KR20060118490A - 연성 임플란트 - Google Patents

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KR20060118490A
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tubular body
elastic
recesses
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루쯔 비데어만
빌프리트 마티스
지르겐 하름스
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비이더만 모테크 게엠베하
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Abstract

인간 또는 동물의 체내에 임시 또는 영구적으로 삽입되기 위하여 하나 이상의 1차 기능을 이행하도록 적응된 형태를 구비한 적어도 하나의 생체적합성재료의 임플란트에 있어서, 형태는 적어도 하나 이상의 영역들(1, 18)을 갖고, 지역적으로 강성을 줄이는 역할을 하며 그리고 1차 기능의 원인이 되는 형태에 추가로 제공되는 영역 또는 영역들 내 재료 오목부들(7, 19)을 갖는 임플란트를 이용하여 상기 영역들에 2차 기능으로써 탄성 및 유동성이 제공된다.
임플란트, 연성, 강성, 재료오목부, 탄성

Description

연성 임플란트{FLEXIBLE IMPLANT}
본 발명은 청구항 19의 일반적인 부분에 따른 임플란트를 제조하기 위한 공정 뿐만 아니라 청구항 1 또는 청구항 3의 일반적은 부분에 따른 임플란트에 관한 것이다.
현대 의학에서, 인간 또는 동물 몸에 많은 결점은 임플란트의 사용에 의한 그들 효력으로 보상할 수 있고 또는 최소화할 수 있다. 예를 들면, 척추 또는 추간원판을 위한 공간홀더(space holder)는 척추 몸체 또는 추간원판을 제자리에 놓는 역할을 한다는 건 잘 알려져 있다. 추가의 예에서, 척추경나사가 척추에 고정되고 그리고 연결봉을 통하여 서로 연결되는 척수 기둥을 위하여 고정 또는 안정 시스템이 언급될 수 있고, 따라서 척추의 간격 및 배열이 서로에 대하여 배치될 수 있고 그리고 고정될 수 있다.
모든 임플란트에, 인간 또는 동물 기관과 양립될 수 있는 재료, 즉 분해 현상 때문에 거절 반응의 원인이 되지 않거나 또는 기관에 유해물질을 발생하지 않는 재료가 사용되는 것이 중요하다. 따라서 임플란트를 위한 재료의 선택은 실질적으로 제한적이다.
더구나, 부분의 구성이 임플란트를 삽입하는 조작자에 대한 경비를 증가시키 기 때문에 가능한 간단하고 특히 몇개 부분으로 임플란트를 형성하는 것이 유리하며, 한편 서로 다양한 부분의 연결 위치를 통하여 에러 민감성이 보다 크고 따라서 기능 부전의 가능성이 보다 크다. 여태까지, 임플란트를 일체로 형성하는 것이 더 바람직하다.
이것에 대립하는 것으로서, 임플란트는 그러나 다른 재료를 사용하고 및/또는 몇개 부분에서 임플란트를 구성하여 바람직하게 나타나는 다른 기능을 가져야만 한다. 예를 들어, 공간은 그들이 서로로부터 일정한 간격으로 공간을 채우고 그리고 척추를 고정하는 기능을 성취할 뿐만 아니라, 그들은 서로에 가까이 즉, 일정한 좁은 폭 한계내에 확실한 기능을 만족시켜 척추의 일정한 움직임을 용의하게 하는 것이 바람직하다. 이런 목적을 위해, 예를 들어 임플란트의 세로 방향으로 연장 가능하며 단단하게 짜여지거나 짠 직물소재로 구성된 벨로우 형상의 관의 부분이 척추 몸체에 인접하는 지지 요소들 사이에 배치되어 있는 DE 10056977에 따른 공간홀더를 제공하는 것이 가능하다. 그러나, 이것은 몇 개 다른 재료가 서로 연결되어 사용되어야만 위에 기술된 불편을 가지며, 에러 민감성을 증가할 수 있는 사실을 가진다. 게다가, 임플란트는 일정한 연성 즉 연강성 및 압축성 및 가요성이 유리할 것이며, 그러나 이것은 연결 기술 또는 재료의 선택에 관하여 위에 기술된 문제점 때문에 고려할 사항으로 이제까지는 이용되지 않았다.
유럽특허 제0669109B1호에서, 척추를 안정시키기 위한 안정장치(stabilization device)는 두 개의 단일축 척추경나사들(monoaxial pedicle screws) 및 고정나사에 의해 척추경나사의 수용부에 각각 부착되는 밴드를 포함하 는 것으로 알려져 있고, 상기 안정장치는 밴드의 위쪽으로 당겨지는 내압몸체(pressure-proof body)의 형태인 몇몇의 지지요소들을 포함한다. 이러한 안정장치는 개별 부분의 수가 많다는 단점을 제외함에도 불구하고, 지지요소로 덮여졌을 때, 더 이상 유연하지 않다는 문제점을 갖는다. 단일축 척추경나사를 사용하는 것은 안정장치를 사용하는 것을 더 제한한다. 단일축 척추경나사 대신 다수축 척추경나사들(polyaxial pedicle screws)이 사용되는 유사한 안정장치는 유럽특허 제1188416A1호에 알려져 있다.
미국특허 제2003/0109880A1호에서, 척추용 동적 안정장치는 척추에 고정되는 제1 및 제2 나사를 포함하는 것으로 알려져 있고, 각각의 나사는 스프링들 중 하나가 삽입되며 나사들과 이러한 하나의 스프링을 연결하기 위한 수용부를 갖는다. 스프링 그 자체는 전체적으로 권선들이 촘촘하게 인접되는 인장스프링 형식의 나선형 스프링의 형태로 형성되고 고정나사에 의해 수용부에 고정된다. 그러나 이는 스프링의 탄성으로 인해 스프링이 고정나사에 압력을 인가하고 이로 인해 뼈나사(bone screw)와 스프링 사이의 고정이 느슨해지는 위험이 있다.
따라서 본 발명의 목적은 가능한 가장 단순한, 특히 하나의 부분 또는 연결하기 쉬운 소수의 부분들로 만들어지며, 다른 기능들을 제외하고 임플란트 또는 임플란트의 부위 내에서 일정한 유연성 및 이동성이 보장되는 임플란트들을 제공하는 것이다. 또한, 이러한 임플란트들은 쉽게 제조 및 이식되고 수술시 안전하며 긴 상용기간 및 다양한 적용 가능성을 가지는 것이다.
이러한 본 발명의 목적은 청구범위 제 1 항 또는 제 3 항에 따른 특징을 갖는 임플란트들 및 청구범위 제 19 항에 따른 임플란트의 제조방법에 의해 달성된다. 유리한 실시예들은 종속항의 대상이 된다.
본 발명은 인간 또는 동물의 몸체를 위한 임플란트들의 경우, 기본적으로 임플란트가 몸체 내에서 수행하는 하나 이상의 기능을 실행하는 형태로 선택된다는 지식으로부터 기인한다. 이러한 기능들은 또한 임플란트에 제공되는 일정 정도의 유동성 또는 탄성을 포함한다. 한편, 다른 경우에, 임플란트 내의 탄성 또는 유동성은 기본적으로 필요한 것이 아니나, 아마도 바람직하고 유리할지도 모른다. 이러한 점에 대해서, 유동성 및 탄성의 기능은 다음에서 2차 기능으로 지시되는 한편 모든 다른 기능들은 1차 기능들로 표현될 것이다.
이러한 경우들의 제 1 그룹에서, 종래의 기술은 유동성 및 탄성이 추가의 부분 및/또는 다른 형태의 재료들에 의해 얻어지는 것이다. 본 발명은 연성 또는 유동성이 다른 재료 또는 추가의 분리부분에 의해 얻어지지 않으나, 오히려, 일체 임플란트 또는 임플란트 부분의 경우에, 연성 또는 유동성을 갖는 영역이 재료 오목부들(material recesses)을 위한 설계로부터 얻어지는 다른 방법을 이용한다.
연성 또는 유동성이 완전한 필수기능이 아닌 이러한 경우들의 제 2 그룹에서, 이러한 추가의 기능은 얻어지는 기능들에 의해 특정되는 형태에 더하여 발생하는 대응하는 영역에 대응하는 재료 오목부들을 제공하는 것에 의해 본 발명에 따라 얻어진다.
이러한 방식에서, 추가의 탄성재료들 및 대응하는 연결부분 또는 추가의 분리부분 없이, 임플란트 또는 임플란트의 부분 내에서 연성 및 유동성이 간단하게 얻어질 수 있다. 이러한 점에 대해서, 탄성 또는 유동성의 기능들은 임플란트의 필수기능들에 더하여 제공되거나 필수기능들의 구성요소로서 제공될 수 있다. 특히, 이러한 방식에서 일정 범위 내의 압축 및/또는 팽창 영역, 굽힘이음(bending joint) 또는 비틀림 요소들 등을 간단하고 확실한 방식으로, 특히 일체 임플란트 또는 임플란트 부분에서 실현하는 것이 가능하다.
이에 대응하여, 바람직하게는 일체로 형성된 임플란트가 안정되고, 특히 사용중 의도된 조건에서 휘지 않고, 딱딱하며, 바람직하게는 티타늄, 티타늄 합금, 플라스틱등과 같은 연강성재료(flexible rigid material)를 사용하는 것이 가능하다. 일반적으로, 몸에 거부반응을 유발하지 않거나 또는 몸에 부담을 주는 어떤 붕괴현상(disintegration phenomena)을 보이지 않는 모든 생체적합성재료(biocompatible material)가 후보가 된다.
재료 오목부들(material recesses)은 홈형(groove-shape) 오목부 또는 임플란트 또는 임플란트 부분의 벽에 개방된 틈새들(apertures)의 형태로 제공될 수 있는 것이 바람직하다. 재료 오목부들의 모양, 개수 및 배치는 적재요건(load requirement)의 경우에 따라 조절될 수 있다.
다양한 요구를 만족시키는 전반적인 모양에서, 재료 오목부들은 특히 임플란트 몸체의 주위를 따르는 나선형으로 제공될 수 있고, 재료의 오목부로 인해 나선형 스프링 요소의 인접한 권선들 사이에 자유공간이 형성되는 경우에 나선형 스프링 형태의 모양이 특히 유리해 진다.
특히 유리하게는, 두 개의 재료의 홈들이 이중 트랙(twin-track) 또는 이중비행나사산(two-flight-helixes)으로 형성되어 제공될 수 있다. 나사형 오목부의 구역이 동일한 높이를 갖는다면, 이중피치(double pitch)의 이중나사산 모양의 오목부들이 낮은피치(low pitch)의 나사형 오목부 대신에 제공될 수 있다.
척추 및/또는 추간원판을 위한 공간홀더 및 척추경나사 설비의 연결봉은 그에 대응하게 유연한 임플란트에 특히 적합하고, 또한 환자가 충분히 이동할 수 있게 척수 기둥을 안정시키도록 시스템에서 함께 사용되는 것이 현저히 유리하다.
척추 및/또는 추간원판을 위한 공간홀더는 공간홀더 및 1차 기능으로서 무게이동기능을 제공하지만, 제동효과(damping) 및 유동성은 2차 기능으로서 추가적으로 주어진다.
연결봉에서, 지지 및 연결 기능은 1차 기능으로 언급된다.
임플란트 또는 공간홀더 또는 연결봉에 있어서, 이들을 말단에 제공되는 연결요소뿐만 아니라 중앙의 튜브형 몸체부를 갖는 튜브형 몸체로 형성하는 것이 유리하다고 판명되었고, 튜브형 몸체부의 하나 또는 두 개의 나선형 틈새의 형태로 제공되는 재료 오목부들은 연성을 제공하고, 이러한 부분은 본질적으로 서로의 내부에 배치되는 하나 또는 두 개의 나선형 스프링의 형태를 갖는다. 공간홀더의 연결요소는 공간홀더를 척추와 같은 인접하는 몸체부에 연결하기 위한 말단 및/또는 오목부, 홈, 및 덮개표면의 갈고리형 돌기의 형태인 대응하는 수단을 갖는 것이 바람직하고, 그 결과 공간홀더는 조직(tissue)에 접합되고 조직이 될 것이다. 그러나, 여기서 연결요소의 공동(cavity) 또는 오목부는 튜브형 몸체부의 공간홀더의 연성 및 유동성을 달성하기 위한 재료의 오목부들과 구별되지 않으면 안된다. 연결요소가 척추와 같은 인접한 몸체부에 완전히 접합되므로, 연결요소는 척추의 연성 및 유동성을 제공하지 않는다.
튜브형 몸체를 인접한 몸체부에 연결하기 위한 수단은 튜브형 몸체, 특히 튜브형 몸체의 말단 위에 나사결합될 수 있는 말단 플레이트(end plate)와 같은, 튜브형 몸체의 연장부의 말단에 일체로 또는 분리가능하게 배치될 것이다.
튜브형 몸체에 일체로 연결된 분리가능한 말단 플레이트 또는 말단 플레이트들이 재료 오목부들을 갖는 튜브형 몸체의 주위에 제공될 때, 탄성 또는 유동성을 획득하기 위하여 튜브형 몸체 내에 탄성재료의 적어도 하나의 슬리브가 배치되거나, 적어도 하나의 탄성 코어가 제공되는 것이 바람직하다. 이러한 탄성중합체(elastomer)의 탄성 코어 또는 탄성 슬리브는 튜브형 몸체 또는 공간홀더의 탄성 또는 강성(rigidity)이 정확히 조절될 수 있는 장점을 제공한다. 대응하는 오목부들 및 코어 및/또는 슬리브를 갖는 튜브형 몸체의 모듈형 설비를 통해, 다른 강성을 갖는 다른 구성요소를 사용하는 것은 제동의 의미에서 임플란트의 정확하게 한정된 강성을 단순한 방식으로 달성할 수 있다. 여기에 있어서, 연성을 얻기 위한 재료의 오목부를 갖는 임플란트 부분 및 한정된 강성을 얻기 위한 하나의 유연한 재료로 구성되는 임플란트 부분의 결합은 아주 일반적으로 본 발명의 목적이 된다. 변경된 강성을 얻기 위하여, 구성요소들의 구성만이 변경되어야 하고, 예를 들어, 다른 강성의 다른 코어 또는 다른 슬리브가 유연한 튜브형 몸체에 사용되어야 한다. 비록 슬리브 및 코어가 유연한 튜브형 몸체에 함께 동시에 사용될 수 있다고 생각할 수 있지만, 유연한 튜브형 몸체는 대체로 단순화 하기 위해 튜브형 몸체 및 코어 또는 튜브형 몸체 및 슬리브의 결합만이 될 것이다. 여기서, 슬리브는 또한 바람직하게는 나선형 오목부을 갖는 튜브형 몸체를 외부의 영향에 대해 보호하는 장점이 있으나, 이에 반해 코어가 사용될 때, 코어가 튜브형 몸체에 의해 보호된다.
코어 및 슬리브 모두는 말단 플레이트의 설비에 의해 튜브형 몸체의 말단부들에 고정될 수 있는 것이 유리하고, 슬리브의 설비의 경우, 말단 플레이트는 튜브형 몸체를 넘어 돌출되어 튜브형 몸체보다 큰 직경을 갖는 것이 바람직하다. 말단 플레이트는 일측면이 적어도 부분적으로 튜브형 몸체에 일체로 연결되어 비커모양(beaker-like shape)이 얻어진다. 또한, 말단 플레이트는 일측면 또는 양측면 중 어느 하나가 튜브형 몸체에 분리가능하게, 예를 들어 나사결합 또는 나사산연결(thread connection)에 의해 연결될 수 있다. 여기서, 외부나사산(external thread)은 말단 플레이트 및 튜브형 몸체 양쪽에 제공될 수 있다.
바람직하게는, 임플란트 또는 유연성 및 이동성을 얻기 위한 재료의 오목부들을 갖는 튜브형 몸체는 공간홀더의 길이축을 따라 0.5 내지 20%로, 특히 1 내지 15% 로 길이방향으로 팽창 또는 압축가능하고, 공간홀더의 길이축에 직교하는 방사축(radial axis)에 대해 구부릴 수 있어, 인접한 몸체부는 길이축에 대해 대략 0.5 내지 10°, 특히 1 내지 6 °만큼 회전될 수 있다. 또한, 바람직한 실시예에서, 길이축에 대해 0.5°내지 2.5°의 비틀림이동이 가능하다.
연성 임플란트의 다른 유리한 적용에서, 단일축 또는 다수축 척추경나사 배치 사이의 연결봉은 척추경나사 배치들 사이의 영역에서 대응하는 재료 오목부들의 배열에 의해 중공몸체(hollow body)인 봉의 구조에 의해 특히 적어도 부분적으로 강제될 수 있는 일정 연성 및 유동성을 가질 수 있다. 다른 심각한 추간원판 결함을 갖는 경우, 봉형요소(rod-shaped element)는 특히 연속된 척추를 안정시키고 이동성을 한정하는 데 사용될 수 있다. 이러한 속성들은 제조하는 동안에 봉형요소의 치수를 변경함으로써 간단한 방식으로 실현될 것이다.
예를 들면, 이러한 임플란트는 튜브형 몸체로부터 간단한 방식으로 제조되며, 하나 이상의 재료 오목부들은 기계적 또는 화학적 밀링, 방전가공(EDM; Electric Discharging Machining), 레이저처리(laser treatment) 또는 다른 방식에 의해 튜브형 몸체의 벽에 일체로 형성될 수 있다.
튜브형 몸체가 고체실린더(solid sylinder)와 같은 고체몸체가 되는 한, 앞서의 또는 다음의 제 2 단계에서, 특히 재료 오목부 또는 재료 오목부들과 동축을 갖는 천공홀(bore hole)을 형성하는 것이 가능하며, 나선형 스프링 모양은 탄성 영역에 형성되는 것이 바람직하다. 파이프재료가 사용될 때, 코어의 드릴작업이 적용될 수 있다.
바람직하게는, 재료 오목부는 두 개의 오목부들이 하나의 공정단계에 포함될 수 있으므로 파이프형 몸체의 레이저처리에 의해 형성될 수 있다. 다시 말해, 레이저에 의해 파이프형(예를 들어, 정사각형 파이프) 몸체를 직접 관통하도록 천공하는 것에 의해 두 개의 측면들에 천공홀을 동시에 형성하는 것이 가능하다. 몸체를 동시에 회전 및 전진하는 것은 이중비행나사산을 형성한다.
추가의 양태에 있어서, 본 발명은 뼈에 고정시키기 위한 고정부(anchoring section) 및 봉형요소에 연결되기 위한 수용부를 각각 가지는 적어도 두 개의 뼈고정요소(bone-anchoring element)를 연결하기 위한 봉형요소를 제시하고, 봉형요소는 하나의 부분으로 형성되는 적어도 하나의 강성 부분(rigid section) 및 탄성 부분(elastic section)을 가지고, 탄성 부분은 나선형 스프링과 같이 형성되고, 탄성부분의 대향 말단은 강성 부분에 인접하고, 제 2 강성 부분은 탄성 부분에 인접하게 제공되고, 탄성 부분의 외경은 적어도 하나의 위치에서 강성 부분의 외경과 다르고, 탄성 부분은 적어도 어떤 부분에서 봉의 축에 직교하는 일정 방향에서 다른 방향에서보다 더 작은 외경을 가지고, 탄성 부븐의 외경이 다양하고, 탄성 부분은 코어를 가지며, 봉형요소를 관통하여 당겨지는 동축천공홀(coaxial bore hole)이 제공된다.
또한 다른 양태에 있어서, 본 발명은 뼈에 고정시키기 위한 고정부와 수용부를 각각 가지는 적어도 두 개의 뼈고정요소 및 뼈고정요소들을 연결하기 위한 상기 봉형요소를 가지는 뼈고정장치를 제시하고, 특히 뼈고정요소는 단일축뼈나사(monoaxial bone screw) 또는 다수축뼈나사(polyaxial bone screw)가 된다.
또한, 본 발명은 봉형요소를 제조하는 공정을 제시하며, 제조 공정은:
a) 강성봉을 제공하는 단계;
b) 바람직하게는 재료제거방법에 의해 강성봉의 자유단으로부터 소정의 거리를 두고 강성봉의 적어도 일부에 길이방향으로 나선형 스프링부를 형성하는 단계; 를 포함하며,
나선형 스프링부는 특히 축방향 또는 왼쪽에서 천공되는 코어, 및/또는 탄성부의 적어도 하나의 영역에 비원형단면(noncircular cross-section)을 형성하도록 탄성 부분의 길이방향에서 제거되는 한정된 재료영역, 및/또는 탄성 부분에 대해 감소되는 강성부분의 직경을 갖는다.
본 발명은 특히 뼈 또는 척추안정장치에 사용되는 탄성 요소를 제시하고, 서로 대향하는 제 1 및 제 2 말단을 갖는 본질적으로 원통형몸체가 제공되며, 상기 몸체의 대향말단들은 각각 동축홀(coaxial hole)을 포함하고 대향 말단들 중 적어도 하나는 샤프트 및/또는 뼈나사(bone screw)의 머리에 연결하거나 또는 봉부(rod section) 또는 플레이트(plate)에 연결하기 위한 내부나사산을 포함하고, 여기서 특히 내부나사산은 각각 양 말단에 제공된다.
또한, 본 발명은 뼈 또는 척추안정장치에 사용되는 탄성 요소를 제시하고, 서로 대향하는 제 1 및 제 2 말단을 갖는 본질적으로 원통형몸체가 제공되며, 상기 원통형몸체의 제 1 말단은 샤프트 또는 뼈나사의 머리에 연결하거나, 봉부에 연결하거나 또는 플레이트에 연결하기 위한 외부나사산을 갖는 원통형돌기(cylindrical projection)를 포함한다.
상기 원통형몸체의 제 2 말단은 샤프트 또는 뼈나사의 머리에 연결하거나, 봉부에 연결하거나 또는 플레이트에 연결하기 위한 외부나사산을 갖는 원통형돌기를 포함하는 것이 유리하다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 탄성요소는 제 2 말단에 인접한 동축천공홀 및/또는 제 2 말단에 인접한 동축천공홀의 일부의 샤프트 또는 뼈나사의 머리에 연결하거나, 봉부에 연결하거나 또는 플레이트에 연결하기 위한 내부나사산을 포함한다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 탄성요소는 천공홀(bore hole)이 전체 길이에 걸쳐 연장되고 및/또는 몸체가 원통축(cylinder axis)의 방향으로 나선형으로 연장되는 벽에 연속된 동축천공홀 및 오목부를 구비한 관모양으로 제공되며, 여기서 오목부는 방사방향(radial direction)에서 천공홀에서 마감되는 것을 특징으로 한다.
또한 다른 바람직한 실시예에 따르면, 탄성 요소는 코어에 천공홀이 구비되고/되거나 탄성요소에 나선형스프링이 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한 다른 바람직한 실시예에 따르면, 탄성요소는 생체적합성재료(body-compatible material), 특히 티타늄으로 제조된다.
본 발명은 특히 상기한 탄성요소를 갖는 뼈고정요소를 제시하고, 뼈고정요소는 탄성요소의 일측말단에 연결되는 뼈나사산을 갖는 샤프트 및 뼈나사의 말단부(end piece), 특히 탄성요소의 타측말단에 연결되는 뼈나사의 머리를 포함한다.
본 발명은 특히 두 개의 뼈고정요소를 탄성요소로 연결하기 위한 봉형요소 및 탄성요소의 일측말단에 연결되는 제 1 강성봉부(first rigid rod section)를 제시하고, 여기서 제 2 강성봉부는 탄성요소의 타측말단에 연결된다.
본 발명은 특히 상기 연성요소 또는 탄성요소에 연결하기 위한 외부나사산 또는 플레이트의 적어도 하나의 말단에 내부나사산이 형성된 천공홀(bore hole)을 갖는 원통형돌기를 구비한 플레이트(plate)를 제시한다.
본 발명은 특히 상기한 봉형요소에 의해 서로 연결된 적어도 두 개의 뼈고정요소를 갖는 뼈들, 뼈 부분 또는 척추(spinal colunm)의 동적 안정화(dynamic stabilization)를 위한 안정장치를 제시한다.
본 발명은 특히 탄성요소의 제조방법을 제시하고, 제조방법은:
(a) 튜브형 몸체를 제공하는 단계; 또는
(b) 원통형 몸체를 제공하는 단계;
(c) 원통 또는 튜브형 몸체의 주축에 동축으로 연장되는 나사산을 따라 금속절삭(metal-cutting)에 의해 재료를 제거함으로써 외측면에 나선형 오목부를 형성하는 단계;
(d) 원통 몸체의 주축을 따라 천공홀을 형성하는 단계;
(e) 천공홀 또는 튜브형 몸체의 제 2 말단부의 내부나사산을 형성하는 단계; 를 포함하며,
(d) 단계의 천공홀의 내부지름은 (c) 단계의 금속 절삭에 의해 형성된 원형몸체의 외측면 벽에 오목부가 방사방향에서 천공홀에서 마감되는 것과 같이 선택된다.
천공홀의 다른 말단부에 내부나사산이 형성된다.
본 발명은 특히 탄성요소의 제조방법을 제시하고, 제조방법은:
(a) 원형몸체를 제공하는 단계;
(b) 금속절삭 회전에 의하여 원형몸체의 각각 두 개의 말단 위에 외부 나사산을 갖는 하나의 원형 돌기를 형성하는 단계;
(c) 원통의 주축에 동축으로 연장되는 나사산을 따라 금속절삭(metal-cutting)에 의해 재료를 제거함으로써 외측면에 나선형 오목부를 형성하는 단계;
(d) 원형몸체의 주축을 따라 천공홀을 형성하는 단계;를 포함하고,
(F) 가공(milling), 런아웃(runout)에 의해 천공홀의 내부에 예리한 단부를 제거하기 위하여 천공홀을 형성한 후에 나선형 오목부를 마무리하는 단계; 및
(g) 탄성요소를 디버링(deburring)하고 그때 형성하는 단계;를 더 포함한다.
본 발명은 특히 탄성요소의 제조방법을 제시하고, 제조방법은:
(a) 제 1 및 제 2 말단을 갖는 튜브형 몸체를 제공하는 단계;
(b) 제1 및 제 2 말단을 갖는 원형몸체를 제공하고 그리고 원형몸체의 적어도 제 1 말단에 인접한 상기 천공홀을 갖는 원형몸체의 주축에 동축으로 천공홀을 형성하는 단계;
(c) 방전가공, 레이저처리 또는 워터젯(water jet)처리에 의해 원형 몸체의 주축에 동축으로 연장하는 나선을 따라 오목부를 절단하는 단계; 및
(d) 금속절삭 회전에 의해 (a) 또는 (b) 단계에서 제공된 원형 또는 튜브형 몸체의 소정에 외부 지름보다 작은 지름을 갖는 원형돌기를 형성하고, 그리고 원형몸체의 제 1 말단에서 원형돌기의 표면 위에 외부나사산을 형성하거나, 원형몸체 또는 튜브형 몸체의 제 1 말단에 인접한 일부(section adjacent)에 천공홀에서 내부나사산을 형성하는 단계;를 포함하며,
특히 (b) 단계에 형성된 천공홀은 원형몸체의 제 1 말단에서 제 2 말단까지 연장된다.
또한 다른 바람직한 실시예에 따르면, 방법은 원형몸체의 제 2 말단에 인접한 일부에 천공홀에서 내부나사산을 형성하는 단계를 더 포함한다.
또한 다른 바람직한 실시예에 따르면, 방법은 금속절삭 회전에 의해 원형 또는 튜브형 몸체의 소정의 외부 지름보다 작은 지름을 갖는 제 2 원형돌기를 형성하고 그리고 원형 또는 튜브형 몸체의 제 2 말단에서 제 2 원형돌기의 표면 위에 외부나사산을 형성하는 단계를 더 포함한다.
본 발명은 특히 탄성요소의 제조방법을 제시하고, 제조방법은:
(a) 제 1 및 제 2 말단을 갖는 원형 또는 튜브형 몸체를 제공하는 단계;
(b) 금속절삭 회전에 의해 (a) 단계에서 제공된 원형 또는 튜브형 몸체의 소정의 외부지름보다 작은 지름을 갖는 원형돌기를 형성하고, 그리고 원형몸체의 제 1 및 제 2 말단에서 원형돌기의 표면 위에 외부나사산을 형성하는 단계; 및
(c) 방전가공, 레이저처리 또는 워터젯(water jet)처리에 의해 원형 몸체의 주축에 동축으로 연장하는 나선을 따라 오목부를 절단하는 단계;를 포함하며,
특히 나선형 오목부의 두개 런아웃은 4분의 1 원 형상으로 제공된다.
본 발명의 추가의 이점, 특징 및 특성은 첨부된 도면을 참고로한 두 개의 실시형태의 상세한 설명으로부터 명확해진다.
도 1은 척추 또는 추간원판을 위한 공간홀더의 3차원 도면;
도 2는 도 1에서 공간홀더의 측면도;
도 3은 도 1 및 도 2에서 공간홀더의 상세한 측면도;
도 4a 내지 도 4c는 추가의 공간홀더의 도면;
도 5a 내지 도 5c는 세번째 공간홀더의 도면;
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 몸체의 제조단계를 나타낸 도면;
도 7은 연결봉 및 공간홀더를 갖는 두 개의 척추경나사의 3차원 도면;
도 8은 연성 연결봉을 갖는 척추경나사에 의해 측면 설비 사이에 배열된 공간홀더를 갖는 두개의 인접한 척주의 3차원 도면;
도 9는 본 발명에 따른 봉형요소를 갖는 안정장치의 개략적인 3차원 도면;
도 10은 도 9에 따른 봉형요소의 3차원 도면;
도 11a는 도 9에 따른 봉형요소의 측면도;
도 11b는 도 9에 따른 봉형요소의 단면도;
도 12a는 봉형요소와 뼈고정요소 사이에 연결의 3차원 도면;
도 12b는 봉형요소와 뼈고정요소 사이에 연결의 단면도;
도 13은 추가 실시예에 따른 봉형요소의 측면도;
도 14는 추가 실시예에 따른 봉형요소의 측면도;
도 15는 90° 회전된 도 14의 봉형요소의 측면도;
도 16은 추가 실시예에 따른 봉형요소의 3차원 도면;
도 17은 도 16에 따른 봉형요소의 측면도;
도 18은 추가 실시에에 따른 봉형요소의 단면도;
도 19는 봉형요소를 갖는 본 발명의 안정장치의 작용을 나타낸 도면;
도 20은 도 19에 따른 봉형요소의 측면도;
도 21은 두 번째 상태로 도 19에 따른 봉형요소를 갖는 안정장치의 3차원 도면;
도 22는 도 21의 봉형요소의 측면도;
도 23은 안정장치의 추가 적용을 나타낸 도면;
도 24는 안정장치의 추가 적용 실시예를 나타낸 도면;
도 25a는 연성 봉형요소의 추가 실시예의 측면도;
도 25b는 도 25a의 연성 봉형요소의 단면도;
도 26a는 연성 봉형요소의 제 1 적용예를 나타내는 도면;
도 26b는 도 26a의 변형를 나타낸 도면;
도 27은 도 25a 및 25b의 연성 봉형요소를 갖는 뼈고정요소를 나타낸 도면;
도 28은 각각 연성요소를 포함하는 두 개 세부분 뼈고정요소와 하나의 봉형요소로 구성된 안정장치를 나타내는 도면;
도 29는 연성 봉형요소의 추가 실시예의 측면도;
도 30은 연성 봉형요소의 추가 실시예의 측면도;
도 31a는 다른 실시예에 따른 연성 봉형요소의 측면도;
도 31b는 90°로 회전된 도 31a의 연성 봉형요소의 측면도;
도 32는 연성 봉형요소의 단면도;
도 33은 본 발명의 추가 실시예에 따른 연성 봉형요소를 나타낸 도면;
도 34는 본 발명의 추가 실시예에 따른 연성 봉형요소를 나타낸 도면;
도 35a는 본 발명에 따른 봉형요소, 연성요소 및 플레이트로 구성된 접합요 소의 분해 조립도;
도 35b는 A-A 방향에 따른 도 35a의 플레이트의 단면도;
도 36은 연성요소에 의해 플레이트를 연결하는 플레이트 및 봉형요소가 뼈고정요소에 의해 척추에 각각 고정된 도 35a 및 도 35b의 플레이트의 적용 실시예를 나타낸 도면;
도 37a는 골반뼈를 위한 동적인 안정장치로 본 발명에 따른 연성 봉형요소의 적용상태를 나타낸 단면;
도 37b는 도 37a의 안정장치에 사용된 뼈고정요소의 단면도; 및
도 38은 와이어 컷 방전가공, 레이저처리 또는 워터젯처리에 의해 제작된 본 발명에 따른 스프링 요소를 나타낸 도면이다.
도 1은 본 발명에 따라 척추 또는 추간원판을 위한 공간홀더의 형태에 임플란트의 제 1 실시예의 3차원 도면이다. 공간홀더(10)는 원형몸체(1) 및 인접한 체내부 즉 예컨대 인간 몸의 뼈 또는 연골에 공간홀더(10)를 연결하기 위한 원형몸체(1)의 말단에 제공된 두 개의 연결요소(2)를 갖는다.
원형몸체(1)의 말단에 배치된 연결요소(2)는 도시된 실시예와 동일한 형태를 가지며, 그러나 다른 형태를 또한 가질도 수 있다. 연결요소(2)는 연결요소 말단의 각 자유단에 이식 장소에서 인접한 몸 조직과 맞물릴 수 있는 톱니모양(3)을 갖는다.
톱니모양(3)은 공간홀더(10)의 양 말단에 삼각형 오목부(5)로 형성되며, 따 라서 인접한 몸 조직과 맞물릴 수 있고 그리고 고정될 수 있게 사다리꼴 톱니모양(3)이 형성된다.
게다가, 연결요소(2)는 연결요소(2)의 전체 원형 표면 주위에 서로 인접하도록 구비된 다이아몬드형 홀(4; 도 2 참조)을 갖는다. 결과적으로, 각각의 연결요소는 사다리꼴 톱니모양(3)이 형성되도록 절단된 필릿(6)에 의해 형성된 다이아몬드의 팁을 갖는 다수의 다이아몬드형을 서로 연결시키는 필릿(6, fillet)에 의해 자체적으로 다시 형성된다.
도시된 실시예에서, 원형의 각 말단위에 연결요소(2) 사이에 튜브형 몸체(1)는 나선형 재료 오목부(7)를 가지며, 따라서 벽(11, 도 3 참조)이 나선형으로 나타난다. 비록 공간홀더(10) 그 자체가 본질적으로 티타늄 또는 티타늄 합금과 같은 딱딱한 금속으로 형성될 지라도 공간홀더(10)가 중공의 원형으로 전체적으로 다르게 형성되므로, 재료 오목부(7)를 갖는 연결요소(2) 사이에 튜브형 몸체(1)는 탄력 있는 영역 또는 유동 영역을 의미한다. 재료 오목부(7)에 의하여, 공간홀더(10)는 분리된 탄력성 또는 유동성을 얻기 위해 이 영역에 분리된 탄력 재료의 제공이 없는 것이 가능한 튜브형 몸체(1) 영역에서 탄성과 관련된 설계를 수용한다. 특히, 이것은 서로 고정할 수 있게 만들어진 몇개 부분으로부터 공간홀더를 제작하는 것을 피할 수 있다.
관통한 나선형 재료 오목부(7)는 공간홀더(10)의 길이 축(9)을 따라 튜브형 몸체(1)의 팽창성 및 압축성 그리고 예컨대 축(8; 도 2)로 도시된 길이 축(9)과 수직한 회전축에 대한 굽힘성을 간단한 방식으로 얻게 된다. 여기서, 재료 오목 부(7)의 나선형은 많은 다양한 방향으로 균형잡힌 탄력성 또는 유동성을 용이하게 하는 그 자체 가치를 입증한다. 물론, 그러나, 재료 오목부의 다른 형태 및 이들 재료 오목부의 상이한 개수 및 배치는 가능하고 그리고 가능한 각각의 경우 또는 적재 프로파일에 적합한 해법을 갖는 것을 생각할 수 있다.
도 4는 세 개로 상이하게 분해된 3차원 도면을 아래 도면 4a 내지 4c에 나타내고 그리고 튜브형 몸체(101)와 일체로 연결된 말단 플레이트(125)에 의해 하측 상에 튜브형 몸체를 가지며 따라서 봉합되어 비커와 같은 형태를 초래하는 공간홀더(100)의 제 2 실시예의 단면도 4b를 나타낸다.
튜브형 몸체(101)는 그 자체 벽(111)에 본 발명에 따라 튜브형 몸체(101)에 일정한 연성을 주는 나선형 오목부(107)을 갖는다.
공간홀더(100)의 단단함을 정확하게 조절할 수 있다면, 튜브형 몸체(101) 내부에는 튜브형 몸체(101)에 말단 플레이트(125)에 의해 하측 상에 그리고 튜브형 몸체(101)에 말단 플레이트(126)에 의해 상측 상에 수용되며 탄성중합체 재질의 교환할 수 있는 코어요소(130)가 구비된다.
공간홀더의 상측 상에 말단 플레이트(126)는 튜브형 몸체(101)의 내부 상부 말단 상에 튜브형 몸체(101)의 내부나사산(128)으로 나사 결합될 수 있는 외부나사산(127)을 갖는다. 말단 플레이트(126)는 벽(111)에 대응하여 단단히 놓인 숄더(shoulder)를 갖는다. 톱니모양(103)은 벽(111)의 말단 모든 주위에 구비되고 말단 플레이트(125, 126)을 넘어 돌출되며 그 위치에서 견고하게 공간홀더를 수용하기 위하여 인접한 조직과 맞물릴 수 있다.
말단 플레이트(126)는 말단 플레이트(126)가 튜브형 몸체(101)로 나사 결합될 수 있는 맞물림개방(129)을 갖는다.
도 5는 공간홀더의 세번째 실시예를 3차원 분해사시도로 아래 도면 5a 내지 5c에 나타내며, 아래 도면 5b는 3차원 단면도를 나타낸다. 도 5의 실시예에서, 튜브형 몸체(201)는 몸체벽(211)에 나산형 오목부(207)를 다시 갖는다.
하측 상에, 튜브형 몸체(201)는 일체로 배치된 말단 플레이트(225)에 의해 다시 폐쇄되고, 따라서 다시 비커형의 튜브형 몸체(201)가 생긴다. 일반적으로 말단 플레이트(225)는 나선형 재료 오목부(207)가 배치된 튜브형 몸체(201)보다 큰 외부 지름을 가지며 형성된다. 그 때문에 탄성중합체 재질의 튜브형 슬리브(230)용 저장소를 형성하는 숄더를 형성한다. 탄성의 슬리브(230)는 튜브형 몸체가 슬리브에 의해 완전히 감싸도록 튜브형 몸체(201)를 밀어낸다. 상부말단 상에, 말단 플레이트(226)는 나사 연결에 의해 튜브형 몸체(201)에 나사 결합된다. 이점에 있어서, 말단 플레이트(226)의 외부나사산(227)은 튜브형 몸체(201)의 내부나사산(228)과 맞물리며, 따라서 슬리브(230)가 말단 플레이트(225, 226) 사이에 견고하게 수용된다. 간단하게 교환되는 슬리브(230)에 있어서, 슬리브(230)는 또한 코어(130) 교환과 유사한 방식으로 전반적으로 강성을 조절하는 역할을 하며, 전체 임플란트(100, 200)의 강성을 간단하게 변화하는 것이 가능하다.
공간홀더를 단단하게 고정시키도록 인접한 조직과 맞물리는 역할을 하는 피라미드형 톱니모양(203)은 말단 플레이트(226, 225) 상에 구비된다.
리드(226)는 또한 말단 플레이트(226)가 튜브형 몸체(201)로 나사 결합될 수 있는 맞물림개방(229)을 갖는다.
도 6은 레이저처리에 의해 레이저 빔(331)이 파이프(301)로 간단하게 두 개의 재료 오목부(307, 337)를 안내할 수 있는 실시 형태를 나타낸다.
도 6a에서 볼 수 있는 것처럼, 파이프(301)는 평면도에서 또한 명백해지는 것처럼 레이저 빔(331)으로 처음에서 끝까지 첫째로 천공홀을 천공하고 따라서 두 개 개방(332, 333)이 형성된다. 그때에 파이프의 회전 및 화살표에 따른 동시 전진에 의해, 도 6b에 나타난 것처럼, 개방(332), 재료 오목부(307)로부터 시작 및 개방(333), 재료 오목부(337)로부터 시작이 통합된다. 결과적으로 두 개의 평행한 재료 오목부가 생성되고, 서로의 내부에 배치된 이중 트랙, 두 개의 피치 나선스프링 또는 나선스프링 영역이 형성된다.
본 발명의 연성 임플란트의 추가 실시예가 도 7에 나타낸다. 도 7은 연결봉(20)에 의해 서로 연결되며 각각의 척추경나사(13, 15)를 갖는 척추경나사배열(12, 14)의 3차원도면을 나타낸다. 연결봉(20)은 연성 임플란트처럼 설계되고, 연결봉이 척추경나사배열에 의해 수용되는 탄력 또는 유동영역(18)에서 더욱 정확하게 설계된다.
나선형 재료 오목부(19)는 연결봉(20)의 연성영역(18)에 구비되고 그리고 연결봉(20)의 길이 축(21) 주위에 연장된다.
연결봉(20)이 중공의 원형으로 설계되므로, 탄성영역(18)은 본질적으로 나선형을 또한 갖는다.
도 7에 나타난 본 발명의 연결봉을 제작하기 위하여, 고체실린더 또는 생체 적합성재료의 봉은 이를테면 티탄늄 합금을 사용할 수 있다. 이 고체봉은 요구영역(desired)에서 바꿔 말하면 연성영역(18)에서 기계적 또는 화학적 가공에 의해 또는 레이저처리에 의해 제 2 단계 재료 오목부(19)안에 통합된다. 이 종류의 연결봉은 이미 연성영역(18)에서 탄성력이 증가될 것이며 그리고 그런것과 같이 사용될 수 있다.
연성영역(18)에서 가능한 탄성 또는 유동성은 또한 기계적으로 또는 화학적으로 연결봉의 길이 축(21)을 따라 통합한 천공홀에 의하여 추가로 강화할 수 있으며, 따라서 봉(20)이 중공의 원형 또는 파이프형을 갖는다.
천공홀의 직경이 연결봉의 잔존한 벽이 소정의 통합된 재료 오목부(19)의 깊이 보다 작게 선택된다면, 그때 개방 틈새는 홈형 오목부를 대신하여 연성영역(18)에 존재하고 그리고 이것은 마찬가지로 나선형을 본질적으로 수용한다. 비록 이 마지막에 언급한 형태가 바람직한 실시예라 할지라도, 단지 제공된 재료 오목부를 갖는 공정단계, 즉 중공의 몸체와 같이 홈형 오목부 또는 추가적 형태는 가능한 하나를 선택해야 한다.
도 8은 제 2 실시형태의 적용상태 즉, 두 개의 척추(22, 23) 사이에 공간홀더(10)의 배치 및 인간 체내의 척수 기둥 상에 두 개의 척추경나사배열(12, 14) 사이에 연성연결봉(20)의 공급을 나타낸다. 이 도면에서 쉽게 볼 수 있는 것처럼, 임플란트의 연성형성은 대응하는 영역에 척수 기둥의 일정한 유동성으로 초래하고, 특히 결합된 적용상태에서 환자를 위한 위안을 실질적으로 증가시키기 위해 안내하는 사실을 초래한다.
도 9 내지 도 38은 추가의 실시형태 및 연성 임플란트의 적용영역 특히 척수 기둥을 위한 안정장치에 연결봉을 나타낸다.
도 9에 나타난 것처럼, 도시된 적용상태에서 안정장치는 봉형요소(401) 및 봉형요소에 의해 서로 연결된 두 개의 척추경나사(402, 403)를 포함한다. 척추경나사(402, 403)는 사이에 손상된 추간원판(406)이 위치된 두 개의 인접한 척추(404, 405)의 경부에 고정된다.
본 발명의 봉형요소(401)는 일체로 형성된다. 제 1 실시예에 따라, 도 10, 11a 및 11b에 도시된 것처럼, 모든 부분에 동일한 외부 지름을 가지고, 소정의 길이를 위해 그 자체 제 1 말단으로부터 늘어난 제 1 강성 부분(407)과 소정의 길이를 위하여 그 자체 제 2 말단으로부터 늘어난 제 2 강성 부분(408)과 강성 부분(407, 408) 사이에 소정의 길이로 늘어난 탄성 부분(409)을 갖는다. 더욱이 소정의 지름의 동축 천공홀(410)이 봉형요소를 통하여 연장된다. 탄성 부분(409)은 소정의 피치의 나사산(411)을 갖는 나선형으로 형성된다. 봉형요소의 길이 축(A)의 방향에서 탄성 부분(409)의 나사산(411)의 높이, 방사방향에서 나사산(411)의 두께를 결정하는 동축 천공홀(410)의 지름 및 피치는 요구 강성이 봉형요소(411) 상에 작동하는 축힘, 구부림 힘 및 비틀림 힘쪽으로 얻을 수 있게 선택된다.
도 9, 도 12a 및 도 12b에서 볼 수 있는 것처럼, 안정장치의 척추경나사(402, 403)는 공지된 방식에서 뼈나사를 갖는 나사산샤프트(412) 및 봉형요소를 삽입하기 위한 U형 오목부(415)을 갖는 원형저장소(413)를 갖는다. 저장소(413)에 강성 부분(407, 408)을 고정하기 위하여, 저장소로 나사결합할 수 있는 공지된 방 식으로 내부나사산(414)이 제공된다. 척추경나사는 다수축(polyaxial) 나사와 같이 형성되는 것이 바람직하다. 축길이 및 봉형요소(401)의 강성 부분(407, 408)의 지름은 그 자체 강성 부분(407, 408)을 갖는 봉형요소(401)가 척추경나사(402, 403)에 접합할 수 있는 치수로 만든다. 그러므로 강성 부분(407, 408)의 길이는 적어도 개략적으로 봉형요소를 고정하기 위해 제공되는 내부나사산(414)의 지름에 대응한다. 척추경나사(420)의 저장소(413')의 경우에서, 봉형요소가 위에서 삽입되지 않고, 그러나 반대로 측면에서 개방(421)안으로 밀어내는 강성 부분의 길이는 또한 저장소(413')에 봉형요소가 고정되는 적어도 개략적인 고정요소(414)의 지름에 대응한다.
도 9에 나타난 안정장치의 실시예에서, 봉형요소(401)의 탄성 부분(409)의 길이는 추간원판(406)의 하역 상태에서 척추경나사(402, 403) 사이 간격에 대응하는 것과 같이 선택된다. 그러나 탄성 부분(409)은 길거나 또는 짧을 수 있다.
봉형요소(401)는 티타늄 또는 생체에 적합한 플라스틱과 같은 생체적합성재료로 만들어지며, 그러나 생체적합성재료는 탄성중합체의 특성을 거의 가지지 않는다.
작동 중, 제 1 척추경나사(402, 403, 420)는 경부에 인접한 척추로 나사결합되고 그리고 그 때에 그 자체 강성 부분(407)을 갖는 봉형요소(401)는 척추경나사(402, 403, 420)의 수용부(413, 413')로 각각 삽입된다. 서로에 관하여 척추(404, 405)에 위치하고 그리고 봉형요소에 관하여 척추경나사(402, 403, 420)를 조정한 뒤에, 강성 부분(407, 408)은 수용부(413, 413')에 고정된다. 적용상태에서 서로에 관하여 척추(404, 405)의 위치는 봉형요소(401)의 탄성 부분(409)이 추간원판(406)의 하역 상태에서 정지하고 있는 위치로 있는다. 적재가 적용될 때, 힘은 척추와 추간원판 장치를 통하여 추간원판(406)에 작용한다. 봉형요소(401)는 서로에 관하여 척추의 다수축성 이동을 제한하고 따라서 탄성 부분(409)을 통하여 추간원판 상에 작용하는 과도한 큰 힘을 예방한다. 그러므로, 조금 또는 적당히 불완전한 추간원판의 축퇴과정을 멈출 수 있다. 선택적으로, 지시에 따라, 소정의 척추 분리는 이와 같은 방법에서 추간원판을 경감하도록 안정장치를 통하여 척수 기둥의 하역 상태에서 이미 실행되어 왔다. 선택적으로, 지시에 따라, 뼈나사는 직접 척추몸에서 측면으로 고정될 수 있다.
도 13에 나타난 실시예에서, 전술한 실시예에서처럼, 봉형요소(500)는 강성 부분(507, 508) 및 강성 부분(507, 508) 사이에 일체로 연결된 나선스프링의 형태의 탄성 부분(590)을 갖는다. 탄성 부분(590)의 지름이 강성 부분(507, 508)의 지름보다 큰 이것은 제 1 실시예와 다르다. 따라서, 더 큰 강성은 제 1 실시예에 따른 봉형요소의 강성에 대하여 획득된다. 작동은 제 1 실시예하에 주어지는 것과 같다.
도 14 및 도 15는 봉형요소(501)의 추가 실시예를 나타낸다. 강성 부분(507, 508) 사이에 제공된 탄성 부분(591)이 180°에서 서로 상쇄되고 봉축으로 오목면 형태의 두 개의 영역(592)를 갖는 이것은 전술한 실시예의 봉형요소(401, 500)와 다르다. 봉축 방향에 영역(592)의 길이 L은 탄성영역(591)의 길이와 거의 동일하고 그리고 곡률의 반지름은 나선스프링의 나사산이 중단되지 않는 것과 같은 것이다. 이 구성의 결과로, 탄성 부분(591)은 봉축(A)에 수직방향(B)에 웨이스트(waisted)이고 그러므로 이 방향에 낮은 강성을 갖는다. 결과적으로 일정한 적용을 위해 적응된 강성이 획득된다.
작동은 전술한 실시예에서와 같이 봉형요소(501)가 원주방향으로 척추경나사에 적응된 방식으로 첨부할 수 있는 유일한 차이점으로 시작한다. 스프링부분의 면적의 선택에 의해, 원하는 강성은 정확하게 선택할 수 있고 조정할 수 있다.
도 16 및 도 17에 나타난 추가 실시예에서, 봉형요소(502)는 일정한 연성 탄성력을 가지며 탄성 부분(593)을 통하여 동축으로 연장한 원형 코어(511)를 갖는다. 코어(511)의 지름은 코어가 천공홀(510)로 밀고 들어간 후에 포근하게 수용되는 직경이다. 이 코어는 봉형요소와 동일한 재료로 구성되는 것이 바람직하며, 그러나 연성 플라스틱으로 또한 구성할 수 있다.
변형으로, 코어(511)는 강성 부분(507, 508) 및 탄성 부분(593)의 나선스프링의 나사산과 일체로 연결된다.
코어(511)는 전술한 실시예와 비교되는 봉형요소(502)의 연강성보다 크게 달성한다. 그러므로, 이 실시예에서, 강성은 탄성 부분에 지름보다 크게 갖는 봉형요소(500)와 비슷하게 획득될 수 있다. 연강성은 더욱이 지름의 선택 및/또는 코어의 재료에 의해 조정할 수 있다.
작동은 전술한 실시예에서와 같이 진행된다. 그러나, 전술한 실시예와 다르게, 축방향 및 비틀림에 탄성 부분(593)의 압축 또는 팽창은 치수로 잴 수 있게 감소된다. 바람직하게, 단지 연성 이동은 일정한 적용을 위하여 유리하다는 사실을 인정한다.
도 18에 나타난 추가 실시예에서, 봉형요소(503)는 전술한 실시예처럼 강성 부분(507, 508) 및 탄성 부분(590)을 갖는다. 동축 천공홀(510)은 장력하에서 고정요소 예컨대 고정나사(clamping screws, 153)에 의해 강성 부분(507, 508)에 부착되는 장력요소(512) 예컨대 와이어가 구비된다. 작동중에, 이것은 탄성 부분(590)을 프리스트레스(pre-stress) 가능하게 만든다.
기술된 실시예의 특징은 서로 결합할 수 있다. 예를 들어, 봉형요소(501)는 코어 및/또는 적응된 강성을 획득하기 위한 부분형상을 또한 가질 수 있다.
다른 실시예 502에서, 탄성부분은 한 위치에서 균일하게 웨이스트(waisted)되거나 또는 균일한 간격에서 몇개 오목면 영역 형태는 한정된 방향으로 일정한 강성을 획득하기 위하여 원주 방향에 제공된다.
추가의 실시예에서, 봉은 그들 사이에 놓인 각각 몇개 탄성 부분을 위해 몇개 강성 부분을 가지며, 따라서 대다수의 척추경나사는 부분적으로 강성, 부분적으로 탄성으로 서로 연결될 수 있다.
추가의 실시예에서, 손상 또는 손상된 봉형요소의 기능의 결과로 조직 또는 혈관 또는 어떤 다른 체내구성이 나사산 사이에 나오지 않도록 생체적합성재료의 코팅 또는 보호 슬리브가 탄성부분 주위에 제공된다.
추가의 실시예에서, 다수축(polyaxial) 나사 또는 다수축 나사의 결합 대신에 단일축(monoaxial) 나사가 구비되고 그리고 안정장치를 위한 단일축 나사 또는 다수의 그들 나사의 결합이 사용된다. 또한, 뼈나사 대신에 훅(hook)의 사용을 생 각할 수 있다. 추가의 실시예에서, 강성 부분 및/또는 탄성 부분은 곡선이다.
도 19 내지 도 24는 봉형요소를 갖는 본 발명의 안정장치의 바람직한 적용상태를 나타낸다. 도 19 내지 도 22의 안정장치에서, 코어(511)를 갖는 봉형요소(502)가 사용된다. 예를 들어 조금 또는 적당히 불완전한 추간원판(506)이 지지되게 되고 그리고 추간원판 상 위험한 힘의 작용이 척추의 이동 제한에 의해 피하게 될 때 안정장치가 사용된다. 봉형요소(502)는 축방향으로 단단하고 그리고 축방향으로 압축도 팽창도 허용하지 않는다. 그러나 봉축으로 예를 들어 ±8°까지 각(α)로 연성 이동이 가능하다.
도 23은 자연적인 추간원판의 제거 후에 강성요소(450) 예를 들어 티타늄 원통에 의해 두 개 척추(404, 405) 통합의 경우에 봉형요소를 갖는 안정장치의 적용상태를 나타낸다. 여기서, 적절한 이동 제한이 획득되기 위하여 보다 큰 봉의 강성이 요구된다. 그러나 증가되는 순환하는 일부분의 적재가 뼈 성장을 자극하고 그러므로 골화가 빠르게 생기기 때문에, 서로를 향하여 근소한 가능성의 척추의 이동은 독점적으로 강성 연결과 비교되는 이점이 있다.
도 24는 연장된 통합의 연성 말단에서 나타난 실시예처럼 몇 개, 3개 척추(405, 405', 405'')가 강성 요소(450)에 의해 서로 통합되고 그리고 강성봉(460)을 통하여 뒤쪽으로 연결되는 동적인 안정장치의 적용상태를 나타낸다. 연합된 체인의 마지막 척추(405) 및 다음 척추(4)를 접촉하는 자연적인 추간원판(406)은 추간원판(406)의 높은 마모로 이르게 하는 불균형한 적재를 받는다. 드문 이동 및 증가된 적재에 반대하여 이 인접한 부분을 보호하기 위하여, 안정장치는 이동 제한과 같이 규정된다. 봉(460)은 이 간단한 실시예에서 세 개의 척추경나사(402, 402', 402'')가 그것에 연결될 수 있도록 특정 치수로 만든 강성 부분(458)를 가진다. 탄성 부분(459)은 척추경나사(304)에 연결되기 위하여 이 강성 부분(457)에 인접하고 그리고 말단에서 구비된다.
봉형요소를 위한 본 발명의 제조방법에서, 원하는 지름의 강성봉은 몸에 양립할 수 있는 재료 예컨대 티타늄으로 제공된다. 게다가, 봉의 말단 사이 부분에서, 탄성 부분(409)은 가공(miling)에 의해 나선스프링의 형태로 만든다. 원한다면, 봉(401)이 형성되는 결과로, 스프링부분을 통하여 관통하는 코어(410)는 천공이다.
봉(500)을 생성하는 것에서, 코어(511)는 남든지(left) 아니면 분리되든지 하고 그 결과로 코어는 안으로 밀린다.
봉(500)을 생성하는 것에서, 원하는 탄성 부분(590)의 지름을 만족시키는 지름을 갖는 봉은 개시 재료로 제공된다. 게다가 나선스프링이 예를 들어 가공에 의해 생성된다. 더욱이, 강성 말단부분(507, 508)은 원하는 지름으로 변한다.
봉(501)을 제작하는 것에서, 원주 주위에 180°에 의해 서로로부터 상쇄되는 탄성 부분의 위치에서, 그것에 의하여 적응된 웨이스트(waist)를 생성하기 위하여 재료는 한 개의 영역에서 제거된다.
연속의 동축 천공홀(602) 및 원축의 방향을 따라 소정의 피치를 갖는 나선의 형태에서 소정의 길이를 위하여 벽에서 연장한 오목부(603)로 구성되고 방사방향으로 천공홀(602)의 말단인 연성요소(601)는 도 25a 및 도 25b에 나타난다. 그것에 의하여, 나선스프링이 형성된다. 원축 방향으로 나선형 오목부의 길이, 오목부의 높이, 나선의 피치, 그리고 동축 천공홀의 지름은 축힘에 관하여 나선스프링의 원하는 강성, 힘의 구부림, 그리고 스프링 요소를 활동하는 비틈힘이 제공되는 것과 같이 선택된다. 그 자체 자유단의 각각에 인접한 연성요소(601)는 소정의 길이를 따라 연장된 내부나사산(604, 604')을 포함한다. 연성요소의 내부 지름은 적용상태에 대응하는 것에 따라 선택된다.
제 1 적용예에서, 도 26에 나타난 스프링 요소(601)는 탄성 봉형요소(630)의 일체 부분이다. 탄성 봉형요소(630)은 연성요소(601) 및 각각 그들 말단에서 연성요소(601)의 내부나사산(604, 604')와 함께 작동하는 외부 나사산(633, 633')를 갖는 원형돌기(632, 632')를 포함하는 두 개의 원형봉 부분(631, 631')으로 구성된다. 이 실시예에서, 봉부분 및 연성요소는 본질적으로 동일한 외부 지름을 갖는다. 봉부분(631, 631') 및 스프링 요소(601)의 길이는 원하는 적용상태에 대하여 서로에 관계없이 선택될 수 있다. 예를 들어, 봉형요소는 척수 기둥에서 척추경나사와 연결되어 사용된다. 스프링 요소(601)의 탄성 특성 때문에, 형성된 봉형요소(630)는 소정의 정도에서 압축, 팽창 구부림 및 비틀림 힘을 흡수한다.
도 26b는 탄성 봉형요소(630)와 다른 제 1 강성봉 부분(681)이 연성요소(601)보다 큰 외부 지름을 가지고 그리고 제 2 강성봉 부분(681')이 연성요소(601)보다 작은 외부 직경을 갖는 탄성 봉형요소(680)을 나타낸다. 선택적으로, 양자 봉부분이 스프링 요소 보다 크거나 작은 지름을 갖는 것도 또한 가능하다.
도 27은 연성요소(601)의 제 2 적용예를 나타낸다. 여기서, 연성요소(601)는 다수축(polyaxial) 뼈나사의 형태로 제공되는 뼈고정요소(610)의 일체 부분이다. 다수축(polyaxial) 뼈나사는 연성요소(601), 미도시된 팁을 갖는 샤프트(612) 그리고 나사헤드(613)로 구성된 나사요소(611)를 포함한다.
샤프트(612)는 뼈로 나사결합하기 위한 뼈나사산(624) 및 연성요소(601)의 내부나사산(604)과 함께 작동하는 외부나사산을 갖는 원형돌기(625)를 포함한다.
나사헤드(613)는 원형돌기(627)와 연성요소(601)의 내부나사산(604')과 함께 작동하는 외부나사산을 갖지며 원형돌기에 인접하고 샤프트(612)와 유사한 원형돌기(626)를 포함한다.
나사요소(611)는 그 자체 부적재 상태에서 회전할 수 있도록 수용부(614)에 수용된다. 수용부(614)는 본질적으로 원형이고, 수용부 말단들의 일단에서 축으로 대칭방향으로 배치되고 샤프트(612)의 지름보다 크고 나사헤드(613)의 지름보다 작은 지름을 갖는 제 1 천공홀(615)을 포함한다. 더욱이, 수용부(614)는 그 자체 샤프트를 갖는 나사요소가 개방 및 제 1 천공홀(615)의 말단과 일부 인접한 나사헤드(613)까지 제 1 천공홀(615)를 통하여 지나갈 수 있도록 제 1 천공홀(615)에 반대편 말단에 개방되고 지름이 크기를 나타내는 동축의 제 2 천공홀(616)을 포함한다. 그들 자유단에 인접한 영역에서, 받침부(617, 618, leg)는 봉(620)을 고정하기 위한 내부나사(619)에 대응하는 외부나사산과 함께 작동하는 내부나사산을 포함한다.
더욱이, 나사헤드(613)를 고정하기 위한 압축요소(621)는 그것이 나사헤드(613)의 구형 선분형 부분의 반지름과 본질적으로 동일한 반지름을 갖는 구형오 목부(622)을 갖는 나사헤드(613) 측면 상에 나선오목부(622)을 포함하도록 구비된 압축요소(621)를 갖는 수용부(614)에 구비된다. 압축요소(621)의 외부 지름은 압축요소(621)가 나사헤드(613)의 방향으로 수용부(614) 내에서 교체할 수 있게 선택된다. 게다가, 압축요소(621)는 결합하는 툴과 맞물리기 위해 나사헤드(613)에 오목부(미도시)의 접근을 위한 동축 천공홀(623)를 포함한다.
작동중에, 나사요소(611)를 형성하도록 샤프트(612)는 연성요소(601)의 내부나사산(604)으로 그 자체 원형돌기(625)와 나사결합되고 그리고 나사헤드(613)는 내부나사산(604')으로 그 자체 원형돌기(626)와 나사결합된다. 이렇게 형성된 주된 샤프트(612)를 갖는 나사요소(611)는 제 1 천공홀(615)의 말단과 일부 접한 나사헤드(613)까지 제 2 천공홀을 통하여 수용부(614)로 안내된다. 그 후에, 압축요소(621)는 제 2 천공홀(616)을 통하여 주된 나선 오목부을 갖는 수용부(614)로 안내된다. 그때에 나사요소(611)는 뼈 또는 척추로 나사결합된다. 마지막으로, 봉(620)은 나사요소에 관하여 수용부의 각진 부분인 두 개 받침부(617, 618) 사이의 수용부에 위치되며 조정되고 내부나사(619)와 고정된다. 탄성 부분은 정지위치에 대하여 이동의 제한된 정도를 허용한다.
다수축(polyaxial) 나사는 위에 기술된 실시예로 제한되지 않지만, 그러나 반대로 위에 기술된 것에 따라 3개의 나사요소를 갖는 어떤 다른 다수축 나사일 수 있다. 따라서, 작동중에 연성요소(601) 및 샤프트(612)가 나사헤드(613)와 나사결합되기 전에 만일 주된 원형돌기(626)를 갖는 나사헤드(613)가 제 2 천공홀(616)을 통하여 첫째로 수용부(614)로 안내된다면, 도 27에 나타난 실시예의 제 1 천공 홀(615)은 샤프트(612)보다 작은 지름을 가질 수 있다. 이 경우에서, 제 1 천공홀(615)이 원형돌기(626) 및 원형 부분(627)보다 큰 지름을 갖는 것이 바람직하다. 선택적으로, 나사헤드(613)는 원형 부분(627) 없이 또한 제공될 수 있다. 이 경우에서, 천공홀은 돌기(26)를 바로 안내하는 것을 허용하기에 단지 충분히 커야 한다.
그러나, 나사요소가 아래로부터 삽입될 수 있고 압축요소에 의해 수용부에 고정되게 수용부는 제공될 수 있다. 이 경우에서, 도 27에 나타난 천공홀(615)은 나사헤드(613)의 지름보다 크다.
봉고정은 도 27에 나타낸 내부나사로 제한되지 않지만, 그러나 추가적으로 외부너트가 제공될 수 있고 또는 어떤 공지된 형태의 봉고정이 사용될 수 있다.
연성요소(601)가 적어도 부분에 뼈의 표면을 넘어 돌출된다면, 연성요소(601)는 장력 및 압축힘 뿐만 아니라 구부림힘을 흡수할 수 있다. 스프링 요소가 더 이상 뼈의 표면을 넘어 돌출하지 않을 때, 나사요소(611)는 뼈 또는 척추의 이동에 응하여 길을 안내할 수 있다. 이것은 호의적이지 않은 장력의 발달을 예방한다.
도 28은 척수 기둥을 위한 안정장치(690)을 나타내며, 본 발명에 따라 나사요소(693)를 갖는 두 개 뼈고정요소(691, 691') 및 연성요소(601)를 각각 제공한 봉형요소(692)는 두 개 뼈고정요소를 연결하기 위해 사용된다. 탄성 봉형요소 및 나사요소의 다수의 조각 설계는 단지 다소의 기본 요소를 결합하는 것에 의해 폭 넓은 다양한 특징을 갖는 안정장치(690)을 획득하게 허용한다. 안정장치는 연성요 소를 갖는 뼈고정요소 및 연성요소를 제공하는 봉형요소를 반드시 포함해야하는 것은 아니다. 적용상태의 분야에 의지하고 있는, 단지 연성요소를 갖는 봉형요소 및 강성나사요소를 갖는 뼈고정요소를 제공하는 것이 또한 가능하다.
도 29는 연성요소(640)를 나타낸다. 연성요소의 전체 길이를 따라 연장된 내부나사산(641)이 두 개의 내부나사산(604, 604')에 대신에 단지 제공되는 연성요소(640)는 연성요소(601)와 다르다.
도 30은 연성요소(650)를 나타낸다. 전술한 실시예와 대조를 이루어 그것은 전술한 실시예와 비교해서 강성말단 부분(651, 651') 및 감소된 다수의 나사회전을 갖는다. 이것은 스프링 요소의 길이의 독립한 스프링 요소의 탄성력을 설계하는 것을 허용한다.
전술한 실시예와 대조를 이루어 스프링 요소(660)를 나타낸 도 31a 및 도 31b는 서로에 관하여 180도로 상쇄되고 중심축을 따라 오목면형태인 두 개의 영역(661)을 포함한다. 중심축 방향으로 영역(661)의 길이 L'는 다만 나선의 길이 L과 동일하고, 그리고 오목부형 영역(661)의 반지름은 나선스프링의 회전이 방해되지 않는 것과 같다. 이 설계 때문에, 스프링 요소는 중심축에 수직한 방향으로 웨이스트 형태를 가지며, 그러므로 이 방향으로 작은 강성을 가지는 웨이스트 형태를 갖는다. 이것은 일정한 적용상태의 목적에 어울리는 적용된 강성을 가지는 연성요소를 제공한다.
도 32는 천공홀안으로 미끄러지는 봉형 코어(671)를 포함하는 연성요소(672)를 나타낸다. 한편, 만일 연성요소(672)가 압축힘에 영향받기 쉽다면 코어는 제어 장치 역할을 할 수 있다. 한편, 코어(671)은 구부림힘에 관하여 연성요소(672)의 강도를 증가하기 위하여 사용될 수 있다.
도 33에 나타난 스프링 요소(760)는 그 일단에 전술한 실시예처럼 내부나사산을 갖는 천공홀 대신에 외부나사산을 갖는 원형돌기(761)를 포함한다. 따라서, 스프링 요소의 이 말단에 연결된 요소는 대응하는 내부나사산을 갖는 천공홀이 제공된다. 연성요소의 다른 말단은 내부나사산(763)이 전술한 실시예에서 스프링 요소 형상의 말단에 인접하게 제공되는 포켓(pocket) 천공홀(762)이 제공된다.
도 34에 나타난 스프링 요소(770)는 그 일단의 각각에 외부나사산을 갖는 원형돌기(771, 772)를 그 자체 말단을 포함한다.
전술한 실시예의 변형에서, 연성요소는 연속적인 천공홀을 포함하지 않는다.
본 발명의 도 35a에 따른 연성요소(601)의 추가 적용예는 봉형요소(631), 연성요소(601) 및 플레이트(701)로 구성되는 연속요소(700)의 분해 조립도를 나타낸다. 봉형요소(631)은 연성요소(601)의 일단에 인접한 내부나사산(604)으로 나사결합하기 위한 외부나사산(633)을 갖는 원형돌기(632)을 포함한다. 또한 플레이트(701)는 연성요소(601)의 타단에 인접한 내부나사산(604')으로 나사결합하기 위한 외부나사산(703)을 갖는 원형돌기(702)를 포함한다. 플레이트는 윗면이 고리형이고 핀(705)에 의해 서로 연결되는 두 개의 부분(704, 704')으로 구성된다. 핀(705)의 폭(B)은 원형부분(704, 704')의 지름(D)보다 작다. 나사를 원추형으로 넓히기 위하여 플레이트를 통하여 두 개의 천공홀(706, 706')은 동축의 원형부분이 제공된다. 도 35b에 나타난 것처럼, 플레이트의 제 1 측면(707)은 볼록한 굴곡을 가지며, 그러나 플레이트의 제 2 측면(708)은 뼈에 대비하여 이 측면의 접합을 위해 오목한 굴곡을 가진다. 플레이트(701)의 두 개의 측면(707, 708)의 굴곡의 다른 반지름은 측면의 가장자리(709)를 따라 가늘어지기 위한 플레이트(701)의 원인이 된다. 이것은 안정뿐만 아니라 공간저장도 하게 되는 플레이트를 허용한다. 도 35b에 나타난 것처럼, 천공홀(706, 706')은 제 2 측면(708)에 인접한 홈(706a) 및 그 홈에 인접한 콘형의 제 1 부분(706b) 및 제 1 부분과 제 1 측면(707)에 인접한 제 2 부분(706c)을 포함한다. 그들 형상은 나사를 원추형으로 넓히는 수용부에 적절한 천공홀(706, 706')을 만든다. 천공홀(706, 706')의 형상은 나사를 원추형으로 넓히는 수용부에 적당한 만큼 전술한 형태와 또한 다를 수 있다.
도 36은 플레이트(701)가 두 개의 뼈나사(710)에 의해 경부등뼈의 두 개의 척추(711)에 후부로부터 고정되고 그리고 연성요소(601)에 의하여 플레이트와 연결되는 봉형요소(631)가 3 개의 뼈고정요소(715)에 의해 흉부등뼈의 척추(712)에 고정되는 도 35a의 연결요소(700)의 적용예를 나타낸다.
본 발명에 따른 스프링 요소(601)가 동적인 골반 안정장치(730)에 사용된 추가의 적용예는 도 37a에 나타낸다. 동적인 골반 안정장치는 봉형요소(631, 631', 631'')와 연성요소(601, 601')에 의해 서로 연결되는 뼈고정요소(728, 728', 728'')로 구성된다.
다른 두 개의 뼈고정요소(728', 728'')와 같은 뼈고정요소(728)는 제 1 하프(725, half)에 나사산(734) 및 제 2 하프(731, half)에 나사산(735)과 맞물리는 나사(727)에 의해 서로 나사결합되는 두 개의 하프(725, 731)로 구성된다. 도 37a 에 나타난 윗면은 윗쪽 하프(725)를 단지 나타낸다. 봉형요소(631)는 뼈고정요소(728)가 봉형요소(631)와 견고하게 연결되도록 제 1 하프(725)에 오목부(732) 및 제 2 하프(731)에 오목부(733)에 이미 언급된 두 개의 하프(725, 731) 사이에 조여진다. 더욱이, 두 개 하프(725, 731)는 조립상태에 동축 배치된 천공홀(736, 737)이 각각 제공된다. 천공홀(736)에 인접한 구오목부(738) 및 천공홀(737)에 인접한 구오목부(739)는 뼈나사(726)를 수용하는 역할로 제공된다. 뼈나사(726)는 뼈로 나사결합하기 위한 외부나사산(752)을 갖는 샤프트형부분(751)과 구오목부(738, 739)의 반지름에 본질적으로 동일한 반지름을 갖는 구호형부분(753)을 포함한다. 뼈고정요소와 같은 연결요소(724)는 단지 하나가 도 37a에 윗면도에 도시된 두 개의 하프(722)로 구성된다. 오목부 내에 안내된 봉형요소(631)은 이미 언급된 두 개의 하프(722) 사이에 조여지며 따라서 연결요소(724)가 봉형요소(631)와 견고하게 연결된다.
봉요소(721)는 볼형헤드 부분(721b) 및 샤프트 부분(721a)으로 구성된다. 따라서 헤드 부분(721b)은 일정한 선회축 위치에 고정될 수 있도록 여기 미도시된 오목부에 두 개의 하프(722) 사이에 조여지고 그러므로 두 개의 하프(722)와 연결된다. 헤드 부분(721b)의 반대편 말단에서, 샤프트 부분(721a)는 연성요소(601')의 내부나사산(미도시)으로 나사결합되는 외부나사산을 갖는 원형돌기(미도시)를 포함한다.
가공에 의한 연성요소의 제작은 소정의 외부지름을 가지고 중심축이 원형의 중심축과 동일한 나선을 따라 얇은 디스크 밀링커터기로 오목부가 가공되는 원형으 로 제작된 생체적합성재료 예를 들어 티타늄과 함께 시작된다. 그 다음에, 천공홀은 나선형 오목부가 결국 천공홀이 되도록 원형의 전체 길이를 넘어 원형의 중심축을 따라 형성된다. 연성요소의 안정을 위하여, 변형에서 스프링 요소의 나선 부분 및 말단 측면부분 사이에 나선형의 런아웃(runout)은 중요하다. 그러므로 천공홀의 내부에 예리한 말단이 제거되도록 말단 밀링커터기로 나선의 양 말단에서 나선의 런아웃을 마치는 것이 필요하다. 이것을 목적으로, 런아웃은 나선의 윤곽으로 접선각에서 말단-밀링커터(end-milling cutter)로 가공된다. 그 다음에, 구성요소는 내부 및 외부에 디버링(deburred)된다. 마지막으로 내부나사산은 천공홀의 두 개의 말단부분의 각각에 형성된다.
가공의 선택적인 것처럼, 연성요소(800)는 와이어 컷 방전가공, 레이저처리 또는 워터젯처리에 의해 원형몸체이 제작된다. 도 38에 도시된 것처럼, 이것은 다음 단계에 원형몸체의 전체 길이를 넘어 중심축(A)을 따라 천공홀(801)이 형성되며 소정의 외부지름(D')를 갖는 원통에서 또한 시작된다. 절단은 벽의 두께를 의지하는 위에 언급된 공정의 하나를 사용한 나선(802)을 따라 이렇게 형성된 중공의 원형의 벽을 만든다. 나선(802)의 런아웃(803)은 4분의 1의 원의 형태로 형성되며 따라서 가공 과정과 비교해서 추가의 작업 과정에서 런아웃(803)의 마무리가 시행될 수 있다. 더욱이, 이 제조 과정에서 버 제거가 필요하다. 런아웃의 형태는 4분의 1의 원이 될 필요가 없으며, 그러나 반대로 어떤 다른 형태 이를 테면 재료에 적재피크(load peak)가 작동 동안 낮게 유지될 수 있는 다른 부분의 원형의 형태 일 수 있다.
그리고 마지막으로, 내부나사산은 밀링을 사용하는 제조 과정에서 천공홀의 두 개 말단의 각각에 형성된다.
변형에서, 위에 묘사된 과정은 과정의 시작에서 외부나사산을 갖는 원형돌기를 선반위에 회전에 의해 적어도 하나의 내부나사산을 복직시키도록 변형된다. 이 경우에서, 천공홀의 지름은 원형돌기의 지름보다 작아야 한다.
제조과정의 추가의 변형에서, 스프링 요소는 연속적인 천공홀 없이 제조된다.
하나의 부분 또는 연결하기 쉬운 소수의 부분들로 만들어지며, 다른 기능들을 제외하고 임플란트 또는 임플란트의 부위 내에서 일정한 유연성 및 유동성이 보장되는 임플란트들을 제공하는 것이다. 또한, 이러한 임플란트들은 쉽게 제조 및 이식되고 수술시 안전하며 긴 상용기간 및 다양한 적용 가능성을 가지는 연성 임플란트를 제공한다.

Claims (22)

  1. 인간 또는 동물의 체내에 임시 또는 영구적으로 삽입되기 위하여 하나 이상의 1차 기능을 이행하도록 적응된 형태를 구비한 적어도 하나의 생체적합성재료의 임플란트에 있어서,
    상기 형태는 적어도 하나 이상의 영역들(1, 18)을 갖고, 지역적으로 강성을 줄이는 역할을 하며 그리고 상기 1차 기능의 원인이 되는 형태에 추가로 제공되는 상기 영역 또는 영역들 내 재료 오목부들(7, 19)을 갖는 임플란트를 이용하여 상기 영역들에 2차 기능으로써 탄성 및 유동성이 제공되는 것을 특징으로 하는 임플란트.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 임플란트 또는 1차 및 2차 기능의 영역들을 갖는 임플란트 적어도 그 일부는 단일 재료로 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 임플란트.
  3. 인간 또는 동물의 체내에 임시 또는 영구적으로 삽입되기 위하여 하나 이상의 1차 기능을 이행하도록 적응된 형태를 구비한 적어도 하나의 생체적합성재료의 임플란트에 있어서,
    임플란트 또는 탄성 또는 유동 기능(2차 기능)을 갖고 갖지 않는 영역들을 포함하는 적어도 그 일부는 단일 재료로 일체로 형성되고 그리고 2차 기능의 영 역(1, 18)은 지역적으로 강성을 줄이는 역할을 하는 재료 오목부(7, 19)를 갖는 것을 특징으로 하는 임플란트.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 영역 또는 영역들에서, 탄성 또는 유동성 기능(2차 기능)은 하나 이상의 1차 기능에 추가하여 제공되는 것을 특징으로 하는 임플란트.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 영역 또는 영역들은 압축 또는 팽창 영역, 비틀림 영역 및/또는 다른 기능 영역들과 특히 일체로 연결되는 관절 영역들로써 재료 오목부들을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 임플란트.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 생체적합성재료는 강성의, 특히 사용중 의도된 조건하에서 연강성재료인 것을 특징으로 하는 임플란트.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 생체적합성재료는 플라스틱 뿐만 아니라 티타늄 그리고 티타늄 합금을 포함하는 족(group)에서 선택되는 것을 특징으로 하는 임플란트.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 재료 오목부(7, 19)는 홈형 오목부 및/또는 특히 나선형의 벽의 개방된 틈새로 형성되는 것을 특징으로 하는 임플란트.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 두 개의 재료 오목부는 홈형오목부 및/또는 특히 나선형으로 상호 이중 트랙으로 배열된 벽의 개방 틈새로 형성되는 것을 특징으로 하는 임플란트.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 임플란트는 연성재료의, 특히 탄성중합체의 임플란트 부분을 포함하고, 상기 임플란트는 유연성을 갖기 위하여 임플란트 전체의 명확한 강성 또는 유동성이 설정될 수 있는 재료 오목부를 구비한 임플란트 부분과 함께 작용하는 것을 특징으로 하는 임플란트.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 임플란트는 1차 기능으로써 공간홀더 및 무게이동 기능을 구비한 척추 및/또는 추간원판용 공간홀더(10) 및/또는 제 1 기능으로써 지지 및 연결 기능을 갖는 척추경나사용 연결봉(20)이고, 특히 공간홀더 및 척추경나사 연결 시스템이 제공되는 것을 특징으로 하는 임플란트.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 임플란트는 튜브형 몸체(1)를 가지고 그리고 인접한 체내 또는 다른 임플란트 또는 임플란트 부분으로 연결하기 위한 수단(2)을 상기 튜브형 몸체의 말단에 가지며, 상기 임플란트가 축방향으로 압축되고 팽창될 수 있도록 상기 튜브형 몸체 내에 재료 오목부가 제공되 고, 그리고 그 말단에 제공된 연결수단(2)이 방사상 회전축(13)에 대해 구부릴 수 있고 회전축에 대해 비틀릴 수 있는 것을 특징으로 하는 임플란트.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 튜브형 몸체(1)는 탄성의 생체적합성재료로 구성된 슬리브에 의해 감싸지고 또는/및 탄성의 생체적합성재료로 구성된 코어가 제공되는 것을 특징으로 하는 임플란트.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 슬리브 및/또는 코어는 상기 튜브형 몸체 상에 배치된 말단 플레이트에 의해 일체로 및/또는 분리 가능하게, 특히 나사 또는 나사산 연결에 의해 수용되는 것을 특징으로 하는 임플란트.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, 상기 탄성 재료는 탄성중합체인 것을 특징으로 하는 임플란트.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 임플란트 및 특히 그 길이 방향의 관점에서 표현된 튜브형 몸체는 0.5 내지 20%, 특히 1 내지 15% 만큼 탄력적으로 팽창 또는 압축가능한 것을 특징으로 하는 임플란트.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 임플란트 특히 튜브형 몸체(1)는 방사상 축(3)에 대하여 탄성적으로 구부릴 수 있고, 따라서 말단에 제공 된 연결수단(2)은 상기 튜브형 몸체의 길이 축(12)으로부터 대략 0.5 내지 10°, 특히 1 내지 6°로 회전할 수 있는 것을 특징으로 하는 임플란트.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 임플란트 및 특히 튜브형 몸체는 축방향 축에 대해 0.5 내지 10°, 특히 1 내지 6°만큼 비틀림 가능한 것을 특징으로 하는 임플란트.
  19. 축 주변의 벽체를 구비한 몸체로, 생체적합성재료로 제 1 항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 따른 임플란트를 제조하는 방법에 있어서,
    축 주변의 벽을 따라 적어도 하나의 재료 오목부, 특히 나선 재료 오목부가 홈형 또는 슬롯형의 형태로 기계적, 화학적 또는 어떤 다른 방식, 예컨대 레이저처리에 의해 가공되는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 두 개의 상기 재료 오목부는 축과 동축으로 상호 이중 트랙 나선형으로 배치되도록 홈형 또는 슬롯형 오목부로 가공되는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서, 상기 몸체는 고체 몸체, 특히 고체 원형몸체이고, 재료 오목부들의 가공 전 또는 후에, 상기 홈형 오목부의 깊이보다 좁은 잔여 벽을 구비한 중공 몸체를 생성하도록 축을 따라 천공홀이 결합되는 것을 특징 으로 하는 방법.
  22. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서, 상기 몸체는 파이프 또는 비커인 것을 특징으로 하는 방법.
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