KR19990037439A

KR19990037439A - 무릎관절 보철기구

Info

Publication number: KR19990037439A
Application number: KR1019980045322A
Authority: KR
Inventors: 파스칼 리벳; 헤리베르트 프라이; 르네 브락
Original assignee: 훔벨 알로아; 술저 오르토패디 악티엔게젤샤프트
Priority date: 1997-10-28
Filing date: 1998-10-28
Publication date: 1999-05-25
Also published as: KR100592895B1; EP0913132B1; ES2213814T3; ATE259194T1; EP0913132A1; US6099570A; AU741681B2; JP2000060882A; DE59711302D1; AU8954598A; JP4002016B2

Abstract

무릎관절 보철기구(1)는 경골 베어링면(10) 및 경골 베어링면(10) 상에 슬라이딩 및 변위가능하게 저널되고, 경골 베어링면(10)으로부터 떨어진 그 측면 상에 베어링스캘럽(31)을 가진 베어링보디(3)를 가지는 경골부(1)를 포함한다. 또한, 무릎관절 보철기구는 베어링보디(3)의 베어링스캘럽(31) 상에 이동가능하게 배열된 대퇴부(5) 및 경골부(1)에 대하여 회전가능하게 고정되어 베어링보디를 경골 베어링면(1)에 대하여 사지탈(sagittal)방향으로 변위시키는 가이드피스(2)를 포함한다. 또한, 무릎관절 보철기구는 가이드피스(2) 및 대퇴부(5) 양자 모두와 협동하여 대퇴부(5)를 베어링보디(3) 상에서 회전하게 하는 연결부재를 포함한다. 연결부재는 경골부(1)의 종축(14) 또는 종축과 평행인 회전축방향으로 연장되거나, 경골부(1)의 종축 또는 종축과 평행인 회전축에 대하여 경사진 축방향으로 연장된 회전가능하게 저널된 핀(4)을 가진다.

Description

무릎관절 보철기구

본 발명은 독립 청구항의 전제부에 따른 무릎관절 보철기구(knee joint prosthesis)에 관한 것이다.

요즈음에는 기능원리가 종종 서로 판이하게 다른 상당히 다양한 각종 디자인의 무릎관절 보철기구가 시판되고 있다. 이것은 - 특히 - 어떤 인대(예를 들면, 크로스인대(cross ligaments), 외측인대(lateral ligament))가 존재하며, 보철기구가 이식될 각 환자에게 여전히 기능할 수 있는 가의 여부에 관한 것이다.

이러한 종류의 무릎관절 보철기구는, 예를 들어 유럽특허 EP-A-0,724,868에 개시(開示)되어 있다. 상기 특허에 개시된 무릎관절 보철기구는 경골(tibia)에 고정되고, 메니스커스부(meniscus part) 형태의 베어링보디가 슬라이딩 및 변위가능하게 그 위에 배열되어 있는 경골 베어링면을 가지는 경골부를 포함한다. 메니스커스부가 안내되는 경로는 여러 가지 예시적인 실시예(예를 들면, 도 1a, 1b, 1c)에서 전방/후방 쪽으로 한정된다. 이를 위하여, 경골부에는 메니스커스부의 대응 가이드부(긴 구멍 또는 더브테일 그루브(dove-tail groove))에 결합되는 가이드부 또는 가이드피스(guide piece)가 배설되고, 이것을 통하여 메니스커스부는 전방/후방 쪽으로만 변위가능하다.

경골부에 배설된 가이드피스는 기부(基部)방향, 즉 대퇴부방향으로 뾰족한 바(bar) 형상의 연장부를 가진다. 이 바 형상의 연장부는 경골부의 종축과 평행인 방향으로 연장된다. 볼트의 종축과 직각으로 연장되는 관통개구를 가지는 원통형 볼트 형태의 연결부재가 배설되어 이 연장부 및 경골부 상에 배설된 가이드피스를 대퇴부에 연결한다.

대퇴부(femur part)는 베어링보디의 대응 베어링스캘럽(bearing scallops)(베어링면) 상에서 이동할 수 있는 두 개의 관절구(condyles)를 가진다. 또한, 대퇴부는 두 개의 측벽을 가지고, 각 측벽에는 이 측벽을 관통하는 원통형 절결부(cut-out)가 배설되어 있다.

볼트의 종축과 직각으로 연장되는 관통개구를 가진 전술한 원통형 볼트는 측벽의 이들 절결부 내에 삽입되며, 가이드피스의 바(bar) 형상 연장부는 볼트의 원통형 개구를 관통한다. 따라서, 무릎을 굴곡운동 및 신장운동하는 동안 볼트가 대퇴부를 가이드부 상의 연장부에 연결하기 때문에 연결부재로서 작용한다. 무릎을 굴곡운동 및/또는 신장운동하는 동안, 원통형 볼트는 가이드피스 상의 연장부를 따라서 상향(신장) 또는 하향(굴곡)으로 각각 슬라이드하는 동시에, 메니스커스부는 전방(신장) 또는 후방(굴곡) 쪽으로 각각 변위된다.

유럽특허 EP-A-0,724,868에 개시된 무릎관절 보철기구는 원리로 보면 기능성이 확실하다. 그러나, 가이드피스의 바 형상 연장부는 경골부가 경골에 고정되고 대퇴부가 대퇴에 고정된 후, 원통형 볼트의 개구를 관통하여 안내되어야 하고, 따라서 실제적으로 어떤 종류의 "나사처리(threading procedure)"를 행하여야 하기 때문에, 외과의사가 수술실에서 보철기구를 조립하는 것이 그렇게 간단하지는 않다. 이것은 경골부 및 대퇴부가 대응 뼈에 이미 고정되어 있기 때문에 특정 상황하에서는 외과의사가 곤란함을 겪을 수 있다.

또한, 도 1을 참조하여 개시한 바의 다음 경우도 유럽특허 EP-A-0,724,868에 개시된 보철기구에서 일어날 수 있다. 굴곡운동하는 동안, 원통형 볼트 B는 가이드부 F의 바 형상 연장부 S를 따라서 하향으로 이동하는 반면, 메니스커스부 M은 후방 쪽으로 이동한다. 완전하게 굽혀지지 않았지만, 대퇴는 메니스커스부 M의 후단부 E와 접하게 되는 경우가 일어날 수 있다. 더 굽히려고 시도하는 경우, 회전 중심이 메니스커스부 M의 후단부 E에 의하여 형성될 수 있다. 이것은 더 굽히는 동안 원통형 볼트 B가 점선으로 표시된 위치로 이동할 수 있다는 의미이다. 그러나 볼트 B가 가이드피스 F의 연장부 S를 따라서 (이른 바 원형 경로 상에서가 아니고) 상향 및 하향으로만 이동할 수 있기 때문에 그러한 이동은 발생할 수 없다. 그 결과 더 굽히지 못하도록 보철기구가 저지하게 된다. 심한 경우, 너무 큰 힘이 가해질 때 보철기구의 대퇴부가 느슨하게 될 수도 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 전술한 문제점이 해소되고, 특히 문제없이 굴곡가능한 전술한 종류의 무릎관절 보철기구를 제안하는 것이다. 또한, 보철기구는 수술 중, 특히 경골부 및 대퇴부가 연결 뼈에 이미 고정되어 있을 때 조립이 쉬워야 한다. 보철기구는 신뢰성이 높아야 하고, 특히 크로스인대 및 외측인대 양자 모두가 없거나 또는 더 이상 기능할 수 없는 환자에게 적합하여야 한다.

이 목적은 본 발명에 따른 무릎관절 보철기구에 의하여 충족된다. 본 발명에 따른 무릎관절 보철기구는 경골 베어링면을 가지는 경골부를 포함한다. 또한, 이것은 경골 베어링면 상에 슬라이딩 및 변위가능하게 저널되고, 경골 베어링면으로부터 떨어진 그 측면 상에 베어링스캘럽을 가지는 베어링보디(메니스커스부)를 포함한다. 또한, 이것은 베어링보디의 베어링스캘럽 상에 이동가능하게 배열된 대퇴부 및 경골부에 대하여 회전가능하게 고정된 상태로 배열되어 베어링보디를 경골 베어링면에 대하여 사지탈방향으로만 변위가능하게 하는 가이드피스를 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 무릎관절 보철기구는 가이드피스 및 대퇴부와 협동하여 대퇴부를 베어링보디 상에서 회전하게 하는 연결부재를 포함한다. 이 연결부재는 경골부의 종축 또는 종축과 평행인 회전축방향으로 연장되거나, 경골부의 종축 또는 종축과 평행인 회전축방향에 대하여 경사진 방향으로 연장된 회전가능하게 저널된(journalled) 핀을 가진다. 회전중심이 고정된 상향 및/또는 하향으로 제한되지 않기 때문에, 굴곡하는데 있어서의 전술한 문제는 이 종류의 보철기구로 해소된다. 또한, 이 종류의 무릎관절 보철기구는 수술 중에 조립이 간단하고, 특히 크로스인대 및 외측인대 양자 모두가 더 이상 존재하지 않거나 또는 더 이상 기능할 수 없는 환자에게 적합하다.

본 발명에 따른 무릎관절 보철기구의 하나의 예시적인 실시예에 있어서, 연결부재로서 기능하는 핀은 대퇴부에 근접한 그 단부에 안정화피스(stabilisation piece)를 가지며, 대퇴부는 안정화피스와 협동하는 대응 안정면을 가진다. 내반족(varus)/외반족(valgus) 안정화가 이런 식으로 달성되어 대퇴부 및 경골부가 서로에 대하여 횡방향으로 기울어지는 것이 방지된다.

또 다른 예시적인 실시예에 있어서, 연결부재로서 기능하는 핀은 가이드피스 내에 배설된 개구에 수용되어 회전가능하게 저널된다. 이 상태에서, 예를 들면 가이드피스는 경골부 상에 직접 형성될 수 있다.

또 다른 예시적인 실시예에 있어서, 가이드피스 및 연결부재 양자 모두는 별개의 핀을 가지고, 이 핀 양자 모두는 가이드부로서 기능하며 경골부는 가이드피스로서 기능하는 회전가능하게 고정된 배열의 핀에 대한 수단을 경골부 내에 가진다. 따라서, 가이드피스로서 형성된 핀은 경골부 내에 회전가능하게 끼워지는 식으로 고정되는 반면, 연결부재로서 형성된 핀은 회전가능하게 저널된다. 따라서, 핀은 별개로 제조될 수 있고, 이를 통하여 특히 가이드피스의 제조가 간단할 뿐 아니라 경골부, 특히 경골 베어링면의 제조도 간단하다.

또 다른 예시적인 실시예에 있어서, 경골부는 별개의 고정샤프트에 연결될 수 있는 고정섹션을 가지고, 또 다른 예시적인 실시예에 있어서, 대퇴부는 별개의 고정샤프트에 연결될 수 있는 고정섹션을 가진다. 따라서, 각 환자에 특히 이상적인 길이를 가진 고정섹션을 사용하는 것이 가능하다. 이상적인 고정샤프트는 외과의사가 실제 해부학적 관계를 정밀하게 인지할 수 있을 때, 수술 중에 명확하게 결정될 수도 있다.

다음에, 본 발명을 첨부도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 위치가 상이한 유럽특허 EP-A-0,724,868에 공지된 보철기구의 부분개략도이고,

도 2는 본 발명에 따른 무릎관절 보철기구의 예시적인 실시예의 분해사시도이고,

도 3은 베어링보디의 연결부재로서 기능하는 핀의 예시적인 실시예 및 가이드피스로서 기능하는 핀의 여러 가지 예시적인 실시예의 분해사시도이고,

도 4는 가이드피스를 형성하는 도 2의 핀을 아래로부터 비스듬하게 바라본 분해사시도이고,

도 5는 가이드피스로서 기능하는 핀이 나사연결에 의하여 고정되어 있는 경골부의 예시적인 실시예의 부분단면도이고,

도 6은 가이드피스로서 기능하는 다른 예시적인 실시예의 핀이 고정되어 있는 경골부의 다른 예시적인 실시예의 부분단면도이고,

도 7은 본 발명에 따른 무릎관절 보철기구(대퇴부 없음)의 다른 예시적인 실시예의 부분개략도이다.

도 2는 본 발명에 따른 무릎관절 보철기구의 예시적인 실시예의 분해사시도로서, 무릎관절 보철기구의 주요 부분은 경골부(1), 핀(2), 베어링보디(3), 다른 핀(4) 및 대퇴부(5)를 포함한다.

보다 상세하게는, 예시적인 실시예에 형성된 베어링면(10)을 가진 (일반적으로 금속으로 된) 경골부(1)는 평탄면으로 나타나 있지만, 원리상 곡면일 수도 있다. 경골부(1)는, 예를 들어 원뿔형 연결부에 의하여 고정샤프트(12)에 연결될 수 있는 고정섹션(11)을 추가로 가진다. 또한, 경골부(1)에는 블라인드공(blind hole)으로서의 개구(13)가 형성되어 있음을 알 수 있다.

가이드피스로서 형성된 핀(2)은 블라인드공으로서 형성된 경골부(1)의 개구(13) 내에 삽입될 수 있다. (일반적으로 금속으로 된) 핀(2)은 여기서는 3개의 영역, 즉 하부영역(20), 중간영역(21) 및 상부영역(22)을 가진다. 도 2에 나타낸 예시적인 실시예에 있어서, 하부영역(20)의 외측형상은 타원형(도 3 및 도 4에 보다 정확하게 나타냄)으로 형성되어 있다. 핀(2)이 경골부(1)의 개구(13) 내에 삽입될 수 있도록, 개구(13)의 대응영역도 마찬가지로 전술한 예시적인 실시예에서의 타원형상(예를 들면, 밀링에 의하여 제조될 수 있음)을 가져야 한다. 핀(2)이 삽입되는 동안, 핀의 하부영역(20) 및 중간영역(21)은 경골부(1)의 개구(13)에 의하여 수용된다. 경골부(1)의 핀(2)은 개구(13)의 대응하는 타원형 영역에 의하여 수용된 타원형 하부영역(20)에 의하여 회전가능하게 고정되도록 배열되고, 이로써 삽입된 후 경골부(1)에 대하여 회전할 수 없다. 핀(2)의 상부영역(22)은 경골 베어링면(10) 상에 위치된다. 경골부(1)의 개구(13)는, 핀(2)이 개구(13) 내에 삽입될 때 핀(2)의 상부영역(22)이 사지탈방향으로 연장될 수 있는 위치에 배열된다. 또한, 핀(2)도 마찬가지로 블라인드공으로서 형성된 개구(23)를 가지는 것을 알 수 있다. 하부영역 대신에, 중간영역(21) 및 경골부(1)에서의 개구의 대응영역 또한 타원형으로 만들 수 있어서, 핀(2)의 중간영역 및 경골부(1)에서의 개구의 결합부에 의하여 회전가능하게 고정되는 배열이 형성된다는 것은 명백하다. 핀(2)이 경골부(1)에 회전가능하게 고정되는 배열이 상부영역(22)(및 특정 수단)의 도움으로 형성되는 경우를 다음에 추가로 설명한다.

일반적으로 폴리에틸렌과 같은 플라스틱으로 제조되는 메니스커스부로서 기능하는 베어링보디(3)는, 경골부(1)에 대면하는 그 하측면에 경골 베어링면(10)에 대응하는 (여기서는 평탄한) 슬라이딩면(30)을 가져서 베어링보디(3)가 경골 베어링면(10) 상에서 슬라이딩할 수 있다. 또한, 베어링보디(3)에는 대퇴부와 대면하며 여기서는 베어링보디(3)와 일체구성으로 되는 두 개의 베어링스캘럽(31)이 배설된다(따라서 베어링보디는 개시된 예시적인 실시예에서는 단일체이다). 그러나, 그들은 별개로 제조되어 안경프레임과 같은 형상의 베어링보디에 삽입된 다음, 이 안경프레임(eyeglass frame)과 함께, 메니스커스부를 형성할 수 있는 베어링스캘럽으로 또한 형성될 수 있다. 베어링보디는 긴 구멍(elongate hole)(32)을 추가로 가지며, 이 구멍의 폭은 핀(2)의 상부영역(22)을 수용할 수 있고, 적절하다면, 여유공간을 보다 작게 가지는 크기로 된다. 긴 구멍(32)의 길이는 베어링보디(3)가 굴곡 중에 소정량 만큼 사지탈방향으로 변위될 수 있는 크기의 소정량 만큼 핀(2)의 상부영역(22)보다 길게 되어 있다. 따라서, 핀(2)은 베어링보디(3)에 대하여 가이드부로서 작용하며, 특히 베어링보디(3)가 경골 베어링면(10) 상에서 사지탈방향으로 후방으로 변위되게 한다.

다른 하나의 핀(4)은 원형의 원통형 섹션(40) 및 이것과 접하는 안정화피스(41)를 가진다. 또한, 안정화피스(41)는 특히, 도 2에 단지 하나만 나타나 있는, 두 개의 측벽(410)이 특징이다. 핀(4)의 안정화피스(41)의 이들 측벽(410)은 대퇴부(5)의 대응 안정면과 협동하여 경골부(1)에 대한 대퇴부(5)의 내반족/외반족 안정화를 가져온다.

대퇴부(5)는 베어링보디(3)의 베어링스캘럽(31)과 협동하는 두 개의 관절구(50)를 가진다. 이들 관절구(50)는 곡률반경이 상이하며, 또한 그들의 회전중심도 굴곡 중에 상이하다. 신장 시에는 관절구(50)가 베어링스캘럽(31)과 대부분 합치되어 관절구(50)와 베어링스캘럽(31) 사이의 접촉면적이 크게 되는 한편, 굴곡 시에는 관절구(50)와 베어링스캘럽(31) 사이의 접촉면적이 작아지거나, 또는 라인형상으로 될 수 있는데, 그 이유는 굴곡 중에 베어링스캘럽(31)과 접촉하는 관절구(50) 영역의 곡률반경이 베어링스캘럽(31)의 곡률반경보다 상당히 낮기 때문이다.

대퇴부(5)는 특히, 단지 하나만 도 2에 나타나 있는, 두 개의 안정면(510)을 가지는 안정박스(51)를 추가로 가진다. 이들 안정면(510)은 핀(4)의 안정화피스(41)의 측벽(410)과 협동하여 경골부(1)에 대한 대퇴부(5)의 전술한 내반족/외반족 안정화를 가져온다.

또한, 대퇴부(5)는 예를 들어, 원뿔형 연결부에 의하여 고정샤프트(53)에 연결될 수 있는 고정섹션(52)을 가진다. 대퇴부(5)는 일반적으로 대퇴부(5)를 대퇴에 고정하는데 채택되는 뼈시멘트(bone cement)를 수용하는 여러 개의 시멘트백(cement bag)(54)을 관절구의 반대쪽에 또한 가진다.

도 2에 나타낸 본 발명에 따른 무릎관절 보철기구의 예시적인 실시예를 다음과 같이 조립한다. 환자의 경골 및 대퇴를 준비한 후, 각각의 원하는 고정샤프트(12)를 고정섹션(11)에 연결하게 되면 경골부(1)가 실질적으로 완성된다. 경골부(1)는 공지의 방식으로 경골에 고정할 수 있다.

고정샤프트(53)를 고정섹션(52)에 대응하게 연결하게 되면 대퇴부(5)가 완성된다. 대퇴부(5)를 공지의 방식으로 대퇴에 고정한다.

"모듈러(modular)" 디자인의 보철기구, 즉 경골부 및 대퇴부용 각각의 이상적인 고정샤프트는 실질적으로 수술실에서 선택될 수 있다는 사실로, 환자에게 실제로 "맞춤(made to measure)" 보철기구를 확실하게 제공할 수 있다. 그러나, 이론적으로는 경골부 및 대퇴부가 단일체로 이미 존재할 수 있어서, 고정샤프트는 각각의 보철기구에 연결될 수 있다. 그러나, 이것은 외과의사의 선택폭을 제한할 수도 있고 또는 수술 시에 다량의 보철기구 부품을 충분하게 갖추어야 가능할 수도 있다. "모듈러" 디자인의 보철기구는 반드시 있어야 할 부품의 개수를 상당히 줄여서, 선택폭이 넓어지며 최종적으로 환자에게 이상적인 보철기구를 확실하게 제공할 수 있다.

전술한 어셈블리에서 경골부(1)는 베어링보디(3)(메니스커스부)용 가이드피스를 갖지 않는다. 이를 위하여, 핀(2)은 블라인드공으로서 형성된 경골부(1)의 개구(13) 내에 삽입되어, 이 개구(13)에 의하여 회전가능하게 고정되는 방식(전술한 바와 같음)으로 수용된다. 그러나, 이론적으로 가이드부는 경골부에 직접 형성될 수도 있으나(즉 경골부와 일체로 구성될 수 있음), 경골부의 제조가 더욱 복잡하고 고가로 된다.

다음에, 베어링보디(3) - 메니스커스부 -를 핀(2)의 상측영역(22)이 베어링보디(3)의 긴 구멍(32) 내에 끼워지도록 삽입한 후, 핀(4)의 원형의 원통형영역(40)을 블라인드공(23)으로서 형성된 핀(2)의 원형의 원통형 개구(23) 내에 삽입한다. 이것들이 외과의사가 이식 중에 매우 간단한 방식으로 행할 수 있는 절차의 전부이다.

경골부(1) 및 대퇴부(5)는 연결되어야 한다. 이 연결절차는 연결부재인 핀(4)을 경골부(1)의 종축(14)방향, 또는 개구(13)가 경골부(1)에 중앙으로 배열되어 있지 않은 경우, 경골부의 종축(14)과 평행인 축방향으로 연장되도록 상당히 단순하게 되어 있다. 따라서, 복잡한 나사처리가 필요없고, 비교적 간단하게 행할 수 있는 복잡하지 않은 처리로 대퇴 및 경골을 핀(4)이 대퇴부의 안정박스(51) 내로 안내되도록 이동하기만 하면 된다. 이로써, 보철기구의 경골부(1) 및 대퇴부(5)가 연결되어 단순한 이식절차가 실질적으로 완료된다.

대퇴부(5)의 관절구(50) 및 베어링스캘럽(31)의 디자인에 대하여는 이미 지적하였다. 신장 시(예를 들면, 기립 자세일 때), 보철기구는 일반적으로 큰 힘에 의하여 응력을 받는다(기립 자세일 때 신체 중량이 보철기구 상에 가해지기 때문). 큰 힘은 신장 시 높은 일치성(congruence)으로 인해 넓은 면적에 걸쳐 분포되는 것이 일반적이고, 이것이 표면압력을 낮추어준다. 그러나, 큰 힘 및 아치형면의 높은 일치성으로 인하여, 대퇴부(5)가 경골부(1)에 대하여 회전하는 것은 신장 시에는 실질적으로 불가능하다.

이제 움직이게 되면, 베어링보디(3)는 사지탈방향, 후방 쪽으로 이동하고, 이것은 무릎을 구부릴 때의 자연스런 움직임에 또한 대응한다. 그러나, 베어링보디(3)가 후방 쪽으로 이동하는 것은 긴 구멍(32)에 의하여 제한된다. 굴곡 시에, 특히 심하게 구부린 상태일 때, 관절구(50)의 곡률반경이 베어링보디(3)의 베어링스캘럽(31)의 곡률반경 보다 상당히 작기 때문에, 일치성이 라인형상의 접점으로까지 낮아진다. 대퇴부(5) 및 경골부(1)는 핀(4)이 당연히 다른 핀(2)에 회전가능하게 저널되어 있기 때문에 이러한 상태로 서로 회전할 수 있다.

다시 신장하게 되면, 베어링보디(3)는 경골 베어링면 상에서 사지탈방향이지만 이번에는 전방쪽으로 다시 슬라이딩한다. 베어링보디(3)의 이동도 마찬가지로 긴 구멍(32)에 의하여 제한된다. 신장 시에는 관절구(50)의 곡률반경이 베어링스캘럽(31)의 곡률반경에 대응하고, 이에 따라 일치성이 높기 때문에, 신장상태에서 접촉면이 비교적 크게 된다. 전술한 바와 같이, 대퇴부(5)가 경골부(1)에 대하여 회전하는 것은 이 상태에서는 실질적으로 불가능하다.

따라서, 무릎관절 보철기구는 신장 시에는 대퇴부(5)와 경골부(1) 사이의 회전이 불가능한 반면, 굴곡 시에는 어느 정도의 회전이 가능한 특성을 가진다. 따라서, 무릎관절 보철기구는 크로스인대 및 외측인대 중 어느 하나가 존재하지 않거나 또는 더 이상 기능성이 없는 환자용으로 이식하는데 특히 적합하다.

도 3은 연결부재로서 기능하는 핀(4), 베어링보디(3), 및 가이드피스로서 기능하는 여러 가지 예시적인 실시예의 핀(2, 2a, 2b, 2c, 2d, 2e)의 분해사시도이고, 도 4는 가이드피스 또는 가이드부로서 기능하는 이들 핀을 아래로부터 비스듬하게 바라 본 분해사시도이다.

도 3의 좌측 끝에 나타낸 예시적인 실시예의 핀(2)은 도 2에 이미 설명한 예시적인 실시예의 핀이다. 회전가능하게 고정된 배열의 핀(2)은, 개구(13)의 대응하게 형성된 영역 내에 결합되는(도 2 참조) 타원 형태의 하부영역(20) 상에 지지된다. 타원 형태의 영역(20)은 도 4에서 보다 잘 알 수 있고, 이 예시적인 실시예의 핀(2)도 마찬가지로 좌측 끝(상측 열)에 나타낸다. 핀(2)의 상부영역(22)은 여기에 도시되어 있지 않다.

도 3의 좌측으로부터 두 번째 나타낸 예시적인 실시예에 있어서, 회전가능하게 고정된 배열의 핀(2a)은 중간부(21a)와 경골부(1) 내의 개구의 결합영역이 원형 실린더로서 형성되도록 되어 있다. 하부영역(20a)도 마찬가지로 원형 실린더로서 형성되는 것이 일반적이지만, 중간영역(21a) 및 하부영역(20a)을 나타낸 도 4(상측 열, 좌측으로부터 두 번째에 나타낸 예)에서 더 잘 알 수 있는 바와 같이, 중간영역(21a)의 종축에 대하여 축방향으로 변위된다. 따라서, 두 개의 영역(20a, 21a)은 각각 결합된 섹션의 개구(13)에서만 상이한 축을 중심으로 회전할 수 있어서, 핀이 회전하려고 할 때 즉시 차단하게 된다.

도 3의 좌측으로부터 세 번째 나타낸 예시적인 실시예에 있어서, 핀(2b)을 스크루연결에 의하여 별도로 고정시킴으로써 핀(2b)은 회전가능하게 끼워져 고정된다. 그러나, 이를 위하여, 경골부(1)는 나사홈이 있는 블라인드공으로 형성된 추가의 개구(15b)를 가진다(도 5). 물론 고정시키는 것이 이들 영역의 기하학적 형태를 거쳐 행해지는 것이 아니기 때문에, 핀(2b)의 하부영역 및 중간영역이 공통의 원형인 원통형 하부영역(20a)에 합쳐진다(도 4의 상측 열의 우측으로부터 두 번째 예를 참조). 이 예시적인 실시예를 도 5에 이미 조립 및 고정된 상태로 다시 나타낸다.

도 3의 우측으로부터 세 번째 나타낸 예시적인 실시예에 있어서, 핀(2c)은 핀의 종축방향으로 연장되는 돌출부(20c) 및 핀의 종축방향으로 양쪽에 연장되는 홈(groove)(21c)를 통하여 돌출부(20c)의 좌측 및 우측에 회전가능하게 고정된 상태로 배열된다(도 4의 상측 열 우측 끝의 예를 참조). 핀(2c)의 하부영역 및 중간영역은 단일 영역으로 함께 다시 서로 접해있다.

도 3의 우측에 나타낸 두 가지 예시적인 실시예(2d, 2e)는 일견하면 상이하지 않은 것으로 보인다. 그러나, 도 4의 하측 열을 보면, 핀(2d)의 경우, 별개의 핀(21d)을 그 상부영역(22d)에 가진다. 대안으로서, 별개의 핀(21d) 대신에, 블라인드공으로서 형성된 개구가 또한 상부영역(22d)에 배설될 수 있고, 여기에는 별개로 제조될 수 있는 스터드(stud)가 고정(예를 들면, 프레스)될 수 있다. 이 예시적인 실시예(도 4의 하측 열 좌측)에 있어서, 이 핀(21d)(또는 스터드)을 수용하는 대응 개구가 경골부(1)에 배설된다. 이 경우도 마찬가지로, 가이드피스로서 기능하는 핀(2d)이 경골부(1)에 대하여 회전가능하게 고정되는 방식으로 배열된다.

핀(2e)(도 4의 하측 열 우측)에 있어서, 돌출부(210e)를 가진 두 개의 탄성부재(21e)가 별개의 핀 대신에 배설되어, 블라인드공으로서 형성된 경골부(1)의 대응하는 개구(15e) 내에 삽입된다. 별개의 개구(15e)는 탄성부재(21e)의 돌출부(210e)가 결합되는 언더컷(undercutting)(150e)을 가진다. 이러한 종류의 예시적인 실시예를 도 6에 조립상태로 다시 나타낸다. 이 위치의 탄성부재(21e)는, 도 4에서 알 수 있는 바와 같이(하측 열 우측), 핀(2e)에 직접 형성(즉 일체 구성의 핀으로 형성)될 수 있다. 그러나, 블라인드공으로서 대응하게 형성된 개구를 핀(2e)의 상부영역(22e)에 배설하여, 도 6에 나타낸 바와 같이, 대응하는 탄성부재와 별개로 제조될 수 있는 스터드가 여기에 고정될 수 있다. 가이드피스로서 기능하는 회전가능하게 고정된 상태의 배열을 전술한 예를 참조하여 여러 가지로 변형할 수 있다.

경골부(1), 가이드피스로서 형성된 핀(2), 다른 핀(4) 및 대퇴부(5)는 금속 또는 관절 보철기구에 통상적으로 사용되는 금속합금으로 제조되는 것이 일반적인 반면, 베어링보디(3)는 플라스틱(예를 들면, 폴리에틸렌)으로 제조되는 것이 일반적임을 또한 유의하여야 한다.

끝으로, 도 7은 본 발명에 따른 무릎관절 보철기구의 또 다른 실시예의 단면도로서 대퇴부(5)는 도시되어 있지 않다. 전술한 변형예와 다른 중요한 상이점은, 핀(4)이 종축(14)에 대하여(또는 종축과 평행인 축에 대하여) 각도 α만큼 경사를 이루도록 배열되어 있다는 사실이다. 이 각도 α는 단지 몇 도, 예를 들어 약 15도 정도가 일반적이다. 다른 점에서는, 무릎관절 보철기구는 원칙적으로 도 2 내지 도 6을 참조하여 설명한 무릎관절 보철기구와 유사한 방식으로 구성될 수 있다.

요약하면, 무릎관절 보철기구는 경골 베어링면 및 경골 베어링면 상에 슬라이딩 및 변위가능하게 저널되고, 경골 베어링면으로부터 떨어진 그 측면 상에 베어링스캘럽을 가지는 베어링보디를 포함한다. 또한, 무릎관절 보철기구는 베어링보디의 베어링스캘럽 상에 이동가능하게 배열된 대퇴부 및 경골부에 대하여 회전가능하게 배열되고, 베어링보디를 경골 베어링면에 대하여 사지탈방향으로만 변위되게 하는 가이드피스를 포함한다. 또한, 무릎관절 보철기구는 가이드피스 및 대퇴부 양자 모두와 협동하여 대퇴부를 베어링보디 상에서 회전하게 하는 연결부재를 포함한다. 연결부재는 경골부의 종축 또는 종축과 평행인 회전축방향으로 연장되거나, 경골부의 종축 또는 종축과 평행인 회전축에 대하여 경사진 축방향으로 연장된 회전가능하게 저널된 핀을 가진다.

상기 내용을 참조

Claims

경골 베어링면(10)을 가지는 경골부(1),

상기 경골 베어링면(10) 상에 슬라이딩 및 변위가능하게 저널되고, 상기 경골 베어링면(10)으로부터 떨어진 그 측면 상에 베어링스캘럽(31)을 가지는 베어링보디(3),

상기 베어링보디(3)의 상기 베어링스캘럽(31) 상에 이동가능하게 배열된 대퇴부(5),

상기 경골부(1)에 대하여 회전가능하게 고정되어 상기 베어링보디(3)를 상기 경골 베어링면(1)에 대하여 사지탈방향으로 변위시키는 가이드피스(2), 및

상기 가이드피스(2) 및 상기 대퇴부(5) 양자 모두와 협동하여 상기 대퇴부(5)를 상기 베어링보디(3) 상에서 회전하게 하는 연결부재

를 포함하고,

상기 연결부재는 상기 경골부(1)의 종축(14) 또는 종축과 평행인 회전축방향으로 연장되거나, 상기 경골부(1)의 종축(14) 또는 종축과 평행인 회전축에 대하여 경사진 축방향으로 연장된 회전가능하게 저널된 핀(4)을 가지는 것을 특징으로 하는 무릎관절 보철기구.
제1항에 있어서, 연결부재로서 기능하는 상기 핀(4)은 상기 대퇴부에 근접한 그 단부에 안정화피스(41)를 가지고, 상기 대퇴부(5)는 상기 안정화피스(41)와 협동하는 대응 안정면(510)을 가지는 것을 특징으로 하는 무릎관절 보철기구.
제1항 또는 제2항에 있어서, 연결부재로서 기능하는 상기 핀(4)은 상기 가이드피스(2)에 배설된 개구(13)에 수용되어 회전가능하게 저널되는 것을 특징으로 하는 무릎관절 보철기구.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가이드피스(2)는 상기 경골부(1) 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 무릎관절 보철기구.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가이드피스 및 상기 연결부재 양자 모두는 별개의 핀(2, 4)으로 형성되며, 상기 핀(2)은 가이드피스로서 기능하고, 상기 경골부(1)는 상기 경골부(1)의 가이드피스(2)로서 기능하는 상기 핀을 회전가능하게 고정된 상태로 배열하는 수단을 가지는 것을 특징으로 하는 무릎관절 보철기구.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 경골부(1)는 별개의 고정샤프트(12)에 연결될 수 있는 고정섹션(11)을 가지는 것을 특징으로 하는 무릎관절 보철기구.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 대퇴부(5)는 별개의 고정샤프트(53)에 연결될 수 있는 고정섹션(52)을 가지는 것을 특징으로 하는 무릎관절 보철기구.