KR20170058920A - 무릎 관절용 구속형 스페이서 장치 - Google Patents

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죠반니 파치올리
렌조 소피아티
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테크레스 에스.피.에이.
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Abstract

무릎 관절용 스페이서 장치(1)가 개시되는 바, 이 장치는, 대퇴골 요소(2), 경골 요소(3) 및 중간 요소(30)를 포함하고, 대퇴골 요소(2)는 무릎 관절의 근처에 있는 대퇴골의 일 단부에 구속되기에 적합하고, 경골 요소(3)는 무릎 관절의 근처에 있는 경골의 일 단부에 구속되기에 적합하며, 대퇴골 요소(2)는 경골 요소(3)와 접촉하고 또한 관절식으로 연결되도록 적합하게 되어 있고, 중간 요소(30)는 사용시 대퇴골 요소(2)와 경골 요소(3) 사이에 배치되고, 구속형 스페이서 장치(1)는, 대퇴골 요소(2)를 경골 요소(3)에 회전 가능하게 구속시키도록 되어 있는 제 1 힌지(32a) 및 제 2 힌지(32b)를 포함한다.

Description

무릎 관절용 구속형 스페이서 장치{CONSTRAINED SPACER DEVICE FOR THE KNEE JOINT}
본 발명은 무릎 관절 보철(prosthesis)을 임시로 대체하기 위해 사용될 수 있는 구속형 스페이서 장치에 관한 것으로, 이 경우, 그 스페이서 장치는 임시 장치이다.
일반적으로, 무릎 관절은 대퇴골의 원위 부분에 배치되는 한쌍의 관절구로 형성된다. 이 관절구의 하측 표면은, 관절구 자체의 하측 표면에 대응하도록 성형된 경골 플래토(tibial plateau)의 대응하는 표면 상에 위치되고 슬라이딩/구름 운동을 하게 된다.
그런 다음, 대퇴골과 경골은 관절에 안정성을 주는 인대에 의해 서로 연결된다.
관절 보철 이식술의 분야에서, 그러한 장치는 다른 이유로, 특히, 보철 자체의 이식 후에 발생하는 관절의 국부적인 감염 때문에 제거될 수 있어야 하는 것이 알려져 있다.
이 경우, 제 1 보철을 제거한 후에, 새로운 보철을 이식할 수 있기 전에, 관절 자리를 적절한 항상제 약물로 처리할 필요가 있다.
처리 중에, 새로운 보철의 이식을 위해 필요한 관절 공간을 유지하여 조직의 단축, 관절의 위축 및 근육 긴장도의 상실을 피하는 것이 중요하다.
이 기술은 관절 보철의 "2-단계 이식"으로 알려져 있다.
가끔, 이차 감염이 일어날 수 있는데, 그래서, 적절한 치료 후에는 이식된 제 2 보철도 역시 제 3 보철로 교체되어야 한다.
가끔, 무릎 관절이 특히 약하거나 또는 수술적 필요 때문에 제거되는 뼈의 양이 많으면, 구속형 장치를 이식할 필요가 있을 수 있다.
이러한 구속형 장치는 힌지 구조에 의해 기계적으로 서로에 연결되는 대퇴골 요소와 경골 요소를 포함한다.
알려져 있는 종류의 구속형 보철은 일반적으로 잠금 핀이 제공되어 있는 힌지 구조를 포함하며, 사용시 그 잠금 핀은 보철 자체의 경골 요소에 삽입되어 잠금된다.
이렇게 경골 요소에 단단히 구속되는 힌지 요소는 그런 다음에 대퇴골 요소에 회전 가능하게 연결된다.
무릎용 임시 관절 스페이서가 또한 시판되고 있는데, 이는 일반적으로 전술한 기능을 수행할 수 있는 골 시멘트(bone cement)로 만들어진다.
이들 중의 일부는, 스페이서의 재료를 이식물 자리의 크기와 형상에 따라 적절히 성형하여 스페이서 자체의 외과적 이식 중에 의사에 의해 직접 수동으로 얻어진다.
미리 형성되어 직접 이식 준비가 된 무릎 관절용 스페이서가 또한 시판되고 있다. 이러한 스페이서는 일반적으로 대퇴골 요소 상에 있는 2개의 관절구를 갖는데, 이는 경골 요소에 배치되는 대응하는 표면 상에 위치되어 슬라이딩하거나 회전하게 된다.
본 발명의 일 목적은 종래 기술을 개량하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 무릎 관절용 스페이서로서 작용하는(심지어 보조 스페이서로서 작용할 수 있음), 즉 이식 지점에서 이차 감염을 치료하도록 되어 있는 구속형 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 감염된 관절 보철의 제거 후에 절개된 뼈 조직의 양 또는 치료될 관절에 있는 인대의 약화를 또한 고려하여, 미리 형성되고 동시에 이식을 받는 무릎 관절의 실제 조건에 적합한 구속형 스페이서 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 관절 자체의 높은 운동성 및 안정성을 보장해 주는 구속형 스페이서 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 대퇴골 요소를 경골 요소에 관절식 연결로 기계적으로 구속시키고 그래서 대퇴골을 경골에 구속시켜 그의 회전-병진 운동 관절식 연결을 가능하게 하는 구속형 스페이서 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 장치 자체의 이식 후에 환자를 위해 양호한 삶의 질을 보장해 주는 구속형 스페이서 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 첨부된 청구항 1에 따른 무릎 관절용 구속형 스페이서 장치가 제공된다.
본 발명은 또한 첨부된 청구항 17에 따른 무릎 관절용 구속형 스페이서 장치를 조립하기 위한 방법에 관한 것이다.
종속 청구항들은 본 발명의 바람직하고 유리한 실시 형태에 대한 것이다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 첨부 도면에 예시적이고 비제한적인 예로 도시되어 있는 무릎 관절용 구속형 스페이서 장치에 대한 바람직한 비제한적인 실시 형태에 대한 상세한 설명으로부터 더 명확히 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 구속형 스페이서 장치의 대퇴골 요소의 사시 배면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 구속형 스페이서 장치의 경골 요소의 사시 배면도이다.
도 3은 도 2의 경골 요소의 일 부분의 측면도이다.
도 4는 도 2 및 3의 경골 요소의 일 부분의 배면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 조립된 구속형 스페이서 장치의 배면도이다.
도 6은 도 5의 구속형 스페이서 장치의 분해 사시 배면도이다.
도 7은 도 5의 조립된 구속형 스페이서 요소의 측면도이다.
도 8 및 9는 본 발명에 따른 조립된 구속형 스페이서 장치의 사시 배면도로, 대퇴골 요소와 경골 요소가 제 1 및 2 각도 배치에 따라 서로 연결되어 있다.
도 10은 본 발명에 따른 구속형 스페이서 장치의 일 실시 형태의 분해도이다.
도 11은 각각의 뼈 부분(대시선으로 나타나 있음)과 결합되어 있는 본 발명에 따른 구속형 스페이서 장치의 사시도이다.
도 12는 제 1 작동 위치에 있는 본 발명에 따른 구속형 스페이서 장치의 측면 사시도이다.
도 13은 이식 또는 조립 단계 중에 있는 본 발명에 따른 구속형 스페이서 장치의 측면 사시도이다.
알려져 있는 바와 같이, 무릎 관절의 표면은 대퇴골 관절구 및 관련된 경골 지지 기부로 나타난다.
2개의 관절구의 하측 표면으로 이루어지지는 대퇴골의 관절 표면은 매끄럽고 "U" 형이며, 경골의 근위 골단의 상측 표면인 경골 플래토(plateau)와 연결된다.
첨부된 도면을 참조하면, "1"은 전체적으로 무릎 관절용 구속형 스페이서 장치를 나타낸다.
본 발명에 따른 구속형 스페이서 장치(1)는 임시 스페이서 장치, 다시 말해, 교정 시술 중에, 즉 감염 또는 손상된 제 1 보철(prosthesis)의 제거와 제 2 최종 보철의 이식 사이에 또는 감염 또는 손상된 제 2 보철의 제거와 제 3 최종 보철의 이식 사이에 관절 공간에 삽입되는 장치로서 작용한다.
제 1 또는 2 보철을 제거한 후에, 사실 새로운 보철을 이식할 수 있기 전에 관절 자리를 항생제 약물로 처리하는 것이 필요할 수 있고, 이 처리 기간 중에는, 다음 보철의 이식을 위해 스페이서 장치를 이용하여 필요한 관절 공간을 유지하여 조직의 단축, 관절의 위축 및 근육 긴장도의 상실을 피하는 것이 중요하다.
이 경우, 본 발명에 따른 구속형 스페이서 장치(1)는 예컨대 항상제와 같은 일종 이상의 의학 물질을 내포하고/내포하거나 이러한 의학 물질의 추가를 받을 수 있다.
구속형 스페이서 장치의 사용이 필요한 이유는, 치료 받을 환자의 인대가 특히 약하거나, 뼈의 절제가 너무 클 수 있고 그래서 고유한 안정성을 갖는 스페이서 장치를 삽입할 필요가 있기 때문이다.
이러한 구속형 스페이서 장치(1)는 대퇴골 요소(2) 및 경골 요소(3)를 포함한다.
대퇴골 요소(2)는 무릎 관절의 근처에 있는 대퇴골의 단부에 구속되도록 되어 있고, 경골 요소(3)는 무릎 관절에 있는 경골의 단부에 구속되도록 되어 있다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 서로에 구속되는 대퇴골 요소(2)와 경골 요소(3)만 존재하고, 슬개골 요소는 없는데, 왜냐하면, 이 경우 상기 구속형 스페이서 장치의 목적이, 장치의 복잡성을 줄이고 또한 치료적인 기능, 예컨대 항생 기능을 수행하는 것이기 때문이다.
대퇴골 요소(2)는 대퇴골의 관절구 관절 표면과 대체로 같은 형상을 포함한다.
특히, 조립된 상태의 측면도인 도 7 및 비조립 상태의 도 1에서 보는 바와 같이, 대퇴골 요소(2)는, 인체의 시상 봉합면에 평행한 면에 따라 실질적으로 "U"형의 단면을 가지며, 실질적으로 오목하고 뼈 자리와 접촉하는 내측 표면(4), 및 실질적으로 볼록하고 경골 요소(3)와 접촉하기에 적합한 외측 표면(5)을 포함한다.
구체적으로, 대퇴골 요소(2)는 2개의 관절구 부분(12, 22)을 포함하는데, 제 1 관절구 부분(12)은 인체의 시상 봉합면에 대해 측면에 배치되고 제 2 관절구 부분(22)은 그 시상 봉합면에 대해 중앙에 배치되며, 제 1 및 2 관절구 부분 각각은 무릎의 관절구와 유사한 형상을 갖는다.
관절구 부분(12, 22)은 인체의 시상 봉합면에 평행한 면에 따라 실질적으로 "U" 형인 단면을 가지며, 실질적으로 오목하고 뼈 자리와 접촉하는 내측 표면(4), 및 실질적으로 볼록하고 경골 요소(3)와 연결되고 접촉하기에 적합한 외측 표면(5)을 포함한다.
관절구 부분(12, 22)은, 사용시 본 발명에 따른 구속형 스페이서 장치(1)의 앞쪽에 있는 부분에서 서로의 쪽으로 수렴하고, 또한 본 발명의 일 실시 형태에서는, 서로 연결되어 슬개골 부분 또는 표면(6)을 형성하게 되며, 이는 슬개골 부분 또는 표면은 슬개골과 접촉하기에 적합하고 또는 그것이 보통 해부학적 관점에서 위치되는 영역에 실질적으로 배치된다.
본 발명의 일 대안적인 실시 형태에서, 관절구 부분(12, 22)은, 사용시 본 발명에 따른 구속형 스페이서 장치(1)의 앞쪽에 있는 부분에서 서로의 쪽으로 수렴하지만 서로 연결되지 않고 이격되어 있어, 2개의 슬개골 부분 또는 표면(미도시)을 형성한다.
측면도인 도 7에서 보는 바와 같이, 슬개골 부분 또는 표면(6)은 인체의 관상면(frontal plane)에 실질적으로 평행하다.
그러므로 외측 표면(5)은 이러한 슬개골 부분 또는 표면(6)에서 실질적으로 평평하다.
관절구 부분(12, 22)은, 사용시 본 발명에 따른 구속형 스페이서 장치(1)의 뒤쪽에 있는 부분에서, 제 1 및 2 후방 부분(12a, 22a)을 포함하는데, 이들 후방 부분은 관절구간 공간(10)에 의해 서로 분리되어 있다.
대퇴골 요소(2)는 내측 표면(4)에 배치되는 박스형 요소(14)를 포함한다.
박스형 요소(14)는 2개의 측벽(14a, 14b) 및 연결 벽(14c)을 가지며, 연결 벽이 측벽(14a, 14b)을 연결한다.
박스형 요소(14)는 인체의 관상면에 평행한 면에 따라 실질적으로 역 "U" 형의 단면을 갖는다.
측벽(14a, 14b)과 연결 벽(14c) 사이에는 자리 또는 공동부(140)가 포함되어 있다.
측벽(14a, 14b)의 자유로운 주변 가장자리는 대퇴골 요소(2)의 내측 표면(4)과 접촉하고 그에 연결된다.
특히, 측벽(14a, 14b)은 관절구 부분(12, 22)의 내측 주변 가장자리에 배치되어, 상기 관절구간 공간(10)을 에워싼다. 이렇게 해서, 박스형 요소(14)의 자리 또는 공동부(140)는 관절구간 공간(10)에 대응한다.
연결 부분(14c)의 자유로운 두 측면 중의 하나만 대퇴골 요소(4)의 내측 표면(4)에 접촉하고/접촉하거나 연결될 수 있다.
연결 벽(14c)에는, 나사산이 형성될 수 있는 원통형 돌출부 또는 섕크(16)가 존재할 수 있는데, 이는 대퇴골 요소(2)를 대퇴골(F)의 골 단부에 연결하고, 고정하고 또한 중심 맞춤시키거나 방향을 잡기 위한 것이다.
박스형 요소(14)의 각 측벽(14a, 14b)에는 관통 구멍(15)이 존재하는데, 두 측벽(14a, 14b)에 존재하는 그 관통 구멍(15)은 동일한 축선, 소위 회전 축선 또는 회전 구속을 따라 정렬된다.
본 발명의 단순화된 실시 형태에서, 이 축선은, 사용시 대퇴골 요소(2)의 공간 배치를 고려할 때 수평이다.
핀(150)이 그러한 관통 구멍(15) 안에 삽입될 수 있는데, 이에 대해서는 아래에서 더 자세히 설명할 것이다.
본 발명에 따른 구속형 스페이서 장치(1)는 언급한 바와 같이 경골 요소(3)를 포함한다.
경골 요소(3)는 경골 플래토(20), 및 돌출부 또는 섕크(16)를 포함하며, 이 돌출부 또는 섕크는 경골 요소(3)를 경골(P)의 골 단부에 연결하고, 고정하고 또한 중심 맞춤시키거나 방향을 잡기 위한 것이다.
전술한 대퇴골 요소(2)는 경골 플래토(20) 상에 위치되고 구르고 그리고/또는 슬라이딩하며 연결된다.
경골 플래토(20)는, 관절구 부분(12, 22)에 대응하는 2개의 관절구 관절 기부(13, 23)를 포함한다.
원통형 돌출부 또는 섕크(16)는 2개의 관절구 관절 기부(13, 23)를 갖는 면의 반대쪽에 있는 경골 요소(3)의 면으로부터 연장되어 있다.
관절구 관절 기부(13, 23)는 실질적으로 오목하고 곡률 반경(R2)을 가지고 있다.
관절구 부분(12, 22), 특히 그의 후방 부분(12a, 22a), 및/또는 중간 부분은곡률 반경(R1)을 가지고 있다.
도 7에서 보는 바와 같이, 관절구 부분(12, 22)의 곡률 반경(R1)과 관절구 관절 기부(13, 23)의 곡률 반경(R2)은 실질적으로 서로 같다.
본 발명의 일 실시 형태에서, R1 = [R2 - (R2 x (0.05 ÷ 0.5)] 이고, 그래서 R1은 R2 보다 작다.
경골 요소(3)는 관절구 관절 기부(13, 23) 사이에서 관절구간 융기부(24)를 더 포함한다.
이러한 관절구간 융기부(24)는, 경골 요소(3)가 무릎에 배치는 것을 고려할 때, 수직 상방으로 연장되어 있다.
이러한 관절구간 융기부(24)는 사용시 대퇴골 요소(2)와 경골 요소(3) 사이에 피안내 연결이 이루어지도록 대퇴골 요소(2)의 관절구간 공간(10)에 삽입되기에 적합하다.
경골 요소(3)를 도시하는 예컨대 도 2 및 3을 보면, 경골 요소(3)는 시상봉합 연장(사용시 인체에 대해 앞뒤로) 보다 큰 크기의 횡방향 연장(사용시 좌우로)를 갖는다.
2개의 관절구 관절 기부(13, 23)는, 경골 요소(3)의 횡방향 연장을 고려할 때, 경골 요소의 측면 및 중앙 단부에 배치되며, 관절구간 융기부(24)는 상기 관절구 관절 기부(13, 23) 사이에서 경골 요소(3)의 중심부에 배치된다.
관절구간 융기부(24)는 최대 치수를 고려할 때 인체의 시상 봉합면에 대해 평행하게 연장되어 있다.
사용 위치에 있는 경골 요소(3)를 고려할 때, 그 경골 요소는 중앙면, 측면, 전방면 및 후방면을 포함하는 주변 표면을 갖는다. 중앙면과 측면은 인체의 시상 봉합면에 대해 평행하게 연장되어 있고, 전방면과 후방면은 인체의 관상면에 평행하다.
관절구간 융기부(24)는 인체의 길이 방향 축선에 대해 실질적으로 평행하게 연장되어 있는 개구 또는 오목부(18)를 갖는다. 이 개구 또는 오목부(18)는 경골 요소(3)의 내부에서 소정의 길이(T)에 걸쳐 연장되어 있다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 상기 길이(T)는 관절구간 융기부(24)의 높이(H) 보다 작고, 그래서 개구 또는 오목부(18)는 사용시 경골 요소(3)의 상측 표면(관절구 관절 기부(13, 23)가 존재함)에 영향을 주게 된다. 이렇게 해서, 이하에서 명백하게 될 이유로, 경골 요소(3)를 경골 단부에 고정하기 위해 사용되는 골 시멘트가 상기 개구 또는 오목부(18) 안으로 들어가지 못하게 된다.
경골 요소(3)는 구멍(25)을 더 포함한다.
상기 구멍(25)은 경골 요소(3)에 대해 횡방향 또는 수평으로 직선적으로 연장되어 있다.
상기 구멍(25)은 경골 요소(3)의 적어도 하나의 측면(중앙면 또는 측면)에 영향을 준다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 구멍(25)은 관통 구멍인데, 즉 이 관통 구멍은 경골 요소(3)의 중앙면과 측면 모두에 영향을 준다.
구멍(25)은 관절구간 융기부(24)의 개구 또는 오목부(18)와 교차한다.
이 구멍(25)에 핀(250)이 삽입될 수 있는데, 이 핀은 뒤에서 더 상세히 설명할 것이다. 그러므로 핀(250)은 구멍(25)에 삽입되면 개구 또는 오목부(18)도 통과하게 된다.
본 발명에 따른 상기 스페이서 장치(1)는 예컨대 로드(rod)형으로 된 중간 요소(30)를 더 포함한다.
중간 요소(30)는, 무릎 관절 운동 중에 대퇴골 요소(2)와 경골 요소(3) 사이에 회전 운동 및/또는 병진 운동이 일어나도록 대퇴골 요소를 경골 요소에 회전가능하게 연결하는데에 적합한 연결 요소이다.
중간 요소(30)는 사용시 대퇴골 요소(2)와 경골 요소(3) 사이에 배치된다.
중간 요소(30)는 기다란 형상을 갖는데, 이러한 형상은 실질적으로 직사각형이거나 이엽형(bilobed)일 수 있고 또는 모따기된 가장자리를 가질 수 있다. 중간 요소(30)는 아래에서 설명하는 기능을 수행하기에 적합한 다른 형상도 가질 수 있다.
중간 요소(30)는 인체의 길이 방향 축선과 실질적으로 정렬되는 최대 치수를 갖는다.
특히, 중간 요소(30)는 근위 단부(30a)와 원위 단부(30b)를 갖는다.
근위 단부(30a)는 대퇴골 요소(2)에 배치되고, 특히, 근위 단부(30a)는 박스형 요소(14)의 내부 영역으로 형성되는 관절구간 공간(10) 안에 삽입되기에 적합하다.
대신에 원위 단부(30b)는 경골 요소(3)에 배치되며, 특히 근위 단부(30b)는 경골 요소(3)의 관절구간 융기부(24)의 개구 또는 오목부(18) 안에 삽입되도록 되어 있다.
개구 또는 오목부(18)의 치수는 중간 요소(30)의 원위 단부(30b)의 전체 치수 보다 크게 되어 있어 그 둘 사이에 유격이 존재하고, 그래서, 인체에 대한 시상 봉합 방향 및/또는 횡방향에 따라 상기 원위 단부가 개구 또는 오목부(18) 안에서 움직일 수 있다.
중간 요소(30)는 근위 단부(30a)에 있는 관통 구멍(31a) 및 원위 단부(30b)에 있는 관통 구멍(31b)을 포함한다.
본 발명에 따른 구속형 스페이서 장치(1)는 2개의 힌지(32a, 32b)를 포함하는데, 제 1 힌지(32a)는 중간 요소(30)의 근위 단부(30a)에 배치되어 있고 제 2 힌지(32b)는 중간 요소의 원위 단부(30b)에 배치되어 있다.
2개의 힌지(32a, 32b)는 대퇴부 요소(2)를 경골 요소(3)에 회전가능하게 구속시킨다.
2개의 힌지(32a, 32b)는, 구멍(31a)이 박스형 요소(14)의 관통 구멍(15)과 정렬되면 구멍(31a, 15)에 수용되는 상기 핀(150), 및 구멍(31b)이 경골 요소(4)의 관통 구멍(25)과 정렬되면 구멍(31b, 25)에 수용되는 상기 핀(250)으로 각각 이루어진다. 그러므로 힌지(32b)는 경골 요소(3)의 개구 또는 오목부(18) 내부에 배치된다.
구체적으로, 힌지(32a, 32b) 각각은, 대퇴부 요소(2)와 경골 요소(3)만 회전할 수 있게 하여 가능한 상호 병진 운동을 제거하는 구속 요소를 구성한다.
힌지는 2개의 고체 물체를 연결하여 그들 사이에 제한된 각도의 회전만 허용한다. 이상적인 힌지로 연결되는 두 물체는 서로에 대해 고정 회전 축선(힌지의 기하학적 축선) 주위로 회전한다.
그러므로 대퇴골 요소(2)와 경골 요소(3)는 중간 요소(30)에 의해 서로에 회전가능하게 구속되고 또한 힌지(32a, 32b)에 구속된다.
그러므로, 지레 받침으로서 핀(250)과 힌지(32b)를 갖는 중간 요소(30)가 개구 또는 오목부(18) 내에서 제한된 요동을 할 수 있기 때문에, 본 발명에 따른 스페이서 장치(1)는 경골 요소(3) 상에서의 대퇴골 요소(2)의 구름 및 제한된 슬라이딩 모두를 가능하게 해준다.
이렇게 해서, 힌지(32a) 및 핀(15)에 대응하는, 경골 요소(3) 상의 대퇴골 요소(2)의 회전 중심은, 무릎의 관절 운동(이의 두 위치가 도 8 및 9에 도시되어 있음) 중에 항상 동일한 위치에 유지되는 것은 아니고, 전술한 바와 같이 중간 요소(30)의 요동의 폭에 따라 제한적으로 병진 운동하게 된다.
그러므로 중간 요소(30)는, 대퇴골 요소(2) 및 경골 요소(3)에 대응하는 부분들 사이에서 그래서 각각의 대퇴골(F) 부분과 경골(P) 부분 사이에서 구속 기능을 수행한다.
더욱이, 본 발명에 따른 스페이서 장치(1)가 이식되는 뼈 기부가 매우 작은 경우에, 그러한 뼈 단부를 신장시켜 그의 원래 위치에 더 가깝게 할 수 있는 추가적인 섕크(40) 또는 링 또는 두께를 제공할 수 있다.
특히, 도 10에서 보는 바와 같이, 필요하다면, 추가적인 섕크(40)는, 대퇴골 요소(2) 및/또는 경골 요소(3)에 있는 원통형 돌출부 또는 섕크(16)에 연결되거나 구속될 수 있다. 본 발명의 일 실시 형태에서, 이러한 추가적인 섕크(40)는 제거 가능한 나사 연결부에 의해 원통형 돌출부 또는 섕크(16)에 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 이러한 추가적인 섕크(40)는, 볼 조인트(41) 또는 일반적으로 회전 수단을 가지고 있어, 제 1 추가 섕크(40) 부분(원통형 돌출부 또는 섕크(16)에 배치됨)의 반대편에 있는 제 2 추가 섕크(40) 부분이 모든 방향 및 배향으로 회전할 수 있다.
원통형 돌출부 또는 섕크(16) 및/또는 추가적인 섕크(40), 특히 그의 제 1 부분은, 환자의 대퇴골(F) 및/또는 경골(P)에 대한 그의 배향이 용이하도록 예컨대 5°만큼 경사져 제공될 수 있다.
본 발명의 비제한적인 실시 형태에 따르면, 상기 스페이서 장치(1)는 다음과 같은 방법으로 조립된다.
중간 요소(30)가 제 1 힌지(32a)에 의해 대퇴골 요소(2)에 구속적으로 연결된다.
상세히 말하면, 중간 요소(30), 또는 그의 근위 단부(30a)는 대퇴골 요소(2)의 관절구간 공간(10) 안에 삽입된다.
이어서, 대퇴골 요소(2)에 존재하는 관통 구멍(15) 안으로 핀(150)이 삽입되어 중간 요소(30)의 근위 단부(30a)의 관통 구멍(31a)에 삽입된다,
본 발명의 일 실시 형태에서, 중간 요소(30)는 대퇴골 요소(2)의 관절구간 공간(10) 안에 이미 삽입되고 또한 핀(150)으로 이미 고정된 상태로 공장에서 출고된다(도 13에 도시되어 있는 바와 같이).
이때 의사는 필요하다면 추가적인 섕크(40)를 제공할 수 있고 대퇴골(F)에 대한 방향 잡기를 할 수 있으며, 그런 다음, 뼈 기부를 시멘팅한 후에 대퇴골 요소(2)를 대퇴골(F) 안으로 삽입할 수 있다.
이때, 의사는 경골 요소(3)를 준비하고 추가적인 섕크(40)를 제공하거나 그렇지 않을 수 있으며 필요하다면 이를 경골(P)에 대한 방향 잡기를 한다. 그런 다음, 의사는 필요하다면, 경골 요소 자체를 뼈에 고정하기 위한 시멘트를 항상 개재한 후에 경골 요소(3)를 경골(P) 안으로 삽입한다.
그런 다음, 의사는 대퇴골(F)과 경골(P)을 서로 가깝게 함께 모아서 대퇴골 요소(2)와 경골 요소(3)를 서로 가까이 있게 한다.
그래서 상기 방법은, 중간 요소(30)를 경골 요소(3) 안으로 삽입하고, 제 2 힌지(32b)를 이용하여 중간 요소(30)를 경골 요소(3)에 고정시킨다.
이렇게 해서, 중간 요소(30)의 원위 단부(30b)는 경골 요소(3)의 개구 또는 오목부(18) 안으로 삽입된다.
핀(250)이 제 2 힌지(32b) 또는 상세하게는 경골 요소의 개구(25) 안으로 삽입되고, 경골 요소(30)의 원위 단부(30b)의 관통 구멍(31b)을 통과한다.
이렇게 해서, 핀(150, 250)은 본 발명의 구속형 스페이서 장치(1)의 힌지(32a, 32b)를 구성한다.
핀(250)을 힌지(32b) 안으로 삽입한 후에, 상기 방법은 핀(250)을 제 2 힌지(32b) 안으로 시멘팅하고, 그런 다음 의사는 시멘트의 제거가 가능하도록 상기 힌지의 오리피스를 시멘트로 막을 수 있다.
필요하다면, 언급한 바와 같이, 추가적인 섕크(40)가 대퇴골 요소 및/또는 경골 요소의 원통형 돌출부 또는 섕크(16)에 고정된다. 일단 조립되면 또는 이식 중에, 구속형 스페이서 장치(1), 그의 다양한 구성품 및/또는 추가적인 섕크(40)는 환자의 치수 및 해부학적 구조 또는 이식물의 특정 요건에 가장 잘 맞도록 배향될 수 있다.
몇 달, 예컨대 6달 후에, 의사는 스페이서 장치(1)를 제거해야 할 것이고, 그렇게 하기 위해서는 그의 조립에 사용되는 전술한 단계를 역순으로 수행해야 한다. 그러므로, 예컨대 금속 펀치 또는 다른 도구를 이용하여 외과적 길을 연 후에, 의사는 핀(250)을 그의 자리로부터 밀어낼 것이다. 이러한 작업은 용이할 것인데, 핀(250) 자체를 막기 위해 배치된 시멘트가 쉽게 깨지기 때문이다.
그런 다음 환자의 무릎은 90°로 구부려질 것이고 의사는 경골 요소(3)를 빼내고 이어서 대퇴골 요소(2)를 빼낼 수 있을 것이다.
이렇게 해서, 중간 요소(30)의 제 2 기능은, 스페이서 장치(1)의 두 요소(2, 3)의 조립 또는 이식 및 다음의 제거를 용이하게 해주고 도와주는 것임을 명확하게 알 수 있다.
보는 바와 같이, 스페이서 장치(1)는, 심각한 뼈 손실이 있고 인대가 늘어난 경우에 또한 손상이 덜한 경우 모두에 이식되는 중에 구속되어 무릎 관절에 대한 양호한 안정성을 보장한다는 점에서 전술한 이점을 만족한다.
더욱이, 두 힌지(32a, 32b)의 존재로 인해, 조인트가 수행하는 운동(경골 요소(3) 상에서의 대퇴골 요소(2)의 구름 및 병진 운동을 포함함)은, 보철이 없는 통상적인 조건 하에서 해부학적으로 수행되는 운동과 더욱 일치하게 된다.
더욱이, 이 덕분에, 환자는 본 발명에 따른 구속형 스페이서 장치를 사용하는 전체 기간 동안에 자기 만족스러운 삶을 이끌어 갈 수 있다.
본 발명에 따른 스페이서 장치(1)는 생체 적합적인 재료로 만들어진다.
이러한 생체 적합적인 재료는 금속, 금속 합금, 유기 금속 화합물 중에서 선택될 수 있다.
대안적으로, 생체 적합적인 재료는, 세라믹, 고 다공성 수지, 플라스틱 재료 및/또는 이들의 조합물 중에서 선택될 수 있다. 구체적으로, 상기 플라스틱 재료는, 아크릴 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 열성형가능한 폴리머 및 다른 유사한 재료와 같은 열가소성 폴리머에서 선택될 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 생체 적합적인 재료는 골 시멘트, 예컨대 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)이다.
상기 스페이서 장치(1)는 이식물에 더 양호한 안정성, 높은 내하중성 등을 줄 수 있는 금속 코어를 포함할 수 있다.
이러한 금속 코어가 필요한 이유는, 상기 스페이서 장치(1)(구속적인 방식으로 연결되어야 함)는 기계적 구속에 의해 발생되는 기계적 응력을 견딜 수 있는 강성적인 보강 구조를 필요로 하기 때문이다.
본 발명이 일 실시 형태에서, 스페이서 장치(1)는 보강 구조로서 내부 코어를 가지며, 이 내부 코어는 금속 및/또는 PMMA(폴리메틸메타크릴레이트) 및 UHMWPE(초고분자량 폴리에틸렌)과 같은 다른 플라스틱 재료의 조합으로 만들어진다.
특히, 금속 코어로 보강되는 구멍에 집중되는 하중을 지지하기 위해 상기 핀(150, 250)(힌지(32a, 32b)를 구성함)이 그 구멍 안으로 삽입되어야 한다.
핀(150, 250)은 예컨대 강과 같은 금속 재료로 만들어질 수 있고, 생체 적합적인 재료로 코팅될 수 있으며, 플라스틱 재료 또는 골 시멘트와 같은 항상제로 함침될 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에서, 이러한 금속 코어는 대퇴골 요소(2)와 경골 요소(2) 및 중간 요소(30)의 내부에 존재한다.
스페이서 요소(1)가 이미 금속 재료로 만들어져 있으며, 이러한 금속 코어는 필요하지 않을 수 있다.
한편, 스페이서 장치(1)가 세라믹, 고 다공성 수지, 플라스틱 재료 및/또는 이들의 조합물 중에서 선택되는 재료로 만들어질 때에는 그러한 금속 코어가 존재하는데, 내부 금속 코어를 보강물로서 결합시키는 것이 중요하기 때문이다.
이러한 특징은, 본 발명에 따른 임시 스페이서로서 사용되는 상기 구속형 스페이서 장치(1)를 공지된 다른 스페이서 장치에 대해 차별화시키는 특징들 중의 하나이다.
상기 원통형 돌출부 또는 섕크(16)는, 금속 재료로 만들어지고, 상기 생체 적합적인 재료로 코팅될 수 있으며, 플라스틱 재료 또는 골 시멘트와 같은 항상제로 함침될 수 있다.
도 5 및 7에 예시되어 있는 본 발명의 일 특정한 실시 형태에서, 스페이서 장치 및/또는 그의 적어도 경골 요소(3)는 골 시멘트로 코팅되는 금속 코어(G)를 포함한다.
본 발명의 다른 실시 형태에서, 스페이서 장치(1)는 PMMA로 만들어지고 또는 금속 코어(G)는 PMMA로 코팅된다.
대퇴골 요소(2)와 경골 요소(3)는 미리 형성된다.
스페이서 장치(1)의 생체 적합적인 재료는 다공성이다.
상기 생체 적합적인 재료는 그의 다공성 덕분에 예컨대 항상제와 같은 약학적 및/또는 치료적 제품으로 함침될 수 있다.
생체 적합적인 재료를 약학적 및/또는 치료적 제품으로 함침하는 것은, 이식 전에 제조자에 의해 직접 행해지거나 의사에 의해 행해질 수 있다. 더욱이, 환자의 특정한 요건에 따라 의사는, 제 2 약학적 및/또는 치료적 제품을 이 제 2 약학적 및/또는 치료적 제품과는 다른 제 1 약학적 및/또는 치료적 제품으로 이미 사전에 함침되어 있는 스페이서 장치(1)에 함침시킬 수 있다.
다른 실시 형태에서, 스페이서 장치(1)를 만드는 단계 중에 상기 생체 적합적인 재료를 적어도 하나의 약학적 및/또는 치료적 제품에 추가할 수 있다.
스페이서 장치(1)를 만들 때 사용되는 재료의 다공성은, 약학적 및/또는 치료적 물질이 긴 시간에 걸쳐 낮은 농도로 또는 짧은 시간에 걸쳐 더 높은 농도로 방출되도록 선택될 수 있다. 이렇게 해서, 환자의 특정 요건이 만족될 수 있다.
상기 약학적 및/또는 치료적 제품을 스페이서 장치(1)에 사전에 추가하거나 추가할 수 있기 때문에, 관절 자리의 국부적인 감염을 치료할 수 있고 또한 새로운 관절 보철의 이식에 최적인 조건을 얻을 있다.
이렇게 창안된 본 발명은 본 발명 개념의 범위 내에서 다양한 수정과 변화가 가능하다.
추가로, 모든 상세는 기술적으로 등가적인 다른 요소로 대체될 수 있다. 실제로, 사용되는 재료 및 관련된 형상과 크기는 다음의 청구 보호 범위 내에서 요건에 따른 어떤 종류라도 될 수 있다.

Claims (22)

  1. 무릎 관절용 스페이서 장치(1)로서, 대퇴골 요소(2), 경골 요소(3) 및 중간 요소(30)를 포함하고, 상기 대퇴골 요소(2)는 무릎 관절의 근처에 있는 대퇴골의 일 단부에 구속되도록 구성되고, 상기 경골 요소(3)는 무릎 관절의 근처에 있는 경골의 일 단부에 구속되도록 구성되며, 대퇴골 요소(2)는 경골 요소(3)와 접촉하고 또한 관절식으로 연결되도록 구성되어 있고, 상기 중간 요소(30)는 사용시 대퇴골 요소(2)와 경골 요소(3) 사이에 배치되며, 상기 스페이서 장치는, 대퇴골 요소(2)를 경골 요소(3)에 회전 가능하게 구속시키도록 되어 있는 제 1 힌지(32a) 및 제 2 힌지(32b)를 포함하는, 무릎 관절용 스페이서 장치(1).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 중간 요소(30)는 로드(rod) 형태 또는 기다란 형태 또는 실질적으로 직사각형이거나 이엽형(bilobed)의 형태를 갖거나 또는 모따기된 가장자리를 가지며, 그리고/또는 상기 중간 요소(30)는 대퇴골 요소(2)에 배치되는 근위 단부(30a) 및 경골 요소(3)에 배치되는 원위 단부(30b)를 가지며, 상기 근위 단부(30a)는 관통 구멍(31a)을 가지며, 상기 원위 단부(30b)는 관통 구멍(31b)을 갖는, 무릎 관절용 스페이서 장치(1).
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 힌지(32a)는 중간 요소(30)의 상기 근위 단부(30a)에 배치되고, 상기 제 2 힌지(32b)는 중간 요소(30)의 상기 원위 단부(30b)에 배치되는, 무릎 관절용 스페이서 장치(1).
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 대퇴골 요소(2)는, 인체의 시상 봉합면에 평행한 면에 따라 실질적으로 "U"형의 단면을 가지며, 또한 실질적으로 오목하고 대퇴골 자리와 접촉하는 내측 표면(4), 및 실질적으로 볼록하고 경골 요소(3)와 접촉하도록 구성된 외측 표면(5)을 포함하는, 무릎 관절용 스페이서 장치(1).
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 대퇴골 요소(2)는 제 1 관절구 부분(12) 및 제 2 관절구 부분(22)을 포함하고, 제 1 관절구 부분(12)은 인체의 시상 봉합면에 대해 측방에 배치되고 제 2 관절구 부분(22)은 그 시상 봉합면에 대해 중앙에 배치되며, 관절구 부분(12, 22)은 인체의 시상 봉합면에 평행한 면에 따라 실질적으로 "U" 형인 단면을 가지며, 제 1 관절구 부분(12) 및 제 2 관절구 부분(22)은, 사용시 인체에 대해 뒤쪽에 있는 부분에서, 관절구간 공간(10)에 의해 서로 분리되어 있는 제 1 및 제 2 후방 부분(12a, 22a)을 포함하는, 무릎 관절용 스페이서 장치(1).
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 대퇴골 요소(2)는 대퇴골 요소(2)의 내측 표면(4)에 배치되는 박스형 요소(14)를 포함하고, 박스형 요소(14)는 2개의 측벽(14a, 14b), 측벽(14a, 14b)에 연결되어 있는 연결 벽(14c), 및 상기 측벽(14a, 14b)과 연결 벽(14c)에 의해 형성되는 자리 또는 공동부(140)를 포함하고, 상기 자리 또는 공동부(140)는 상기 관절구간 공간(10)에 대응하는, 무릎 관절용 스페이서 장치(1).
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간 요소(30)의 상기 근위 단부(30a)는, 사용시 상기 자리 또는 공동부(140)에 삽입되고 상기 제 1 힌지(32a)에 의해 힌지되도록 구성되어 있는, 무릎 관절용 스페이서 장치(1).
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 박스형 요소(14)의 각 측벽(14a, 14b)은 관통 구멍(15)을 가지며, 상기 스페이서 장치(1)는 상기 관통 구멍(15)에 삽입되도록 구성되어 있는 핀(150)을 포함하는, 무릎 관절용 스페이서 장치(1).
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 경골 요소(3)는 경골 플래토(plateau)(20)를 포함하고, 상기 경골 플래토(20)는, 상기 관절구 부분(12, 22)에 대응하는 2개의 관절구 관절 기부(13, 23), 및 상기 관절구 관절 기부(13, 23)의 사이에 배치되는 관절구간 융기부(24)를 포함하고, 상기 관절구간 융기부는 사용시 대퇴골 요소(2)의 상기 관절구간 공간(10) 안으로 삽입되도록 구성되어 있는, 무릎 관절용 스페이서 장치(1).
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 관절구간 융기부(24)는 인체의 길이 방향 축선에 대해 실질적으로 평행하게 연장되어 있는 개구 또는 오목부(18)를 가지며, 상기 개구 또는 오목부(18)는 경골 요소(3)의 내부에서 소정의 길이(T)로 연장되어 있는, 무릎 관절용 스페이서 장치(1).
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중간 요소(30)의 원위 단부(30b)는 사용시 상기 개구 또는 오목부(18) 안으로 삽입되어, 윈위 단부(30b)와 개구 또는 오목부(18) 사이에 소정의 유격이 존재하여, 원위 단부(30b)가 상기 개구 또는 오목부(18) 안에서 적어도 시상 봉합 방향으로 움직일 수 있는, 무릎 관절용 스페이서 장치(1).
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 경골 요소(3)는, 경골 요소(3)에 대해 횡방향 또는 수평으로 직선적으로 연장되어 있는 구멍(25)을 포함하고, 상기 구멍(25)은 상기 관절구간 융기부(24)의 상기 개구 또는 오목부(18)와 교차하며, 핀(250)이 상기 구멍(25) 안으로 또한 상기 개구 또는 오목부(18) 안으로 삽입되는, 무릎 관절용 스페이서 장치(1).
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 힌지(32a)는, 상기 박스형 요소(14)의 측벽(14a, 14b)의 상기 관통 구멍(15)에 수용되고 또한 상기 중간 요소(30)의 관통 구멍(31a)에도 수용되는 상기 핀(150)으로 이루어지고, 상기 제 2 힌지(32b)는, 상기 경골 요소(3)의 구멍(25)에 수용되고 또한 중간 요소(30)의 관통 구멍(31b)에도 수용되는 상기 핀(250)으로 이루어지는, 무릎 관절용 스페이서 장치(1).
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 대퇴골 요소(2) 및/또는 경골 요소(3) 및/또는 중간 요소(30)는 내부 금속 코어(G)를 가지며, 상기 금속 코어(G)는, 세라믹 재료, 고 다공성 수지, 플라스틱 재료 및/또는 이들의 조합물, 아크릴 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 열성형가능한 폴리머와 같은 열가소성 폴리머, 및 예컨대 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)와 같은 골 시멘트와 같은 생체 적합적인 재료로 코팅되어 있는, 무릎 관절용 스페이서 장치(1).
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스페이서 장치(1)는, 금속, 금속 합금 또는 유기 금속 화합물에서 선택되는 생체 적합적인 재료로 만들어져 있는, 무릎 관절용 스페이서 장치(1).
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스페이서 장치(1)는, 세라믹, 고 다공성 수지, 플라스틱 재료 및/또는 이들의 조합물, 열가소성 폴리머, 아크릴 수지, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 열성형가능한 폴리머 및 다른 유사한 재료, 골 시멘트, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 중에서 선택되는 생체 적합적인 재료로 만들어져 있는, 무릎 관절용 스페이서 장치(1).
  17. 대퇴골 요소(2), 경골 요소(3) 및 중간 요소(30)를 포함하는 무릎 관절용 스페이서 장치(1)를 조립하기 위한 방법으로서, 상기 대퇴골 요소(2)는 무릎 관절의 근처에 있는 대퇴골의 일 단부에 구속되도록 구성되어 있고, 상기 경골 요소(3)는 무릎 관절의 근처에 있는 경골의 일 단부에 구속되도록 구성되어 있으며, 대퇴골 요소(2)는 경골 요소(3)와 접촉하고 또한 관절식으로 연결되도록 구성되어 있고,
    제 1 힌지(32a)를 통해 중간 요소(30)를 상기 대퇴골 요소(2)에 구속적으로 연결하는 단계;
    상기 중간 요소(30)를 상기 경골 요소(3) 안으로 삽입하는 단계; 및
    제 2 힌지(32b)를 통해 상기 중간 요소(30)를 상기 경골 요소(3)에 구속시키는 단계를 포함하고,
    상기 제 1 힌지(32a) 및 제 2 힌지(32b)는 대퇴골 요소(2)를 경골 요소(3)에 회전 가능하게 구속시키도록 구성되어 있는, 무릎 관절용 스페이서 장치를 조립하기 위한 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    제 1 힌지(32a)를 통해 중간 요소(30)를 상기 대퇴골 요소(2)에 구속적으로 연결하는 상기 단계는, 중간 요소(30)의 근위 단부(30a)를 상기 대퇴골 요소(2)의 관절구간 공간(10) 안으로 삽입하고 또한 핀(150)을 상기 제 1 힌지(32a) 안으로 삽입하는 것을 포함하는, 무릎 관절용 스페이서 장치를 조립하기 위한 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 중간 요소(30)를 상기 경골 요소(3) 안으로 삽입하는 상기 단계는, 중간 요소(30)의 원위 단부(30b)를 상기 경골 요소(3)의 개구 또는 오목부(18) 안으로 삽입하는 것을 포함하는, 무릎 관절용 스페이서 장치를 조립하기 위한 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    제 2 힌지(32b)를 통해 상기 중간 요소(30)를 상기 경골 요소(3)에 구속시키는 상기 단계는, 핀(250)을 상기 제 2 힌지(32b) 안으로 삽입하는 것을 포함하는, 무릎 관절용 스페이서 장치를 조립하기 위한 방법.
  21. 제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 핀(250)을 상기 제 2 힌지(32b) 안에 시멘팅(cementing)하는 단계를 포함하는, 무릎 관절용 스페이서 장치를 조립하기 위한 방법.
  22. 제 18 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    사용시 환자의 뼈 단부를 연장하고 그리고/또는 환자의 뼈 단부에 대한 상기 경골 요소(3) 및/또는 대퇴골 요소(2)의 방향을 잡도록 되어 있는 적어도 하나의 추가적인 섕크(40) 또는 링 또는 두께물을 상기 경골 요소(3) 및/또는 대퇴골 요소(2)에 연결하는 단계를 포함하는, 무릎 관절용 스페이서 장치를 조립하기 위한 방법.
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