KR20180098640A - 정형외과용 임플란트 - Google Patents

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KR20180098640A
KR20180098640A KR1020187021781A KR20187021781A KR20180098640A KR 20180098640 A KR20180098640 A KR 20180098640A KR 1020187021781 A KR1020187021781 A KR 1020187021781A KR 20187021781 A KR20187021781 A KR 20187021781A KR 20180098640 A KR20180098640 A KR 20180098640A
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밀리자 미트로비치
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밀리자 미트로비치
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Abstract

본 발명은 뼈 속으로 도입될 수 있고 그 내부에 고정될 수 있는 고정 샤프트 상에 배치되는 헤드(3)로 구성된 엉덩이 관절 관내 인공 인서트의 형태의 정형외과용 임플란트에 관한 것이다. 상기 헤드는 내부 블라인드 홀 타입 리세스(6)를 포함하고, 상기 고정 샤프트는 리세스 내로 삽입하기 위한 저널을 구비한다. 헤드의 리세스에는 대략 중심 관통 보어를 구비한 슬리브(5)가 솔더링되고, 이를 통해 저널 상에 헤드가 배치될 수 있다. 헤드(3)는 지르코늄 이산화물, 알루미늄 산화물 또는 혼합된 세라믹 재료를 기본으로 하는 세라믹으로 제조되며, 슬리브는 고강도 티타늄 재료로 구성된다. 헤드와 슬리브 사이의 연결부는 세라믹 소성으로 경화된 규산염 세라믹 솔더에 의해 그리고 이후에 적용되는 유리 솔더(9)에 의해 제조되며, 그 초과량은 관통 보어(7)를 통해 슬리브와 저널 사이의 공동으로 빠져나갈 수 있다. 금속 슬리브뿐만 아니라 헤드의 리세스도 대략 원통형 형상이다.

Description

정형외과용 임플란트
본 발명은 뼈 속으로 도입될 수 있고 그 내부에 고정될 수 있는 고정 샤프트 상에 장착된 세라믹 재료로 이루어진 헤드를 포함하는 엉덩이 관절 관내 인공 인서트의 대퇴부 구성 요소의 형태의 정형외과용 임플란트에 관한 것으로서, 상기 헤드는 대략 원통형의 블라인드 홀 형상의 내부 리세스를 포함하고, 상기 고정 샤프트에는 이 리세스에 삽입하기 위한 저널이 제공되고, 상기 헤드의 리세스에는 마찬가지로 대략 원통형 금속 슬리브가 솔더링되고, 이를 통해 세라믹 헤드가 유리 솔더를 통해 상기 저널에 연결될 수 있다.
엉덩이 관절 관내 인공 인서트의 대퇴부 구성 요소는 본질적으로 대퇴부의 관골의 코어에 고정하기 위한 샤프트와, 고정 샤프트의 근위 단부에 장착되어 고정 샤프트로 지지 가능한 유닛을 형성하는 질병이 있는 엉덩이 관절 헤드를 대체하기 위한 대략 볼 돔형의 헤드로 구성된다. 이러한 고정 샤프트 및 볼 헤드의 관내 인공 인서트의 경우 종종 유사한 재료로 이루어지며 서로 분리할 수 없도록 용접되지만, 관내 인공 인서트 헤드와 고정 샤프트 사이의 다른 연결부에 일종의 삽입 연결이 제공된다. 이 때, 지지 저널은 원뿔 형태로 고정 샤프트의 근위 단부에 배치되고, 그 위에 다시 관내 인공 인서트가 삽입된다. 이러한 장치는 DE 2921 529 A1에 공지되어 있다. 헤드와 그것을 보유하는 저널 사이의 연결은 이 공지된 장치에서 분리 가능하게 형성되고, 이를 통해 보유 저널 위의 인디케이션에 따라 수술 중에 병이 있는 엉덩이 관절 헤드를 대체하기 위해 더 큰 직경을 갖는 헤드를 사용할 수 있고 이를 통해 소위 반보형물을 임플란트하거나, 또는 보다 작은 직경의 헤드에 의해 전체 엉덩이 관절 관내 인공 인서트에 대한 대체 소켓을 사용하여 이것을 완성하는 것이 가능하다.
이러한 엉덩이 관절 관내 인공 인서트는 대퇴부에 관내 인공 인서트 샤프트를 적절히 고정하는 것 외에도 헤드 자체와 헤드를 보유하는 저널의 장기 기능이 보장되는 경우에만 신뢰성 있게 사용할 수 있다. 따라서, 특히 산화물 세라믹으로 제조된 관내 인공 인서트에 대해, 고정 샤프트의 원뿔형의, 일반적으로 금속 베어링 저널과 금속 또는 세라믹 헤드 사이에 기계적으로 강하고 슬립 없는 데드록을 생성하기 위해 통상적으로 원추형 삽입 연결을 사용하는 경우, 원래의 기계적으로 안전한 연결의 분해 및 헤드 및 샤프트의 재료 쌍의 표면 파괴의 문제가 존재한다. 그러나 이를 통해 때때로 관내 인공 인서트 전체의 무결성에 의문을 제기하는 부식 과정이 유발될 수 있다. 또한, 금속 저널과 세라믹 헤드의 불충분한 맞춤은 세라믹의 응력을 증가시켜 결과적으로 임플란트 구성 요소의 파손을 초래할 수 있다. 또한, 변경 작업의 맥락에서 그 자리에 남아있는 샤프트에 세라믹 헤드를 삽입하는 것은 항상 중요한 동작이다.
이러한 이유로, 엉덩이 관절 관내 인공 인서트의 세라믹 헤드에 한편으로는 볼 헤드와 결합되고 다른 한편으로는 저널과 결합되는 금속 슬리브를 제공하는 것이 이미 공지되어 있다. 슬리브와 볼 헤드의 결합은 지금까지 공지된 장치에서는 수술 중에 수술적으로 이루어지거나 또는 이는 이미 수술 이전에 볼 헤드에 압착된다. 이와 관련하여, 미국 특허 출원 공개 제2006/0188845 A1호에는 금속 슬리브가 세라믹 헤드의 마찬가지로 금속 블라인드 홀과 같은 내부 리세스 내로 선택적으로 솔더링되거나 또는 수축되는 장치가 공지되어 있다.
또한, DE 102012014345 A1호에서, 도입부에서 언급된 유형의 엉덩이 관절 관내 인공 인서트의 대퇴부 구성 요소가 공지되어 있으며, 여기서 세라믹 헤드의 블라인드 홀 유형의 내부 리세스와 금속 슬리브의 결합은 각각의 경우에 수술 전에 이루어지며, 세라믹 헤드와 슬리브 사이의 연결은 유리 솔더를 통해 이루어진다.
본 발명의 목적은 세라믹 헤드와 고정 샤프트가 수술 전에 서로 결합되어 슬리브와 헤드 사이의 확고하고 분리 불가능한 결합이 발생하고 이를 통해 특히 헤드 및 샤프트의 관절 연결된 재료의 마모 입자가 배출될 수 없도록 상기 임플란트를 형성하는 것이다.
본 발명은 상기 슬리브는 세라믹 소성으로 경화되는 규산염 유리 솔더에 의해 예비 코팅되어, 상기 세라믹 헤드와 상기 슬리브 사이의 연결부는 제2 규산염 유리 솔더를 통해 제조되고, 상기 슬리브의 커버 표면은 대략 중심 관통 보어를 포함하고, 이를 통해 과량의 액체의 제2 유리 솔더가 상기 슬리브와 상기 샤프트의 지지부 사이의 공동으로 빠져나갈 수 있는 것을 제공함으로써 상기 목적을 달성한다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 슬리브 및 고정 샤프트는 동일한 금속 재료로 이루어지고, 바람직하게는 고강도 티타늄 합금, 일반적으로 Ti-6Al-4V(티타늄 등급 5) 합금으로 제조됨으로써, 본 발명에 따른 임플란트의 특히 최적의 디자인이 달성된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참조하여보다 상세히 설명될 것이다. 보여:
도 1은 엉덩이 관절 관내 인공 인서트의 사시도를 도시한다.
도 2는 도 1에 따른 장치의 분해도이다.
도 3은 도 1의 엉덩이 관절 관내 인공 인서트의 볼 헤드를 통한 확대 단면도이다.
도 4는 3 가지 상이한 표현으로 엉덩이 관절 관내 인공 인서트의 대안적인 볼 헤드를 통한 확대 단면을 도시한다.
도 1 및 도 2에 따른 도면은 환자의 허벅지의 긴 뼈의 중심부에 고정하기 위한 샤프트(1) 및 환자의 발병한 대퇴부 두부의 교체를 위해 샤프트(1)의 근위 지지부(2) 상에 배치될 수 있는 대략 볼 돔형으로 형성된 헤드(3)를 갖는 엉덩이 관절 관내 인공 인서트의 대퇴부 구성 요소를 도시한다. 이 헤드(3)는 전체 엉덩이 관절 관내 인공 인서트의 교체 소켓(4)에 삽입되며, 교체 소켓(4) 내의 추가적인 소켓 인서트(11)가 선택적으로 두 구성 요소의 서로의 완벽한 끼워 맞춤을 발생시킨다.
헤드(3)는 산화물 세라믹으로 이루어지며, 슬리브(5)가 솔더링된 블라인드 홀형 리세스(6)를 포함하며, 상기 슬리브는 샤프트(1) 및 샤프트(1)의 근위 지지부(2)가 구성되는 동일한 재료로 구성된다. 여기에 기술된 실시예의 경우, 고강도 티타늄 합금인 Ti-6AI-4V(티타늄 등급 5)이다. 슬리브(5)의 커버 표면에는 관통 보어(7)가 형성되어 있다. 티타늄 슬리브(5)의 외부 표면 상에는 규산염 유리 솔더(8)가 에어 브러쉬 기술에 의해 도포되며, 이는 특히, 소성 공정에 의한 솔더링 이전에 산화 티타늄의 균일한 커버링 및 결합을 발생시킨다. 이러한 커버링은 이후에 적용되는 규산염 유리 솔더(9)의 균질한 흐름 특성을 보장한다. 관통 보어(7)은 이 경우 액체 유리 솔더(9)에 모세관 작용을 가한다. 이 작용의 목적은 티타늄의 산화물 생성물의 발생 및 슬리브(5) 영역에서 잠재적으로 이에 수반되는 액적의 형성을 방지하는 것이며, 그렇지 않으면 슬리브(5)의 파손을 초래할 수 있기 때문이다.
후속 소성 공정 동안, 세라믹 헤드(3)는 유리 솔더(9)에 의해 티타늄 슬리브(5)에 연결되며, 이 연결은 세라믹 소성으로 경화된 규산염 유리 솔더(8)를 통해 생성된다. 이 때, 세라믹 헤드(3)의 외부 표면은 이 작업 단계에서 개질되지 않지만, 티탄 슬리브(5)의 커버 표면에서 관통 보어(7)가 제공된 영역 이외의 내부 표면의 유리 솔더(9)로 처리된 영역은 이 슬리브(5)에 의해 커버되므로, 사실상 주위와 상호 작용하는 개질된 자유 표면이 존재하지 않는다. 과잉 액체 유리 솔더(9)가 슬리브(5)와 샤프트(1)의 지지부(2) 사이에 형성된 중공 공간(10)으로 빠져 나갈 수 있는 동안, 소성 과정에서 솔더링에 의해 경화된 유리 솔더(9)의 부분은 세라믹 헤드(3)의 내부 표면과 티타늄 슬리브(5)의 외부 표면 사이의 세라믹 고정된 층을 형성하고 이들 두 구성 요소를 견고하게 서로 결합시킨다.
이러한 방식으로 솔더링된 티타늄 슬리브(5)를 통해, 금속 저널(2) 상의 헤드(3)의 결합 작업 중에 발생할 수 있는 세라믹 헤드(3)의 임계 응력이 신뢰성 있게 회피된다. 세라믹 볼 헤드(3)는 인공 소켓(4) 또는 소켓 인서트(11)와 관절 결합되고; 볼 헤드(3)와 주변 뼈와의 접촉이 존재하지 않게 된다.
도 4의 도면은 원칙적으로 선행 도면에 도시된 것과 동일한 세라믹 헤드(13)를 도시하고, 세라믹 헤드(13)와 그 내부에 삽입된 Ti-6Al-4V로 이루어진 슬리브(15) 사이의 솔더링에 의한 소성 공정의 경과는 전술한 바와 동일하고, 단지 이 경우 슬리브(15)의 하부의 확장된 에지(20)는 타원형으로 형성된다. 이 형태에서 이는 볼 헤드(13) 내로 솔더링된 슬리브(15)에 대한 추가적인 회전 방지 장치로 작용하고, 우선 첫째로 볼 헤드(13)의 회전 운동 시 슬리브(15)의 외측면과 볼 헤드(13)의 리세스(16) 사이의 경화된 유리 솔더(19) 상으로의 비틀림 힘의 작용을 방지하고, 이 경우에도 과잉 액체 솔더 유리(19)는 다시 중심 관통 보어(17)를 통해 슬리브(15)의 상부와 샤프트의 지지부의 돌출 상부 단부 영역 사이에 형성된 중공 공간으로 흘러갈 수 있다.

Claims (6)

  1. 뼈 속으로 도입될 수 있고 그 내부에 고정될 수 있는 고정 샤프트 상에 장착된 세라믹 재료로 이루어진 헤드를 포함하는 엉덩이 관절 관내 인공 인서트의 대퇴부 구성 요소의 형태의 정형외과용 임플란트로서, 상기 세라믹 헤드는 대략 원통형의 블라인드 홀 형상의 내부 리세스를 포함하고, 상기 고정 샤프트에는 이 리세스에 삽입하기 위한 저널이 제공되고, 상기 헤드의 리세스에는 마찬가지로 대략 원통형 금속 슬리브가 솔더링되고, 이를 통해 세라믹 헤드가 상기 저널에 연결될 수 있고, 상기 세라믹 헤드와 상기 슬리브 사이의 연결부는 유리 솔더를 통해 생성되는, 상기 임플란트에 있어서,
    상기 슬리브(5)는 세라믹 소성으로 경화되는 규산염 유리 솔더(9)에 의해 예비 코팅되어, 상기 세라믹 헤드와 상기 슬리브 사이의 연결부는 제2 규산염 유리 솔더(8)를 통해 제조되고, 상기 슬리브(5)의 커버 표면은 대략 중심 관통 보어(7)를 포함하고, 이를 통해 과량의 액체의 제2 유리 솔더(9)가 상기 슬리브(5)와 상기 샤프트의(1) 지지부(2) 사이의 공동(10)으로 빠져나갈 수 있는 것을 특징으로 하는 임플란트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 헤드(3)는 지르코늄 이산화물을 기반으로 하는 세라믹으로 이루어진 것을 특징으로 하는 임플란트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 헤드(3)는 알루미늄 산화물을 기반으로 하는 세라믹으로 이루어진 것을 특징으로 하는 임플란트.
  4. 제1항에 있어서, 상기 헤드(3)는 혼합 세라믹을 기반으로 하는 세라믹으로 구성되는 것을 특징으로 하는 임플란트.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정 샤프트(1), 저널(2) 및 슬리브(5)는 동일한 금속 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 임플란트.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정 샤프트(1), 저널(2) 및 슬리브(5)는 고강도 티타늄 합금 Ti-6Al-4V로 이루어지는 것을 특징으로 하는 임플란트.
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