KR100996990B1 - 골조직 또는 골대체재로 보충된 골조직 내에 이식하기 위한임플란트 - Google Patents

골조직 또는 골대체재로 보충된 골조직 내에 이식하기 위한임플란트 Download PDF

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KR100996990B1
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라우렌트 토리아니
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Abstract

골조직 내에 이식되는 임플란트(1), 예를 들면, 치과용 임플란트 또는 정형외과적 적용을 위한 임플란트인 임플란트는, 예를 들면, 골-통합, 염증-억제, 감염-치료 및/또는 성장-촉진 특성을 갖는 제 1 유형의 표면 영역(4)과, 기계적 진동에 의해 액화가능한 재료로 구성되는 제 2 유형의 표면 영역(8)을 포함한다. 상기 임플란트는, 예를 들면, 턱뼈의 개구부 내에 위치되고, 그 다음 기계적 진동, 예컨대, 초음파가 거기에 인가되는 한편, 이것은 상기 뼈에 대해 압축된다. 상기 액화가능한 재료는 적어도 부분적으로 액화되어 상기 주변 골조직의 비평탄부 및 기공속으로 압축하며, 여기서 재고화후 이것은 상기 임플란트와 골조직 사이에 양각끼워맞춤을 형성한다. 상기 2 가지 유형의 표면 영역들은, 이식 동안에, 상기 제 1 유형의 표면 영역에 걸쳐 상기 액화된 재료가 유동하지 않거나 또는 단지 임상적으로 관계없을 정도로만 유동하도록 배열되고 치수가 정해지는데, 이는 이들 표면 영역들의 생물학적으로 통합적인 특성들이 이식 직후에 작용 시작되도록 한다. 상기 임플란트는 언급된 양각끼워맞춤에 의해 매우 우수한 (1차) 안정성을 달성하는데, 즉, 이것은 이식 직후에 부하가능하다. 이에 의해, 비-부하의 부정적인 효과가 방지되고 임플란트와 골조직 사이의 상대적인 운동이 생리학적 척도로 감소되어 이에 따라 골-통합 촉진 효과를 갖는다.

Description

골조직 또는 골대체재로 보충된 골조직 내에 이식하기 위한 임플란트{IMPLANT FOR IMPLANTING IN BONE TISSUE OR IN BONE TISSUE SUPPLEMENTED WITH BONE SUBSTITUTE MATERIAL}
본 발명은 의학기술 분야에 관한 것으로 제 1 독립청구항의 전제부에 따른 임플란트에 관한 것이다. 상기 임플란트는 인간 또는 동물 골조직 또는 골대체재로 보충된 골조직 내에 이식된다.
본 발명에 따른 임플란트는 예를 들면 치과용 임플란트로서, 이것은 자연 치근(teeth root)의 기능을 담당하며 턱뼈 속으로 이식되고, 인공 치아 크라운, 브릿지 또는 치과용 보철물을 고정하기 위하여, 예를 들면, 이것의 근단(proximal end)에서 이식 후에 상기 뼈 표면 영역 내에 위치되는 고정 위치를 포함한다. 상기 치과용 임플란트는 완전한 치아 대체물을 의미하는데, 즉, 이식되는 치근 영역 이외에 크라운 영역을 또한 구비할 수 있다. 상기 임플란트는 다른 기능을 가질 수도 있고 다른 인간 또는 동물 뼈 내의 이식에 적합할 수도 있다. 일반적으로 말해서, 상기 임플란트는 골부분 다른 조직부분, 특히 다른 골부분, 또는 인공 부분과 연결하는 기능을 수행하는데, 상기 인공 부분은 골부분(예를들면, 인공관절) 또는 치아를 지지 또는 대체할 수 있거나 이것은 치료 보조장치(예컨대, 약물 투여 장치, 전기적 또는 화학적 자극을 위한 배출장치(drainage device) 또는 자극 장치)일 수 있다. 상기 임플란트는 또한 그 자체가 이러한 치료 보조장치일 수 있거나 또는 유실된 골조직 또는 가능하게는 재생되는 골조직(예컨대, 종양 제거후)을 대체하는 기능을 수행할 수 있거나 바람직한 방법으로 자연적인 뼈를 부가시키기 위한 부가요소일 수 있다.
고정 위치를 갖는 상술한 치과용 임플란트를 기초로 하는 치아 대체 구조(개별적인 치아, 치아 그룹, 부분-보철물 또는 전체 보철물)의 고정은 종래 기술에 따라, 예를 들면, 다음 단계들로 실현된다: 자연 치근의 제거 후 자연적으로 재생된 골조직이 상기 턱뼈 내의 개구부를 채울때 까지 기다린다. 상기 재생된 골조직 영역에서, 상기 임플란트에 적합화되는 개구부가 형성된다. 상기 임플란트는 상기 개구부에 위치되고, 여기서 상기 개구부는 상기 전체 임플란트를 수용하기 충분하게 깊고, 이에 따라 상기 개구부를 넘어 돌출되지 않는다. 상기 임플란트의 인접면에서 고정 위치를 결정하는 내부 나사산은 커버 스크루(cover screw)로 폐쇄된다. 잇몸(gum)은 상기 커버 스크루 위에서 폐쇄되고 상기 골조직이 상기 임플란트와 함께 내성장하고 이에 의해 예상되는 부하에 대해 충분한 안정성(2차 안정성)을 가질때 까지 기다린다. 그 다음, 추가적인 단계로, 잇몸은 상기 임플란트 위에서 개방되고, 상기 커버 스크루는 디스텐서(distancer)에 의해 대체되고, 여기서 상기 디스텐서는 잇몸 위로 돌출된다. 단지 상기 디스텐서 주위의 잇몸이 치유되는 경우에만, 상기 치아 대체 구조가 상기 임플란트 상에 고정된다. 간략하게 설명된 상기 방법은 환자를 위한 12 내지 18 개월의 치료 지속시간을 수반하는데, 이 중 2 내지 3 개월은 이식과 상기 골조직이 상기 임플란트 주위에서 자라거나 상기 임플란트가 상기 골조직 내에서 생장하여 상기 임플란트가 부하에 대한 충분한 안정성을 갖게되는 시점 사이에 해당한다.
예를 들어, 공보 US-6132214 호(Suhonen et al.)에 기재된 바와 같이, 첫번째 대기 기간(턱뼈 내의 개구부에서의 골조직의 재생)은 임플란트들의 형상이 본래이 개구부에 가능한한 정확하게 적합화되는 그러한 임플란트들이 사용되는 경우에 회피되거나 단축될 수 있다.
종래 기술에 따른 치과용 임플란트들은 통상적으로 순수한 티타늄 또는 티타늄 합금으로 구성된다. 이들 재료들은 매우 우수한 생물학적 양립가능성을 나타내며, 골-통합(osseo-integration)을 더욱 향상시키는 공지된 다양한 표면 구조가 존재한다. 매우 자주 상기 임플란트들은 또한 골조직이 임플란트 속으로 또는 그것을 관통하여 성장하도록 허용하는 거시 구조들을 포함한다. 그러나, 이들 공지된 치과용 임플란트들의 안정성은 단지 골-통합이 완결된 후에만 전부하(full load)에 대해 적합한데, 즉, 이것들이 골조직 옆의 주변 또는 그 안에서 성장하거나 골조직과 상호 성장하는 경우에만 그러하다(2차 안정성). 골다공증이 있거나 연한 뼈 뿐만 아니라, 예를 들면, 더 늙은 환자들의 잘 재생되지 않는 골조직에서, 충분한 임플란트 안정성이 달성될 수 없게될 수 있다.
상술한 치과용 임플란트의 1차 안정성, 즉, 이식 직후 그것들의 안정성은 크게 제한된다. 이러한 이유로, 상기 언급한 대기 시간은 이식과 그 후의 성장 사이에 추가된다. 상기 언급된 임플란트들의 1차 안정성은 임플란트의 형태에 따라 변 화되지만, 대부분의 경우 전부하에 대해 충분하지 않다. 나사산을 갖는 핀형 임플란트들은 텐션 및 압축 그리고 특히, 적어도 하나의 나사산 포선(thread convolution)이 상기 뼈의 피질 부분의 영역에 놓이도록 이식되는 경우에는, 가능하게는 횡력에 의해 제한적으로 부하를 받을 수 있다. 이들은 토션(torsion)에 의해서는 거의 부하를 받지 않는다. 원형 단면을 갖지 않는 임플란트들, 즉, 자연 치근에 적합화되는 임플란트들은 토션에 의해 부하를 받는 경우에 더욱 안정하지만, 텐션에 의해 부하를 받는 경우에 덜 안정하다. 이는 다수의 고정 위치를 또한 포함할 수 있는 판형의 치과용 임플란트들에 대해서도 동일하게 적용된다.
공지된 치과용 임플란트들의 충분치 못한 부하가능성은 이식 직후에 부하를 받는 경우 골-통합을 방해하거나 또는 금지시키는데 충분하게 큰 임플란트와 골조직 사이의 이동으로 귀결된다. 그러나, 임플란트의 즉각적인 부하는 치료 지속시간을 단축하기 위해 바람직할 뿐만 아니라 비-부하(non-load)로 인한 턱뼈의 위축을 피하기 위해, 즉, 안정한 임플란트에 부하를 걸어줌에 의해 단지 달성될 수 있는 임플란트와 골조직 사이의 미세-운동(생리적 척도를 초과하지 않는)에 의해 골-통합을 증진시키기 위해서도 바람직하다.
1차 안정성, 특히, 텐션 및 압축에 의해 부하를 받는 능력은 적합하게 형성된 나사산(US-3499222), 전개요소(spread-out element; 예컨대, US-5766009, EP-1184006) 또는 칼라형 요소(collar-like elements)에 의한 종래기술에 따른 핀형 임플란트들에 대해 증가된다. 특히 와이어 또는 봉합사의 고정에 사용되는 앵커형 임플란트(anchor-like implants)에는 텐션 부하에 관한 1차 및 2차 안정성을 증가 시키기 위한 가시형(barb-like) 표면 구조(US-4360343)가 구비된다. 그러나, 이러한 개량은 이식 직후의 임플란트의 부하를 허용하지 못한다.
따라서, 본 발명의 목적은 골조직 또는 골대체재로 보충된 골조직 내 이식에 적합한 임플란트를 제공하는 것으로, 상기 임플란트는, 예를 들면, 이식 직후 부하가능하도록 매우 우수한 1차 안정성을 가지지만, 상기 임플란트는, 예를 들면, 골-통합, 상기 임플란트 속으로 또는 그 밖으로 입자들 또는 분자들의 통과(전달 또는 배출), 전기적 또는 화학적 자극과 같은, 마찬가지로 이식 직후의 추가적인 임상적 기능등을 위해 구성된다. 상기 임플란트의 추가적인 임상적 기능들은 원하는 1차 안정성에 의한 임상적으로 관련된 제약을 받지 않는다. 예를 들어 상기 임플란트가 부하-지지 기능을 갖는 경우, 즉, 예를 들면, 이것이 치과용 임플란트인 경우, 이것은 이식 직후 가능한한 제약을 받지 않거나 또는 공지된 이러한 임플란트들 보다 이식 후 적어도 상당히 더 일찍 부하가능하게 되지만, 골-통합(추가적인 임상적 기능)은 대체로 방해받지 않고 유지되는바, 즉, 이식 직후에 시작하여 이른 부하에 의해 영향을 받는 골-통합에 상기 언급한 유리한 효과가 완전히 달성될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 임플란트와 이것의 이식은 모두 종래기술에 따른 임플란트들의 경우 보다 상당히 더 복잡하지 않다.
상기 목적은 특허청구범위에 한정된 바와 같은 임플란트에 의해 달성된다.
골조직과 접촉되거나 또는, 예를 들면, 골조직 옆의 주위에서 성장하거나 또는 골조직과 상호 성장하는 본 발명에 따른 임플란트의 표면은 제 1 유형의 영역과 상기 제 1 유형의 표면 영역과 상이한 제 2 유형의 영역을 포함한다.
제 1 유형의 표면 영역은 1 또는 1 이상의 미리 결정된 임상적 기능을 위해 공지된 방법으로 구성된다, 이러한 임상적 기능들의 예는 우수한 2차 안정성을 위한 골통합의 증진 또는 적어도 허용, 상기 임플란트를 둘러싸는 조직으로의 치료적으로 효과적인 화합물들의 전달, 상기 임플란트를 둘러싸는 조직으로부터 원치않는 화합물들의 제거(배출) 또는 상기 임플란트를 둘러싸는 조직의 전기적 또는 화학적 자극이다.
예를 들어, 부하 지지 기능을 갖는 임플란트에 대하여, 제 1 유형의 표면 영역은, 예를 들면, 생체 골조직과의 안정적인 내성장(ingrowth) 또는 관통 성장에 대해 적합한 구조를 포함하며, 이것들은 적어도 골-통합에 관하여 생물학적으로 활성이다. 더 나아가 또는 추가적으로, 예를 들면, 골-통합, 염증-억제, 감염-치료, 성장-촉진 효과들을 갖는 화합물들은 제 1 유형의 표면 영역을 통하여 전달될 수 있거나 또는 이들 표면들은 치료적으로 효과적인 자극 임펄스들의 통과를 위해 구성될 수 있다.
상기 제 1 유형의 표면 영역은, 예를 들면, 생물학적으로 양립가능한 표면(예컨대, 티타늄으로 제조됨)이며, 이것들은 골조직의 내성장에 적합한 구조를 가지도록 형성될 수 있다. 이러한 표면들은 또한 칼슘 포스페이트를 포함하는 재료로 추가적으로 코팅될 수 있고, 이것들은, 예를 들면, 포스페이트 또는 펩티드 서열에 의해 변성될 수 있고 및/또는 이것들은, 예를 들면, 성장 인자를 포함하는 겔 또는 폴리머를 포함할 수 있다.
상기 제 2 유형의 표면 영역은 1차 안정성을 형성하도록 구성된다. 이러한 목적을 위해, 이들 영역들은 기계적인 진동에 의해 액화될 수 있는 재료, 즉, 열가소성 특성을 갖는 재료(열가소성 수지 또는 열가소성 성분을 포함하는 복합재료) 또는 요변성 시멘트를 포함하고, 상기 액화가능한 재료는 액화되어 이식 동안에 기계적 진동(예컨대, 초음파 진동)의 적용에 의해 상기 임플란트를 둘러싸는 골조직의 비평탄부, 기공 또는 적합하게 형성된 구조 속으로 압축되어 들어간다.
상기 제 2 유형의 표면 영역을 구성하는 재료는 이미 이식 전에 상기 임플란트의 외부 표면 일부를 형성하거나 또는 상기 임플란트의 내부에 위치되고, 이식 동안에 이것은 액화된 상태로 상응하는 개구부들을 통하여 상기 임플란트의 외부 표면으로 압축되며, 이는 그 위치에서 상기 제 2 유형의 표면 영역을 형성한다.
이식 동안에 상기 제 2 유형의 표면 영역의 액화된 재료가 골조직 속으로 압축될 수 있도록 하기 위해, 제 2 유형의 표면 영역은 상기 임플란트를 뼈 속에 위치시킬때 골조직과 접촉되도록 배열된다. 이는, 상기 제 2 유형의 표면 영역들이, 예를 들면, 제 1 유형의 표면 영역을 적어도 국부적으로 넘어서 돌출되거나 또는 이것들이 임플란트 가장자리, 돌출부, 등등에 위치된다는 것을 의미한다. 내부에 상기 제 2 유형의 표면 영역을 형성하는 재료를 포함하는 임플란트를 위해, 액화가능한 재료를 외부로 압축시키기 위한 개구부가 상응하게 배열된다.
상기 2 가지 유형의 표면 영역들이 배열되고 상기 액화가능한 재료 및/또는 액화는 제 2 유형의 표면 영역이 액화가능한 재료를 가능한한 포함하지 않도록 치수가 정해진다. 이는, 제 1 유형의 영역의 추가적인 임상적 기능들이 이식 직후에도 방해받지 않거나 또는 임상적으로 허용가능한 정도로만 방해되는 것을 보장한다. 이에 의해, 예를 들면, 제 1 유형의 표면 영역의 골-통합이 방해받지 않을 뿐만 아니라 지연되지 않고, 이에 따라, 이식 직후에 시작되는 것이 달성된다.
이식 동안에 이식 방향에서 상기 골조직에 대해 이동되는 임플란트를 위해, 상기 2 가지 유형의 표면 영역의 분리가 상기 2 가지 유형의 표면 영역을 서로 인접하게 배열하고 상기 이식 방향에 평행하게 배열함에 의해 달성된다.
공지된 임플란트와 동일한 방법으로, 본 발명에 따른 상기 임플란트는, 예를 들면, 가능하게는 턱뼈의 이전에 재생된 골조직 내의 임플란트를 위해 특별히 형성된 개구부 내에 이식되는데, 여기서 상기 개구부는 전체 임플란트(뿌리 영역)를 수용하거나 또는 상기 임플란트는 자기-절삭식(a self-cutting manner)으로 골조직 속으로의 개구부보다 더 깊게 밀려질 수 있다. 상기 개구부는, 예를 들면, 단지 피질성 골층에만 관련된 것일 수 있거나, 또는 상기 임플란트의 적합한 구성을 가지며, 이것은 완전히 생략될 수 있다. 본 발명에 따른 상기 임플란트는 또한 복제의 관점에서 벼의 공동의 비정규 형태에 적합화되는 형상, 예컨대, 제거된 자연 치근 형상을 가질 수 있고 상기 공동 내에 직접적으로 이식될 수 있다.
본 발명에 따른 임플란트는, 예를 들면, 핀 형상 또는 자연 치근의 형상을 가지며 그 근단에 고정 위치(예컨대, 내부 나사산을 갖는 포켓홀 또는 구강외과 의사가 이러한 포켓홀을 형성시킬 수 있는 위치) 또는 인공 크라운 영역을 갖는 치과용 임플란트이다. 이것의 말단부에서, 이것은 정모양(chisel-shaped)을 형성되거나 및/또는 측면 자기-절삭 또는 그루브형성 구조가 제공될 수 있다. 이것은 또한 판형, 디스크형 또는 블레이드형일 수 있고 1 또는 그 이상의 고정 위치들을 포함할 수 있으며, 또는 이것은, 예를 들면, 와이어 또는 봉합사가 고정될 수 있수 앵커 형상을 가질 수 있다.
본 발명에 따른 상기 임플란트는 1 개의 단편으로 구성되고, 예를 들면, 상이한 재료료들로 구성되는 상기 한정된 상이한 표면 영역들을 포함하고, 또는 이것은 내부에 액화가능한 재료를 포함하고, 상기 재료가 액화되는 경우 상기 임플란트의 외측으로 압축되어 통과되는 개구부를 포함한다. 상기 임플란트는 또한 2개의 단편 또는 다중 단편으로 구성될 수도 있는데, 의사는 상기 임플란트들 형성하기 위해 다양한 재료들로 구성된 2 또는 그 이상의 부품들을 결합한다.
이식을 위해, 본 발명에 따른 이식은 뼈(또는 골대체재로 보충된 골조직), 예컨대, 턱뼈 내의 개구부에 위치되고, 그 다음, 예를 들면, 초음파와 같은 기계적 진동이 여기에 인가되고, 동시에 이것은 상기 뼈에 대해 압축된다. 이는 상기 액화가능한 재료의 적어도 일부가 액화되어 상기 주변 골조직의 기공, 표면 비평탄부 또는 형성된 기하구조 속으로 압축되도록 하며, 여기서 고화후 이것은 상기 임플란트와 주변 골조직 또는 가능하게는 골대체재 사이의 형상 맞춤을 형성한다. 상기 임플란트 구조에 따라, 상기 임플란트는 또한 상기 골조직 내에서(이식방향으로) 액화와 동시에 전진될 수 있다. 상기 위치된 임플란트에 기계적 진동을 인가하기 위해, 초음파 장치의 음파전달봉이, 예를 들면, 상기 임플란트의 근단에 위치도니다. 실험에 의해 활성 표면의 제곱 밀리미터당 0.2 내지 20 W 의 파워를 가지고 우수한 결과가 달성되는 것으로 나타났다. 상기 진동의 주파수는 2 내지 200 kHz 사이이다.
본 발명에 따른 부하 지지 기능을 갖는 임플란트(예컨대, 치과용 임플란트)는, 예를 들면, 제 1 유형의 표면 영역을 가지며, 예를 들면, 금속(예컨대, 강철, 티타늄, 코발트/크롬 합금), 세라믹 또는 유리와 유사한 재료(예컨대, 알루미늄 옥사이드, 지르코튬 옥사이드, 세라믹 또는 칼슘 포스페이트 유리), 열경화성 또는 고온 열가소성 폴리머(폴리에테르 아릴케톤, 폴리프루오로- 또는 폴리클로로데틸렌, 폴리에테르 이미드, 폴리에테르 설폰, 폴리비닐클로라이드, 폴리우레탄, 폴리설폰, 폴리에스테르) 또는 복합재료(예컨대, 탄소섬유 강화된 고온 열가소성 수지)로 구성되는 중심 임플란트부를 포함한다. 이러한 임플란트들은 또한, 예를 들면, 열가소성 특성을 갖는 재료와 같은 액화가능한 재료로 구성된 주변 임플란트부를 포함한다. 상기 액화가능한 재료는 또한 중공이 중심 임플란트부의 내부에 위치되는데, 상기 중심 임플란트부의 축벽은, 상기 축벽의 외부에 제 2 유형의 표면 영역을 형성하기 위하여, 기계적 진동의 영향하에서 상기 액화된 재료가 압축되어 통과되는 통공을 구비한다. 상기 임플란트는 제조자에 의해 서로 연결될 수 있거나 또는 단지 이식 직전 또는 그 동안에 의사에 의해 서로 연결될 수 있게 된다.
관련된 부하 지지 기능(예컨대, 전달 기능, 배출 기능 또는 자극 기능을 갖는 임플란트들)을 갖는 본 발명에 따른 임플란트는 중심 임플란트부 및 주변 임플란트부를 포함할 수 있는데, 이식을 위해 필요한 기계적인 안정성(부하 지지 기능)상기 주변 임플란트부에 의해 전달되고, 상기 중심 임플란트부는 그러나 매우 작은 기계적 안정성을 갖는다. 이러한 중심 임플란트부는, 예를 들면, 다공성 칼슘 포스페이트 또는 작은 기계적 안정성을 갖는 다른 골대체재 또는 박막으로 구성되는 투과성 컨테이너이고, 전달 또는 배출 또는 자극은 상기 컨테이너 벽을 통하여 수행된다. 상기 중심 임플란트부는 또한, 예를 들면, 다공성 칼슘 포스페이트 또는 또 다른 골대체재로 구성된 몸체일 수 있으며, 유실되거나 또는 추가적으로 요구되는 골조직의 형성을 개시 또는 도와주는 기능을 한다. 상기 중심 임플란트부의 내부에 상기 액화가능한 재료를 제공하고, 액화되는 경우, 이것을 상응하는 개구부를 통하여 상기 중심 임플란트부의 외부 표면으로 압축하는 것이 가능한데, 이것은 상기 후자의 임플란트부가 작은 기계적 안정성을 갖는 경우에도 그러하다.
본 발명에 따른 상기 임플란트는 또한 상기 임플란트 및 가능하게는 고정 위치의 기계적 강도에 관한 요구조건, 상기 제 1 유형의 표면 영역의 추가적인 임상적 기능들에 의해 설정되는 요구조건(예컨대, 각각 생물학적 통합 또는 2차 안정성) 그리고 기계적 진동에 의한 액화가능성의 요구조건을 동시에 만족시킬 수 있는 단지 하나의 재료로 구성될 수 있다. 경우에 따라, 상기 임플란트의 다양한 영역에서, 상기 하나의 재료는 다양한 정도(예컨대, 섬유, 유리침상결정 또는 입자들을 갖는)로 충진될 수 있거나 또는 이것은 상이한 영역에서 상이한 재료로 충진될 수 있다. 이 경우에도, 상기 골조직 내에 통합될 표면 영역의 적합한 구성은, 이식시에, 상기 제 2 유형의 표면 영역 또는 액화된 재료 각각이 특히 상기 골조직과 접촉되고 상기 액화된 재료가 상기 제 1 유형의 표면 영역에 전달되지 않거나 단지 임상적으로 적절한 정도로 전달되는 것을 보장해야 한다.
골-통합을 위해 구성된 표면 영역을 갖는 임플란트들을 위해, 상기 액화가능한 재료는 유리하게는 적어도 부분적으로 생물학적으로 분해가능하여(재흡수가능), 상기 임플란트와 골조직 사이의 형상 맞춤의 안정성(1차 안정성)이 상기 골-통합의 안정성 기능(2차 안정성)에 의해 점차 전달되고, 이는 유리하게도 상기 액화가능한 재료가 흡수되는 것과 동일한 정도로 증가되는데, 즉, 상기 1차 안정성은 감소된다. 특히, 골다공성 골조직 또는 잘 재생되지 않는 골조직의 경우에, 2차 안정성에 대한 보충으로서 1차 안정성을 영구적으로 유지시키고, 즉, 우수한 생물학적 통합(2차 골-통합)을 위해 또한 구성될 수 있는 비-재흡수성 액화가능한 재료를 이용하는 것이 유리할 수 있다.
부하 지지 기능 이외의 기능을 갖는 임플란트들을 위해, 상기 액화가능한 재료는, 상기 임플란트가 골조직으로부터 제거되거나 또는 골조직에 의해 완전히 대체되는 경우, 적어도 부분적으로 재흡수가능한 것이 유리하다. 1차 안정성이 달성되는 경우, 상기 액화가능한 재료는 재흡수가능하지 않거나 또는 단지 부분적으로 재흡수가능하다.
예를 들면, 젖산 및/또는 글리콜산(PLA, PLLA, PGA, PLGA 등) 또는 폴리하이드록시알카노에이트(PHA), 폴리카프로락톤(PCL), 폴리사카라이드, 폴리디옥사논(PD), 폴리안하이드라이드, 폴리펩티드 또는 상응하는 코폴리머 또는 블랜딩된 폴리머 또는 성분으로서 상기 언급한 폴리머들을 포함하는 복합재료들을 기초로 하는 재흡수가능한 폴리머들이 재흡수가능한 액화같은 재료들로서 적합하다. 예를 들면, 폴리올레핀, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리설폰, 폴리아릴 케톤, 폴리이미드, 폴리페닐 설파이드 또는 액정 폴리머(LCPS), 폴리아세탈, 할로겐화 폴리머, 특히 할로겐화 폴리올레핀, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리설폰, 폴리에테르 또는 상응하는 코폴리머 또는 블랜딩된 폴리머 또는 성분으로서 상기 언급한 폴리머들을 포함하는 복합재료들과 같은 열가소성 수지들이 비-재흡수성 폴리머로서 적합하다. 사용가능한 요변성 시스템은 재흡수가능한, 부분적으로 재흡수가능하거나 또는 흡수가능하지 않은 폴리머, 세라믹 또는 수성 시멘트(예컨대, Norian?of Synthes 또는 Sulfix?of Centerpulse)이다.
상기 액화가능한 재료는 또 다른 기능을 수행하는 외래 상(foreign phase) 또는 화합물들을 포함할 수 있다. 특히, 상기 액화가능한 재료는 섬유 또는 유리침상결정(예컨대, 칼슘 포스페이트 세라믹 또는 유리로 구성된)의 혼합에 의해 강화될 수 있고, 이러한 것은 복합재료로 표시된다. 상기 액화가능한 재료는 그 자리에서 팽창 또는 분해되는(기공 형성) 성분들(예컨대, 폴리에스테르, 폴리사카라이드, 하이드로겔, 소듐 포스페이트) 또는 그 자리에 배출되어 치료 효과, 예컨대, 치료 촉진 및 재생 효과를 갖는 화합물들(예컨대, 성장 인자, 항생물질, 염증 억제제 또는 산분해(acidic decomposition)의 불리한 효과에 대항하는 소듐 포스페이트와 같은 완충제들)을 더 포함할 수 있다. 상기 액화가능한 재료는 재흡수가능하고, 이러한 화합물들의 배출은 지연된다.
상기 임플란트가 환자의 신체 내에 남아있거나 또는 외과적으로 제거되는 경우, 상기 액화가능한 재료를 포함하지 않는 임플란트부는 재흡수가능하지 않다. 그러나, 상기 임플란트부는 또한 적어도 부분적으로 재흡수가능한 재료로 제조될 수도 있는데, 이것은 이식 후 점차 생체조직에 의해 대체된다.
상기 임플란트의 구조 및 상기 액화가능한 재료의 선택은 상기 형상 맞춤의 강도가 예상되는 부하에 대해 충분하고, 액화가 재흡수가능한, 말하자면, 가능한한 낮은 열 방출을 수반하도록 서로에 대하여 맞춰진다. 상대적으로 높은 연화온도를 갖는 액화가능한 재료들이 사용되는 경우, 상기 임플란트들은 대체로(액화가능한 재료를 포함하는) 상기 액화가능한 재료가 단지 매우 국부적으로, 예컨대, 적합하게 제공된 에너지 디렉터의 영역에서만 제 2 유형의 표면 영역 내에서 액화가능하도록 공진기로서 기계적인 진동을 수행하는 것을 보장하는 것이 유리하다. 이러한 방법으로, 상기 방출된 열의 양은 허용가능한 범위 내로 유지될 수 있다. 특히, 상대적으로 낮은 연화온도를 갖는 재료 또는 열의 방출없이 액화가능한 재료(예컨대, 요변성 시멘트)를 이용하는 경우, 액화는 상기 액화가능한 재료의 내부에서 수행될 수 있거나(자극 진동의 큰 감쇠에 의해) 또는 상기 중심 임플란트부와 주변 임플란트부 사이의 접촉 위치에서 수행될 수 있다.
이식 동안 상기 조직상의 열적 부담은 상기 중심 임플란트부를 큰 열전도성 및/또는 큰 열용량(예컨대, 실리콘 카바이드)을 갖는 재료를 포함하게 하고, 경우에 따라서는, 냉각 매체가 흘러 통과되는 냉각 채널을 포함하도록 구성함에 의해 더욱 감소될 수 있다.
본 발명에 따른 임플란트의 실시예들은 이하 도면을 참조로 더욱 상세히 설명된다.
도 1, 2A, 2B, 2C 는 본 발명에 따른 대체로 핀형상의 임플란트(예컨대, 치과용 임플란트)의 3 개의 제 1 실시예들을 도시하는데, 상기 임플란트들은 중심 임플란트부 및 주변 임플란트부를 포함한다(도 1: 측면도, 도 2A 내지 2C: 횡단면도);
도 3 은 본 발명에 따른 임플란트(예컨대, 치과용 임플란트)의 제 2 실시예를 도시하는데, 상기 임플란트는 중심 임플란ㅌ부 및 주변 임플란트부를 포함하며, 여기서 상기 임플란트의 형상은 뼈 속에 존재하는 공동(예컨대, 턱뼈로부터 자연 치근의 제거에 의해 야기되는 공동)에 적합화된다;
도 4 및 5 는 본 발명에 따른 임플란트(예컨대, 치과용 임플란트)의 2 개의 추가적인 실시예들을 도시하는데, 상기 임플란트는 주변 및 중심 임플란트부를 포함하며, 상기 중심 임플란트부는 뼈속의 현존하는 공동에 적합화되고 (예컨대, 자연 치근의 모형), 자기-절삭 또는 그루브를 형성하도록 구성된다(횡단면도);
도 6 은 본 발명에 따른 임플란트(예컨대, 치과용 임플란트)의 대체로 핀형상인 또 다른 실시예를 도시하는데, 상기 임플란트는 중심 및 주변 임플란트부를 포함한다(측면도);
도 7 및 도 8 은 본 발명에 따른 임플란트의 일 실시예를 도시하는데, 상기 임플란트는 앵커 형상으로 구성된다(도 7: 측면도; 도 8: 횡단면도);
도 9 및 도 10 은 판형, 디스크형 또는 블레이드형의 본 발명에 따른 임플란트(예컨대, 2 개의 고정 위치를 갖는 치과용 임플란트)의 일 실시예를 측면도(도 9) 및 평면도(도 10)로서 도시한다;
도 11 및 도 12 는 본 발명에 따른 대체로 핀형인 임플란트(예컨대, 치과용 임플란트)의 일 실시예를 도시하는데, 상기 임플란트는 중공의 중심 임플란트부(도 11: 종단면도; 도 12: 평면도)를 포함한다.
도 13 은 본 발명에 따른 임플란트의 일 실시예를 도시하는데, 상기 임플란트는 적절한 기계적 안정성을 갖지 않는 중심 임플란트부를 포함한다;
도 14 는 본 발명에 따른 임플란트의 또 다른 실시예로서 부가요소를 도시한다;
도 15 및 도 16(각각의 A, B, C)은 2 개의 척추를 연결하는 임플란트의 2 개의 실시예들을 3차원적인 모습으로(도 15A 및 16A), 이식간 상기 2 개의 척추 사이를 측면도로(도 15B 및 16B), 그리고 이식될때의 정면도로서(도 15C 및 16C) 도시한다.
도 1 및 2A 내지 2C 는 본 발명에 따른 임플란트의 예시적인 핀형상 실시예를 도시하는데, 상기 임플란트는 부하 지지 기능을 가지며, 이에 따라, 예를 들면, 치과용 임플란트이거나 또는 골절을 안정화시키거나 또는 지지판을 고정하거나 또는 인공 관절부품(예컨대, 둔부, 무릎, 어깨 또는 손가락 관절)의 사프트로서 작용하는 정형외과용 임플란트이다. 상기 임플란트는 중심 임플란트부(1) 및 주변 임플란트부(2)를 포함하는데, 상기 중심 임플란트부는 그것의 근단에, 예를 들면, 고정 위치(3; 예컨대, 내부 나사산을 갖는 포켓홀 또는 의사가 이러한 포켓홀을 형성할 수 있는 위치)를 포함한다. 상기 임플란트의 말단부는, 예를 들면, 자기-절삭 효과를 위한 정모양으로 구성된다. 상기 임플란트는 또한, 도 2C 에 따른 횡단면도에 도시된 바와 같이, 축방향으로 연장되는 자기-절삭 또는 그루브형성요소(9)를 포함한다. 상기 중심 임플란트부(1)는 이식 방향 A 에 평행하게 연장되는 제 1 유형의 표면 영역(4; 예컨대, 골-통합, 염증-억제, 감염-치료 및/또는 성장-촉진 특성을 갖는)을 포함한다. 제 1 유형의 표면 영역들(4) 사이에서, 상기 임플란트는 상기 주변 임플란트부(2)에의 연결에 적합한 표면들을 포함한다. 상기 주변 임플란트부(2)와 중심 임플란트부 사이의 연결은 접착 결합(5; 도2A)이거나 또는 좁은 개구부 슬롯을 갖는 개별적인 그루브(5'; 도 2A 및 2C) 또는 다수의 개구부들 또는 그루브들을 갖는 표면(5"; 도 2B)과 같은 형상 맞춤 결합일 수 있다. 상기 주변 임플란트부(2)는, 예를 들면, 상기 그루브(5') 속으로 또는 표면 영역(5") 상에 끼워지며 상기 제 2 유형의 표면 영역(8)의 적어도 일부를 형성하는 핑거(6)를 포함한다.
도 2A 내지 2C 에 도시된 바와 같이, 본 발명은 상기 핀형 임플란트들은 횡단면에 어떠한 조건도 설정하지 않으므로, 이것은 그 기능에 따라 선택될 수 있다. 따라서, 3개의 도면 도 2A 내지 2C 에 도시된 것 이외의 횡단면들, 예를 들어, 도 2A 에 도시된 바와 같은, 원형 횡단면을 가지며 그 위에 장착된 핑거(6)를 갖는 중심 임플란트부를 생각할 수 있다.
도 2C 내에 도시된 임플란트는, 특히, 예를 들면, 주로 자기-절삭 방식으로 상기 골조직 속으로 들어갈 수 있다. 상기 액화된 재료가 상기 제 1 유형의 표면 영역(4) 상으로 이동되는 것을 막기 위하여, 상기 제 1 및 제 2 유형의 표면 영역(4 및 8)은 서로 인접하게 그리고 이식 방향 A 에 평행하게 연장된다. 상기 이식 경로가 단지 짧은 근접 영역에서, 상기 핑거(6)는 상기 중심 임플란트부(1) 주위로 연장되고 바람직하게는 상기 중심 임플란트부의 그루브 내에 수용되는 링(6') 속으로 개방되어 나갈 수 있다. 상기 링(6')은 가능하게는 의사들에 의해 상기 2 개의 부분들의 용이한 결합에 유리한 서로 밀착되는 주변 임플란트부(2) 속으로 상기 핑거들(6)을 함께 모아줄 뿐만 아니라, 특히 텐션 및 토션에 대한 상기 임플란트와 피질성 골조직 사이의 긴밀한 1차 안정성을 위한 수단들을 구성한다. 적합하게는, 나사산 또는 이와 유사한 구조가 상기 피질성 뼈 속에 형성되고, 이에 따라 상기 링(6')이 형상 맞춤에 의해 상기 상대적으로 조밀한 골층에 연결될 수 있다. 임플란트를 더 깊은 개구부 속에 위치시키고 진동간에 변위되지 않거나 또는 약간만 변위되도록 하기 위하여, 제 1 및 제 2 유형의 표면 영역은 상이하게 배열될 수 있다. 제 2 유형의 표면 영역(8)은, 핑거(6) 대신에, 예를 들면, 점들 또는 교선(intersection line) 패턴을 형성할 수 있다. 제 2 유형의 표면 영역(8)의 배열은 따라서 이식의 방식에 적합화된다. 또한, 제 2 유형 표면 영역의 배열은 상기 액화된 재료에 의해 달성되는 1차 안정성, 즉, 상기 임플란트 형상에 의해 달성될 수 없는 1차 안정성에 적합화된다.
도 1 및 2A 내지 2C 에 도시된 임플란트들의 상기 2 개의 임플란트부(1 및 2)는 제조자에 의해 서로 연결될 수 있다. 상기 주변 임플란트부(2)는, 예를 들면, 상기 중심 임플란트부(1) 상에 직접적으로 사출성형에 의해 제조될 수 있다. 상기 2 개의 임플란트부(1 및 2)는 또한 개별적으로 제조되고 이식 직전에야 비로소 의사에 의해 함께 결합될 수도 있다. 이러한 경우, 상기 주변 임플란트부(2)의 재료가 액화되고, 예를 들면, 상기 중심 임플란트부의 도 2B 에 따른 개구부 또는 그루브들 속으로 압축됨에 따라 이식 동안에 상기 2 개의 재료들 사이의 형상 맞춤 또는 접착 결합을 실현하는 것이 유리하다. 이를 위해, 상기 주변 임플란트부(2)의 내측 또는 상기 중심 임플란트부(1)의 상응하는 표면에 에너지 디렉터를 제공하는 것이 필요할 수 있다.
의사에 의한 상기 결합의 장점은, 상기 2개의 부분이 개별적으로 멸균소독될 수 있다는 점인데, 즉, 가능하게는 상기 부품들의 다양한 기능성에 적합한 상이한 방법을 이용하여 멸균소독될 수 있다는 점에 있다. 전체 임플란트의 멸균소독은 그 다음 필요하지 않다. 바로 이식 전의 결합은 제조자들로 하여금, 예를 들면, 길이 및 직경에 관하여 서로 상이한 중심 임플란트부와, 예를 들면, 재료 또는 핑거 두께에 대하여 상이한 주변 임플란트부의 셋트를 사용가능하게 하며, 이에 따라, 의사는 스스로 문제된 경우에 적합한 임플란트를 정확하게 조립할 수 있다(더 적은 갯수의 부품들에서 더 큰 변화성).
도 1 및 2A 내지 2C 에 따른 핀형상 임플란트의 이식을 위해, 이식장치(예컨대, 초음파 장치의 음파전달봉)가 사용되는데, 상기 장치는 대체로 상기 임플란트의 인접면에 적합화되는 말단부를 구비한다. 필요하다면, 커플링부재가 음파전달봉과 임플란트 사이에 도입된다. 진동 에너지는 상기 중심 임플란트부에 인가되는 것이 바람직하다.
도 3 은 본 발명에 따른 치과용 임플란트를 도시하는데, 이것은 원칙적으로 도 1 에 따른 임플란트와 유사한 방법으로 구성되지만, 공지된 핀형 또는 나사형 임플란트로부터의 형상을 가지지 않고, 자연 치근으로부터 도시된 경우, 뼈 속의 자연 공동으로부터의 형상을 갖는다. 상기 주변 임플란트부(2)에 의해 형성된 제 2 유형의 표면 영역(8) 사이, 즉, 제 1 유형의 표면 영역(4)에서는, 중심 임플란트(1)에 나사산과 같이 재생된 골조직 내의 개선된 앵커링을 허용하는 구조가 제공된다(2차 안정성).
도 4 및 도 5 는 본 발명에 따른 임플란트의 2 개의 또 다른 실시예가 횡단면으로 도시되는데, 이것들은 현존하는 뼈의 공동, 예컨대, 자연 치근의 제거에 의해 형성된 공동 내에 이식되는데 적합하다. 상기 임플란트는 특정 공동에 적합화되고 축방향으로 연장되는 자기-절삭 또는 그루브형성요소(9)를 포함한다. 상기 2 개의 임플란트들의 중심 임플란트부(1)는, 예를 들면, 고정위치(3) 또는 인공 치아 크라운을 동반하는 부하 지지부(1.1) 및 몸체부(1.2)로 구성된다. 상기 몸체부(1.2)는, 예를 들면, 공보 US-6132214(Suhonen et al.)에 기재된 바와 같이, 예를 들면, 상기 제거된 치근을 이용한 복제의 관점에서 다른 자리에 성형되거나 또는 제자리에, 즉, 상응하는 공동 내에 성형된다.
도 4 에 다른 몸체부(1.2)는 제 1 유형의 표면 영역(4; 예컨대, 골-통합, 염증-억제, 감염-치료 및/또는 성장 촉진 특성을 갖는)을 형성하고 유리하게는 재흡수가능하거나 또는 부분적으로 재흡수가능한 골대체재(예컨대, 칼슘 포스페이트, 폴리락티드, 칼슘 포스페이트로 충진된 비-재흡수성 폴리머, 강화요소들과의 복합 시스템)로 구성된다. 상기 주변 임플란트부(2)는 상기 자기-절삭 또는 그루브형성요소(9)에 제한되는데, 이 속으로는, 예를 들면, 상기 액화가능한 재료의 핀형상부 가 도입된다.
도 4 에 따른 임플란트는 2 개의 연속적인 단계로 이식될 수 있다. 먼저, 현존하는 공동이 골대체재 단편(몸체부(1.2))으로 충진된다. 그 다음, 상기 핀부분이 이식되는데, 여기서 상기 액화가능한 재료(주변 임플란트부(2))를 통한 고정은 적어도 부분적으로 상기 골대체재에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 경우는 도 4 에서 일점쇄선으로 도시된다.
도 5 에 따른 몸체부(1.2)는 상대적으로 얇고 가능한한 가요성인 액화재료층에 의해 형성되는데, 즉, 제 2 유형의 표면을 형성하는 주변 임플란트부(2)에 의해 둘러싸인다. 얇은 층 대신에, 적어도 부분적으로 액화가능한 재료로 코팅되는 막이 또한 제공될 수 있다. 상기 축방향으로 연장되는 자기-절삭 또는 그루브형성요소(9)는 제 1 유형의 표면(4)를 포함한다. 상기 몸체부(1.2)는 플라스틱과, 예컨대, 빛, 초음파 또는 열에 의해 경화될 수 있는 골 시멘트 또는 수성 시멘트로 구성되는데, 상기 시멘트는 요변성 특성을 갖는 것이 바람직하다. 상기 공동으로 도입시, 상기 몸체부(1.2)는 공동의 형상을 갖는다. 기계적인 진동을 적용하는 경우 주변 골조직의 기공 및 비평탄부 속으로 제 2 유형의 표면 영역의 액화가능한 재료가 압축될 뿐만 아니라, 상기 몸체부가 상기 공동의 형상에 적합화되고 가능하게는 또한 경화된다. 상기 액화가능한 재료는 유리하게는 재흡수가능하여, 제 2 유형의 표면 영역(8)에 의해 형성되는 1차 안정성이 처음으로 상기 몸체부(1.2)의 골-통합에 의해 야기되고 상기 부하 지지부(1.1)의 골-통합에 의해 상기 골부분의 재흡수시에 야기되는 2차 안정성에 의해 전달된다.
치과용 임플란트들로서 구성된 도 4 및 5 에 따른 임플란트들은 대체로 자연 치근의 제거 직후에 턱뼈 내에 이식될 수 있는데, 이는 이것들의 형상이 상기 제거에 의해 형성되는 공동에 적합화될 수 있기 때문이다. 제 2 유형의 표면 영역(8)에 의해 달성되는 1차 안정성 덕분에, 이것들은 또한 즉시 부하를 받을 수 있고, 이에 따라, 상기 몸체부(1.2)의 제 1 유형의 표면 영역 그리고 그후 상기 부하 지지부(1.1)의 표면 영역에서의 골-통합을 가속화시키는 생리학적 척도의 미세-운동이 야기된다. 따라서, 이러한 치과용 임플란트들은 도 1 내지 3 에 따른 상기 임플란트들 보다 더욱 치료 시간을 단축시킨다. 턱뼈 이외에 다른 뼈 내의 이식을 위해 구성된 임플란트들에 대해서도 동일하게 적용된다.
도 6 은 본 발명에 따른 임플란트의 또 다른 핀형 실시예를 도시하는데(예컨대, 치과용 임플란트, 골정의 고정을 위한 임플란트, 지지판을 고정하기 위한 임플란트, 인공 관절의 샤프트), 상기 임플란트는 중심 임플란트부(1)와 주변 임플란트부(2)를 포함한다. 상기 중심 임플란트부(1)는 골조직과의 상호 성장을 위한 관통공 및/또는 비-관통공(11)을 포함하는데, 상기 관통공 내에서는, 예를 들면, 상기 액화가능한 재료의 핀(12)이 상기 중심 임플란트부(1)의 표면을 넘어서 돌출되어 삽입되고 마찰 끼워맞춤에 의해 견고하게 고정된다. 상기 핀(12)들은 함께 상기 주변 임플란트부(2)를 형성하고, 상기 핀들의 단부들은 제 2 유형의 표면(8) 위로 상기 개구부(11)들로부터 돌출된다.
도 7 및 8 은 본 발명에 따른 임플란트의 앵커형 실시예를 측면도 및 횡단면도로 도시한다. 본 실시예의 고정위치(3)은, 예를 들면, 아이렛(eyelet)으로서 형성된다. 상기 앵커는 그 자체로 공지된 형상을 가지며 그것의 길이에 걸쳐 뻗는 슬롯을 포함하는데, 상기 슬릿 내에서는 상기 액화가능한 재료(주변 임플란트부(2))의 핀이 형상 맞춤에 의해 배열된다. 상기 핀(13)은 상기 앵커의 표면을 넘어 양측에서 돌출된다. 공지된 이러한 앵커 임플란트들과 같이, 상기 앵커형 임플란트는 텐션으로 부하를 받는 경우 골조직 속으로 압축되는 추가적인 가시(14)를 포함할 수 있고 이것은 상기 주변 임플란트부(2)에 의한 형상 맞춤 앵커링을 보충한다. 그러나, 이러한 가시 또는 유사한 리텐션 수단들은 결코 필수적인 것은 아니다.
커터 블레이드로서의 상기 앵커 가장자리 구조는 골조직 내에서 적합한 개구부의 이용 없이 또는 단지 피질성 뼈에 관한 개구부 내에서의 이식을 간단히 한다.
도 9 및 10 은 본 발명에 따른 임플란트의 또 다른 실시예로서 판형, 디스크형 또는 블레이드형 치과용 임플란트를 도시하는데, 이것들은, 예를 들면, 2 개의 고정위치(3) 또는 2 개의 인공 치아 크라운을 포함하며 이것의 주변 임플란트부(2)는 상기 중심 임플란트부의 그루브 내의 고정위치의 영역 및 상기 판, 디스크 또는 블레이트 내의 통공 내에 위치되는 다수의 핀형부품(13)으로 구성된다.
일례가 도 9 및 10 에 도시되는 판형, 디스크형 또는 블레이드형 치과용 임플란트들은 기계적인 진동의 인가 동안에 핀형 치과용 임플란트들과 동일하게 턱 융기부(jaw ridge)로부터 턱 내에 위치된다(이식 방향 A, 도 9). 그러나, 이것들은 또한 측면으로부터 턱뼈 속으로 이식될 수도 있는데(이식 방향 A', 도 10), 상기 이식을 위해 턱뼈의 일부가 제거되고 이식 후 재위치된다.
판형, 디스크형 또는 블레이트형 임플란트들은 단지 치과 영역에서만 사용될 수 있는 것이 아니라 정형외과 영역에서도 사용될 수 있고, 이를 위해 이것들은 적합하게 구비된 인접 영역들을 포함한다.
도 11 및 12 는 본 발명에 따른 임플란트의 또 다른 핀형 실시예(예컨대, 치과용 임플란트 또는 정형외과적 사용을 위한 임플란트)를 종단면도 및 평면도로 도시한다. 상기 중심 임플란트부(1)는 상기 액화가능한 재료가 저장되는 내부 공간(2')을 구비하는 슬리브로서 구성된다.상기 슬리브 벽은, 예를 들면, 축방향으로 줄을 지어 배열되거나 또는 축방향으로 연장되는 통공 또는 슬롯(20)들을 포함한다. 상기 임플란트는 뼈의 공동 내에 위치되고 진동요소(21;초음파 장치의 음파전달봉)는 상기 중심 임플란트부의 내부 공간(2') 내에 상기 액화가능한 재료 상에 위치되고 진동을 상기 재료에 인가하며 이것을 임플란트 말단부를 향하여 압축한다. 진동에 의하여, 상기 재료는 액화되고 압축에 의하여 이것은 상기 통공 또는 슬롯(20)을 통하여 주변 골조직의 표면 비평탄부 및 기공속으로 압축되고, 이에 따라, 일차적으로 상기 임플란트를 안정화시키기 위한 형상 맞춤을 형성한다.
상기 중심 임플란트부(1)에 도시된 바와 같이 정모양의 말단부가 제공되는 경우, 도 11 및 12 에 따른 상기 임플란트는 또한 개구부의 필요없이 골조직(적어도 해면뼈) 속으로 들어갈 수 있다. 환형의 음파전달봉(22)이 이를 위해 적합하다. 음파전달봉(21)은 상기 임플란트가 뼈속에서 미리결정된 위치에 도달하자마자 적용된다.
도 11 및 12 에 따른 임플란트에서, 상기 주변 임플란트부는, 상기 임플란트 가 골조직 내에 위치되는 경우, 즉, 제 자리에 형성되는 경우에만 실제적으로 형성된다.
상기 중심 임플란트부의 내부 공간(2') 내에 제공되는 상기 액화가능한 재료는 중심 임플란트부의 외측에 배열된 액화가능한 재료와 같은 열가소성 재료일 수 있다. 그러나, 유리하게는 이것은 폴리머 또는 요변성 특성을 갖는 수성 시멘트이고, 상기 시멘트는, 예컨대, 자외선광, 빛, 기계적 진동에 의해 이식후에 또는 간단하게 시간의 흐름에 따라 경화될 수 있다.
상기 중심 임플란트부의 내부 공간(2') 내에 제공되는 액화가능한 재료로서 열가소성 수지를 이용하는 경우, 에너지 디렉터들은 상기 중심 임플란트부(1)의 내부 표면 또는 상기 열가소성 수지의 표면 상에 배열되어야 할 수 있다.
도 10 및 11 에 따른 상기 임플란트의 액화가능한 재료는 제조자 또는 의사에 의해 상기 중심 임플란트부(1) 속으로 도입될 수 있다. 이것은 임의의 갯수의 개별적인 부분들로서 도입되거나 또는 이것은 상기 음파전달봉을 통하여 대체로 연속적으로 상기 중심 임플란트부(1) 속으로 압축될 수 있다.
도 13 은 본 발명에 따른 임플란트의 또 다른 실시예를 도시한다. 이전의 도면들에 다른 임플란트들과 대조적으로, 본 임플란트는 부하 지지 기능을 위해 구성되지 않고, 예컨대, 치료적으로 효과적인 화합물의 분비, 배출, 조직 또는 기관들의 전기적 또는 화학적 자극 또는 유사한 기능을 위해 구성된다.
상기 주변 임플란트부는 적어도 부분적으로 액화가능한 재료(제 2 유형의 표면 영역(8))로 구성되고 이식을 위한 충분한 안정성을 갖는 케이지(cage)로서 구성 된다. 어떠한 부하 지지 기능도 갖지 않는 중심 임플란트부는 상기 케이지 내측에 배열된다. 상기 임플란트는 뼈의 공동 내에 위치되고 진동 에너지는 상기 임플란트의 인접면에 적합화되는 장치(초음파 장치의 음파전달봉)에 의해 이것에 인가된다. 도 13 에 따른 임플란트를 위해 사용되는 음파전달봉은 중공형 실린더 형상을 갖는다.
도 13 에 다른 임플란트의 제 1 유형의 표면 영역(4)을 구성하는 중심 임플란트부는, 예를 들면, 골-통합 기능을 가지며, 예를 들면, 매우 다공성인 칼슘 포스페이트, 뼈조각(환자 자신의 해면뼈) 또는 겔로 구성된다. 상기 중심부는 또한 입자들 또는 분자들을 주변 조직으로 분비시키는 장치(전달 장치)이거나 주변 조직으로부터 제거하는 장치(배출 장치) 또는 자극기일 수 있으며, 상기 장치는, 예를 들면, 제 1 유형의 표면 영역(4)을 구성하는 벽을 포함하는 상응하게 투과성을 갖는 컨테이너로서 구성된다.
도 13 에 따른 상기 케이지에는 제조자에 의해 중심 임플란트부가 설치될 수 있거나 또는 이것은, 예를 들면, 수술실에서 뼈조각들로 충진될 수 있다. 또한, 비어있는 형태로 상기 케이지를 이식하고, 이것에 중심 임플란트부를 제 자리에 설치하는 것도 가능하며, 상기 중심 임플란트부를 제 위치에 고정하는 커버링요소는 초음파 용접에 의해 역시 제 자리에 위치되고 고정될 수 있다.
도 14 는 본 발명에 따른 또 다른 실시예로서 부가요소(31)를 도시하는데, 이것은 자연 골조직 이외에, 예를 들면, 턱뼈의 융기부(32)를 확장하는데 적합한 골조직을 형성하는데 적용가능하다. 상기 융기부(32) 및 부가요소(31)는 단면으로 도시되고 이식후의 상태로서 도시된다. 상기 부가요소(31)는, 예를 들면, 높은 다공성을 갖는 칼슘 포스페이트로 구성되는 골성장 촉진 재료로 구성되는 중심 임플란트부(1)를 포함한다. 상기 액화가능한 재료로 구성되는 핀들은, 예를 들면, 상기 중심 임플란트부(1)의 통공(내부 공간(2')) 내에 배열된다. 이식을 위해, 상기 부가요소(31)는 적합하게 준비된 턱뼈 융기부(32) 상에 위치되고, 이에 따라, 상기 핀들은, 예를 들면, 상기 융기부(32)를 향하게 된다. 그 다음, 상기 핀들의 횡단면에 대해 적합화되는 음파전달봉(21)을 이용하여, 진동 에너지가 상기 핀들에 인가되는 한편, 상기 핀들은 상기 융기부(32)를 향하여 압축된다. 이에 의해, 상기 액화가능한 재료는 적어도 부분적으로 액화되고, 상기 부가요소(31)를 상기 턱뼈 융기부(32)에 지점 마다 고정시키기 위해 상기 골조직 턱뼈 융기부 및 상기 부가요소의 재료속으로 압축되며. 상기 중심 임플란트부(1;제 1 유형의 표면 영역)는 상기 턱뼈 융기부의 골조직과 강하게 접촉하게 되는데, 이는 이식 직후 골 형성을 촉진시키기 위해 자연 골조직으로부터 기원하는 세포들과 함께 상기 중심 임플란트부의 침투를 가능하게 한다. 이 경우, 상기 액화가능한 재료는 재흡수가능한 것이 바람직하다.
도 15A 내지 15C 및 16A 내지 16C 는 2 개의 척추를 연결하는데 적용가능한, 본 발명에 따른 임플란트의 2 개의 실시예를 도시한다. 역시 상기 임플란트는 부하 지지 서포트(1.3) 및 상기 부하 지지 서포트 내부에 배열되는 몸체(1.4)로 구성되며 재생 골조직에 의해 침투되기 위해 구비되는 중심 임플란트부(1)를 포함한다. 상기 몸체(1.4)는, 예를 들면, 높은 다공성을 갖는 칼슘 포스페이트, 뼈조각 또는 겔로 구성된다. 상기 중심 임플란트부는 그 형상이 자연 척추 디스크에 적합화되고, 그 상부 및 하부 측면 융기부(40) 상에는 이식 방향 A 로 연장되며 상기 척추의 골 조직 내에 형성되어야 하는 그루브 속으로 끼워지는 융기부(40)를 포함한다.
상기 주변 임플란트부(2)는 상기 융기부(40) 상에 배열되는 도 15 에 따른 실시예에 도시되고, 도 16 에 따른 실시예에는 주변 임플란트부를 위한 재료가 상기 중심 임플란트부(1)의 내부 공간(2') 내에 제공되는데, 이것은 상기 융기부(40)의 가장자리에서 개구부(20)를 포함한다.
도 15A 에 따른 임플란트는 도 15B 에 도시된 바와 같이 2 개의 적합하게 준비된 척추 사이에서 음파전달봉(30)으로 밀려지는데, 여기서 상기 주변 임플란트부(2)의 액화가능한 재료는 액화되고 상기 척추의 골조직 속으로 압축되며, 이것은 도 15C 에 도시된 바와 같이 상기 임플란트를 앵커링한다. 이식에 사용되는 상기 음파전달봉은 대체로 상기 임플란트의 인접면에 적합화된다.
도 16A 에 따른 상기 임플란트는, 예를 들면, 상기 중심 임플란트부(1)의 부하 지지 서포트(1.3)의 인접면에 대체로 적합화되는 음파전달봉(30)을 이용하여 도 16B 에 도시된 바와 같이 2 개의 척추 사이에 위치된다. 상기 임플란트가 위치되는 경우, 진동 에너지는 상기 내부 공간(2')의 인접면에 적합화되는 음파전달봉을 이용하여 상기 액화가능한 재료에 인가된다. 이에 의해 상기 재료는 상기 개구부(20)를 통하여 상기 척구(41)의 골조직 속으로 압축되며, 이에 따라, 상기 임플란트를 도 16C 에 도시된 바와 같이, 척추에 앵커링한다.
도 15 및 도 16 에 따른 임플란트는 이식 직후에 상기 척수에 고정된다(1차 안정성). 따라서, 공지된 유사한 종래기술의 방법과 같이 상기 2 개의 척추를 안정화시킬 필요가 없다. 이는 상기 임플란트를 특히 최소 침습 시술(minmally invasive operation)에 적합하게 한다.
본 발명은 인간 또는 동물 골조직 또는 골대체재로 보충된 골조직 내에 이식되는 임플란트로서 이용가능하다.

Claims (23)

  1. 임플란트 표면의 적어도 일부가 골조직과 접촉하게 되며, 인간 또는 동물의 골조직 또는 골대체재로 보충된 골조직 내에 이식을 위한 임플란트에 있어서,
    상기 임플란트 표면의 일부는 제1 유형의 표면 영역(4)과, 상기 제1 유형의 표면 영역(4)과 상이한 제2 유형의 표면 영역(8)을 포함하며, 상기 제1 유형의 표면 영역은 중심 임플란트부(1)의 표면이고 임상적 기능을 위해 구성되며;
    상기 제2 유형의 표면 영역(8)은 기계적 진동에 의해 액화가능한 재료를 포함하고, 상기 재료는, 액화되어 골조직 내로 압입되어서 고화될 때, 골조직과의 형상 맞춤 결합에 의해 임플란트를 적어도 1차적으로 안정화시키며;
    상기 액화가능한 재료는 중심 임플란트부(1)의 외측에 배치되는 주변 임플란트부(2)를 형성하고;
    상기 제2 유형의 표면 영역(8)은, 이식시, 기계적 진동에 의해 액화된 재료가 제1 유형의 표면 영역(4)을 덮지 않도록 또는 단지 제1 유형의 표면 영역(4)의 일부분만을 덮도록 배치되며;
    상기 제1 유형의 표면 영역(4)의 임상적 기능은 1차 안정화와는 상이한 기능이고, 상기 임상적 기능은,
    - 골-통합,
    - 임플란트로부터 상기 임플란트를 둘러싸는 골조직 내로의 입자들 또는 분자들의 투과,
    - 임플란트를 둘러싸는 골조직으로부터 상기 임플란트 내로의 입자들 또는 분자들의 투과,
    - 전기적 자극, 및
    - 화학적 자극
    중에서 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 액화가능한 재료는 열가소성 특성 또는 요변성 특성을 갖는 재료인 것을 특징으로 하는 임플란트.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 액화가능한 재료는 젖산 폴리머; 글리콜산 폴리머; 젖산 및 글리콜산 폴리머; 폴리히드록시 알카노에이트; 폴리카프로락톤; 폴리사카라이드; 폴리펩티드; 폴리디옥사논; 폴리안히드라이드; 폴리올레핀; 폴리아크릴레이트; 폴리메타크릴레이트; 폴리카보네이트; 폴리아미드; 폴리에스테르; 폴리우레탄; 폴리설폰; 폴리아릴케톤; 폴리이미드; 폴리페닐 설파이드; 액정 폴리머; 폴리아세탈; 할로겐화 폴리머; 할로겐화 폴리올레핀; 폴리페닐렌 설파이드; 폴리설폰; 폴리에테르; 코폴리머; 상기 폴리머들의 블렌딩된 폴리머; 상기 폴리머들 중 하나를 포함하는 복합재료; 및 폴리머 시멘트, 세라믹 시멘트 또는 수경성 시멘트; 중에서 하나인 것을 특징으로 하는 임플란트.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 유형의 표면 영역(4)은 생체 골조직에 의한 내향 성장 또는 관통 성장에 적합한 구조물을 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 유형의 표면 영역(4)은 염증-억제, 감염-치료 및 성장-촉진 특성들 중에서 적어도 하나의 특성을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트.
  7. 제1항, 제3항, 제4항, 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 유형 및 제2 유형의 표면 영역(4, 8)은 본질적으로 이식 방향(A)에 평행하게 연장되어 배치되는 것을 특징으로 하는 임플란트.
  8. 제1항, 제3항, 제4항, 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 유형의 표면 영역(8)은 중심 임플란트부의 외측에 배치되는 주변 임플란트부에 의해 형성되고, 제1 유형의 표면 영역(4) 위로 적어도 국부적으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 임플란트.
  9. 제1항, 제3항, 제4항, 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 임플란트는 부하 지지 기능을 가지며, 상기 중심 임플란트부(1)는 임플란트의 부하 지지 요소를 구성하는 것을 특징으로 하는 임플란트.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 중심 임플란트부(1)는 적어도 부분적으로 금속, 금속 합금, 세라믹 재료, 폴리머 또는 복합 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 임플란트.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 중심 임플란트부(1)는 자기-절삭 또는 그루브형성 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 중심 임플란트부(1)는 부하 지지부(1.1) 및 가변 형상을 갖는 몸체부(1.2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 중심 임플란트부(1)는 부하 지지 서포트(1.3) 및 몸체(1.4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 몸체(1.4)는 골대체재, 뼈조각 또는 겔을 포함하는 것을 특징으로 하는 임플란트.
  15. 제1항, 제3항, 제4항, 제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 주변 임플란트부(2)는 부하 지지 임플란트부이도록 구성되는 것을 특징으로 하는 임플란트.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 중심 임플란트부(1)는 투과성 벽을 구비하는 컨테이너이거나, 또는 골대체재, 뼈조각 또는 겔로 구성되는 것을 특징으로 하는 임플란트.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 임플란트는, 적어도 하나의 고정 위치(3)를 포함하거나 또는 적어도 하나의 크라운부를 포함하는 치과용 임플란트인 것을 특징으로 하는 임플란트.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 임플란트는 정형외과 용도로 구성되는 것을 특징으로 하는 임플란트.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서,
    상기 임플란트는 핀 형상, 판 형상, 디스크 형상 또는 블레이드 형상인 것을 특징으로 하는 임플란트.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 임플란트는 2개의 뼈 부분을 연결하거나 또는 지지판을 고정하거나 또는 둔부 관절, 손가락 관절, 무릎 관절 또는 어깨 관절용 보철물의 샤프트로서 작용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 임플란트.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 임플란트는 척추 디스크 형상을 갖고 임플란트의 하측 및 상측에 적어도 하나의 융기부(40)를 포함하며, 상기 제2 유형의 표면 영역(8)은 융기부(40)의 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 임플란트.
  22. 삭제
  23. 삭제
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