KR100953148B1 - 척추간 임플란트 - Google Patents

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KR100953148B1
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로져 뷔르키
마리오 가고
로베르트 프리그
마이클 에이치 마이어
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신세스 게엠바하
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Abstract

본 발명은 척추간 임플란트(1)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 중앙축(2), 상부(3), 하부(4)를 포함하는 인공 추간판으로서, A) 상기 상부(3)는 위에 놓인 척추골의 기저판과 접합하기에 적합하도록 형성된 상부착면(5)을 포함하고; B) 상기 하부(4)는 아래에 놓인 척추골의 덮개판과 접합하기에 적합하도록 형성된 하부착면(6)을 포함하고; C) 상기 상하부(3; 4) 중 어느 하나는 철형의 슬라이딩면(11)이 구비되는 접합 철부(12)를 포함하고, 상기 상하부(3; 4) 중 다른 하나는 대응하는 요형의 슬라이딩면(10)이 구비되는 접합 요부(13)를 포함하며; D) 상기 상하부(3; 4)가 적어도 하나이상의 회전축에 대하여 서로 상대적으로 회동가능하도록, 상기 접합 철부(12)와 상기 접합 요부(13)가 접합부(9)를 형성하는 척추간 임플란트(1)에 있어서; E) 엑스레이(X-rays)에 의하여 투시됨을 특징으로 하는 척추간 임플란트(1)에 관한 것이다.
척추간 임플란트, 추간판, 경추, 요추

Description

척추간 임플란트{Intervertebral Implant}
본 발명은 척추간 임플란트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 청구항 1의 도입부의, 인공 추간판에 관한 것이다.
최근에는 손상된 인체의 추간판 또는 추간판의 손상된 수핵이 제거된 이후에 두 인접한 척추 사이의 공간으로 임플란트 또는 보철물이 삽입된다. 이러한 임플란트를 이식하는 목적은, 가능한 한 자연스러운 상태로 다시 되돌리기 위한 것이다. 즉, 이는 특히 본래의 추간판의 높이와 본래의 인접한 두 척추 사이의 거리를 복원하기 위한 것이다. 나아가, 가능한 한 장애 없이 자연스러운 방식으로 인접한 척추가 서로 상대적으로 움직일 수 있도록 하는 것이다. 이러한 목적의 달성을 위하여, 전후 굽힘 운동시, 즉 자연상태의 한계 내에서의 척추의 측면 굽힘 또는 척추의 굴절이나 신축 운동시의 운동가능성을 유지하는 것이 본질적으로 요구된다. 척추를 따라 위치한 인대와 근육은 추간판의 기계적 대체물의 움직임을 보다 안정화하기 위하여 본래대로 남겨진다.
이러한 척추간 임플란트는 DE 203 20 454 마이젤(MEISEL)로부터 알 수 있다. 이러한 종래의 임플란트는 뼈와 접촉하여 놓이는 두 개의 덮개판, 상기 덮개판의 사이에 구비되는 접합부를 포함하여 구성된다. 상기 접합부는 상기 덮개판이 서로 상대적으로 다축방향의 선회가 가능하도록, 본질적으로 구형의 제 1 접합부와, 제 2 접합부로써 제 1 접합부와 대응하는 접합 요부로 구성된다. 이와 같은 종래기술에 의한 척추간 임플란트의 단점은 엑스레이에 의해 투시되지 않는 점, 따라서 이식 후에는 더이상 인접한 척추를 관찰할 수 없다는 점이다.
본 발명은 위와같은 문제점을 해결하고자 한다. 본 발명의 목적은 자기공명영상법(MRI)와 엑스레이에 의하여 투시가능한, 따라서 엑스레이 수단에 의한 수술후의 관찰이 가능하고, 동시에 높은 자기공명영상법의 호환성을 가지는 척추간 임플란트를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면 이러한 목적은 청구항 1의 특징을 갖는 척추간 임플란트, 특히 인공 추간판에 의해 달성될 수 있다.
본 발명에 의해 달성할 수 있는 장점들은, 본 발명에 의한 척추간 임플란트의 자기공명영상법과의 호환성이 증가한다는 점과, 엑스레이 수단에 의한 관찰이 가능해진다는 점에 있다.
본 발명에 의한 더 나은 장점들은, 종속항에 의해 특정되어진다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 상부와 하부가 제 1 엑스레이 투과 물질로부터 제조되고, 이때 접합 철부와 접합 요부는 이와 다른 제 2 엑스레이 투과 물질로부터 만들어진다. 이에 따라 성취되는 이점은 접합부에는 미끄러져 이동할 수 있고 마모특성이 좋은 물질을 사용하고, 상하부에는 뼈와 접합하기 적합한 물질을 사용할 수 있다는 것이다.
본 발명의 다른 실시예에서 상기 척추간 임플란트의 각각의 부분은 모두 동일한 물질로부터 제조된다. 이러한 실시예에서의 이점은 뼈와 접합하는 부분의 구성요소 또한 세라믹 물질로부터 제조될 수 있다는 점이다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 상부와 하부를 위한 엑스레이 투과 물질은 폴리(아릴 에테르)케톤, 폴리에테르 에테르 케톤, 초고분자량 폴리에틸렌 또는 폴리술폰으로 구성된 그룹으로부터 선택된다.
본 발명의 다른 실시예에서 상기 접합 철부와 상기 접합 요부는 세라믹 물질로부터 만들어진다. 이러한 실시예의 본질적인 장점은 코발트-크롬-몰리브덴 합금과 유사한 세라믹 물질로부터 제조되는 상기 접합부가 관절의 움직임에도 적은 마모도를 나타내고, 또한 자기공명영상법과 엑스레이에 의해 투시될 수 있다는 점이다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 상하부착면은 서로 다른 형상으로 형성된다. 이에 따른 장점은 특히, 뼈의 종판의 해부학적인 측면에서 유리한 임플란트 형상으로 제조할 수 있다는 것이다. 다른 접촉면을 가지는 상기 척추간 임플란트는 특히 경추에 적합하다.
본 발명의 다른 실시예에서, 상기 상하부착면은 동일한 형상을 가진다. 이때의 장점은 화살모양 측면의 대칭적인 접촉면을 가지는 상기 척추간 임플란트는 특히 요추에 적합하다는 것이다.
또한 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 접합 철부는 상기 상하부 중 하나와 단단하게 결합되고, 상기 접합 요부는 상기 상하부 중 남은 하나와 단단하게 결합한다. 이에 따른 장점은 척추 공간에 임플란트를 삽입하는 과정을 단순화할 수 있도록 상기 임플란트가 이식 전에 조립될 수 있다는 점이다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는, 상기 상부와 하부는 이식된 척추간 임플란트가 이탈하는 것을 방지하기 위하여 그들 각각의 부착면에 미세구조체를 포함하여 구성된다.
본 발명의 다른 실시예에서는 상기 상부와 상기 하부가 상기 접합부의 회전 능력에 영향을 주지않고 서로 결합할 수 있도록 연결수단이 제공된다. 이러한 연결수단의 장점은 상기 척추간 임플란트가 제위치에 서로 결합할 수 있고 각 부분이 탈거되지 않는 것이다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 연결수단은 내생적인 액체에 의한 윤활막이 슬라이딩면 사이로 형성되도록 관절 사이에 상기 접합 철부와 상기 접합 요부 사이의 축방향의 간극(Clearance) X > 0를 형성시킨다.
본 발명의 다른 실시예에서, 상기 간극 X는 적어도 0.005mm 이상, 바람직하게는 적어도 0.05mm 이상이다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 간극 X는 0.5mm 이하, 바람직하게는 적어도 0.6mm 이하이다.
본 발명의 다른 실시예에서, 상기 연결수단은 상기 상하부 중 하나와 결합될 수 있고, 상기 상하부 중 다른 하나를 느슨하게 지지할 수 있는 하나의 고정부재를 포함하여 구성된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 접합 철부는 중앙축에 위치한 상기 접합 철부의 정점에서 개구된 캐비티를 포함하고, 이때 상기 고정부재는 축방향의 상기 간극 X를 넘어서 상기 캐비티의 벽에 정지할 때까지 축방향으로 이동가능하다.
본 발명의 다른 실시예에서, 상기 척추간 임플란트의 구성요소들은 엑스레이 투과 물질로 이루어진다.
본 발명과 본 발명의 실시예는 실시예의 부분적인 모식도를 기초로 하여 아래에서 보다 상세하게 설명된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 척추간 임플란트의 측면도.
도 2는 도 1에 도시된 본 발명의 실시예에 의한 척추간 임플란트의 단면도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 척추간 임플란트의 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 의한 척추간 임플란트의 종단면도.
도 1 및 도 2에 도시된 바에 따르면, 본 발명에 의한 척추간 임플란트(1)의 실시예는 본질적으로 상방에서 인접하는 척추체의 기저판(base plate)과 접촉하고, 중앙축(2)과 교차하는 상부착면(5)이 구비된 상부(3)와, 하방에서 인접하는 척추체의 덮개판(cover plate)과 접촉하는 하부착면(7)이 구비된 하부(4), 그리고 상기 상하부(3; 4)의 관절 연결을 위하여 상기 상하부(3; 4) 사이에 구비되는 접합부(joint, 9)를 포함한다. 상기 접합부(9)는 두 부분으로 구성되는데, 그 중에서 구형으로 형성되는 상기 접합 철부(12)에서는 상기 중앙축(2)이 정점에서 수직으로 교차한다. 상기 접합 철부(12)는 그 후단부(16)에서, 상기 중앙축(2)과 직교하는 단면적이 작아지고, 대응하여 형성되는 상기 하부(4)의 동축의 요입부(17)로 상기 중앙축(2)과 동축방향으로 압입된다. 상기 접합 철부(12)와 대응하여 형성되는 접합 요부(13) 또한 마찬가지로, 그 후단부(21)에서 상기 중앙축(2)과 직교하는 단면적이 작아지고, 상기 상부(3)에서 대응하는 형상의 요입부(22)로 인입된다. 상기 접합 요부(13)와 상기 접합 철부(12) 뿐만 아니라 상기 상하부(3; 4)도 상기 상하부(3; 4)가 분리된 부분으로 형성된다. 그리고 상기 상하부(3; 4)가 예를들어 PEEK(폴리에테르 에테르 케톤)로 제조되고, 상기 접합 철부(12)와 상기 접합 요부(13)는 예를 들어 세라믹 물질로 제조된다. 상기 접합 철부(12)에서의 철형의 슬라이딩면(11)과 상기 접합 요부(13)에서의 요형의 슬라이딩면(10)은 동일한 반경을 갖는다. 이는 상기 접합 철부(12)와 상기 접합 요부(13)가 서로 상대적으로 미끄러져 이동가능하도록 한다.
게다가, 상기 상하부착면(5; 7)은 서로 다른 형상을 포함한다. 상기 하부착면(7)은 오목하게 형성되고, 상기 상부착면(5)은 볼록하게 형성된다.
도 3과 도 4에 도시된 본 발명의 실시예는 두 개의 볼록한 부착면(5; 7)을 포함한다는 점에서 도 1과 도 2에 먼저 도시된 실시예와 구별된다. 상기 상하부(3; 4)는 각각 복면(31; 41)과 배면(32; 42), 그리고 각각 두 개의 측면(33; 34; 43; 44)을 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 접합부(9)는 결합수단(20)에 의하여 상기 상하부(3, 4)와 축방향으로 연결된다(도 4). 상기 연결수단(20)은 상기 중앙축(2)과 동축으로 구비되는 고정부재(15)와, 핀(23)과, 상기 접합 요부(13)를 그 정점에 서 관통하고 상기 상부(3)를 단단하게 고정하는 후단부(24)를 포함하여 구성된다. 또한 상기 고정부재(15)는 보다 큰 직경을 갖고, 상기 핀(23)의 전단부(26)에 구비되는 판형의 확장부(25)를 포함하여 구성된다. 상기 접합 철부(12)는 상기 중앙축(2)과 동축으로 형성되고, 상기 접합 철부(12) 내부의 더 큰 직경을 갖는 원통형 캐비티(29)의 말단이 되는 개구부(28)를 포함한다. 상기 고정부재(15)와 상기 개구부(28)와 상기 캐비티(29)의 형상은 상기 핀(23)이 상기 개구부(28) 내에서, 그리고 상기 캐비티(29) 내의 상기 확장부(25) 내에서 이동가능하게 구비될 수 있도록 선택된다. 상기 접합 철부(12)와 상기 접합 요부(13), 그리고 그에 부착된 상기 상하부(3; 4)가 함께 상기 접합부(9)의 이동을 방해하지 않고 축방향으로 연결되도록, 상기 개구부(28)의 직경 "d"는 상기 원형 판상의 확장부(25)의 직경 "a"보다 더 작고, 상기 캐비티(29)의 직경 "D"는 상기 직경 "a"보다 더 크게 형성된다. 상기 개구부(28) 내의 상기 핀(23)과, 상기 캐비티(29) 내의 상기 확장부(25)의 이동성은 상기 상하부(3; 4)의 상대적인 다축방향의 선회를 가능하게 한다. 상기 핀(23)의 길이는, 상기 접합부(9)의 각각의 관절 사이에서, 오직 상기 개구부(28)와 상기 캐비티(29) 사이의 이동이 간극 X를 넘어서서 상기 확장부(25)가 상기 핀(16)의 전단부(26)와 접촉하도록 결정된다.

Claims (16)

  1. 중앙축(2), 상부(3) 및 하부(4)를 포함하는 인공 추간판으로서,
    A) 상기 상부(3)는 위에 놓인 척추골의 기저판과 접합하기에 적합하도록 형성된 상부착면(5)을 포함하고;
    B) 상기 하부(4)는 아래에 놓인 척추골의 덮개판과 접합하기에 적합하도록 형성된 하부착면(7)을 포함하고;
    C) 상기 상하부(3; 4) 중 어느 하나는 철형의 슬라이딩면(11)이 구비되는 접합 철부(12)를 포함하고, 상기 상하부(3; 4) 중 다른 하나는 대응하는 요형의 슬라이딩면(10)이 구비되는 접합 요부(13)를 포함하며;
    D) 상기 상하부(3; 4)가 적어도 하나이상의 회전축에 대하여 서로 상대적으로 회동가능하도록, 상기 접합 철부(12)와 상기 접합 요부(13)가 접합부(9)를 형성하는 척추간 임플란트(1)에 있어서,
    E) 상기 척추간 임플란트(1)는 엑스레이(X-rays)에 의하여 투시되고,
    F) 상기 접합부(9)는 결합수단(20)에 의하여 상기 상부(3) 및 하부(4)와 결합되는 것을 특징으로 하는 척추간 임플란트(1).
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 상부(3)와 상기 하부(4)는 엑스레이에 의하여 투시되는 제 1 물질로부터 제조되고, 상기 접합 철부(12)와 상기 접합 요부(13)는 엑스레이에 의하여 투시되는 다른 제 2 물질로부터 제조됨을 특징으로 하는 척추간 임플란트(1).
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 척추간 임플란트(1)의 각각의 부분은 동일한 물질로부터 제조됨을 특징으로 하는 척추간 임플란트(1).
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 상부(3)와 상기 하부(4)를 위한 엑스레이 투시 물질은 폴리(아릴 에테르)케톤, 폴리에테르 에테르 케톤, 초고분자량 폴리에틸렌 또는 폴리술폰으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 것임을 특징으로 하는 척추간 임플란트(1).
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 접합 철부(12)와 상기 접합 요부(13)는 세라믹 물질로부터 제조됨을 특징으로 하는 척추간 임플란트(1).
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 상하부착면 (5; 7)은 서로 구별되는 형상을 가짐을 특징으로 하는 척추간 임플란트(1).
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 상하부착면(5; 7)은 동일한 형상을 가짐을 특징으로 하는 척추간 임플란트(1).
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 접합 철부(12)는 상기 상하부(3; 4) 중 어느 하나와 영구적으로 연결되고, 상기 접합 요부(13)는 상기 상하부(3; 4) 중 다른 하나와 영구적으로 연결됨을 특징으로 하는 척추간 임플란트(1).
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 상부(3)와 하부(4)의 상기 부착면(5; 7)은 미세구조체를 구비함을 특징으로 하는 척추간 임플란트(1).
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 결합수단(20)은, 상기 접합부(9)의 회전 능력에 영향을 주지않는 것을 특징으로 하는 척추간 임플란트(1).
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 결합수단(20)은, 상기 접합 요부(13) 와 상기 접합 철부(12)의 사이에 상기 중앙축(2)에 평행항 방향으로 간극 X > 0을 형성시킴을 특징으로 하는 척추간 임플란트(1).
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 간극 X는 0.005mm 이상임을 특징으로 하는 척추간 임플란트(1).
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 간극 X는 0.5mm 이하임을 특징으로 하는 척추간 임플란트(1).
  14. 제 10항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결합수단(20)은, 상기 상하부(3; 4) 중 하나와 결합될 수 있고, 상기 상하부(3; 4) 중 다른 하나에 느슨하게 고정되는 고정부재(15)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 척추간 임플란트(1).
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 접합 철부(12)는 상기 중앙축(2)에 위치한 상기 접합 철부(12)의 정점에 개구된 캐비티(29)를 포함하고,
    상기 고정부재(15)는 느슨하게 고정되어 상기 중앙축(2)에 평행항 방향으로 상기 간극 X를 넘어서 이동가능함을 특징으로 하는 척추간 임플란트(1).
  16. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 척추간 임플란트(1)의 모든 구성요소는 엑스레이에 의하여 투시되는 물질로 이루어짐을 특징으로 하는 척추간 임플란트(1).
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