KR20140113655A - 정형외과적 임플란트를 뼈에 앵커링하기 위한 시스템, 장치, 및 방법 - Google Patents

정형외과적 임플란트를 뼈에 앵커링하기 위한 시스템, 장치, 및 방법 Download PDF

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KR20140113655A
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KR
South Korea
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implant
component
light
shaper
delivery system
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Application number
KR20147017273A
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람프로스 쿠르티스
마이클 제이. 자스마
데이비드 명
마이클 씨. 홀리스
베르논 하디겐
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바이오미메디카, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 뼈 또는 관절 표면에 가요성 임플란트를 전달하고 부착시키는 방법, 장치 및 시스템에 관한 것이다. 임플란트 컨테이너는 임플란트를 둘러싸고 밀폐시키기 위한 제 1 구성요소 및 임플란트의 형상을 유지하고, 지지하고 맞추는데 적합한 제 2 구성요소를 포함한다. 임플란트 컨테이너는 임플란트 및 전달 장비 또는 도구에 부착가능한 하나 이상의 구성요소를 갖도록 설계되었다. 임플란트 컨테이너 구성요소는 임플란트와 뼈 표면 사이에 배치된 접착제를 경화시키기 위해 컨테이너의 두께 및 부착된 임플란트의 두께를 통과하여 광을 투과시키는 물질을 갖는다. 또한, 기술된 구체예는 임플란트를 부착시키기 위한 전달 장비 및 도구 및 관절 또는 뼈 표면과 접촉되는 임플란트를 제공한다.

Description

정형외과적 임플란트를 뼈에 앵커링하기 위한 시스템, 장치, 및 방법 {SYSTEMS, DEVICES, AND METHODS FOR ANCHORING ORTHOPAEDIC IMPLANTS TO BONE}
본 출원은 2011년 11월 21일 출원된 미국가특허출원 제 61/562,187호, 2011년 12월 2일 출원된 미국가특허출원 제 61/566,558호, 및 2011년 12월 2일에 출원된 미국가특허출원 제 61/566,567호의 이익을 주장하며, 이들 모두는 본원에 참조로서 통합된다.
본 상세한 설명 중에 언급된 모든 공개문헌 및 특허 출원은 각 공개문헌 또는 특허출원이 참조로서 통합되도록 구체적이고 개별적으로 개시된 정도로, 본 원에 참조로서 통합된다.
본 발명은 임플란트를 관절에 전달하고 부착하기 위한 장치, 시스템 및 방법을 포함한다. 상기 시스템은 가요성 임플란트 및/또는 임플란트를 뼈 표면에 부착하고 부착이 완료된 후 이것의 최종 형태를 결정하기 위한 전달수단 (delivery tool)에 연결될 수 있는 부착 부분을 지닌 별도의 셰이퍼를 포함할 수 있다. 또한, 상기 시스템은 임플란트를 뼈 표면에 앵커링하기 위해 임플란트의 표면상에 접착제를 경화시키기 위한 광 전달 기구를 포함할 수 있다.
매년 많은 환자가 관절이식수술을 받고 있다. 미국 내에서 매년 약 540,000명의 환자가 무릎 관절형성술(Arthroplasty)을 시술 받는다. 현재, 금속, 세라믹 및/또는 초-고분자량 폴리에틸렌 (Ultra-high molecular weight polyethylene, UHMWPE)으로 제작한 임플란트가, 정형외과적 관절형성술 또는 관절이식에 사용되어 오고 있다. 그러나 이러한 소재(materials)의 사용은 종종 다량의 뼈와 부드러운 조직의 손실을 필요로 한다. 예를 들어, 엉덩이 고관절 이식에서 대퇴골두가 종종 완전히 제거되거나, 금속 볼 및 스템 임플란트로 교체된다. 이것은 부식될 수 있거나, 이온 또는 파편, 예컨대, 금속 이온 또는 마모로 인한 입자를 방출할 수 있는, 보다 더 많은 양의 임플란트 소재를 환자 체내로 도입하는 결과를 초래한다. 상기 이온 또는 입자(들)은 관절 부위에 잔존하거나 혈액을 통해 인체의 부분으로 옮겨다닐 수 있다. 임플란트 또는 이것이 방출하는 파편 또는 이온(들)은 골흡수(골융해: osteolysis), 염증, 금속독성, 가성종양(Pseudo-tumors), 통증 및 다른 문제를 유발할 수 있다.
이에, 가요성 폴리머 임플란트가, 뼈 및 뼈 유사 구조물 또는 표면에 대한 부착을 위한 의료용 임플란트로서 고안되었다. 몇몇의 이러한 임플란트가 관절이식을 위한 현재 소재를 대체하기 위해 고안되었다. 예를 들어, 연성 폴리머 소재가 연골이식을 위해 사용 될 수 있으며, 이는 전통적인 소재, 예를 들어, 세라믹, 금속, 폴리에틸렌으로 제작한 임플란트에 대한 뼈 예비적 대안을 제공한다. 인공 연골 임플란트는 연골을 대체하기 위한 윤활성을 갖는 (관절) 표면, 및 체내 임의의 관절에 대한 뼈에 임플란트를 고정시키기 위한 부착 표면으로 형성될 수 있다. 일부 예에서, 수화된 폴리머(예를 들어, 하이드로젤) 소재가 연성 폴리머 임플란트를 형성하기 위해 사용된다. 또한, 이들 가요성 폴리머 임플란트는 단일폴리머, 코폴리머, 또는 완전히 상호침투성 폴리머 네트워크(IPN's) 및/또는 반-침투성 폴리머 네트워크(semi-IPN's)를 함유할 수 있다. 폴리머 임플란트는 임플란트의 특성을 변경시키는데 사용될 수 있는, 접근 가능한 화학 관능기 예컨데, 아민, 히드록실, 카르복실, 또는 우레탄기, 또는 관능기들의 조합을 또한 포함할 수 있다. 폴리머 소재 및 이들 소재를 함유하는 임플란트의 예가 2009년 7월 7일 출원된 미국특허출원 제 13/347,647호; 2011년 8월 26일 출원된 미국특허출원 제 13/219,348호; 2012년 1월 10일 출원된 미국특허출원 제 13/348,647호; 2009년 8월 5일 출원된 미국특허출원 제 12/538,233호; 2008년 4월 17일 출원된 미국특허출원 제 12/148,534호; 2012년 3월 12일 출원된 미국특허출원 제 13/418,294호; 2009년 3월 23일 출원된 국제특허출원 제 PCT/US11/4936호, 및 2012년 1월 10일 출원된 국제특허출원 제 PCT/US12/20828호에 보다 더 충분하게 기재되어 있으며, 이들 모두 그 전체가 본 명세서에 참조로서 통합된다.
폴리머 소재를 사용의 다른 장점은 임플란트 내에 바람직한 기계적 특성을 생성시킬 수 있는 능력이다. 임플란트는 윤활성을 제공하는 것과 동시에, 높은 기계적 강도 및 내마모성 갖도록 생성시킬 수 있다. 이것은 폴리머 임플란트가 관절의 일면 상에 임플란트 되어 관절 내에서 폴리머와 연골이 접하는 이음부를 형성하는 경우, 관절 임플란트에 대해 특히 장점이 있다. 폴리머 임플란트의 뼈를 향하는 면은, 동일한 임플란트의 이음면이 윤할성을 제공하는 수화된 폴리머인 반면에, 강도 및 내마모성을 제공하는 폴리머 소재를 포함하도록 고안될 수 있다. 또한, 관절은 여러 개의 임플란트 된 폴리머 장치를 포함할 수 있으며, 여기서 하나의 장치는 이음부 내의 다른 장치와 짝을 이룰 수 있다. 각 폴리머 임플란트는 관절 내 각 뼈 표면에 부착되고 폴리머와 폴리머가 접하는 이음부 내에서 짝을 이룬다. 임플란트의 상기 구조 및 폴리머 조성물은 뼈를 향하는 면에서의 강도 및 이음면에서의 낮은 마찰을 보장한다.
폴리머 소재의 다양한 특성은 여러 장점을 제공하지만, 하나의 해결과제는 연성의 가요성 임플란트의 형태와 모양을 유지하는 것이 어렵다는 것이다. 금속 대응물과 달리, 가요성 폴리머 소재의 형태는 임플란트 환경에 의해 보다 더 용이하게 구부러지거나, 비틀어지거나, 변화될 수 있다. 보관 중에 사용되지 않은 임플란트가 형태가 변경되고, 필요로 하는 때에 더 이상 임플란트에 사용할 수 없게 되는 것은 문제이다. 또한, 임플란트 시술 중 형태 변경은, 앵커링 중 또는 후에 임플란트의 형태가 변경되는 경우 잠재적으로 위험하다. 이에, 환자의 체내로 임플란트 하기 전, 이식하는 동안 및 임플란트의 전달 및 이식 수행 후의 목적하는 형태 및 모양을 유지할 필요가 있다.
상기에 더하여, 가요성 임플란트의 다른 해결과제는 임플란트를 목적하는 부위에 적절히 위치시키고 부착할 수 있는 능력이다. 임플란트는 통상 뼈 또는 관절 공간에 경화성 접착제 또는 시멘트에 의해 앵커링 된다. 통상의 접착제 또는 시멘트는 폴리메틸메타크릴레이트를 함유하고, 상기 화합물을 그라우트 유사 소재 안으로 경화시키는 것을 포함하며, 여기서 접착제는 임플란트 상의 특징부(예컨대, 홈)와 맞물려져서 임플란트가 표면에 고정되도록 한다. 또한 다른 부착 기작은 화학적 및/또는 물리적 부착 예를 들어, 장치 소재 또는 뼈 상에 발견되는 반응성 관능기 및 접착제 폴리머 내의 화학적 기 사이에 형성되는 공유결합, 및/또는 다양한 비공유 결합 예컨대, 흡착 (예를 들어, 화학흡착, 물리적흡착), 소수성 상호작용 (hydrophobic interaction), 결정형성, 수소결합, 파이결합스태킹 (pi-bond stacking), 반데르발스 상호작용 (van der Waals interaction) 및 장치와 경화된 접착제 코폴리머 간의 물리적 얽힘 (예를 들어, 분자 수준에서), 기계적 맞물림을 포함한다. 물리적 부착은 돌기, 함몰, 홈, 구멍, 거칠한 면, 공간 및/또는 다른 표면 특성의 충진 또는 맞물려짐의 결과 일 수 있다. 가요성 폴리머 임플란트를 앵커링 하기 위해 사용될 수 있는 접착제 화합물의 예는 하기에 기술된 내용을 포함하며, 이들 전체가 참조로서 통합된다: 2009년 3월 23일 출원된 미국특허출원 제 12/409,359호; 2012년 7월 5일 출원된 미특허출원 제 13/542,464호; 및 2012년 10월 3일 출원된 미국특허출원 제 13/573,788호.
일반적으로, 이러한 접착제 화합물은 경화되지 않은 상태로 임플란트 표면에 적용된다. 다음, 열, 화학적 또는 빛에 의한 경화가 임플란트 표면에 적용되면, 임플란트는 관절 표면에 부착된다. 폴리머 임플란트에서 발생되는 다른 문제는 경화 과정 중 임플란트의 위치와 형태를 조절할 필요성이다.
이러한 해결과제를 극복하기 위해, 본 발명의 구체예는 가요성 임플란트를 뼈 또는 뼈 유사 표면에 전달하고 부착하는 것을 구현하는 방법, 장치 및 시스템을 기술한다. 상기 구체예는, 임플란트가 목적하는 임플란트 형태를 지니고 용이, 신속 및 견고하게 뼈 관절 표면에 임플란트 될 수 있도록 한다. 일부 구체예는, 뼈 관절 표면에 임의의 임플란트를 전달 할 수 있으나, 뼈 관절 표면에 가요성 폴리머 임플란트를 전달하고 부착하는데 있어 특히 유용할 수 있다. 일부 실시예에서, 장치 및 방법은 임플란트가 비정형 형태를 포함하여 뼈의 표면의 형태에 일치하도록 허용 하여, 이에 따라 임플란트 및 뼈 표면 사이에 보다 더 잘 맞음을 제공할 수 있다.
또한 상기 구체예는, 접착제 화합물의 경화 속도를 조절하여 임플란트의 재배치 또는 재형성을 허용하는 데 사용될 수 있는 방법 및 장치를 제공한다. 예를 들어, 사용자 (예를 들어, 외과의사)는 부착 과정의 개시 예컨대, 경화(예를 들어, 경화는 임플란트가 관절 내에 적절하게 배치된 이후에만 시작될 수 있다)를 경화 속도 특징부를 지닌 전달 장치를 사용함에 의해 조절할 수 있도록 할 수 있다. 일단 배치된 임플란트를 지지하기 위한 접착제의 경화가 시작되면, 이 과정은 매우 신속하게 수행될 수 있으며, 임플란트가 경화 전에 위치에서 벗어나 이동할 수 있는 가능성이 감소하며, 임플란트 부착이 완료된다. 또한, 상기 구체예는 경화 중 적절한 고정화를 보장하기 위해, 임플란트의 형태를 유지하고 몰딩하는 방법 및 장치를 제공한다. 예를 들어, 셰이핑 장치가, 관절 공간에 부착하는 동안에 임플란트의 형태를 유지하고, 지지하며, 또는 일치시키기 위해 제공된다.
또한, 본 발명의 구체예가 가요성 또는 연성 임플란트를 제공하나, 본원에서 기술된 장치, 방법 및 시스템은 상대적으로 견고하거나 단단한 구조물을 갖는 임플란트를 사용할 수 있음은 물론이다.
본 발명의 일면에서, 기술된 구체예는, 제 2 구성요소와 짝지어 지는 경우, 임플란트를 둘러싸고 수용하도록 제작된 제 1 구성요소, 정형외과적 임플란트를 지지하도록 제작된 제 2 구성요소를 갖는 컨테이너; 및 정형외과적 임플란트를 환자의 관절 내로 삽입하기 위해 구성된 전달기구를 포함하는 정형외과적 임플란트 전달 시스템에 관한 것이며, 상기 전달기구는 컨테이너의 제 2구성요소에 방출 가능하게 부착되기 위한 커넥터 및 전달기구 및 관절에 부착된 임플란트의 조작이 가능하도록 허용 하는 규격 및 구성의 손잡이 부재를 포함한다.
임의의 구체예에서, 전달 기구는 광원, 및 커넥터에 부착된 컨테이너의 제 2 구성요소에 의해 지지되는 정형외과적 임플란트에 광원으로부터 광을 전달하도록 제작돤 광 어플리케이터를 갖는, 광 전달 기구일 수 있다.
임의의 구체예에서, 광 어플리케이터는 커넥터에 부착된 컨테이너의 제 2 구성요소를 통해 광을 임플란트로 전달하도록 추가로 제작된 광 어플리케이터 일 수 있다. 임의의 구체예에서, 광원은 광 경화성 화합물을 경화시키기에 적합한 광을 방출할 수 있도록 구성될 수 있다. 임의의 구체예에서, 손잡이 부재는 광 전달 기구의 수평축을 따라 배치된 핸들일 수 있다.
임의의 구체예에서, 광 전달 기구는 광 어플리케이터를 광원에 연결하는 광가이드 케이블을 포함한다. 임의의 구체예에서, 광 전달 기구는 자기함유 전력원을 포함할 수 있다. 임의의 구체예에서, 광원은 하나 이상의 LED 또는 LED 배열을 포함할 수 있다. 임의의 구체예에서, 제 2 구성요소는 광 산광기(light diffuser)를 추가로 포함한다.
임의의 구체예에서, 제 1 구성요소 및 제 2 구성요소는 나사형태의 경계면을 통해 짝을 이루도록 구성된다. 임의의 구체예에서, 제 1 구성요소 및 제 2 구성요소는 진공 흡입 경계면을 통해 짝을 이루도록 구성된다.
임의의 구체예에서, 컨테이너의 제 2 구성요소는 리드를 포함한다. 임의의 구체예에서, 컨테이너의 제 2 구성요소는 리드 및 임플란트 셰이퍼를 포함한다.
임의의 구체예에서, 임플란트 세이퍼는 임플란트의 형태를 유지하는 동안 임플란트를 지지하도록 제작될 수 있다. 임의의 구체예에서, 임플란트 세이퍼는 임플란트 표면을 보호하도록 제작될 수 있다.
임의의 구체예에서, 컨테이너의 제 2 구성요소는 볼록한 구 모양의 표면을 포함하며, 상기 볼록한 구 표면은 임플란트의 내부 표면의 오목한 부분과 맞물려 임플란트를 지지하도록 제작된다. 임의의 구체예에서, 컨테이너의 제 2 구성요소는 약 38 mm내지 약 60 mm 의 횡단면 직경을 갖는다. 임의의 구체예에서, 횡단면 직경은 약 30 mm 내지 약 60 mm 일 수 있다.
임의의 구체예에서, 제 1 구성요소 및 제 2 구성요소는 외부 표면의 외주면을 따라 톱니자국을 포함한다.
임의의 구체예에서, 컨테이너는 투명일 수 있다. 임의의 구체예에서, 제 2 구성요소는 광이 제 1구성요소에 의해 지지되는 정형외과적 임플란트의 두께를 통해 통과되는 것을 허용하도록 충분히 투명일 수 있다. 임의의 구체예에서, 제 2 구성요소는 제 2 구성요소의 두께를 통한, 제 2 구성요소에 의해 지지되는 정형외과적 임플란트로의 광 통과를 가능하게 한다.
임의의 구체예에서, 제 2 구성요소는 광 전달 기구의 광 어플리케이터와 맞물리도록 제작된 개방부를 포함한다.
임의의 구체예에서, 시스템은 컨테이너의 제 2 구성요소에 의해 지지되는 임플란트의 표면에 적용되는 광 경화성 화합물을 추가로 포함한다.
임의의 구체예에서, 시스템은 임플란트 컨테이너 안쪽의 정형외과적 임플란트를 포함한다. 임의의 구체예에서, 임플란트 컨테이너는 관골구 임플란트를 에워싸도록 제작될 수 있다. 임의의 구체예에서, 임플란트 컨테이너는 대퇴골 임플란트 에워싸도록 제작될 수 있다.
다른 일면에서, 기술된 일 구체예는, 정형외과적 임플란트를 수용하도록 제작된 제 1 구성요소, 제 1 구성요소와 짝을 이루어 상기 임플란트를 둘러싸고 수용하도록 제작된 제 2 구성요소, 및 임플란트가 수용되는 동안 상기 임플란트의 형태를 지지하고 유지하도록 제작된 제 3 구성요소; 및 환자의 관절 내로 정형외과적 임플란트를 삽입하기 위해 구성된 전달 기구를 갖는, 정형외과적 임플란트 전달 시스템을 제공하며, 여기서, 전달기구는 전달기구의 조작을 허용하도록 규격화되고 구성된 손잡이 부재를 포함한다.
임의의 구체예에서, 전달기구는 광원 및 광을 광원으로부터 컨테이너의 제 3 구성요소에 의해 지지되는 정형외과적 임플란트로 전달하도록 제작된 광원 어플리케이터를 갖는 광 전달 기구이다.
임의의 구체예에서, 제 3 구성요소는 제 1 및 제 2 구성요소와 짝을 이루어 임플란트를 둘러싸고 수용하도록 제작된다. 임의의 구체예에서, 제 3구성요소는 제 3 구성요소에 의해 지지되는 임플란트의 외부 볼록한 표면과 접촉하도록 제작될 수 있는 오목한 내부표면을 포함한다. 임의의 구체예에서, 제 3구성요소는 광이 제 3구성요소에 의해 지지되는 정형외과적 임플란트의 두께를 통과하는 것을 허용하도록 충분히 투명하다. 임의의 구체예에서, 제 3 구성요소는 방사상으로 확장 가능한 부재를 포함하는 대체적으로 구형인 껍질을 포함한다. 임의의 구체예에서, 제 3 구성요소는 탄력있는 확장가능 한 부재를 포함한다.
임의의 구체예에서, 시스템은 컨테이너의 제 3 구성요소에 의해 지지되는 임플란트의 표면 상에 광경화성 접착제를 포함한다.
임의의 구체예에서, 컨테이너의 제 3구성요소는 임플란트를 지지하는 경우 컨테이너로부터 제거될 수 있다.
임의의 구체예에서, 시스템은 컨테이너의 제 3 구성요소의 부분을 에워싸도록 제작된 형상 몰드를 포함하며, 여기서 형상 몰드는 제 3 구성요소가 컨테이너로부터 분리되는 경우 제 3 구성요소 및 임플란트의 형태를 유지한다.
임의의 구체예에서, 시스템은 관절 내로 삽입되도록 제작된 관절 공간 치수 측정기를 포함한다.
임의의 구체예에서, 시스템은 경화성 화합물 스프레딩 장치를 포함한다.
임의의 구체예에서, 임플란트 컨테이너는 대퇴골두의 일부를 에워싸도록 제작될 수 있다.
임의의 구체예에서, 광 어플리케이터는 2개의 마주보는 암(arms)을 포함하고, 마주보는 암은 장치의 수직 축 상에 배치된 회전축 지점 주변을 회전할 수 있도록 구성된다. 임의의 구체예에서, 광 어플리케이터는 마주보는 각각의 암의 표면을 따라 복수의 광 방출 요소를 포함한다. 임의의 구체예에서, 마주보는 암은 개구 구성 및 패쇄 구성을 갖는다. 임의의 구체예에서, 상기 패쇄된 구성 내의 마주보는 암은 약 180도 보다 더 큰 각을 갖는 실질적인 원형의 원호를 형성한다. 임의의 구체예에서, 실질적으로 원형인 원호는 약 180도 내지 270도의 각도를 갖는다.
임의의 구체예에서, 광 어플리케이터의 광 방출 말단은 볼록한 형태, 오목한 형태, 편평한 형태 및 쐐기 형태로 구성된 군으로부터 선택된 형태를 갖는다.
임의의 구체예에서, 광 어플리케이터는 약 30 mm 내지 약 60 mm의 횡단면 직경을 갖는다.
다른 일면에서, 일부 구체예는 임플란트를 수용하도록 제작된 제 1 구성요소; 임플란트와 맞물리고 지지하도록 구성된 제 1 표면을 포함하는 제 2 구성요소; 및 전달 수단에 부착되도록 구성된 컨테이너 상 제 2 표면을 갖는 임플란트 컨테이너를 제공하고, 여기서 상기 제 1 구성요소는 제 2 구성요소에 부착되어 상기 임플란트를 에워싸며, 상기 전달 수단이 상기 임플란트가 관절에 부착되는 것을 보조한다.
임의의 구체예에서, 전달수단은 광 전달기구이다. 임의의 구체예에서, 제 2 표면은 광을 광 전달기구로부터 컨테이너의 두께를 통해 임플란트의 표면으로 전달한다.
임의의 구체예에서, 전달 수단은 접착제 스프레딩 장치이다.
임의의 구체예에서, 제 2 구성요소는 임플란트의 오목한 표면과 맞물리도록 제작된 구형의 돌출부를 포함하고, 상기 구형 돌출부는 지지되는 임플란트의 형태를 유지하는 동안 임플란트를 상기 제 2 구성요소 상에 지지하도록 구성된다. 임의의 구체예에서, 상기 제 2 구성요소는 임플란트의 오목한 개방부 내로 삽입되도록 구성된다.
임의의 구체예에서, 제 2 구성요소의 하나 이상의 부분은, 광이 제 2 구성요소의 두께를 통해 전달되도록 허용한다. 임의의 구체예에서, 상기 제 2 구성요소는 제거할 수 있는 리드를 포함한다.
임의의 구체예에서, 상기 제 2 구성요소는 상기 제 2 구성요소에 의해 지지되는 임플란트의 형태를 유지하는 제거할 수 있는 셰이핑 부재를 포함한다. 임의의 구체예에서, 상기 제 2 구성요소 표면은 셰이핑 부재 상에 있다.
임의의 구체예에서, 상기 셰이핑 부재는 노스 폴 및 노스 폴 주변의 개방부를 갖는다.
임의의 구체예에서, 셰이핑 부재는 방사상으로 확장 가능하다. 임의의 구체예에서, 상기 셰이핑 부재는 확장가능 한 개방부를 갖는다. 임의의 구체예에서, 상기 셰이핑 부재는 상기 셰이핑 부재의 방사상 확장을 허용하도록 제작된 천공(들)을 포함한다. 임의의 구체예에서, 셰이핑 부재는 탄력 있는 부재를 포함한다. 임의의 구체예에서, 셰이핑 부재는 복수의 수직 슬롯을 갖는다. 임의의 구체예에서, 셰이핑 부재는 상기 셰이핑 부재의 중심을 향해 탄력적으로 휘어진 확장가능 한 구역을 포함한다.
임의의 구체예에서, 셰이핑 부재는 상기 셰이핑 부재의 수직 축을 따라 하나 이상의 노스 폴을 포함하고, 하나 이상의 복수의 수직 슬롯이 노스 폴의 원심 방향으로 배치된다. 임의의 구체예에서, 하나 이상의 복수의 수직 슬롯의 말단이 셰이핑 부재의 개방부에서 외주면 상에 위치된다. 임의의 구체예에서, 복수의 수직 슬롯이 균일한 길이를 갖는다. 임의의 구체예에서, 복수의 수직 슬롯이 2개 이상의 다른 길이를 갖는다.
임의의 구체예에서, 셰이핑 부재는 임플란트 외부 표면과 맞물리도록 제작된 내부 표면을 지닌 오목한 캡을 포함한다. 임의의 구체예에서, 제 2 구성요소는 임플란트의 오목한 표면과 맞물리도록 제작된 볼록한 모양의 돌출부를 포함하고, 상기 제 2 구성요소는 맞물리는 동안 임플란트의 형태를 유지하도록 구성을 갖는다.
다른 일면에서, 일부 구체예는, 가요성 임플란트를 관절 공간 내로 배치하는 것을 포함하여 관절 공간 내 가요성 임플란트를 경화하고; 가요성 임플란트를 셰이퍼에 부착함에 의해 관절 공간 내 가요성 임플란트의 형태를 유지하며; 경화성 화합물을 임플란트 또는 관절의 표면에 가하고; 및 임플란트를 화합물을 중합화함에 의해 관절 공간의 표면으로 붙이기 위한 방법을 제공한다.
임의의 구체예에서, 가요성 임플란트의 경화를 위한 방법은, 광 및 열 경화의 조합에 의해 임플란트의 표면에 화합물을 경화시키는 것을 포함한다.
임의의 구체예에서, 가요성 임플란트의 경화를 위한 방법은, 임플란트의 표면상 및 관절 공간 내로의 화합물 중합을 개시하기 위해, 광을 임플란트의 두께를 통해 가하는 것을 포함한다.
임의의 구체예에서, 가요성 임플란트의 경화를 위한 방법은, 셰이퍼를 포함하는 컨테이너 내에 임플란트를 제공하고; 전달 장치를 전달 부착 부위에 결합하며; 및 임플란트를 전달 장치를 조작함에 의해 관절 공간의 표면으로 전달하는 것을 포함하며, 여기서 상기 셰이퍼는 전달 부착 부분을 갖는다.
임의의 구체예에서, 가요성 임플란트의 경화를 위한 방법은, 광을 컨테이너의 두께를 통해 가하는 것에 의해 임플란트를 관절 공간의 표면에 부착하고; 및 컨테이너를 제거하는 것을 포함한다.
임의의 구체예에서, 가요성 임플란트를 경화하기 위한 방법은, 임플란트를 관절 공간내의 표면에 대해 두는 동안 임플란트의 표면상에 화합물을 부분적으로 경화하고; 화합물이 부분적으로 경화되는 동안 임플란트의 부분을 조정하며; 및 조정 후에 화합물의 경화를 완료하는 것을 포함한다.
임의의 구체예에서, 가요성 임플란트의 경화를 위한 방법은, 화합물의 중합화 동안 임플란트의 모양 및 형태를 실질적으로 유지하는 것을 포함한다.
임의의 구체예에서, 가요성 임플란트의 경화를 위한 방법은, 임플란트를 셰이프 슬리브 내에 두는 것을 제공하고; 및 임플란트가 세이프 슬리브 내에 있는 동안에 뼈의 부분을 임플란트의 오목한 말단 안쪽으로 삽입하는 것을 포함한다.
임의의 구체예에서, 가요성 임플란트의 경화를 위한 방법은, 임플란트 내로 뼈를 삽입하는 동안에 셰이퍼를 탄력적으로 확장하는 것을 포함한다. 임의의 구체예에서, 가요성 임플란트를 경화시키기 위한 방법은, 대퇴골두 위에 임플란트를 두고; 및 대퇴골두 위에 두는 동안 셰이퍼 상의 복수의 탄력 있는 부재를 방사상으로 확장하는 것을 포함한다.
임의의 구체예에서, 가요성 임플란트의 경화를 위한 방법은, 화합물을 중합화하기 위해 광을 가하는 것을 포함한다. 임의의 구체예에서, 광이 임플란트의 두께를 통해 불연속적으로 적용된다. 임의의 구체예에서, 가요성 임플란트를 경화하기 위한 방법은, 부분적으로 화합물을 중합화 한 후 일정 시간 동안 광의 적용을 정지하는 것을 포함한다. 임의의 구체예에서, 가요성 임플란트의 경화를 위한 방법은, 광을 불연속적으로 적용하는 것에 의해 중합화 속도를 조절하는 것을 포함한다. 임의의 구체예에서, 가요성 임플란트의 경화를 위한 방법은, 광의 세기를 변경시키는 것을 포함한다. 임의의 구체예에서, 가요성 임플란트의 경화를 위한 방법은, 중합화 동안 관절 공간의 온도를 모니터링하고, 온도를 생리학적 한계점 아래로 유지하기 위해 광의 세기를 조정하는 것을 포함한다. 임의의 구체예에서, 광은 UV 광, 청색광, 또는 가시광을 포함한다. 임의의 구체예에서, 광은 임플란트의 두께를 통해 투과하는 데 충분한 세기를 갖는다.
임의의 구체예에서, 가요성 임플란트의 경화를 위한 방법은, 임플란트와 화합물간에 공유결합을 형성하도록 광을 가하는 것을 포함한다. 임의의 구체예에서, 가요성 임플란트의 경화를 위한 방법은, 임플란트와 화합물 간에 비공유결합을 형성하도록 광을 가하는 것을 포함한다. 임의의 구체예에서, 가요성 임플란트의 경화를 위한 방법은, 임플란트를 관절 공간 내로 위치시키기에 앞서 임플란트의 표면 상으로 화합물을 부분적으로 경화시키는 것을 포함한다.
임의의 구체예에서, 가요성 임플란트의 경화를 위한 방법은, 광을 임플란트의 두께를 통해 가하여 임플란트를 관절 공간 내로 위치시키기에 앞서 화합물의 부분적 중합화를 개시하도록 하는 것을 포함한다. 임의의 구체예에서, 가요성 임플란트의 경화를 위한 방법은, 화합물의 중합화에 앞서 임플란트를 관절 공간에 일치시키는 것을 포함한다. 임의의 구체예에서, 가요성 임플란트의 경화를 위한 방법은, 화합물을 임플란트의 부분 내로 용해, 확산, 및/또는 침투시킴에 의해 임플란트를 연화시키는 것을 포함한다.
임의의 구체예에서, 화합물은 임플란트를 관절 공간 내로 위치시키기에 앞서 임플란트의 표면에 가해진다. 임의의 구체예에서, 관절 공간은 관골구이다. 임의의 구체예에서, 관절 공간은 대퇴골두의 부분이다. 임의의 구체예에서, 임플란트는 폴리우레탄을 포함하는 정형외과적 폴리머 임플란트이다. 임의의 상기 구체예에서, 임플란트의 표면은 폴리우레탄을 포함한다.
임의의 구체예에서, 경화성 화합물은 폴리메틸메타크릴레이트를 포함한다.
다른 일면에서, 일부 구체예는 관절 공간의 표면을 셰이핑 하는 단계; 임플란트를 셰이핑 홀더 내에 제공하는 단계로서, 여기서 임플란트의 표면은 접착성의 경화성 화합물을 함유하고; 셰이핑 홀더 내의 임플란트를 관절 공간 내로 위치시키는 단계; 임플란트를 관절 공간에 부착하는 단계; 및 셰이핑 홀더를 제거하는 단계로, 관절 표면상에 연골을 이식하는 방법을 제공한다.
임의의 구체예에서, 관절 표면은 관절구 표면이다.
임의의 구체예에서, 임플란트는 셰이핑 홀더 위에 위치되고, 임플란트의 외부표면은 접착성의 경화성 화합물을 함유한다.
임의의 구체예에서, 관절 공간 상에 연골을 이식하는 방법은, 셰이핑 홀더의 노스 폴에 힘을 가하여 관절 표면과 접촉하는 임플란트 표면 위에 접착성 화합물을 실질적으로 분포시키는 것을 포함한다.
임의의 구체예에서, 관절 공간상에 연골을 이식하는 방법은, 관절 공간과 접촉하는 임플란트 표면상에 접착성 화합물을 실질적으로 분포시키기 위해 셰이핑 홀더의 외부 표면을 가로지르는 압축력을 가하는 것을 포함한다.
임의의 구체예에서, 관절 공간 상에 연골을 이식하는 방법은, 관절 공간을 셰이핑 한 후에 관절 공간의 크기를 확정하는 것을 포함한다.
임의의 구체예에서, 관절 공간 상에 연골을 이식하는 방법은, 조직을 제거하기 위해 관절 공간에 음으로 압력을 가하는 것을 포함한다.
임의의 구체예에서, 관절 공간 상에 연골을 이식하는 방법은, 접착성의 경화성 화합물을 양의 압력 하에 관절 표면으로 가하는 것을 포함한다.
다른 일면에서, 일부 구체예는 손잡이 부재를 갖는 관절 공간 치수 측정기; 길이 연장된 부재; 및 관절 공간 내로 삽입을 위해 구성된 볼록한 모양의 말단을 제공하며, 여기서 볼록한 모양의 말단은 직경 약 38 mm 내지 약 60mm의 구형 형태를 기지며, 상기 볼록한 모양 말단은 관절 공간의 깊이 및 크기에 대한 측정을 제공하도록 제작된다. 임의의 구체예에서, 관절 공간 치수 측정기는 관절 공간의 방향을 측정하도록 제작될 수 있다. 임의의 구체예에서, 관절 공간 치수 측정기의 볼록한 모양은 약 30 mm 내지 60 mm의 직경을 가질 수 있다.
다른 일면에서, 일부 구체예는 플런저 요소에 연결된 관형 핸들을 포함하는 접착성 스프레더를 제공하며, 상기 플런저 요소는 관형 핸들의 길이를 따라 움직이도록 구성되고, 여기서 플런저 요소는 약 38 mm 내지 약 60mm의 직경을 포함하며, 구형 목적물을 덮는 경우에 안쪽으로 반경방향 힘을 가하도록 제작된다. 임의의 구체예에서, 상기 플런저는 약 30 mm 내지 60 mm의 직경을 가질 수 있다.
다른 일면에서, 하나 이상의 롤러에 부착된 길이 연장된 지지 부재를 갖는 접착성 스프레더를 제공하고, 여기서 상기 롤러는 화합물을 표면을 가로질러 분포시키기 위해 표면을 가로질러 롤링하도록 제작되며, 상기 롤러는 핀에 의해 길이 연장된 지지체 부재에 부착된다. 임의의 구체예에서, 상기 롤러는 편평하지 않은 표면을 가로질러 롤링하도록 제작 될 수 있다.
다른 일면에서, 일부 구체예는, 경화성 화합물과 접촉하는 임플란트의 노스 폴 주변 제 1 임플란트 표면에 대해 제 1 힘을 가하는 단계로서, 여기서 상기 힘은 노스 폴에 대해 원심 방향으로 향하고; 임플란트와 접촉하는 스프레딩 장치를 노스 폴에 가끼운 위치에서 노스 폴에서 먼 위치로 이동시킴에 의해 제 2 임플란트 표면에 제 2 힘을 가하는 단계; 및 관절 표면과 접촉하는 임플란트 표면의 부분을 가로질러 경화성 화합물을 스프레딩하는 단계로, 임플란트 부착을 위한 경화성 접착제를 스프레딩 하는 방법을 제공한다.
임의의 구체예에서, 제 2 힘을 가하는 단계는 관절 공간과 접촉하는 임플란트 표면의 실질적으로 대부분을 가로질러 경화성 화합물을 스프레딩 하도록 반복된다.
임의의 구체예에서, 임플란트 부착을 위해 경화성 접착제를 스프레딩 하는 방법은, 임플란트에 부착된 셰이핑 요소를 통해 임플란트에 힘을 가하는 스프레딩 장치를 포함할 수 있다.
다른 일면에서, 구체예는 외부 표면 및 외부 표면의 외주 주변에 배치된 플랜지된 림을 지닌 원통형 몸체를 갖는 모양 (form) 몰드 (mold)를 제공하며, 여기서 몸체는 가요성 임플란트를 둘러싸는 임플란트 셰이핑 부재와 짝을 이루도록 제작된다.
추가의 다른 면에서, 구체예는, 관절 공간 안쪽으로 및 관절 공간 상으로 경화성 화합물을 위치시키는 단계; 관절 표면상에 경화성 화합물을 셰이핑 하는 단계; 경화성 화합물을 관절 공간 상에 중합화함에 의해 관절 공간으로 경화성 화합물을 붙이는 단계; 및 관절 표면 상에 가요성 관절 코팅을 형성하는 단계로, 관절 공간 내에 가요성 코팅을 경화하는 방법을 제공한다.
추가의 다른 일면에서, 구체예는, 정형외과적 임플란트를 지지하고 임플란트 형태를 지지하도록 제작된 셰이핑 부재; 및 환자의 관절 내로 정형외과적 임플란트를 삽입하기 위해 구성된 전달 기구를 갖는 정형외과적 임플란트 전달 시스템을 제공하며, 여기서, 상기 전달기구는 셰이핑 요소에 방출 가능 하도록 부착하기 위한 커넥터, 및 전달 기구 및 관절에 부착된 임플란트의 조작을 허용하도록 규격화되고 구성된 손잡이 부재를 포함한다.
다른 일면에서, 구체예는 관절 공간 내로 가요성 임플란트를 위치시키는 단계; 가요성 임플란트를 셰이퍼에 부착함에 의해 관절 공간 내 가요성 임플란트의 형태를 유지하는 단계; 경화성 화합물을 임플란트의 표면에 가하는 단계; 및 화합물을 중합함에 의해 관절 공간의 표면에 임플란트를 부착하는 단계로, 관절 공간 내에 가요성 임플란트를 경화하기 위한 방법을 제공한다.
본 발명의 신규한 특징은 이하 청구항 내에 상세하게 설명된다. 본 발명의 특징 및 장점은, 본 발명의 원리가 적용되는 구체예를 기술하는 하기 상세한 설명, 및 첨부 도면을 참조로 하여 보다 더 잘 이해될 수 있을 것이다:
도 1은 관골구 및 대퇴골두에 대응하는 가요성 임플란트를 나타낸다.
도 2는 관골구 및 대퇴골두의 관절 표면에 부착된 도 1의 가요성 임플란트를 나타낸다.
도 3은 임플란트 표면에 접착제를 가하는 것을 도시한다.
도 4는 임플란트 컨테이너의 구성요소를 도시한다.
도 5는 반-투과성 임플란트 컨테이너를 도시한다.
도 6은 반-투과성 임플란트 컨테이너의 구성요소를 도시한다.
도 7은 패쇄된 임플란트 컨테이너를 도시한다.
도 8은 부착부분 및 전달 수단을 지닌 임플란트 컨테이너를 도시한다.
도 9는 도 8의 전달 수단을 도시한다.
도 10은 컨테이너 구성요소에 연결된 도 8의 전달 수단을 도시한다.
도 11은 임플란트를 관골구로 전달하는 도 10의 임플란트 어셈블리 및 전달 수단을 도시한다.
도 12는 가요성 임플란트를 지닌 관골구를 도시한다.
도 13은 광 전달 기구 및 경화 시스템을 나타낸다.
도 14a-c는 도 13내의 전달 및 경화 시스템의 구성요소를 나타낸다.
도 15는 임플란트 컨테이너의 분해 조립도를 나타낸다.
도 16은 도 15내의 임플란트 컨테이너의 횡단면도이다.
도 17은 도 15내의 임플란트 컨테이너의 다른 횡단면도이다.
도 18은 전달 수단에 부착된 도 15내의 임플란트 컨테이너의 셰이퍼의 측면도이다.
도 19는 도 18내의 어셈블리의 횡단면도이다.
도 20은 광 전달 기구의 작업 말단을 도시한다.
도 21은 광 전달 기구의 작업 말단을 도시한다.
도 22는 셰이퍼에 부착된 임플란트를 도시한다.
도 23은 표면 홈(groove)를 지닌 셰이퍼를 도시한다.
도 24는 임플란트 컨테이너 및 구성요소의 다른 구체예의 분해 조립도이다.
도 25는 임플란트 컨테이너 및 구성요소의 추가의 구체예의 분해 조립도이다.
도 26a-b는 도 25내의 컨테이너의 횡단면도이다.
도 27a-b는 개방 및 패쇄된 임플란트 컨테이너를 나타낸다.
도 28a-b는 제 3 구성요소 또는 셰이퍼를 타나낸다.
도 29a-b는 대퇴골두에 부착된 도 28A내 어셈블리를 나타낸다.
도 30은 컨테이너 구성요소 및/또는 셰이퍼에 부착된 임플란트 상에 접착제를 가한 것을 도시한다.
도 31a는 근거리 및 원거리 개방부를 지닌 컨테이너 성문 및/또는 셰이퍼에 부착된 임플란트를 제시한다.
도 31b는 세이퍼 및/또는 컨테이너 구성요소 및 도 31a내의 임플란트의 횡단면도이다.
도 32는 접착제 스프레딩 장치를 나타낸다.
도 33은 기술된 구체예에 따른 플런저를 지닌 접착성 스프레딩 장치를 나타낸다.
도 34는 임플란트에 부착된 컨테이너 구성요소 및/또는 셰이퍼를 덮은 도 33의 접착성 스프레딩 장치를 나타낸다.
도 35는 기술된 다른 구체예에 따른 접착제 스프레딩 장치를 나타낸다.
도 36-37은 도 35내 장치의 횡단면도이다.
도 38은 도 35내에 도시된 장치 내 구성요소의 분해 조립도이다.
도 39는 도 35내에 도시된 장치의 어셈블링 되지 않은 구성요소를 나타낸다.
도 40은 도 35내에 도시된 장치의 어셈블링 된 구성요소를 나타낸다.
도 41은 일부 구체예에 다른 접착제 스프레딩 수단을 나타낸다.
도 42는 도 41내 도시된 접착제 스프레딩 수단의 횡단면도이다.
도 43은 일부 구체예에 다른 모양 몰드를 나타낸다.
도 44는 도 43내에 도시된 모양 몰드의 횡단면도이다.
도 45는 기술된 다른 구체예에 다른 모양 몰드를 나타낸다.
도 46은 도 45 내에 도시된 모양 몰드의 횡단면도이다.
도 47은 롤링 장치를 나타낸다.
도 48은 임플란트에 적용되는 도 47의 롤링 장치를 나타낸다.
도 49는 부착된 임플란트를 나타낸다.
도 50은 다른 롤링 장치를 나타낸다.
도 51A-B는 대퇴골 관절 영역에 대해 광을 가하기 위한 장치를 나타낸다.
도 52A-B는 관골절구골 관절 영역에 대한 광을 제공하기 위해, 패턴 정렬된 전구 또는 LEDs를 지닌 장치의 헤드를 나타낸다.
도 53A-C는 어깨 관절을 위한 임플란트를 나타낸다.
도 54A-B는 무릎 관절을 위한 임플란트를 나타낸다.
도 55는 뼈 표면에 대한 임플란트의 적용을 나타낸다.
도 56A-B는 가요성, 윤곽을 보존하는 연골 이식 임플란트를 뼈에 고정하기 위한 장치 및 방법을 나타낸다.
도 57은 뼈 리머를 지닌 대퇴골두 셰이핑을 나타낸다.
도 58은 관련 치수 측정기를 나타낸다.
도 59A-B는 다른 관절 치수 측정기를 나타낸다.
도 60은 드릴로 뚫은 구멍을 지닌 대퇴골부를 나타낸다.
도 61은 드릴로 뚫은 구멍을 지닌 관골구를 나타낸다.
도 62A-B는 예시적인 치과용 접착성 시멘트, 치과용 와장 이장재(liner), 및 정형외과적 골시멘트를 나타낸다.
본 발명의 예시적인 구체예가 이제 상세히 참조될 것이며, 이의 예들이 첨부된 도면에서 설명된다. 본 발명이 예시적인 구체예와 결부되어 기재될 것이지만, 이들은 본 발명을 이들 구체예로 한정하고자 의도되는 것이 아님이 이해될 것이다. 반면에, 본 발명은 첨부된 특허청구범위에 의해서 정의된 본 발명의 사상 및 범위내에 포함될 수 있는 대안, 변형예 및 균등물을 포함하는 것으로 의도된다.
본 발명의 다양한 양태는 정형외과용 임플란트를 전달하고 이식하기 위한 시스템, 장치, 및 방법에 관한 것이다. 그러한 장치는, 이로 한정되는 것은 아니지만, 어깨관절, 수지관절, 수부 관절(hand joint), 발목관절, 족부 관절(foot joint), 발가락 관절, 무릎 구획 관절(knee compartment joint), 슬개대퇴관절(patellofemoral joint), 전체 무릎관절, 무릎 반달연골, 고관절, 고괄절의 대퇴부측, 고관절의 비구측(acetabular side of a hip joint), 어깨 관절 또는 고관절 테두리, 팔꿈치, 추간 관절면(intervertebral facet), 또는 척추관절을 포함한 체 내의 어떠한 관절에 사용하도록 형성될 수 있다.
도 1은 고관절을 위한 두 개의 예시적인 유연 관절 임플란트(301, 303)를 도시하고 있다. 제 1 모자 모양 임플란트(301)는 대퇴골두(femoral head: 912) 상에 맞춰지도록 설계된다. 제 2 임플란트(303)는 고관절 비구(910) 내로 맞춰지도록 설계된다. 도 2는 각각의 골 표면에 결합된 유연 임플란트(301, 303)를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 유연 입플란트(301, 303)는 메이팅 관절면을 지닌다. 일부 구체예에서, 유연 관절 임플란트(301, 303)은 생체적합성 폴리우레탄 IPN 또는 세미-IPN(semi-IPN)을 포함한다. IPN 또는 세미-IPN은 임플란트의 관절측 상에 친수성 폴리머를 포함할 수 있다. IPN 또는 세미-IPN은 임플란트의 관절측 상에 친수성의 순 음전하 폴리머를 포함할 수 있다. IPN 또는 세미-IPN은 임플란트의 관절측 상에 친수성의 순 음전하 폴리머, 예컨대, 소듐 폴리아크릴레이트 또는 폴리아크릴산을 포함할 수 있다. 친수성 폴리머, 순 음전하 폴리머, 또는 소듐 폴리아크릴레이트 또는 폴리아크릴산의 농도는 임플란트의 두께를 통해서 변화될 수 있으며, 최고의 농도는 관절면에 있고, 관절면으로부터 멀어짐에 따라 감소한다. 추가로, 폴리우레탄의 농도가 또한 임플란트의 두께를 가로질러 변화될 수 있으며, 여기서, 가장 높은 농도는 골-대면 측이다. 골-계면 측은 물질의 나머지와 실질적으로 심하게 비교될 수 있다. 대안적으로 유연 임플란트는 뻣뻣한 백킹(stiff backing)에 결합된 더 유연한 층으로 구성될 수 있다. 유연 관절 임플란트의 조성물에 관한 추가의 상세사항은 2009년 7월 7일자 출원된 미국출원 제12/499,041호; 2011년 8월 26일자 출원된 미국출원 제13/219,348호; 2012년 1월 10일자 출원된 미국출원 제 13/347,647호; 2009년 8월 5일자 출원된 미국출원 제12/536,233호; 2008년 4월 17일자 출원된 제12/148,534호; 2012년 3월 12일에 출원된 미국출원 제13/418,294호; 2009년 3월 23일자 출원된 국제출원 PCT/US11/4936호; 및 2012년 1월 10일자 출원된 국제출원 PCT/US12/20828호를 포함하며, 본원에서는 이들 모두의 전체 내용을 참조로 포함한다.
유연 임플란트는 접착제 또는 경화성 화합물, 예컨대, 골시멘트를 사용하여 관절에 고정될 수 있다. 도 3은 경화 가능한 접착제(802)가 임플란트(300)의 표면에 적용되고 있는 임플란트의 일부 구체예에 따른 횡단면도를 도시하고 있다. 접착제는 주사기(310)에 의함을 포함한 어떠한 방법에 의해서 적용될 수 있다. 임플란트의 조성은 전체에 걸쳐서 균일하거나 다른 단부에 비해서 한 단부에서 더 높은 농도의 어떠한 물질을 함유할 수 있다. 예를 들어, 임플란트(300)는 (308)에서의 골-유사 강경한 앵커링 표면 및 (304)에서의 카트리지-유사 수화된 윤활성 지지 표면을 함유한다. 일부 구체예에서, 구배 및/또는 전이 영역(306)이 윤활성 지지 표면(304)과 강경한 앵커링 단부(308) 사이에 존재할 수 있다. 접착제(802)가 앵커링 표면(308)에 적용되면, 접착제를 지닌 임플란트가 관절 또는 골 표면(804)과 접촉될 수 있다. 대안적으로, 일부 구체예에서, 접착제가 또한 임플란트 표면 대신 또는 그에 추가로 관절 또는 골 표면에 직접 적용될 수 있다. 빛이 적용(806)되어 접착제를 경화시켜서 임플란트를 관절 표면에 결합시킬 수 있다. 일부 구체예에서, 임플란트 물질은 임플란트의 두께를 통해서 빛을 충분히 통과시켜서, 접착제가 빛-경화되게 한다. 다른 구체예에서, 접착제는 열적으로 또는 화학적으로 경화될 수 있다. 추가로, 경화는 열, 화학, 또는 빛-경화의 조합을 통해서 수행될 수 있다. 유연 폴리머 임플란트를 고정시키기 위해서 사용될 수 있는 경화 가능한 화합물의 예는 2009년 3월 23일자 출원된 미국출원 제12/409,359호; 2012년 7월 5일자 출원된 미국출원 제13/542,464호; 및 2012년 10월 3일자 출원된 미국출원 제13/573,788호에 기재된 것들을 포함하며, 본원에서는 이들 전체내용을 참조로 포함한다.
문구, 골 시멘트, 경화 가능한 화합물, 접착제, 경화 가능한 접착제 등은 어떠한 특정의 물질 또는 화합물로 한정되지 않는다. 오히려, 이들 표현 및 용어는 광범위하게는 임플란트를 이식 부위에 접착, 고정, 결합, 부착, 접합 또는 연결시키기 위해서 사용될 수 있는 어떠한 화합물을 나타내는 것을 의미한다. 그러한 화합물은 접착제 성분을 함유할 수 있다. 추가로, 전부는 아니지만, 일부 화합물은 경화 가능하고/거나 중합 가능할 수 있다. 일부의 경우에, 결합 화합물은 아연 카르복실레이트와 같은 "이온성" 유형의 시멘트이다. 추가로, 치과용 시멘트, 접착제 또는 화합물, 예컨대, 도 62a 및 도 62b에 열거된 것들이 본원에 기재된 구체예와 함께 사용될 수 있다. 유연 폴리머 임플란트를 고정하기 위해서 사용될 수 있는 경화 가능한 및 비-경화 가능한 화합물의 예는 2009년 3월 23일자 출원된 미국출원 제12/409,359호; 2012년 7월 5일자 출원된 미국출원 제13/542,464호; 및 2012년 10월 3일자 출원된 미국출원 제13/573,788호에 기재된 것들을 포함하며, 본원에서는 이들의 전체내용을 참조로 포함한다.
일부 구체예는 사용전 임플란트를 보유시키기 위한 임플란트 컨테이너를 제공한다. 본 발명에 따른 임플란트 컨테이너는 임플란트를 지지하거나, 둘러싸거나, 잡고 있거나, 보유하고 있고, 임플란트를 관절에 이식하기 위한 준비를 하고 있다. 임플란트 컨테이너는 임플란트를 전개된 형태, 수축된 형태, 접힌 형태 또는 그들 사이의 형태로 유지시킬 수 있다. 컨테이너는 임플란트의 한쪽 또는 더욱 일반적으로는, 양쪽 모두를 지지할 수 있다. 컨테이너는 둘 (또는 그 초과)의 섹션을 지닐 수 있고; 그러한 섹션 중 둘 이상이 임플란트의 양쪽과 맞물리도록 형성될 수 있다.
도 4는 임플란트 컨테이너의 구체예를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 임플란트 컨테이너(200)는 임플란트(300)를 수용하고 보유하도록 구성된 제 1 구성요소(202)를 포함한다. 도 4에서, 제 1 구성요소(202)는 임플란트(300)의 일부를 수용하고 그를 둘러싸도록 설계된 부분(290)을 지니는 암의 부재(female member)이다. 제 1 구성요소(202)는 제 1 구성요소(202) 내로의 임플란트(300)의 배치를 부분적으로 또는 완전히 수용하기에 충분한 공간을 포함할 수 있다. 도 4는 일반적으로 구형인 볼록한 외표면(321)을 지니는 임플란트(300)를 도시하고 있다. 제 1 구성요소(202)는 임플란트(300)의 외표면(321)을 수용하거나 이와 메이팅되도록 성형된 내부 공간을 포함할 수 있다.
컨테이너(200)는 또한 임플란트(300)와 맞물리고 이를 보유하도록 구성된 제 2 구성요소(204)를 포함한다. 제 2 구성요소(204)는 암의 부재 또는 제 1 구성요소(202)와 메이팅되어 임플란트(300)를 둘러싸도록 설계된 수의 부재 또는 리드( male member or lid)일 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제 2 구성요소(204)는 임플란트와 맞물리며 그를 보유하도록 형성되는 표면(210)을 포함한다. 임플란트(300)는 임플란트(300)의 내부 표면(323)과 맞물리는 표면(210)을 지님으로써 제 2 구성요소(204)에 의해서 보유될 수 있다. 임플란트(300)가 오목한 내부 표면(323)을 지니는 경우에, 제 2 구성요소(204)의 표면(210)은 임플란트 표면(323)과의 메이팅 핏(mating fit)을 형성시키도록 구형이며 볼록할 수 있다. 임플란트(300)를 제 2 구성요소(204) 상에 충분하게 보유시키기 위해서, 임플란트(300)을 컨테이너(200)의 표면(210)에 고정시키도록 임플란트 표면(323)과 표면(210) 사이의 접촉 공간에 진공이 형성될 수 있다.
추가로, 제 2 구성요소(204)는 맞물린 임플란트의 모양을 유지시키는 것을 돕는 모양 유지 부재 또는 구성요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 구형 표면(210)은 임플란트(300)의 내부 표면(323)과 맞물리도록 크기 조절되고 성형된 일반적으로 볼록한 돌출부이다. 볼록한 돌출부(210)는 임플란트(323) 내로 삽입되는 때에 반구형의 임플란트 모양을 지지하고 유지시킨다. 임플란트를 지지하고/거나 유지시키는 것은 임플란트를 수축시키거나, 변형시키거나, 전개시키거나, 재형성시키거나, 펼치거나, 펴는 것을 포함할 수 있다.
일부 구체예에서, 모양 유지 부재 또는 구성요소는 컨테이너와 함께 사용되거나 그러한 컨테이너 없이 사용될 수 있는 컨테이너와는 구별되는 장치일 수 있다. 모양 유지 부재는 별도의 장치로서 상기 기재된 바와 같이 임플란트 모양을 지지하고/거나 유지시킬 수 있다.
추가로, 제 2 구성요소(204) 또는 모양 유지 요소는 임플란트(300)의 표면을 보호한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 임플란트(300)의 내부 표면(323)은 제 2 구성요소(204)의 외부 표면(210)과 맞물리며 그와 접촉한다. 맞물려 있는 동안에, 표면(210)은, 특히, 전달 및 결합 동안, 임플란트(300)의 내부 표면(323)을 덮고 있으며, 손상으로부터 보호한다.
도 4는 또한 전달 도구와 맞물리도록 구성된 컨테이너(200)의 또 다른 표면(207)을 예시하고 있다. 표면(207)은 전달 도구 결합 요소(206)를 포함한다. 일부 구체예에서, 전달 도구 결합 요소(206)는 제 1 또는 제 2 구성요소(202, 204)의 일부이다. 결합 요소(206)는 전달 도구, 예컨대, 가벼운 전달 기구와 연결, 결합 또는 맞물리도록 구성된다. 결합 요소(206)는 임플란트가 컨테이너(200)의 일부와 여전히 연결된 상태로 이식 위치로 전달되게 한다. 예를 들어, 도 4는 결합 요소(206)를 지니는 제 2 구성요소(204)를 도시하고 있다. 도 7 내지 도 12는 관절 공간 내로의 제 2 구성요소(204) 상의 임플란트(300)의 배치(placement)를 도시하고 있다. 결합 요소(206)와 맞물리는, 전달 도구(102)가 도 8 및 도 10에 도시되어 있다. 전달 도구(102)는 결합 요소(206) 및 제 2 구성요소(204)에 연결되며, 임플란트(300)는 제 2 구성요소(204)의 표면(210) 상으로 보유된다. 전달 도구(102)는 연결 나사를 포함한 어떠한 적합한 방식으로 결합 요소(206)에 결합될 수 있다.
추가의 구체예에서, 제 1 구성요소(202)와 제 2 구성요소(204)는 서로 결합되어 임플란트(300)를 둘러싼다. 컨테이너(200)의 섹션들은, 이로 한정되는 것은 아니지만, 접착제, 열쇠와 자물쇠, 클립, 클램프, 자석 클로우저(magnetic closure), 나사(screw thread), 및 테이프를 포함한, 어떠한 수단 또는 기계적인 메카니즘에 의해서 결합될 수 있다. 결합은 구성요소(202, 204)의 양측 상의 나사(208)들을 맞물리게 함으로써 수행될 수 있다. 대안적으로, 두 구성요소(202, 204)는 억지 끼워맞춤(interference fit) 또는 밀착식 끼워맞춤(friction fit)을 통해서 연결될 수 있다. 추가로, 컨테이너(200)는 하나 이상의 인덴테이션(indentation: 212)을 포함하여 서로에 대한 제 1 및 제 2 구성요소(202, 204)의 이동을 용이하게 한다. 인덴테이션은 구성요소의 외표면의 주변을 따라서 위치될 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 컨테이너(200)의 일부 또는 전부가 빛의 전도를 허용하는 일부 구체예가 제공된다. 도 5 및 도 6은 제 1 구성요소(202)와 제 2 구성요소(204) 둘 모두가 두께 방향을 통해서 빛의 전송을 허용하는 반투명 컨테이너(200)를 도시하고 있다. 다른 구체예에서, 컨테이너의 단지 일부분, 예컨대, 제 2 구성요소(204)의 일부가 빛의 전송을 허용한다. 그러한 부분들은 사용되는 재료에 따라서 투명 또는 반투명할 수 있다. 컨테이너의 (반드시 전부는 아니지만) 일부가 빛을 전송하는 경우에, 하나의 컨테이너 섹션이 에너지(예, 빛) 공급원에 연결되는 때에 어떠한 형태의 에너지를 전달하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 접착제가 빛-경화 가능하면, 컨테이너의 일부가 적어도 반투명하여, 임플란트의 두께를 통해서 그리고 경화를 개시시키도록 빛-경화 가능한 접착제 프리-폴리머(pre-polymer) 상으로 빛 전달 기구(광원)으로부터의 빛의 통과를 가능하게 할 수 있다. 장치 인클로저는, 이로 한정되는 것은 아니지만, 유리, 폴리카르보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리메틸펜텐(PMP), 폴리스티렌, 폴리설폰, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 석영, 실리콘, 또는 이들의 조합물을 포함한, 어떠한 투명, 반투명 재료를 포함할 수 있다.
상기 언급된 바와 같이, 도 7 내지 14c는 컨테이너(200) 및 전달 도구를 사용하여 임플란트(300)를 전달하고 부착하는 예를 도시한 것이다. 도 7 및 8은 반구형의 볼록한 돌출부를 지니는 수의 면(204) 및 반구형의 오목한 함몰부를 지니는 암의 면(202)을 포함하는 컨테이너(200)를 보여주는 것이다. 임플란트(300)는 컨테이너(200)의 두 섹션의 볼록한 측면과 오목한 측면 사이에 위치된 비구 임플란트이다. 일부 구체예에서, 세 가지 아이템이 함께 정밀하게 맞춰지도록 설계되고 제작될 수 있으며, 함께 포장되고 살균될 수 있다.
도 8에 나타난 바와 같이, 컨테이너(200)는 임플란트를 수용하는 것에 더하여, 전달 도구(102)와 연결하는 것을 포함하는 다른 기능을 지닐 수 있다. 컨테이너의 암의 면 또는 제 1 구성요소(202)는 비구강 내 이식을 위한 바람직하거나 정밀한 위치에 비구 임플란트(300)를 노출시키기 위해 용이하게 제거되도록 설계될 수 있다. 다시 말해서, 제 1 구성요소(202)는 임플란트(300)의 위치를 건드리지 않으면서 제거될 수 있고, 임플란트(300)는 제 2 구성요소(204)에 의해 물리적으로 고정된 채로 남게 된다.
도 9에 나타난 바와 같이, 전달 도구(102)는 임플란트(300)의 비구 관절 공간 내 움직임을 용이하게 하기 위한 긴 아암을 지니는 장치와 같은 어떠한 전달 보조 도구일 수 있다. 전달 도구(102)는 관절에 대한 도구 및 임플란트의 조작을 가능하게 하는 그립핑 부재 또는 핸들(126)을 포함할 수 있다. 추가로, 전달 도구는 환자의 신체 내 임플란트의 위치결정 및 부착에 부응하기 위해 꼬임, 휨, 곡선으로 되어 있는 아암을 포함할 수 있다. 핸들(126)은 다른 부위에 수직인 부위를 포함할 수 있다. 추가로, 핸들(126)은 장치(102)의 원위 말단 부근에 U-모양 커브를 포함할 수 있다. 전달 도구(102)는 또한 전달 도구를 컨테이너(200)의 부착 부재(206)에 연결하고 부착하는 연결부(104)를 포함할 수 있다.
다른 구체예에서, 전달 도구(102)는 임플란트 표면 상에 접착제를 경화시키기에 충분한 광을 제공하도록 구성된 광 전달 도구이다. 광 전달 도구는 임의의 모양을 지닐 수 있고, 관절 내 임플란트의 배치를 용이하게 하는 임의의 물질일 수 있다. 광 전달 도구는 실질적으로 선형, 곡선형, 뱀형, 또는 나선형일 수 있다. 도 8에 나타난 바와 같이, 전달 도구(102)는 광 어플리케이터(109)를 지니는 광 전달 도구일 수 있다.
도 8을 다시 참조하면, 제 1 구성요소(202)는 컨테이너(200)의 제 2 구성요소(204)로부터 제거될 수 있다. 제 2 구성요소(204)는 제 2 구성요소(204)의 표면 상에 부착된 비구 임플란트(300)를 포함한다. 일부 구체예에서, 제 2 구성요소(204)는, 임플란트(300)가 제 2 구성요소(204) 상에 고정되면서 임플란트(300)의 모양이 실질적으로 유지되거나 형성되게 하는 임플란트(300)에 맞물려 있는 표면을 지닌다. 임플란트 모양을 지지하고/거나, 맞추고/거나, 유지하는 것은 임플란트를 수축시키거나, 변형시키거나, 확대하거나, 재성형하거나, 확장시키거나, 펼치는 것을 포함할 수 있다. 전달 도구(102)는 제 2 구성요소(204)의 부착 요소(206)에 대한 부착을 위한 연결부(104)를 지닌다. 도 10은 제 2 구성요소(204)에 부착된 전달 도구(102)를 보여주는 것이다.
제 1 구성요소(202)의 제거에 의해 박리되는 경우, 경화가능한 접착제가 임플란트 표면에 적용될 수 있다. 경화가능한 접착제가 적용되면, 의사는 도 11에 나타난 바와 같이, 임플란트(300), 제 2 구성요소(204), 및 전달 도구(102)의 전체 어셈블리를 취하고, 이를 비구강(910) 내에 위치시키고, 가압할 수 있다. 어셈블리와 연결된 임플란트(300)는 임플란트의 위치 및 정렬을 수동으로 조절하지 않으면서 한 동작으로 적용될 수 있다.
일단 자리를 잡으면, 의사는 접착제 화합물이 임플란트를 관절 표면에 부착하도록 적당하게 경화될 때까지 제 위치에 어셈블리를 고정시킬 수 있다. 열적, 화학적, 또는 광-경화가 이용될 수 있다. 열 경화의 경우에, 의사는 경화 과정 동안 제 위치에 어셈블리를 고정시킨다. 광-경화의 경우에, 의사는 제 2 구성요소(202) 및 임플란트(300)를 거쳐, 그리고 임플란트(300)와 하부 골 사이에 삽입된 접착제 상에 도구의 원위 말단을 통해 광을 가하기 위하여 광원을 활성화시켜(예를 들어, 광 전달 도구 상에 버튼을 눌러) 접착제를 경화시키고, 이어서, 임플란트(300)를 제 위치에 앵커링시킬 수 있다. 전달 도구(102)는 경화를 위한 광을 제공하는 광 어플리케이터(109)를 포함할 수 있다. 광 어플리케이터(109)는 광을 제공하는 하나 이상의 LED 또는 다수의 LED를 포함할 수 있다. 상기 논의된 바와 같이, 컨테이너는 컨테이너의 두께를 통해 해 광의 투과를 가능하게 하는 물질을 포함할 수 있다. 추가로, 임플란트(300)는 또한 임플란트의 표면에 광의 투과를 유사하게 가능하게 하는 물질을 포함할 수 있다. 임플란트 물질은 임플란트 표면에 광의 투과를 가능하게 하여 접착제를 경화시키도록 아투명(semi-transparent), 투명, 반투명(translucent)할 수 있다. 일부 구체예에서, 광의 일부가 상기 물질에 통과 시 흡수될 수 있는 경우에도 광 전달 장치는 제 2 구성요소(204) 및 임플란트(300)를 통해 투과되기에 충분한 광을 전달한다.
임플란트(300)가 비구강(910)에 부착되면, 전달 도구(102) 및 컨테이너의 부착된 제 2 구성요소(204)는 제거된다. 임플란트가 진공 흡입기에 의해 제 2 구성요소(204)에 부착되는 일부 구체예에서, 제 2 구성요소(204)로부터 임플란트를 제거하기 위해서 진공이 해제되거나 파괴될 수 있다. 예를 들어, 일부 구체예에서, 진공이 펌프를 사용함으로써 달성되는 경우, 공기가 제 2 구성요소(204) 사이의 계면에 다시 유입될 수 있도록 펌프가 중지되고, 이에 의해서 흡입기의 유지 상태가 해제될 수 있다. 다른 구체예에서, 진공이 시린지/플런저 메카니즘에 의해 달성되는 경우, 플런저는 공기가 계면으로 다시 이동하도록 재위치되고, 이에 의해서 흡입기가 해제되며, 임플란트는 제 2 구성요소 및/또는 셰이퍼(204)로부터 제거될 수 있다.
다른 구체예에서, 제 2 구성요소(204)는 컨테이너의 일부가 아닐 수 있다. 그러한 경우에, 제 2 구성요소(204)는, 임플란트가 성형 요소에 부착되는 경우 임플란트의 모양을 유지하거나, 지지하거나, 맞추는 독립형 성형 요소이다. 성형 요소 또는 셰이퍼는 임플란트를 표적의 위치에 앵커링하는 것을 용이하게 하기 위해서 임플란트에 사전-부착되거나 부착가능할 수 있다.
도 13 및 14a-c는, 또한 광 전달 도구인 대안적인 전달 도구를 지니는 전달 및 경화 시스템(100)을 도시한 것이다. 기술된 광 전달 도구(102)는 컨테이너(200)의 제 2 구성요소(204)의 부착 요소(206)에 연결하기 위한 연결부(104)를 지니는 원단부를 포함한다. 에너지(광)원(112)은 어떠한 메카니즘에 의해, 특히 사용자(의사)에 의해 제어가능할 수 있는 메카니즘에 의해 에너지를 제 2 구성요소(204) 및 임플란트(300)에 전달할 수 있다. 마이크로파, 적외선, 가시광선 및 자외선을 포함하지만 이로 제한되지 않는 어떠한 형태의 에너지가 전달될 수 있다. 특정 예에서, 청색 광이 전달된다.
일부 구체예에서, 광 전달 도구(102)는 하우징(124)에 광섬유 케이블(120)을 포함한다. 하우징(124)은 예를 들어, 광 확산 유닛(122)에서의 한 단부 상에서, 그리고 전력 유닛(112)에 이어지는 도광 케이블(108)의 다른 단부 상에서 종결되는 금속 배관일 수 있다. 도광 케이블(108)은 케이블 소켓(110)을 통해 전력 공급부(112)에 연결될 수 있다. 광 전달 도구(102)는 또한 관절 공간에 대한 광 전달 도구 및 어떠한 부착된 구성요소의 조작을 돕기 위해서 그립핑 부재 또는 핸들(106)을 포함할 수 있다. 핸들(106)은 도구(102)의 횡축을 따라 위치될 수 있다. 전력 공급부는 광 투과 및 경화 속도의 제어를 돕기 위해서 시작/정지 버튼(114), 타이머 조절 버튼(116), 및 카운트다운 타이머(118)(또는 어떠한 다른 적합한 제어기)를 포함할 수 있다.
일부 구체예에서, 제 2 구성요소(204)는, 광 확산기(122)에 의해서 광 전달 도구(102)의 광 배출 단부로부터 컨테이너(200)의 제 2 구성요소(204)로 투사된 광이 확산되도록, 광 어플리케이터(109)와 맞물리도록 구성된 광 확산기(122)를 추가로 포함할 수 있다. 대안적으로, 광 확산기(122)는 광 어플리케이터(109)의 일부를 포함하는 것과 같이, 컨테이너(200)로부터 분리될 수 있다. 추가로, 어떠한 기재된 구체예에서, 광 어플리케이터는 약 30mm 내지 60mm의 단면 직경을 지닐 수 있다.
도 13 및 14a-c에 나타난 바와 같이, 광 에너지는 전력 유닛(112)에 의해 발생될 수 있고, 광섬유 케이블(108)을 통해 이동하여 산란되어, 임플란트(300)에 인접한 접착제 영역의 일부가, 대부분이, 또는 모두가 광에 노출되도록 제 2 구성요소(204), 제 2 구성요소(204)의 표면, 및 임플란트(300)를 통해 광을 투과할 수 있다. 한 가지 특정 구체예에서, 광은 원위 광 확산기 유닛(122)에 의해 중앙지점으로부터 방사상으로 산란되어 제 2 구성요소(204), 임플란트(300)에 거쳐, 그리고 광-경화가능한 접착제 상에 방사상 분포로 고르게 광을 전달하고, 이에 의해서 접착제가 경화되고, 임플란트(300)가 제 위치로 고정된다.
도 15를 참조하면, 대안적인 임플란트 컨테이너(200)가 나타나 있다. 임플란트 컨테이너(200)는 임플란트(300)를 수용하고 둘러싸도록 개조된 제 1 구성요소(202) 및 임플란트(300)의 모양을 고정시키고 유지하도록 구성된 제 2 구성요소(204)를 포함한다. 제 2 구성요소(204)는 두 개의 하위구성요소(205, 209)를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 2 구성요소(204)는 셰이퍼(205)와 메이팅되는 리드(209)를 포함할 수 있다. 도 16 및 17은 도 15에 나타나 있는 컨테이너의 단면도를 제공한 것이다. 나타난 바와 같이, 컨테이너(200)는, 제 1 구성요소(202)와 제 2 구성요소(204)가 함께 부착되거나 커플링되는 경우에 임플란트(300)를 둘러쌈으로써 임플란트(300)를 고정시킬 수 있다. 예를 들어, 도 15 내지 17은 제 1 및 제 2 구성요소(202, 204)를 함께 커플링시키기 위한 메이팅 쓰레드(208)를 나타낸 것이다.
셰이퍼(205)는 임플란트를 고정시키고, 이와 맞물리도록 구성되어 있다. 일부 구체예에서, 셰이퍼는 임플란트(300)의 오목한 표면(232)과 맞물리는 볼록한 구형 표면(210)을 지닌다. 맞물리게 되면, 임플란트의 모양은 셰이퍼(205)에 의해 유지된다. 셰이퍼(205) 상에 임플란트(300)를 적당하게 고정시키기 위하여, 임플란트 표면(323)과 컨테이너(200)의 표면(210)에 임플란트(300)를 고정시키는 표면(210) 사이의 접촉 공간에는 진공이 형성될 수 있다. 일부 구체예에서, 반구형 셰이퍼의 직경은 약 38mm 내지 60mm이다. 어떠한 구체예에서, 셰이퍼의 직경은 약 30mm 내지 60mm일 수 있다.
추가로, 셰이퍼(205)는 임플란트(300)가 부착되면서 컨테이너(200)로부터 제거가능할 수 있다. 셰이퍼(205)는 전달 도구에 부착을 가능하게 하는 부착 요소(206)를 포함할 수 있다. 도 18 및 19는 임플란트(300)를 고정시키는 셰이퍼(205)를 보여주는 것이다. 셰이퍼(205)는 셰이퍼(205) 상의 부착 요소(206)와 전달 도구(1100) 단부의 연결부(1104) 사이에서 나사 쓰레드에 의해 전달 도구(1100)에 부착된다. 나사 쓰레드로 나타나 있을지라도, 이로 제한되지는 않지만, 접착제, 자물쇠-및-열쇠, 클립, 클램프, 자석 클로우저(magnetic closure), 및 테이프과 같은 부착을 위한 어떠한 적합한 수단이 사용될 수 있다.
일부 구체예에서, 셰이핑 부재 또는 셰이퍼(205)는 컨테이너가 있거나 없이 사용될 수 있는 컨테이너로부터의 분리된 디바이스일 수 있다. 셰이퍼(205)는 상기 기재된 대로 임플란트 형상을 분리된 디바이스로서 지탱하고/거나 유지할 수 있다. 추가로, 셰이퍼(205)는 전달 도구로의 부착을 위해 기재된 부착 요소(206)를 포함할 수 있다. 사용시에, 임플란트(300)는 셰이퍼(205)와 함께 또는 별도로 패키징될 수 있다. 분리된 경우, 임플란트(300)는 셰이퍼(205)의 표면에 부착된다. 전달 도구(1100)는 부착 요소(206)에 의해 셰이퍼(205)에 연결될 수 있다. 일단 부착되면, 전달 도구(110)를 이용하여 임플란트(300) 및 셰이퍼(205)를 표적 부위로 유도할 수 있다. 이러한 구체예에서, 셰이퍼(205)가 반드시 컨테이너의 일부이거나 컨테이너의 구성요소일 필요는 없다 (비록 가능하긴 해도). 더욱이, 셰이퍼(205)는 재사용될 수 있다.
전달 도구(1100)는 셰이퍼(205) 및 부착된 임플란트(300)를 관절로 유도하는 것을 돕기 위한 광 전달 디바이스 또는 광 비전달 보조 디바이스일 수 있다. 도 18 및 19는 절구 임플란트(300)가 부착을 위한 절구 관절 공간에 정위될 수 있는 광 비전달 도구를 도시한다. 일부 구체예에서, 진공 공급원이 전달 도구(1100)의 핸들(1102)에 포함될 수 있다.
도 20은 셰이퍼(205)에 부착하기 위한 광 전달 디바이스(102)를 도시한다. 광 전달 디바이스(102)는 광 전달 디바이스(102)의 광 출구 단부 (또는 작업 단부)에 커넥터(104)를 갖는다. 광 어플리케이터(109)가 또한 광 출구 단부에 위치하여 광을 연결된 셰이퍼(205)로 투영시킨다. 광 어플리케이터(109)는 LED 어레이(101)를 포함한다. 일부 구체예에서, 광 전달 디바이스(102)는 셰이퍼(205)를 부착시키기 위해 광 출구 단부 상에 메이팅 쓰레드를 포함할 수 있다. 억지 끼워맞춤(interference fit) 또는 임의의 기계적 메커니즘을 포함하는 임의의 부착 수단을 이용하여 광 전달 디바이스(102)를 셰이퍼(205)에 연결시킬 수 있다, 그 밖의 구체예에서, 셰이퍼(205)는 전달 디바이스(102)에 대한 셰이퍼(205)의 진공 흡입에 의해 광 전달 디바이스(102)에 부착된다.
도 21을 참조하면, 일부 구체예는 광 출구 또는 작업 단부에 반구형 볼록 형상을 지닌 광 전달 기계를 제공한다. 광 출구 단부는 광 투과를 가능케 하는 투명, 반투명, 또는 아-투명 구형 커버(993)를 지닌다. LED/발광 구성요소(들)(999)의 어레이(995)는 보호성 구형 커버링(993) 안에 하우징된다. LED(들)/발광 구성요소들(999)은 스페이서(997)만큼 떨어져서 놓일 수 있다. 추가 구체예에서, 도 21의 광 전달 기계(102)는 임플란트의 오복 부분 내에 정위되어 임플란트와 표면 사이의 화합물을 광-중합(light-curing)시킴에 의해 임플란트를 표면에 부착시킬 수 있다.
일부 구체예에서, 임플란트(300)는 표적 표면으로의 임플란트(300)의 부착을 용이하게 하는 범프(들), 함몰(들), 그루브(들), 구멍(들), 거친 구역(들), 공간(들) 등과 같은 표면 피쳐를 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 범프는 시멘트/접착제에 대한 맞물림(interdigitation) 앵커를 제공하는 표면 피쳐이다. 범프와 같은 표면 피쳐는 약 1mm-2mm의 높이를 지닐 수 있다. 그러나, 표면 피쳐는 1mm-2mm보다 작거나 클 수 있다. 일부 구체예에서, 표면 피쳐의 형상은 반구형으로부터 정사각형, 또는 원통형까지 다양할 수 있다. 추가로, 표면 피쳐는 임의의 단면의 연속하는 원주 그루브 또는 돌출부일 수 있다. 일부 구체예에서, 임플란트 (예컨대, 절구 임플란트)는 약 36 내지 약 48개의 표면 피쳐를 갖는다. 추가 구체예에서, 임플란트 (예컨대, 대퇴부 임플란트)는 약 56개의 표면 피쳐를 갖는다.
도 22에 도시된 대로, 임플란트(300)의 표면은 그루브 및/또는 범프(390, 386)를 지닌다. 1. 임플란트 표면 피쳐는 임플란트의 앵커링 표면과 골/부착 표면 사이의 요망되는 간격을 유지하도록 기능할 수 있다. 예를 들어, 표면 피쳐는 관절 표면과 접촉하고 있는 임플란트 표면 사이의 접착제/글루를 위한 공간을 생성할 수 있다. 추가로, 표면 피쳐는 향상된 고정을 위한 기하학적 구조를 제공할 수 있다. 골 시멘트를 이용한 일부 구체예에서, 표면 피쳐는 시멘트를 그라우트(grout)하고/거나 서로 맞물리게 하기 위한 기하학적 구조를 제공한다. 접착제의 경우, 이것은 화학적 결합을 위한 추가 표면적을 제공한다. 이에 의해 부착 후에 임플란트의 이동 또는 분리/풀 아웃(pulling out)에 대한 추가 내성이 발생한다.
추가로, 셰이퍼 또는 컨테이너 구성요소(205)는 또한 셰이퍼(205) 상에서 임플란트의 유지를 촉진하는 표면 피쳐를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 22 및 23은 셰이퍼(205)의 볼록 표면 상의 그루브(388)를 도시한다. 일부 구체예에서, 그루브(388)는 전달 및 경화 동안 셰이퍼(205) 상에서 임플란트의 흡입을 촉진하는 채널을 제공한다.
사용된 임플란트는 절구 임플란트에 대한 컨테이너 또는 분리된 셰이퍼로서 상기 기재되었을지라도, 사용된 임플란트는 표적 위치 및 임플란트의 기능에 따라 임의의 다양한 형상을 지닐 수 있음이 이해될 수 있다. 유사하게, 임플란트의 특정 형상은 컨테이너 및/또는 셰이퍼의 형상 및 구성요소에 영향을 줄 수 있다. 고관절의 경우, 절구는 일반적으로 오목 표면을 지니는데, 이는 일반적으로 인공 연골 임플란트가 또한 그 오목 형태를 반영할 것을 필요로 한다. 절구 임플란트를 보유하고 임플란트 형상을 유지하기 위해, 상기 구체예에 기재된 바와 같은 컨테이너/셰이퍼는 셰이핑 요소와 같은 구성요소를 지녀서 임플란트 공정 이전 및/또는 동안에 임플란트의 오목 형태를 유지할 것이다. 추가로, 기재된 임의의 구체예에서, 컨테이너/셰이퍼 및 이의 어떠한 구성요소는 재사용될 수 있다.
또 다른 예로서, 도 24-25는 제 1 구성요소(606)가 제 2 구성요소(604)와 메이팅될 때 대퇴골두 임플란트(300)를 둘러싸서 유지하도록 구성된 제 1 구성요소(606)를 지니는 대퇴골두 임플란트 컨테이너(600)를 설명한다. 대퇴골두는 구의 형상이고 절구와 관절로 이어져 "볼-인-소켓(ball-in-socket)" 관절을 형성한다. 절구와 달리, 대퇴골두는 볼록한 표면적을 지닌다. 대퇴골두 상의 연골은 180도보다 큰 표면적을 덮는다. 연골을 완전히 대체하는 것은 이러한 면적을 또한 본질적으로 완전히 덮는 임플란트를 요구한다 (예컨대, 180도보다 큰 표면적을 덮는다).
밑에 있는 뼈의 구면 기하학을 보존하면서 대퇴골두를 임플란트로 덮는 한 가지 방법은 대퇴골두의 최대 직경 이상으로 끌어내릴(pull down) 수 있는 임플란트를 이용하는 것이다. 이는 일시적으로 더 큰 직경까지 "확장"될 수 있어서 임플란트가 헤드의 최대 직경을 거뜬히 뛰어넘을 수 있게 하는 개구 직경(opening diameter)을 임플란트 상에 요구할 것이다. 가요성 대퇴부 연골 대체 임플란트-현재 산업에 이용되는 강성, 비가요성 금속 임플란트와 대조적으로-는 바로 그렇게 기능하는 능력을 지닌다. 대퇴골두는 또한 대퇴골두 주위에 개구 또는 슬릿을 갖는 임플란트를 천천히 움직이거나(easing), 가이딩하거나(guiding), 둘러쌈에 의해 또한 덮일 수 있다. 일부 구체예는 약 30mm 내지 약 50mm인 임플란트의 개구 직경을 제공한다.
도 24-25를 참조하면, 대퇴부 임플란트 컨테이너는 대퇴골두 위에 임플란트의 적절한 정위, 정렬, 및 앵커링을 가능하게 한다. 도 24-25는 임플란트(300)를 둘러싸서 넣은 제 1 볼록 구성요소(606) 또는 피메일 사이드(female side)를 도시한다. 제 2 구성요소 또는 메일 사이드(male side)(604)는 제 1 구성요소(606)에 부착되어 임플란트(300)를 컨테이너 내에 넣는다. 제 2 구성요소(604)는 대퇴부 임플란트(300)의 오목 공동으로 삽입될 수 있는 볼록 표면(626)을 포함한다. 제 2 구성요소(604)는 임플란트(300) 내에 삽입되어 있는 동안, 가요성 임플란트(300)의 요망되는 형태를 유지하는 것을 도울 수 있다. 이를 위해, 볼록 표면(626)은 전형적인 대퇴골두와 유사한 형상 또는 치수를 공유할 수 있다. 볼록 표면(626) 상에 임플란트(300)를 위치시키는 것은 예정된 표적 위치와 더욱 닮은 형상으로 유연성 임플란트 물질을 몰딩하거나 일치시킬 수 있다. 도 24-25에 도시된 대로, 볼록 표면(626)은 약 30mm 내지 약 60mm의 직경을 갖는 볼록 돌출부를 지닌다. 볼록 표면(626)은 상기 표면(626)을 플랜지 또는 립(621)에 연결시키는 목을 갖는 부분 구면이다.
제 1 구성요소(606)는 제 1 구성요소(606)가 제 2 구성요소(604)에 부착되거나 커플링될 때 임플란트(300)를 둘러싸는 오목 외부 인클로저를 포함할 수 있다. 부착은 개개 구성요소 상에서 메이팅 쓰레드(622, 614)를 포함하는 임의의 적합한 수단에 의해 촉진될 수 있다. 컨테이너의 섹션은 접착제, 락-앤-키, 클립, 클램프, 자성 클로저, 스크류 쓰레드, 및 테입을 포함하지만 이로 제한되는 것은 아닌 임의의 수단 또는 기계적 메커니즘에 의해 함께 유지될 수 있다.
컨테이너(600)는 또한 밀폐된 컨테이너 내에 하우징된 제 3 구성요소(608)를 포함할 수 있다. 제 3 구성요소(608)는 임플란트(300) 주위에 정위되어, 제 3 구성요소(608)의 내부 표면이 임플란트(300)의 외부 표면과 접촉하게 할 수 있다. 제 3 구성요소(608)는 임플란트(300)의 외부 표면을 부분적으로 또는 완전히 둘러쌀 수 있다.
일부 구체예에서, 제 3 구성요소(608)는 또한 임플란트(300)에 부착되거나, 임플란트를 둘러싸거나, 임플란트에 채용될 때 임플란트의 형상 또는 형태를 지탱하고/거나, 유지하고/거나 이에 일치할 수 있다. 다른 구체예에서, 제 3 구성요소(608)는 제 1 또는 제 2 구성요소의 일부일 수 있다.
기재된 대로, 일부 구체예에서, 제 3 구성요소(608)는 부착된 임플란트에 셰이핑 지지체를 제공하는 셰이퍼일 수 있다. 디바이스(608)는 컨테이너의 구성요소로서 기재되었으나, 컨테이너의 일부가 아니다. 일부 구체예에서, 디바이스(608)는 임의의 다른 물품의 구성요소가 아닌 셰이퍼일 수 있다. 대신, 디바이스(608)는 디바이스(608)가 임플란트 컨테이너의 일부가 되지 않고도 임플란트에 직접 셰이퍼로서 이용될 수 있다. 추가로, 비-컨테이너 셰이핑 디바이스(608)는, 디바이스(608)가 컨테이너의 일부가 아니라는 점을 제외하고는, 본 명세서의 구체예에 기재된 임의의 또는 모든 특징 또는 특성을 지닐 수 있다.
도 26a-b는 컨테이너(600) 내에 넣어진 임플란트(300)의 횡단면도를 도시한다. 도시된 대로, 임플란트(300)는 제 2 구성요소(604)의 표면(626)과 제 3 구성요소 또는 셰이퍼(608) 사이에 일부 넣어진다. 일부 구체예에서, 제 3 구성요소 또는 셰이퍼(608)의 섹션은 임플란트(300)와 제 1 구성요소(606)간의 접촉을 허용하는 개구 또는 구멍(652)을 함유할 수 있다. 대안적으로, 제 1 구성요소(606)는 임플란트(300)와 직접 접촉하지 않으며 임플란트를 넣는 것을 도울 수 있다. 이는 제 3 구성요소 또는 셰이퍼(608)가 개구를 지닌 경우에조차 그러할 수 있다. 예를 들어, 제 1 구성요소(606)는 제 1 구성요소(606)의 내부 표면 및 임플란트(300)의 표면 사이에 공간을 포함함에 의해 직접 접촉하지 않으며 임플란트(300)를 수용하도록 설계된 내부 표면을 지닐 수 있다.
도 26a-b는 임플란트(300)의 오목 부분에 삽입된 제 2 구성요소(604)의 볼록 돌출 표면(626)을 도시하고, 여기서 볼록 돌출부(626)는 임플란트(300)의 형상을 지탱하거나, 유지하거나, 이와 일치한다. 추가로, 일부 구체예에서, 제 1 구성요소(606)는 임플란트(300)의 볼록 외부 표면 또는 제 3 구성요소(608)와 접촉하기 위한 오목 내부 표면을 지닌다.
도 27a-b를 참조하면, 사용 중에, 제 2 구성요소(604)는 제 1 구성요소(606) 및 제 3 구성요소/셰이퍼(608)로부터 분리될 수 있다. 그 밖의 구체예에서, 제 3 구성요소/셰이퍼(608)는 제 2 구성요소(604 및/또는 제 1 구성요소(606)로부터 탈착될 수 있다. 도시된 대로, 제 3 구성요소/셰이퍼(608)는 컨테이너(600)가 개방될 때 제 1 구성요소(606)에 넣어질 수 있다. 일부 경우에, 제 3 구성요소/셰이퍼(608)는 임플란트(300)에 연결된 채로 유지된다. 그러한 경우에, 컨테이너가 일단 개방되면, 제 3 구성요소/셰이퍼(608)는 제 1 구성요소(606)로부터 분리될 수 있다.
도 28a는 임플란트(300)에 연결되는 제거된 제 3 구성요소 또는 셰이퍼(608)를 도시한 것이다. 일부 구체예에서, 제 3 구성요소/셰이퍼(608)는 분할되거나 자국을 낼 수 있다. 예를 들어, 도 28a-b는 제 3 구성요소(608)의 원주 둘레에 배치된 분할된 부재(612)를 도시한 것이다. 분할된 부재(612) 각각은 제 1 단부(650) 및 제 2 단부(628)를 갖는 한 쌍의 세로 슬롯(620)을 포함한다. 제 1 단부(650)는 제 3 구성요소 또는 셰이퍼(608)의 세로 방향을 따라 위치되며, 제 2 단부는 제 3 구성요소(608)의 원주를 따라 위치된다. 일부 구체예에서, 제 3 구성요소 또는 셰이퍼(608)는 세로 축(653)을 따라 노쓰 폴(654)에 있는 근위 개구(652) 및 원위 개구(630)를 갖는다. 원주는 원위 개구(630) 및 근위 개구(652)를 따라 연장한다. 일부 구체예에서, 세로 슬롯(620)은 서로 약 20도 떨어지게 위치된다. 일부 구체예에서, 하나 이상의 슬롯은 약 10, 20, 30도 떨어질 수 있다. 다른 구체예에서, 슬롯(620) 간의 거리는 균일하지 않다. 다른 경우에서, 슬롯(620)의 길이는 서로에 대해 균일할 수 있거나 균일하지 않을 수 있다. 다른 구체예에서, 각 슬롯(612)의 제 1 단부(650)는 제 3 구성요소 또는 셰이퍼(608)에서 개구(630)로부터 근위적으로 위치될 수 있다. 일부 경우에서, 제 1 단부(650)는 노쓰 폴 (north pole) (654) 또는 근위 개구(652) 주변의 원주로부터 원위적으로 위치될 수 있다.
추가 구체예에서, 분할된 부재(612)는 제 3 구성요소 또는 셰이퍼(608)의 개구(630)가 개방되거나 방사상으로 확장되게 할 수 있다. 예를 들어, 제 3 구성요소/셰이퍼(608)는 개구(640)로부터의 몇 도와 적도를 훨씬 넘어선 사이의 임의의 어딘가에 세로 방향으로 분할되거나 분할될 수 있으며, 이는 제 3 구성요소를 방사상 방향으로 일시적으로 "개방"시키게 할 수 있다(클로(petal) 또는 꽃의 꽃잎과 같음). 추가 구체예에서, 제 3 구성요소 또는 셰이퍼(608)는 제 3 구성요소 또는 셰이퍼(608)를 제 1 구성에서 방사상으로 팽창된 구성으로 이동시킬 수 있는 팽창가능한 탄성 부재를 포함한다. 탄성 부재는 또한 제 3 구성요소 또는 셰이퍼(608)를 팽창시킨 후에 제 1 구성으로 되돌아가게 할 수 있다. 일부 경우에서, 탄성 부재는 제 3 구성요소 또는 셰이퍼(608)의 중심 쪽으로 기울어져 있다. 추가 구체예에서, 탄성 부재 또는 팽창가능한 부재는 방사상으로 팽창될 때 제 3 구성요소 또는 셰이퍼(608)의 직경을 증가시킬 수 있다.
추가적으로 또는 대안적으로, 제 3 구성요소 또는 셰이퍼(608)는 팽창, 구부러짐, 또는 다른 크기 변화를 가능하게 하는 복수의 슬롯, 천공, 스코어, 시일, 표면 피쳐, 임의의 다른 특징부 또는 이들의 조합들을 포함할 수 있다. 다른 구체예에서, 제 3 구성요소 또는 셰이퍼(608)의 부분들은 조개-껍질과 같이 엔극에 달려지거나, 연결되거나, 부착될 수 있고, 대퇴골두 보다 낮은 동안에 임플란트(300)가 펼쳐짐에 따라 개방할 수 있고, 임플란트 및 대퇴부 해드를 둘러싸도록 이후에 닫혀질 수 있다. 제 3 구성요소 또는 셰이퍼(608)의 재료는 일시적 변형이 일어난 후의 위치로 회복되도록 충분히 가요성이거나, 탄성이거나, 강성일 수 있다. 예를 들어, 도 29a-b는 대퇴골구(912) 위로 부착된 임플란트(300)가 슬라이딩하는 제 3 구성요소 또는 셰이퍼(608)를 도시한 것이다.
일부 구체예에서, 셰이퍼 또는 제 3 구성요소(608)는 구형 부분 및 실린더형 부분을 포함할 수 있다. 도 28a-b는 구형 부분과 실린더형 부분 사이의 에지(613)를 도시한 것이다. 일부 구체예에서, 에지(613)는 구형 섹션과 실린더형 섹션 사이의 전이부에 위치된다.
기술된 바와 같이, 일부 구체예에서, 셰이퍼(608)는 다른 장치 또는 컨테이너의 일부가 아닌 독립형 장치이다. 예를 들어, 도 28a-b에 도시된 형상화 장치(608)는 구성요소로서 컨테이너의 일부일 수 있거나, 컨테이너의 일부가 아닌 별도의 독립형 장치일 수 있다. 셰이퍼(608)는 또는 임플란트와 구분되게 또는 이와 함께 제공될 수 있다. 임플란트는 별도의 패키징에 제공되고, 이후에 타겟 위치에 부착시키기 위해 셰이퍼(608)에 부착될 수 있다. 다른 구체예에서, 임플란트는 셰이퍼(608)에 사전-부착된 상태로 제공될 수 있다.
사용 시에, 임플란트(300)를 갖는 제 3 구성요소 또는 셰이퍼(608)는 컨테이너(600)로부터 제거된다. 대안적으로, 컨테이너가 사용되지 않는 경우에, 임플란트(300)를 갖는 셰이퍼(608)는 단독으로 사용될 수 있다. 경화가능한 접착제 또는 시멘트는 뼈 또는 관절 표면과 접촉하는 임플란트의 표면에 적용된다(도 30 참조). 부착 화합물은 또한 임플란트의 표면 대신에 뼈의 표면에 직접적으로 적용될 수 있다. 대안적으로, 화합물은 임플란트 및 뼈 표면 둘 모두에 적용될 수 있다.
도 31a-b는 대퇴부 임플란트(300)를 둘러싸는 제 3 구성요소 또는 셰이퍼(608)를 도시한 것이다. 일부 구체예에서, 대퇴부 임플란트는 타겟 위치에 대한 부착을 촉진시키기 위해 범프(382)와 같은 표면 피쳐를 포함한다. 추가 구체예에서, 경화가능한 화합물은 타겟 해부학적 영역 뿐만 아니라 임플란트 둘 모두에 적용될 수 있다.
형상을 유지하거나 지지하는 것에 추가하여, 제 3 구성요소 또는 형상화 요소(608)는 임플란트(300)의 표면을 보호할 수 있다. 예를 들어, 도 28a-29b를 참조로 하여, 임플란트(300)는 셰이퍼/구성요소(608)의 오목한 내부 표면과 접촉하는 볼록한 외부 표면을 갖는다. 셰이퍼/구성요소(608)에 의해 덮혀져 있는 동안에, 임플란트(300)의 외부 표면은 손상되는 것으로부터 보호된다.
도 29a에 도시된 바와 같이, 임플란트(300)를 갖는 제 3 구성요소 또는 셰이퍼(608)는 경화가능한 접착제 또는 화합물이 임플란트 표면에 적용된 직후에, 대퇴골두(912) 상에 직접적으로 배치될 수 있다. 종종, 앵커링 화합물이 임플란트 표면을 가로질러 고르게 살포되기 보다는 임플란트의 일부에 모여지는 경향이 있다. 이러한 경우에, 접착제 살포 장치(1000)는 접착제를 임플란트 표면 상에 더욱 고르게 분포시키기 위해 사용될 수 있는 전달 기기/도구이다.
도 32-34는 접착제 살포 장치(1000)의 일 구체예를 도시한 것이다. 도 32는 핸들(1004) 및 해드(1008)를 구비한 접착제 살포 장치(1000)를 도시한 것이다. 핸들(1004)은 해드(1008)에 연결된 긴 샤프트 또는 암(arm)을 포함할 수 있다. 해드(1008)는 핸들(1004)와 비교하여 보다 큰 폭을 가질 수 있다. 핸들(1004)에 대해 원위의 해드(1008)의 표면은 임플란트(300)를 제 3 구성요소 또는 셰이퍼(608)를 통해 직접적으로 또는 간접적으로 접촉하도록 구성될 수 있다. 일부 구체예에서, 임플란트는, 접착제 살포 장치(1000)가 사용되는 동안에 기술된 제 3 구성요소 또는 셰이퍼(608)와 같은 형상화 부재에 일부 또는 전부 둘러싸여진다. 다른 구체예에서, 제 3 구성요소 또는 셰이퍼(608)는 이에 대해 근위 개구(652)가 중심이 되는 노쓰 폴(654)(상술된 바와 같음)을 갖는다. 살포 장치(1000)의 해드(1008)는 근위 개구(652)로 통과시킴으로써 해드의 일부를 임플란트와 접촉하게 할 수 있도록 구성된 크기를 가질 수 있다. 도 33은 임플란트(300)와 접촉하기 위해 근위 개구(652)를 통해 삽입된 해드(1008)를 도시한 것이다.
다시 도 32를 참조로 하여, 사용자는 접착제 살포 장치(1000)를 누름으로써 힘을 임플란트 표면에 가할 수 있다. 살포 장치(1000)가 근위 개구(652)를 통해 임플란트(300)과 접촉하는 동안에, 사용자는 원위로 향하는 힘을 대퇴부 해드 쪽으로 가할 수 있다. 이러한 원위로 향하는 힘은, 대퇴골두와 임플란트 사이의 접촉 공간에 침적된 접착제가 일반적으로 중심으로부터 외측으로 짜내어지도록 대퇴골두에 대해 임플란트를 누른다. 이와 같이, 접착제는 보다 큰 표면적을 가로질러 살포될 것이다.
일부 구체예에서, 원위로 향하는 압력 단독은 접착제를 적절하게 살포하는데 충분치 않다. 이러한 환경에서, 플런저는 접착제를 추가로 분포시키기 위해 사용될 수 있다. 도 33은 살포 장치(1000)의 해드(1008)에 부착된 플런저(1002)를 도시한 것이다. 플런저(1002)는, 제 3 구성요소 또는 셰이퍼(608)를 임플란트(300)(또는 임플란트 단독)로 덮기 위하여 해드(1008)을 따라 길이방향으로 이동할 수 있도록 부착된다. 도 34는 대퇴골두(912) 상에 제 3 구성요소/셰이퍼(608)를 덮는 원위 위치에서의 플런저(1002)를 도시한 것이다. 일부 구체예에서, 플런저(1002)는 플런저(1002)와 임플란트(300) 또는 제 3 구성요소 또는 셰이퍼(608) 사이에 접촉 표면을 따라 프레싱 또는 압출력을 가한다. 플런저(1002)는 해드(1008)를 따라 플런저(1002)의 이동을 가능하게 하기 위해 개구를 포함할 수 있다.
도 35 내지 도 40은 플런저(1002)를 구비한 살포 장치(1000)의 다른 구체예를 도시한 것이다. 이러한 구체예에서, 플런저(1002)는 해드(1008)의 원위 부분에 부착된다. 플런저(1002)는 임플란트(300)가 부착되는 셰이퍼 또는 컨테이너 구성요소(608)를 덮기 위한 크기를 가지고 형상화될 수 있다. 도 36 및 37은 플런저(1002), 셰이퍼 또는 컨테이너 구성요소(608), 및 임플란트(300) 어셈블리의 단면도를 제공한 것이다. 도 38 내지 40은 플런저(1002)를 해드(1008)에 연결시키는 추가 구성요소들을 도시한 것이다. 해드(1008)는 메이팅 쓰레드를 구비한 중공 샤프트(1024)를 포함할 수 있다. 플런저(1002)는 헤드(1008)에 상응하는 메이팅 쓰레드를 갖는 볼트 또는 스크류(1010)로 고정될 수 있다. 임의의 다양한 와셔(1014), 너트(1020 및 1028), 및 스페이서(1012)는 해드(1008)를 플런저(1002)에 기계적으로 연결시키기 위해, 당해 분야에서 이해되는 바와 같이, 사용될 수 있다.
일부 구체예에서, 스프링(1006)은 플런저(1002)의 내부 표면에 대해 위치된다. 스프링(1006)은 플런저(1002)의 내부 표면, 뿐만 아니라 플런저(1002)가 적용되는 임의의 표면에 인접하도록 구성된다. 스프링(1006)은 볼트(1010) 및/또는 임의의 추가 너트, 와셔, 등에 의해 살포 장치(1000)에 부착될 수 있다. 일부 구체예에서, 셰이퍼 또는 컨테이너 구성요소(608)는 표면 그루브(633) 또는 스프링(1006)의 윤곽에 상응하는 라인을 갖는다. 셰이퍼 또는 컨테이너 구성요소(608)에 대해 가압될 때, 스프링(1006)은 그루브(633)에 끼워진다. 스프링(1006)은 노쓰 폴(654) 둘레의 표면을 따라 가해진 힘을 분포시키는데 도움을 준다. 도 35 내지 40의 구체예에 도시된 바와 같이, 셰이퍼 또는 컨테이너 구성요소(608)는 분극(654) 주변에 개구를 가지지 않는다. 오히려, 살포 장치(1000)는 임플란트(300)와 접촉하지 않으면서 셰이퍼 또는 컨테이너 구성요소(608)와 접촉한다.
추가적으로, 해드(1008) 및 플런저(1002)는 각각 플랜지(1026) 및 플랜지(1030)를 포함할 수 있다. 사용자는 살포 장치(1000)를 조작하는데 도움을 주기 위해 플랜지(1026 또는 1030) 상에 유지시킬 수 있다.
사용될 때, 수술의는 도 35 내지 40의 살포 장치(1000)를 대퇴골두(912) 상의 부착된 임플란트(300)를 갖는 셰이퍼 또는 컨테이너 구성요소(608)를 갖는 관절 공간으로 조정할 수 있다. 이후에, 수술의는 셰이퍼 또는 컨테이너 구성요소(608) 위에 플런저(1002)를 배치시키고, 셰이퍼 또는 컨테이너 구성요소(608)에 대해 윈위 힘을 가한다. 플런저(1002)는 셰이퍼 또는 컨테이너 구성요소(608) 위로 슬라이딩하고 셰이퍼 또는 컨테이너 구성요소(608) 및 임플란트(300)에 대해 프레싱 또는 푸싱 힘을 가하도록 구성된다. 라인(1111)은 일부 구체예에서 힘의 방향을 나타낸다. 가해진 프레싱 또는 푸싱 힘은 임플란트 표면 및 대퇴부 해드 상에 접착제를 더욱 고르게 살포하는데 도움을 준다.
도 41 및 42는 접착제 살포기로서 사용될 수 있는 다른 전달 툴을 도시한 것이다. 살포 장치(1600)는 외부 칼라(outer collar) 또는 슬리브(1604)를 갖는 핸들(1602)을 갖는다. 외부 슬리브(1604)는 툴의 조작을 촉진시키기 위해 그리핑 자국(gripping indentation) 또는 부재를 포함할 수 있다. 살포 장치(1600)는 셰이퍼 또는 컨테이너 구성요소(608) 상에 부착된 임플란트(300)로 끼워질 수 있다. 셰이퍼 또는 컨테이너 구성요소(608)는 근위 개구(652)를 가질 수 있다(또는 가지지 않을 수 있다). 셰이퍼 또는 컨테이너 구성요소(608)에 대해 원위로 힘을 가하는 것은 임플란트 및 관절 표면 상에 접착제를 더욱 고르게 분포시키는 데 도움을 준다.
구체예에서, 핸들(1602)은 노쓰 폴(north pole)로부터 임플란트의 주위를 향해 외부로 경화성 화합물 또는 접착제를 이동시키기 위해 구멍(652)을 통해 임플란트(300)로 힘을 적용시키는데 먼저 사용된다. 이후, 외부 슬리브(1604)가 임플란트의 적도를 향해 화합물을 이동시키는데 사용될 수 있다. 추가로, 외부 고리(1500)는 적도로부터 임플란트의 원위 구멍으로 경화성 화합물을 이동시키기 위해 적용될 수 있다.
기재된 접착제 스프레딩 장치 중 임의의 장치에서, 상기 장치는 약 30mm 내지 약 60mm의 직경을 갖는 플런저 요소를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 플런저 요소는 약 38mm 내지 약 60mm의 직경을 갖는다.
일부 구체예에서, 상기 언급된 바와 같이, 추가 형태 몰드(1500)가 이식 부위에서 임플란트의 형태를 지지하거나, 유지시키거나, 맞추기 위해 사용될 수 있다. 도 43-44는 셰이퍼 또는 컨테이너 구성요소(608)를 덮고 둘러싸도록 형성되는 반구체 볼록 형태 몰드(1500)를 도시한다. 형태 몰드(1500)는 립 또는 플랜지(1502)를 포함할 수 있다. 대안적 구체예에서, 도 45-46에 제시된 형태 몰드(1500)는 셰이퍼 또는 컨테이너 구성요소(608)의 일부를 둘러싸는 고리(1504)를 포함한다. 형태 몰드(1500) 및 고리(1504)는 접착 스프레딩 장치(1600)에 제거가능하게 접착될 수 있다.
도 47-50은 임플란트의 표면을 따라 화합물을 스프레딩시키기 위한 대안적 구체예를 도시한다. 예를 들어, 도 47-48은 핀(1406)에 의해 핸들(1404)에 부착된 롤러(1402)를 갖는 스프레딩 장치(1400)를 도시한다. 롤러(1402)는 대퇴골두 임플란트의 볼록 표면을 수용하도록 형성된 곡선 모양의 표면을 갖는다. 롤러(1402)는 임플란트의 노쓰 폴(367)로부터 시작하여 위-아래 방향으로 힘을 적용할 수 있다. 롤링 힘은 임플란트(300)의 측면 아래의 노쓰 폴(367) 근처에 풀링된 접착제를 분배시킨다. 롤러(1402)가 임플란트(300)에 직접 접촉하는 것으로 도시되어 있으나, 접촉은 컨테이너 또는 셰이퍼를 통해 간접적으로 임플란트를 고정시킬 수 있다. 추가로, 롤링은 접착제를 스프레딩시키기 위해 임의의 방향으로 발생할 수 있다.
대안적으로, 롤러(1402)는 임의의 해부학적 영역 또는 위치를 수용하기 위한 표면을 가질 수 있다. 예를 들어, 롤러는 관골절구(acetabular cavity)의 오목 표면을 수용하기 위한 표면을 가질 수 있다. 롤러는 둥근 형태의 볼록 형태를 가질 수 있다.
일부 구체예에서, 롤링 장치는 경화성 화합물과 접촉된 임플란트의 노쓰 폴과 관련된 첫번째 임플란트 표면에 대해 힘을 먼저 적용시킴으로써 접착제를 스프레딩시키며, 상기 힘은 노쓰 폴과 관련하여 원위로 유도된다. 이러한 힘은 밑에있는 뼈 표면을 향한 노쓰 폴 영역 상으로 유도된다. 이후, 임플란트의 측면 아래로 접착제를 스프레딩시키기 위해 또 다른 힘이 적용된다. 이러한 힘은 노쓰 폴 근위의 위치로부터 시작하여 노쓰 폴의 원위의 위치까지의 위 아래의 힘일 수 있다. 위-아래의 이동은 실질적으로 전체 임플란트 상을 충분히 롤링시키기 위해 필요에 따라 반복될 수 있다. 즉, 구체 임플란트에 대해, 롤러는 노쓰 폴로부터 구멍의 아래로 롤링하여, 계단식 방식으로 이동할 수 있어, 이전에 롤링된 섹션 다음의 섹션 상에서 위-아래 이동을 가능케 한다. 이는 임플란트의 표면 영역이 적어도 1회 이상 롤링될 때까지 반복될 수 있다. 일부 구체예에서, 롤링 힘은 임플란트에 간접적으로 적용되는데, 이는 롤러가 셰이퍼 또는 제 3 구성요소(608)와 같은 셰이핑 요소와 접촉하기 때문이다. 롤러는 제 3 구성요소의 외부면 상을 롤링하여 임플란트에 스프레딩 힘을 간접적으로 적용시킬 수 있다. 일부 경우에, 위-아래 이동은 노쓰 폴 영역으로부터 임플란트 또는 셰이퍼의 적도로 이동한다. 다른 경우에, 위-아래 이동은 노쓰 폴 영역으로부터 원위 구멍(630)의 둘레로 이동한다. 일부 구체예에서, 롤링은 관절 공간과 접촉된 임플란트의 표면의 실질적으로 대부분을 가로질러 경화성 화합물을 스프레딩시키기 위해 반복된다.
도 50은 오목 내부 표면 및 볼록 뼈 접촉 표면을 갖는 임플란트와의 사용을 위한 롤링 장치(2100)의 또 다른 구체예를 도시한다. 롤링 장치(2100)는 기부(base)(2104) 및 팁(2106)에 부착된 한 세트의 롤러(2102)를 포함한다. 롤러(2102)는 기부(2104)에서의 횡단면이 팁(2106)에서의 횡단면보다 넓도록 하는 각도로 부착된다. 일부 구체예에서, 컨테이너 구성요소는 롤러(2102)와 직접 접촉된다. 다른 구체예에서, 롤러(2102)는 임플란트(300)의 내부(2000)에 대해 힘을 직접 적용시킨다. 다른 구체예에서, 롤링 장치는 대퇴골두 임플란트와 함께 사용하며, 상기 롤러는 외부 볼록 관절 표면과 접촉한다.
스프레딩 장치는 표적 부위에 이미 위치된 임플란트 상에서 사용되는 것으로 기재되었으나, 이는 필요하지는 않는다. 일부 구체예에서, 부착된 임플란트를 갖는 컨테이너 구성요소는 임플란트이식 부위에서의 배치 전에 접착제 스프레딩 장치와 같은 전달 도구에 먼저 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 35-40에 도시된 접착제 스프레딩 장치와 컨테이너 구성요소(608), 임플란트(300), 및 접착제가 둔부 관절 공간에서의 배치를 위해 함께 결합될 수 있다. 스프레딩 장치는 대퇴골두(912)로 셰이퍼 또는 컨테이너 구성요소(608) 및 임플란트(300)를 이동시키기 위해 사용될 수 있다. 이는 열적으로 경화성인 접착제가 사용되고, 관절 부위에서의 체온이 경화 과정을 시작할 수 있는 경우에 이롭다. 열 경화 과정은 임플란트 배치 직후에 시작할 수 있으므로, 접착제 중 일부는 스프레딩 장치가 임플란트의 표면을 따라 접착제를 스프레딩시키기 위해 연결되기 전에 이미 경화될 수 있다. 이와 같이, 고려되는 구체예는 임플란트, 컨테이너, 및 관절로의 함께의 배치를 위한 전달 도구(예를 들어, 접착제 스프레딩 도구) 어셈블리를 포함하는 구체예를 포함한다.
일부 구체예에서, 경화는 온도 또는 열에 의해 개시될 수 있다. 다른 구체예에서, 경화는 약 37℃ 또는 50℃와 같은 특정 온도에 의해 개시될 수 있다. 예를 들어, 일부 표준 PMMA 골 시멘트는 실온에서 화학적으로 개시된다. 논의된 바와 같이, 접착제는 열적으로, 빛에 의해, 또는 화학적으로 경화될 수 있다. 도 51a-52b는 볼록 외부 표면을 갖는 임플란트와 함께 사용될 수 있는 광 전달 장치의 구체예를 도시한다. 도 51a-52b는 볼록 외부 표면을 갖는 임플란트와 함께 사용될 수 있는 광 전달 장치의 구체예를 도시한다. 도 51a-b는 관절 영역 내의 대퇴골 임플라트(300)로 광을 전달하기 위한 에너지 전달 장치(400)를 도시한다. 장치(400)는 광가이드(lightguide) 케이블 또는 전력 케이블(409)을 수용할 수 있는 핸들(404)을 갖는다. 장치(400)는 장치(400)의 원위 말단에 부착된 2개의 마주하는 아암(arm)(402)을 갖는다. 2개의 아암(402)은 도 51a에 도시된 개방 형태 및 도 51B에 도시된 폐쇄 형태를 갖는다. 2개의 아암(402)은 힌지(408)를 따라 또는 힌지(408) 주위를 선회함으로써 개방 형태로부터 폐쇄 형태로 이동할 수 있다. 일부 구체예에서, 폐쇄 형태의 마주하는 아암은 약 180도 내지 약 270도의 각도를 갖는 실질적으로 원형 아크를 형성한다. 다른 구체예에서, 실질적으로 원형인 아크는 약 180도를 초과하는 각도를 갖는다.
에너지(광)는 장치(400)를 따라 어느 곳으로부터(또는 어느 곳을 통해서도) 전달되거나 방출될 수 있다. 에너지(광)는 원위 부분 또는 원위 말단으로부터 방출될 수 있다. 광은 하나 이상(예를 들어, 1 내지 100개 이하, 200개, 300개, 400개, 500개 또는 그 초과)의 벌브 및/또는 발광 다이오드(LED)로부터 방출될 수 있다. LED(406)는 마주하는 아암(402)의 표면을 따라 배치될 수 있다. 임의의 수의 벌브 또는 LED가 임의의 형태 또는 패턴으로 배열될 수 있다. 에너지(광)는 에너지(광)를 제공하는 임의의 형태 또는 패턴으로 전달될 수 있다. 광원은 서로로부터 떨어져 이격될 수 있거나, 동심원 내를 포함하는 나선형 또는 방사형으로 배열될 수 있다.
일부 구체예에서, 광원은 광 전달 장치(400)로부터 떨어져 있고, 광가이드 케이블은 광원으로부터 장치로 광을 전달한다. 다른 구체예에서, 광원은 광 전달 장치(400) 상에 존재하고, 광원은 케이블(409)을 통해 광 전달 장치에 연결된다. 추가 구체예에서, 전력원은 배터리 팩과 같이 광 전달 장치 상 또는 내에 자가 함유되어 있다.
도 51B는 대퇴골두(912) 상의 경화성 접착제로의 광의 적용을 도시한다. 이러한 예에서, 마주하는 아암(402)은 대퇴골두(912) 주위를 적합시키기 위한 오목 표면을 갖는다. 광 전달 장치(400)는 임플란트(300)의 두께 또는 임플란트(300) 및 임플란트 셰이퍼의 두께를 통해 접착제에 직접 광을 전달할 수 있다. 예를 들어, 셰이퍼 또는 구성요소(608)는 대퇴골두에 고정되지 않으나 접촉된 채로 임플란트의 형태를 지지하고 유지시키도록 부착될 수 있다. 광 장치(402)의 마주하는 아암(402)은 셰이퍼 또는 컨테이너 구성요소(608) 주위를 폐쇄시킬 수 있다. 활성화된 후, 광 장치는 셰이퍼 또는 컨테이너 구성요소(608)의 두께 및 임플란트(300)의 두께를 통해 광을 전달하여, 임플란트(300)와 대퇴골두(912) 사이의 접촉 영역에 도달시킨다. 추측상, 경화성 접착제는 상기 접촉 영역 내에 배치되고, 광이 전달된 후 경화되기 시작할 것이다.
일부 구체예에서, 에너지원(예를 들어, 광원), 예를 들어, 광 확산기는 셰이퍼 또는 컨테이너 구성요소 또는 임플란트와 연결되거나 접촉하여, 접착 경화 에너지를 제공한다. 에너지원은 임플란트, 셰이퍼 또는 컨테이너 구성요소, 또는 둘 모두의 부분 중 일부, 대부분, 또는 전부와 연결될 수 있다. 광 확산기는 임플란트 및/또는 컨테이너 구성요소(또는 셰이퍼)의 전체 표면보다 적은 영역과 연결될 수 있고, 다양한 시간에서 접착제의 다양한 부분을 이동시키고 이에 따라 경화시키도록 구성될 수 있다. 그러나, 바람직하게는, 광 확산기는 본질적으로 셰이퍼 또는 컨테이너 구성요소의 전체 표면과 연결되며, 이는 또한 임플란트를 갖는 이의 다른 면과 연결된다. 광 확산기는 셰이퍼 또는 컨테이너 구성요소 및/또는 임플란트와 접촉하거나 이들을 둘러싸는 스프링-로딩된 시리즈의 판(petal)일 수 있다.
다른 구체예에서, 광 전달 장치는 셰이퍼 또는 컨테이너 구성요소를 통하고, 임플란트를 통해 임플란트와 뼈 사이에 위치된 광-경화성 접착제로 광을 균일하게 적용시키도록 형성된다. 또 다른 구체예에서, 셰이퍼 또는 컨테이너 구성요소 자체는 적어도 반투명한 탄성체 물질로 제조될 수 있고, 상기 셰이퍼 또는 컨테이너 구성요소는 이들 둘이 대퇴골두 상에서 내려감에 따라 임플란트와 함께 확장되거나 신장될 수 있다. 셰이퍼 또는 컨테이너 구성요소 및 임플란트는 임플란트와 뼈 사이의 광-경화성 접착제를 향한 광-경화 에너지의 통과를 가능케 하는 아-투명, 투명, 또는 반투명 물질로 제조될 수 있다.
추가 구체예에서, 광 전달 장치는 광 방출 말단에서 볼록, 오목, 편평, 및/또는 쐐기 형태를 가질 수 있다. 장치는 방사 형태로, 나선 형태로, 동심원을 따라, 또는 격자 패턴으로 정렬된 광원을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 52A는 핸들(504) 및 벌브 또는 LED(506)의 규칙적인 패턴을 갖는 원위 헤드(502)를 갖는 에너지 전달 장치(500)를 도시한다. 에너지 또는 광은 국소적으로 전달되거나 생성될 수 있고, 다양한 영역으로 전달될 수 있다. 도 52B는 고관절 영역과 같은 관절 영역으로 광을 확산시키기 위한 광 확산기(508)를 갖는 장치(500)를 도시한다.
추가로, 벌브 또는 LED는 경화 또는 처리에 유용한 임의의 양의 광을 생성시키도록 형성될 수 있다. 벌브 또는 LED는 원형, 타원형, 직사각형, 곡선형, 편평한 첨단, 평탄한 첨단, 뾰족한 첨단을 포함하나, 이에 제한되지는 않는 처리에 유용한 임의의 형태 및 임의의 치수를 가질 수 있다. 광은 LED, 벌브 및/또는 케이블(예를 들어, 광섬유 케이블)로부터의 광으로부터 발생될 수 있다. 국소적으로 생성된 광(예를 들어, LED 및/또는 벌브로부터의 광) 또는 이동된 광(예를 들어, 광섬유 케이블로부터의 광)은 단독으로 또는 함께 사용될 수 있다.
또한, 에너지(광) 전달 장치는 임의의 크기 또는 임의의 형태일 수 있다. 이는 관절 영역과 연결되기 위한 임의의 크기일 수 있다. 이는 관절 영역 내에 맞춰지거나 일부 또는 관절 영역 내(또는 근처)에 맞춰지도록 크기조절될 수 있거나, 이는 에너지(광)이 요망되는 바에 따라 전달될 수 있는 한 관절 영역보다 크게 크기조절될 수 있다.
광원 또는 광 전달 장치는 임의의 방식으로 전력공급될 수 있다. 예를 들어, 전력은 시스템으로부터 떨어져서 발생될 수 있거나, 시스템 내에서 발생되거나 저장될 수 있다. 광 전달 장치는 무선일 수 있으며, 저장된 (예를 들어, 배터리) 에너지 (전력) 공급원을 가질 수 있다. 일 예에서, 장치는 배터리를 가지며, 원통형 광, 플래쉬라이트 또는 총 모양 광 (gun shaped light)을 가질 수 있다. 전력은 하나 이상의 전기 케이블(들)을 사용하여 전달될 수 있다. 케이블은 광 전달 기구의 샤프트 (shaft)를 통과할 수 있거나 샤프트 외부에 있을 수 있다.
기술된 임플란트 컨테이너는 2개 또는 3개의 구성요소를 포함하고 있으나, 이러한 컨테이너는 임의의 수의 적합한 하위구성요소를 포함할 수 있음이 인지될 수 있다. 또한, 고려되는 임의의 구체예에서, 컨테이너의 구성요소는 약 38mm 내지 약 60mm 사이에 단면 직경을 가질 수 있다. 또한, 컨테이너 구성요소의 단면 직경은 약 30mm 내지 약 60mm 사이 일 수 있다. 마찬가지로, 독립형 셰이퍼 (shaper)에 있어서, 단면 직경은 또한, 약 38mm 내지 60mm 및/또는 약 30mm 내지 60mm 사이 일 수 있다.
또한, 비구 및 대퇴골두 임플란트는 상기 비제한적 예로서 논의되었다. 그러나, 임의의 임플란트가 함유될 수 있으며, 기술된 방법, 시스템 및 장치에 따라 앵커링될 수 있다. 예를 들어, 도 53a-c는 어깨 관절을 위한 임플란트를 보여준다. 임플란트 (369)는 가요성 또는 연성 물질로 제조될 수 있는 상완골두 임플란트이다. 상완골두 임플란트 (369)는 볼록 외표면을 갖는다. 임플란트 (367)는 오목 외표면과 견관절 또는 관절와 임플란트이다. 도 53c는 어깨 관절 (902)에서 관절와 임플란트 (367)와 연결되는 상완골두 임플란트 (369)를 보여준다. 추가 예로서, 도 54a-b는 무릎 관절의 관절 표면에 대한 가요성 임플란트를 보여준다. 도 54a는 대퇴골의 관절융기를 덮는 인공 연골 임플란트 (311)를 보여준다. 도 54b는 경골의 관절융기를 유사하게 덮는 인공 연골 임플란트 (313)를 보여준다.
이식 위치 또는 표적 부위에 상관없이, 설명된 임플란트 및 컨테이너는 단독으로 또는 본원에 기술된 전달 도구와 함께 사용될 수 있다. 도 55는 뼈 (920)의 관절 표면상에서 임플란트 (300)에 접촉된 전달 도구 (1700)를 보여준다. 전달 도구 (1700)는 임플란트 (300)에 부착된 컨테이너 구성요소 없이 임플란트 (300)와 직접 접촉한다. 일부 구체예에서, 전달 도구 (1700)는 또한, 임플란트가 아래에 놓인 뼈의 형상에 맞춰지거나 갖도록 허용하는 성형 도구이다. 다른 구체예에서, 전달 도구는 임플란트의 형상을 미리 규정하거나, 형성하거나, 지지하거나 유지하는 셰이퍼이다. 예를 들어, 전달 도구 (1700)는 사전 결정된 형상을 갖는 셰이퍼일 수 있다. 예를 들어, 전달 도구 (1700)는 임플란트 (300)에 반하여 배치되고, 임플란트의 형상을 사전 결정된 형상으로 형성시킨다. 다른 구체예에서, 전달 도구 (1700)는 아래에 놓인 해부학적 영역의 형상으로 임플란트를 형상화시킬 수 있다.
도 56은 부착된 셰이퍼 없이 임플란트 (300)를 뼈 표면에 앵커링하는 또 다른 예를 보여준다. 접착제 (706)와 임플란트 (300)는 관절 (704)의 뼈 (702)의 관절면에 도포된다. 도 56b에 도시된 바와 같이 광 전달 장치 (700)는 임플란트 (300)와 접촉하게 된다. 임플란트 (300)는 접착제 (706)를 광-경화시킴으로써 표면 (702)에 부착된다. 본 구체예에서, 부착된 임플란트 (300)의 형상은 경화 과정을 통해 뼈 표면 (702)에 맞춰진다. 광 전달 장치는 가요성 임플란트 (300)를 관절에 맞추는 것을 보조하는 볼록면 (710)을 갖는다.
또한, 임플란트 또는 코팅은 임의의 기술된 전달 기구로 뼈 또는 관절 표면상으로 경화될 수 있다. 예를 들어, 임플란트 또는 코팅은 액체 또는 퍼티 (putty) 같은 예비-중합 또는 경화 구조를 가질 수 있다. 일단 경화되면, 임플란트는 관절 표면상에서 고형화되거나 경화된다.
일반적으로, 광 전달 시스템의 원위 단부는, 접착제로의 광 전달을 허용하는 임의의 형상(들)일 수 있거나 이러한 형상(들)을 취할 수 있다. 일 구체예에서, 광 전달 기구 (700)의 말단은 볼록면 (710)을 가진 "플런저 (plunger)"일 수 있다 (도 56a-b). 광 전달 기구 (700)는 완전-투명 또는 아-투명 물질을 갖는 발광 말단부를 포함할 수 있으며, 상기 물질은 또한 순응성 (compliant)을 띠어 (실리콘과 같이) 가요성 연골 교체 임플란트 (300), 광-경화성 접착제 층 (706) 및 나란히 위치하는 뼈 표면에 대하여 압축될 수 있다. 플런저는 뼈의 표면 (702)의 윤곽을 따라 가요성 임플란트를 변형시킬 수 있으며, 따라서, 임플란트 (300)는 뼈의 윤곽을 따른다 (예를 들어, 뼈 윤곽에 평행하게 된다). 광은 플런저를 통과하고 임플란트 (300)를 통과하여 접착제 (706)상으로 가해질 수 있으며, 이렇게 하여 접착제 (706)를 경화시키고 임플란트 (300)를 관절 표면 (702) (예를 들어, 뼈 또는 연골)에 고정시킨다. 그 결과가 연골 교체 임플란트이며, 이는 자연 연골이 그러는 바와 같이 뼈의 표면을 "라이닝 (line)"한다. 이러한 과정은 대퇴 관절융기 및 경골 고평부가 복잡한 외형을 갖는 무릎에서와 같은 대칭축이 없는 손상된 관절 표면의 재표면화 (resurfacing) -현저한 뼈 제거 없이- 를 가능하게 한다. 기존의 종합적인 관절 교체 수술에서는, 정밀하게 조작되나 단순화된 메이팅 (mating) 표면의 금속 및 UHMWPE를 지닌 사전-몰딩된 단단한 금속 임플란트를 위한 공간을 확보하기 위해 상당량의 뼈가 절제된다. 일부 구체예에서, 가요성 연골 대체 물질의 시트가 뼈 표면 윤곽에 도포된다. 시트는 경화 동안 뼈 표면의 윤곽을 따르게 된다. 다른 구체예에서, 시트는 시트에 의해 덮여진 뼈 표면의 형상에 맞춰진다.
본 발명에서, 뼈의 자연적 윤곽은, 뼈 표면을 윤곽-보존 리밍 (reaming)시키고 이어서, 보존된 윤곽 위를 따라 가요성 임플란트를 맞추고, 후속하여 기술된 바와 같은 광-매개된 경화 및 접착시킴으로써, 손상되지 않은 채 유지될 수 있다. 손상된 연골의 단순 제거만으로도 본 장치를 적용하기에 충분할 수 있다. 대안적으로, 플런저는 오목할 수 있어 임플란트가 볼록면에 대하여 가압된다. 대안적으로, 플런저는 임플란트 위로 "롤링" 또는 "슬라이딩"되도록 구성될 수 있으면서, 선택적으로, 광이 가해져서 임플란트가 관절 표면상으로 수동으로 "아이어닝 (ironed)" 될 수 있다. 이러한 경우, 플런저는 임의의 형상을 취할 수 있다 (예를 들어, 사각형, 구형 또는 원통형). 광 전달 시스템의 원위 단부는 이식 동안 관절 윤곽에 연결된 임플란트의 표면에 맞춰지도록 구성된 복수의 말단부 ("플런저")를 가질 수 있다.
기술된 시스템 및 장치를 사용하는 방법은 이하에서 더욱 상세히 기술될 것이다. 일부 구체예는 관절에서 연골을 대체하는 방법으로서, 관절 공간에서 표면을 형상화함으로써 관절 영역이 먼저 제조되는 방법을 제공한다. 예를 들어, 고관절 교체에 있어서, 대퇴골두의 표면 (1802)이 임플란트 부착물을 더욱 용이하게 수용하도록 넓혀지거나 형상화될 수 있다 (도 57). 대퇴골두는 그 전체가 본원에 참조로서 통합되는 2010년 12월 20일 출원된 미국 특허 출원 제 12/973,829호에 기술된 것들을 포함하는 임의의 적합한 장치 (1800)에 의해 리밍될 수 있다. 다른 구체예에서, 이식 부위 준비는 그 위치로부터 조직을 제거하는 것을 포함할 수 있다. 이는 조직 예컨대, 혈액, 지방, 뼈, 수분 등을 그 부위로부터 제거하기 위해 관절 공간을 음압으로 가압 (예를 들어, 진공처리 (vacuuming))하는 것을 포함할 수 있다.
뼈 표면이 적당하게 형상화되면, 뼈 표면의 크기가 측정될 수 있다. 대퇴골두 또는 볼록면에 있어서, 자, 캘리퍼 (caliper) 또는 템플릿 게이지 (template gage)가 필요한 임플란트의 해당 크기를 결정하기 위해 대퇴골두의 크기를 측정하는데 사용될 수 있다. 비구 또는 오목면에 있어서, 도 58-59b에 나타낸 것과 같은 관절 치수 측정기가 사용될 수있다. 관절 치수 측정기는 장형 본체 (1304)의 원위 단부에서 헤드 (1306)와 근위 단부에서 그립핑 부재 (1302)를 포함할 수 있다. 일부 구체예에서, 그립핑 부재는 만곡 핸들 (1302)을 포함한다. 헤드는 관절 공간으로 삽입되도록 구성된 볼록면을 가질 수 있다. 볼록 단부는 관절 공간의 크기를 측정하기 위해 오목 관절 공간에 맞춰지도록 설계될 수 있다. 헤드 (1306)는 약 30mm 내지 약 60mm 사이의 직경을 가진 구형의 형상을 가질 수 있다. 일부 구체예에서, 헤드는 약 38mm 내지 약 60mm 사이의 직경을 가질 수 있다. 관절 치수 측정기는 또한, 오목 관절 공간의 깊이에 대한 측정을 제공할 수 있다. 일부 구체예에서, 헤드 (1306)는 관절 공간을 측정한다. 추가적으로, 관절 치수 측정기는 또한, 준비된 표면의 방향에 대한 측정을 제공할 수 있다. 일부 구체예에서, 헤드 (1306)는 준비된 공간에 배치된다. 헤드 (1306)는 최종 임플란트의 모양과 크기를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 크기 측정기 (1300)가 돌출되면 임플란트도 돌출될 것이다. 크기 측정기 (1300)가 공간 내에 너무 깊게 위치하면, 임플란트 또한 깊게 위치할 것이다. 크기 측정기 (1300)는 최종 임플란트의 정확한 위치를 측정하기 위해 공간내에서 조작될 수 있다. 수술의는 크기 측정기 (1300)를 사용하여 컵 위치에서 얼마나 큰 버젼 (version) 또는 레트로버젼 (retroversion) 및/또는 전방향 또는 역방향이 요구되는 지를 측정할 수 있다.
뼈 표면의 구멍과 같은 표면 피쳐를 생성하기 위한 일부 구체예가 제공된다. 드릴 (1900)이 뼈 표면 (1902)에 있는 구멍 (1904)을 생성시키는데 사용될 수 있다 (도 60). 일부 구체예에서, 드릴은 약 5mm의 깊이 및 약 3mm의 직경을 갖는 구멍을 생성한다. 구멍의 개수 및 깊이는 가변적이다. 어떤 경우에는, 구멍은 접착제 화합물을 수용하기 위한 포켓을 만들기 위해 생성된다. 이러한 포켓은 뼈 표면으로의 임플란트의 부착 및 접착을 촉진하는데 도움이 될 수 있다. 도 61은 비구면 (2002)상에 생성된 구멍 (2004)을 보여준다.
이식 부위가 준비되면, 임플란트가 그 부위에 배치될 수 있다. 임플란트 단독으로 관절 표면과 직접 접촉될 수 있다. 대안적으로, 컨테이너, 컨테이너의 구성요소 또는 셰이퍼내의 임플란트가 제공될 수 있다. 예를 들어, 임플란트 형상을 셰이퍼 형상으로 지지하고/거나 유지시키고/거나 맞추는 형상화 요소 또는 홀더에 제공될 수 있다. 도 4 및 24-25는 임플란트를 둘러싸고 밀봉하면서 또한, 임플란트 형상을 유지하거나, 맞추거나 지지하는데 도움이 되는 컨테이너 및 컨테이너 구성요소의 예를 제공한다. 이러한 도면 및 도 28a-b는 또한, 셰이퍼 (예를 들어, 608)을 보여주며, 이는 컨테이너와 함께 또는 컨테이너에 독립적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 도 28a-b에서 셰이퍼 (608)는 또 다른 장치 또는 컨테이너의 일부가 아닐 수 있으며, 표적 부위로 부착하기 위한 임플란트의 형상을 지지하도록 임플란트에 직접 사용될 수 있다. 다른 구체예에서, 셰이퍼는 컨테이너의 구성 요소이다.
계속해서 대퇴골두 예에 있어서, 도 29a-b를 참조하여, 가요성 임플란트 (300)는 직접적으로 대퇴골두 (912)의 관절 표면과 접촉하게 될 수 있다. 대안적으로, 가요성 임플란트 (300)는 뼈 표면에 접촉될 경우, 셰이퍼 (608) 안에 함유될 수 있다. 관절로의 배치를 위해, 임플란트 (300)의 안쪽의 오목면은 대퇴골두 (912)의 바깥쪽의 볼록면에 접촉된다.
셰이퍼 (608)는 연신되거나 방사상으로 확장될 수 있는 탄성 또는 확장가능한 물질로부터 제조될 수 있다. 이는 도시된 장방향 슬롯 (620) 및 분할된 부재 (612)를 포함하는 다양한 수단에 의해 달성될 수 있다. 배치 동안, 대퇴골두 임플란트 (300)는 대퇴골두에 대해 180도로 슬라이딩되도록 구부러지고 연신될 수 있다. 이렇게 함으로써, 부착된 셰이퍼 (608)는 대퇴골두 (912)의 가장 넓은 영역 (예를 들어, 적도 부근의 영역)을 수용하기 위해 방사상으로 확장되는 부분을 갖는다. 일부 구체예에서, 원위 개구 (630)가 대퇴골두 (9120)의 적도를 지나치게 되면, 셰이퍼 (608)가 방사상으로 수축된다. 다른 구체예에서, 셰이퍼는, 셰이퍼가 확장된 상태와 셰이퍼가 확장되지 않은 상태에 치우쳐 있는 확장되지 않은 상태 사이를 이동할 수 있도록, 셰이퍼의 중심을 향해 치우친 탄력성의 확장가능한 부재를 갖는다. 추가적으로, 셰이퍼는 임플란트와 함께 삽입 동안에는 더 작은 크기를 가질 수 있으며, 관절내에 구축되는 동안에는 더 큰 크기를 가질 수 있으며, 작은 (예를 들어, 관절경) 삽입을 통해 삽입되도록 구성될 수 있다.
일부 구체예에서, 경화성 화합물은 관절 공간으로의 임플란트 배치 전에 임플란트의 내표면에 배치된다. 다른 구체예에서, 임플란트가 뼈 표면 (대퇴골두) 위로 배치된 후 접착제가 가해진다. 그러한 경우, 접착제는 임플란트의 개구에서 임플란트와 뼈 사이의 사이공간으로 주입될 수 있다. 일 구체예에서, 양압 또는 음압을 이용하여 장치 및/또는 접착제의 형상을 변화시킬 수 있다. 양압은 임플란트를 확장 또는 팽창시키고 접착제를 가압시킬 수 있다. 양압은 또한 임플란트의 가장자리를 폐쇄하거나 밀봉하여 접착제가 이동되거나 빠져나가지 못하게할 수 있다. 이는 후면을 규정하고, 이어서 베어링면을 규정하는 뼈 표면을 갖는 대신에, 몰드로 베어링 표면을 규정하는 방식이다.
그 밖의 구체예에서, 접착제가 임플란트보다는 이식 부위의 표면에 적용될 수 있다. 예를 들어, 접착제는 임플란트가 그러한 표면에 배치되기 전에 관절 또는 뼈 표면에 적용될 수 있다. 다르게는, 접착제는 임플란트가 타깃 부위에 정위된 후 임플란트와 뼈 사이의 내부 영역에 배치될 수 있다.
접착제가 임플란트와 관절 표면 간의 영역에 대해 균일하게 스프레딩되지 않을 경우, 임플란트 또는 컨테이너 구성요소/셰이퍼(shaper)(608)에 스프레딩력을 가함으로써 추가로 분배될 수 있다. 이와 같이 하는 한 가지 방법은 임플란트(300) 또는 컨테이너 구성요소/셰이퍼(608)의 노쓰 폴 (654)에 힘을 가하는 것이다. 컨테이너 구성요소/셰이퍼(608)가 임플란트의 노쓰 폴 위에 근위 개구(652)를 구비하는 경우, 도 32-50에 도시된 것들과 같은 접착제 스프레딩 장치가 대퇴골두를 향해 원위 방향 힘을 가할 수 있다. 횡력(side force)이 추가로 접착제를 균일하게 분배시키기 위해 가해질 수 있다. 원위 방향 스퀴징, 프레싱 또는 푸싱력은 컨테이너 구성요소/셰이퍼(608) 및/또는 임플란트 상의 플런저(plunger)(1002)를 사용함으로써 가해질 수 있다. 다르게는, 상기 기술된 바와 같은 롤링 장치가 사용되어 임플란트의 노쓰 폴에서 원위 말단으로 롤링력을 제공하여 임플란트와 뼈 사이의 영역에서 접착제를 스프레딩할 수 있다.
뼈 또는 관절에 임플란트롤 앵커링시키는 것은 임플란트와 뼈 표면 사이에 접착제를 경화시킴으로써 달성될 수 있다. 몇몇 구체예에서, 접착제는 임플란트를 뼈 표면에 부착하는 것이 가능하거나 중합하는 프리-폴리머이다. 적합한 앵커링 화합물은 PMMA를 함유하는 골시멘트 및 우레탄, 폴리우레탄, 이소시아네이트, 메틸 메타크릴레이트 MMA, 우레탄 디메타크릴레이트 UDMA을 함유하는 화합물, 또는 2009년 3월 23일자 출원된 미국 출원 제12/409,359호; 2012년 7월 5일자 출원된 미국 출원 제13/542,464호; 및 2012년 10월 3일자 출원된 미국 출원 제13/573,788호(이들은 모두 그 전체 내용이 참조로 포함됨)에 기술된 것들과 같은 임의의 그 밖의 화합물을 포함한다.
또한, 경화는 열적, 화학적 또는 광-경화에 의해 수행될 수 있다. 몇몇 구체예에서, 경화 기술의 조합이 사용될 수 있다. 예를 들어, 접착제는 광 및 화학적으로 경화가능할 수 있다. 임플란트가 뼈 표면 상에 배치되는 동안 광이 접착제를 부분적으로 경화시키도록 적용될 수 있다. 외과의는 예를 들어, 임플란트의 위치를 조정하기 위해 접착제의 경화가 종결되기 전에 광 적용을 중지시킬 수 있다. 조정이 이루어지면, 외과의는 광 적용에 의해, 또는 화학적 또는 열적 경화에 의해 경화를 종결시킬 수 있다. 몇몇 구체예에서, 경화 공정은 임플란트를 관절 공간에 배치하기 전에 개시될 수 있지만, 임플란트가 타깃 부위에 정위되면 종결될 수 있다.
광-경화가 사용되는 경우, 접착제에 광을 제공하기 위해 광 전달기가 사용될 수 있다. 임플란트가 단독으로 관절 상에 있는 구체예에서, 광은 임플란트의 두께를 통해 전달되어 임플란트와 관절 사이 공간에 접착제가 도달되게 한다. 그 밖의 구체예에서, 광은 임플란트의 투명, 반-투명, 아투명(translucent) 부분을 통과하여 접착제에 이르고 접착제를 경화시킨다. 추가의 구체예에서, 임플란트는 셰이퍼로서 컨테이너 내에 부분적으로 또는 완전히 감싸여질 수 있다. 또한, 셰이퍼도 임플란트 및 접착제를 통한 광이 침투 또는 투과를 가능하게 하는 부분을 포함할 수 있다. 또한, 셰이퍼가 반-투명, 투명 또는 아투명하게 되어 있어서 광을 투과시킬 수 있다.
몇몇 경우에서, 임플란트 또는 컨테이너 재료는 소정량의 광을 흡수할 수 있다. 이러한 경우, 광의 적용은 발생하는 흡수 또는 그 밖의 손실을 수용하도록 조절될 수 있다.
추가의 구체예에서, 컨테이너 구성요소는 전달 툴(tool)과의 결합 또는 연결을 위한 전달 부착부를 구비할 수 있다. 예를 들어, 전달 툴이 도 8에 기재된 것과 같은 장방형 장치일 수 있으며, 이 경우 외과의는 전달 툴의 원위 단부에서 커넥터(104)를 컨테이너(200)의 부착 요소(206)에 부착한다. 이후, 외과의는 부착된 컨테이너(200) 및 임플란트(300)와 함께 전달 툴을 사용하여 임플란트를 관절로 이동시킨다. 열적 경화로 인해, 접착제에 의한 임플란트의 관절로의 배치는 접착제를 경화시키기에 충분할 수 있다. 광-경화로 인해, 전달 툴은 컨테이너 또는 임플란트에 부착가능한 광 전달기(102)일 수 있다. 외과의는 광 전달기(102)를 사용하여 접착제에 의해 연결된 컨테이너 구성요소 및 임플란트(300)를 관절 공간으로 이동시킬 수 있다.
추가로, 경화 공정의 속도는 제어될 수 있다. 예를 들어, 경화를 위해 광이 적용되는 경우, 광은 접착제 화합물의 중합동안 불연속적으로 적용된다. 즉, 유예되고, 재시작될 수 있다. 광의 기간 불연속적 적용은 중합 속도를 제어하기 위해 외과의에 의해 사용될 수 있다. 나아가, 광의 세기는 또한 중합 속도를 제어하도록 다양할 수 있다. 몇몇 구체예에서, 세기가 크면 클수록, 경화 속도가 보다 빨라진다. 경화 속도는 광 세기(또는 에너지 세기)를 감소시키거나 증가시키거나 유지시킴으로써 제어될 수 있다. 경화시키는데 사용될 수 있는 세기는 약 0.1W/cm2 내지 약 10W/cm2를 포함한다. 일부 구체예에서, 광은 자외선을 포함한다. 그 밖의 구체예에서, 광은 청색광이다. 몇몇 구체예에서, 광은 가시광이다.
추가의 구체예에서, 부착 동안 관절 또는 임플란트의 온도를 모니터링하는 것이 유리할 수 있다. 중합 공정은 발열이어서 이식 부위 근처 조직의 가열을 초래할 수 있다. 광-경화의 경우, 광의 세기는 위험한 온도 증가를 피하도록 또는 생리적 제한치 아래로 유지되도록 조절될 수 있다.
몇몇 구체예에서, 경화성 화합물은 임플란트와 공유 결합을 형성할 수 있다. 예를 들어, 임플란트 및 경화성 화합물은 임플란트와 경화된 접착제 간의 화학 결합을 생성하도록 반응할 수 있는 말단기를 지닐 수 있다. 추가의 구체예에서, 경화성 화합물은 중합되는 경우, 접착제 폴리머가 임플란트의 일부내에서 물리적으로 얽혀질 수 있도록 임플란트의 일부를 통해 부분적으로 침투할 수 있다. 추가로, 접착제 폴리머는 임플란트 내에서 IPN 또는 세미-IPN을 형성할 수 있다. 또한, 비-공유 결합, 예컨대 수소 결합 또는 반 데르 발스(van der Waals) 또한 접착제와 임플란트 간에 형성될 수 있다. 추가의 구체예에서, 임플란트의 일부는 접착제를 프리-폴리머를 임플란트로 용해, 침투 또는 확산시킴으로써 연질화될 수 있다. 예를 들어, 모노머 또는 플-폴리머 화합물의 일부는 임플란트의 앵커링 표면으로 또는 그러한 표면을 통해 침투 및/또는 확산할 수 있고, 앵커링 표면을 통해, 그리고 그 외부로 연속상을 형성하는 동일계에서 중합반응하게 된다. 어떠한 적합한 용매가 기재된 구체예 중 어느 하나에 사용될 수 있다.
기재된 구체예와 함께 사용가능한 접착제는 임플란트를 관절 표면에 연결시킬 수 있는 어떠한 에너지 경화성 물질일 수 있다. 일례에서, 사용될 수 있는 광-경화성 접착제는 그것의 경화(중합 및 고화)가 비교적 짧은 시간 간격(약 1초 내지 수분 이하, 약 10분 이하, 약 20분 이하, 또는 약 30분 이하) 내에 광(가시선 또는 자외선)으로의 노출에 의해 개시될 수 있는 물질이다. 바람직하게는, 아크릴계-모노머 또는 이의 유도체, 또는 아크릴계 모노머와 아크릴레이트 말단 폴리머의 조합물을 함유하는 폴리머 복합체, 예컨대, 메틸 메타크릴레이트이고, 가방 바람직하게는, 2009년 3월 23일자 출원된 미국 출원 제12/409,359호; 2012년 7월 5일자 출원된 미국 출원 제13/542,464호; 및 2012년 10월 3일자 출원된 미국 출원 제13/573,788호(이들 모두 그 전체 내용이 본원에 참조로 포함됨)에 기술된 것과 같은 메틸 메타크릴레이트 (MMA)와 아크릴레이트-작용성화된 폴리우레탄(PU) 올리고머의 복합체이다. 폴리우레탄의 말단기는 아크릴아미드, 아크릴레이트, 알릴 에테르, 메타크릴레이트 및 비닐을 포함하나, 이로 제한되는 것은 아닌 어떠한 에틸렌계 불포화 작용기일 수 있다. 이 시스템이 정형외과 장치를 앵커링하는데 사용될 수 있는 경우에 함께 사용되는 또 다른 물질은 일반적으로 MMA 모노머 및 폴리머 충진재 입자, 예컨대 폴리스티렌을 포함하는 PMMA 골 시멘트이다.
임플란트가 관절 표면과 같은 타깃 부위에 앵커링되거나 부착되면, 셰이퍼 또는 컨테이너 구성요소 (컨테이너가 사용될 경우)는 제거되거나 임플란트로부터 탈착될 수 있다. 이는 예를 들어, 셰이퍼 상에 임플란트를 보유시키는 진공을 해제함으로써 달성될 수 있다.
추가의 구체예에서, 임플란트는 강성 또는 경질이거나, 강성 또는 경질 물질을 함유할 수 있다. 이러한 경우, 기재되는 시스템, 장치 및 방법은 경질 또는 강성 임플란트와 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 임플란트 컨테이너가 저장 및 부착을 위해 임플란트를 감싸고 보호하기 위해 사용될 수 있다. 추가로, 컨테이너 구성요소 또는 셰이퍼가 경질 임플란트의 구조 또는 형상을 지지할 수 있다. 컨테이너 구성요소 또는 셰이퍼는 또한 임플란트가 구성요소 또는 셰이퍼에 부착되어 있는 동안 경질 임플란의 하나 이상의 표면을 보호할 수 있다. 경질 물질은 예를 들어, 금속, 세라믹 및/또는 초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)일 수 있다.
또 다른 구체예에서, 경화성 화합물은 골 표면 상에 코팅을 형성할 수 있다. 경화성 화합물은 관절 표면에 적용되는 프리-폴리머 또는 폴리머 전구체일 수 있다. 적용되면, 화합물은 골 표면 상에 적합한 형태로 몰딩되거나 성형될 수 있다. 이후, 화합물은 골 표면 상에서 중합되어 관절 상에 코팅을 형성한다.
추가로, 본 기재에 따른 시스템은 (1) 에너지-경화성 (예컨대, 광-경화성) 접착제, (2) 장치 엔클로져(device enclosure)(임의로, 관절 임플란트를 포함함)의 하나 이상의 부분, (3) 에너지(예컨대, 광)원, (4) 에너지 전달기, (5) 에너 전달기와 전원 사이의 커넥터(예컨대, 케이블), 및 (6) 전원의 어떠한 조합을 포함할 수 있다. 대안적으로, 에너지(광)은 장치 엔클로져 또는 전달기에 위치할 수 있다(예컨대, 배터리 작동될 수 있거나 콘센트에 대한 전원 코드를 지닐 수 있다). 이들 항목 중 어느 하나 또는 이들 항목의 조합이 외과의 키트로 패키징될 수 있다. 시스템의 엔클로져는 임플란트를 감쌀 수 있거나, 임플란트를 감싸지 않을 수 있다. 시스템의 임플란트는 실질적으로 개방된 또는 확장된 상태로 있을 수 있거나, 컴팩트 또는 접혀진 상태로 있을 수 있다(또는 중간 상태에 있을 수 있다). 키트 내 하나 이상의 컨테이너(예컨대, 백, 튜브, 바이알)는 접착제를 함유할 수 있고; 컨테이너는 에너지(예컨대, 광) 차단성일 수 있다. 다르게는, 조립 또는 부분 조립 장치 엔클로져가 접착제 및 임플란트를 포함할 수 있다. 외과용 키트는 사용설명서를 포함할 수 있다. 외과용 키트는 투명하거나 색이 있을 수 있는 패키징을 포함할 수 있으며, 에너지(예컨대, 광) 차단성일 수 있다. 일례에서, 접착제 및 임플란트와 함께 장치 엔클로져가 별개로 패키징될 수 있다. 추가로, 기재된 구체예 중 어느 하나에 있어서, 컨테이너, 캐니스터(canister), 또는 임플란트용 패키징은 임플란트의 수분을 유지하고, 탈수를 방지할 수 있다. 추가의 구체예에서, 기재된 어떠한 상기 구성요소, 장치, 컨테이너, 셰이퍼 등은 재사용될 수 있다.
본 발명에 속하는 추가의 상세사항에 있어서, 물질 및 제조 기술이 당업자의 수준 내에서 이용될 수 있다. 통상적으로 또는 논리적으로 사용되는 추가의 작용에 관해 본 발명의 방법-기반 측면과 관련하여서도 동일하게 성립될 수 있다. 또한, 기재된 본 발명의 변형의 어떠한 선택적 특징은 독립적으로, 또는 본원에 기재된 어떠한 하나 이상의 특징과 조합하여 언급되고 청구될 수 있는 것으로 간주된다. 유사하게, 단일 항목에 대한 언급은 존재하는 동일 항목의 복수일 수 있는 가능성을 포함한다. 더욱 구체적으로, 본원에서, 그리고 첨부되는 특허청구범위에서 사용되는, 단수 형태는 내용상 분명하게 달리 지시하지 않는 한, 복수의 지시대상을 포함한다. 또한, 특허청구범위는 어떠한 선택적인 요소를 배제하도록 변경될 수 있음이 주지된다. 이에 따라, 이러한 서술은 청구항 요소의 언급과 관련하여 "단독으로", "단지" 등과 같은 배타적 용어의 사용, 또는 "네가티브" 한정의 사용을 위한 선행적 기초로서 작용하는 것으로 의도된다. 본원에서 달리 정의되지 않는 한, 본원에서 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 당 분야의 통상의 기술자에게 보편적으로 이해되는 것과 같은 의미를 지닌다. 본 발명의 범위는 본 명세서에 의해 한정되지 않고, 사용되는 특허청구범위 용어의 명백한 의미에 의해서만 한정된다.

Claims (44)

  1. 정형외과적 임플란트를 지지하고 및 임플란트 형태를 지지하기 위해 제작된 셰이퍼 (shaper); 및 상기 셰이퍼 내에 지지된 정형외과적 임플란트를 환자의 관절 내로 삽입하기 위해 구성된 전달 기구를 포함하는 정형외과적 임플란트 전달 시스템으로서, 상기 전달 기구가 전달 기구의 조작을 허용하도록 규격화되고 구성된 손잡이 부재를 포함하는 전달기구인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 정형외과적 임플란트를 수용하도록 제작된 제 1 구성요소, 상기 제 1 구성요소와 짝을 이루어 상기 임플란트를 둘러싸고 수용하도록 제작된 제 2 구성요소; 및 셰이퍼인 제 3 구성요소를 갖는 컨테이너를 추가로 포함하는, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제 3 구성요소가 상기 제 1 구성요소 및 제 2구성요소와 짝을 이루어 상기 임플란트를 둘러싸고 수용하도록 제작된 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 셰이퍼가 임플란트를 지지하는 경우, 컨테이너로부터 제거될 수 있는 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 셰이퍼의 부분을 둘러싸도록 제작된 모양 몰드를 포함하고, 여기서 상기 모양 몰드는 셰이퍼가 컨테이너로부터 분리되는 경우 셰이퍼 및 임플란트의 형태를 유지하는 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  6. 제 2항에 있어서, 상기 임플란트 컨테이너가 대퇴골두의 부분을 에워싸도록 제작된 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 셰이퍼는 셰이퍼에 의해 지지되는 임플란트의 외부 볼록한 모양 표면과 접촉하도록 제작된 오목한 모양의 안쪽 표면을 포함하는 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 셰이퍼는 셰이퍼에 의해 지지되는 정형외과적 임플란트의 두께를 통한 광의 전달을 허용하도록 충분히 투명한 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 셰이퍼는 방사상으로 확장 가능한 직경을 갖는 대체로 구형인 껍질을 포함하는 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 셰이퍼는 탄력 있는 확장 가능한 부재를 포함하는 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 셰이퍼 내에 지지된 상기 임플란트의 표면상에 광-경화성 접착제를 추가로 포함하는 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 전달 기구가 광원, 및 광을 셰이퍼에 의해 지지되는 정형외과적 임플란트에 전달하기 위해 제작된 광 어플리케이터를 포함하는 광 전달기구인 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 광 어플리케이터는 2개의 마주보는 암(arms)을 포함하고, 상기 마주보는 암은 장치의 수직 축 상에 배치된 회전 축 주변을 회전 할 수 있도록 구성된 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 광 어플리케이터가 각 마주보는 암의 표면을 따라 복수의 광 방출 요소를 추가로 포함하는 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  15. 제 13항에 있어서, 상기 마주보는 암이 개방된 구성 및 패쇄된 구성을 가진 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 패쇄된 구성 내의 마주보는 암이 약 180도 보다 큰 각을 가진 실질적으로 원형인 원호를 형성하는 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  17. 제 12항에 있어서, 상기 광 어플리케이터의 광 방출 말단이, 볼록한 형태, 오목한 형태, 편평한 형태, 및 쐐기 형태로 구성된 군으로부터 선택된 형태를 갖는 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  18. 제 12항에 있어서, 상기 광 방출 말단이 복수의 광 방출 요소를 갖는 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  19. 제 1항에 있어서, 상기 전달 기구가 관절 내로 삽입되도록 제작된 관절 공간 치수 측정기인 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  20. 제 1항에 있어서, 상기 전달 기구가 경화성 화합물 스프레딩 장치인 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  21. 제 1항에 있어서, 상기 컨테이너 내부에 정형외과적 임플란트를 추가로 포함하는 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  22. 정형외과적 임플란트를 지지하고 임플란트 형태를 지지하도록 제작된 셰이퍼; 및 상기 셰이퍼 내에 지지된 정형외과적 임플란트를 환자의 관절 내로 삽입하기 위해 구성된 전달 기구를 포함하는 정형외과적 임플란트 전달 시스템으로서, 상기 전달 기구가 셰이퍼에 해체가능하도록 부착되기 위한 커넥터를 포함하는 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  23. 제 22항에 있어서, 상기 정형외과적 임플란트를 지지하도록 제작된 제 2 구성요소와 짝을 이루는 경우, 상기 임플란트를 둘러싸고 수용하도록 제작된 제 1 구성요소를 갖는 컨테이너를 추가로 포함하는, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  24. 제 23항에 있어서, 상기 셰이퍼가 컨테이너의 제 2 구성요소인 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 전달 기구가 광원, 및 광을 광원으로부터 커넥터에 부착된 컨테이너의 제 2 구성요소에 의해 지지된 정형외과적 임플란트에 전달하기 위해 제작된 광 어플리케이터를 포함하는, 광 전달기구인 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  26. 제 24항에 있어서, 상기 전달 장치가 전달 기구의 수평 축을 따라 배치된 핸들을 갖는 손잡이 부재를 포함하는 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  27. 제 25항에 있어서, 상기 광 어플리케이터가 광을 커넥터에 부착된 컨테이너의 제 2 구성요소를 통해 임플란트로 전달하도록 추가로 제작된 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  28. 제 25항에 있어서, 상기 광원이 광 경화성 화합물을 경화시키는데 적합한 광을 방출하도록 구성된 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  29. 제 25항에 있어서, 상기 광 전달 기구가 광 어플리케이터를 광원에 연결시키는 광가이드 케이블을 포함하는 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  30. 제 25항에 있어서, 상기 광 전달 기구가 자가-함유 전력원인 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  31. 제 25항에 있어서, 상기 광원이 하나 이상의 LED 또는 LED 배열을 포함하는 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  32. 제 25항에 있어서, 상기 제 2 구성요소가 광 전달 기구의 광 어플리케이터에 맞물리도록 제작된 개방부를 포함하는 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  33. 제 23항에 있어서, 상기 제 2 구성요소가 광 산광기를 추가로 포함하는 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  34. 제 23항에 있어서, 상기 제 1 구성요소 및 제 2 구성요소가 나사형 경계면을 통해 짝을 이루도록 구성된 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  35. 제 23항에 있어서, 상기 제 1 구성요소 및 제 2 구성요소가 진공 흡입 경계면을 통해 짝을 이루도록 구성된 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  36. 제 23항에 있어서, 상기 컨테이너의 상기 제 2 구성요소가 리드를 포함하는 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  37. 제 23항에 있어서, 상기 컨테이너의 상기 제 2 구성요소가 리드 및 임플란트 셰이퍼를 포함하는 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  38. 제 23항에 있어서, 상기 컨테이너의 상기 제 2구성요소가 볼록 모양의 구 표면을 포함하고, 상기 볼록 모양의 구 표면이 임플란트의 오목한 안쪽 표면과 맞물리도록 제작되어 상기 임플란트를 지지하는 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  39. 제 23항에 있어서, 상기 컨테이너의 상기 제 2 구성요소가 약 38 mm 내지 약 60 mm의 횡단면 직경을 갖는 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  40. 제 23항에 있어서, 상기 제 1 구성요소 및 제 2 구성요소가 외부 표면의 외주를 따라 톱니모양을 포함하는 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  41. 제 23항에 있어서, 상기 컨테이너가 투명한 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  42. 제 23항에 있어서, 상기 제 2 구성요소가 상기 제 1 구성요소에 의해 지지되는 정형외과적 임플란트의 두께를 통해 광의 전달을 허용하기에 충분히 투명한 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  43. 제 23항에 있어서, 상기 제 2 구성요소가, 광을 상기 제 2 구성요소의 두께를 통해 상기 제 2 구성요소에 의해 지지되는 정형외과적 임플란트에 전달하는 것을 허용하는 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
  44. 제 22항에 있어서, 상기 셰이퍼가 임플란트 표면을 보호하도록 제작된 것인, 정형외과적 임플란트 전달 시스템.
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