KR20230015839A - 관내인공 회전 힌지 무릎 조립체, 하위조립체 및 방법 - Google Patents
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- A61F2002/30001—Additional features of subject-matter classified in A61F2/28, A61F2/30 and subgroups thereof
- A61F2002/30003—Material related properties of the prosthesis or of a coating on the prosthesis
- A61F2002/3006—Properties of materials and coating materials
- A61F2002/30062—(bio)absorbable, biodegradable, bioerodable, (bio)resorbable, resorptive
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- A61F2002/30316—The prosthesis having different structural features at different locations within the same prosthesis; Connections between prosthetic parts; Special structural features of bone or joint prostheses not otherwise provided for
- A61F2002/30329—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements
- A61F2002/30331—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements made by longitudinally pushing a protrusion into a complementarily-shaped recess, e.g. held by friction fit
- A61F2002/30332—Conically- or frustoconically-shaped protrusion and recess
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- A61F2002/30316—The prosthesis having different structural features at different locations within the same prosthesis; Connections between prosthetic parts; Special structural features of bone or joint prostheses not otherwise provided for
- A61F2002/30329—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements
- A61F2002/30331—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements made by longitudinally pushing a protrusion into a complementarily-shaped recess, e.g. held by friction fit
- A61F2002/30354—Cylindrically-shaped protrusion and recess, e.g. cylinder of circular basis
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- A61F2002/30001—Additional features of subject-matter classified in A61F2/28, A61F2/30 and subgroups thereof
- A61F2002/30316—The prosthesis having different structural features at different locations within the same prosthesis; Connections between prosthetic parts; Special structural features of bone or joint prostheses not otherwise provided for
- A61F2002/30329—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements
- A61F2002/30331—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements made by longitudinally pushing a protrusion into a complementarily-shaped recess, e.g. held by friction fit
- A61F2002/30362—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements made by longitudinally pushing a protrusion into a complementarily-shaped recess, e.g. held by friction fit with possibility of relative movement between the protrusion and the recess
- A61F2002/30364—Rotation about the common longitudinal axis
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- A61F2002/30316—The prosthesis having different structural features at different locations within the same prosthesis; Connections between prosthetic parts; Special structural features of bone or joint prostheses not otherwise provided for
- A61F2002/30329—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements
- A61F2002/30331—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements made by longitudinally pushing a protrusion into a complementarily-shaped recess, e.g. held by friction fit
- A61F2002/30362—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements made by longitudinally pushing a protrusion into a complementarily-shaped recess, e.g. held by friction fit with possibility of relative movement between the protrusion and the recess
- A61F2002/3037—Translation along the common longitudinal axis, e.g. piston
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- A61F2002/30329—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements
- A61F2002/30331—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements made by longitudinally pushing a protrusion into a complementarily-shaped recess, e.g. held by friction fit
- A61F2002/30362—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements made by longitudinally pushing a protrusion into a complementarily-shaped recess, e.g. held by friction fit with possibility of relative movement between the protrusion and the recess
- A61F2002/30375—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements made by longitudinally pushing a protrusion into a complementarily-shaped recess, e.g. held by friction fit with possibility of relative movement between the protrusion and the recess with an intermediate bushing or sleeve between the moving parts
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- A61F2002/30316—The prosthesis having different structural features at different locations within the same prosthesis; Connections between prosthetic parts; Special structural features of bone or joint prostheses not otherwise provided for
- A61F2002/30329—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements
- A61F2002/30383—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements made by laterally inserting a protrusion, e.g. a rib into a complementarily-shaped groove
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- A61F2002/30316—The prosthesis having different structural features at different locations within the same prosthesis; Connections between prosthetic parts; Special structural features of bone or joint prostheses not otherwise provided for
- A61F2002/30329—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements
- A61F2002/30383—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements made by laterally inserting a protrusion, e.g. a rib into a complementarily-shaped groove
- A61F2002/3039—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements made by laterally inserting a protrusion, e.g. a rib into a complementarily-shaped groove with possibility of relative movement of the rib within the groove
- A61F2002/30392—Rotation
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- A61F2002/30329—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements
- A61F2002/30383—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements made by laterally inserting a protrusion, e.g. a rib into a complementarily-shaped groove
- A61F2002/3039—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements made by laterally inserting a protrusion, e.g. a rib into a complementarily-shaped groove with possibility of relative movement of the rib within the groove
- A61F2002/30392—Rotation
- A61F2002/30393—Rotation with additional means for limiting said rotation
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- A61F2002/30001—Additional features of subject-matter classified in A61F2/28, A61F2/30 and subgroups thereof
- A61F2002/30316—The prosthesis having different structural features at different locations within the same prosthesis; Connections between prosthetic parts; Special structural features of bone or joint prostheses not otherwise provided for
- A61F2002/30329—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements
- A61F2002/30433—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements using additional screws, bolts, dowels, rivets or washers e.g. connecting screws
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- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2002/30001—Additional features of subject-matter classified in A61F2/28, A61F2/30 and subgroups thereof
- A61F2002/30316—The prosthesis having different structural features at different locations within the same prosthesis; Connections between prosthetic parts; Special structural features of bone or joint prostheses not otherwise provided for
- A61F2002/30329—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements
- A61F2002/30476—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements locked by an additional locking mechanism
- A61F2002/305—Snap connection
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- A61F2002/30316—The prosthesis having different structural features at different locations within the same prosthesis; Connections between prosthetic parts; Special structural features of bone or joint prostheses not otherwise provided for
- A61F2002/30329—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements
- A61F2002/30476—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements locked by an additional locking mechanism
- A61F2002/30507—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements locked by an additional locking mechanism using a threaded locking member, e.g. a locking screw or a set screw
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- A61F2002/30316—The prosthesis having different structural features at different locations within the same prosthesis; Connections between prosthetic parts; Special structural features of bone or joint prostheses not otherwise provided for
- A61F2002/30535—Special structural features of bone or joint prostheses not otherwise provided for
- A61F2002/30604—Special structural features of bone or joint prostheses not otherwise provided for modular
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- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2002/30001—Additional features of subject-matter classified in A61F2/28, A61F2/30 and subgroups thereof
- A61F2002/30316—The prosthesis having different structural features at different locations within the same prosthesis; Connections between prosthetic parts; Special structural features of bone or joint prostheses not otherwise provided for
- A61F2002/30535—Special structural features of bone or joint prostheses not otherwise provided for
- A61F2002/30604—Special structural features of bone or joint prostheses not otherwise provided for modular
- A61F2002/30607—Kits of prosthetic parts to be assembled in various combinations for forming different prostheses
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- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2002/30001—Additional features of subject-matter classified in A61F2/28, A61F2/30 and subgroups thereof
- A61F2002/30621—Features concerning the anatomical functioning or articulation of the prosthetic joint
- A61F2002/30624—Hinged joint, e.g. with transverse axle restricting the movement
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- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/30721—Accessories
- A61F2/30734—Modular inserts, sleeves or augments, e.g. placed on proximal part of stem for fixation purposes or wedges for bridging a bone defect
- A61F2002/30738—Sleeves
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- A—HUMAN NECESSITIES
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- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/02—Prostheses implantable into the body
- A61F2/30—Joints
- A61F2/38—Joints for elbows or knees
- A61F2/3859—Femoral components
- A61F2002/3863—Condyles fitted on an anchored base
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2220/00—Fixations or connections for prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof
- A61F2220/0025—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2220/00—Fixations or connections for prostheses classified in groups A61F2/00 - A61F2/26 or A61F2/82 or A61F9/00 or A61F11/00 or subgroups thereof
- A61F2220/0025—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements
- A61F2220/0041—Connections or couplings between prosthetic parts, e.g. between modular parts; Connecting elements using additional screws, bolts, dowels or rivets, e.g. connecting screws
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2310/00—Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
- A61F2310/00389—The prosthesis being coated or covered with a particular material
- A61F2310/00592—Coating or prosthesis-covering structure made of ceramics or of ceramic-like compounds
- A61F2310/00598—Coating or prosthesis-covering structure made of compounds based on metal oxides or hydroxides
- A61F2310/00634—Coating made of zirconium oxide or hydroxides
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- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2310/00—Prostheses classified in A61F2/28 or A61F2/30 - A61F2/44 being constructed from or coated with a particular material
- A61F2310/00389—The prosthesis being coated or covered with a particular material
- A61F2310/00592—Coating or prosthesis-covering structure made of ceramics or of ceramic-like compounds
- A61F2310/00598—Coating or prosthesis-covering structure made of compounds based on metal oxides or hydroxides
- A61F2310/0064—Coating made of niobium oxide or hydroxides
Abstract
조립체, 시스템, 키트, 및 방법은 관내인공 회전 힌지 조립체와 관련되었다. 본 명세서에 개시된 예시적인 실시형태는 대퇴골 고정 메커니즘을 통해 대퇴골 구성요소에 기계적으로 결합되도록 구성된 힌지식으로 회전하는 대퇴골 박스를 가지는 사전 조립된 회전 힌지 하위조립체를 포함할 수 있으며, 대퇴골 고정 메커니즘은 무릎이 굴곡 또는 신전 상태일 때 경골 회전 축과 비축방향으로 정렬된다.
Description
관련된 출원에 대한 참조
본 출원은 미국 특허 가출원 제63/225,109호(출원일: 2021년 7월 23일)의 이득을 주장한다. 본 관련된 출원의 개시내용은 이에 의해, 전문이 본 발명에 명백하게 원용된다.
기술 분야
본 발명은 일반적으로, 무릎 임플란트 분야에 관한 것이고, 특히 교정 및 1차 무릎을 위한 회전 힌지 임플란트 및 이의 이식 방법에 관한 것이다.
회전 힌지식 무릎 임플란트는 전형적으로, 환자의 무릎의 자연 인대 및 다른 유지 해부학적 구조가 심하게 손상된 상황에서 무릎 교정 수술에 사용된다. 회전하지 않는 힌지식 무릎 임플란트는 처음에, 후방 십자 인대("PCL") 결손의 안정화 기능을 대체하기 위해 사용되었다. 그러나, 외과의사는 단순한 힌지 무릎이 마모 및 부전을 가속화하기 쉽다는 것을 일찍부터 인식했다. 이 문제는 경골이 굴곡 동안 대퇴골에 대해 일반적으로 수직인 경골 축을 중심으로 회전하도록 회전 힌지 기능을 제공함으로써 해결되었다. 이 목적을 위해 몇몇 설계가 사용되었다. 예컨대, 미국 특허 제6,773,461호 및 미국 특허 제10,682,236호를 참고한다.
종래의 회전 힌지 무릎의 일부 결점은 다음을 포함한다: 힌지 핀은 종종 측면으로부터 삽입되는데, 이는 다리로의 다수의 절개를 요구한다. 미국 특허 제6,773,461호에 개시된 것과 유사하게, 일부 힌지 회전 조립체는 수술 중에 조립되어야 한다. 이러한 설계는 절차의 지속기간을 증가시킨다. 증가된 절차 지속기간은 마찬가지로, 마취 시간으로 인한 감염 및 다른 합병증의 위험을 증가시킨다. 미국 특허 제10,682,236호에 개시된 회전 힌지 조립체와 같은 다른 설계는 다수의 잠금 메커니즘을 요구한다. 이러한 메커니즘은 또한, 설치 및 전체 절차 시간을 증가시킨다. 복잡한 잠금 메커니즘은 또한, 환자가 향후 재수술을 받는 경우에 취소하기 어려울 수 있다.
또한, 미국 특허 제6,773,461호 및 미국 특허 제10,682,236호 둘 모두에 개시된 디바이스는 경골 회전 축을 중심으로 삽입되어 배치되는 유지 요소를 가지고 있다. 동작 시에, 경골 회전 축을 중심으로 배치되는 나사산과 같은 횡방향 하중 지지 요소는 일반적으로, 대퇴골로부터 상당한 압축력을 경험한다. 이것은 무릎 관절의 정상적인 굽힘 및 회전 동안 나사산이 겪을 수 있는 비틀림력과 결합되어 이 나사산 요소(또는 이의 연관된 부품)로 하여금 조기에 파손되게 할 수 있다. 조기 임플란트 파손은 임플란트를 고정하거나 교체하기 위해 회피 가능한 또 다른 재수술을 야기할 수 있다. 전체 임플란트를 교체하는 것은 종종, 임플란트가 부착된 뼈를 잘라내는 것을 수반한다. 회전 힌지 조립체는 이미 심각한 뼈 저하로 고통받는 환자에게 자주 사용된다. 파손된 회전 힌지 조립체의 또 다른 교정은 충분하지 않은 뼈가 남아 있으면 특정 경우에 가능하지 않을 수 있다.
따라서, 본 명세서에서 설명된 속성, 특성 및 기능을 가지는 개선된 회전 힌지 무릎에 대한 필요성이 존재한다.
길고 성가신 수술 설치 절차의 문제 및 내부 경골 정렬된 임플란트 고정 요소의 기계적 마모로 인해 조기에 파손되는 회전 힌지 임플란트의 문제는, 경골 요크(tibial yoke)를 중심으로 힌지식으로 관절식으로 연결될 수 있는(예컨대, 횡방향 힌지 핀을 통해) 대퇴골 박스를 가지는 회전 힌지 하위조립체를 포함하는 일 예시적인 무릎 관절 관내인공 조립체에 의해 완화될 수 있고, 대퇴골 박스는 대퇴골 조임쇠를 통해 대퇴골 구성요소에 기계적으로 결합되도록 구성되고, 대퇴골 조임쇠는 무릎이 굴곡 또는 신전 상태에 있을 때, 경골 회전 축과 비축방향으로 정렬되고, 회전 힌지 하위조립체의 횡방향 힌지 핀은 설치된 구성에서 대퇴골 구성요소와 기계적으로 결합하지 않는다.
본 명세서에 개시된 특정 예시적인 실시형태가 단일 절개를 통해 회전 힌지 무릎의 이식을 허용할 수 있는 것으로 고려된다.
본 발명에 따른 특정 예시적인 실시형태가 관내인공 임플란트의 대퇴골 구성요소 또는 경골 구성요소와 사전 조립되지 않은 사전 조립된 회전 힌지 하위조립체를 가지는 회전 힌지 무릎을 제공할 수 있음이 또한 고려된다.
본 발명에 따른 특정 예시적인 실시형태가 회전 힌지 하위조립체를 관내인공삽입물의 대퇴골 구성요소에 고정하기 위한 하나의 대퇴골 조임쇠를 가지는 회전 힌지 무릎을 제공할 수 있음이 여전히 또한 고려되며, 대퇴골 조임쇠는 주변시상면에서 대퇴골 구성요소를 결합한다.
본 발명에 따른 특정 예시적인 실시형태가 관내인공 임플란트 설치 및 조립 동안 근위 경골에 대한 원위 대퇴골의 과도한 탈구에 대한 필요성을 허용하지 않을 수 있으며, 이는 주변 연조직의 절제를 최소화하고 그에 의해, 더 빠른 환자 회복에 기여할 수 있음이 여전히 또한 고려된다.
본 명세서에 개시된 여전히 또 다른 예시적인 실시형태는 대퇴골 구성요소와의 상호 작용을 위한 신전 정지부를 가지는 회전 힌지 무릎을 제공할 수 있다.
상기 목적은 본 명세서에서 설명된 특징을 가지는 회전 힌지 무릎 임플란트 조립체를 제공함으로써 성취된다.
상기 내용은 첨부 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시형태의 다음의 더 특정한 설명으로부터 명백할 것이다. 도면은 반드시 축척에 맞춰진 것은 아니며, 대신에 개시된 실시형태를 도시하는데 중점을 둔다.
도 1은 조립된 상태(즉, 설치된 구성)의 관내인공 회전 힌지 무릎 임플란트 조립체의 일 예시적인 실시형태의 정면도.
도 2a는 관내인공 회전 힌지 무릎 임플란트 조립체의 대퇴골 구성요소 및 경골 구성요소의 하나의 예시적인 실시형태의 전방 사시도.
도 2b는 관내인공 회전 힌지 무릎 임플란트 조립체에서 사용하기 위한 회전 힌지 하위조립체의 하나의 예시적인 실시형태의 전방 사시도.
도 2c는 경골 구성요소 내의 회전 힌지 하위조립체의 삽입을 보여주는 회전 힌지 무릎 임플란트 조립체의 하나의 예시적인 실시형태의 전방 사시도.
도 2d는 대퇴골 구성요소에 대한 회전 힌지 하위조립체의 부착을 보여주는 관내인공 회전 힌지 무릎 임플란트 조립체의 하나의 예시적인 실시형태의 전방 사시도.
도 3a는 신전 상태의 관내인공 회전 힌지 무릎 임플란트 조립체의 하나의 예시적인 실시형태의 측 단면도를 도시하고; 단면은 예시적인 관내인공 회전 힌지 임플란트 조립체를 이등분하는 주변시상면으로부터 취해진다.
도 3b는 굴곡 상태의 관내인공 회전 힌지 무릎 임플란트 조립체의 하나의 예시적인 실시형태의 측 단면도를 도시하고; 단면은 예시적인 관내인공 회전 힌지 임플란트 조립체를 이등분하는 주변시상면으로부터 취해진다.
도 4는 일 예시적인 관내인공 회전 힌지 무릎 임플란트 조립체의 하나의 실시형태의 분해도 및 일 예시적인 회전 힌지 무릎 하위조립체의 분해도.
도 5는 일 예시적인 회전 힌지 하위조립체에서 사용하기 위한 대퇴골 박스의 하나의 실시형태의 사시도.
도 6은 일 예시적인 관내인공 회전 힌지 무릎 임플란트 조립체와 함께 사용하기 위한 대퇴골 박스 베어링 부재의 하나의 실시형태의 사시도.
도 7a는 관내인공 회전 힌지 하위조립체에서 사용하기 위한 일 예시적인 경골 요크의 하나의 실시형태의 측면도.
도 7b는 도 7a에 묘사된 경골 요크의 예시적인 실시형태의 전방도.
도 7c는 도 7a 및 도 7b에 묘사된 경골 요크의 예시적인 실시형태의 하향식 뷰를 도시한 도면.
도 7d는 도 7a, 도 7b 및 도 7c에 묘사된 경골 요크의 예시적인 실시형태의 상향식 뷰를 도시한 도면.
도 8a는 회전 힌지 하위조립체에서 사용하기 위한 모듈식 신전 정지부의 하나의 실시형태의 상단측 사시도.
도 8b는 회전 힌지 하위조립체에서 사용하기 위한 모듈식 신전 정지부의 하나의 실시형태의 측면도.
도 8c는 회전 힌지 하위조립체에서 사용하기 위한 모듈식 신전 정지부의 하나의 실시형태의 전방도.
도 9는 회전 힌지 무릎 임플란트 조립체와 함께 사용하기 위한 대퇴골 조임쇠의 하나의 실시형태의 선단부에서 후단부로의 사시도.
도 10a는 회전 힌지 무릎 임플란트 조립체와 함께 사용하기 위한 신전 정지부의 또 다른 실시형태의 상단측 사시도.
도 10b는 회전 힌지 무릎 임플란트 조립체와 함께 사용하기 위한 모듈식 신전 정지부의 또 다른 실시형태의 측면도.
도 10c는 회전 힌지 무릎 임플란트 조립체와 함께 사용하기 위한 모듈식 신전 정지부의 또 다른 실시형태의 전방도.
도 11a는 대퇴골 조임쇠를 통해 대퇴골 구성요소에 부착되기 이전의 회전 힌지 하위조립체를 보여주는 일 예시적인 관내인공 회전 힌지 무릎 임플란트 조립체의 사시도.
도 11b는 결합된 위치에 있는 회전 힌지 하위조립체를 보여주는 일 예시적인 관내인공 회전 힌지 무릎 임플란트 조립체의 사시도.
도 12는 일 대안적인 모듈식 신전 정지부를 보여주는 신전 상태의 회전 힌지 무릎 임플란트 조립체의 예시적인 실시형태의 측 단면도이고; 단면은 예시적인 관내인공 회전 힌지 임플란트 조립체를 이등분하는 주변시상면으로부터 취해진다.
도 13은 사람에 대한 해부학적 평면의 개략적인 사시도.
도 1은 조립된 상태(즉, 설치된 구성)의 관내인공 회전 힌지 무릎 임플란트 조립체의 일 예시적인 실시형태의 정면도.
도 2a는 관내인공 회전 힌지 무릎 임플란트 조립체의 대퇴골 구성요소 및 경골 구성요소의 하나의 예시적인 실시형태의 전방 사시도.
도 2b는 관내인공 회전 힌지 무릎 임플란트 조립체에서 사용하기 위한 회전 힌지 하위조립체의 하나의 예시적인 실시형태의 전방 사시도.
도 2c는 경골 구성요소 내의 회전 힌지 하위조립체의 삽입을 보여주는 회전 힌지 무릎 임플란트 조립체의 하나의 예시적인 실시형태의 전방 사시도.
도 2d는 대퇴골 구성요소에 대한 회전 힌지 하위조립체의 부착을 보여주는 관내인공 회전 힌지 무릎 임플란트 조립체의 하나의 예시적인 실시형태의 전방 사시도.
도 3a는 신전 상태의 관내인공 회전 힌지 무릎 임플란트 조립체의 하나의 예시적인 실시형태의 측 단면도를 도시하고; 단면은 예시적인 관내인공 회전 힌지 임플란트 조립체를 이등분하는 주변시상면으로부터 취해진다.
도 3b는 굴곡 상태의 관내인공 회전 힌지 무릎 임플란트 조립체의 하나의 예시적인 실시형태의 측 단면도를 도시하고; 단면은 예시적인 관내인공 회전 힌지 임플란트 조립체를 이등분하는 주변시상면으로부터 취해진다.
도 4는 일 예시적인 관내인공 회전 힌지 무릎 임플란트 조립체의 하나의 실시형태의 분해도 및 일 예시적인 회전 힌지 무릎 하위조립체의 분해도.
도 5는 일 예시적인 회전 힌지 하위조립체에서 사용하기 위한 대퇴골 박스의 하나의 실시형태의 사시도.
도 6은 일 예시적인 관내인공 회전 힌지 무릎 임플란트 조립체와 함께 사용하기 위한 대퇴골 박스 베어링 부재의 하나의 실시형태의 사시도.
도 7a는 관내인공 회전 힌지 하위조립체에서 사용하기 위한 일 예시적인 경골 요크의 하나의 실시형태의 측면도.
도 7b는 도 7a에 묘사된 경골 요크의 예시적인 실시형태의 전방도.
도 7c는 도 7a 및 도 7b에 묘사된 경골 요크의 예시적인 실시형태의 하향식 뷰를 도시한 도면.
도 7d는 도 7a, 도 7b 및 도 7c에 묘사된 경골 요크의 예시적인 실시형태의 상향식 뷰를 도시한 도면.
도 8a는 회전 힌지 하위조립체에서 사용하기 위한 모듈식 신전 정지부의 하나의 실시형태의 상단측 사시도.
도 8b는 회전 힌지 하위조립체에서 사용하기 위한 모듈식 신전 정지부의 하나의 실시형태의 측면도.
도 8c는 회전 힌지 하위조립체에서 사용하기 위한 모듈식 신전 정지부의 하나의 실시형태의 전방도.
도 9는 회전 힌지 무릎 임플란트 조립체와 함께 사용하기 위한 대퇴골 조임쇠의 하나의 실시형태의 선단부에서 후단부로의 사시도.
도 10a는 회전 힌지 무릎 임플란트 조립체와 함께 사용하기 위한 신전 정지부의 또 다른 실시형태의 상단측 사시도.
도 10b는 회전 힌지 무릎 임플란트 조립체와 함께 사용하기 위한 모듈식 신전 정지부의 또 다른 실시형태의 측면도.
도 10c는 회전 힌지 무릎 임플란트 조립체와 함께 사용하기 위한 모듈식 신전 정지부의 또 다른 실시형태의 전방도.
도 11a는 대퇴골 조임쇠를 통해 대퇴골 구성요소에 부착되기 이전의 회전 힌지 하위조립체를 보여주는 일 예시적인 관내인공 회전 힌지 무릎 임플란트 조립체의 사시도.
도 11b는 결합된 위치에 있는 회전 힌지 하위조립체를 보여주는 일 예시적인 관내인공 회전 힌지 무릎 임플란트 조립체의 사시도.
도 12는 일 대안적인 모듈식 신전 정지부를 보여주는 신전 상태의 회전 힌지 무릎 임플란트 조립체의 예시적인 실시형태의 측 단면도이고; 단면은 예시적인 관내인공 회전 힌지 임플란트 조립체를 이등분하는 주변시상면으로부터 취해진다.
도 13은 사람에 대한 해부학적 평면의 개략적인 사시도.
바람직한 실시형태의 다음의 상세한 설명은 단지 예시적이고 설명적인 목적을 위해 제공되며 본 발명의 범위 및 사상을 완전하게 하거나 제한하도록 의도되지 않는다. 실시형태는 본 발명의 원리 및 이의 실제 적용을 최상으로 설명하기 위해 선택되고 설명되었다. 당업자는 본 발명의 범위 및 사상을 벗어나지 않고 본 명세서에 개시된 본 발명에 대해 많은 변형이 이루어질 수 있음을 인식할 것이다.
유사한 참조 문자는 달리 언급되지 않는 한 몇몇 도면에 걸쳐 대응하는 부분을 나타낸다. 도면이 본 발명에 따른 다양한 피처 및 구성요소의 실시형태를 표현할지라도, 도면은 반드시 축척에 맞춰진 것은 아니며 특정한 피처는 본 발명의 실시형태를 더 양호하게 도시하기 위해 과장될 수 있으며, 이러한 예시화는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
본 명세서에 달리 명시적으로 언급되는 것을 제외하고, 다음 해석 규칙이 이 명세서에 적용된다: (a) 본 명세서에서 사용된 모든 단어는 이러한 상황이 요구하는 성별 또는 숫자(단수 또는 복수)인 것으로 해석될 것이고; (b) 명세서 및 첨부된 청구항에서 사용된 바와 같이, 단수 용어는 맥락이 달리 명백하게 명시하지 않는 한 복수 참조를 포함하고; (c) 인용된 범위 또는 값에 적용된 선행 용어 "약"은 측정으로부터 당업계에 알려지거나 예상되는 범위 또는 값의 편차와의 근사치를 나타내고; (d) 단어 "본 명세서에서", "이에 의해", "여기에", "이전에 본 명세서에", 및 "이하" 및 유사한 의미를 지닌 단어는 달리 명시되지 않는 한, 전문이 본 명세서를 언급하고 임의의 특정한 단락, 청구항, 또는 다른 세분을 언급하지 않고; (e) 설명 제목은 단지 편의를 위한 것이며 명세서의 일부의 구성 의미를 제어하거나 이에 영향을 미치지 않을 것이며; (f) "또는" 및 "임의의"는 배타적이지 않으며 "포함하다" 및 "포함하는"은 제한적이지 않다. 게다가, 용어 "포함하는", "갖는", "포함하는(including)" 및 "포함하는(containing)"은 개방형 용어(즉, "포함하지만 이로 제한되지 않는"을 의미함)로서 해석되어야 한다.
명세서에서 "하나의 실시형태", "일 실시형태", "일 예시적인 실시형태" 등에 대한 참조는 설명된 실시형태가 특정한 피처, 구조, 또는 특성을 포함할 수 있지만, 모든 실시형태가 반드시 특정한 피처, 구조, 또는 특성을 포함하지 않을 수 있음을 나타낸다. 게다가, 이러한 문구는 반드시 동일한 실시형태를 언급하는 것은 아니다. 게다가, 특정한 피처, 구조 또는 특성이 일 실시형태와 관련하여 설명될 때, 명시적으로 설명되든 아니든, 이것이 다른 실시형태와 관련하여 이러한 피처, 구조, 또는 특성에 영향을 미치도록 당업자의 지식 범위 내에 있다는 것이 제출된다.
설명적 지원을 제공하기 위해 필요한 정도로, 첨부된 청구항의 주제 및/또는 텍스트는 전문이 참조에 의해 본 명세서에 원용된다.
본 명세서에서 값의 범위에 대한 인용은 본 명세서에서 달리 명백하게 나타내지 않는 한, 이 사이의 임의의 하부 범위의 범위 내에 속하는 각각의 별개의 값을 개별적으로 언급하는 속기 방법의 역할을 하도록 단지 의도된다. 인용된 범위 내의 각각의 별개의 값은 마치 각각의 별개의 값이 본 명세서에서 개별적으로 인용된 것처럼 명세서 또는 청구항에 원용된다. 값의 특정 범위가 제공되는 경우, 그 범위의 상한과 하한과 이의 하부 범위의 그 언급된 범위의 임의의 다른 언급되거나 중간 값 사이의 하한 단위의 10분의 1 이하까지, 각각의 중간 값이 맥락이 달리 명백하게 명시하지 않는 한 본 명세서에 포함됨이 이해된다. 모든 하위범위가 또한 포함된다. 이 더 작은 범위의 상한 및 하한이 또한 여기에 포함되어, 언급된 범위에서 임의의 구체적이고 및 명시적으로 제외된 제한의 영향을 받는다.
본 명세서에서 사용된 용어 중 일부가 상대적인 용어임에 유의해야 한다. 예를 들면, 용어 "상부" 및 "하부"는 위치에서 서로 상대적이고 즉, 상부 구성요소는 각각의 방향에서 하부 구성요소보다 더 높은 고도에 위치되지만, 방향이 뒤집히는 경우 이 용어가 변경될 수 있다. 용어 "유입구" 및 "유출구"는 주어진 구조에 대해 이을 통해 흐르는 유체와 관련 있고 예컨대, 유체는 유입구를 통해 구조로 흐른 다음 유출구를 통해 구조 밖으로 흐른다. 용어 "상류" 및 "하류"는 유체가 하류 구성요소를 통해 흐르기 이전에 다양한 구성요소를 통해 흐르는 방향과 관련이 있다.
용어 "수평" 및 "수직"은 절대 기준, 즉 지면 레벨에 대한 방향을 나타내기 위해 사용된다. 그러나, 이 용어는 구조가 서로 절대적으로 평행하거나 절대적으로 수직이어야 함을 요구하도록 해석되어서는 안 된다. 예를 들면, 제1 수직 구조 및 제2 수직 구조가 반드시 서로 평행할 필요는 없다. 용어 "상단" 및 "하단" 또는 "베이스"는 절대 기준, 즉 지구의 표면에 대해 상단이 항상 하단 또는 베이스보다 높은 위치 또는 표면을 언급하기 위해 사용된다. 용어 "상향" 및 "하향"은 또한, 절대 기준과 관련이 있고; 상향 흐름은 항상 지구의 중력에 반대된다.
본 발명 전반에 걸쳐, "원위", "근위", "내측", "측면", "전방", 및 "후방"과 같은 다양한 위치 용어는 인간 해부학적 구조를 언급할 때 관례적인 방식으로 사용될 것이다. 더 구체적으로, "원위"는 본체에 대한 부착 지점으로부터 떨어진 영역을 언급하고, "근위"는 본체에 대한 부착 지점 근처의 영역을 언급한다. 예를 들면, 원위 대퇴골은 경골 근처의 대퇴골 부분을 언급하는 반면에, 근위 대퇴골은 엉덩이 근처의 대퇴골 부분을 언급한다. 용어 "내측" 및 "측면"은 또한, 본질적으로 반대이다. "내측"은 본체의 중앙에 더 가깝게 배치되는 것을 언급한다. "측면"은 본체의 중앙보다 본체의 우측이나 좌측에 더 가깝게 배치되는 것을 의미한다. "전방" 및 "후방"에 관해, "전방"은 본체의 앞쪽에 더 가깝게 배치된 것을 언급하는 반면에, "후방"은 본체의 뒤쪽에 더 가깝게 배치된 것을 언급한다."
"내반(Varus)" 및 "외반(Valgus)"은 폭 용어이고 제한 없이, 무릎 관절에 대해 내측 및/또는 측면 방향으로의 회전 운동을 포함한다.
문구 "대퇴골의 기계적 축"은 대퇴골 헤드의 중심으로부터 무릎의 원위 대퇴골의 중심까지 그어진 가상의 선을 언급한다.
문구 "경골의 기계적 축"은 근위 경골의 중심으로부터 발목 바로 위인 원위 경골의 중심까지 그어진 가상의 선을 언급한다.
용어 해부학적 축은 용도에 의존하여, 대퇴골 간부 또는 경골 간부의 중앙 아래로 길이 방향으로 그려지는 가상의 선을 언급한다.
현재 이용 가능한 1차 및 재수술 기술과 유사한 문제에 이식되도록 구성될 수 있는 힌지 무릎 조립체, 시스템, 및 방법이 본 명세서에서 설명되어 있다.
1차 또는 무릎 재수술 동안, 외과의사는 일반적으로, 수술 무릎의 전면에 수직 중심선 절개를 한다. 절개는 일반적으로, 경골 결절 또는 그 아래에 무릎을 굴곡시킨 상태에서 이루어지며 슬개골 위로 몇 인치까지 연장될 수 있다.
1차 TKA에서, 외과의사는 관절낭의 전면을 노출시키기 위해 지방 조직을 계속 절개한다. 그 다음, 외과의사는 관절낭을 뚫고 내측 슬개골 망막을 절제하기 위해 내측 슬개골 주위 관절 절개술을 수행할 수 있다. 견인기는 그 다음, 대퇴골의 원위 관절구 및 근위 경골 고평부에 있는 연골 반월판을 노출시키도록 슬개골을 일반적으로 측면으로 이동하기 위해 공통적으로 사용된다. 외과의사는 그 다음, 반월판을 제거하고 기구를 사용하여 원위 대퇴골 및 근위 경골을 측정하고 절제하여 시험용 임플란트를 수용한다. 시험용 임플란트는 일반적으로, 실제 관내인공삽입물과 동일한 기능적 치수를 갖는 테스트 관내인공삽입물이지만, 시험용 임플란트는 실제 관내인공삽입물의 적합성을 평가할 목적을 위해 및 무릎 관절의 운동학을 평가할 목적을을 위해 일시적으로 설치 및 제거되도록 설계된다. 외과의사는 일단 자신이 시험용 임플란트의 크기 조정 및 무릎 관절의 운동학에 만족하면 시험용 임플란트를 제거하고 실제 임플란트를 설치한다.
교정 절차에서, 외과의사가 초기 절개를 수행한 후에, 외과의사는 슬개건 주위의 흉터 조직을 해제할 수 있다. 외과의사는 그 다음, 슬개골 또는 슬개골 임플란트를 일반적으로 측면으로 이동(즉, 이의 아탈구를 사전 형성함)하여 일반적으로 원위 대퇴골에 설치된 대퇴골 구성요소, 근위 경골에 설치된 경골 구성요소, 및 대퇴골 구성요소와 경골 구성요소 사이에 배치된 반월판 삽입물을 갖는 이전에 설치된 임플란트를 노출시킨다. 이어서, 외과의사는 이전에 설치된 임플란트를 제거한다.
이전에 설치된 임플란트의 유형이 경우에 따라 다를 수 있다는 것이 인식될 것이다. 이전에 설치된 임플란트는 무릎 관절을 고정시키기 위해 원위 대퇴골 및 근위 경골의 정렬된 골수 내 구멍에 삽입된 정적 스페이서, 또는 외상을 입은 무릎 관절 부분을 재건하기 위해 사용된 복합 임플란트를 포함할 수 있다. 그러나, 공통의 이전 설치 임플란트는 1차 TKA 동안 설치된 임플란트, 또는 이전 교정 임플란트를 포함한다. 이전에 설치된 임플란트를 회전 힌지 무릎 임플란트로 교체하는 결정에는 다양한 인자가 영향을 미치지만, 공통 인자는 과도한 마모 또는 동작 불능, 외상의 존재, 골 퇴행성 질환 진행, 기저 골의 완전성(integrity), 및 심한 내반/외반 기형을 포함한다. 공통 뼈 퇴행성 질환은 류마티스 관절염 및 관절염을 포함한다.
이전에 설치된 임플란트는 다양한 방식으로 뼈에 접합되었을 수 있다. 압입 끼워 맞춤 임플란트는 전형적으로, 대퇴골 및 경골 구성요소의 연결 측면에 다공성의 거칠어진 표면을 가지고 있다. 다공성 표면은 시간에 따라 이 주입으로 뼈가 다시 자라는 것을 허용한다. 또 다른 매우 공통적인 접합 기술은 정형외과 업계 사람들에 의해 공통적으로 "뼈 시멘트(bone cement)"로서 알려진 항생제 주입 그라우트를 사용하는 것을 수반한다. 비록 뼈 시멘트 자체가 일반적으로, 접착 속성을 갖지 않더라도 "뼈 시멘트"는 기술 용어임이 인식될 것이다. 뼈 시멘트는 일반적으로, 뼈의 불규칙한 표면과 관내인공삽입물의 연결 측면의 표면 사이의 긴밀한 기계적 연동에 의존한다. 공통 뼈 시멘트는 폴리메틸 메타크릴레이트("PMMA"), 인산 칼슘 시멘트("CPCs"), 및 유리 폴리알케노에이트 이성질체 시멘트("GPICs")를 포함한다.
이전에 설치된 임플란트의 제거는 일반적으로, 뼈 시멘트 아래에 있는 뼈를 잘라내거나 - 압입 끼워 맞춤 임플란트의 경우에, 압입 끼워 맞춤 임플란트 아래에 있는 뼈를 잘라내는 것을 수반한다. 이 절제는 교정 압입 끼워 맞춤 또는 뼈 시멘트 접합성 임플란트를 수용할 수 있는 신선한 뼈를 노출시킨다. 이전에 설치된 임플란트를 제거하기 위해 뼈를 제거하는 것은 교정 임플란트가 새로 절제된 뼈를 대체할 크기가 아닌 경우 관절선을 이동시킬 것이다.
이 경골 절제는 일반적으로, 경골의 해부학적 축에 수직인 횡방향 본체 평면과 동일 평면에 있다. 일단 절제되면, 경골의 절제된 영역은 "경골 고평부"로서 알려질 수 있다. 이전에 설치된 임플란트가 제거된 후에, 일련의 상이한 크기의 골수강내 리머(reamer)가 그 다음, 사용되어 경골 및 대퇴골 둘 모두에서 골수강내 구멍을 준비하거나 연장되어 각각 교정 임플란트의 경골 및 대퇴골 구성요소를 안착시킬 수 있다. 리밍 후에, 외과의사는 근위 경골 고평부를 또한 측정하고 절제하기 위해 기구를 사용할 수 있다. 다음에, 외과의사는 절제된 근위 경골 고평부에 시험용 경골 구성요소를 배치할 수 있다. 외과의사는 일반적으로, 시험용 대퇴골 구성요소를 설치할 목적을 위해 원위 대퇴골 관절구를 측정하고 절제하도록 상이한 기구를 사용한다. 시험용 구성요소가 적절하게 안착되지 않은 경우, 외과의사는 원하는 안착이 성취될 때까지 대퇴골 관절구 및/또는 경골 고평부를 측정하고 절제하기 위해 또 다른 기구를 사용할 수 있다.
회전 힌지 무릎은 전형적으로, 관내인공 임플란트의 대퇴골 구성요소(205, 도 2a 참고)에 대퇴골 박스 공동(280, 도 2a 참고)을 갖는다. 대퇴골 박스 공동을 수용하기 위해 일반적으로 내측 관절구의 측면 측면과 측면 관절구의 내측 측면을 또한 절제해야 한다. 상이하게 언급하면, 외과의사는 임플란트의 대퇴골 구성요소의 대퇴골 박스 공동을 수용하기 위해 원위 대퇴골의 중앙에 박스 형상의 절개부를 만든다. 원위 대퇴골을 적절하게 절제하지 못하면 과간 골절이 발생할 수 있다.
외과의사는 그 다음, 일반적으로 시험용 임플란트에 대한 무릎의 굴곡 및 신전, 일반적인 안정성, 및 슬개골 추적을 테스트하기 위해 시험용 경골 트레이와 시험용 대퇴골 구성요소 사이에 시험용 반월판 삽입물을 삽입한다. "보강재(augments)"라고 하는 금속 블록은 경골 또는 대퇴골 구성요소에 부착되어 손실되거나 손상된 뼈를 대체할 수 있다. 일단 시험용 및 이동 특성에 만족하면, 외과의사는 새로운 미경화 항생제 주입 뼈 시멘트를 사용하여 관내인공 임플란트의 실제 경골 및 대퇴골 구성요소를 영구적으로 부착하거나 압입 끼워 맞춤 임플란트를 사용하고 원하는 경우 뼈 시멘트 사용을 회피할 수 있다.
다른 회전 힌지 무릎 시스템은 많은 다른 회전 힌지 무릎 시스템이 힌지 구성요소의 수술 중 측면 조립을 요구한다는 점에서 본 발명과 상이하다. 이 수술 간 조립체는 힌지 구성요소(공통적으로 핀임)에 대한 액세스를 제공하기 위해 하나 이상의 대퇴골 관절구의 측면의 부가적인 절제를 요구한다. 일부 설계는 관절구의 부가적인 후방 절제를 요구한다. 부가적인 절제는 절차를 연장하고 향후 교정에 이용 가능한 남아 있는 뼈의 양을 감소시킨다. 부가적이지만 불필요한 측면 및/또는 후방 관절구 절제술이 환자의 회복 시간을 연장하고, 감염될 수 있는 새로운 영역을 도입하고, - 특히 기존 뼈 퇴화가 있는 경우에 구조적 취약 영역을 도입할 수 있음이 또한 인식될 것이다. 구조적 약점이 있는 임의의 영역은 정상적인 사용 동안 치명적인 임플란트 파손의 위험을 증가시킨다.
회전 힌지 무릎의 수술 간 조립은 또한, 절차를 연장하고 마취 하에 증가된 시간으로부터 발생된 감염 및 다른 합병증의 위험을 증가시킨다.
일부 다른 회전 힌지 무릎은 경골 회전 축을 중심으로 삽입 및 배치되도록 구성된 나사산을 가지는 유지 요소를 사용한다. 이론에 얽매이지 않고, 동작 시에, 경골 회전 축을 중심으로 배치되는 횡방향 하중 지지 요소가 일반적으로, 대퇴골로부터 상당한 압축력을 경험하는 것으로 고려된다. 이것은 무릎 관절의 정상적인 굽힘 및 회전 동안 나사산이 겪을 수 있는 비틀림력과 결합되어, 이 나사산 요소가 있는 부품으로 하여금 조기에 파손되게 할 수 있고, 그에 의해 마모된 부분 또는 전체 임플란트를 교체하기 위해 또 다른 재수술을 필요로 한다.
게다가, 다른 회전 힌지 무릎은 설치 동안 대퇴골 구성요소 및 경골 구성요소의 6개 자유도 중 5개를 제한하도록 구성되지 않는다. 본 명세서에 개시된 예시적인 실시형태가 외과의사가 정렬 프로세스 동안 대퇴골 또는 경골의 잠재적인 회전에 초점을 맞출 필요 없이 회전 힌지 하위조립체(10, 도 2c 참고)와 대퇴골 구성요소를 정렬하는 것을 허용함으로써 설치 프로세스를 또한 용이하게 할 수 있는 것으로 고려된다.
기존의 회전 힌지 무릎에 비해 설치 시간을 감소시키기 위해, 본 명세서에서 설명된 회전 힌지 하위조립체(10)의 예시적인 실시형태(예컨대, 도 2c 참고)는 단일 대퇴골 조임쇠(210)를 사용하여 대퇴골 구성요소에 기계적으로 고정되도록 구성되는 자급식 모듈에 사전 조립될 수 있다.
도 1의 조립된 정면도에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 회전 힌지 무릎 관내인공 임플란트 조립체(1)는 일반적으로: 대퇴골 구성요소(205), 경골 구성요소(105), 대퇴골 구성요소(205)와 경골 구성요소(105) 사이에 배치된 반월판 삽입물(150), 및 회전 힌지 하위조립체(10)를 포함한다. 도 1에서, 많은 회전 힌지 하위조립체 구성요소는 대퇴골 구성요소(205) 및 경골 구성요소(105)에 의해 차단되지만, 대퇴골 구성요소(205)의 대퇴골 박스 공동(280)(도 2a)에 배치된 대퇴골 박스(80), 및 경골 요크(40)의 헤드(24)와 같은 일부 구성요소는 볼 수 있다. 베어링(60)은 헤드(24)와 대퇴골 박스(80) 사이에 배치되어 회전 힌지 무릎 관내인공 임플란트 조립체(1)의 힌지 이동을 용이하게 한다. 대퇴골 조임쇠(210)는 대퇴골 구성요소(205)에 회전 힌지 하위조립체(10)를 고정 결합시키기 위해 대퇴골 박스(80)의 대퇴골 박스 고정 구멍(81) 및 대퇴골 구성요소(205)의 대퇴골 고정 구멍(87)(도 2a)를 통해 연장된다. 묘사된 실시형태에서, 대퇴골 조임쇠(210)는 테이퍼링(tapering)된 나사이고 대퇴골 박스 고정 구멍(81) 및 대퇴골 고정 구멍(87)은 테이퍼링된 나사의 대응하는 나사산과 결합하도록 나사산이 형성된다. 다른 예시적인 실시형태에서, 대퇴골 고정 구멍(87), 대퇴골 박스 고정 구멍(81), 또는 대퇴골 고정 구멍(87) 및 대퇴골 박스 고정 구멍(81) 둘 모두에 나사산이 형성될 필요가 없다. 회전 힌지 무릎 관내인공 임플란트 조립체(1)의 과신전을 방지하기 위해 신전 정지부(30)가 제공될 수 있다. 특정 예시적인 실시형태에서, 신전 정지부(30)는 모듈식 신전 정지부(30)일 수 있다. 즉, 외과의사는 환자의 특정 해부학적 구조에 기초하여 이용 가능한 다양한 신전 정지부 중 하나를 선택하고 설치할 수 있다.
대퇴골 구성요소(205)는 측면 임플란트 관절구(219)로부터 원위에 배치되는 내측 임플란트 관절구(218)를 포함한다. 도 1은 반월판 삽입물(150)의 관절 표면(151)(도 2a)에 놓여 있는 각각의 임플란트 관절구(218, 219)를 묘사한다. 반월판 삽입물(150)은 전형적으로, 의료용 폴리에틸렌(예컨대, 초고분자량 폴리에틸렌("UHMWPE")) 또는 다른 적합한 임상 시험을 거친 생체 호환 가능한 물질로 형성된다. 경골 구성요소(105)의 베이스 부분(101)은 반월판 삽입물(150)을 지지한다. 베이스 부분(101)은 환자의 절제된 경골 고평부에 놓이도록 구성된다(103, 도 2c). 경골 구성요소(105)는 코발트 크롬 몰리브덴 합금, 티타늄 합금, 또는 다른 임상적으로 입증된 고 강도 생체 호환 가능한 물질과 같은 생체 호환 가능한 물질로 형성될 수 있다. 경골 줄기(102)는 경골 베이스 부분(101)의 원위 측면(106)으로부터 하향으로 달려있다. 경골 줄기(102)는 경골(100)의 골수강내 구멍(묘사된 절개부(109) 참고)에 삽입되도록 구성된다. 용골(127)은 경골(100)의 골수내 구멍(109 참고)으로의 경골 구성요소(105)의 설치 및 고정을 용이하게 한다(도 2c 참고). 묘사된 절개부(109)는 경골 구성요소(105)가 설치될 때 근위 경골(100) 내에 그리고 이에 놓일 수 있는 방법을 도시하기 위해 제공된다. 실제로, 묘사된 절개부(109)는 일반적으로 존재하지 않아야 한다. 본 명세서에서 설명된 예시적인 조립체와 호환 가능한 다른 경골 구성요소(105)가 용골(127)이 부족할 수 있음을 인식할 것이다. 특정 예시적인 실시형태에서, 경골 줄기(102)는 횡방향 평면(198)에 대해 상이한 길이, 각도, 또는 오프셋의 골수내 구멍을 수용하기 위해 상이한 길이의 연장부를 갖도록 모듈식으로 구성될 수 있다(도 2d). 여전히 또 다른 예시적인 실시형태에서, 용골(127)은 경골 구성요소(105)와 고정적으로 결합하도록 구성된 모듈식 구성요소일 수 있다. 도 4에 더 양호하게 보여진 바와 같이, 경골 줄기(102)는 적어도 이의 상부/근위 단부에서 실질적으로 중공이고 이하에서 또한 설명된 바와 같이, 회전 힌지 하위조립체(10)의 종방향 경골 축 기둥(20)의 수용을 위해 구성된 축 구멍(104)을 갖는다.
바람직하게는, 슬리브(120)는 경골 축 기둥(20)의 삽입 이전에 축 구멍(104)에 삽입된다. 슬리브(120)는 전형적으로, 생체 호환 가능한 금속 합금으로 형성되는 경골 축 기둥(20)이, 또한 전형적으로 생체 호환 가능한 금속 합금으로 형성되는 경골 줄기(102)의 내부와 마찰되는 것을 방지한다. 슬리브(120) 없이, 경골 줄기(102)의 내부에 대해 이동하는 경골 축 기둥(20)의 반복된 마찰이 관내인공삽입물의 효율성 및 완전성을 훼손할 수 있는 금속 부스러기를 생성할 수 있는 것으로 고려된다. 슬리브(120)가 UHMWPE, 폴리에터 에터 케톤("PEEK"), 또는 다른 임상적으로 입증된 생체 호환 가능한 중합체로 형성될 수 있는 것으로 고려된다. 다른 예시적인 실시형태에서, 슬리브(120)는 지르코니아 강화 알루미나("ZTA") 세라믹을 포함하지만 이로 제한되지 않는 세라믹 물질로 형성될 수 있다. 여전히 다른 예시적인 실시형태에서, 슬리브(120)는 코발트 크롬 몰리브덴 합금, 또는 티타늄 허용으로 제조되고 산화 지르코늄 또는 질화 니오븀으로 코팅될 수 있어서 관절 구성요소 사이의 마찰 계수를 또한 감소시키고 내구성을 향상시킨다. 이 방식으로, 슬리브(120)는 경골 줄기(102)의 내부 벽과 경골 축 기둥(20)의 외부 벽 사이에 장벽을 효과적으로 생성한다.
도 2a 내지 도 2d는 회전 힌지 무릎 관내인공 임플란트 조립체(1)의 이식의 주요 단계를 보여주는 일련의 사시도를 제공한다.
도 2a는 경골 구성요소(105)에 대해 굴곡 지향된 대퇴골 구성요소(205)를 묘사한다. 큰 대퇴골 박스 공동(280)은 내측 임플란트 관절구(218)와 인접한 측면 임플란트 관절구(219) 사이에 배치된다. 대퇴골 박스 공동(280)은 하기에 설명된 바와 같이, 대퇴골 박스(80)를 수용하도록 구성된다. 묘사된 실시형태에서, 대퇴골 구성요소(205)는 대퇴골 박스 공동(280)에 노출되는 대퇴골 고정 구멍(87)을 포함한다. 대퇴골 고정 구멍(87)은 내측 임플란트 관절구(218) 및 측면 임플란트 관절구(219)의 내부 표면 사이에 연장되는 횡방향 표면(92)에서 고정된다. 반월판 삽입물(150)은 회전 또는 이동 베어링 배열에서 경골 구성요소(105)의 베이스(101)에 배치된다(일 예시적인 회전 베어링 배열의 논의를 위해 도 3a 참고). 반월판 삽입물(150)과 경골 베이스 부분(101) 사이의 연결을 위해 다양한 구성이 사용될 수 있다.
대퇴골 구성요소(205)는 코발트 크롬 몰리브덴 합금, 티타늄 합금, 또는 다른 적합한 고 강도 생체 호환 가능한 물질과 같은 생체 호환 가능한 물질로 형성될 수 있다. 관절 표면(즉, 내측 임플란트 관절구(218) 및 측면 임플란트 관절구(219))은 매끄러운 관절 지지 표면을 제공하기 위해 낮은 마찰 계수를 갖는 내구성 있는 생체 호환 가능한 물질로 최적으로 코팅될 수 있다. 이러한 코팅의 예는 산화 지르코늄 또는 질화 니오븀을 포함한다.
도 2b는 제1 관절 요소(예로서, 대퇴골 박스(80))가 대퇴골 구성요소(205)로부터 완전히 분리되어 있는 분리된 위치의 회전 힌지 하위조립체(10)의 사시도를 제공한다. 본 발명의 예시적인 실시형태의 장점 중 하나는 회전 힌지 하위조립체(10)가 환자의 무릎에 삽입되기 이전에 완전히 조립될 수 있고, 따라서 이식 절차를 용이하게 하고 수술 시간을 감소시키는데 기여한다는 것이다. 사전 조립된 회전 힌지 하위조립체(10)는 요크(40) 및 요크(40)의 헤드(24)를 중심으로 힌지식으로 연결되는 대퇴골 박스(80)를 포함한다. 묘사된 대퇴골 박스(80)는 대퇴골 박스 고정 구멍(81)을 포함한다. 대퇴골 박스 고정 구멍(81)이 대퇴골 구성요소의 대퇴골 박스 공동(280)에 대퇴골 박스(80)를 선택적으로 결합하기 위해 사용될 수 있는 대퇴골 고정 메커니즘의 일례임이 인식될 것이다. 다른 예시적인 실시형태에서, 대퇴골 고정 메커니즘이 돌출부, 후퇴부(recession), 수용기, 다수의 돌출부, 다수의 후퇴부, 다수의 수용부, 돌출부 수용기 잠금 메커니즘(projection-receiver locking mechanism)의 일부, 자석, 클램프, 후크, 립, 용접제, 접합제, 접착제, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있음이 인식될 것이다. 다른 예시적인 실시형태에서, 대퇴골 고정 메커니즘은 대퇴골 박스 고정 구멍(81) 및 대퇴골 고정 구멍(87)을 통해 삽입된 핀을 포함할 수 있다. 이러한 예시적인 실시형태에서, 외과의사는 대퇴골 고정 섹션에서 삽입된 핀의 원위 단부를 변형시키기 위해 작은 해머를 사용할 수 있고 그에 의해, 대퇴골 고정 메커니즘을 주변시상면(z)에서 대퇴골 구성요소에 고정적으로 결합시킨다(도 11a, 또한 도 13 참고). 이러한 실시형태에서, 대퇴골 고정 구멍(87)은 대퇴골 박스 고정 구멍(81)의 최대 직경보다 큰 최대 직경을 가질 수 있다. 대퇴골 박스 고정 구멍(81)에 대한 대퇴골 고정 구멍(87)의 증가된 체적은 핀의 원위 단부가 대퇴골 고정 구멍(87)에서 변형되는 것을 허용할 수 있고, 그에 의해 핀 대퇴골 조임쇠를 돌출부 수용기 잠금 방식으로 잠근다. 이론에 얽매이지 않고, 대퇴골 조임쇠(210)에서 나사산 요소를 제거하는 것이 대퇴골 조임쇠(210)로의 비틀림력 전달의 임의의 경미한 발생으로 인한 조기 파손의 가능성을 또한 완화할 수 있다고 고려된다.
여전히 다른 예시적인 실시형태에서, 대퇴골 고정 메커니즘은 제1 자기 요소가 대퇴골 박스(80)에 배치되고 제1 자기 요소와 반대 극성의 제2 자기 요소가 대퇴골 구성요소(205)의 측면 임플란트 관절구(219) 및 내측 임플란트 관절구(218)의 내부 표면 사이에서 연장되는 횡방향 표면(92)에 배치되는 반대 극성의 자기 요소를 포함할 수 있다.
일 예시적인 회전 힌지 하위조립체(10)는 요크(40)의 신전 정지 부분(28)(도 3a)에 스냅 끼워 맞추도록 구성될 수 있는 모듈식 신전 정지부(30)를 더 포함할 수 있다. 하나 이상의 베어링 부재(60)는 (예를 들면) 횡방향 힌지 핀(50)을 통해 요크(40)의 헤드(24)에 회전 가능하게 연결된다(도 4). 횡방향 힌지 핀(50)의 단부(53)는 도 2b에서 볼 수 있다. 요크(40)의 본체(45)의 하부 또는 하위 부분은 회전 관계로 경골 구성요소(105)에 배치되도록 구성된 경골 축 기둥(20)을 포함한다. 경골 축 기둥(20)은 원위 단부(26)를 포함한다. 이 구성요소에 관한 상세는 본 명세서에서 제공된다. 다른 예시적인 실시형태에서, 하나의 베어링 부재(60)가 사용될 수 있다는 것이 인식될 것이다. 여전히 다른 예시적인 실시형태에서, 2개보다 많은 베어링 부재(60)가 사용될 수 있다.
도 2c는 상기 설명된 절제 및 이식 기술을 사용하여 환자의 무릎 관절의 근위 경골(100)에 고정된 경골 구성요소(105) 및 원위 대퇴골(200)에 고정된 대퇴골 구성요소(205)를 묘사한다. 도 2c는 임플란트 조립체(즉, 대퇴골 구성요소(205), 반월판 삽입물(150), 및 경골 구성요소(105))에 삽입 및 부착 직전의 회전 힌지 하위조립체(10)를 도시한다. 표시된 바와 같이, 경골 축 기둥(20)은 경골 줄기(102)의 축 구멍(104, 도 3a, 도 4)에 삽입된다. 대퇴골 박스 공동(280)은 대퇴골(200)이 굴곡 상태에 있을 때 경골 축 기둥(20)이 일반적으로 전방 또는 상위 대 하위 방향으로부터 삽입되는 것을 허용하도록 크기 조정되고 구성된다.
도 2d는 대퇴골 조임쇠(210)에 의해 힌지 대퇴골 구성요소에 부착되는 회전 힌지 하위조립체(10)를 도시한다. 도 2d에서 인식될 수 있는 바와 같이, 무릎이 굴곡 상태에서, 요크(40)의 경골 축 기둥(20)(도 4 또한 참고)은 회전 관계(R)로 경골 줄기(102)의 축 구멍(104)에 삽입되었고 대퇴골 박스(80)는 대퇴골 박스 공동(280)에 놓였다. 대퇴골 조임쇠(210)는 대퇴골 박스(80)의 고정 구멍(81) 및 대퇴골 구성요소(205)의 대퇴골 고정 구멍(87)(즉, 제2 관절 요소)을 통해 삽입되고 이 방식으로 대퇴골 박스(80)(즉, 제1 관절 요소)를 대퇴골 구성요소(205)에 고정한다. 일단 대퇴골 조임쇠(210)가 대퇴골 박스(80)를 대퇴골 구성요소(205)에 고정하면, 제1 관절 요소는 결합된 위치에 있게 된다. 즉, 제1 관절 요소(예로서, 대퇴골 박스(80))는 대퇴골 구성요소(205)에 배치되고 대퇴골 구성요소(205)를 돌출부 수용기 잠금 방식으로 결합한다.
이 방식으로, 회전 힌지 하위조립체(10)는 대퇴골 구성요소(205)에 고정되고 대퇴골 구성요소(205)를 "고정 결합"한다고 말할 수 있다. 회전 힌지 하위조립체(10)의 제1 관절 요소를 대퇴골 구성요소(205)에 돌출부 수용기 잠금 방식, 자기 잠금 방식, 클램핑 잠금 방식, 접합 잠금 방식, 접착제 잠금 방식, 또는 이들의 조합으로 선택적으로 기계적으로 결합하는 다른 방법은 또한, 회전 힌지 하위조립체(10)를 대퇴골 구성요소(205)에 "고정 결합"한다고 말할 수 있다.
경골 축 기둥(20)의 길이(도 3a 참고), 주변의 절제되지 않은 무릎 연조직(예로서, 내측 측부 인대 "MCL" 및 측면 측부 인대 "LCL"), 및 경골 구성요소(105)에 대한 대퇴골 구성요소(205)의 위치는 경골 축 기둥(20)이 사용 동안 경골 회전 축(A)을 중심으로 회전하는 것을 허용하면서 경골 구성요소(105)에서 경골 축 기둥(20)을 효과적으로 고정한다. 이 방식으로, 회전 힌지 하위조립체(10)는 회전 힌지 무릎 관내인공 임플란트 조립체(1)에서 힌지 연결되고 회전하는 구성으로 배치된다고 말할 수 있다. 즉, 회전 힌지 무릎 관내인공 임플란트 조립체(1)는 힌지 구성요소(즉, "힌지식 관절 연결", 도 3b의 횡방향 힌지 핀(50) 주위의 힌지 회전 방향(H) 또한 참고)를 중심으로 이제 회전할 수 있고, 그에 의해 회전 힌지 무릎 관내인공 임플란트 조립체(1)가 정상적인 사용에서 용이하게 명백한 것처럼 구부러지고 신전되는 것을 허용하고, 대퇴골(200)은 또한 이제, 회전 힌지 무릎 관내인공 임플란트 조립체(1)가 굴곡 및 신전을 겪을 때 일반적으로 수직 경골 회전 축(A)을 중심으로 약간 축방향으로 회전할 수 있다. 경골 축 기둥(20) 및 주변 연조직의 길이(L)(도 7a)는 무릎이 완전 굴곡 상태일 때 요크(40)가 경골 줄기(102)의 축 구멍(104)으로부터 탈구되는 것을 방지한다. 그러나, 경골 축 기둥(20)의 이 원위 단부(26)와 경골 축 줄기(102)의 하단 사이의 거리는 무릎이 완전히 굴곡 상태에 있을 때 증가할 수 있다.
경골(100)에 대한 대퇴골(200)의 이 축 회전(R)은 무릎 관절의 자연스러운 움직임에 가깝다. 이와 같이, 회전 힌지 무릎 관내인공 임플란트 조립체(1)는 고정된 힌지 무릎이 정상적인 사용 동안 경험할 것으로 예상될 마모력의 일부를 회피한다. 회전 힌지 무릎 관내인공 임플란트 조립체(1)가 고정 힌지 설계에 비해 정상적인 무릎의 자연스러운 움직임에 가깝기 때문에, 회전 힌지 무릎은 환자의 수술 후 편안함을 개선할 수 있다.
다른 예시적인 실시형태에서, 경골 축 기둥(20)은 경골 줄기(102)의 축 구멍(104)으로부터 경골 축 기둥(20)의 탈구를 방지하기 위해 경골 줄기(102), 또는 슬리브(120)(도 4)의 내부에 고정 결합될 수 있다. 이러한 실시형태에서, 경골 축 기둥(20)은 경골 줄기(102) 또는 슬리브(120)(어느 쪽이든 존재함)의 내부 표면을 결합하기 위해 경골 축 기둥(20)으로부터 선택적으로 방사상으로 멀리 연장될 수 있는 확장 가능한 요소를 포함할 수 있다. 여전히 다른 예시적인 실시형태에서, 경골 축 기둥(20), 경골 줄기(102)의 내부, 또는 슬리브(120)의 내부 및 외부는 경골 축 기둥(20)이 경골 줄기(102)의 내부에 설치되어 그 안에 기둥 부재를 고정 결합할 때 인접 요소와 맞닿는 돌출부를 가질 수 있다. 여전히 다른 예시적인 실시형태에서, 경골 축 기둥(20) 및 인접 구조(예로서, 슬리브(120) 또는 경골 줄기(102)의 내부)는 반대 극성의 자석을 포함할 수 있다.
이론에 얽매이지 않고, 이러한 실시형태가 인대 이완으로 고통받는 환자에게 바람직할 수 있음이 고려된다. 정상적으로, 상대적으로 공칭 주변 연조직(MCL 및 LCL을 포함함)으로부터의 장력과 결합된 설치된 경골 축 기둥(20)의 길이(L)(도 7a)는 무릎이 완전히 굴곡 상태일 때 경골 축 기둥(20)이 경골 줄기(102)의 축 구멍(104)으로부터 탈구되는 것을 방지한다. 그러나, 인대 이완으로 고통받는 환자에서, MCL 및 LCL(및 다른 주변 연조직)은 묘사된 슬리브(120), 또는 경골 줄기(102) 내부로부터의 묘사된 경골 축 기둥(20)의 탈구를 방지하기에 충분한 장력을 나타내지 않을 수 있다. 이와 같이, 설명된 방식으로 경골 축 기둥(20)을 경골 줄기(102), 또는 슬리브(120)의 내부에 고정적으로 결합하는 것이 탈구를 방지하는데 바람직할 수 있다.
다시 도 2d을 참조하면, 묘사된 대퇴골 조임쇠(210)는 테이퍼링된 나사이다. 묘사된 테이퍼링된 나사는 일반적으로, 다른 회전 힌지 무릎에 사용된 조임쇠보다 짧다. 게다가, 예시적인 실시형태에 개시된 나사산을 갖는 테이퍼링된 나사는 대퇴골 구성요소(205)에 고정되는 반면에, 일부 다른 회전 힌지 조립체는 나사산으로 경골 구성요소에 고정된다.
이론에 얽매이지 않고, 무릎의 정상적인 사용 동안 경골(100) 및 경골 구성요소(105)가 경험하는 상당한 압축 및 비틀림 하중이 이러한 경골 고정 요소의 느슨해짐에 기여할 수 있고 궁극적으로 미래 안정성 및 관내인공삽입물의 효과를 손상시킬 수 있는 것으로 고려된다. 경골 고정 나사가 잠겨 있는 설계에서, 정상적인 압축력과 비틀림력은 결국, 나사산을 마모시키고, 그에 의해 또한 회전 힌지 구성요소를 느슨하게 하고 임플란트의 효과를 손상시킨다.
본 발명에 따른 실시형태에서, 관절구(218, 219)는 바람직하게는, 대퇴골 하중(상기 본체의 압축 하중을 포함하고 대퇴골 및 비틀림 하중을 포함하는 대퇴골 하중)의 대부분을 반월판 삽입물(150)의 관절구 패드(228, 229)로 전달한다. 이것은 전형적으로 "관절두 부하"로서 알려져 있다. 반월판 삽입물(150)은 그 다음, 경골 구성요소(105), 경골(100) 및 궁극적으로 정상 사용 동안 환자의 발을 통해 대퇴골 하중을 전달한다. 이 방식으로, 개시된 실시형태는 바람직하게는, 대퇴골로부터 회전 힌지 하위조립체(10)로 과도한 힘을 전달하는 것을 회피한다.
그러나, 실제로, 모든 대퇴부 하중이 반월판 삽입물(150)의 관절구 패드(228, 229)로 전달되지는 않을 것으로 고려된다. 압축 및 비틀림 하중뿐만 아니라, 내반, 외반, 과신전, 굴곡, 및 전방 및 후방 전위력의 일부는 회전 힌지 하위조립체(10)를 통해 대퇴골(200)로부터 전달될 수 있다. 이러한 경우에, 대퇴골 하중이 대퇴골(200) 및 대퇴골 구성요소(205)에서 대퇴골 박스(80)(즉, 제1 관절 요소)로 및 횡방향 힌지 핀(50)(도 3a)을 통해 요크(40)(도 7a)의 헤드(24) 및 본체(45)로 전달되는 것으로 고려된다. 반월판 삽입물(150) 내에 배치되는 요크 본체(45)의 부분은 그 다음, 이 힘을 경골 구성요소(105), 경골(100) 및 궁극적으로 정상 사용 동안 환자의 발로 전달한다. 이론에 얽매이지 않고, 힘이 회전하는 힌지 하위조립체(10)로 전달되는 상황에서도, 횡방향 힌지 핀(50)과 요크(40)가 이 힘을 대퇴골 조임쇠(210)에 전달하는 것을 회피하면서 다리의 나머지 부분을 통해 이 힘을 전달하는 것으로 고려된다. 즉, 대퇴골 하중은 하기에 또한 설명된 바와 같이, 대퇴골 조임쇠(210)보다는 대퇴골 박스(80) 가능하게 횡방향 힌지 핀(50)을 통해 전달된다. 힘 전달 체인으로부터 대퇴골 조임쇠(210)를 제거하면서 대퇴골 조임쇠(210)가 제1 관절 요소(예컨대, 대퇴골 박스(80))를 대퇴골 구성요소(205)에 기계적으로 결합하는 것을 허용하는 위치에 대퇴골 조임쇠(210)를 배치함으로써, 본 발명에 따른 실시형태가 조임쇠 십자형 나사산 또는 그렇지 않으면 정상적인 사용으로 인해 발생할 조기 마모의 다른 징후를 회피할 수 있다고 고려된다. 특정 예시적인 실시형태에서, 대퇴골 박스(80)를 대퇴골 구성요소(205)에 기계적으로 결합하는 대퇴골 조임쇠(210) 또는 다른 대퇴골 고정 메커니즘이 있는 위치는 바람직하게는, 무릎이 신전 상태에 있을 때(도 3a 참고) 경골 회전 축(A)과 동축인 위치에 있을 수 있다. 이론에 얽매이지 않고, 대퇴골 구성요소(205)가 경골 회전 축(A)과 동축인 것이 대퇴골 조임쇠(210) 또는 다른 대퇴골 고정 메커니즘에 대한 비틀림 및 다른 보조 하중을 또한 최소화할 수 있는 것으로 고려된다.
도 3a는 구성요소 사이의 상호 연결의 또 다른 양태가 가시화될 수 있는 측단면 연장 뷰를 제공한다. 단면은 임플란트 이등분 주변시상면을 따라 취해진다(400, 도 13 참고). 무릎은 완전히 신전 상태에 있는 것으로 도시된다(즉, 굽힘 각도가 제로도). 묘사된 실시형태에서, 회전 힌지 무릎 관내인공 임플란트 조립체(1)가 신전 상태일 때 경골 회전 축(A)은 대퇴골 조임쇠의 중심 축(F)과 실질적으로 정렬되지만(즉, 동일선상에 있음), 회전 힌지 무릎 관내인공 임플란트 조립체(1)가 굴곡 상태일 때(도 3b에서 경골 회전 축(A)에 대한 대퇴골 조임쇠의 중심 축(F) 참고) 그렇지 않다. 대퇴골 구성요소(205)를 향해 이동하는 대퇴골 조임쇠의 중심 축(F)의 벡터는 결합 방향을 나타낼 수 있다. 대퇴골 구성요소(205)로부터 멀리 이동하는 대퇴골 조임쇠의 중심 축(F)의 벡터는 분리 방향을 나타낼 수 있다.
모듈식 신전 정지부(30)가 제공된다. 하기에 더 상세히 논의된 바와 같이, 모듈식 신전 정지부(30)는 요크(40)의 신전 정지 부분(28)에 스냅 끼워 맞추도록 구성될 수 있다. 신전 정지부는 일반적으로, 지나친 신전(recurvatum)을 방지하기 위해 사용된다. 신전 정지부(30)를 모듈식으로 만듦으로써, 외과의사가 환자의 요구에 가장 잘 맞는 모듈식 신전 정지부(30)를 선택할 수 있는 것으로 고려된다. 부가적으로, 일부 실시형태에서 모듈식 신전 정지부(30)가 생략되고 고정된 구성으로 회전 힌지 하위조립체(10)에 고정되는 신전 정지부가 대신에 제공될 수 있다. 이러한 경우에, 잠재적인 과신전의 정도는 환자의 해부학적 구조 및 대퇴골 구성요소(205)의 관절구(218, 219)와 반월판 삽입물(150)의 융기된 전방 표면 사이의 상호 작용에 의해 제한된다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 대퇴골 박스(80)는 대퇴골 박스 고정 구멍(81)을 통해 연장되는 대퇴골 조임쇠(210)에 의해 대퇴골 구성요소(205)에 고정된다. 게다가, 대퇴골 박스(80) 및 베어링 부재(60)는 횡방향 힌지 핀(50)에 의해 요크(40)의 헤드(24)에 힌지 결합된다. 이 방식으로, 대퇴골(200)은 요크(40)의 헤드(24)에 대해 단일 가로 축(TR)을 중심으로 회전한다(H, 도 3b 참고). 경골 축 기둥(20)이 경골 줄기(102)의 축 구멍(104)에 놓인 채로, 대퇴골(200)은 또한, 일반적으로 중심선의 경골 회전 축(A)을 중심으로 경골 구성요소(105)에 대해 자유롭게 회전한다. 회전 정도는 환자의 해부학적 구조 및 반월판 삽입물(150)과 경골 구성요소(102) 사이의 상호 작용에 의해 제한되고, 이는 하기에 더 설명된다. 도 3a의 실시형태에서, 경골 축 기둥(20)은 반월판 삽입물(150)에 형성된 관통 구멍(108)(도 4)을 통해 경골 줄기(102)의 축 구멍(104) 내로 통과한다. 이 방식으로, 결합된 위치에서 회전 힌지 하위조립체(10)는 반월판 삽입물(150)을 회전 힌지 무릎 관내인공 임플란트 조립체(1)에 고정한다. 도 3a에 실시예에서, 모듈식 신전 정지부(30)는 고정된 배열로 요크(40)의 본체(45)에 있는 신전 정지 부분(28)에 스냅 끼워 맞추도록 구성된다.
도 3a는 또한, 전방 후크(128) 및 중간 후크(129)를 더 포함하는 경골 구성요소(105)의 베이스 부분(101)을 묘사한다. 각각의 후크(128, 129)는 후크(128, 129)의 하단과 경골 베이스 부분(107)의 표면 사이의 네거티브(negative) 공간을 획정한다. 반월판 삽입물(150)은 반월판 삽입물의 베이스(111)에 배치된 전방 돌출부(131) 및 중간 돌출부(133)를 갖는다. 전방 돌출부(131) 및 중간 돌출부(133)는 바람직하게는, 경골 베이스 부분(101)에 반월판 삽입물(150)이 설치될 때 전방 후크(128) 및 중간 후크(129)의 하단에 의해 획정된 네거티브 공간을 채운다. 이 방식으로, 반월판 삽입물(150)은 경골 베이스 부분에 스냅 끼워 맞추도록 구성될 뿐만 아니라, 후크(128, 129) 및 돌출부(131, 133)의 배열은 회전 힌지 무릎 관내인공 임플란트 조립체(1)의 정상적인 굴곡 및 신전 동안 일반적으로 중심선 경골 회전 축(A)을 중심으로 반월판 삽입물(150)의 회전 슬라이딩을 허용하고 또한 제한한다.
외과의사가 경골 축 기둥(20)의 전체 길이를 경골 줄기(102)으로부터 탈구시키지 않기로 선택하면, 보행 운동 동안 무릎이 굴곡 상태로 들어올려질 때, 결합된 위치에서의 힌지 하위조립체(10)의 존재가 반월판 삽입물(150)이 경골 구성요소(105) 밖으로 미끄러지는 것을 방지한다는 것이 인식될 것이다. 반월판 삽입물(150)이 경골(A)의 일반적으로 중심선 축을 중심으로 회전 가능하도록 반월판 삽입물(150)을 경골 베이스(101)에 고정하는 다른 방식은 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 고려된다. 슬리브(120)는 선택적으로, 그러나 바람직하게는, 경골 축 기둥(20)과 경골 줄기(102) 사이의 경골 줄기(102)에 배치될 수 있다. 슬리브(120)는 경골 줄기(102)의 내경 및 경골 축 기둥(20)의 외경에 단단히 끼워 맞춰질 수 있다.
도 3b는 구성요소 사이의 상호 연결의 또 다른 양태가 가시화될 수 있는 측단면 깊은 굴곡 뷰를 제공한다. 회전 힌지 하위조립체(10)는 교정 무릎을 위해 이상적인 약 100도 내지 약 138도 범위의 깊은 굴곡을 제공하도록 구성될 수 있다. 특정 예시적인 실시형태에서, 범위는 약 100도와 약 125도 사이일 수 있다. 깊은 굴곡에서, 경골 구성요소(105)에 대한 경골 축 기둥(20)의 최대 회전이 성취되지만, 또한 반월판 삽입물(150) 및 경골 구성요소(102)의 돌출부(131, 133) 및 후크(128, 129)에 의해 제한된다. 회전 동작에 더하여, 대퇴골(200)은 횡방향 힌지 핀(50)의 축을 따라서만 경골 축 기둥(20)을 중심으로 계속 힌지 연결된다.
도 3a 및 도 3b의 측단면도에 나타낸 바와 같이, 굴곡 동안 축 구멍(104)에서 경골 축 기둥(20)의 병진이동 정도는 대퇴골 구성요소(205)의 관절구(218, 219)의 구성에 의해 결정된다. 관절구(218, 219)가 단일 고정된 반경을 갖는 경우, 경골 축 기둥(20)은 굴곡 동안 상당한 정도로 병진이동하지 않을 것이다. 유사하게, 관절구(218, 219)가 2개 이상의 반경을 갖는다면, 경골 축 기둥(20)은 굴곡 동안 축 구멍(104)에서 상향으로 병진운동할 것이다.
회전 힌지 무릎 관내인공 임플란트 조립체(1)의 개별적인 구성요소의 양태 및 특징이 이제 논의될 것이다.
도 4는 회전 힌지 무릎 관내인공 임플란트 조립체(1)의 하나의 예시적인 실시형태의 분해도를 제공한다. 이 구성요소의 대부분은 상기 논의되었다. 그러나, 이전 이미지에서 명확하지 않거나 보이지 않았던 부가적인 구성요소가 분해도로 보여질 수 있다. 구성요소의 상세한 개요에 대해서는 다른 도면을 참조한다.
대퇴골 박스
도 5는 본 발명의 회전 힌지 무릎 관내인공 임플란트 조립체(1)에서 사용하기 위한 대퇴골 박스(80)(즉, 일 예시적인 제1 관절 요소)의 하나의 실시형태의 사시도를 도시한다. 도 5의 실시형태에서, 대퇴골 박스(80)는 일반적으로, 클레비스 구성을 갖는다. 대퇴골 박스(80)는 전방 단부(61)의 메인 본체 부분(91) 및 이로부터 후방 단부(52)를 향해 후방으로 연장되는 한 쌍의 대향 암(82, 86)을 포함한다. 묘사된 실시형태에서, 암(82, 86)은 클레비스 암의 형태를 취한다. 한 쌍의 대향 암(82, 86)은 대향 암(82, 86)의 내부 표면(90) 사이에 갭(57)을 형성한다. 갭(57)은 요크(40)의 헤드(24)의 폭 바람직하게는, 임의의 부착된 베어링 부재(60)의 폭을 수용하도록 크기 조정된다. 대퇴골 박스(80)의 메인 본체 부분(91)에는 이를 통해 연장되는 대퇴골 박스 고정 구멍(81)이 제공된다. 부가적으로, 대향 암(82, 86)에는 각각 횡방향 힌지 핀(50)(도 4)을 수용하기 위해 이를 통해 연장되는 암 구멍(85, 88)이 제공된다(즉, 제1 암(82)은 제1 암 구멍(85)를 획정하고, 제2 암(86)은 제2 암 구멍(88)을 획정함). 암 구멍(85, 88)은 각각의 암(82, 86)에 형성된다. 한 쌍의 암 구멍(85, 88)은 (가로 축(TR)을 따라) 서로 정렬되어 실질적으로 축방향이고, 그에 의해 암(82, 86) 사이의 개구부에 걸쳐 있는 연속적인 힌지 핀 구멍을 제공한다.
특정 예시적인 실시형태에서, 대퇴골 박스(80)는 관내인공 임플란트(1)의 수명에 걸쳐 대퇴골 조임쇠 메커니즘으로부터 반복된 힘 전달을 지원할 수 있는 내구성이 있는 임상적으로 입증된 생체 호환 가능한 물질로 형성될 수 있다. 예시적인 물질은 코발트 크롬 몰리브덴 합금 및 티타늄 합금을 포함한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 대퇴골 박스(80)는 유기 열가소성 중합체인 폴리에터 에터 케톤 "PEEK"로 형성될 수 있다. PEEK는 소수성이고, 이는 열가소성 수지가 뼈와 융합될 임의의 위험을 감소시킨다. 이러한 속성은 시간에 따라 PEEK 구성요소의 감소된 마모에 기여할 수 있다. PEEK는 또한, 방사선 투과성 및 비자성이고, 그에 의해 PEEK 구성요소를 방사선 사진에서 투명하게 만들고 자기 이미징 기술과 호환 가능하게 한다.
다른 예시적인 실시형태에서, 및 대퇴골 박스(80)가 지르코니아 강화 알루미나("ZTA") 세라믹을 포함하지만 이로 제한되지 않는, UHMWPE 및 세라믹 물질을 포함하지만 이로 제한되지 않는 다른 생체 호환 가능하고 임상적으로 입증된 관절 물질로 형성될 수 있음이 고려된다. 대퇴골 박스(80)가 금속으로 제조되는 경우, 대퇴골 박스(80)가 선택적으로, 산화 지르코늄 또는 질화 니오븀으로 코팅되어 관절 구성요소 사이의 마찰 계수를 또한 감소시키고 내구성을 향상시킬 수 있음이 또한 고려된다. 이러한 예시적인 실시형태에서, 암(82, 86)의 외부 면을 포함하는, 대퇴골 박스(80)의 외부 표면을 코팅하는 것이 바람직하게는, 마찰 계수를 또한 감소시키기 위해 코팅될 수 있는 것으로 고려된다. 명확성을 위해, 박스 고정 구멍(81)을 획정하는 대퇴골 벽은 마찰 감소 물질로 코팅되어서는 안되는데, 그 이유는 이러한 물질이 정상 사용 동안 대퇴골 조임쇠(210)의 제거를 용이하게 할 것이기 때문이다.
도면에 나타낸 바와 같이, 대퇴골 박스(80)는 힌지 기능의 모든 구성요소를 수용하도록 크기 조정되고 구성된다. 실시형태에서, 횡방향 힌지 핀(50)은 암(82, 86)의 외부 면과 같은 높이로 끼워 맞춰지도록 크기 조정된다. 특정 예시적인 실시형태에서, 대퇴골 박스(80)의 에지(63)는 대퇴골 임플란트로의 방해받지 않는 조립을 위해 반경이 있다.
이론에 얽매이지 않고, 암(82, 86)의 외부 면(89)과 같은 높이 또는 거의 같은 높이로 배치되는 횡방향 힌지 핀(50)의 단부(53)를 갖도록 횡방향 힌지 핀(50)의 크기를 조정하는 것이 대퇴골 구성요소(205)가 암(82, 86)의 외부 면(89)과 횡방향 힌지 핀(50)의 각각의 단부(53)의 조합된 표면 영역을 통해 대퇴골(200)로부터 대퇴골 박스(80)로 임의의 비틀림력을 전달하는 것을 허용함이 고려된다. 이 맥락에서 사용된 바와 같이 "같은 높이" 또는 "같은 높이로"가 횡방향 힌지 핀(50)의 단부(53)가 암(82, 86) 중 하나 또는 둘 모두의 외부 면(89)과 같은 공간에 걸치는 평면과 실질적으로 동일 평면에 배치됨을 의미하는 것으로 이해될 것이다.
이 방식으로 임의의 비틀림력을 전달하는 것이 비틀림 하중을 더 큰 영역에 걸쳐 분산시킬 수 있고, 그에 의해 임의의 하나의 영역에서 비틀림 하중의 집중을 감소시킨다고 고려된다. 더 넓은 영역에 걸친 임의의 비틀림 하중의 분포가 비틀림 마모를 감소시킬 수 있고 일반적으로, 본 명세서에서 설명된 예시적인 실시형태의 유용한 수명을 연장할 수 있다는 것이 또한 고려된다. 다른 예시적인 실시형태에서, 횡방향 힌지 핀(50)의 한쪽 또는 양쪽 단부(53)는 암(82, 86)의 외부 면(89)과 같은 높이로 배치되지 않을 수 있으며; 오히려, 횡방향 힌지 핀(50)의 한쪽 또는 양쪽 단부(53)는 대퇴골 박스(80)가 횡방향 힌지 핀(50)의 가로 축(TR)을 중심으로 회전하는 것을 허용하기 위해 한 쌍의 암 구멍(85, 88)으로 연장되지만, 횡방향 힌지 핀(50)의 한쪽 또는 양쪽 단부(53)가 암(82, 86)의 외부 면(89)보다 더 연장되지 않도록 한 쌍의 암 구멍(85, 88) 내에 남을 수 있다. 이러한 실시형태가 이전에 알려진 것보다 큰 표면 영역에 걸쳐 비틀림력을 분산시키는 장점을 여전히 제공할 수 있음이 고려될 수 있다.
횡방향 힌지 핀(50)이 도면 전체에 걸쳐 별개의 요소로서 묘사될지라도(예로서, 도 4 참고), 다른 예시적인 실시형태에서, 암(82, 86)의 내부 측면(90)이 횡방향 힌지 핀(50)의 일부를 포함할 수 있음이 이해될 것이다. 이러한 예시적인 실시형태에서, 횡방향 힌지 핀(50)의 부분의 내측 단부는 제1 암(82)의 내부 표면(90)으로부터 대향 암(82, 86) 사이의 갭(57)으로 연장된다. 조립된 구성에서, 횡방향 힌지 핀(50)의 부분은 요크(40)의 헤드(24)의 횡방향 힌지 구멍(25) 내로 연장되고 그에 의해, 대퇴골 박스(80)의 제1 암(82)을 요크(40)에 힌지식으로 결합한다. 유사하게, 이러한 예시적인 실시형태는 제2 암(86)의 내부 표면(도 5에서 차단된 뷰, 그러나 90 참고)으로부터 대향 암(82, 86) 사이의 갭(57)으로 멀리 연장되는 횡방향 힌지 핀(50)의 제2 부분을 더 포함할 수 있다. 조립된 구성에서, 횡방향 힌지 핀(50)의 제2 부분은 요크(40)의 헤드(24)의 횡방향 힌지 구멍(25)으로 연장되고 그에 의해, 대퇴골 박스(80)의 제2 암(86)을 요크(40)에 힌지식으로 결합한다. 이 수정된 대퇴골 박스(80)를 포함하는 이러한 예시적인 실시형태에서, 대퇴골 박스(80)는 요크(40)의 횡방향 힌지 구멍(25)에 "압입 끼워 맞춤" 또는 "간섭 끼워 맞춤"이라고 말할 수 있다. 또한, 이러한 예시적인 실시형태에서, 암 구멍(85, 88)이 없을 수 있다.
베어링 부재
도 6은 경골 요크(40)의 헤드(24)의 횡방향 힌지 구멍(25) 내로 연장되는 베어링 표면을 갖도록 크기 조정된 일 예시적인 베어링 부재(60)를 묘사한다. 이 베어링 부재(60)는 대퇴골 박스(80) 내에서 요크 헤드(24) 및 설치 위치에 배치될 때 횡방향 힌지 핀(50)(도 2 참고)을 중심으로 자유롭게 회전할 수 있다. 특정 예시적인 실시형태가 하나보다 많은 베어링 부재(60)를 포함할 수 있다는 것이 인식될 것이다. 베어링 부재(60)는 횡방향 힌지 핀(50)(또는 횡방향 힌지 핀(50)의 일부)을 밀접하게 수용하도록 구성된 베어링 구멍(75)을 획정한다. 이 방식으로, 횡방향 힌지 핀(50)은 베어링 구멍(75)에 의해 지지되고 이 내에서 회전한다. 횡방향 힌지 핀(50)의 단부(53)는 대퇴골 박스(80)의 축방향으로 정렬된 암 구멍(85, 88)에 배치된다. 이 방식으로, 대퇴골 박스(80)는 회전 힌지 하위조립체(10)의 가로 축(TR)을 중심으로 힌지식으로 회전하도록 구성된다. 다른 실시형태는 횡방향 힌지 핀(50)에 원주 방향으로 접하고 암 구멍(85, 88)를 통해 연장되어 횡방향 회전 축(TR)을 중심으로 하는 힌지 회전을 성취하는 베어링 슬리브를 사용할 수 있다.
다른 예시적인 실시형태에서, 베어링 부재(60)의 내부 측면이 횡방향 힌지 핀(50)의 일부를 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 이러한 예시적인 실시형태에서, 횡방향 힌지 핀(50) 부분의 내측 단부는 베어링 부재(60)의 내부 표면으로부터 멀리 연장된다. 조립된 구성에서, 횡방향 힌지 핀(50)의 부분은 적어도 하나의 암 구멍(85) 내로 그리고 요크(40)의 헤드(24)의 횡방향 힌지 구멍(25) 내로 연장되고, 그에 의해 힌지식으로 베어링 부재(60)를 대퇴골 박스(80) 및 요크(40)에 결합한다. 각각이 내부 표면으로부터 연장되는 횡방향 힌지 핀(50)의 부분을 갖는 다수의 베어링 부재(60)가 또한 고려된다. 이 수정된 베어링 부재(60)를 포함하는 이러한 예시적인 실시형태에서, 횡방향 힌지 핀(50)의 부분은 베어링 부재(60)에 "압입 끼워 맞춤" 또는 "간섭 끼워 맞춤"이라고 말할 수 있다.
베어링 부재(60)가 요크(40)의 측면(84)과 대퇴골 박스(80)의 암(86)의 내부 표면(90) 사이에 배치되도록 구성되는 실시형태에서, 베어링 부재(60)는 외부 힌지 부분과 대향하여 배치된 내부 힌지 부분을 포함할 수 있고, 내부 힌지 부분 및 외부 힌지 부분은 조립된 구성에서 횡방향 회전 축(TR)과 동축으로 정렬된다. 외부 힌지 부분은 대퇴골 박스(80)의 암(86)의 암 구멍(88) 내에 배치되고 내부 힌지 부분은 요크(40)의 횡방향 힌지 구멍(25) 내에 배치되며, 그에 의해 대퇴골 박스(80)를 요크(40)에 힌지식으로 결합한다. 이러한 실시형태는 대퇴골 박스(80)의 다른 암(82)을 요크(40)에 힌지식으로 결합하도록 그렇게 설명된 제2 베어링 부재(60)를 더 포함할 수 있다. 모든 이러한 예시적인 실시형태에서, 횡방향 힌지 핀(50)의 단부(53)는 바람직하게는, 설치된 구성의 대퇴골 구성요소(205)로 연장되지 않는다.
특정 예시적인 실시형태에서, 베어링 부재(60)가 지르코니아 강화 알루미나("ZTA") 세라믹을 포함하지만 이로 제한되지 않는 코발트 크롬 몰리브덴 합금, 티타늄 합금, UHMWPE, PEEK, 및 세라믹 물질을 포함하지만 이로 제한되지 않는 생체 호환 가능하고 임상적으로 입증된 관절 물질로 형성될 수 있음이 고려된다. 베어링 부재(60)가 금속으로 제조되는 경우, 베어링 부재(60)가 선택적으로, 산화 지르코늄 또는 질화 니오븀으로 코팅되어 관절 구성요소 사이의 마찰 계수를 또한 감소시키고 내구성을 향상시킬 수 있음이 또한 고려된다. 이러한 예시적인 실시형태에서, 베어링 부재(60)의 외부 표면을 코팅하는 것이 마찰 계수를 더 감소시키기 위해 바람직하게는 코팅될 수 있는 것으로 고려된다. 베어링은 대퇴골 박스(80)와 요크(40)의 헤드(24) 사이에 장벽을 효과적으로 생성한다. 산화 지르코늄 또는 질화 니오븀 코팅은 바람직하게는, 정상적인 이동 동안 서로에 대해 전단력을 생성하는 2개의 금속 구성요소로 달리 발생할 수 있는 정상적인 사용의 결과로서 생성된 금속 부스러기의 가능성을 실질적으로 감소시킬 수 있다.
경골 요크
도 7a는 회전 힌지 무릎 관내인공 임플란트 조립체(1)에서 사용하기 위한 관내인공 경골 요크(40)(즉, 일 예시적인 제2 관절 요소)의 하나의 실시형태의 측면도를 도시한다. 특정 예시적인 실시형태에서, 경골 요크(40)는 본체 부재(45) 및 본체 부재(45)의 제2 단부(77)로부터 하향으로 연장되는 경골 축 기둥(20)을 가지는 단일체(즉, 단일 연속) 구조이다. 본체 부재(45)의 제2 단부(77)는 본체 부재(45)의 제1 단부(67)로부터 원위로 배치된다. 헤드(24)는 본체 부재(45)의 제1 단부(67)로부터 연장된다. 헤드(24)는 이를 통해 연장되는 횡방향 힌지 구멍(25)을 획정한다. 다른 예시적인 실시형태에서, 경골 축 기둥(20) 및 본체 부재(45) 또는 본체 부재와 헤드(24)는 회전 힌지 무릎 관내인공 임플란트 조립체(1)에 삽입되기 이전에 경골 요크(40)에 바람직하게는 조립되는 개별적으로 제조된 구성요소일 수 있다.
도 7a의 측면 뷰로부터 보여진 바와 같이, 본체 부재(45)는 횡방향 힌지 구멍(25)의 횡방향 회전 축(TR)과 경골 축 기둥(20)의 경골 회전 축(A) 사이에 오프셋 거리(D)를 제공하기 위해 횡방향 회전 축(TR)으로부터 멀리 연장된다. 특정 예시적인 실시형태에서, 횡방향 힌지 구멍(25)의 내경은 베어링 구멍(75)을 획정하는 베어링 부재(60)의 영역(97)의 외경을 수용하고 이와 관절식으로 연결되도록 크기 조정된다. 베어링 구멍(75)은 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이, 횡방향 힌지 핀(50)을 수용한다. 대퇴골 박스(80)와 횡방향 힌지 핀(50) 사이의 마찰 계수를 감소시키기 위해 베어링 부재(60)를 사용하는 다른 방식이 본 발명의 범위 내에 있다는 것이 인식될 것이다. 특정 예시적인 실시형태에서, 본체 부재(45)의 에지는 반경이 있다.
경골 축 기둥(20)은 본체 부재(45)의 제2 단부(77)로부터 원위에 배치된 원위 단부(26)를 더 포함한다. 원위 단부(26)는 모따기(chamfering)되거나 그렇지 않으면 경골 줄기(102)의 축 구멍(104)으로 경골 축 기둥(20)의 삽입을 용이하게 하도록 구성될 수 있다. 특정 예시적인 실시형태에서, 원위 단부(26)는 원추형 팁을 포함할 수 있다. 다른 예시적인 실시형태에서, 원위 단부(26)는 실질적으로 반구형일 수 있다. 여전히 다른 예시적인 실시형태에서, 원위 단부(26)는 일반적으로 볼록한 형상, 모따기 형상, 볼록한 원추 형상, 볼록한 반구 형상, 및 볼록한 절두원추 형상을 포함하는 형상의 군으로부터 선택될 수 있다. 특정 예시적인 실시형태에서, 경골 축 기둥(20)은 기둥 부재 챔버(23)를 획정하고, 그에 의해 중공일 수 있다(도 7c 참고).
도 7d는 경골 축 기둥(20)의 원위 단부(26), 요크(40)의 본체(45) 및 제1 및 제2 측면(83, 84)을 묘사하는 일 예시적인 경골 요크(40)의 상향식 뷰이다.
특정 예시적인 실시형태에서, 본체 부재(45)는 헤드(24)와 경골 축 기둥(20) 사이의 본체 부재(45)의 상단에서 연장되는 신전 정지 부분(28)(도 7b, 도 7c)을 포함한다. 도 7a에 표시된 바와 같이, 실시형태에서, 경골 축 기둥(20)의 중심선 경골 회전 축(A)과 횡방향 힌지 구멍(25)의 가로 축(TR)을 통해 직각으로 연장되는 평행 축(P) 사이의 오프셋 거리(D)는 약 12㎜ 내지 약 15㎜이다. 오프셋 거리(D)는 경골(100)에 대한 대퇴골(200)의 회전 중심을 획정한다. 특정 예시적인 실시형태는 교정 대퇴골의 회전 중심을 원래 대퇴골의 회전 중심보다 약간 더 앞쪽에 배치할 수 있다. 이 예시적인 실시형태에서, 대퇴골이 더 전방으로 회전하는 것을 허용하는 것이 대퇴골 고정 메커니즘으로부터 멀어지는 힘 전달 및 더 나은 관절구 부하에 기여할 수 있다는 것이 발견되었다. 다수의 요크(40)가 제공되는 상황에서, 다수의 요크(40)는 상이한 오프셋 거리(D)를 포함하는 상이한 크기 치수를 가질 수 있다. 외과의사는 환자의 특정 해부학적 구조의 완전성 및 크기에 기초하여 적절하게 크기 조정된 오프셋 거리(D)를 갖는 적절하게 크기 조정된 요크(40)를 선택할 수 있다. 신전 정지 부분(28)은 본 명세서에서 설명된 바와 같이, 별개의 모듈식 신전 정지부(30)를 수용하고 이에 연결하도록 구성된다. 모듈식 신전 정지부(30)에 연결하기 위한 메커니즘은 모듈식 신전 정지부(30)의 일치하는 잠금 탭(32A, 32B)(도 8b)을 수용하기 위해 모듈식 신전 정지 부분(28)의 상단 표면에 형성된 스냅 끼워 맞춤 포켓(29)을 포함할 수 있다.
모듈식 신전 정지부
도 8a 내지 도 8c는 일 예시적인 회전 힌지 무릎 관내인공 임플란트 조립체(1)에서 사용하기 위한 신전 정지부(30)의 하나의 실시형태의 도면을 도시한다. 모듈식 신전 정지부(30)는 모듈식 신전 정지부(30)가 회전 힌지 하위조립체(10)에 결합되지 않는 설치되지 않은 위치에 존재할 수 있다. 모듈식 신전 정지부(30)는 또한, 모듈식 신전 정지부가 회전 힌지 하위조립체(10)의 신전 정지 부분(28)에 결합되는 결합된 위치에 존재할 수 있다. 도 8a에서, 모듈식 신전 정지부(30)가 후방 측면의 실질적으로 평평하거나 평평한 상단 표면(34)을 갖는다는 것이 보여질 수 있다. 도 10에 묘사된 실시형태에서, 상단 표면(34)은 접합부(36) 내로 상승한다. 접합부(36)는 무릎이 신전 상태일 때 대퇴골 구성요소(205)의 슬개골 홈 내에 끼워 맞춰진다. 특정 예시적인 실시형태에서, 접합부(36)는 무릎이 신전 상태일 때 대퇴골 구성요소(205)의 슬개골 홈을 계속하는 오목한 전방 부분을 가질 수 있다. 이 방식으로, 일 예시적인 모듈식 신전 정지부(30)는 대퇴골 구성요소(205)의 슬개골 홈 내에 끼워 맞춰지고 대퇴골 구성요소(205)에 의해 획정된 슬개골 홈을 계속하도록 구성될 수 있으며, 이는 신전과 굴곡 사이의 부드러운 전환을 허용한다(도 12 참고). 딥(dip)(39)은 상단 표면(34)을 접합부(36)으로부터 분리시킨다. 이 딥(39)은 대퇴골 구성요소(205)의 과신전(예로서, 네거티브 굴곡, 또는 잘못된 방향으로의 무릎의 굽힘)을 방지한다.
도 10c에서, 본 발명의 일 예시적인 회전 힌지 무릎 임플란트 조립체에서 사용하기 위한 모듈식 신전 정지부(30)의 하나의 실시형태의 전방도.
모듈식 신전 정지부(30)는 UHMWPE와 같은 내구성 플라스틱 물질로 형성될 수 있다. 모듈식 신전 정지부(30)는 -10°, -5°, -3°, 및 0°과신전과 같은 다양한 정도의 과신전을 허용하도록 상이한 구성으로 제공될 수 있다. 이 방식으로, 외과의사는 개별적인 환자에 대해 모듈식 신전 정지부(30)를 용이하게 맞춤화할 수 있다.
실시형태에서, 모듈식 신전 정지부(30)는 경골 축 기둥(20)의 신전 정지 부분(28)에 스냅 잠금하도록 구성된다. 도 10a, 도 10b, 및 도 10c에 도시된 실시형태에서, 스냅 잠금 메커니즘은 제2 스냅 부재(32B)에 인접하게 배치된 제1 스냅 부재(32A)를 포함할 수 있다. 스냅 부재(32A, 32B)는 각각의 스냅 부재 줄기(38A, 38B)을 중심으로 구부릴 수 있다. 스냅 부재(32A, 32B)는 모듈식 신전 정지부(30)가 설치된 위치에 있을 때 요크(40)의 신전 정지 부분(28)의 스냅 끼워 맞춤 포켓(29)에 끼워 맞출 수 있다. 도 8a, 도 8b, 및 도 8c는 스냅 끼워 맞춤 줄기(38)를 중심으로 구부릴 수 없는 대안적인 스냅 끼워 맞춤 부재(32A, 32B)를 묘사한다. 도 10a, 도 10b, 도 10c에 도시된 실시형태에 도시된 실시형태와 유사하게, 도 8a, 도 8b, 및 도 8c의 스냅 부재(32A, 32B)는 모듈식 신전 정지부(30)가 설치된 위치에 있을 때 요크(40)의 신전 정지 부분(28)의 스냅 끼워 맞춤 포켓(29)에 끼워 맞출 수 있다. 요크(40)의 신전 정지 부분(28)에 모듈식 신전 정지부(30)를 선택적으로 기계적으로 결합할 수 있는 모든 돌출부 수용기 잠금 구조는 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 고려된다.
다른 예시적인 실시형태에서, 신전 정지부(30)는 모듈식이 아니며, 오히려 신전 정지부(30)는 항상 요크(40)에 일체로 연결된다. 이러한 실시형태에서, 신전 정지부(30)는 요크(40)의 일부로서 제조될 수 있거나, 신전 정지부(30)는 수술 중 요크(40)의 신전 정지부(30)의 교체를 배제하는 방식으로 신전 정지 부분(28)에 영구적으로 부착될 수 있다.
테이퍼링된 헤드 조임쇠
도 9는 본 발명의 회전 힌지 무릎 관내인공 임플란트 조립체(1)에서 사용하기 위한 대퇴골 조임쇠(210)의 하나의 실시형태의 하향식 사시도를 도시한다. 묘사된 실시형태에서, 대퇴골 조임쇠(210)는 나사산 선단부(211), 후단부(215)의 테이퍼링된 헤드(212), 및 나사산 선단부(211)와 테이퍼링된 헤드(212) 사이의 매끄러운 섕크 부분(214)을 포함한다. 나사산(216)은 전형적으로 가공된 나사산이다. 나사산 선단부(211)에 접근하는 나사산 부분의 나사산(216)은 대퇴골 박스 고정 구멍(81)에 대퇴골 조임쇠(210)의 설치를 용이하게 하기 위해 바람직하게는 모따기 또는 테이퍼링된다. 즉, 나사산 선단부(211)에서 대퇴골 조임쇠(210)의 직경은 바람직하게는, 대퇴골 고정 구멍(87)의 내경보다 작다. 더 작은 직경의 나사산 선단부(211)를 비교적 더 큰 직경의 대퇴골 고정 구멍(87)으로 안내하는 것은 외과의사가 대퇴골 조임쇠(210)의 나사산 선단부(211)를 대퇴골 고정 구멍(87) 내로 초기에 삽입할 때 덜 정확하게 하는 것을 허용하고 그에 의해, 대퇴골 조임쇠(210)를 통해 대퇴골 구성요소(205)와의 대퇴골 박스(80)의 결합을 용이하게 하도록 구성된다.
십자형 나사산의 가능성을 제거하기 위해, 외과의사는 바람직하게는, 먼저 대퇴골 조임쇠(210)를 결합 방향과 반대 방향으로 회전시킴으로써 대퇴골 조임쇠(210)(대퇴골 조임쇠(210)에 나사산(216)이 있는 경우)를 삽입하기 시작할 수 있다. 이것은 대퇴골 조임쇠(210)의 선단 나사산이 결국 대퇴골 고정 구멍(87)의 나사산의 선단 에지 아래로 떨어지는 것을 허용한다. 이것은 가청 클릭을 생성할 수 있거나, 외과의사는 단순히 위치의 급격한 변화를 등록할 수 있다. 일단 외과의사가 나사산의 클릭 또는 결합을 등록하면, 외과의사는 그 다음, 대퇴골 조임쇠(210)를 결합 방향으로 회전시키기 시작할 수 있다.
대퇴골 조임쇠(210)가 대퇴골 구성요소(205)의 대퇴골 고정 구멍(87) 내로 나사산으로 들어갈 때, 테이퍼링된 헤드(212)는 대퇴골 조임쇠(210)가 대퇴골 구성요소(205) 밖으로 후퇴하는 것을 방지하기 위해 대퇴골 박스 고정 구멍(81)에 자동으로 잠긴다. 대퇴골 조임쇠(210)의 테이퍼링된 잠금 구성은 회전 힌지 무릎 관내인공 임플란트 조립체(1)의 원위 조립체를 가능하게 한다. "원위 조립체"는 설치 절차에서 이 지점에 의해 환자의 절제된 대퇴골(200)의 원위 부분에 고정되는 대퇴골 구성요소(205)의 조립체를 의미한다. 하위조립체 설치 절차 동안 무릎을 굴곡 상태로 배치함으로써, 특히 힌지 구성요소가 경골 구성요소(105)에 고정되는 것을 요구하는 다른 힌지 무릎 관내인공과 비교할 때, 외과의사가 대퇴골 박스 공동(280)에 대한 개선된 액세스를 가질 수 있는 것으로 고려된다. 경골 구성요소(105)는 이 단계에 의해 환자의 연조직에 의해 더 차단될 수 있다. 특정 예시적인 실시형태에서, 자가 잠금 테이퍼 각도는 8도이지만, 8과 12도 사이 및 이를 포함하는 테이퍼 각도와 같은 상이한 테이퍼가 사용될 수 있다.
대퇴골 조임쇠(210)는 임의의 임상적으로 입증된 생체 호환 가능한 물질로 제조될 수 있다. 이러한 물질은 코발트 크롬 몰리브덴 합금 및 티타늄 합금을 포함하지만 반드시 이로 제한되는 것은 아니다. 대퇴골 조임쇠(210)가 대퇴골 박스(80)를 대퇴골 구성요소(205)에 고정적으로 결합하도록 구성된 임의의 디바이스를 포함할 수 있다는 것이 인식될 것이다. 이러한 디바이스는 돌출 요소를 갖는 핀, 대퇴골 박스(80) 또는 다른 연동 조립체로부터의 돌출된 요소를 수용하도록 구성된 네거티브 요소를 갖는 핀, 볼트, 리벳, 클램프, 연동 톱니, 연동 후크, 및 대퇴골 조임쇠(210)가 대퇴골(200)의 하중을 수용하지 않도록 대퇴골 박스(80)를 대퇴골 구성요소(205)에 고정적으로 결합하도록 구성된 다른 돌출부 수용기 잠금 메커니즘을 포함할 수 있지만 반드시 이로 제한되는 것은 아니다.
또한, 이론에 얽매이지 않고, 본 명세서에 개시된 예시적인 실시형태가 대퇴골의 대퇴골 하중(즉, 중력으로 인한 대퇴골 및 대퇴골 위의 본체 중량)이 대퇴골(200) 및 대퇴골 구성요소(205)로부터 반월판 삽입물(150)의 관절구 패드(228, 229)로 주로 전달되는 것을 허용함이 고려된다.
그러나, 대퇴골 하중의 하위세트가 회전 힌지 하위조립체(10)로 전달되는 상황에서, 힘이 대퇴골(200) 및 대퇴골 구성요소(205)로부터 대퇴골 박스(80), 횡방향 힌지 핀(50), 및 요크(40)의 헤드(24)와 본체(45)로 전달될 것으로 고려된다. 요크(40)의 본체(45)의 하단은 차례로 이 하중을 경골 구성요소(105), 경골(100), 그리고 서거나 걸을 때 궁극적으로 환자의 발에 전달한다. 대퇴부 하중은 또한, 정상적인 보행 운동 동안 경골이 경험하는 비틀림 하중을 포함할 수 있다. 대퇴골 하중은 대퇴골 조임쇠(210)로 전달되지 않는다. 따라서, 대퇴골 조임쇠(210)는 경골 회전 축과 축방향으로 정렬되도록 구성된 고정 조임쇠보다 짧을 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 대퇴골 조임쇠(210)의 길이는 예를 들면, 약 14㎜일 수 있다. 다른 호환 가능한 대퇴골 조임쇠(210)는 범위가 약 10㎜와 약 18㎜ 사이의 길이를 가질 수 있다.
회전 힌지 하위조립체(10)를 대퇴골 구성요소(205)에 기계적으로 연결하도록 구성되는 대퇴골 조임쇠(210) 이외의 구성요소를 통해 대퇴골 하중을 전달하는 것은 관내인공삽입물의 설치를 용이하게 하는 것에 더하여 종래의 모델에 비해 관내인공삽입물의 사용 수명을 연장할 수 있다. 대퇴골 조임쇠(210)가 일부 실시형태에서 단일 대퇴골 조임쇠(210)일 수 있다는 사실, 및 대퇴골 조임쇠(210)가 대퇴골 박스(80)를 통해 대퇴골 구성요소(205)에 삽입될 수 있다는 사실은 수술 절차를 수행하기 위해 요구된 시간의 전반적인 감소에 기여할 수 있다.
대퇴골 구성요소
실시형태에서, 대퇴골 구성요소(205)에는 개선된 관절 기능을 위한 피처가 제공된다. 대퇴골 줄기(155)는 전형적으로, 대퇴골 구멍 내로 삽입되어 절제된 대퇴골 관절구에 대퇴골 구성요소(205)를 놓이게 한다. 대퇴골 구성요소(205)는 120도보다 큰 굴곡을 제공하도록 구성된다. 대퇴골 구성요소(205)는 중단되지 않은 슬개골 운동학을 제공하도록 구성될 수 있다. 특정 예시적인 실시형태에서, 길이가 약 16 내지 약 18㎜인 대퇴골 박스 공동(280)(도 2a)이 회전 힌지 하위조립체(10)의 대퇴골 박스(80)를 위해 제공된다. 대퇴골 구성요소(205)는 대퇴골 보강재, 오프셋 어댑터, 및 모듈식 줄기와 같은 기존의 교정 구성요소뿐만 아니라, 모듈식 신전 정지부(30)와 호환 가능하도록 구성될 수 있다.
특정 실시형태에서, 두 관절구(218, 219)는 일정한 곡률 반경을 가질 수 있다. 따라서, 볼 및 소켓 기능은 양쪽 측면에서 제공될 수 있다. 다른 실시형태에서, 관절구(218, 219)는 다수의 반경을 포함할 수 있고, 그에 의해 J 곡선을 획정한다.
경골 구성요소
도 4를 참조하면, 경골 구성요소(105)는 경골 축 기둥(20)을 수용하기 위한 순응하는 축 구멍(104)을 포함한다.
반월판 삽입물(150)은 이동식 베어링 피처에 따를 수 있다. 경골 베이스 부분(101)의 근위/상위 측면에는 도 3a 내지 도 3b을 참조하여 또한 설명된 바와 같이 후크 피처와 같은, 이동식 베어링 관계에서 반월판 삽입물(150)을 캡쳐하기 위한 구조적 피처가 제공된다.
사용 방법
동작 시에, 본 발명의 회전 힌지 무릎 관내인공 임플란트 조립체(1)는 전방 접근을 사용하여 회전 힌지 하위조립체(10)의 원위 고정을 허용하도록 설계된다.
회전 힌지 하위조립체(10)는 이전 시스템에서와 같이 대퇴골 또는 경골과 사전 조립된 것이 아니라 도 2b에 도시된 바와 같이, 사전 조립되도록 구성될 수 있다.
대퇴골 구성요소(205) 및 경골 구성요소(105)가 이식된 후에, 회전 힌지 하위조립체(10)는 대퇴골 구성요소(205)의 제자리에 삽입되고 회전된다. 단일 테이퍼링된 헤드 대퇴골 조임쇠(210)는 그 다음, 힌지 하위조립체(10)를 대퇴골 구성요소(205)에 연결하기 위해 삽입될 수 있다.
상기 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 예시적인 실시형태는 다음을 포함하지만 이로 제한되지 않는 이전의 임플란트 및 방법에 비해 다양한 장점을 갖는다.
회전 힌지 하위조립체(10)는 이전 시스템에서와 같이 대퇴골 구성요소 또는 경골 구성요소와 조립되기보다는, 자체적으로 사전 조립되도록 구성된다. 횡방향 힌지 핀(50)은 단일 삽입 지점을 갖는다. 대퇴골 구성요소(205) 및 경골 구성요소(105)가 이식된 후에, 회전 힌지 하위조립체(10)의 경골 축 기둥(20)은 경골 구성요소(105)의 축 구멍(104)에 삽입된다. 회전 힌지 하위조립체(10)는 그 다음, 제자리로 회전되어 대퇴골 박스(80)로 하여금 대퇴골 구성요소(205)의 대퇴골 박스 공동(280)에 끼워 맞춰질 수 있다. 이 구성은 회전 힌지 무릎 관내인공 임플란트 조립체(1)의 대퇴골 구성요소(205) 및 경골 구성요소(105)의 과도한 신연에 대한 필요 없이 경골 축 기둥(20)의 긴 기둥 길이(L)를 허용하고, 이는 결과적으로, 더 많은 주변 연조직의 보존을 허용한다. 주변 연조직을 보존하는 것은 빠른 회복 시간에 기여할 수 있다. 예시적인 요크(40)는 약 40㎜ 내지 약 70㎜의 기둥 길이(L)를 가질 수 있다. 부가적으로, 임플란트 구성은 한 번의 절개만을 요구하는 수술 방법이 회전 힌지 무릎 관내인공 임플란트(1)를 설치하는 것을 가능하게 하는데, 이는 힌지 핀의 측면 배치가 제거되기 때문이다.
이론에 얽매이지 않고, 수술 업무와 결합된, 본 명세서에 개시된 특정 예시적인 실시형태가 경골 구성요소(105) 및 대퇴골 구성요소(205)의 6개의 이동 방향 중 5개를 제한할 수 있고, 그에 의해 외과의사가 설치를 용이하게 하기 위해 하나의 동작 평면을 따라 경골 구성요소(105) 및 대퇴골 구성요소(205)를 사전 정렬하는 것을 허용함이 고려된다. 실제로, 대퇴골(200) 및 경골(100) 각각이 6개의 기본 이동 방향을 포함한다는 것이 인식될 것이다. 즉, 대퇴골(200) 및 경골(100)(따라서 대퇴골 또는 경골에 배치된 임의의 구성요소)의 모든 이동은 6개의 기본 이동 방향을 따른 이동의 합으로 감소될 수 있다.
도 11a에 나타낸 바와 같이(및 회전 힌지 하위조립체(10)의 설치 이전에), 대퇴골 구성요소(205) 및 경골 구성요소(105)는 6개의 기본 이동 방향에 따라 서로에 대해 이동할 수 있다. 즉, 대퇴골 구성요소(205)는 경골 구성요소(105)에 대해 횡방향으로(즉, 횡방향 평면을 따라(198, 도 2d 참고) 전방 후방 방향(x)으로, 전방 후방 축(A-P)을 중심으로 회전 방향(a)으로, 횡방향 내측 측면 방향(y)으로, 횡방향 내측 측면 축(M-L)을 중심으로 회전 방향(b)으로, 주변시상면을 따라 상향 및 하향 방향(z)으로, 및 주변시상면 상향 하향 축(U-D)을 중심으로 회전 방향(c)으로 이동할 수 있다(그 반대도 마찬가지임).
일 예시적인 방법은 무릎이 굴곡 상태에 있는 동안 요크(40)의 경골 축 기둥(20)을 경골 줄기(102)의 축 구멍(104)에 배치하는 것을 포함한다. 대퇴골 구성요소(205)의 대퇴골 박스 공동(280)을 대퇴골 박스(80)와 정렬하는 업무는 대퇴골 구성요소(205)가 전형적으로 주변시상면(z)을 따라 상향으로 및 하향으로 주로 이동 가능한 정도로 경골 구성요소(105)에 대한 대퇴골 구성요소(205)의 6개의 기본 이동 방향 중 5개를 효과적으로 제한한다. 전방 후방 방향(x), 또는 횡방향 평면(b)의 내측 측면 축을 중심으로 하는 임의의 이동은 존재하는 경우 최소로 간주된다. 대퇴골 구성요소(205)의 대퇴골 박스 공동(280)을 회전 힌지 하위조립체(10)의 대퇴골 박스(80)와 정렬하기 위해 대퇴골 및 경골의 동작 범위를 제한하기 위해 손 및 기구가 사용될 수 있다.
도 11b는 결합된 위치에 있는 회전 힌지 하위조립체(10)를 묘사한다. 즉, 제1 관절 요소는 대퇴골 구성요소에 배치되었고 대퇴골 구성요소를 돌출부 수용기 잠금 방식으로 결합한다.
실시형태에서, 모듈식 신전 정지부(30)는 대퇴골 구성요소(205)와 상호 작용하기 위해 구성된다. 모듈식 신전 정지부(30)는 다양한 크기로 제공되고 요크(40)의 본체(45)에 스냅 끼워 맞추도록 구성될 수 있어서, 재고 감소를 가능하게 한다. 모듈식 신전 정지부(30)의 다양한 크기는 또한, 특정 환자 해부학적 구조에 대응하도록 선택될 수 있다(예로서, 모듈식 신전 정지부(30)는 수술 전 계획 단계 동안 촬영된 수술 전 이미지에 기초하여 맞춤 제작될 수 있거나, 모듈식 신전 정지부(30)는 키트에서 제공된 모듈식 신전 정지부(30)의 기존 선택으로부터 선택될 수 있음). 이러한 모듈식 신전 정지부(30)는 또한, 환자의 해부학적 구조의 특정 결함을 해결하고 지나친 신전을 방지하기 위해 선택될 수 있다. 모듈식 신전 정지부(30)는 모듈식 신전 정지부(30)의 하단으로부터 연장되는 잠금 탭(32A, 32B)을 갖고, 잠금 탭(32A, 32B)은 모듈식 신전 정지부(30)가 설치된 위치에 있을 때 요크(40)의 신전 정지 부분(28)의 스냅 끼워 맞춤 포켓(29) 내로 연장된다.
하나의 테이퍼링된 헤드 대퇴골 조임쇠(210)는 회전 힌지 하위조립체(10)를 대퇴골 구성요소(205)에 연결한다. 단일 조임쇠의 사용은 조립을 단순화하고 사용 동안 구성요소가 서로 헐거워질 위험을 감소시킨다.
회전 힌지 무릎 관내인공 임플란트 조립체(1)의 구성요소는 수술 키트의 형태로 제공될 수 있다. 키트의 구성요소는 바람직하게는, 수술 트레이 또는 케이스와 같은 편리한 형식으로 배열된다. 그러나, 키트 구성요소는 이것이 수술 시에 사용하기 위해 수술실에서 함께 조립 또는 수집되는 경우, 함께 포장 또는 전달될 필요가 없다. 예시적인 키트는 9개의 회전 힌지 하위조립체(10)를 포함할 수 있다. 특정 예시적인 키트에서, 예시적인 요크(40)는 3개의 길이(L) 중 하나를 가지는 경골 축 기둥(20)을 가질 수 있다. 이러한 예시적인 요크(40)는 3개의 세트의 치수 중 하나를 가지는 본체(45)를 가질 수 있다. 9개의 회전 힌지 하위조립체(10)는 경골 축 기둥 길이(L)와 경골 요크(40)의 본체의 치수의 순열 및 조합을 표현한다. 각각의 회전 힌지 하위조립체(10)는 바람직하게는, 키트의 다른 회전 힌지 하위조립체(10)와 상이한 오프셋 거리(D) 및 기둥 길이(L)를 가질 수 있다.
일 예시적인 키트는 회전 힌지 하위조립체(10)의 임의의 적합한 실시형태, 본 명세서에서 설명된 회전 힌지 하위조립체(10)의 변형, 및 일 실시형태에 따른 임의의 다른 회전 힌지 하위조립체(10)를 포함할 수 있다. 일 예시적인 키트가 하나 이상의 모듈식 신전 정지부(30), 등 하나 이상의 경골 구성요소(105), 및 하나 이상의 대퇴골 구성요소(205)를 더 포함할 수 있음이 고려되지만, 특정 키트가 이 요소 중 일부 또는 전부가 부족할 수 있음이 인식될 것이다. 모듈식 신전 정지부(30)의 임의의 적합한 실시형태, 본 명세서에서 설명된 모듈식 신전 정지부(30)의 변형, 및 일 실시형태에 따른 임의의 다른 모듈식 신전 정지부(30)는 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 고려된다. 경골 구성요소(105)의 임의의 적합한 실시형태, 본 명세서에서 설명된 경골 구성요소(105)의 변형, 및 일 실시형태에 따른 임의의 다른 경골 구성요소(105)가 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 고려된다. 대퇴골 구성요소(205)의 임의의 적합한 실시형태, 본 명세서에서 설명된 대퇴골 구성요소(205)의 변형, 및 일 실시형태에 따른 임의의 다른 대퇴골 구성요소(205)는 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 고려된다.
특정한 실시형태에 따른 키트에 포함시키기 위해 회전 힌지 하위조립체(10), 모듈식 신전 정지부(30), 경골 구성요소(105), 및 대퇴골 구성요소(205)의 적합한 수 또는 유형의 선택은 키트에 포함된 구성요소를 사용하여 수행되도록 의도된 절차와 같은 다양한 고려사항에 기초할 수 있다.
도 12는 상이한 모듈식 신전 정지부(30)를 포함하는 일 예시적인 실시형태의 측 단면도를 묘사한다. 이 단면도는 회전 힌지 무릎 관내인공 임플란트 조립체(1)를 수직으로 이등분하는 주변시상면으로부터 취해진다. 보여질 수 있는 바와 같이, 제로도 굴곡에서, 대퇴골 구성요소(205)의 슬개골 홈(115)은 신전 정지부(30)에 맞닿도록 크기 조정되고 구성된다. 이 방식으로, 회전 힌지 무릎 관내인공 임플란트 조립체(1)는 과신전으로 또는 내장된 과신전 정도를 넘어서 이동할 수 없다. 도 12의 예시적인 실시형태에서, 대퇴골 고정 메커니즘(즉, 묘사된 실시형태에서 대퇴골 조임쇠(210))은 회전 힌지 무릎 관내인공 임플란트 조립체(1)가 완전한 신전 상태일 때 경골의 회전 축(A)과 비축방향으로 정렬된다. 즉, 대퇴골 조임쇠의 중심 축(F)은 경골의 회전 축(A)과 정렬되지 않는다. 무릎이 신전 상태일 때 이 비정렬이 대퇴골(200)로부터 대퇴골 조임쇠 메커니즘으로의 임의의 비틀림력의 전달을 또한 감소시킬 수 있고, 그에 의해 정상적인 사용 동안 대퇴골 조임쇠 메커니즘의 마모의 발생 정도를 감소시킨다.
도 13은 사람(600)에 대한 해부학적 평면의 개략적인 사시도이다. 횡방향 평면(198)은 사람(600)을 통해 가로질러 연장되는 것으로 도시된다. 횡방향 평면(198)이 사람의 중간 지점에서 사람을 수평으로 이등분하는 것으로 도시될지라도, 횡방향 평면(198)이 가장 짧은 가능한 선을 따라 중간 지점으로부터 원위로 배치되는 측면 지점 사이의 사람(600)의 어딘가에 수평으로 존재하는 것으로 상상될 수 있는 가상의 평면임이 인식될 것이다. 이 방식으로, 횡방향 평면(198)은 사람(600)을 상부 부분 및 하부 부분으로 분할한다고 말할 수 있다. 시상면(400)은 중간 지점을 통해 전후방 방식으로 사람(600)을 수직으로 이등분하는 것으로 도시된다. 시상면(400)이 사람을 이등분하는 것으로 도시될지라도, 시상면(400)이 가장 짧은 가능한 선을 따라 후방 지점으로부터 원위로 배치되는 전방 지점 사이의 사람(600)의 어딘가에 수직으로 존재하는 것으로 상상될 수 있는 가상의 평면임이 인식될 것이다. 이 방식으로, 시상면(400)은 사람을 좌측 부분 및 우측 부분으로 분할한다. 사람(600)의 중앙에 배치되지 않은 시상면(400)은 일반적으로, 주변시상면으로서 알려져 있다(z, 도 11a 참고). 관상 평면(500)은 중간 지점을 통해 중외측 방식으로 수직으로 사람(600)을 이등분하는 것으로 도시된다. 관상 평면(500)이 사람을 이등분하는 것으로 도시될지라도, 관상 평면(500)이 가장 짧은 가능한 선을 따라 내측 지점으로부터 원위에 배치되는 측면 지점 사이의 사람(600)의 어딘가에 수직으로 존재하는 것으로 상상될 수 있는 가상의 평면임이 인식될 것이다. 이 방식으로, 관상 평면(500)은 사람을 전방 부분 및 후방 부분으로 분할한다.
일 예시적인 무릎 관절 관내인공삽입물은, 경골 구성요소, 대퇴골 구성요소, 및 일부가 경골 구성요소에 배치되도록 구성되면서 대퇴골 구성요소에 결합하도록 구성된 회전 힌지 하위조립체를 포함하고, 경골 구성요소에서 회전 축을 중심으로 회전 가능한 동안, 회전 힌지 하위조립체는, 회전 축을 중심으로 회전 가능하도록 제1 관절 요소 및 제1 관절 요소와 결합된 제2 관절 요소를 포함하고, 제1 관절 요소는, 제1 관절 요소가 대퇴골 구성요소에 배치되고 돌출부 수용기 잠금 방식으로 대퇴골 구성요소를 결합하는 결합된 위치, 및 제1 관절 요소가 대퇴골 구성요소로부터 완전히 분리되는 분리된 위치를 획정하고, 제1 관절 요소는 결합 방향을 획정하고, 제1 관절 요소는 제1 관절 요소를 분리된 위치로부터 결합된 위치로 전달하기 위해 대퇴골 구성요소에 대해 이동 가능하고, 결합 방향은 회전 축을 가로질러 진행하고, 돌출부 수용기 잠금 방식의 돌출부 및 수용 요소는 결합 방향에 평행하지 않게 연장된다.
일 예시적인 회전 힌지 하위조립체는, 경골 요크를 포함하며, 경골 요크는, 헤드의 제1 측면 및 제2 측면을 통해 연장되는 횡방향 힌지 구멍을 획정하는 헤드, 헤드로부터 멀리 연장되는 경골 축 기둥, 및 헤드와 경골 축 기둥 사이에 배치된 본체 부재를 포함하고, 본체 부재는 오프셋 거리만큼 경골 축 기둥로부터 헤드를 분리하고; 대퇴골 박스는, 메인 본체 부분으로부터 후방으로 연장되는 제1 암 및 제2 암으로서, 메인 본체 부분은 메인 본체 부분을 통해 연장되는 대퇴골 박스 고정 구멍을 획정하고, 제1 암 및 제2 암은 각각 축방향으로 정렬된 제1 및 제2 구멍을 획정하고, 제1 구멍 및 제2 구멍이 횡방향 힌지 구멍과 축방향으로 정렬되도록 제1 암은 제1 측면에 인접하게 배치되고 제2 암은 제2 측면에 인접하게 배치되는, 상기 제1 암 및 상기 제2 암; 횡방향 힌지 구멍을 통해 제1 구멍 및 제2 구멍 내로 연장되는 횡방향 힌지 핀을 포함한다.
일 예시적인 회전 힌지 하위조립체는, 경골 요크를 포함하며, 경골 요크는, 헤드의 제1 측면 및 제2 측면을 통해 연장되는 횡방향 힌지 구멍을 획정하는 헤드, 헤드로부터 멀리 연장되는 경골 축 기둥, 및 헤드와 경골 축 기둥 사이에 배치된 본체를 포함하고, 본체 부재는 오프셋 거리만큼 경골 축 기둥으로부터 헤드를 분리하고; 대퇴골 박스는, 메인 본체 부분으로부터 후방으로 연장되는 제1 암 및 제2 암으로서, 메인 본체 부분은 메인 본체 부분을 통해 연장되는 대퇴골 박스 고정 구멍을 획정하고, 제1 암 및 제2 암은 각각 축방향으로 정렬된 제1 및 제2 구멍을 획정하고, 제1 구멍 및 제2 구멍이 횡방향 힌지 구멍과 축방향으로 정렬되도록 제1 암은 제1 측면에 인접하게 배치되고 제2 암은 제2 측면에 인접하게 배치되는, 상기 제1 암 및 상기 제2 암; 횡방향 힌지 구멍을 통해 제1 구멍 및 제2 구멍 내로 연장되는 횡방향 힌지 핀을 포함하고, 횡방향 힌지 핀은 대퇴골 박스의 암 너머로 연장되지 않는다.
일 예시적인 무릎 관절 관내인공삽입물은, 경골 구성요소 및 대퇴골 수용 구멍을 획정하는 영역을 가지는 대퇴골 구성요소; 회전 축을 중심으로 회전 가능하도록 대퇴골 구성요소 및 경골 구성요소를 결합하도록 구성된 사전 조립된 회전 힌지 하위조립체를 포함하고; 사전 조립된 회전 힌지 하위조립체는, 회전 축을 중심으로 회전 가능하도록 제1 관절 요소 및 제1 관절 요소와 결합된 제2 관절 요소를 포함하고, 제1 관절 요소는 제1 수용 구멍을 획정하는 영역을 가지며, 제1 관절 요소는, 제1 관절 요소가 제1 수용 구멍 및 대퇴골 수용 구멍이 정렬되도록 대퇴골 구성요소에 배치되고, 조임쇠가 제1 수용 구멍 및 대퇴골 수용 구멍을 통해 연장되고, 그에 의해 대퇴골 구성요소를 결합하는 결합된 위치, 및 제1 관절 요소가 대퇴골 구성요소로부터 완전히 분리되는 분리된 위치를 획정하고, 제1 관절 요소는 결합 방향을 획정하고, 제1 관절 요소는 분리된 위치로부터 결합된 위치로 제1 관절 요소를 전달하기 위해 대퇴골 구성요소에 대해 이동 가능하고, 결합 방향은 회전 축을 가로질러 진행하고, 대퇴골 구멍은 결합 방향에 대해 평행하지 않은 방식으로 연장된다.
이러한 예시적인 실시형태에서, 제1 관절 요소는 대퇴골 박스일 수 있다. 이러한 예시적인 실시형태는 신전 정지부를 더 포함할 수 있다.
일 예시적인 회전 힌지 무릎 관내인공 임플란트 조립체는, 횡방향으로 연장되는 힌지 핀을 통해 경골 요크를 중심으로 힌지식으로 관절 연결되도록 구성된 대퇴골 박스를 가지는 회전 힌지 하위조립체를 포함하고, 경골 요크는, 제1 단부에 배치된 헤드를 가지는 본체 부재, 및 본체 부재의 제2 단부로부터 연장되는 경골 축 기둥을 포함하고, 본체 부재의 제2 단부는 본체 부재의 제1 단부로부터 원위로 배치되고, 대퇴골 박스는 대퇴골 조임쇠를 통해 대퇴골 구성요소에 기계적으로 결합되도록 구성되고, 대퇴골 조임쇠는 무릎이 굴곡(예로서, 회전 힌지 무릎 관내인공 임플란트가 0도보다 큰 굴곡 각도로 횡방향 핀을 중심으로 힌지식으로 회전하고 있을 때) 또는 신전(예컨대, 회전 힌지 힌지 무릎 관내인공 임플란트가 0도 또는 그 미만의 굴곡 각도로 횡방향 핀을 중심으로 힌지식으로 회전하고 있을 때) 상태일 때 경골 회전 축과 비축방향으로 정렬되고, 회전 힌지 하위조립체의 횡방향으로 연장되는 힌지 핀은 설치된 구성에서 대퇴골 구성요소를 기계적으로 결합하지 않는다.
회전 힌지 하위조립체를 위한 일 예시적인 관내인공 경골 요크는, 본체 부재의 제1 단부에 배치된 헤드를 가지는 본체 부재; 및 본체 부재의 제2 단부로부터 연장되는 경골 축 기둥을 포함하고, 제2 단부는 제1 단부로부터 원위로 배치되고, 헤드는 헤드의 제1 측면 및 제2 측면을 통해 연장되는 횡방향 힌지 구멍을 획정하고, 횡방향 힌지 구멍은 횡방향 힌지 구멍을 통해 횡방향으로 연장되는 가로 축을 획정하고, 경골 축 기둥은 경골 축 기둥을 통해 종방향으로 연장되는 중심선 축을 획정하며, 기준 축은 가로 축을 통해 실질적으로 직각으로 그리고 중심선 축에 실질적으로 평행하게 연장되고, 오프셋 거리는 기준 축으로부터 중심선 축을 분리한다.
경골 요크의 일 예시적인 실시형태에서, 경골 축 기둥, 본체 부재 및 헤드는 단일 연속 구조이다.
경골 요크의 일 예시적인 실시형태에서, 경골 축 기둥은 본체 부재의 제2 단부로부터 원위로 배치된 원위 단부를 더 포함한다. 이러한 일 예시적인 실시형태에서, 원위 단부는 볼록 형상, 모따기 형상, 볼록 원추 형상, 볼록 반구 형상, 및 볼록 절두원추 형상으로 본질적으로 이루어진 군으로부터 선택된 형상을 가질 수 있다.
경골 요크의 일 예시적인 실시형태에서, 오프셋 거리는 본질적으로 약 12㎜ 내지 약 15㎜로 이루어진 거리의 범위로부터 선택된다.
경골 요크의 일 예시적인 실시형태에서, 경골 축 기둥은 기둥 길이를 더 포함하고, 기둥 길이는 약 40㎜ 내지 약 70㎜의 값을 갖는다.
일 예시적인 경골 요크는 헤드와 경골 축 기둥 사이에서 연장되는 신전 정지 부분을 더 포함할 수 있으며, 신전 정지 부분은 스냅 끼워 맞춤 포켓을 포함한다. 이러한 일 예시적인 실시형태에서, 경골 요크는 모듈식 신전 정지부의 하단으로부터 연장되는 잠금 탭을 가지는 모듈식 신전 정지부를 더 포함할 수 있으며, 잠금 탭은 모듈식 신전 정지부가 설치된 위치에 있을 때 요크의 신전 정지 부분의 스냅 끼워 맞춤 포켓으로 연장되도록 구성된다.
일 예시적인 회전 힌지 하위조립체는, 경골 요크로서: 헤드의 제1 측면 및 제2 측면을 통해 연장되는 횡방향 힌지 구멍을 획정하는 헤드, 헤드로부터 멀리 연장되는 경골 축 기둥, 및 헤드와 경골 축 기둥 사이에 배치된 본체 부재를 포함하고, 본체 부재는 오프셋 거리만큼 경골 축 기둥로부터 헤드를 분리하는, 상기 경골 요크; 대퇴골 박스로서: 메인 본체 부분으로부터 후방으로 연장되는 제1 암 및 제2 암을 포함하고, 메인 본체 부분은 무릎 관절 관내인공삽입물의 대퇴골 구성요소의 대퇴골 박스 공동의 횡방향 표면과 결합하도록 구성된 대퇴골 고정 메커니즘을 갖고, 제1 암 및 제2 암은 각각 축방향으로 정렬된 제1 및 제2 암 구멍을 획정하고, 제1 암 구멍 및 제2 암 구멍이 횡방향 힌지 구멍과 축방향으로 정렬되도록 제1 암은 제1 측면에 인접하게 배치되고 제2 암은 제2 측면에 인접하게 배치되는, 상기 대퇴골 박스; 횡방향 힌지 구멍을 통해 제1 암 구멍 및 제2 암 구멍 내로 연장되는 횡방향 힌지 핀을 포함한다.
회전 힌지 하위조립체의 일 예시적인 실시형태에서, 회전 힌지 하위조립체는 사전 조립된다.
회전 힌지 하위조립체의 일 예시적인 실시형태에서, 제1 암 및 제2 암은 헤드의 측면에 대해 같은 높이로 배치된다.
회전 힌지 하위조립체의 일 예시적인 실시형태에서, 횡방향 힌지 핀은 대퇴골 박스의 제1 및 제2 암을 넘어 연장되지 않는다.
회전 힌지 하위조립체의 일 예시적인 실시형태에서, 회전 힌지 조립체는 헤드의 제1 측면과 제1 암 사이에 배치된 베어링을 더 포함할 수 있다.
회전 힌지 하위조립체의 일 예시적인 실시형태에서, 대퇴골 박스는 본질적으로 코발트 크롬 몰리브덴 합금, 티타늄 허용, 지르코니아 강화 알루미나 세라믹, 세라믹 물질, 초고 분자량 폴리에틸렌, 폴리에터 에터 케톤, 이들의 조합물, 및 다른 생체 호환 가능한 임상적으로 입증된 관절 물질로 이루어진 물질의 군으로부터의 하나의 물질로부터 형성된다.
회전 힌지 하위조립체의 일 예시적인 실시형태에서, 대퇴골 고정 메커니즘은 대퇴골 조임쇠, 돌출부, 수용부, 다수의 돌출부, 다수의 수용부, 자석, 클램프, 후크, 립, 접합제, 접착제, 및 이들의 조합을 수용하도록 구성된 대퇴골 박스 고정 구멍으로 본질적으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
일 예시적인 회전 힌지 하위조립체는, 경골 요크로서: 제1 단부에 배치된 헤드를 가지는 본체 부재, 및 본체 부재의 제2 단부로부터 연장되는 경골 축 기둥을 포함하고, 제2 단부는 제1 단부로부터 원위로 배치되고, 헤드는 헤드의 제1 측면 및 제2 측면을 통해 연장되는 횡방향 힌지 구멍을 획정하고, 횡방향 힌지 구멍은 횡방향 힌지 구멍을 통해 횡방향으로 연장되는 가로 축을 획정하고, 경골 축 기둥은 경골 축 기둥을 통해 종방향으로 연장되는 중심선 축을 획정하고, 기준 축은 가로 축을 통해 수직으로 그리고 중심선 축에 평행하게 연장되며, 오프셋 거리는 기준 축으로부터 중심선 축을 분리하는, 상기 경골 요크; 대퇴골 박스로서: 메인 본체 부분으로부터 후방으로 연장되는 제1 암, 메인 본체 부분으로부터 후방으로 연장되는 제2 암을 포함하고, 제2 암은 제1 암에 대향하고, 메인 본체 부분은 무릎 관절 관내인공삽입물의 대퇴골 구성요소의 대퇴골 박스 공동의 횡방향 표면을 결합하도록 구성된 대퇴골 고정 메커니즘을 획정하고, 제1 암은 제1 구멍을 획정하고, 제2 암은 제2 구멍을 획정하고, 제1 구멍은 제2 구멍과 축방향으로 정렬하고, 제1 구멍 및 제2 구멍이 횡방향 힌지 구멍과 축방향으로 정렬되도록 제1 암은 제1 측면에 인접하게 배치되고 제2 암은 제2 측면에 인접하게 배치되는, 상기 대퇴골 박스; 및 횡방향 힌지 구멍을 통해 제1 구멍 및 제2 구멍 내로 연장되고, 그에 의해 대퇴골 박스를 요크의 헤드에 힌지식으로 결합하는 횡방향 힌지 핀을 포함한다.
일 예시적인 무릎 관절 관내인공삽입물은, 경골 구성요소; 대퇴골 구성요소; 및 제2 관절 구성요소가 경골 구성요소에 배치되도록 구성되면서 대퇴골 구성요소에 결합되도록 구성된 제1 관절 요소를 가지는 회전 힌지 하위조립체를 포함하고, 경골 구성요소에서 회전 축을 중심으로 회전 가능한 동안, 회전 힌지 하위조립체는, 제1 관절 요소 및 제1 관절 요소와 힌지식으로 결합된 제2 관절 요소를 포함하고, 제1 관절 요소는, 제1 관절 요소가 대퇴골 구성요소에 배치되고 잠금 방식으로 대퇴골 구성요소를 결합하는 결합된 위치, 및 제1 관절 요소가 대퇴골 구성요소로부터 완전히 분리되는 분리된 위치를 획정하고, 제1 관절 요소는 결합 방향을 획정하고, 제1 관절 요소는 제1 관절 요소를 분리된 위치로부터 결합된 위치로 전달하기 위해 대퇴골 구성요소에 대해 이동 가능하고, 결합 방향은 회전 축으로 시상으로 진행한다.
일 예시적인 무릎 관절 관내인공삽입물에서, 잠금 방식은 돌출부 수용기 잠금 방식이고 돌출부 수용기 잠금 방식의 돌출부 및 수용 요소는 결합 방향에 평행하지 않게 연장되는 주변시상면과 동일 평면에 배치된다. 이러한 일 예시적인 무릎 관절 관내인공삽입물에서, 돌출부 수용기 잠금 방식은, 제1 관절 요소가 제1 수용 구멍을 획정하는 영역을 갖는 것, 및 대퇴골 구성요소가 대퇴골 수용 구멍을 획정하는 영역을 갖는 것을 포함할 수 있고, 제1 수용 구멍 및 대퇴골 수용 구멍이 정렬되고, 조임쇠는 제1 수용 구멍 및 대퇴골 수용 구멍을 통해 연장된다.
일 예시적인 무릎 관절 관내인공삽입물에서, 주변시상면은 대퇴골 구성요소의 중간 지점을 통해 연장된다.
일 예시적인 무릎 관절 관내인공삽입물에서, 잠금 방식은 접합 또는 자기 잠금 방식이다.
본 발명이 특정 실시형태와 관련하여 설명되었을지라도, 이의 변경 및 수정이 당업자에게 의심의 여지 없이 명백해질 것으로 예상된다. 따라서, 다음 청구항이 본 발명의 진정한 사상 및 범위에 속하는 모든 변경 및 수정을 커버하는 것으로서 해석되도록 의도된다.
Claims (20)
- 회전 힌지 무릎 관내인공 임플란트 조립체로서,
횡방향으로 연장되는 힌지 핀을 통해 경골 요크(tibial yoke)를 중심으로 힌지식으로 관절 연결하도록 구성된 대퇴골 박스를 가지는 회전 힌지 하위조립체를 포함하되, 상기 경골 요크는,
제1 단부에 배치된 헤드를 가지는 본체 부재, 및
상기 본체 부재의 제2 단부로부터 연장되는 경골 축 기둥을 포함하고,
상기 본체 부재의 제2 단부는 상기 본체 부재의 제1 단부로부터 원위로 배치되고,
상기 대퇴골 박스는 대퇴골 조임쇠를 통해 대퇴골 구성요소에 기계적으로 결합되도록 구성되고,
상기 대퇴골 조임쇠는 상기 무릎이 굴곡 또는 신전 상태일 때 경골 회전 축과 비축방향으로 정렬되고, 상기 회전 힌지 하위조립체의 횡방향으로 연장되는 힌지 핀은 설치된 구성에서 상기 대퇴골 구성요소를 기계적으로 결합하지 않는, 회전 힌지 무릎 관내인공 임플란트 조립체. - 회전 힌지 하위조립체를 위한 관내인공 경골 요크로서,
본체 부재의 제1 단부에 배치된 헤드를 가지는 상기 본체 부재; 및
상기 본체 부재의 제2 단부로부터 연장되는 경골 축 기둥을 포함하고, 상기 제2 단부는 상기 제1 단부로부터 원위로 배치되고,
상기 헤드는 상기 헤드의 제1 측면 및 제2 측면을 통해 연장되는 횡방향 힌지 구멍을 획정하고,
상기 횡방향 힌지 구멍은 상기 횡방향 힌지 구멍을 통해 횡방향으로 연장되는 가로 축을 획정하고,
상기 경골 축 기둥은 상기 경골 축 기둥을 통해 종방향으로 연장되는 중심선 축을 획정하고,
기준 축은 상기 가로 축을 통해 실질적으로 직각으로 그리고 상기 중심선 축에 실질적으로 평행하게 연장되고, 그리고
오프셋 거리는 상기 기준 축으로부터 상기 중심선 축을 분리하는, 관내인공 경골 요크. - 제2항에 있어서, 상기 경골 축 기둥, 상기 본체 부재, 및 상기 헤드는 단일 연속 구조인, 관내인공 경골 요크.
- 제2항에 있어서, 상기 오프셋 거리는 약 12㎜ 내지 약 15㎜로 본질적으로 이루어진 거리의 범위로부터 선택되는, 관내인공 경골 요크.
- 제2항에 있어서, 상기 경골 축 기둥은 기둥 길이를 더 포함하되, 상기 기둥 길이는 약 40㎜ 내지 약 70㎜의 값을 갖는, 관내인공 경골 요크.
- 제2항에 있어서, 상기 헤드와 상기 경골 축 기둥 사이에서 연장되는 신전 정지 부분을 더 포함하되, 상기 신전 정지 부분은 스냅 끼워 맞춤 포켓을 포함하는, 관내인공 경골 요크.
- 제6항에 있어서, 모듈식 신전 정지부의 하단으로부터 연장되는 잠금 탭을 가지는 상기 모듈식 신전 정지부를 더 포함하고, 상기 잠금 탭은 상기 모듈식 신전 정지부가 설치된 위치에 있을 때 상기 요크의 신전 정지 부분의 스냅 끼워 맞춤 포켓으로 연장되도록 구성되는, 관내인공 경골 요크.
- 회전 힌지 하위조립체로서,
경골 요크로서,
헤드의 제1 측면 및 제2 측면을 통해 연장되는 횡방향 힌지 구멍을 획정하는 상기 헤드,
상기 헤드로부터 멀리 연장되는 경골 축 기둥, 및
상기 헤드와 상기 경골 축 기둥 사이에 배치된 본체 부재를 포함하고, 상기 본체 부재는 오프셋 거리만큼 상기 경골 축 기둥로부터 상기 헤드를 분리하는, 상기 경골 요크;
대퇴골 박스로서,
메인 본체 부분으로부터 후방으로 연장되는 제1 암 및 제2 암을 포함하고,
상기 메인 본체 부분은 무릎 관절 관내인공삽입물의 대퇴골 구성요소의 대퇴골 박스 공동의 횡방향 표면을 결합하도록 구성된 대퇴골 고정 메커니즘을 갖고,
상기 제1 암 및 상기 제2 암은 각각 축방향으로 정렬된 제1 및 제2 암 구멍을 획정하고,
상기 제1 암 구멍 및 상기 제2 암 구멍이 상기 횡방향 힌지 구멍과 축방향으로 정렬되도록 상기 제1 암은 상기 제1 측면에 인접하게 배치되고 상기 제2 암은 상기 제2 측면에 인접하게 배치되는, 상기 대퇴골 박스;
상기 횡방향 힌지 구멍을 통해 상기 제1 암 구멍 및 상기 제2 암 구멍 내로 연장되는 횡방향 힌지 핀을 포함하는, 회전 힌지 하위조립체. - 제8항에 있어서, 상기 회전 힌지 하위조립체는 사전 조립되는, 회전 힌지 하위조립체.
- 제8항에 있어서, 상기 제1 암 및 상기 제2 암은 상기 헤드의 측면에 대해 같은 높이로 배치되는, 회전 힌지 하위조립체.
- 제8항에 있어서, 상기 횡방향 힌지 핀은 상기 대퇴골 박스의 제1 및 제2 암을 넘어 연장되지 않는, 회전 힌지 하위조립체.
- 제8항에 있어서, 상기 헤드의 제1 측면과 상기 제1 암 사이에 배치된 베어링을 더 포함하는, 회전 힌지 하위조립체.
- 제8항에 있어서, 상기 대퇴골 박스는 코발트 크롬 몰리브덴 합금, 티타늄 허용, 지르코니아 강화 알루미나 세라믹, 세라믹 물질, 초고 분자량 폴리에틸렌, 폴리에터 에터 케톤, 이들의 조합물, 및 다른 생체 호환 가능한 임상적으로 입증된 관절 물질로 본질적으로 이루어진 물질의 군으로부터의 하나의 물질로부터 형성되는, 회전 힌지 하위조립체.
- 제8항에 있어서, 상기 대퇴골 고정 메커니즘은 대퇴골 조임쇠, 돌출부, 수용부, 다수의 돌출부, 다수의 수용부, 자석, 클램프, 후크, 립, 접합제, 접착제, 및 이들의 조합을 수용하도록 구성된 대퇴골 박스 고정 구멍으로 본질적으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 회전 힌지 하위조립체.
- 회전 힌지 하위조립체로서,
경골 요크로서,
제1 단부에 배치된 헤드를 가지는 본체 부재, 및
상기 본체 부재의 제2 단부로부터 연장되는 경골 축 기둥을 포함하고, 상기 제2 단부는 상기 제1 단부로부터 원위로 배치되고,
상기 헤드는 상기 헤드의 제1 측면 및 제2 측면을 통해 연장되는 횡방향 힌지 구멍을 획정하고,
상기 횡방향 힌지 구멍은 상기 횡방향 힌지 구멍을 통해 횡방향으로 연장되는 가로 축을 획정하고,
상기 경골 축 기둥은 경골 축 기둥을 통해 종방향으로 연장되는 중심선 축을 획정하고,
기준 축은 상기 가로 축을 통해 수직으로 그리고 상기 중심선 축에 평행하게 연장되고, 그리고
오프셋 거리는 상기 기준 축으로부터 상기 중심선 축을 분리하는, 상기 경골 요크;
대퇴골 박스로서,
메인 본체 부분으로부터 후방으로 연장되는 제1 암,
상기 메인 본체 부분으로부터 후방으로 연장되는 제2 암을 포함하고,
상기 제2 암은 상기 제1 암에 대향하고,
상기 메인 본체 부분은 무릎 관절 관내인공삽입물의 대퇴골 구성요소의 대퇴골 박스 공동의 횡방향 표면을 결합하도록 구성된 대퇴골 고정 메커니즘을 획정하고,
상기 제1 암은 제1 구멍을 획정하고,
상기 제2 암은 제2 구멍을 획정하고,
상기 제1 구멍은 상기 제2 구멍과 축방향으로 정렬하고,
상기 제1 구멍 및 상기 제2 구멍이 상기 횡방향 힌지 구멍과 축방향으로 정렬되도록 상기 제1 암은 상기 제1 측면에 인접하게 배치되고 상기 제2 암은 상기 제2 측면에 인접하게 배치되는, 상기 대퇴골 박스; 및
상기 횡방향 힌지 구멍을 통해 상기 제1 구멍 및 상기 제2 구멍 내로 연장되고, 그에 의해 상기 대퇴골 박스를 상기 요크의 헤드에 힌지식으로 결합하는 횡방향 힌지 핀을 포함하는, 회전 힌지 하위조립체. - 무릎 관절 관내인공삽입물로서,
경골 구성요소;
대퇴골 구성요소; 및
제2 관절 구성요소가 상기 경골 구성요소에 배치되도록 구성되면서 상기 대퇴골 구성요소에 결합되도록 구성된 제1 관절 요소를 가지는 회전 힌지 하위조립체를 포함하고, 상기 경골 구성요소에서 회전 축을 중심으로 회전 가능한 동안, 상기 회전 힌지 하위조립체는,
제1 관절 요소 및 상기 제1 관절 요소와 힌지식으로 결합된 제2 관절 요소를 포함하고,
상기 제1 관절 요소는,
상기 제1 관절 요소가 상기 대퇴골 구성요소에 배치되고 잠금 방식으로 상기 대퇴골 구성요소를 결합하는 결합된 위치, 및
상기 제1 관절 요소가 상기 대퇴골 구성요소로부터 완전히 분리되는 분리된 위치를 획정하고,
상기 제1 관절 요소는 결합 방향을 획정하고, 상기 제1 관절 요소는 상기 제1 관절 요소를 상기 분리된 위치로부터 상기 결합된 위치로 전달하기 위해 상기 대퇴골 구성요소에 대해 이동 가능하고, 그리고
상기 결합 방향은 상기 회전 축으로 시상으로 진행하는, 무릎 관절 관내인공삽입물. - 제16항에 있어서, 상기 잠금 방식은 돌출부 수용기 잠금 방식(projection-receiver locking manner)이고 상기 돌출부 수용기 잠금 방식의 돌출부 및 수용 요소는 상기 결합 방향에 평행하지 않게 연장되는 주변시상면과 동일 평면에 배치되는, 무릎 관절 관내인공삽입물.
- 제17항에 있어서, 상기 돌출부 수용기 잠금 방식은,
상기 제1 관절 요소가 제1 수용 구멍을 획정하는 영역을 갖는 것, 및
상기 대퇴골 구성요소가 대퇴골 수용 구멍을 획정하는 영역을 갖는 것을 포함하되,
상기 제1 수용 구멍 및 상기 대퇴골 수용 구멍이 정렬되고, 조임쇠는 상기 제1 수용 구멍 및 상기 대퇴골 수용 구멍을 통해 연장되는, 무릎 관절 관내인공삽입물. - 제17항에 있어서, 상기 주변시상면은 상기 대퇴골 구성요소의 중간 지점을 통해 연장되는, 무릎 관절 관내인공삽입물.
- 제16항에 있어서, 상기 잠금 방식은 접합 또는 자기 잠금 방식인, 무릎 관절 관내인공삽입물.
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