형성될 수 있는 일 방법의 개략도로서, 도 3a는 스테이크 형성 전에 미늘을 도시하고, 도 3b는 미늘을 형성하는 제 위치에서 도구를 도시하는 도면.
도 4는 스테이크들이 결합하여 네트워크를 형성하고 있는, 본 발명의 대안적인 절구 컵 인공보철물의 일 측면 및 아래로부터의 사시도.
도 5는 아래로부터의 도 4의 인공보철물의 부분 절결도.
도 6은 도 5의 부분의 확대도.
도 7은 측면으로부터의 도 4의 인공보철물의 부분 절결도.
도 8은 아래로부터의 본 발명의 대안 실시예의 사시도.
도 9는 골반 내의 제 위치에서 도 7의 절구 컵 인공보철물의 개략도.
도 10은 상부로부터 일 배열의 절구 인공보철물의 도면.

도 1에 도시된 바와 같이, 절구 인공보철물(1)에서 인공 보철물의 외부 뼈 지향 표면은 표면(3)으로부터 연장하는 복수의 스테이크(2)를 구비한다. 도시된 배열에서, 스테이크(2)는 외부면(3)의 전체에 걸쳐 이격된다.

본원과 함께 출원된 모든 도면에서, 스테이크 및 미늘의 크기는 도시의 명료화를 향상시키기 위해 과장되어 있다.

도시된 배열에서, 스테이크(3)는 폴리에테르에테르케톤으로부터 형성되고 이와 같이 인공보철물(1)과 일체인 절구 컵 인공보철물을 위한 사출 성형 프로세스의 부분으로서 형성되어 있다. 일단 스테이크가 형성되어 있으면, 이들은 도 2에 도시된 바와 같이 미늘(4)을 형성하기 위해 이들이 전개되도록 고온 도구 내로 가압된다.

미늘(4) 형성의 프로세스는 도 3a 및 도 3b에 개략적으로 도시되어 있다. 도시된 배열에서, 스테이크는 기부로부터 그 첨단을 향해 테이퍼지지만 이는 임의의 적합한 배열을 가질 수도 있다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 스테이크가 힘 하에서 가열된 도구(5)와 접촉함에 따라, 이 스테이크는 스테이크(5)의 부분이 스테이크의 양 측면을 따라 연장하는 미늘(4)을 형성하기 위해 전개되도록 변형된다. 스테이크가 원형 단면을 갖는 경우에, 도구는 스테이크를 둘러싸는 미늘을 형성하도록 구성될 수 있다. 도시된 실시예에서, 미늘은 도 3b에 도시된 바와 같이 스테이크로부터 실질적으로 수직으로 연장한다.

스테이크(3)가 네트워크(6)를 형성하도록 결합되어 있는 배열이 도 4에 도시된다. 이 네트워크는 절구 컵 인공보철물의 외부면의 실질적으로 전체 영역 위로 연장할 수 있고 또는 그 하나 이상의 영역에 있을 수도 있다. 이들 영역은 사용시에 인공보철물이 단단히 고정되고 따라서 대퇴골 헤드 또는 그를 위한 인공보철물의 관절 연결에 의해 야기된 이동에 저지하도록 위치된다.

이 네트워크 배열의 미늘의 형상은 도 6 및 도 7에 명백히 보여질 수 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 정렬 로드(7)가 골반의 인공보철물의 위치를 지원하도록 제공될 수 있다. 제 위치의 인공보철물이 도 9에 도시되어 있다. 명료화를 위해 단지 스테이크의 네트워크의 일부만이 도시되어 있고 골반은 반투명한 것으로서 도시되어 있다. 컵의 림은 골반의 표면 위로 연장하는 것으로서 도시되어 있지만, 컵은 이러한 것이 발생하지 않도록 구성될 수 있다.

인공보철물이 말발굽 형태의 더 두꺼운 영역을 갖는 본 발명의 실시예가 도 10에 도시되어 있다. 더 두꺼운 영역(8)은 관절 연결 표면을 제공한다. 구멍(9)이 더 얇은 영역(10)에 제공된다.

본 발명이 절구 인공보철물과 연계하여 상세히 설명되었지만, 본 발명은 어깨 내의 인공 보철물과 같은 다른 인공보철물에 적용될 수도 있다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 다양한 수정, 사용 또는 적응이 본 발명의 범주 내에서 이루어질 수 있다는 것이 이해될 수 있을 것이다.

1: 인공보철물 2: 스테이크
3: 외부면 4: 미늘
5: 도구 6: 네트워크
7: 정렬 로드 8: 더 두꺼운 영역
9: 구멍 10: 더 얇은 영역

Claims (13)

1. 플라스틱 본체와, 상기 본체의 뼈 지향 표면으로부터 연장하는 복수의 미늘형 스테이크(stake)들을 포함하고, 상기 스테이크들은 끼워질 때 고정을 제공하도록 치수 설정되고 위치되는 인공보철물.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 미늘은 상기 스테이크 주위로 연장하는 인공보철물.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 스테이크는 약 0.3 mm 내지 약 3 mm 길이인 인공보철물.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 스테이크들이 존재하는 인공보철물.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 스테이크들은 약 0.5 mm 내지 약 15 mm로 이격되는 인공보철물.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 스테이크들은 네트워크를 형성하도록 결합되는 인공보철물.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인공보철물은 열가소성 폴리머로부터 형성되는 인공보철물.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 열가소성 재료는 보강될 수 있는 폴리에테르에테르케톤 또는 폴리에테르케톤케톤인 인공보철물.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인공보철물은 상기 뼈 지향 표면으로부터 연장하는 위치 결정 로드(rod)를 추가로 포함하는 인공보철물.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 스테이크 또는 각각의 스테이크는 상기 위치 결정 로드에 평행한 인공보철물.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인공보철물은 절구 컵 인공보철물(acetabular cup prosthesis)인 인공보철물.
12. 상기 제 1 형태의 인공보철물을 형성하는 방법으로서,
    인공보철물 및 일체형 스테이크들을 성형하는 단계, 및
    상기 스테이크들을 가열된 도구에 대해 위치시켜 미늘들을 형성하는 단계를 포함하는 방법.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 도구는 유도 가열에 의해 가열되는 방법.

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