KR101057210B1 - 대퇴골 내에 삽입될 샤프트를 갖는 고관절 인공 삽입물 - Google Patents

대퇴골 내에 삽입될 샤프트를 갖는 고관절 인공 삽입물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 대퇴골 내에 삽입될 직선 샤프트(1)를 갖는 고관절 인공 삽입물에 관한 것이며, 대퇴골의 골중간 영역에 삽입될, 상기 샤프트의 근위부(6)의 앞면과 뒷면에는 안쪽(medial)으로 경사진 측면(23)을 갖는 적어도 하나의 돌출한 핀(8)이 있다. 핀(8)의 길이 중 적어도 일부는 샤프트(1)의 종방향(27)으로부터 벗어나서 위쪽으로 대퇴골 경부(2)를 향해 경사진다. 따라서 샤프트를 뼈 안에 박아 넣을 시, 핀(8)의 주변에 있는 골질이 압착되어 더 큰 힘을 수용할 수 있게 된다. 핀(8)의 높이는 그 측면(23)으로부터 가쪽(lateral) 에지(25)로 가면서 낮아진다.
대퇴골, 직선 샤프트, 고관절 인공 삽입물, 근위부, 측면, 대퇴골 경부

Description

대퇴골 내에 삽입될 샤프트를 갖는 고관절 인공 삽입물{HIP PROSTHESIS COMPRISING A SHAFT TO BE INSERTED INTO THE FEMUR}
대퇴골 내에 인공 삽입물 샤프트를 고정하기 위해, 골중간(metaphyseal) 영역에는 골간(diaphyseal) 영역에서와는 다른 조건들이 존재한다. 골중간 영역 즉, 실질적으로 소전자(small trochanter)의 상부 영역에서, 넓은 뼈는 해면질의 골질로 채워지며 골질에는 인공 삽입물 샤프트를 수용하기 위한 인공 수용 채널이 형성되어야 한다. 해면질의 골질이 약하기 때문에, 이 영역에서의 힘 전달 가능성은 제한된다. 소전자의 하부로, 단단한 골피에 의해 보다 좁은 골수 공간이 제한되며, 골피는 힘 전달을 위해 훨씬 개선된 전제 조건을 제공한다.
따라서 특히 뼈의 골간 영역 내에 고정 및 웨징하기에 적합한 인공 삽입물 샤프트들이 개발되었다(슈나이더: 고관절의 전체 인공 삽입물, 214 페이지 이하 참조). 인공 삽입물 샤프트가 골간 골 영역 내에 확실하게 고정됨으로써, 골중간 골 영역은 하중이 경감된다. 골질이 하중을 받지 않으면, 골질은 점차적으로 분해되는데 이는 바람직하지 않다.
뼈의 골중간 영역에 일차적으로 고정되는 인공 삽입물의 경우, 골중간 영역 내의 고정을, 인공 삽입물 본체의 복면 또는 배면으로부터 돌출한 핀과 에지에 의해 개선하는 것이 공지되어 있다(EP-B-761183; EP-A-780106; EP-A-1070490; EP-B-159462; EP-B-821923; EP-B-112435; DE-C-4428099). 상기 핀은, 골 시멘트 또는 동일한 형태로 절삭된 공동 내에 고정되도록 설계된 경우 외내(lateromedial) 방향으로 상당한 연장부를 갖는다(EP-A-780106; EP-A-1070490; DE-C-4428099). 그러나 시멘트 없이 이식하는 경우, 골질 내에 삽입되어 골질을 압착하는 핀을 사용할 때, 뼈 내에서 인공 삽입물이 매우 견고한 수술 후 안착을 달성할 수 있다(EP-B-761183). 이 경우, 샤프트를 뼈 내에 삽입하기 전에 준비된 공동은 샤프트 본체의 부피로 국한된다. 샤프트의 삽입 시 핀이 뼈를 손상시키지 않도록 하기 위해, 핀은 작은 크기로 그리고 경사지게 하강하는 안쪽(medial) 및 가쪽(lateral) 측면들을 갖도록 형성된다(EP-B-159462; EP-B-821923; EP-B-761183). 이는 힘 전달을 위한 성능을 제한한다.
본 발명은 특히 뼈의 골간 영역 내에 고정되도록 설계된 인공 삽입물 유형에 관한 것이다. 본 발명의 과제는 하중 경감에 의해 야기되는 골중간 영역 내의 골 분해를 저지하는 것이다.
본 발명에 따른 해결 방법은, 제1항에 따라 부가의 힘 전달 수단을 골중간 영역 내에 사용하는 것인데 이는 핀에 의해 형성된다. 상기 핀은 안쪽을 향하는 급경사의 측면을 갖는 특수한 형태를 취한다. 이로써 앞 쪽 또는 뒤 쪽을 향하는 핀의 면들은 경사지게 하강하는 안쪽 및 가쪽 측면들을 갖는 공지된 좁은 핀의 면보다 더 넓다. 샤프트를 뼈에 삽입하여도 뼈를 손상시킬 수도 있는 힘이 발생하지 않도록 하기 위해, 핀의 높이는 안쪽 측면을 제한하는 에지로부터 가쪽으로 가면서 낮아진다. 따라서 가쪽으로 회전된 종래의 핀의 측면은 없어지거나, 그 최고 높이가 안쪽 측면의 절반 높이와 같은 비교적 낮은 높이로 줄어든다. 이는 측방향으로 핀에 의해 전달되는 힘이 안쪽을 향하는 힘 보다 작기 때문에 허용될 수 있다.
안쪽 측면이 급경사인 특징은, 상기 안쪽 측면이 내외(mediolateral) 방향 샤프트 평면과 거의 직각을 형성하는 것을 의미한다. 상기 측면은 직각으로부터 바람직하게 25°이상, 더 바람직하게는 15°이상 차이가 나서는 안된다.
안쪽 측면의 길이의 적어도 일부분은 샤프트의 종방향으로부터 벗어나서, 위 쪽을 향해 대퇴골 경부에 대해 기울어진다. 이 형태는, 삽입 방향이 인공 삽입물의 종방향과 일치할 때 인공 삽입물을 삽입할 경우, 쐐기와 같은 핀의 안쪽 측면이 삽입 방향으로 상기 측면 앞에 있는 해면질의 골질을 압착하므로, 측면이 더 큰 힘을 전달할 수 있는 장점을 갖는다. 이 작용은 특히 상기 핀 측면과 샤프트의 종방향이 이루는 각이 5°와 15° 사이, 바람직하게는 대략 10°일 때 일어난다.
이로써 핀의 앞면 또는 뒷면에 대한 상응한 압축은 본 발명에 따라, 샤프트 본체의 각각의 표면 위에 있는 핀의 높이가 아래에서부터 위로 갈수록 증가함으로써 실현될 수 있다. 이로써 핀은 이중 방향으로 쐐기형인데, 즉 첫째로 안쪽 면을 향하며 둘째로 앞면 또는 뒷면을 향한다. 측방향을 향해, 즉 급경사 측면으로부터 먼 쪽의 면 상에서 핀의 높이는 점차적으로 줄어들 수 있다.
핀에 의한 해면질 골질의 압축은, 이식 후에 핀이 위치할 지점에 먼저 골질이 있는 것을 전제로 한다. 뼈의 골중간 영역에 인공 삽입물을 삽입하기 전에 인공 삽입물 샤프트를 위한 수용 채널이 인공적으로 형성되면, 이 채널은 인공 삽입물 샤프트 본체의 횡단면 형태에만 일치해야 하며, 핀의 추후 수용을 위한 만입부를 형성해서는 안된다. 이 수용 채널의 형성을 위해 줄(rasp)이 사용되는 경우, 이 줄의 형태는 핀 영역 내에 재료 제거 수단을 사용하지 않으면서 샤프트 본체에만 일치해야 한다. 선택적으로, 핀을 갖는 줄의 사용도 가능한데, 상기 줄은 인공 삽입물 샤프트의 핀에 상응하며 골질의 압축을 위한 재료 제거 수단을 구비하지 않는다. 앞서 설명한 핀의 힘 전달 영역 내에서 골질의 압축은 이미 줄에 의해 실행되거나 상기 줄에 의해 부분적으로 준비된다.
이하에서 본 발명은 바람직한 실시예를 도시하는 도면을 참조하여 더 자세히 설명된다.
도1은 전면도이다.
도2는 중앙에서 바라본 도면이다.
도3은 평면도이다.
도4 내지 도6은 샤프트의 상응하는 높이들에서의 샤프트의 단면도이다.
인공 삽입물은 샤프트(1)와, 경부(2)와, 조인트 헤드(4)를 수용하기 위한 원추부(3)로 구성되며, 조인트 헤드의 주변은 일점 쇄선으로 도시된다. 샤프트는 근위부(6)과 원위부(7)로 구성된다. 근위부의 횡단면은 도4 및 도5에 도시된 바와 같이 LM 방향으로 길게 연장된다. 근위부에는 대퇴골의 골단 영역에서 샤프트를 둘러싸는 해면질의 골질에 힘을 전달하기 위한 한 쌍의 핀(8)이 제공된다. 샤프트(1)는 직선 샤프트로서 도시되어 있다. 즉, 상기 샤프트가 직선으로 형성되므로, 샤프트는 그 종방향으로 또한 대퇴골의 골간의 종방향으로 대퇴골 내에 삽입되어야 한다.
샤프트의 근위부과 원위부 사이의 전환 지점(9)은, 이식 상태에서 예컨대 소전자의 경우 상기 전환 지점이 바람직하게는 상기 소전자 약간 아래에 오도록 배치되며, 이로써 원위부(7)는 단단한 골피에 의해 상기 원위부가 제한되는 골수 채널의 영역 내에 위치한다. 전환 지점이 인공 삽입물에서 특수하게 표시될 필요는 없다.
전환 지점은, 이식된 상태에서 소전자, 바람직하게는 소전자의 하부 에지가 수용될 지점에 상기 전환 지점이 위치함으로써 결정된다. 전환 지점은 샤프트 방향으로 화살표 10에 따라 측정할 때, 일반적으로 조인트 헤드(4)의 중점(5)보다 7 내지 9cm 더 깊게 위치한다.
원위 샤프트 섹션은 대퇴골의 골간 영역 내에 고정되기에 적합하게 형성된다. 확실한 안착을 위해, 원위부의 샤프트 코어는 약간 원추형이며 종방향 핀을 구비한다. 따라서 샤프트 코어(15)의 표면과 피질 골수 공간 제한부 사이에 있는 골질이 압축되며, 핀에 의해 고정된다. 원위부는 샤프트를 뼈의 골간 내에 일차로 고정하기에 적합하도록 다른 방식으로도 형성될 수 있다.
핀(8)은 샤프트 본체(22)의 앞면 및 뒷면(21)으로부터 융기되어 있다. 핀은 안쪽을 향하는 급경사의 측면(23)과 앞쪽 또는 뒤쪽의 표면 섹션(24)을 포함하며, 표면 섹션은 에지(25)에 의해 가쪽으로 제한된다. 표면(24)은 측면(23)으로부터 점점 멀어지면서 표면(21) 쪽으로 갈수록 낮아지므로, 핀은 도 3, 4에서 알 수 있는 바와 같이 삼각형 또는 사다리꼴형의 횡단면을 갖는다. 본체(22)의 표면(21) 위로 핀의 높이는 안쪽 에지(23)에서의 높이가 측방향 에지에서의 높이의 적어도 2 배이다.
핀(8)은 샤프트의 근위부과 원위부(7) 사이의 전환 지점(9)에서 0의 높이와 작은 폭으로 시작한다. 위로 가면서 핀은 상부 단부(26)에서 도달하는 그 최대 높이와 폭까지 균일하게 증가한다. 샤프트의 종축(27)과 측면(23)은 각 α을 이루며, 이 각은 상기 실시예에서 대략 8°이다. 샤프트의 상부 단부(26)에서 측면(23)의 높이는 2 내지 4 mm 사이이며, 바람직하게는 대략 3 mm이다. 가쪽 에지(25)의 높이는 0과 측면(23)의 절반 높이 사이에 있다. 가쪽 에지(25)는 측면도에서 종축(27)과 일치하거나, 종축과 평행하게 또는 이에 대해 아주 작은 각도로 연장된다.
핀의 횡단면은 아래쪽에서부터 위쪽으로 가면서 쐐기형으로 이중 방향으로 확장되는데, 즉 측면(23) 쪽으로 또한 앞쪽 또는 뒤쪽 표면(24) 쪽으로 확장된다. 인공 삽입물 샤프트를 대퇴골의 골중간 해면질 영역 내에 수용하기 위해 형성된 공동의 횡단면이 샤프트의 본체(22)와 동일한 경우, 샤프트의 삽입 시 핀(8)은 상기 영역에 존재하는 해면질의 물질을 눌러서 압착한다. 이로써 힘을 전달하기에 적합해진다. 안쪽 에지로부터 가쪽 에지로 가면서 핀이 낮아짐으로써, 뼈의 골중간 내에 제공될 수 있는 공간이 부피가 큰 샤프트 형성을 위해서 양호하게 사용될 수 있는 장점이 생긴다.
상기 실시예는 핀(8)의 선형 연장을 도시한다. 그러나 그 쐐기 형태는 비선형으로 연장될 수도 있다.
인공 삽입물이 골간 내에 주로 고정되도록 설계되더라도, 핀(8)은 골중간 영역 내에 있는 안쪽을 향한 인공 삽입물 샤프트의 나머지 표면(28)들과 마찬가지로 힘 전달에 기여한다. 그럼으로써 뼈의 골중간이 힘 전달에 관여하게 됨에 따라 그 퇴행 위험이 줄어든다. 인공 삽입물이 뼈 내에서 장기간 안전하게 유지되는 것이 개선된다.

Claims (6)

  1. 대퇴골 내에 삽입될 샤프트(1)를 갖는 고관절 인공 삽입물에 관한 것으로서, 대퇴골의 골중간 영역에 삽입될, 상기 샤프트의 근위부(6)의 앞면과 뒷면에는 각각 하나의 돌출한 핀(8)이 있으며, 상기 핀의 안쪽(medial) 측면(23)은 샤프트(1)의 종방향(27)으로부터 벗어나서 위쪽으로 대퇴골 경부(2)를 향해 기울어진 방향을 갖는 고관절 인공 삽입물에 있어서,
    상기 안쪽 측면(23)은 급경사이며, 샤프트의 본체(22)의 표면(21) 위로의 상기 핀(8)의 높이는 급경사 측면(23)을 제한하는 에지로부터 가쪽으로 가면서 낮아지는 것을 특징으로 하는 고관절 인공 삽입물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 핀(8)은 상기 샤프트(1)의 종방향(27)에 대해서 5 내지 15°의 각(α)을 이루며 직선으로 연장되는 것을 특징으로 하는 고관절 인공 삽입물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 샤프트의 본체(22)의 표면(21) 위로의 상기 핀(8)의 높이는 아래에서부터 위로 갈수록 증가하는 것을 특징으로 하는 고관절 인공 삽입물.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 핀(8)의 가쪽 에지(25)의 높이는 안쪽 에지(23)의 절반 높이보다 높지 않은 것을 특징으로 하는 고관절 인공 삽입물.
  5. 제3항에 있어서, 상기 핀(8)의 가쪽 에지(25)의 높이는 안쪽 에지(23)의 절반 높이보다 높지 않은 것을 특징으로 하는 고관절 인공 삽입물.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 핀이 골간 고정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 고관절 인공 삽입물.
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