KR20230064181A - 관절와 베이스플레이트 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 관절와 베이스플레이트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 견갑골의 관절와에 안착되며 제1면을 가지는 베이스, 상기 제1면에 배치되는 어그먼트 및 상기 제1면으로부터 중심축을 가지면서 연장형성되는 스템을 포함하며, 상기 제1면과 어그먼트의 일면은 접촉면을 형성하되, 상기 접촉면의 적어도 일부는 상기 스템의 중심축과 수직이 아닌 소정의 각도를 이루도록 형성하되, 상기 어그먼트는 제1경계로부터 연장되는 제2면을 가지는 제1웨지, 상기 제2면으로부터 절곡연장된 제3면을 가지는 제2웨지를 포함하여 골결손을 보상하고 골절삭이 최소화하며 단순한 형상으로 제조가 용이한 것을 특징으로 하는 인공견관절의 관절와 베이스플레이트에 대한 것이다.

Description

관절와 베이스플레이트{Glenoid baseplate}
본 발명은 관절와 베이스플레이트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 견갑골의 관절와에 안착되며 제1면을 가지는 베이스, 상기 제1면에 배치되는 어그먼트 및 상기 제1면으로부터 중심축을 가지면서 연장형성되는 스템을 포함하며, 상기 제1면과 어그먼트의 일면은 접촉면을 형성하되, 상기 접촉면의 적어도 일부는 상기 스템의 중심축과 수직이 아닌 소정의 각도를 이루도록 형성하되, 상기 어그먼트는 제1경계로부터 연장되는 제2면을 가지는 제1웨지, 상기 제2면으로부터 절곡연장된 제3면을 가지는 제2웨지를 포함하여 골결손을 보상하고 골절삭이 최소화하며 단순한 형상으로 제조가 용이한 것을 특징으로 하는 인공견관절의 관절와 베이스플레이트에 대한 것이다.
인공견관절은 인간의 어깨관절이 제기능을 못하는 경우 이를 대체하는 인공보철의 일종으로, 크게 상완골(Humerus)에 매식되는 스템과, 견갑골(Scapula, 어깨골)에 결합되는 관절와 베이스플레이트와, 상기 스템과 관절와 베이스플레이트 사이에서 회전운동을 구현하는 인공골두 및 인서트로 이루어진다. 상기 인공골두는 인간의 어깨관절과 같이 스템 쪽에 결합될 수도 있고, 반대로 관절와 베이스플레이트 쪽에 결합될 수도 있다. 이에 따라 상기 인서트는 각각 관절와 베이스플레이트 및 스템 쪽에 결합된다.
상기 견갑골을 좀 더 자세히 서술하기 위해 도 1을 참고하면, 견갑골(91)은 전체적으로 역삼각형의 구조로써 전방(anterior)을 향하는 몸체의 전면인 견갑하와(913, 어깨뼈밑오목)와, 후방(posterior)을 향하는 몸체의 후면인 극하와(미도시, 가시아래오목)와, 상측에서 전방으로 돌출된 오훼돌기(917, 부리돌기)와, 상측에서 후방으로 돌출된 견봉(919, 봉우리)과, 상기 오훼돌기(917) 및 견봉(919) 사이에서 외측(lateral)을 향하며 상완골두와 접하여 관절운동을 구현하는 관절와(911, glenoid)를 포함한다.
인공견관절 전치환술을 실시하게 되면 일반적으로 상기 관절와(911)에 관절와 베이스플레이트(8)을 결합시켜 관절와(911)의 기능을 대신하게 한다. 이때 상기 관절와 베이스플레이트(8)를 관절와(911)에 견고히 결합시키기 위해 나사(screw) 등의 고정수단을 사용한다.
<특허문헌>
미국특허등록공보 US 9132016(2015.09.15. 등록) "Implantable shoulder prostheses"
상기 특허문헌에 도시된 발명은, 인공견관절에 사용되는 관절와 베이스플레이트를 게시하고 있다.
그러나 종래기술과 같은 통상의 베이스플레이트는 도 2에서 볼 수 있는 것처럼 중공을 가지는 스템이 연장되는 방향의 하면(81)이 평평하게 형성되어 있다. 이와 같은 통상의 베이스플레이트는 관절와 부분에 골결손이 발생한 경우 안정적인 안착이나 삽입이 불가능한 단점이 있다. 골결손이 발생한 견갑골의 관절와(911) 부분에 골결손을 보상하지 못하는 통상의 베이스플레이트를 삽입하여 고정시키려는 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 관절와 베이스플레이트의 안착을 위하여 결손이 일어나지 않은 부분(R1)을 절삭하여야 한다. 한편 골 절삭을 하지 않고 베이스플레이트를 관절와 상에 안착시키는 경우, 도 4와 같이 골결손이 일어난 부분(R2)에서 베이스플레이트가 견갑골(91) 또는 관절와(911)에 안착하지 못하는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,
본 발명의 목적은 견갑골의 관절와에 안착되며 제1면을 가지는 베이스, 상기 제1면에 배치되는 어그먼트 및 상기 제1면으로부터 중심축을 가지면서 연장형성되는 스템을 포함하며, 상기 제1면과 어그먼트의 일면은 접촉면을 형성하되, 상기 접촉면의 적어도 일부는 상기 스템의 중심축과 수직이 아닌 소정의 각도를 이루도록 형성하여 골결손을 보상할 수 있는 관절와 베이스플레이트를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상상기 어그먼트는 상기 중심축으로부터 이격되어 형성되되, 상기 어그먼트의 일면은 중심축에서 제1길이 이격된 지점으로부터 일방향으로 상기 제1면과 제1각도를 가지면서 경사지게 형성함으로써, 응력이 집중되는 중심 부근에서는 안정적인 힘의 전달이 가능한 관절와 베이스플레이트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 어그먼트는 제1경계로부터 연장되는 제2면을 가지는 제1웨지, 상기 제2면으로부터 절곡연장된 제3면을 가지는 제2웨지를 포함하여 외력이 가해질 시 집중되는 응력을 감소시키고 적은 변위를 가지도록 하여 안정적인 고정이 가능한 관절와 베이스플레이트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 제3면이 제1면과 이루는 제2각도는 상기 제2면이 상기 제1면과 이루는 제1각도보다 크도록 하여 골절삭이 최소화되는 관절와 베이스플레이트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 제2면과 제3면이 형성하는 제2경계는, 제1경계와 제2길이 이격된 직선으로 형성하여 단순한 형상으로 제조가 용이한 관절와 베이스플레이트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 제1길이는 중심축으로부터 스템의 외면까지의 거리보다 작고, 중심축으로부터 제2경계까지의 거리는 중심축으로부터 스템의 외면까지의 거리보다 작도록 형성하여 최소한의 가공으로 안정성을 확보할 수 있는 관절와 베이스플레이트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 베이스와 스템의 일측에서 소정의 두께를 가지면서 상기 베이스와 스템의 표면을 코팅하도록 형성되며 내부에 복수의 공극을 가지는 다공성층을 포함하되, 상기 다공성층은 상기 베이스 및 스템과 상보적인 형상을 가지도록 하여 공극 사이로 골성장을 도모할 수 있는 관절와 베이스플레이트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 베이스는 베이스와 스템을 상하로 관통하여 형성되는 중앙고정공과 상기 중앙고정공 주변에 형성되는 주변고정공 및 상기 주변고정공의 가장자리를 따라 베이스의 일면으로부터 돌출형성된 플랜지를 포함하고, 상기 스템의 일단과 상기 베이스를 상하로 관통하는 고정공의 가장자리는 상기 다공성층에 의해 덮이지 않고 노출되도록 하여 다공성층이 고정수단 등에 의해 부서지거나 탈락되는 것을 방지하는 관절와 베이스플레이트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 어그먼트는 내부에 복수의 공극을 가지는 다공성구조로 형성되어 골성장이 가능한 공간을 최대한 확보하는 관절와 베이스플레이트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 스템은 외주면을 따라 돌출형성되는 보강부재를 포함하고, 상기 보강부재는 상기 스템의 베이스 측 일단으로부터 타단까지 소정의 폭을 가지고 돌출되어 연장되는 리브와 스템의 적어도 일측 단부에서 소정 폭을 가지는 고리 형상으로 돌출형성되는 림을 포함하여 스템을 경량화하면서도 어깨관절에 운동에 따른 하중을 견딜 수 있는 강도를 발현하는 관절와 베이스플레이트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 베이스의 적어도 일면에서 소정깊이 함입형성되는 함입부는 상기 베이스의 일면에서 상기 중앙고정공, 주변고정공 및 상기 베이스의 가장자리 중 어느 하나로부터 소정거리 이상 이격된 부분을 함입하여 형성도록 하여 상대적으로 강한 응력이 작용하는 부분과 약한 응력이 작용하는 부분의 두께를 다르게 함으로써, 적절한 강도발현과 함께 경량화가 극대화되는 관절와 베이스플레이트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 베이스와 어그먼트 및 다공성층이 일체로 성형되어 서로 박리되지 않고 상기 구성요소들을 결합시키기 위한 부재를 생략할 수 있는 관절와 베이스플레이트를 제공하는 것이다.
본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은 견갑골의 관절와에 안착되며 제1면을 가지는 베이스, 상기 제1면에 배치되는 어그먼트 및 상기 제1면으로부터 중심축을 가지면서 연장형성되는 스템을 포함하며, 상기 제1면과 어그먼트의 일면은 접촉면을 형성하되, 상기 접촉면의 적어도 일부는 상기 스템의 중심축과 수직이 아닌 소정의 각도를 이루도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 어그먼트는 상기 중심축으로부터 이격되어 형성되되, 상기 어그먼트의 일면은 중심축에서 제1길이 이격된 지점으로부터 일방향으로 상기 제1면과 제1각도를 가지면서 경사지게 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 어그먼트와 제1면 사이의 제1경계는, 상기 제1면 상에서 상기 중심축을 지나는 직선으로부터 제1길이 이격된 직선으로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 어그먼트는 제1경계로부터 연장되는 제2면을 가지는 제1웨지, 상기 제2면으로부터 절곡연장된 제3면을 가지는 제2웨지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제3면이 제1면과 이루는 제2각도는 상기 제2면이 상기 제1면과 이루는 제1각도보다 큰 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제2면과 제3면이 형성하는 제2경계는, 제1경계와 제2길이 이격된 직선으로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제1길이는 중심축으로부터 스템의 외면까지의 거리보다 작은 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 중심축으로부터 제2경계까지의 거리는 중심축으로부터 스템의 외면까지의 거리보다 작은 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 베이스와 스템의 일측에서 소정의 두께를 가지면서 상기 베이스와 스템의 표면을 코팅하도록 형성되며 내부에 복수의 공극을 가지는 다공성층을 포함하되, 상기 다공성층은 상기 베이스 및 스템과 상보적인 형상을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 베이스는 베이스와 스템을 상하로 관통하여 형성되는 중앙고정공과 상기 중앙고정공 주변에 형성되는 주변고정공 및 상기 주변고정공의 가장자리를 따라 베이스의 일면으로부터 돌출형성된 플랜지를 포함하고, 상기 스템의 일단과 상기 베이스를 상하로 관통하는 고정공의 가장자리는 상기 다공성층에 의해 덮이지 않고 노출되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 어그먼트는 내부에 복수의 공극을 가지는 다공성구조로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 견갑골의 관절와에 안착되며 제1면을 가지는 베이스, 상기 제1면에 배치되는 어그먼트 및 상기 제1면으로부터 중심축을 가지면서 연장형성되는 스템을 포함하며, 상기 제1면과 어그먼트의 일면은 접촉면을 형성하되, 상기 접촉면의 적어도 일부는 상기 스템의 중심축과 수직이 아닌 소정의 각도를 이루도록 형성하여 골결손을 보상할 수 있다.
본 발명은 상기 어그먼트는 상기 중심축으로부터 이격되어 형성되되, 상기 어그먼트의 일면은 중심축에서 제1길이 이격된 지점으로부터 일방향으로 상기 제1면과 제1각도를 가지면서 경사지게 형성함으로써, 응력이 집중되는 중심 부근에서는 안정적인 힘의 전달이 가능한 관절와 베이스플레이트를 제공할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 어그먼트는 제1경계로부터 연장되는 제2면을 가지는 제1웨지, 상기 제2면으로부터 절곡연장된 제3면을 가지는 제2웨지를 포함하여 외력이 가해질 시 집중되는 응력을 감소시키고 적은 변위를 가지도록 하여 안정적인 고정이 가능한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은, 상기 제3면이 제1면과 이루는 제2각도는 상기 제2면이 상기 제1면과 이루는 제1각도보다 크도록 하여 골절삭이 최소화되는 효과를 준다.
본 발명은, 상기 제2면과 제3면이 형성하는 제2경계는, 제1경계와 제2길이 이격된 직선으로 형성하여 단순한 형상으로 제조가 용이한 관절와 베이스플레이트를 제공한다.
본 발명은, 상기 제1길이는 중심축으로부터 스템의 외면까지의 거리보다 작고, 중심축으로부터 제2경계까지의 거리는 중심축으로부터 스템의 외면까지의 거리보다 작도록 형성하여 최소한의 가공으로 안정성을 확보할 수 있다.
본 발명은, 상기 베이스와 스템의 일측에서 소정의 두께를 가지면서 상기 베이스와 스템의 표면을 코팅하도록 형성되며 내부에 복수의 공극을 가지는 다공성층을 포함하되, 상기 다공성층은 상기 베이스 및 스템과 상보적인 형상을 가지도록 하여 공극 사이로 골성장을 도모할 수 있다.
본 발명은, 상기 베이스는 베이스와 스템을 상하로 관통하여 형성되는 중앙고정공과 상기 중앙고정공 주변에 형성되는 주변고정공 및 상기 주변고정공의 가장자리를 따라 베이스의 일면으로부터 돌출형성된 플랜지를 포함하고, 상기 스템의 일단과 상기 베이스를 상하로 관통하는 고정공의 가장자리는 상기 다공성층에 의해 덮이지 않고 노출되도록 하여 다공성층이 고정수단 등에 의해 부서지거나 탈락되는 것을 방지하는 효과를 가진다.
본 발명은, 어그먼트를 내부에 복수의 공극을 가지는 다공성구조로 형성하여 골성장이 가능한 공간을 최대한 확보하는 효과가 있다.
본 발명은, 상기 스템은 외주면을 따라 돌출형성되는 보강부재를 포함하고, 상기 보강부재는 상기 스템의 베이스 측 일단으로부터 타단까지 소정의 폭을 가지고 돌출되어 연장되는 리브와 스템의 적어도 일측 단부에서 소정 폭을 가지는 고리 형상으로 돌출형성되는 림을 포함하여 스템을 경량화하면서도 어깨관절에 운동에 따른 하중을 견딜 수 있는 강도를 발현하는 효과를 가진다.
본 발명은, 베이스의 적어도 일면에서 소정깊이 함입형성되는 함입부는 상기 베이스의 일면에서 상기 중앙고정공, 주변고정공 및 상기 베이스의 가장자리 중 어느 하나로부터 소정거리 이상 이격된 부분을 함입하여 형성도록 하여 상대적으로 강한 응력이 작용하는 부분과 약한 응력이 작용하는 부분의 두께를 다르게 함으로써, 적절한 강도발현과 함께 경량화가 극대화되는 효과가 있다.
본 발명은, 베이스와 어그먼트 및 다공성층이 일체로 성형되어 서로 박리되지 않고 상기 구성요소들을 결합시키기 위한 부재를 생략할 수 있어 결합이 쉽고 안정적인 관절와 베이스플레이트를 제공하는 효과를 준다.
도 1은 관절와 베이스플레이트가 견갑골에 삽입되는 것을 나타낸 사시도
도 2는 종래기술에 따른 관절와 베이스플레이트를 도시한 도면
도 3 및 도 4는 종래기술에 따른 관절와 베이스플레이트를 골결손이 발생한 관절와에 안착시키는 것을 도시한 도면
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 관절와 베이스플레이트의 사시도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 관절와 베이스플레이트를 일측에서 바라본 평면도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 관절와 베이스플레이트를 일측에서 바라본 입면도
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성층을 포함하는 관절와 베이스플레이트의 분해사시도
도 9 및 도 10은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 어그먼트가 형성된 관절와 베이스플레이트
도 11은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 스템(15)이 형성된 관절와 베이스플레이트
도 12는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 관절와 베이스플레이트의 분해사시도
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 다공성층(3)의 사시도
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2면과 제3면을 가지는 관절와 베이스플레이트에 외력이 작용할 때 형성되는 응력
도 15는 하나의 비탈면만을 가지는 관절와 베이스플레이트에 외력이 작용할 때 형성되는 응력
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 관절와 베이스플레이트 제조방법의 흐름도
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 최적화단계(S20)의 흐름도
도 18은 어깨관절의 운동에 따라 견갑골에 하중이 작용하는 것을 도시한 도면
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 적층제조단계(S50)의 개념도
이하에서는 본 발명에 따른 인공견관절의 관절와 베이스플레이트를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고 만약 본 명세서에 사용된 용어의 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에 사용된 정의에 따른다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니고, 다른 구성요소 또한 더 포함할 수 있는 것을 의미하며, 명세서에 기재된 "~부" 등의 용어는 적어도 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다. 또한, 어떤 구성요소간 "연결"된다고 할 때, 이는 구성요소끼리 직접 접촉하며 체결된다는 것에 한정되는 것이 아니라 다른 구성요소를 통하여 체결되는 것을 포함하며, 체결되어있지 않더라도 소정의 힘이나 에너지를 전달할 수 있도록 배치된다는 것을 의미할 수 있다. "제1~", "제2~"와 같은 용어는 동일하거나 실질적으로 동일한 구성을 순서를 달리 표기하기 위해 사용될 수 있고 "제1", "제2" 등을 표시하지 않은 구성과 실질적으로 같은 구성으로 해석될 수 있다. 이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명한다.
도 5를 참고하면, 본 발명에 의한 관절와 베이스플레이트(1)는 글레노스피어, 인서트 등의 다른 수술기구와 함께 인공견관절을 구성하며, 스크류와 같은 고정수단을 수용하여 고정수단이 뼈와 맞물리거나, 뼈에 삽입되어 관절와(911) 상에 고정될 수 있다. 상기 관절와 베이스플레이트(1)는 필요한 강도를 발현하면서도 경량화되도록 구비될 수 있다. 관절와 베이스플레이트(1)는 적어도 일부분이 솔리드 표면을 가질 수 있다. 여기서 솔리드란 다공성과 배치되는 개념으로, 후술하는 바와 같은 복수의 공극이 형성되는 다공성층(3)과 달리 매끄럽거나, 단단하거나, 공극이 형성되지 않은 형상으로 이해될 수 있다. 관절와 베이스플레이트(1)는 관절와(911)에 안착되는 베이스(11), 베이스의 일측에서 관절와 베이스플레이트를 보강하는 어그먼트(13) 상기 베이스(11)의 일측에서 소정의 각도를 가지고 연장형성되는 스템(15)을 포함할 수 있다.
도 5 내지 도 8을 참고하면, 상기 베이스(11)는 일정 두께를 가지는 판의 형태로 구성될 수 있다. 바람직한 일 실시예에서 상기 베이스(11)는 원형판의 형상을 가질 수 있으나, 원형이 다닌 비정형 또는 비대칭의 형상을 가지는 것을 권리범위에서 배제하지 않는다. 상기 베이스(11)는 솔리드 객체로 형성되어 베이스플레이트에 가해지는 하중과 응력을 버틸 수 있도록 함이 바람직하다. 상기 베이스(11)는 몸의 중심을 기준으로 외측(lateral)을 향하는 외측면(11a)과 내측(medial)을 향하는 내측면(11b)을 포함하고, 상기 외측면(11a)과 내측면(11b) 사이를 잇는 측면(11c)으로 둘러싸여 있다. 따라서 상기 베이스(11)는 외측면(11a)과 내측면(11b) 사이에 배치되는 솔리드한 객체일 수 있다. 외측면(11a)과 내측면(11b)은 실질적으로 평평하게 또는 곡률을 갖지 않도록 형성될 수 있으나, 소정의 곡률을 가지도록 굴곡져 형성될 수 있으며, 특히 관절와(911)에 고정되기 바람직한 형태를 가지도록 골과 접촉하는 방향의 내측면(11b)이 볼록한 형상을 가질수도 있다. 후술하는 바와 같이, 제1면으로서의 내측면(11b)은 어그먼트(13)의 일면과 함께 접촉면을 형성할 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 외측면(11a)과 내측면(11b)은 평평하게 형성될 수 있고, 후술하는 스템의 중심축(X1)과 수직을 이루면서 연장될 수 있다.
상기 베이스(11)는 베이스를 상하로, 또는 외측에서 내측으로 관통하는 축(X2)을 포함할 수 있다. 상기 축(X2)은 후술하는 스템의 중심축(X1)과 실질적으로 동일함이 바람직하다. 후술하는 스템(15)이 베이스의 중심에서 연장되는 본 발명의 일 실시예에서는 베이스의 축(X2)과 스템의 중심축(X1)이 일치할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 스템(15)이 베이스(11)의 중심으로부터 이격 내지 오프셋되어 연장되는 경우, 상기 축(X2)은 스템의 중심축(X1)과 소정거리 오프셋되어 형성될 수 있다.
또한 상기 베이스(11)는 상기 외측면(11a)과 내측면(11b)을 관통하는 중앙고정공(111)과 주변고정공(113)을 고정공으로서 포함할 수 있다.
상기 중앙고정공(111)은 베이스를 상하측, 또는 외측에서 내측으로 관통하여 형성된다. 상기 중앙고정공(111)은 베이스(11)의 가운데 형성되며 고정수단이 삽입되어 지나갈 수 있도록 구비된다. 중앙고정공(111)은 베이스(11) 및/또는 관절와 베이스플레이트(1)의 중심에 배치될 수 있으나, 중심에서 벗어난 위치에 형성되더라도 주변고정공(113)과는 대비되어 외측면(11a) 및/또는 후술하는 스템(15)이 형성된 방향으로 연장형성되는 개념으로 이해될 수 있다. 후술하는 스템(15)이 중앙고정공(111)으로부터 연장되는 중공을 가지면서 연장될 수 있으므로, 중앙고정공의중심축과 스템의 중심축(X1)은 실질적으로 동일한 축일 수 있다.
상기 주변고정공(113)은 상기 중앙고정공(111)을 기준으로 주변에 형성되며, 본 발명의 일 실시예에서는 중앙고정공(111)의 네 방향에 하나씩 총 4개가 형성될 수 있다. 그러나 이는 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐, 주변고정공(113)의 개수와 방향 및/또는 중앙고정공(111)을 중심으로 한 주변고정공(113)의 중심 사이의 중심각에는 제한이 없다. 상기 주변고정공(113)은 외측면(11a)에서 내측면(11b)까지 연장되는 내주면으로 규정되는 구멍으로 정의될 수 있으며, 밑으로 갈수록 점점 폭이 좁아지는 테이퍼(taper) 형태를 가질 수 있다. 또한, 상기 주변고정공(113)은 관절와(911, 도 1 참고)에 수직이 아닌 소정의 각도를 이루면서 형성될 수도 있다. 이는 외측면(11a)과 내측면(11b)에 관통형성된 주변고정공의 개구가 편심된 이심원이 될 수 있음을 뜻한다. 특히 주변고정공(113)은 상면에서 하면, 또는 외측면에서 내측면으로 관통형성 시 베이스의 중심을 기준으로 바깥쪽으로 기울어진 방향으로 형성될 수 있는데, 여기서 바깥쪽이란 중앙고정공(111)의 중심으로부터 멀어지는 방향을 의미한다. 주변고정공(113)의 내주면에는 나사산이 형성되어 이와 대응되는 나사산을 가진 고정수단이 주변고정공(113)에 고정될 수 있다.
상기 베이스(11)는 주변고정공(113)의 가장자리를 따라 베이스의 일면으로부터 돌출형성된 플랜지(113a)를 포함할 수 있다. 상기 플랜지(113a)는 관절와 베이스플레이트의 적절한 강도발현을 위해 형성될 수 있다. 고정수단에 의해 중앙고정공(111) 및/또는 주변고정공(113) 주변에서 베이스(11)의 다른 부분보다 더 큰 응력이 발생할 수 있는데, 상기 플랜지(113a)는 이와 같은 응력에 대한 강도를 형성함과 함께, 후술하는 다공성층(3)이 관절와 베이스플레이트(1) 상에 코팅 및/또는 형성된 경우 플랜지(113a)가 접촉면 쪽으로 노출되도록 구비될 수 있다. 고정수단가 주변고정공(113)을 통해 골부위에 삽입될 때 상기 플랜지(113a)가 이를 가이드할 수 있다. 상기 플랜지(113a)는 베이스의 일면에서 소정 높이만큼 돌출형성될 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 플랜지(113a)는 어그먼트(13)가 형성됨에 따라 돌출형성되는 높이가 달라질 수 있는데, 내측면(11b)으로부터 후술하는 어그먼트(13)의 일면까지의 거리와 상응하는 높이만큼 연장됨이 바람직하다. 플랜지(113a)의 연장된 일면은 내측면(11b)과 제1각도 또는 제2각도를 가지도록 경사를 가지면서 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에서, 상기 베이스(11)는 함입부(115)를 더 포함할 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 함입부(115)는 베이스(11)의 일면에서 소정깊이 함입형성되는데, 관절와에 면하는 방향에 형성되는 내측면(11b)에 형성됨이 바람직하다. 상기 함입부(115)는 상기 중앙고정공, 주변고정공 및 상기 베이스의 가장자리 중 어느 하나로부터 소정거리 이상 이격된 부분을 함입하여 형성될 수 있다. 바람직한 일 실시예에서, 함입부(115)는 주변고정공(113)으로부터 소정 길이만큼 이격된 부분에서 내측면(11b)과 경계를 이루면서 함입형성될 수 있는데, 상대적으로 적은 응력이 작용하는 부분을 함입하여 형성함으로써, 골이 성장할 수 있는 공간을 극대화시키면서도 충분한 강도를 발현시킬 수 있다. 이와 같이 중앙고정공(111), 베이스(11)의 가장자리로부터도 소정거리 이격되어 형성될 수 있다. 상기 함입부(115)의 경계가 주변고정공(113), 중앙고정공(111) 및 베이스의 가장자리로부터 이격된 거리는 베이스플레이트의 형상과 고정공의 개수에 따라 달라질 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 함입부(115)는 외측면(11a)에 형성되거나 또는 외측면(11a)과 내측면(11b) 양쪽에서 각각 소정깊이 함입형성되어 베이스(11) 중 베이스플레이트의 강도발현에 적은 영향을 미치는 부분의 두께를 최소화할 수 있다. 베이스(11)의 형상에 따라, 함입부가 여러개 형성될 수 있는데, 상기 함입부(115)는 각 부분마다 각각 다른 깊이로 함입되거나, 1개의 함입부 내에서 함입된 깊이가 점진적으로 변화할 수도 있다.
도 5 내지 도 7을 참고하면, 상기 어그먼트(13)는 베이스(11)의 제1면인 내측면(11b) 상에 배치되어 골결손을 보상할 수 있다. 도 3 및 도 4에서 상술한 바와 같이 골결손이 발생한 견갑골의 관절와(911) 부분에 골결손을 보상하지 못하는 베이스플레이트를 삽입하여 고정시키려는 경우, 관절와 베이스플레이트의 안착을 위하여 결손이 일어나지 않은 부분(R1)을 절삭하여야 하고, 골 절삭을 하지 않고 베이스플레이트를 삽입하는 경우 골결손이 일어난 부분(R2)에서 베이스플레이트가 견갑골(91) 또는 관절와(911)에 안착하지 못하는 문제가 있다. 이에 따라 본 발명의 관절와 베이스플레이트(1)는 골결손을 보상할 수 있도록 어그먼트(13)를 구비하여 골결손을 보상하고 골절삭량을 최소화할 수 있다. 상기 어그먼트(13)는 스템의 중심축(X1)으로부터 소정거리 이격되어 형성될 수 있다. 이에 따라, 어그먼트(13)가 스템의 중심축(X1)으로부터 형성되는 경우보다 골절삭량이 줄어들게 된다.
상기 어그먼트의 일면은 제1면(11b)과 함께 접촉면(S)을 형성하며, 어그먼트의 일면은 중심축(X1)과 직각이 아닌 소정의 각도를 이루도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 어그먼트의 일면은 중심축(X1)에서 제1길이(D1) 이격된 지점으로부터 일방향으로 상기 제1면과 제1각도(a1)를 가지면서 경사지게 형성될 수 있는데, 바람직하게는 제1면(11b)과 어그먼트(13)가 이루는 제1경계(141)로부터 중심축의 반대방향으로 연장형성될 수 있다. 더욱 바람직하게는, 어그먼트(13)가 제1면(11b)에 대해 제1각도(a1)를 가지면서 연장되는 방향은 후술하는 제1경계(141)로부터 수직인 중심축(X1) 반대쪽의 베이스 가장자리 방향으로 정의될 수 있다.
후술하는 바와 같이, 상기 어그먼트(13)는 도 8에 도시된 바와 같이 내부에 복수의 공극을 가지는 다공성 구조로 형성되어 시술 후 어그먼트(13) 내부의 공극 사이로 골성장을 유도할 수 있다. 또한 상기 어그먼트(13)는 베이스(11)와 일체로 성형될 수 있다. 이는 다공성 구조의 어그먼트(13)와 베이스(11)가 일체로 형성되는 것을 포함한다. 어그먼트(13)와 베이스(11)가 일체로 형성됨으로써, 어그먼트(13)와 베이스(11)가 서로 박리되지 않고 상기 구성요소들을 결합시키기 위한 부재를 생략할 수 있다.
상기 어그먼트(13)는 제2면(131a)을 가지는 제1웨지(131) 및 제3면(133a)을 가지는 제2웨지(133)를 포함하며, 제1면인 내측면(11b), 제2면(131a) 및 제3면(133a)이 접촉면(S)을 형성한다.
상기 제1웨지(131)는 상기 어그먼트 중 중심축으로부터 제1길이(D1) 이격된 지점, 즉 후술하는 제1경계(141)로부터 일측으로 연장형성되는 부분으로, 내측면(11b)과 제1각도(a1)를 이루면서 연장되는 제2면(131a)을 가진다. 상기 제1웨지(131)는 중심축(X1)으로부터 제1길이(D1) 이격된 지점으로부터 연장되며, 바람직하게는 베이스(11) 상에서 중심축(X1)을 지나는 직선 또는 현으로부터 제1거리(D1) 이격된 지점으로부터 연장될 수 있다. 상기 제1길이(D1)는 스템의 반경에 해당하는 중심축(X1)으로부터 스템의 외면(151)까지의 거리(r)보다 작도록 형성됨이 바람직하다. 상기 제1웨지 및 후술하는 제2웨지에 의해 결손된 골 부분을 보상하여 관절와 베이스플레이트의 안정적인 안착이 가능하다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 제1웨지(131)는 도 6에서 볼 수 있는 것과 같이 상기 제2면(131a)이 일방향으로 경사진 비탈면을 이루도록 베이스(11)의 가장자리 방향으로 연장된다. 상기 제2면(131a)은 제2면을 내측면(11b) 상에 사영했을 때 제2길이(D2)를 가지도록 연장될 수 있다.
상기 제2웨지(133)는 제1웨지(131)의 일측에서 구비되는 부분으로, 내측면(11b)과 제2각도(a2)를 이루면서 연장되는 제3면(133a)을 가진다. 제2웨지(133)는 도 6에서 볼 수 있는 것과 같이 상기 제3면(133a)이 일방향으로 경사진 비탈면을 이루도록 베이스(11)의 가장자리 방향으로 연장되며, 제3면을 내측면(11b) 상에 사영했을 때 제3길이(D3)를 가지도록 연장될 수 있다. 제3면(133a)은 제2면으로부터 절곡연장되며, 제3면(133a)이 내측면(11b)과 이루는 제2각도(a2)는 제1각도(a1)와 다르다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 상기 제2각도(a2)가 제1각도(a1)보다 큰 값을 가질 수 있으며, 5도, 10도, 15도 등 다양한 각도를 제2각도(a2)로 가지는 어그먼트(13)가 내측면(11b) 상에 배치될 수 있다. 이에 따라 보다 입체적인 골 형상 및/또는 소실된 골 형상에 대응하여 관절와 베이스플레이트를 관절와에 안착시킬 수 있으며, 어그먼트가 하나의 비탈면만을 가지고 있는 경우에 비해 골절삭량이 감소한다.
도 6 및 도 7에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 중심축으로부터 어그먼트가 연장되는 지점까지의 거리인 제1길이(D1)와 제2면(131a)이 수평 또는 내측면(11b)과 평행한 방향으로 연장되는 거리인 제2길이(D2)의 합이 중심축(X1)으로부터 스템의 외면(151)까지의 거리(r)보다 크도록 형성될 수 있다. 또한, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 달리 본 발명의 일 실시예에서는 제1길이(D1)와 제2길이(D2)의 합이 중심축(X1)으로부터 스템의 외면(151)까지의 거리(r)보다 작도록 형성될 수 있다. 즉, 제2면(131a)이 수평 또는 내측면(11b)과 평행한 방향으로 연장되는 길이(D2)와 중심축으로부터 어그먼트가 연장되는 지점까지의 거리(D1)의 합이 스템의 반경보다 작도록 형성될 수 있다.
다시 도 6을 참고하면, 상기 어그먼트(13)와 제1면인 내측면(11b)에 의해 제1경계(141)가 정의될 수 있고, 제1웨지(131)의 제2면(131a)과 제2웨지(133)의 제3면(133a)에 의해 제2경계(143)가 정의될 수 있다.
제2면(131a)이 일방향으로 경사진 비탈면을 이루고 있기 때문에, 상기 제1경계(141)는 바람직하게는 베이스(11)의 소정 부분을 분할하는 직선으로 형성된다. 이때 상기 제1웨지(131)가 중심축(X1)에서 제1길이(D1) 이격된 지점으로부터 일방향으로 경사지게 형성되기 때문에, 제1경계(141)는 내측면(11b) 상에서 중심축(X1)을 지나는 직선으로부터 제1길이(D1) 이격된 직선을 형성함이 바람직하다. 제1경계(141)는 베이스(11)의 일단으로부터 타단까지 연장될 수 있으나, 도 6에서와 같이 중앙고정공(111) 및 주변고정공(113)에 의해 일부분이 결여되더라도 무방하다.
제3면(133a)이 일방향으로 경사진 비탈면을 이루고 있는바, 상기 제2경계(143)도 제1경계(141)와 같은 원리로 베이스(11)의 소정 부분을 분할하는 직선으로 형성될 수 있다. 제2경계(143)는 제1경계(143)와 제2길이(D2) 이격되어 형성됨이 바람직하다. 제2경계 또한 중앙고정공(111) 및 주변고정공(113)에 의해 일부분이 결여될 수 있다. 본 발며으이 일 실시예에서 중심축(X1)으로부터 제2경계(143)까지의 거리는 중심축으로부터 스템의 외면까지의 거리(r)보다 작도록 형성될 수 있으나, 중심축(X1)으로부터 제2경계(143)까지의 거리가 중심축으로부터 스템의 외면까지의 거리(r)보다 크거나 같아도 무방하다.
도 9 및 도 10을 참고하여 본 발명의 다른 실시예들에 의한 어그먼트(63, 73)를 설명하도록 한다. 본 발명의 다른 일 실시예에 의한 어그먼트(63)는 베이스(61)의 내측면(61b), 제1웨지(631) 및 제2웨지(633)의 일면이 접촉면을 형성하지만, 제1웨지(631)가 중심축으로부터 스템의 반경(r)보다 더 큰 제4길이(D4) 이격된 지점으로부터 일방향으로 연장형성될 수 있다. 제1웨지(631)의 일면이 내측면(61b)과 이루는 제3각도(a3), 제2웨지(633)의 일면이 내측면(61b)과 이루는 제4각도(a4)는 다양하게 형성될 수 있으나, 제4각도(a4)가 제3각도(a3)보다 크도록 형성하여 골절삭량을 최소화할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 의한 어그먼트(73)는 제1웨지(731)와 제2웨지(733)의 골과 접촉하는 일면이 곡면을 형성하도록 구비될 수 있다. 제1웨지(731)와 제2웨지(733)의 각 곡면은 제1반경(C1), 제2반경(C2)을 가지는 호가 제1경계(741)가 연장된 방향으로 연장되어 형성될 수 있다. 이때 제1반경(C1)은 제2반경(C2)보다 크게 형성되어 제1웨지(731)의 일면이 제2웨지(733)의 일면보다 더 작은 곡률을 가지고 연장될 수 있다.
다시 도 5 내지 도 7을 참고하면, 상기 스템(15)은 상기 베이스(11)의 제1면인 내측면(11b)으로부터 중심축(X1)을 가지면서 일방으로 연장형성되는 구성으로 바람직하게는 원기둥의 형상을 가질 수 있으며, 견갑골(91)의 관절와(911)에 삽입된다. 이때 견갑골(91)과 관절와 베이스플레이트(1)와의 최적의 고정력을 확보하기 위해서 스템(15)의 축은 관절와(911)에 수직으로 전개되는 것이 바람직하다. 상기 스템(15)은 상기 중앙고정공(111)과 연통되어 고정수단이 지나가는 통로가 되는 중공을 형성한다. 상기 스템(15)은 일정한 내경을 가진 원기둥 형상을 가질 수 있으나, 일부 실시예에서는 베이스로부터 상측 일단으로 연장될수록 테이퍼된 형상을 가질 수 있다. 이에 따라 상기 스템(15)은 중심축(X1)으로부터 일정한 반경을 가지거나 테이퍼되는 외면(151)을 가진다. 상기 스템(15)은 중앙고정공(111)을 통해 관통하는 고정수단이 걸려 위치를 특정시킬 수 있도록 연장된 일단에 형성된 개구부가 중공보다 작은 크기로 형성될 수 있다. 또한 상기 스템(15)의 가장자리는 면취되어 견갑골(91)의 관절와(911)에 용이하게 삽입될 수 있다. 상기 스템(15)은 베이스(11)로부터 수직을 이루면서 연장되어 스템의 중심축(X1)이 베이스(11) 및 제1면으로서의 내측면(11b)과 수직을 이루는 것이 바람직하다. 또한 상기 스템(15)은 베이스(11)의 중심으로부터 형성되어 베이스(11) 또는 베이스플레이트(1)의 중심을 이루는 축(X2)과 스템의 중심축(X1)이 일치함이 바람직하다.
도 8을 참고하면, 상기 스템(15)은 외면(151)으로부터 방사상 외측으로 돌출형성되는 보강부재(153)를 포함할 수 있다. 상기 보강부재(153)는 스템의 강성 및/또는 강도를 보강하도록 구비될 수 있는데, 상기 스템의 길이방향으로 소정의 폭을 가지면서 연장되는 복수의 리브(153a)일 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는 8개의 리브(153a)가 스템(15)의 중심축(X1)으로부터 45도의 중심각을 가지고 형성될 수 있으나 4개, 12개, 10개 등의 리브가 형성되는 것도 가능하며, 복수의 리브가 가지는 중심각은 일정하지 않고 서로 상이할 수도 있다. 특히, 어깨관절의 운동형태 및/또는 베이스플레이트의 형상에 따라 리브가 스템의 소정 부분에 집중되어 형성될 수 있으며, 상기 스템 상에서 나선 형태(spiral)를 가지며 연장될 수도 있다. 또한 상기 보강부재(153)는 스템의 적어도 일측 단부에서 소정 폭을 가지는 고리 형상으로 스템으로부터 돌출형성되는 림(153b)으로 이루어질 수 있다. 상기 림으로서의 보강부재는 스템(15)의 베이스 측 일단에서 환형으로 형성되거나, 관절와에 삽입되는 방향의 일단에서 환형으로 형성될 수 있고, 상기 스템(15)의 양단에 환형으로 형성될 수도 있다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 보강부재(153)는 스템의 외면(151)으로부터 각각 돌출형성되는 리브(153a)와 림(153b)을 동시에 포함할 수 있다.
도 11에 형성된 본 발명의 다른 일 실시예를 참고하면, 상기 스템(15)은 베이스플레이트(1)의 중심으로부터 소정거리 오프셋되어 형성될 수도 있다. 도 11에서와 같이, 상기 스템(15)이 어그먼트(13)가 형성되지 않은 방향으로 오프셋되어 형성될 수 있으나, 어그먼트(13)가 형성된 방향으로 오프셋되어 형성될 수도 있다. 이때 어그먼트(13)는 스템의 중심축(X1)으로부터 제1길이(D1) 이격된 부분에서 베이스(11)와 일체로 형성될 수 있으며, 제1면(11b)과 어그먼트 사이의 제1경계(141)는 스템의 중심축(X1)으로부터 제1길이(D1) 이격된 직선으로 형성될 수 있다.
도 8, 도 12 도 13을 참고하면, 관절와 베이스플레이트는 다공성층(3)을 포함하거나, 상술한 바와 같이 어그먼트(13)가 다공성 구조로 형성될 수 있다. 상기 다공성층(3)은 베이스와 스템의 일측에서 소정의 두께를 가지면서 상기 베이스(11)와 스템(15)의 표면을 코팅하도록 형성되는 구성으로, 내부에 공극을 형성하는 3차원적 구조를 가지며 상기 공극의 형태와 관련하여 특별한 제한을 두지 않는다. 상기 다공성층(3)은 내부의 공극 사이로 골성장을 유도하여 골결손부 및 골절편간의 유합을 촉진하거나 인공관절만으로 달성하기 어려운 수술 후 강도를 달성하도록 할 수 있다. 다공성층(3)을 구성하는 재료에 관하여 이를 어느 특정 개념으로 한정하는 것은 아니지만, 바람직하게는 티타늄(Ti)이 될 수 있다. 상기 다공성층(3)은 티타늄(Ti) 파우더 또는 티타늄(Ti)을 기본으로 한 합금 파우더 등을 사용하여 3D 프린팅 방법 등을 통해 형성될 수 있다. 상기 다공성층(3)은 3D 프린팅 등을 거친 후 세척(Cleaning) 등의 후처리(Post-Process)공정을 통해 완성되게 된다. 즉, 상기 다공성층(3)은 베이스의 외측면(11a) 및 스템(15)의 외면에 티타늄 또는 티타늄합금 분말이나 코발트크롬 분말과 같은 생체적합성 소재 분말을 이용하여 다공성의 공극을 형성하여, 인체 이식시 공극 내로의 골 내 성장을 이용한 골과의 결합력을 증대시킬 수 있다. 상기 다공성층(3)은 관절와 베이스플레이트(1)의 솔리드 표면과 동일한 재료로 형성될 수 있다.
도 12에서와 같이, 본 발명의 다른 실시예에서 상기 어그먼트(13)가 솔리드 표면을 가지는 경우, 다공성층(3)이 어그먼트(13) 상에 소정 두께로 구비됨으로써 내부 공극 사이로 골성장이 유도될 수 있다.
상기 다공성층(3)은 베이스 및 스템과 상보적인 형상을 가지며, 베이스(11)에 대응하여 형성되는 제1층(31), 스템(15)에 대응하여 형성되는 제2층(33)을 포함한다.
도 13을 참고하면, 상기 제1층(31)은 베이스(11)의 표면, 바람직하게는 내측면(11b) 상에 소정두께를 가지고 형성되는 부분이다. 제1층(31)은 중앙고정공(111) 및 주변고정공(113)에 대응하는 통공(311)과 돌출부(313)를 포함한다. 다른 실시예에서, 상기 제1층(31)은 베이스의 측면(11c)까지 형성되어 베이스(11)의 둘레를 코팅하도록 구비될 수도 있다. 도 8에서와 같이 상기 어그먼트(13)가 다공성 구조로 형성되는 경우, 어그먼트(13)가 제1층(31)에 구비될 수 있다.
상기 통공(311)은 고정수단이 관통될 수 있도록 형성된 주변고정공(113)에 대응하여 개구를 형성한 부분이다. 상기 통공(311)은 주변고정공(113)보다 소정 정도 크게 형성될 수 있는데, 이를 통해 플랜지(113a)가 통공(311)을 통과하여 관절와 방향으로 노출될 수 있도록 한다.
상기 돌출부(313)는 상술한 베이스의 내측면(11b) 측에 형성된 함입부(115)에 대응하여 형성되는 구성으로, 함입부(115)가 내측면(11b)으로부터 함입된 높이만큼 돌출형성되어 내측면(11b)과 상보적인 형상을 가질 수 있다. 이에 따라 공극이 증대되어 더욱 많은 골성장이 가능하다.
상기 제2층(33)은 스템(15)의 표면과 보강부재(153)의 외면을 둘러싸며 소정두께를 가지고 형성되는 부분으로, 리브(135a)과 림(135b)에 대응하여 형성되는 함입라인(331)을 포함한다. 상기 함입라인(331)은 리브(135a) 및 림(135b)이 돌출된 폭과 두께만큼 함입되어 형성됨이 바람직하다.
도 14 및 도 15를 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 제2면(131a)과 제3면(133a)이 모두 구비된 경우와 어그먼트에 하나의 비탈면이 형성된 경우를 비교하도록 한다. 도 14 및 도 15는 관절와 베이스플레이트가 안착된 경우 외력이 작용하는 방향에 따라 골 부분에 발생하는 응력을 나타낸 도면이다. 도 14에서와 같이 어그먼트(13)의 제2면(131a)과 제3면(133a)이 형성된 실시예에서는 모든 방향에서 가해지는 외력에 대해 골 부분이 비교적 적은 응력을 받는 반면, 도 15에서와 같이 제2면(131a)을 결여하여 하나의 비탈면만을 가지는 실시예에서는 모든 방향에서 가해지는 외력에 대해 골 부분이 비교적 큰 응력을 받는다. 따라서 본 발명과 같이 제2면(131a)과 제3면(133a)이 모두 구비되어야 관절와 베이스플레이트의 내구성이 향상되고, 수술 후 수술부위의 회복이 촉진되며 후유증이 발생할 확률이 감소한다.
이하에서는 도 16 내지 도 19를 참고하여 본 발명의 일 실시예에 따른 관절와 베이스플레이트 제조방법(S1)에 대해 설명한다. 상기 관절와 베이스플레이트 제조방법(S1)은 환자의 관절와에 삽입 및/또는 안착되는 베이스플레이트가 필요한 강도를 발현하면서도 경량화되도록 하며, 골과 면하는 부분을 함입형성하고 다공성층을 극대화하여 형성함으로써 관절와 베이스플레이트의 안착 후 골성장을 최대화하여 수술 후 빠른 회복을 기대할 수 있다. 상기 관절와 베이스플레이트 제조방법(S)은 형상결정단계(S10), 최적화단계(S20), 상세설계단계(S30), 적층제조단계(S50)를 포함한다.
상기 형상결정단계(S10)는 관절와 베이스플레이트의 형상을 결정하는 단계로, 관절와 베이스플레이트(1)의 전체적인 외형, 중앙고정공(111)과 주변고정공(113)의 크기, 위치 및 개수, 스템(15)의 연장길이 등 치수 및 외형을 결정하는 단계이다. 나아가, 상기 형상결정단계(S10)에서 상술한 어그먼트(13)의 형상과 제2면과 제3면이 제1면과 이루는 각도 및 연장되는 길이 등을 결정할 수 있다.
도 17을 참고하면, 상기 최적화단계(S20)는 관절와 베이스플레이트에 작용하는 하중과 제한조건을 바탕으로 관절와 베이스플레이트의 최적형상을 도출하는 단계로, 일 실시예에서는 위상최적화 설계방법으로 최적형상이 도출될 수 있다. 위상최적화 설계는 구조 최적설계 방법으로 설계조건을 만족시키면서 목적함수를 달성할 수 있도록 구조물을 구성하는 각 요소의 연결성을 최적화하는 방법이다. 상기 위상최적화 설계는 형상 최적화 과정에서 발생하는 위상이 고정되는 문제를 해결할 수 있고, 자유도가 더 자유로워지는 장점이 있다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 관절와 베이스플레이트 제조방법(S1)에서는 입력값과 구속조건에 근거하여 베이스플레이트의 최적 형상을 도출할 수 있다. 이때 최적 형상이란, 상술한 형상결정단계(S10)에서 중앙고정공(111) 및 주변고정공(113)의 위치, 스템(15)의 길이 등은 정해진 상태에서 응력과 변형이 적은 부분은 재료를 최소화하여 경량화 및 많은 골성장을 도모할 수 있다. 상기 최적화단계는 영역설정단계(S21), 제한조건 설정단계(S23), 하중결정단계(S25) 및 연산단계(S27)를 포함할 수 있으며, 상기 최적화단계(S20)는 복수회 수행될 수도 있다.
상기 영역설정단계(S21)는 분석을 통해 최적화하려는 영역을 설정하는 과정이다. 필요한 강도를 발현하면서도 경량화되도록 최적화를 시키려는 영역을 지정하는 것인데, 고정수단을 수용하거나 뼈나 조직과 맞닿는 부분은 최적화 영역에서 제외될 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 중앙고정공(111) 및 주변고정공(113), 플랜지(113a) 부분은 비설계 영역으로 설정되어 불필요한 강도저하를 방지할 수 있다. 특히, 상기 영역설정단계(S21)는 관절와 베이스플레이트(1)를 여러 부분으로 나누고, 하나의 부분에 대하여 최적화를 수행하고 난 후 다른 부분에 대하여 최적화를 수행하도록 할 수도 있다.
상기 제한조건 설정단계(S23)는 최적화의 목표인 목적함수와 함께 최적화 제한조건을 설정하는 과정으로, 목적함수는 강성 발현으로 두고 제한조건은 경량화를 위해 소정 정도 이하의 부피, 무게를 설정할 수 있다. 일 실시예에서, 관절화 베이스플레이트의 목적함수를 가해지는 하중을 버틸 수 있는 강성 발현으로 설정하고, 제한조건은 80% 이하의 부피를 설정할 수 있다.
상기 하중결정단계(S25)는 관절와 베이스플레이트에 가해지는 하중과 구속조건을 설정하는 단계이다. 관절와 베이스플레이트에 가해지는 하중은 어깨관절의 운동에 따라 여러 하중이 각각 또는 중첩되어 고려될 수 있다. 하중은 집중하중, 압력, 강제변위 등이 고려될 수 있다. 도 18에서와 같이, 일 실시예에서, 견갑골은 90° 외전에서 약 30° 회전하여 60° 견갑상완각을 형성하고, 극상근이 없는 상태에서 최대 견갑상완 관절력은 역전된 보철물에서 90° 외전 근처에서 발생하므로, 베이스에 대해 수직으로부터 30° 정도 비스듬하게 힘이 작용할 수 있다. 또한, 팔의 운동에 따라 압축력, 모멘트 등이 발생할 수 있다. 이와 함께 관절와 베이스플레이트의 구속조건을 설정하게 되는데, 베이스플레이트의 소정 지점이 면구속, 힌지구속 등이 될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 베이스 부분이 면구속되어 해석될 수 있다.
상기 연산단계(S27)는 해석을 통해 최적형상을 도출하는 과정으로, 이를 통해 적정 강도를 발현하면서도 경량화된 관절와 베이스플레이트의 최적형상이 도출될 수 있다. 연산단계(S27)에 의해 상술한 바와 같이 베이스(11)와 어그먼트(13) 및 스템(15)의 두께 내지 폭이 최적화되고, 함입부(115) 및 보강부재(153)가 형성될 수 있다. 특히, 상기 연산단계(S27)는 후술하는 상세설계단계(S30)와 실질적으로 동일한 구성일 수 있다. 일부 실시예에서 연산단계(S27)에서 함입부(115) 및 보강부재(153)의 수치(dimension)와 단면형상이 모두 결정될 수도 있으나, 가공 및 적층제조의 편의성을 위해 상세설계단계(S30)에서 이를 추가적으로 결정 내지 고려할 수 있다.
상기 상세설계단계(S30)는 상기 최적화단계에 의해 결정된 최적형상에 따라 관절와 베이스플레이트의 세부형상을 결정하는 과정으로, 일 실시예에서는 함입부(115), 스템(15) 및 보강부재(153)의 수치(dimension)와 단면형상 및 다공성층의 두께를 결정할 수 있다. 상기 상세설계단계(S30)는 보강부재 형성단계(S31), 함입부 형성단계(S33) 및 다공성층 형성단계(S35)를 포함할 수 있다.
상기 보강부재 형성단계(S31)는 관절와 베이스플레이트의 스템 주변에 형성되는 보강부재를 결정하는 과정으로, 상기 스템의 외면(151)에서 베이스 측 일단으로부터 타단까지 소정의 폭을 가지고 돌출되어 연장되는 리브와, 상기 스템의 적어도 일단에서 소정 폭을 가진 환형으로 스템의 외면로부터 돌출형성되는 림의 단면형상, 개수, 연장길이 및 중심각 중 적어도 하나 이상을 결정하여 스템(15) 부분의 강성을 확보하면서 경량화를 수행할 수 있다.
상기 함입부 형성단계(S33)는 베이스로부터 함입형성되는 함입부를 결정하는 과정으로, 베이스로부터 함입되는 면, 함입깊이, 이격거리 중 적어도 하나 이상을 결정하도록 할 수 있다.
상기 다공성층 형성단계(S35)는 베이스와 스템로 이루어지는 솔리드 영역의 표면을 코팅하도록 형성되는 다공성층의 공극과 두께를 결정하는 과정으로, 다공성층(30)은 베이스의 상면(11a) 및 스템(15)의 외면과 상보적으로 형성되어 골성장률을 극대화할 수 있다.
도 19를 참고하면, 상기 적층제조단계(S50)는 결정된 솔리드 영역과 다공성층을 적층방식을 통해 제조하는 과정으로, 금속 분말을 보조가스와 함께 임플란트 표면에 공급하고, 레이저 열원으로 용융시켜 수mm 이상의 두께로 금속을 적층하여 3D 프린팅할 수 있다. 관절와 베이스플레이트가 적층제조된 경우, 공극률과 공극의 크기가 뼈가 구조체 내부로 잘 자랄 수 있도록 유도하는 최적의 사이즈로 적층 제조가 가능하므로 골내성장이 잘 이뤄질 수 있어 초기 고정력을 증대시킬 수 있다. 상기 적층제조단계(S50)는 솔리드 적층단계(S51)와 다공성층 적층단계(S53)를 포함한다.
상기 솔리드 적층단계(S51)는 상기 상세설계단계(S30)까지의 과정을 통해 결정된 베이스(11)와 스템(15)로 이루어지는 솔리드 영역을 적층제조하는 과정이다. 솔리드 적층단계(S51)는 실질적으로 Additive Manufacturing의 일종으로 바람직하게는 3D 프린터를 이용하여 수행될 수 있다.
상기 다공성층 적층단계(S53)는 솔리드 영역을 다공성층으로 코팅하는 과정이다. 다공성층 적층단계(S53)에서 적층되는 다공성층은 바람직하게는 베이스와 스템으로 이루어지는 솔리드 영역의 일면과 상보적인 형상을 가지게 되며, 상기 다공성층은 다수의 공극을 형성하면서 솔리드 영역 상에 코팅되므로, 솔리드 영역에 비해 그 밀도가 낮아 베이스플레이트의 경량화가 가능하며, 상대적으로 공극률이 더욱 확보되어 골성장이 향상될 수 있다. 또한 상기 다공성층 적층단계(S53)에서 다공성층과 솔리드 영역이 일체로 적층형성될 수 있다.
상기 솔리드 적층단계(S51)에서 적층형성되는 솔리드 영역과 다공성층 적층단계(S53)에서 적층형성되는 다공성층은 동일한 재료로 적층형성됨이 바람직하다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
1: 관절와 베이스플레이트
11: 베이스
111: 중앙고정공 113: 주변고정공 113a: 플랜지
115: 함입부
11a: 외측면 11b: 내측면 11c: 측면
13: 어그먼트
131: 제1웨지 131a: 제2면
133: 제2웨지 133a: 제3면
141: 제1경계 143: 제2경계
15: 스템
151: 외면 153: 보강부재
3: 다공성층
31: 제1층 33: 제2층
91: 견갑골 911: 관절와

Claims (15)

  1. 견갑골의 관절와에 안착되며 제1면을 가지는 베이스, 상기 제1면에 배치되는 어그먼트 및 상기 제1면으로부터 중심축을 가지면서 연장형성되는 스템을 포함하며,
    상기 제1면과 어그먼트의 일면은 접촉면을 형성하되, 상기 접촉면의 적어도 일부는 상기 스템의 중심축과 수직이 아닌 소정의 각도를 이루도록 형성되는 관절와 베이스플레이트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 어그먼트는 상기 중심축으로부터 이격되어 형성되되,
    상기 어그먼트의 일면은 중심축에서 제1길이 이격된 지점으로부터 일방향으로 상기 제1면과 제1각도를 가지면서 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 관절와 베이스플레이트.
  3. 제2항에 있어서, 상기 어그먼트와 제1면 사이의 제1경계는, 상기 제1면 상에서 상기 중심축을 지나는 직선으로부터 제1길이 이격된 직선으로 형성된 것을 특징으로 하는 관절와 베이스플레이트.
  4. 제3항에 있어서, 상기 어그먼트는 제1경계로부터 연장되는 제2면을 가지는 제1웨지, 상기 제2면으로부터 절곡연장된 제3면을 가지는 제2웨지를 포함하는 것을 특징으로 하는 관절와 베이스플레이트.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제3면이 제1면과 이루는 제2각도는 상기 제2면이 상기 제1면과 이루는 제1각도보다 큰 것을 특징으로 하는 관절와 베이스플레이트.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제2면과 제3면이 형성하는 제2경계는, 제1경계와 제2길이 이격된 직선으로 형성된 것을 특징으로 하는 관절와 베이스플레이트.
  7. 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1길이는 중심축으로부터 스템의 외면까지의 거리보다 작은 것을 특징으로 하는 관절와 베이스플레이트.
  8. 제7항에 있어서, 상기 중심축으로부터 제2경계까지의 거리는 중심축으로부터 스템의 외면까지의 거리보다 작은 것을 특징으로 하는 관절와 베이스플레이트.
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베이스와 스템의 일측에서 소정의 두께를 가지면서 상기 베이스와 스템의 표면 상에 내부에 복수의 공극을 가지는 다공성층을 포함하되,
    상기 다공성층은 상기 베이스 및 스템과 상보적인 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 관절와 베이스플레이트.
  10. 제9항에 있어서, 상기 베이스는 베이스와 스템을 상하로 관통하여 형성되는 중앙고정공과 상기 중앙고정공 주변에 형성되는 주변고정공 및 상기 주변고정공의 가장자리를 따라 베이스의 일면으로부터 돌출형성된 플랜지를 포함하고,
    상기 스템의 일단과 상기 베이스를 상하로 관통하는 고정공의 가장자리는 상기 다공성층에 의해 덮이지 않고 노출되는 것을 특징으로 하는 관절와 베이스플레이트.
  11. 제9항에 있어서, 어그먼트는 내부에 복수의 공극을 가지는 다공성구조로 형성된 것을 특징으로 하는 관절와 베이스플레이트.
  12. 견갑골의 관절와에 안착되며 제1면을 가지는 베이스, 상기 제1면에 배치되는 어그먼트 및 상기 제1면으로부터 중심축을 가지면서 연장형성되는 스템을 포함하며,
    상기 어그먼트는 중심축에서 제1길이 이격된 지점으로부터 일측으로 연장되며 상기 제1면과 제1경계를 형성하는 제2면을 가지는 제1웨지, 상기 제1웨지로부터 연장된 제3면을 가지는 제2웨지를 포함하고,
    상기 제2면과 제3면 중 적어도 하나 이상은 소정 곡률을 가지는 호가 제1경계가 연장된 방향으로 연장되어 형성되는 것을 특징으로 하는 관절와 베이스플레이트.
  13. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스템은 외면을 따라 돌출형성되는 보강부재를 포함하고, 상기 보강부재는 상기 스템의 베이스 측 일단으로부터 타단까지 소정의 폭을 가지고 돌출되어 연장되는 리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 관절와 베이스플레이트.
  14. 제13항에 있어서, 상기 보강부재는 상기 스템의 적어도 일측 단부에서 소정 폭을 가지는 고리 형상으로 돌출형성되는 림을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 관절와 베이스플레이트.
  15. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이스는 베이스를 상하로 관통하여 형성되는 중앙고정공과 상기 중앙고정공 주변에 형성되는 주변고정공 및 상기 베이스의 적어도 일면에서 소정깊이 함입형성되는 함입부를 포함하되,
    상기 함입부는 상기 베이스의 일면에서 상기 중앙고정공, 주변고정공 및 상기 베이스의 가장자리 중 적어도 하나의 가장자리로부터 소정거리 이상 이격된 부분을 함입하여 형성된 것을 특징으로 하는 관절와 베이스플레이트.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9844440B2 (en) * 2014-08-14 2017-12-19 Biomet Manufacturing, Llc Glenoid implant
EP3222253B1 (en) * 2016-03-25 2020-03-18 Tornier Methods of forming a joint prosthesis component, of forming a bone press component and a bone press
US20180085226A1 (en) * 2016-09-26 2018-03-29 Keith Baumgarten Convertible anatomic to reverse total shoulder arthroplasty device
KR102014195B1 (ko) * 2017-12-26 2019-08-27 건양대학교 산학협력단 다공성 오그먼트
IT201900012201A1 (it) * 2019-07-17 2021-01-17 Tecres Spa Dispositivo a involucro e componente protesico dotato di tale dispositivo

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