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KR100819481B1 - 추간판 인공 삽입물 - Google Patents

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KR100819481B1
KR100819481B1 KR1020070045604A KR20070045604A KR100819481B1 KR 100819481 B1 KR100819481 B1 KR 100819481B1 KR 1020070045604 A KR1020070045604 A KR 1020070045604A KR 20070045604 A KR20070045604 A KR 20070045604A KR 100819481 B1 KR100819481 B1 KR 100819481B1
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KR
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base plate
core
top plate
intervertebral disc
plate
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KR1020070045604A
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KR20070065278A (ko
Inventor
루츠 비더만
위르겐 하름스
Original Assignee
비이더만 모테크 게엠베하
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Publication date
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Abstract

추간판 인공 삽입물은, 베이스 플레이트(1), 이 베이스 플레이트와 마주하는 톱 플레이트(2), 및 그 사이에 위치한 코어(3)를 가진다. 적어도 하나의 플레이트가 코어를 향하는 면상에, 제1의 오목한 접촉면(6)을 가진다. 적어도 하나의 인접한 제1의 볼록한 접촉면이 코어에 제공된다. 안내와 탄성을 향상시키기 위해, 접촉면들 중 하나를 둘러싸는 홈(11)이 제공되고, 대향하는 접촉면과 접하는 탄성 링(13)이 이 홈에 수용된다.

Description

추간판 인공 삽입물{Intervertebral disc prosthesis}
도 1은 제 1 실시예의 측면 사시도이다.
도 2는 도 1의 실시예의 단면도이다.
도 3은 제 2 실시예의 측면 사시도이다.
도 4는 도 3의 실시예의 단면도이다.
도 5는 제 3 실시예의 단면도이다.
도 6은 제 4 실시예의 단면도이다.
도 7은 도 6의 실시예의 사시도이다.
도 8 내지 도 10은 상세평면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1, 21, 51: 베이스 플레이트 2, 22, 52: 톱 플레이트
3, 23, 52: 코어 13, 13', 49: 탄성 링
11, 11', 12, 12', 50, 50': 환상 홈
본 발명은 특허청구범위의 청구항 1 또는 청구항 4에 따른 추간판 인공 삽입 물에 관한 것이다.
이러한 종류의 추간판 인공 삽입물은 DE 42 08 116 C호에 개시되어 있다. 또한, EP 0 471 821 B호에는 일측에 구형 코어를 구비하는 추간판 인공 삽입물이 개시되어 있다.
본 발명의 목적은, 종래 기술에 대해 향상된, 서두에 기술된 종류의 추간판 인공 삽입물을 제작하는 것이다.
이 목적은 특허청구범위의 청구항 1 또는 청구항 4에 따른 추간판 인공 삽입물에 의해 달성된다.
청구항 1 또는 청구항 4에 따른 추간판 인공 삽입물에서, 수직 감쇠 작용이 특히 향상되고 축방향 회전이 제한된다.
본 발명의 추가 실시형태는 특허청구범위의 종속 청구항들에 기재되어 있다.
본 발명의 추가 특징과 장점들은 도면을 참조한 하기 실시예들의 설명에 의해 드러난다.
도면에 도시된 바와 같이, 추간판 인공 삽입물의 각 실시예는 베이스 플레이트(1), 이 베이스 플레이트의 대향측의 톱 플레이트(2), 및 그 사이에 위치한 코어(3)를 가진다.
도 1 및 도 2에 나타낸 제 1 실시예에서, 베이스 플레이트(1)는 코어로부터 이격된 외면 상에 평평한 외면(4)을 가진다. 베이스 플레이트의 외부 가장자리에 는 추골체의 인접 벽과 결합하는 역할을 하는 수직 외향으로 연장한 복수의 치(5)가 형성되어 있다. 베이스 플레이트의 상기 외면(4)의 대향측인 내측면 상에는 바람직하게는 부분구형으로 구성된 오목한 요홈(6)이 형성되어 있다. 상기 오목한 요홈에 접하여 이 요홈을 둘러싸는 가장자리 영역(edge zone)(7)은 상기 외면(4)에 대해 평행하게 연장한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 톱 플레이트(2)는 베이스 플레이트(1)와 동일하게 구성되고, 경면대칭으로 배치됨으로써 톱 플레이트(2)의 오목한 요홈(6')은 베이스 플레이트(1)의 오목한 요홈(6)과 마주 본다.
상기 베이스 플레이트(1)와 톱 플레이트(2) 사이에는 코어(3)가 개재된다. 이 코어(3)의 중심부재(9)는 대칭축(8)에 대칭적으로 배열되고 양면 볼록 렌즈 형태를 가진다. 상기 코어의 볼록한 외면은 각각 동일한 곡선, 특히 구형 곡선을 구비하고, 상기 베이스 플레이트 및 톱 플레이트의 오목한 요홈(6 또는 6')과 맞물린다.
도 2에 도시된 바와 같이, 코어(3)는 가장자리 영역(10)을 구비하고, 이 가장자리 영역의 외경은 베이스 플레이트 및 톱 플레이트의 직경과 동일하다. 이 가장자리 영역은 베이스 플레이트 및 톱 플레이트에 대면하는 두 개의 면이 상호 평행을 이룸과 동시에 상기 코어의 대칭면에 대해 평행을 이루도록 구성되는 것이 바람직하다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 가장자리 영역(10)의 하면의 상기 중심부재(9)에 인접한 위치에는 베이스 플레이트(1)에 대면하는 환상 홈(11)이 형성되어 있다. 도면에 도시된 실시예에서, 상기 환상 홈의 단면 형상은 원호형이다. 상기 베이스 플레이트의 가장자리 영역(7)의 상기 환상 홈(11)에 대면하는 면 상에는 상기 환상 홈(11)과 동일한 직경 및 단면 형상을 가지는 환상 홈(12)이 구비되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 가장자리 영역(10)의 상기 톱 플레이트(2)에 대면하는 면은 상기 베이스 플레이트에 대면하는 면에 대칭으로 구성되어 있고, 대응하는 환상 홈(11')을 구비하고 있다. 상기 베이스 플레이트(1)와 마찬가지로 상기 톱 플레이트(2)의 상기 코어에 대면하는 면 상에는 상기 환상 홈(11')에 치수가 대응하는 환상 홈(12')이 구비되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 각 쌍의 환상 홈(11과 12, 또는 11'와 12') 내에는 링(13, 13')이 배치된다.
상기 베이스 플레이트(1)와 톱 플레이트(2)는 생체적합성 재료, 특히 강이나 티타늄으로 제작된다. 제 1 실시예에 따르면, 코어(3)는 신체적합성 고분자 폴리에틸렌 합성 재료로 제작된다. 상기 두 개의 링은 생체 적합성 탄성 합성 재료, 예를 들면 의료용 실리콘 고무로 제작된다.
시술시, 손상된 추간판을 제거한 후, 위와 같이 구성된 추간판 인공 삽입물을 두 개의 추골체 사이에 삽입하고, 양 플레이트를 회전이 방지되도록 고정하기 위해 상기 인공 삽입물의 치(5, 5')를 인접한 추골체의 벽에 맞물린다. 상기 링(13, 13')은, 추간판 인공 삽입물이 과도하게 기울어지는 것(tilting)을 완화시키는 동시에 중심축(8)을 중심으로 과도하게 비틀리는 것을 억제한다.
상기 베이스 플레이트 및 톱 플레이트의 외경은 인접한 추골체의 엔드 플레이트 면(end plate face)의 최소 직경보다 약간 작은 치수로 설정된다.
도 3, 도 4, 및 도 5에 도시된 실시예들은 각각 대칭축(8)에 수직으로 연장하는 중앙면에 대해 경면 대칭으로 구성된다.
도 3 및 도 4에 도시된 제 2 실시예도 베이스 플레이트(21), 톱 플레이트(22) 및 이들 양 플레이트 사이의 코어(23)를 구비한다.
상기 베이스 플레이트(21)는 역시 외향 돌출하는 복수의 치(25)를 구비한다.
도 4에 가장 잘 도시된 바와 같이, 플레이트의 외면(24)은 부분 구형상의 볼록한 표면으로 구성된다. 이 볼록한 표면의 곡선은 이 표면이 접촉하는 추골체의 엔드 플레이트 면의 전형적인 오목한 곡선과 실질적으로 일치하는 곡선이 되도록 설정된다. 상기 대칭축(8)에 대칭이고 코어에 대면하는 표면에는 상기 오목한 요홈(6)에 대응하는 오목한 요홈(26)이 구비되어 있다. 제1 가장자리 영역(27)은 평평하게 구성된 제1실시예와 달리 상기 베이스 플레이트의 외측을 향해 원추대 형상의 테이퍼를 형성하고 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 톱 플레이트(22)는 베이스 플레이트와 동일하게 구성되고, 대칭축(8)에 대해 수직으로 연장하는 중심면에 경면대칭으로 배치된다.
상기 코어(23)는 두 개의 평볼록 렌즈형 부재(28, 28') 및 이들 사이에 개재된 평면 플레이트(29)의 3부분으로 구성된다. 상기 렌즈형 부재(28, 28') 및 상기 평면 플레이트(29)의 직경은 실질적으로 동일하다. 상기 렌즈형 부재의 곡선은 상기 오목한 요홈(26, 26')의 곡선에 대응한다.
도 4에 가장 잘 도시된 바와 같이, 상기 코어(23)에는 이 코어의 대칭면에 수직으로 연장함과 동시에 중심점을 관통하는 보어(30)가 구비되어 있다. 상기 베이스 플레이트와 톱 플레이트에는 상호 대응하는 위치에 대칭축을 따라 연장하는 연속형상의 통공(31, 31')이 구비되어 있고, 상기 각 외면(24, 24') 상에 직경이 확대된 카운터싱크 보어(countersink bore; 32, 32')가 형성되어 있다. 상기 보어(30) 내에는 생체 적합성 재료 또는 금속으로 제작되는 것이 바람직한 연결 슬리브(33)가 설치되어 있다. 상기 연결 슬리브(33)의 직경은 보어(30)의 직경보다 작고 그 길이는 보어(30)의 길이보다 길다. 따라서, 상기 연결 슬리브는 인접하는 플레이트의 통공 내에 삽입된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 연결 슬리브는 양단부를 향하여 테이퍼를 이루고 있다. 상기 연결 슬리브(33)의 양단부에는 상기 통공(31, 31')을 통해 나사(34, 34')가 체결되고, 나사의 헤드는 항상 상기 카운터싱크 보어 내에 밀착된다. 상기 카운터싱크 보어는 상기 나사의 헤드보다 약간 크다. 상기 나사는 베이스 플레이트, 톱 플레이트, 및 코어 사이에 유격은 존재하지 않으나 이들 사이의 상대이동은 가능하게 체결된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 카운터싱크 보어(32, 32')의 깊이는 나사(34, 34') 헤드의 두께보다 약간 크다. 상기 각 카운터싱크 보어의 외단부는 커버 플레이트(35)에 의해 덮여진다. 카운터싱크 보어(32, 32')의 깊이와 나사(34, 34') 헤드의 두께 사이의 차이는 상기 추간판 인공 삽입물이 탄성적으로 가압되었을 때 상기 헤드가 상기 커버 플레이트에 접촉하지 않을 정도의 치수가 되도록 설정된다.
상기 베이스 플레이트와 톱 플레이트는 상기 제1실시예에서와 같이 동일한 재료로 구성되는 것이 바람직하다. 상기 렌즈형 부재(28, 28')는 상기 베이스 플레이트 및 톱 플레이트와 동일한 재료로 구성하는 것이 바람직하다. 상기 평면 플레이트(29)은 생체적합성 탄성 합성 재료, 바람직하게는 의료용 실리콘 고무로 제작된다. 이와 같은 구성에서, 렌즈형 부재가 베이스 플레이트 및 톱 플레이트와 함께 경사 운동을 하는 동안, 평면 플레이트(29)는 탄성을 가지고 있어 감쇠 작용을 한다.
도 5에 도시된 실시예는 도 3 및 도 4에 나타낸 실시예에 비해 코어의 구조만 다르고, 기타 모든 부분은 전술한 실시예와 동일하다.
상기 코어(43)는 2개의 평볼록 렌즈형 부재(48, 48')를 구비한다. 이들 부재의 볼록면은 전술한 바와 같이 베이스 플레이트 및 톱 플레이트에 결합된다. 상기 중앙의 보어 및 연결 슬리브 및 나사에 의한 체결구성도 동일하다. 그러나, 상기 실시예의 평면 플레이트(29) 대신 탄성 링(49)이 설치된다. 상기 렌즈형 부재(48, 48')의 상호 대향하는 평면 상에는 상기 탄성 링(49)을 수용하고 안내하기 위한 원호상의 단면을 가지는 환상 홈(50, 50')이 형성되어 있다.
재료, 시술 방법 및 결합 방법은 전술한 실시예와 동일하다. 링은 상기 평면 플레이트가 발휘하는 기능을 담당한다.
도 6에 도시된 실시예의 톱 플레이트는 도 4에 기술된 톱 플레이트와 동일하다. 도 6에서 외면(54')은 평면으로서 도시되어 있으나, 도 4의 실시예의 볼록한 외면(24')과 같이 볼록한 면으로 구성할 수도 있다.
그러나, 베이스 플레이트(51)는 구조가 다르다. 이 베이스 플레이트는 원통 상 요소로서 구성되고, 이 원통상 요소의 상기 톱 플레이트에 대면하는 면은 상기 톱 플레이트의 직경과 동일한 직경을 가지고, 상기 원통상 요소의 상기 톱 플레이트로부터 이격된 부분에는 직경이 약간 작은 원통부(58)가 형성되어 있다. 따라서, 이 원통부의 상측에 위치한 대직경 부분이 스토퍼를 형성한다. 상기 원통부(58)는 도 7에 도시된 바와 같이 원통형 케이싱(59)을 수용하는 역할을 한다. 상기 원통형 케이싱(59)은 상기 원통부(58) 상에 밀착 끼워맞춤(snug fit)되고, 이 케이싱의 개방단부에는 인접한 추골체에 결합될 수 있는 복수의 치(55)가 구비되어 있다. 또, 상기 원통형 케이싱에는 생장능력을 실질적으로 향상시키는 통공(60)이 구비되어 있다.
상기 코어(53)의 상기 톱 플레이트(52)에 대면하는 면 상에는 형태와 재료가 렌즈형 부재(28')와 일치하는 평볼록 렌즈형 부재(61)가 구비되어 있다. 이 렌즈형 부재의 평면측과 상기 베이스 플레이트(51)의 평면(57) 사이에는 평면 플레이트(62)가 설치된다. 도 6에 도식적으로 도시된 베이스 플레이트(51), 코어(53), 및 톱 플레이트(52) 사이의 연결구성은 전술한 2 가지 실시예와 동일한 방법으로 구성된다. 본 실시예에 있어서, 운동은 상기 렌즈형 부재(61) 및 톱 플레이트(52)로 구성된 슬라이딩 조합에 의해 발생되고, 감쇠 작용은 평면 플레이트(62)에 의해 발생된다.
도 8은 도 3 내지 도 7의 실시예의 톱 플레이트의 평면도로서, 여기서 커버 플레이트(35') 및 나사(34')의 헤드는 도시가 생략되었다.
도 8로부터 연결 슬리브(33)의 단부는 모따기 가공에 의해 테이퍼진 육각형 을 형성하고, 이 육각형의 6개의 모서리 사이의 면들은 체널형상으로 구성된 것을 볼 수 있다. 상기 육각형 부분을 수용하는 홈(31')도 육각형으로 형성되어 있고, 이 육각형의 대향 모서리를 통해 측정한 직경은 이 위치에서의 상기 연결 슬리브(33)의 직경에 비해 소정의 치수만큼 약간 크다. 상기 홈의 2 개의 모서리 사이의 면은 홈의 중심을 향해 팽출하는 구성이고, 이 팽출곡선의 반경은 상기 연결 슬리브(33)의 체널의 반경에 비해 소정의 치수만큼 약간 크다.
도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 슬리브와 톱 플레이트 사이 또는 상기 슬리브와 베이스 플레이트 사이의 소정의 치수 차이만큼 회전이 발생할 수 있고, 이러한 방식으로 회전을 소정 각도로 제한할 수 있다.
전술한 모든 실시예에서, 베이스 플레이트 및 톱 플레이트의 외면은 뼈의 생장을 향상시키기 위해 거칠게 구성할 수 있다.
전술한 모든 실시예에서, 상호 상대 슬라이딩 운동하는 접촉면은 슬라이딩에 적합한 재료로 코팅할 수 있다.
이들 위해서는 세라믹 층이나 폴리에틸렌 코팅 또는 적합한 금속합금이 특히 적합하다.
전술한 실시예에서는 상호 인접하여 공동작동하는 볼록한 구면 및 오목한 구면에 대해 기술하였다. 각 실시예에서 코어는 볼록 구면을 구비하고, 톱 플레이트 및 베이스 플레이트는 오목 구면을 구비한다. 변경된 실시예에 따르면, 면의 형태가 반대로 할 수 있다. 즉, 코어는 양면 오목렌즈형 부재 또는 평오목렌즈형 부재로 구성되고, 베이스 플레이트와 톱 플레이트의 결합면은 상기 오목 구면에 대응하 는 볼록 구면으로 구성할 수 있다.
본 발명에 의하면, 추간판 인공 삽입물에서 수직 감쇠 작용이 특히 향상되고 축방향 회전이 제한된다.

Claims (6)

  1. 오목한 부분을 구비한 베이스 플레이트, 상기 베이스 플레이트에 접촉함과 동시에 상기 베이스 플레이트로부터 이격된 면 상에 볼록한 표면을 구비하는 코어, 및 상기 코어에 대면하는 면 상에 오목한 부분을 구비하는 톱 플레이트를 구비하는 추간판 인공 삽입물에 있어서,
    상기 코어는 상기 볼록부분을 포함하는 슬라이딩 면을 포함하고, 상기 코어는 양면이 볼록하게 구성됨과 동시에 그 중심에 링 또는 플레이트 형상의 탄성 중간층을 구비하는 것을 특징으로 하는 추간판 인공 삽입물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 탄성층에 인접한 상기 코어는 상기 오목한 부분에 맞물리는 볼록한 슬라이딩 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 추간판 인공 삽입물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 베이스 플레이트로부터 상기 톱 플레이트까지 연장하는 중심축선을 따라 상기 베이스 플레이트와 상기 톱 플레이트 사이의 상기 중심축선을 중심으로 한 상대운동을 제한하기 위해 슬리이브가 제공되는 것을 특징으로 하는 추간판 인공 삽입물.
  4. 오목한 부분을 구비한 베이스 플레이트, 상기 베이스 플레이트에 접촉함과 동시에 상기 베이스 플레이트로부터 이격된 면 상에 오목한 표면을 구비하는 코어, 및 상기 코어에 대면하는 면 상에 볼록한 부분을 구비하는 톱 플레이트를 구비하는 추간판 인공 삽입물에 있어서,
    상기 코어는 상기 오목부분을 포함하는 슬라이딩 면을 포함하고, 상기 코어는 양면이 오목하게 구성됨과 동시에 그 중심에 링 또는 플레이트 형상의 탄성 중간층을 구비하는 것을 특징으로 하는 추간판 인공 삽입물.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 탄성층에 인접한 상기 코어는 상기 볼록한 부분에 맞물리는 오목한 슬라이딩 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 추간판 인공 삽입물.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 베이스 플레이트로부터 상기 톱 플레이트까지 연장하는 중심축선을 따라 상기 베이스 플레이트와 상기 톱 플레이트 사이의 상기 중심축선을 중심으로 한 상대운동을 제한하기 위해 슬리이브가 제공되는 것을 특징으로 하는 추간판 인공 삽입물.
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