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KR20110036879A - 관절 디스크 임플란트 - Google Patents

관절 디스크 임플란트 Download PDF

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KR20110036879A
KR20110036879A KR1020107026461A KR20107026461A KR20110036879A KR 20110036879 A KR20110036879 A KR 20110036879A KR 1020107026461 A KR1020107026461 A KR 1020107026461A KR 20107026461 A KR20107026461 A KR 20107026461A KR 20110036879 A KR20110036879 A KR 20110036879A
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KR
South Korea
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concave
convex
curvature
radius
articulation
Prior art date
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KR1020107026461A
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KR101643201B1 (ko
Inventor
마크 라이헨
쿠르트 슈무라
Original Assignee
신세스 게엠바하
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Filing date
Publication date
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Abstract

본 발명은, 척추에서 사용하며 제 1 부분(10)과 제 2 부분(20)을 포함하는 척추간 디스크 임플란트(intervertebral disc implant)로서, 제 1 부분 및 제 2 부분이 척추에 대한 관절 보철로서 구성되는, 임플란트에 대한 것이다. 제 1 부분은 오목 또는 볼록 관절면(16) 중 하나를 포함하고, 제 2 부분은 다른 오목 또는 볼록 관절면(26) 중 하나를 포함한다. 오목 또는 볼록 관절면 중 하나는 바람직하게는 적어도 한 방향에서 타원 형상이며, 다른 오목 또는 볼록 관절면 중 하나와 매칭하지 않고 다르다.

Description

관절 디스크 임플란트{ARTICULATING DISC IMPLANT}
관련 출원에 관한 교차-참조
본 출원은 "해부학적인 척추 관절로의 전체 디스크 교체 임플란트(TOTAL DISC REPLACEMENT IMPLANT WITH ANATOMICAL SPINAL ARTICULATION)"라는 명칭으로 2008년 6월 5일에 출원된 미국 가특허출원(제 61/059,024호)의 이익을 청구하며, 그 내용은 전체가 본 명세서에서 참조로서 병합되어 있다.
본 발명은 임플란트, 더 상세하게는 관절 보철(joint prosthesis), 더 상세하게는 척추간 임플란트(intervertebral implant) 그리고 훨씬 더 상세하게는 척추 디스크를 교체하는 관절 보철에 관한 것이다.
통상의 마모와 찢김(tear)으로 인해, 척추 디스크는 손상될 수 있거나 탈골될 수 있어, 흔히 "슬립 디스크(slipped disc)"라고 하는 문제를 일으킨다. 척추간의 척추 디스크는 척추의 인접한 척추골 사이에 있다. 각 디스크는 척추골을 약간씩 움직이게 하며 척추골을 서로 잡아주는 인대 역할을 하는 연골 관절을 형성한다. 과거에, 손상된 디스크는, 디스크를 제거한 후, 그 공간을 뼈 조각들로 패킹하여 인접한 등골뼈와의 결합(fusion)을 촉진함으로써 치료하였다. 그러나, 이 방법은 환자의 하부 등(lower back)의 이동성을 손실시켰다. 손상된 디스크를 치료하는 다른 해법은 손상된 디스크를 보철 디스크 임플란트로 교체하는 것이다. 그러나 현재의 보철 디스크 임플란트는 건강한 척추의 척추골이 담당하는 움직임 범위를 모방하지 못한다.
따라서, 건강한 척추 세그먼트에 의해 전형적으로 겪게 되는 움직임 범위를 더 가깝게 근사화하여 허용할 수 있는 보철 디스크 임플란트가 필요하다.
본 발명은 임플란트, 더 상세하게는 관절 보철, 더 바람직하게는 척추 디스크를 교체하는 임플란트 또는 관절 보철에 관한 것이다. 척추간 임플란트나 인공 디스크 교체 장치는 척추의 경부(cervical regions)에 특히 적용할 수 있다. 일 실시예로, 척추간 임플란트는 제 1 부분과 제 2 부분을 포함하며, 제 1 부분 및 제 2 부분은 바람직하게는 척추를 위한 관절 보철로 구성될 수 있고, 제 1 부분은 바람직하게는 원위치에서 제 2 부분에 대해 움직일 수 있다.
제 1 부분은 제 1 척추골의 단부 플레이트, 및 바람직하게는 평평한 부위가 없이 연속적인 곡선면을 갖는 제 1 관절면에 접촉하는 표면을 갖는다. 제 2 부분은 제 2 척추골 단부 플레이트, 및 평평한 부위가 없이 연속적인 곡선면을 갖는 제 2 관절면에 접촉하는 표면을 포함한다. 제 1 관절면은 제 2 관절면과 접촉하고, 이것에 받쳐지며, 이것에 대해 움직일 수 있다. 제 1 관절면은 오목할 수 있고, 제 2 관절면은 볼록할 수 있다.
제 1 관절면은 바람직하게는 제 2 관절면과는 상이한 형상이어서, 두 개의 형상은 매칭하거나 네스트(nest)하지 못하며, 이들 관절면은 바람직하게는 관절면 표면의 대부분 또는 거의 대부분에 걸쳐서 접촉하지 않을 것이다. 제 1 관절면은 바람직하게는 타원 형상(즉, 편평한 원이나 계란형), 바람직하게는 편평 타원이며, 변화하는 곡률반경으로 다른 방향에서 타원면을 가질 수 있을지라도, 그 길이를 따라, 바람직하게는 적어도 안쪽-측면 방향으로 변화하는, 즉 변화하는 곡률반경을 갖는다. 제 2 관절면은 바람직하게는 부분적으로 구형상이며, 모든 방향에서 동일한 일정한 곡률반경을 갖는다. 안쪽 측면 방향(예컨대, 제 1 방향)에서의 제 1 관절면의 곡률반경은, 비록 그 길이에 걸쳐서 변경되고 변화할 수 있을지라도, 동일한 안쪽 측면 방향에서의 제 2 관절면의 곡률반경과는 상이한 값을 갖는다. 안쪽 측면 방향에서의 제 1 관절면의 제 1 곡률반경 값은 (비록 그 길이에 걸쳐서 변경되고 변화할 수 있을지라도), 바람직하게는, 동일한 방향에서의 제 2 관절면의 제 1 곡률반경 값보다 더 클 수 있다.
앞-뒤 방향(예컨대, 제 2 방향)에서의 제 1 관절면의 제 2 곡률반경은 상대적으로 그리고 실질적으로 일정할 수 있다. 앞-뒤 방향(예컨대, 제 2 방향)에서의 제 1 관절면의 제 2 곡률반경은 동일한 앞-뒤 방향에서의 제 2 관절면의 제 2 곡률반경과 실질적으로 동일한 값을 가질 수 있다. 곡률반경이 한 방향에서 동일하기보다는 제 2 방향에서 동일한 이 실시예에서, 제 1 관절면은 일반적으로 제 2 관절면과 접촉선, 또는 제한된 접촉 면적(area)을 가질 수 있다. 대안적으로, 제 1 관절면의 제 2 곡률반경의 값은 동일한 제 2 방향에서의 제 2 관절면의 제 2 곡률반경의 값과 다를 수 있다. 곡률반경이 모든 방향에서 동일하지 않은 이 실시예에서, 제 1 관절면은 일반적으로 제 2 관절면과 접촉면 또는 제한된 접촉 면적을 가질 수 있다.
제 1 관절면이 적어도 한 방향에서 제 2 관절면에 대해 롤링 움직임을 갖고, 바람직하게는 적어도 한 방향에서 제 2 부분의 관절면 상에서 그리고 이 면을 따라 롤링하도록, 제 1 및 제 2 관절면은 구조화되어 배치될 수 있다. 롤링 움직임 동안, 제 1 부분은 제 2 곡률 관절면 상에서 그리고 이 면을 따라 축 방향으로 회전하고 롤링할 수 있다. 이 경우, 제 1 부분의 순간 회전 점은 적어도 한 방향에서 제 2 관절면 상에서 그리고 이 면을 따라 움직인다.
제 1 및 제 2 관절면의 곡률반경은 대략 1mm와 대략 100mm 사이일 수 있고, 더 바람직하게는 대략 1mm와 30mm 사이일 수 있다. 제 1 및 제 2 관절면은 대략 1.5mm와 대략 30mm 사이의 호(arc) 길이를 가질 수 있다.
제 1 관절면은 인덴테이션(indentation)이나 골(trough)이 시작하는 제 1 관절면의 외부 가장자리나 베이스 점으로부터 제 1 관절면의 정점까지 측정되는 깊이를 가질 수 있다. 제 1 관절면의 깊이의 범위는 대략 0.5mm에서 대략 10mm까지일 수 있다. 제 2 관절면은 제 2 관절면의 외부 가장자리나 베이스로부터 제 2 관절면의 정점까지 측정된 높이를 가질 수 있다. 제 2 관절면의 높이의 범위는 대략 0.5mm에서 대략 10mm까지일 수 있다. 바람직하게, 제 2 관절면의 높이 값은 제 1 관절면의 깊이 값보다 크다.
제 1 척추골의 단부 플레이트와 접촉하는 제 1 부분의 표면은 바람직하게는 상대적으로 편평할 수 있고, 제 2 척추골의 단부 플레이트와 접촉하는 제 2 부분의 표면은 곡면일 수 있다. 대안적으로, 제 1 부분의 척추골의 단부 플레이트와 접촉하는 표면이 곡면일 수 있고, 추가로 제 2 부분의 척추골의 단부 플레이트와 접촉하는 표면이 상대적으로 편평할 수 있다. 제 1 부분 및 제 2 부분은 세라믹 또는 지금 알려져 있거나 이후에 발견될 다른 소재로 제조할 수 있다. 제 1 부분은 멀티-피스 조립체(multi-piece assembly)를 포함할 수 있고, 제 2 부분 또한 멀티-피스 조립체를 포함할 수 있다.
제 1 부분과 제 2 부분은 바이어스되어 있을 수 있어서, 제 1 곡선 관절면의 정점은 제 2 곡선 관절면의 정점과 정렬하여 접촉하게 된다. 즉, 골(오목면)의 형상 및 기하학적 구조로 인해, 임플란트의 관절 또는 받침면(bearing surface)은 근육이 더 이상 척추 세그먼트에 어떤 힘을 가하지 않게 된 후 (정점간) 최소한의 에너지 상태로 복귀하게 된다. 임플란트는 그 자연적인 위치로 다시 움직이게 될 것이며, 여기서, 오목면과 접촉하는 볼록면 부분이 측면 또는 회전 움직임 이후 커베이트(curvate) 오목 관절면의 정점에 위치한다.
척추간 임플란트의 다른 예는 제 1 척추골의 단부 플레이트와 접촉하는 크기와 구성을 갖는 상부면을 포함하는 상부 부분과, 제 2 척추골의 단부 플레이트와 접촉하는 크기와 구성을 갖는 하부면을 포함하는 하부 부분을 포함한다. 이 척추간 임플란트는 또한, 상부 및 하부 부분 중 하나와 동작 가능하게 결합되어 있는 볼록 관절면을 포함한다. 척추간 임플란트는 또한, 상부 부분이 하부 부분에 대해 움직일 수 있도록, 상부 부분 및 하부 부분 중 다른 하나와 동작 가능하게 결합되어 있는 오목 관절면을 포함한다. 볼록 관절면은 모든 방향에서 동일한 일정한 곡률반경을 갖는 부분적인 구 형상일 수 있다. 오목 관절면은 바람직하게는, 적어도 한 방향에서 곡선 오목 관절면의 길이에 걸쳐 변화하는 곡률반경을 갖는 부분 타원 또는 계란형 형상일 수 있다. 볼록 및 오목 관절면은 편평한 부위가 없이 연속적으로 곡선일 수 있다.
볼록 관절면은 제 1 방향에서 제 1 곡률반경을 가지며, 오목 관절면은 동일한 제 1 방향에서 제 1 곡률반경을 갖는다. 볼록 관절면의 제 1 곡률반경은 바람직하게는, 동일한 제 1 방향에서 오목 관절면의 제 1 곡률반경과 다르다. 제 1 방향은 바람직하게는 안쪽-측면 방향일 수 있고, 오목 관절면은 바람직하게는 상부 부분과 결합될 수 있다.
볼록 관절면은 제 1 방향, 바람직하게는 앞-뒤 방향에 수직인 제 2 방향에서 제 2 곡률반경을 가질 수 있고, 오목 관절면은 동일한 제 2 방향에서 제 2 곡률반경을 가질 수 있다. 볼록 관절면의 제 2 곡률반경은 동일한 제 2 방향에서 오목 관절면의 제 2 곡률반경과 동일할 수 있다. 대안적으로, 볼록 관절면의 제 2 곡률반경은 동일한 제 2 방향에서 오목 관절면의 제 2 곡률반경과 다를 수 있다. 볼록 관절면은 앞-뒤 방향 및 안쪽-측면 방향에서 대략 1mm 내지 대략 30mm의 곡률반경을 가질 수 있다. 오목 관절면은 앞-뒤 방향에서 대략 1mm 내지 대략 100mm, 더 바람직하게는 대략 1mm 내지 대략 30mm의 제 1 곡률반경을 가질 수 있고, 안쪽-측면 방향에서 대략 1mm 내지 대략 100mm의 제 2 곡률반경을 가질 수 있다.
볼록 관절면은 그 측면-안쪽 방향에서, 그리고 그 앞-뒤 방향에서 일정한 곡률반경을 가질 수 있다. 바람직하게, 오목 관절면은 안쪽-측면 방향에서 그 표면을 따라서 변경 또는 변화하는 곡률반경을 가질 수 있고, 바람직하게는 그 앞-뒤 방향에서 일정한 곡률반경을 갖는다. 대안적으로, 오목 관절면은 앞-뒤 방향에서 그 표면을 따라서 변경 또는 변화하는 곡률반경을 가질 수 있다.
오목 관절면은 그 베이스로부터 그 정점까지 깊이로 움푹 들어갈 수 있고(indent), 볼록한 관절면은 그 베이스로부터 그 정점까지 높이로 돌출할 수 있다. 오목 관절면의 깊이는 보록 관절면의 높이와 다른 값을 가질 수 있다. 오목 관절면의 깊이는 바람직하게는, 볼록 관절면의 높이의 값 미만의 값을 가질 수 있다. 오목 관절면의 깊이는 바람직하게는 대략 1.5mm와 대략 2mm사이이며, 볼록 관절면의 높이는 바람직하게는 대략 2mm와 대략 3mm 사이이다.
볼록 관절면은 앞-뒤 방향 및 안쪽-측면 방향에서 대략 1.5mm 내지 대략 30mm의 호 길이를 가질 수 있다. 볼록 관절면은 안쪽-측면 방향 및 앞-뒤 방향에서 대략 1.5mm 내지 대략 30mm의 호 길이를 가질 수 있다.
오목 관절면은 단지, 제한된 면적, 바람직하게는 오목 관절면 면적의 50% 미만을 포함하는 면적, 더 바람직하게는 오목 관절면의 25% 미만을 포함하는 면적, 그리고 더 바람직하게는 오목 관절면의 10% 미만을 포함하는 면적에 걸쳐, 볼록 관절면과 접촉할 수 있다. 볼록 관절면은 일반적으로 오목 관절면과 접촉선 또는 제한된 선형 접촉 면적을 가질 수 있다. 대안적으로, 볼록 관절면은 일반적으로 오목 관절면과 접촉면 또는 원형 접촉 면적을 형성할 수 있고, 이러한 면적은 바람직하게는, 이러한 접촉선이나 제한된 접촉 면적을 갖는 실시예에 대한 접촉 면적 미만이다.
다른 실시예에서, 임플란트는 뼈와 접촉하는 크기와 구성을 갖는 상부면을 포함하는 상부 부분, 상부 척추골의 단부 플레이트, 뼈와 접촉하는 크기와 구성을 갖는 하부면을 갖는 하부 부분, 상부 부분 및 하부 부분 중 하나와 동작 가능하게 결합되어 있는 볼록 관절면, 상부 부분이 하부 부분에 대해 움직일 수 있도록, 상부 부분 및 하부 부분 중 다른 하나와 동작 가능하게 결합되어 있는 오목 관절면을 포함하며, 오목 관절면과 볼록 관절면 중 하나는 적어도 한 방향에서 변화하는 곡률반경을 갖는 타원 형상이며, 오목 관절면과 볼록 관절면 중 다른 하나는 동일한 적어도 한 방향에서 일정한 곡률반경을 갖는 부분적으로 구형인 형상이다. 바람직하게, 볼록 관절면과 오목 관절면 중 다른 하나는 모든 방향에서 동일한 일정한 곡률반경을 갖는 부분적으로 구형인 형상이다.
척추간 임플란트는 볼록 관절면과 오목 관절면 중 하나를 포함하는 제 1 관절 부재를 더 포함할 수 있다. 제 1 관절 부재는 하부 부분에 형성된 제 1 리세스(recess) 또는 제 1 돌기 중 하나와 맞닿는 제 1 돌기나 제 1 리세스를 더 포함할 수 있다. 척추간 임플란트는 제 2 관절 부재를 더 포함할 수 있다. 제 2 관절 부재는 상부 부분에 형성된 제 2 리세스와 제 2 돌기 중 하나와 맞닿는 제 2 돌기 및 제 2 리세스 중 하나와 볼록 관절면 및 오목 관절면 중 다른 하나를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 건강한 척추 세그먼트에 의해 전형적으로 겪게 되는 움직임 범위를 더 가깝게 근사화하여 허용할 수 있는 보철 디스크 임플란트를 얻을 수 있다.
본 출원의 바람직한 실시예에 대한 다음의 상세한 설명 및 이전의 배경기술은 첨부된 도면과 연계하여 파악할 때 더 잘 이해하게 될 것이다. 본 출원의 바람직한 척추간 임플란트 및/또는 척추 보철을 예시하기 위해, 바람직한 실시예의 도면을 도시하고 있다. 그러나 본 출원은, 기재된 바로 그 배치, 구조, 특성, 실시예, 구성 및 수단으로 제한되지 않으며, 기재된 배치, 구조, 특성, 실시예, 구성 및 수단은 단독으로 또는 다른 배치, 구조, 특성, 양상, 실시예 및 수단과 연계되어 사용할 수 있다.
도 1은 척추 경부 및 인접한 척추골의 움직임을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는, 축 방향 평면(도 1의 축(2)의 평면) 상으로 돌출한, 경부 척추골의 도 1의 축(1)을 중심으로 한 움직임 경로를 예시한 도면이다.
도 3은 인접한 척추골에 부착된 본 발명의 척추간 임플란트의 사시도이다.
도 4는 도 3의 척추간 임플란트의 분해 사시도이다.
도 5는 앞-뒤 방향(시상면)에서 도 3의 척추간 임플란트의 횡단면도이다.
도 6은 안쪽-측면 방향(관상면)에서 도 3의 척추간 임플란트의 횡단면도이다.
도 7은 앞-뒤 방향(시상면)에서 척추간 임플란트의 다른 실시예의 횡단면도이다.
도 8은 안쪽-측면 방향(관상면)에서 도 7의 척추간 임플란트의 횡단면도이다.
도 9는 도 3의 상부 부분의 저면도이다.
도 10은 도 3의 바닥 부분의 평면도이다.
도 11은 척추의 요추 부위에서 도 1의 축(1)을 중심으로 한 척추골의 움직임 경로를 예시한 도면이다.
도 12는 도 11의 경로를 따라 다른 위치에서 척추간 임플란트의 바닥 부분을 개략적으로 예시한 도면이다.
도 13은 척추의 요추 부위에 이식되도록 설계된 척추간 임플란트의 다른 실시예의 (바닥 부분의 돌기를 포함한) 상부 부분의 저면도이다.
도 14는, 상부 부분이 앞-뒤 방향으로 회전하는, 도 5의 척추간 임플란트를 예시한 도면이다.
도 15a는, 상부 부분이 안쪽-측면 방향에 중심이 있는, 도 6의 척추간 임플란트의 횡단면도를 예시한 도면이다.
도 15b는, 상부 부분이 안쪽-측면 방향으로 회전하는, 도 6의 척추간 임플란트의 횡단면도를 예시한 도면이다.
도 15c는, 안쪽-측면 방향에서 도 3 내지 도 6의 척추간 임플란트(100)의 상부 부분이 회전하는 동안, 도 15a 및 도 15b의 접촉점(200)이 지나는 경로를 개략적으로 예시한 도면이다.
특정한 용어는 다음의 상세한 설명에서 편의를 위해서만 사용하며 제한적이지 않다. 단어 "오른쪽", "왼쪽", "하부", "상부", "바닥" 및 "상단"은 참조하는 도면의 방향을 나타낸다. 단어 "안쪽으로" 및 "바깥쪽으로"는 각각, 뼈 고정 요소, 수단 및 이들의 지정된 부분의 기하학적 중심을 향하는 방향 및 이로부터 멀어지는 방향을 지칭한다. 단어 "앞의", "뒤의", "상위의", "하위의", "안쪽", "측면" 및 관련 단어 및/또는 문구는 참조하는 인체에서의 바람직한 위치와 방위를 나타내며, 제한되는 것을 의미하지 않는다. 용어는 앞서 나열한 단어, 그 파생어 및 유사한 의미의 단어를 포함한다.
도 1은 척추에 위치한 두 개의 인접한 경추 척추골, 즉 척추골(101) 및 척추골(201)을 예시한다. 척추골(101 및 102)은 전형적으로 이들 사이에 위치하여 척추골의 서로에 대한 움직임을 허용하고 용이하게 하는 척추 세그먼트를 형성하는 척추 디스크(미도시)를 갖는다. 한 사람이 자신의 신체를 움직일 때, 근육이 척추골(101 및 201)에 압력을 가하여 움직이게 한다. 경추 부위에서, 척추골(101 및 102)이 서로에 대해 움직일 때, 이들은 본래 축(1), 축(2) 또는 축(1 및 2) 둘 모두를 중심으로 회전한다. 도 1을 참조하면, 축(9)은 척추의 중심 축이며 안쪽-측면 및 앞-뒤 평면의 교차부에 대응한다. 경추 부위에서, 회전 축(1)은 축(2)을 포함하는 축 평면의 교차부에서 각도 X를 이룬다. 각도 X의 값은 척추의 경추 부위에서 척추골의 위치에 따라 대략 10°와 대략 60°사이일 수 있다. 예컨대, 경추 척추골 C5이 경추 척추골 C6 주위를 회전하는 중심인 축(1)은 축 평면에 대해 대략 45°(X=45°) 경사져 있다.
어떤 사람이 자신의 발가락을 보기 위해서와 같이 자신의 머리를 앞으로 구부리거나, 하늘을 보기 위해서와 같이 자신의 머리를 뒤로 구부릴 때, 척추는 플렉션(flexion) 및 익스텐션(extension)으로 알려져 있는 움직임을 갖는다. 경추 척추가 순수한 플렉션과 순수한 익스텐션을 가질 때, 척추골(101 및 201)은 축(2)을 중심으로 회전하여 시상면에서 움직인다.
어떤 사람이 자신의 머리를 옆으로 구부릴 때, 경추 척추는 측면 구부림으로 알려져 있는 움직임을 겪는다. 이 움직임을 기술하기 위해, 고정된 기준을 필요로 한다. 이 경우, (하위의 척추골, 상위의 척추골 및 디스크로 구성된) 움직임 세그먼트의 하부 척추골을 선택한다. 경추 척추골이 축 평면과 이루는 각도 X로 인해, 어떤 사람이 자신의 머리를 옆으로 구부릴 때, 척추는 축 방향 회전과 측면 구부림 사이의 결합된 움직임을 겪는다. 즉, 측면 구부림 동안에, 축 방향 회전이 인접한 척추골에서 일어난다. 그러므로 머리가 측면으로 움직일 경우, 척추골에서 축 방향 회전이 일어난다. 경추 척추골(101 및 201)이 순수한 측면 구부림을 가질 때, 척추골은 축(1) 및 축(2) 둘 모두를 중심으로 회전하여 관상면에서 움직인다.
마지막으로, 어떤 사람이 자신의 머리를 왼쪽에서 오른쪽으로 돌리기 위해서와 같이 자신의 신체나 자신의 신체의 일부를 뒤틀 때, 척추는 축 방향 회전으로 알려져 있는 움직임을 겪는다. 경추 척추골이 축 평면과 이루는 각도 X로 인해, 어떤 사람이 자신의 머리를 뒤틀 때, 척추는 축 방향 회전과 측면 구부림 사이의 결합된 움직임을 겪는다. 예컨대, 축 방향 회전 동안, 측면 구부림이 인접한 척추골에서 일어난다. 머리가 순수한 축 방향 회전을 가질 때, 경추 척추골(101 및 201)은 축(1) 및 축(2)을 중심으로 움직여, 머리는 기준 축(9)을 중심으로 회전하는 것처럼 축 평면에서 움직일 것이다.
도 2는, 척추의 측면 구부림 동안, 도 1의 척추골(101 및 201)이 겪는 움직임을 예시한다. 도 1에 도시한 바와 같이, 측면 구부림 동안, 척추골(101 및 201)은 축(1)을 중심으로 회전하여 움직임 경로(5)를 만든다. 이 움직임 경로(5)가 축(2) 평면에 대응하는 축 평면(3) 상으로 돌출될 때, 곡선(6)이 생긴다. 이 곡선(6)은, 건강한 척추골(101 및 201)이 축 평면(3) 상으로 돌출될 때, 서로에 대해 움직이는 경로에 대응한다. 선 또는 경로(6)는 곡률반경이 변경되거나 변화하는 타원 형상이다.
도 3은 도 1의 척추골(101 및 201) 사이에 위치한 보철 척추간 임플란트(100)의 예시이다. 척추간 임플란트(100)는 척추에 사용하고자 기술하였지만, 척추간 임플란트(100)는 다른 용도를 가질 수 있고, 예컨대, 어깨, 팔꿈치, 손목, 엉덩이, 무릎, 발목, 발가락 및 손가락과 같은 다른 관절의 보철로서 사용할 수 있다. 척추간 임플란트(100)는 바람직하게는 척추의 경추 부위에 사용하기 위한 것이다. 경추 부위에 사용할 때, 척추간 임플란트(100)는 바람직하게는 인접한 척추골(그 사이에 임플란트가 위치함)이 전술한 바와 같이 다음의 움직임 범위를 겪게 한다: (i) 플렉션 및 익스텐션 동안 대략 ±10°(ii) 측면 구부림 동안 대략 ±7°(iii) 축 방향 회전 동안 대략 ±7°. 대안적으로, 척추간 임플란트(100)는 예컨대, 요추나 가슴 부위와 같은 척추의 다른 부위를 위해 설계될 수 있다. 척추간 임플란트(100)가 요추 부위에 사용하고자 설계될 때, 척추간 임플란트(100)는 바람직하게는 척추가 다음의 움직임 범위를 겪게 한다: (i) 플렉션 및 익스텐션 동안 대략 ±10°(ii) 측면 구부림 동안 대략 ±7°(iii) 축 방향 회전 동안 대략 ±10°. 다른 움직임 범위가 이 임플란트에 의해 허용될 수 있다.
도 3 내지 도 10 및 도 13 내지 도 15는 척추간 임플란트 및 더 상세하게는 척추 디스크를 교체하기 위한 관절 보철의 예시적인 실시예를 예시한다. 일반적으로, 그러한 실시예는 척추간 임플란트(100, 100', 100"), 비제한적 예로서, 인접한 척추골 사이에 있는 척추간 디스크나 척추간 섬유조직 연골(fibro cartilage)을 교체하기 위한 척추간 임플란트(100, 100', 100")에 관한 것이다. 척추간 임플란트(100, 100', 100")가 척추 부위(예컨대, 요추, 가슴, 경추)로서 기술될 것이고, 일반적으로 이 부위에서 사용될 수 있지만, 당업자는, 척추간 임플란트(100, 100', 100")가 신체의 다른 부분에서 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 본 발명은 다른 적용 및 용도를 가질 수 있고, 기술되고 예시한 구조나 용도로 제한되지 않아야 한다. 일반적으로, 척추간 임플란트의 다른 실시예 각각의 유사하거나 동일한 구성요소를 기술하기 위해 본 출원에 걸쳐 동일한 참조번호를 사용할 것이고, 상세한 설명은, 개별 실시예를 다른 실시예로부터 구별하게 하는 이 특정 실시예의 특정한 특성을 집중적으로 다룰 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 척추간 임플란트의 일 실시예를 예시한다. 도 4에 도시한 바와 같이, 척추간 임플란트(100)는 바람직하게는 제 1 부분(10)과 제 2 부분(20)을 포함한다. 척추간 임플란트(100)는 원위치의 제 1 부분(10)이 제 2 부분(20)에 대해 움직이도록 설계된다. 제 1 부분(10) 및 제 2 부분(20)은 예컨대 두 개의 인접한 척추골 사이의 디스크와 같은 관절을 부분적으로 또는 완전히 교체하기 위한 관절 보철을 형성하도록 구성된다. 도 4 내지 도 6에 도시하고 예시한 실시예에서, 척추간 임플란트(100)는 척추 디스크를 교체하고자 하는 것이며, 바람직하게는 건강한, 인접한 경추 척추골에 의해 일반적으로 겪게 되는 움직임의 타입과 정도를 허용할 것이다. 임플란트(100)는 특히 척추의 경추 부위에서 적용하기 위해 설계된다. 제 1 부분(10) 및 제 2 부분(20)은 각각 인접한 척추골의 단부 플레이트에 접하고 바람직하게는 맞닿기 위한 표면을 갖는다. 제 1 부분(10) 및 제 2 부분(20)은 각각 또한, 바람직하게는 서로에 대해 대향하고, 접촉하고, 받치며 움직이는 관절 또는 받침면을 갖는다.
제 1 부분(10) 및 제 2 부분(20)은 각각 싱글 피스 조립체로 예시되어 있지만, 제 1 부분(10) 및 제 2 부분(20) 각각은 멀티-피스 조립체를 포함할 수 있다. 더 나아가, 일반적으로 당업자가 이해하게 될 바와 같이, 제 1 부분(10) 및 제 2 부분(20)은 세라믹, CoCr, PEEK, 부분 다공성 PEEK 성분, 중합체, 동종이식 뼈(allograft bone), 자가이식 뼈(autograft bone), 금속 및 합금, 및/또는 현재 알려져 있거나 추후 발견될 이들의 조합을 포함하지만 이들로 제한되지는 않는 임의의 수의 생체 적합 소재로 제조할 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 제 1 부분(10)은 바람직하게는 임플란트의 상단 또는 상부 부분이며, 상위 척추골과 맞닿는다. 더 상세하게, 제 1 부분(10)은 상대적으로 편평한 척추골(101)과 접촉하는 제 1 면(15)을 갖는다. 대안적인 실시예에서, 제 1 면(15)은 약간 곡선을 이루거나 실질적으로 곡선을 이룰 수 있다. 제 1 부분(10)은 앞-뒤 방향에 바람직하게는 배치되어 제 1 부분(10)을 척추골(101)에 정착시키는 하나 이상의 용골(keel)(17)을 더 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 용골(17)은 제 1 부분(10)을 척추골(101)에 정착시키기 위한 수단으로 예시되었지만, 예컨대, 티쓰(teeth), 릿지(ridges), 인-그로쓰 영역(in-growth area), 또는 나사와 같은 추가 또는 대안적인 정착 수단이나 요소를 사용할 수 있다.
도 4 및 도 9에 도시한 바와 같이, 제 1 부분(10)은 또한 제 1 관절면(16)을 포함하며, 이 제 1 관절면(16)은 바람직하게는 편평한 부분이 없고 연속해서 곡선인 면이다. 제 1 관절면(16)은 바람직하게는 오목하고, 바람직하게는 부분 편평 타원인 3차원 형상을 갖는다. 대안적인 실시예에서, 제 1 관절면(16)은 부분 구형 및/또는 포물선 형상일 수 있다. 앞-뒤 방향(시상면)에서 오목한 관절면의 인덴테이션 또는 골의 바람직한 형상은 일정한 곡률반경을 가진 부분 원형 또는 구형이다. 안쪽-측면 방향(관상면)에서 제 1 부분(10)의 오목한 관절면(16)의 인덴테이션 또는 골의 바람직한 형상은 타원형(계란형)이며, 바람직하게는 도 2의 점선(6)에 대응한다. 즉, 제 1 관절면(16)의 바람직한 형상에서, 곡률반경은 예컨대 안쪽-측면 방향에서 이 면을 따라 변화하는 것과 같이 변경된다.
도 4에 도시한 바와 같이, 제 2 부분(20)은 또한 제 2 관절면(26)을 포함하며, 이 제 2 관절면(26)은 바람직하게는 편평한 부분이 없고 연속해서 곡선인 면이다. 제 2 관절면은 바람직하게는 볼록하고, 부분적으로 구인 3차원 형상을 갖는다. 제 2 관절면의 곡률반경은 바람직하게는 일정하고 모든 방향에서 동일하다.
따라서, 제 1 관절면(16)은 바람직하게는 제 2 관절면(26)에 매칭하거나 대응하지 않아, 제 1 곡선 관절면은 자신의 전체 면이나 제 2 관절면의 전체 면에 걸쳐서 제 2 관절면과 접촉하지 않는다. 즉, 도 4 내지 도 6의 실시예에서, 제 1 관절면이 부분 타원형 또는 계란형이고 제 2 관절면이 부분 구형인 결과, 두 개의 면은 관절, 받침면 중 어느 것의 전체 면적이나 실질적으로 전체 면적에 걸쳐 매칭, 대응 또는 접촉하지 않는다.
도 5는 시상면을 따라 앞-뒤 방향에서 척추간 임플란트(100)의 횡단면도를 예시한다. 제 1 관절면(16)은 바람직하게는 움푹 들어가, 가장자리나 선(1001)을 따라서 시작하는 제 1 부분(10)의 수평면 골을 형성한다. 제 1 관절면(16)은, 가장자리(1001)의 앞 측 상의 베이스 점(1000)으로부터 가장자리(1001)의 뒤 측 상의베이스 점(1010)까지 측정한, 앞-뒤 방향에서의 제 1 호(12)를 갖는다. 베이스 점(1000 및 1010)은 앞-뒤 방향에서 제 1 관절면(16)의 종단 점이며, 이들 사이에서, 이 면은 바람직하게는 편평한 부분이 없이 연속해서 곡선을 이룬다. 제 1 관절면(16)의 제 1 호(12)는 바람직하게는 대략 3mm와 대략 30mm 사이, 더 바람직하게는 대략 8mm와 대략 15mm 사이, 더 바람직하게는 대략 10mm와 대략 14mm 사이의 길이를 갖는다.
도 5에 도시한 바와 같이, 제 1 관절면(16)은 앞-뒤 방향에서 바람직하게는 대략 1mm와 대략 30mm 사이, 더 바람직하게는 대략 5mm와 대략 10mm 사이, 더 바람직하게는 대략 7.5mm인 제 1 곡률반경(18)을 갖는다. 바람직하게, 제 1 관절면(16)의 제 1 곡률반경(18)은 앞-뒤 방향에서 부분 원형 또는 구형면을 형성하는 제 1 호(12)를 따라 실질적으로 일정하다.
제 1 부분(10)은 오목 관절면(16)의 인덴테이션 또는 골이 가장자리(1001)에서 시작되는 베이스 점(1000 및 1010)으로부터 제 1 관절면(16)의 정점(1090)까지 측정되는 제 1 깊이(13)를 더 갖는다. 제 1 깊이(13)는 바람직하게는 대략 0.5mm와 대략 5mm 사이, 더 바람직하게는 대략 1mm와 대략 2mm 사이, 더 바람직하게는 대략 1.8mm의 값을 갖는다.
도 6은 안쪽-측면 방향에서 척추간 임플란트(100)의 횡단면도를 예시한다. 제 1 관절면(16)은, 가장자리(1041)의 안 쪽 상의 베이스 점(1040)으로부터 가장자리(1051)의 측면 측 상의 베이스 점(1050)까지 측정되는, 안쪽-측면 방향에서의 제 2 호(32)를 갖는다. 베이스 점(1040 및 1050)은 안쪽-측면 방향에서 제 1 관절면(16)의 대향하는 단부 상의 단부 점이며, 그 사이에서, 표면은 바람직하게는 편평한 부분이 없고 연속해서 곡선이다. 제 1 관절면(16)의 제 2 호(32)는 바람직하게는 대략 3mm와 대략 30mm 사이, 더 바람직하게는 대략 10mm와 대략 20mm 사이, 더 바람직하게는 대략 10mm와 대략 15mm 사이의 길이를 갖는다.
도 6에 예시한 바와 같이, 제 1 관절면(16)은 바람직하게는 안쪽-측면 방향에서 제 2 곡률반경(38)을 갖는다. 제 1 관절면(16)의 제 2 곡률반경(38)은 바람직하게는 대략 1mm와 대략 100mm 사이이다. 이 실시예에서, 제 2 곡률반경(38)은 안쪽-측면 방향에서 제 1 관절면(16)을 따라 변경되거나 변화한다. 제 1 관절면(16)의 제 2 호(32)를 따라서의 제 2 곡률반경(38)은 바람직하게는 대략 1mm와 대략 100mm 사이, 더 바람직하게는 대략 7.5mm와 대략 50mm 사이, 더 바람직하게는 대략 7.5mm와 대략 30mm 사이에서 변화한다.
더 나아가, 제 1 부분(10)은 오목 관절면(16)의 인덴테이션 또는 골이 가장자리(1001)에서 시작되는 베이스 점(1040 및 1050)으로부터 제 1 관절면(16)의 정점(1090)까지 측정된 제 2 깊이(43)를 더 갖는다. 제 2 깊이(43)는 바람직하게는 대략 0.5mm와 대략 5mm 사이, 더 바람직하게는 대략 1mm와 대략 2mm 사이, 더 바람직하게는 대략 1.8mm의 값을 갖는다. 바람직하게, 제 1 깊이(13)와 제 2 깊이(43)는 동일하고, 정점(1090)은 오목면(16)의 중심에 있다. 대안적으로, 제 1 깊이(13)는 제 2 깊이(43)와 다를 수 있고, 정점(1090), 즉 인덴테이션(16)의 가장 깊은 부분은 인덴테이션의 기하학적 중심에서 중심이 어긋나 있을 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 제 1 관절면(16)의 제 1 곡률반경(18)의 값은 일정한 반면, 제 1 관절면(16)의 제 2 곡률반경(38)의 값은 안쪽-측면 방향에서 이 면의 길이를 따라 변경되거나 변화한다. 제 2 안쪽-측면 방향에서 제 1 관절면(16)의 곡률반경 값이 변할 수 있지만, 제 1 관절면(16)의 제 1 곡률반경(18)의 값은 도 6에 도시한 바와 같이 제 1 관절면(16)의 제 2 곡률반경(38)의 값과는 다르며 바람직하게는 이보다 더 작을 수 있다. 대안적으로, 제 1 관절면(16)의 제 1 곡률반경(18)의 값은 제 1 관절면(16)의 제 2 곡률반경(38)의 값보다 크거나 같을 수 있다. 바람직하게, 제 1 관절면(16)의 제 1 호(12)의 길이는 제 1 관절면(16)의 제 2 호(32)의 값보다 작다. 대안적으로, 제 1 관절면(16)의 제 1 호(12)의 값은 제 1 관절면(16)의 제 2 호(32)의 값보다 크거나 같을 수 있다. 바람직하게, 제 1 깊이(13)의 값은 제 2 깊이(43)의 값과 같다. 대안적으로, 제 1 깊이(13)의 값은 제 2 깊이(43)의 값보다 크거나 작을 수 있다.
도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 제 2 부분(20)은 바람직하게는 임플란트의 바닥 또는 하부 부분이며, 하위 척추골과 맞닿는다. 바람직하게도, 제 2 부분(20)은 상대적으로 편평한 척추골(201)과 접촉하는 제 1 면(25)을 갖는다. 대안적으로, 제 1 면(25)은 약간 곡선을 이루거나 실질적으로 곡선을 이룰 수 있다. 제 2 부분(20)은 앞-뒤 방향에 배치되어 제 2 부분(20)을 척추골(201)에 정착시키는 하나 이상의 용골(27)을 더 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 용골(27)은 제 2 부분(20)을 척추골(201)에 정착시키기 위한 수단으로 예시되었지만, 예컨대, 티쓰, 릿지, 뼈 인-그로쓰 영역, 또는 나사와 같은 현재 알려져 있거나 이후에 발견될 추가 또는 대안적인 정착 수단이나 요소를 사용할 수 있다.
도 4에 도시한 바와 같이, 제 2 부분(20)은 바람직하게는 제 2 부분(20)으로부터 바깥쪽으로 돌출하여 볼록하며 부분적으로 구인 3차원 형상을 갖는 제 2 관절면(26)을 포함한다. 도 10은 도 3의 제 2 부분(20) 및 상세하게는 볼록한 제 2 곡선 관절면(26)의 평면도를 도시하는데 반해, 도 4, 도 5 및 도 6은 각각 측면 사시도, 앞-뒤 횡단면도(시상면) 및 안쪽-측면 횡단면도(관상면)를 도시한다.
도 5에 도시한 바와 같이, 제 2 관절면(26)은 앞-뒤 방향에서 제 1 곡률반경(28)을 가지며, 이 제 1 곡률반경(28)은 바람직하게는 일정하며, 바람직하게는 대략 1mm와 대략 30mm 사이, 더 바람직하게는 대략 5mm와 대략 10mm 사이, 더 바람직하게는 대략 7.5mm이다. 대안적으로, 제 1 곡률반경(28)은 앞-뒤 방향에서 제 2 관절면(26)을 따라 변할 수 있다.
제 2 곡선 관절면(26)은, 앞쪽 상의 가장자리(1021)의 베이스 점(1020)으로부터 가장자리(1021)의 뒤쪽 상의 베이스 점(1030)까지 측정되는, 앞-뒤 방향에서의 제 1 호(22)를 갖는다. 베이스 점(1020 및 1030)은 앞-뒤 방향에서 제 2 관절면(26)의 종단 점이며, 그 사이에서 이 면은 바람직하게는 편평한 부분이 없이 연속해서 곡선이다. 제 2 관절면(26)의 제 1 호(22)는 바람직하게는 대략 3.0mm와 대략 30mm 사이, 더 바람직하게는 대략 10mm와 대략 15mm 사이, 더 바람직하게는 대략 13mm와 대략 14mm 사이의 길이를 갖는다. 앞-뒤 방향에서 제 1 부분(10)의 제 1 호(12)의 길이는 바람직하게는 앞-뒤 방향에서 제 2 부분(20)의 제 1 호(22)의 길이보다 작다.
제 2 부분(20)은 볼록 관절면(26)의 돌기가 가장자리(1021)에서 시작되는 베이스 점(1020 및 1030)으로부터 제 2 관절면(16)의 정점(1091)까지 측정되는 제 1 높이(23)를 더 갖는다. 제 1 높이(23)는 바람직하게는 대략 2mm와 대략 5mm 사이, 더 바람직하게는 대략 2mm와 대략 3mm 사이, 더 바람직하게는 대략 2.5mm의 값을 갖는다.
도 6에 도시한 바와 같이, 제 2 관절면(26)은, 가장자리(1021)의 안쪽 상의 베이스 점(1060)으로부터 가장자리(1021)의 측면 쪽 상의 베이스 점(1070)으로 측정되는, 안쪽-측면 방향에서의 제 2 호(42)를 갖는다. 베이스 점(1060 및 1070)은 안쪽-측면 방향에서 제 2 관절면(26)의, 대향하는 종단부 상의 종단점이며, 그 사이에서, 이 면은 바람직하게는 편평한 부분이 없이 연속되는 곡선이다. 제 2 관절면(26)의 제 2 호(42)는 바람직하게는 대략 3.0mm와 대략 30mm 사이, 더 바람직하게는 대략 10mm와 대략 15mm 사이, 더 바람직하게는 대략 12mm와 대략 14mm 사이의 길이를 갖는다.
도 6에 도시한 바와 같이, 제 2 관절면(26)은 바람직하게는 안쪽-측면 방향에서 제 2 곡률반경(48)을 갖는다. 제 2 관절면(26)의 제 2 곡률반경(48)은 바람직하게는 대략 1mm와 대략 30mm 사이, 더 바람직하게는 대략 5mm와 대략 10mm 사이, 더 바람직하게는 대략 7.5mm이다. 바람직하게도, 제 2 관절면(26)의 제 2 곡률반경(48)은 안쪽-측면 방향에서 일정하거나 실질적으로 일정하다. 대안적으로, 제 2 곡률반경(28)은 안쪽-측면 방향에서 제 2 관절면(26)을 따라 변할 수 있다.
더 나아가, 제 2 부분(20)은 볼록 관절면(26)의 돌기가 시작되는 베이스 점(1060 및 1070)으로부터 제 2 관절면(26)의 정점(1091)까지 측정되는 제 2 높이(53)를 더 갖는다. 제 2 높이(53)는 바람직하게는 대략 2mm와 대략 5mm 사이, 더 바람직하게는 대략 2mm와 대략 3mm 사이, 더 바람직하게는 대략 2.5mm인 값을 갖는다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 제 2 관절면(26)의 제 1 곡률반경(28)의 값은 바람직하게는 제 2 관절면(26)의 제 2 곡률반경(48)의 값과 동일하다. 제 2 관절면(26)의 제 1 호(22)의 길이는 제 2 관절면(26)의 제 2 호(42)와 동일한 길이일 수 있다. 대안적으로, 제 2 관절면(26)의 제 1 호(22)의 길이는 제 2 관절면(26)의 제 2 호(42)의 길이보다 크거나 작을 수 있다. 바람직하게도, 제 1 높이(23)의 값은 제 2 높이(53)와 같다. 대안적으로, 제 1 높이(23)의 값은 제 2 높이(53)의 값보다 크거나 작을 수 있다.
바람직하게는, 제 2 부분(20)의 제 1 높이(23)의 값은 제 1 부분(10)의 제 1 깊이(13)보다 크다. 또한, 제 2 높이(53)는 바람직하게는 제 1 부분(10)의 제 2 깊이(43)보다 크다. 더 바람직하게는, 제 1 높이(23)는 제 2 높이(53)와 같고, 이 제 2 높이(53)는 제 1 깊이(13) 및 제 2 깊이(43)보다 크다.
더 나아가, 도 5 및 도 6을 참조하면, 제 1 관절면(16)은 제2 관절면(26)과 매칭, 대응 또는 네트스하지 못하여, 제 1 관절면(16)은 실질적으로 제 1 관절면(16)이나 제 2 관절면(26) 중 어느 하나에 걸쳐서 제 2 관절면(26)과 접촉하지 않게 된다. 더 상세하게, 제 1 관절면(16)의 제 1 곡률반경(18)은 바람직하게는, 제 2 관절면(26)의 제 2 곡률반경(28)과 같은 값을 가져서, 제 1 관절면(17)은 앞-뒤 방향에서 제 2 관절면(26)과 실질적으로 매칭 및 네스트하게 된다. 그러나 제 1 관절면(16)의 제 2 곡률반경(38)은 타원 형상을 형성하여 그 길이를 따라 변하며, 제 2 관절면(26)의 제 2 곡률반경(48)과는 다른 값을 가져, 제 1 관절면(16)은 바람직하게는 안쪽-측면 방향에서 제 2 관절면(26)과 매칭하지 않는다. 바람직하게, 제 1 관절면(16)의 제 2 곡률반경(38)은 제 2 관절면(26)의 제 2 곡률반경(48)보다 더 크다.
바람직한 실시예에서, 볼록한 하부 부분(20)은 모든 방향에서 대략 7.5mm의 일정한 곡률반경과 대략 2.5mm의 높이(23 및 53) 및, 모든 방향에서 대략 11mm의 호 길이를 갖는다. 바람직한 실시예에서, 오목한, 상부 부분(10)은 앞-뒤 방향에서 대략 7.5mm의 일정한 곡률반경, 대략 11mm의 호 길이(12) 및 대략 1.8mm의 깊이를 갖는 반면, 측면-안쪽 방향에서는 호(32) 길이를 따라 변하는 반경(38), 대략 13mm인 호(32) 길이 및 대략 1.8mm의 깊이를 갖는다. 바람직하게도, 호(32)는, 대략 1mm와 100mm 사이에서 변하는, 안쪽-측면 방향에서의 곡률반경(38)을 갖는 부분 타원이다.
볼록한 제 2 관절면(26)은 제 1 관절면(16)이나 제 2 관절면(26) 중 어느 하나의 면적 미만인 제한된 면적에 걸쳐서 오목한 제 1 관절면(16)과만 접촉할 수 있다. 이 접촉 면적의 값은 바람직하게는 제 1 관절면(16)이나 제 2 관절면(26)의 면적의 50% 미만인 면적을 포함할 수 있다. 이 면적의 값은 제 1 또는 제 2 관절면의 25% 미만인 면적, 더 바람직하게는 제 1 또는 제 2 관절면의 10% 미만인 면적을 포함할 수 있다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 제 1 곡선 관절면(16)은 일반적으로 앞-뒤 방향에서 제 2 관절면(26)과 제한된 접촉을 이루는 선 또는 선형 부위를 갖는다. 바람직하게도, 제 1 관절면(16)은 일반적으로 안쪽-측면 방향에서 제한된 길이를 갖지만, 앞-뒤 방향에서 더 큰 길이를 갖는 선 또는 부위를 따라서 제 2 관절면(26)과 접촉한다. 즉, 접촉 길이는 바람직하게는, 안쪽-측면 방향에서의 접촉 길이보다 앞-뒤 방향에서가 더 크다. 안쪽-측면 방향에서의 제한된 접촉 길이는 도 6에 도시하고 있으며, 여기서 볼록한 관절면(26)은 제한된 길이의 대역을 따라 그리고, 척추골이 근골격계로부터 이들 척추골에 힘이 가해지지 않는 자신들의 자연스런 위치에 있을 때, 바람직하게는 정점(1090, 1091)에서 오목한 관절면(16)과 접촉한다.
어떤 사람이 측면에서 측면으로 움직여서, 측면 구부림을 유도할 때, 근육은 도 3의 척추골(101 및 201)이 도 1의 축(1)을 중심으로 움직이게 한다. 이제, 척추간 임플란트(100)가 인접한 척추골(101 및 201) 사이에 삽입될 때, 척추골의 움직임은 도 3 내지 도 6에 도시한 제 1 부분(10) 및 제 2 부분(20)이 서로에 대해 움직이게 한다. 도 5 및 도 6의 실시예에서, 볼록한 제 2 관절면(26)은 실질적으로 앞-뒤 방향에서 오목한 제 1 관절면(16)과 매칭되고, 볼록한 제 2 관절면(26)은 타원 형상이고 곡률반경이 변하는 결과로 안쪽-측면 방향에서 오목한 제 1 관절면(16)과 매칭되며, 제 1 부분(10)은 플렉션과 익스텐션을 겪을 때 축(1900)을 중심으로 각도 방향으로 회전할 것이다.
도 14를 참조하면, 제 1 관절면(16)의 제 1 곡률반경(18)이 제 2 관절면(26)의 제 1 곡률반경(38)과 같고, 척추가 플렉션을 겪을 때, 상부 또는 상단 제 1 부분(10)은 점(1900)을 중심으로 회전하고, 이 점(1900)은 제 2 부분(20)에서 제 2 관절면(26) 상에 형성된 곡률반경(28)의 중심이다. 앞-뒤 방향에서, 볼록한 제 2 부분(20)의 제 1 곡률반경(28)은 (도 5 및 도 14에 도시한 바와 같이) 제 2 부분(20) 외부에 위치할 수 있어서, 오목한 제 1 부분(10)은 회전 축(1900)을 중심으로 회전한다. 기하학적 구조에 따라, 회전 축은 또한 임플란트에 그리고 제 2 부분(20)에 위치한다. 도 14에 더 예시한 바와 같이, 제 1 부분(10)이 앞쪽으로 제 2 부분(20)을 중심으로 회전할 때, 이로 인해 병진을 유도하여, 제 1 부분(10)은 제 2 관절면(26) 상을 미끄러져, 위치(1101)로부터 위치(1102)로 제 2 부분(20)에 관해 앞쪽으로 측면으로 이동한다.
도 6을 참조하면, 제 1 관절면(16)의 형상은 안쪽-측면 방향에서 타원이나 계란형이고, 제 1 관절면(16)의 제 2 곡률반경(38)은 이 표면 위에서 변경되거나 변화하며, 제 2 관절면(26)의 제 2 곡률반경(48)과 같지 않다. 따라서, 척추가 측면 구부림을 겪고, 제 1 부분(10)이 제 2 부분(20)에 대해 시상면(안쪽-측면 방향)에서 움직일 때, 오목한 제 1 관절면(16)은 볼록한 제 2 관절면(26) 상에서 롤링한다. 도 15a, 도 15b 및 도 15c를 참조하면, 제 2 관절면(26)이 롤링할 때, 접촉점(200)과 제 1 부분의 회전 축이 움직여 볼록한 관절면(26)의 경로를 따름으로써, 볼록한 제 2 관절면(26) 위에서 오목한 제 1 관절면(16)을 롤링하게 한다. 도 15a를 참조하면, 제 1 부분(10)과 제 2 부분(20)에 힘을 가하지 않아, 제 1 관절면(16)과 제 2 관절면(26)이 평형 상태에 있고, 척추가 플렉션, 익스텐션, 측면 구부림 또는 축 방향 회전 없이 똑바로 곧추선 자세에 있을 때, 제 1 부분(10)은 도 5 및 도 6과 도 15a에 도시한 바와 같이 중심에 놓이고 정렬된다. 도 15a에 도시한 바와 같이, 제 1 부분(10)과 제 2 부분(20)이 평형 상태에 있을 때, 제 1 부분(10)은 제 2 부분(20)과 자체-정렬되며, 이것이 의미하는 점은 안쪽-측면 방향에서 접촉점(200)이 정점(1090, 1091)에 대응하며, 제 1 부분(10)의 정점(1090)은 제 2 부분(20)의 정점(1091)과 일치한다. 그러나 측면 구부림 동안에 제 1 부분(10)과 제 2 부분(20)에 힘을 가할 때, 제 1 부분(10)과 제 2 부분(20)은 도 15b에 도시한 바와 같이 안쪽-측면 방향에서 움직이며, 제 1 부분(10)의 회전 중심과 접촉점(200)은 도 15c에 도시한 경로 점(404)으로 움직인다. 그에 따라, 제 1 부분(10)은 제 2 부분(20)에 대해 회전하고, 제 2 부분의 관절면 상에서 그리고 이 면을 따라서 롤링한다.
상부 오목 부분(10)이 안쪽-측면 방향에서 제 2 부분(20)의 하부 제 2 관절면(26)을 따라서 그리고 이 면을 따라 롤링하여, 순간 회전 축이 안쪽-측면 방향에서 표면(26)을 따라 움직인 결과, 제 1 부분의 병진이 유도되지 않아, 상부 오목 부분(10)은 언시네이트(uncinate) 프로세스와 접촉하기 전 더 큰 각도 움직임을 겪는다. 따라서, 임플란트(100)는, 언시네이트 프로세스와 충돌하기 전 관상면에서 대략 2°의 각도 회전을 일반적으로 허용하는, Synthes USA가 판매한 표준 ProDisc-C와 대조적으로, 상부 부분이 언시네이트 프로세스와 접촉하기 전 대략 9.2°의 각도 움직임을 허용한다.
임플란트(100)에 더해진 다른 장점은, 골(오목면)의 형상 및 기하학적 구조로 인해, 임플란트의 받침면이 근육이 더 이상 척추 세그먼트에 힘을 가하지 않을 때 측면 또는 회전 움직임 이후 (정점간) 최소 에너지 상태로 복귀하게 된다. 즉, 임플란트(100)는 그 자연적인 자세로 다시 움직이게 될 것이며, 여기서 오목면과 접촉하는 볼록면 부분은 근육이 척추 세그먼트 상에 힘을 더 이상 가하지 않은 후 커베이트 오목 관절면의 정점에 위치한다.
도 7 및 도 8은 척추간 임플란트(100')의 제 2 실시예를 예시한다. 척추간 임플란트(100')는 여기서 언급한 차이점을 제외하고 척추간 임플란트(100)와 유사하다. 바람직하게, 제 1 관절면(16')은 편평한 지점 없이 오목하고 연속적으로 곡선을 이루며 앞-뒤 방향 및 안쪽-측면 방향 둘 모두에서 타원형 또는 계란형상이며, 모든 방향에서 표면 위에서 변하는 곡률반경을 갖는다. 바람직하게, 제 2 관절면(26')은 편평한 지점 없이 볼록하고 연속적으로 곡선을 이루며, 동일한 모든 방향에서 일정한 곡률반경을 가진 부분 구형이다. 바람직하게, 제 2 관절면의 곡률반경은 그 표면 위에서 변경되거나 변화할지라도, 제 2 관절면의 곡률반경보다 더 크다. 앞-뒤 및 안쪽-측면 방향에서 오목한 관절면(16')의 곡률반경은 대략 1mm와 100mm 사이, 바람직하게는 1mm와 100mm 사이에서 변화할 수 있다. 앞-뒤 방향에서 오목한 관절면의 곡률반경(18')과 형상은 안쪽-측면 방향에서 오목한 관절면의 곡률반경(38')과 형상에 동일할 수 있다.
도 7은 앞-뒤 방향에서 척추간 임플란트(100')의 횡단면을 예시하는 반면, 도 8은 안쪽-측면 방향에서 척추간 임플란트(100')의 횡단면을 예시한다. 도 7은, 도 5에 도시한 실시예와 달리, 도 7의 실시예에서의 제 1 관절면(16')의 제 1 곡률반경(18')이 앞-뒤 방향에서 제 2 관절면(26')의 제 1 곡률반경(28')과 같지 않은 점을 제외하고는, 도 5에 대응한다. 도 8의 척추간 임플란트(100')는 실질적으로 도 6의 척추간 임플란트(100)와 유사하며, 여기서 제 1 관절면(16')의 제 2 곡률반경(38')은 안쪽-측면 방향에서 제 2 관절면(26')의 제 2 곡률반경(48')과 같지 않다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 바람직하게, 제 2 관절면(26')의 제 1 곡률반경(28')의 값은 제 2 관절면(26')의 제 2 곡률반경(48')의 값과 같다. 대안적으로, 제 2 관절면(26')의 제 1 곡률반경(28')의 값은 제 2 관절면(26')의 제 2 곡률반경(48')의 값보다 작거나 클 수 있다.
안쪽-측면 방향에서 제 1 부분(10')이 제 2 부분(20')에 대해 겪는 움직임은 안쪽-측면 방향에서 척추간 임플란트(100)가 겪는 움직임과 유사하다. 오목한 제 1 부분(10')은 (척추가 측면 구부림을 겪을 때) 안쪽-측면 방향에서 볼록한 제 2 부분(20')을 따라 롤링할 것이며, 제 1 부분(10')의 회전 축은 제 1 부분(10')과 제 2 부분(20') 사이의 접촉점일 것이다. 바람직하게, 제 1 관절면(16')은 오목하고, 앞-뒤 및 안쪽-측면 방향 둘 모두에서, 타원 또는 계란 형상을 가지며, 곡률반경(18' 및 38')은 제 1 관절면(16')의 길이를 따라 변화한다. 바람직하게, 제 2 관절면(26')은 앞-뒤 및 안쪽-측면 방향 둘 모두에서 볼록하고 일정한 곡률반경(28' 및 48')을 갖는다.
바람직하게, 제 1 관절면(16')의 반경은 앞-뒤나 안쪽-측면 방향을 포함한 어느 방향에서 제 2 관절면(26')의 곡률반경과 매칭하지 않는다. 바람직하게, 도 7 및 도 8에 예시한 실시예의 오목한 제 1 관절면(16')은, 제한된 면적 위에서, 그리고 바람직하게는 도 5 및 도 6에 예시한 실시예의 접촉 면적 미만의 접촉 면적 위에서 볼록한 제 2 관절면(26')과 접촉한다. 바람직하게, 제 1 관절면(16')의 제 2 관절면(26)과의 접촉 면적은 볼록한 제 2 관절면(266')의 50%보다 작고, 바람직하게는 25%보다 작으며, 더 바람직하게는 10%보다 작다. 바람직하게, 제 1 관절면(16')은 일반적으로 원형 또는 부분적으로 구형이며 제 2 관절면(26')의 면적보다 더 작은 면적인 제한된 접촉 부위나 점에서 일반적으로 제 2 관절면(26')과 접촉한다.
더 나아가, 척추간 임플란트(100)와 달리, 척추간 임플란트(100')는, 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 제 2 부분(20)에 돌기 또는 플래토(plateau)(33')를 갖는다. 돌기(33')는 대략 0mm와 대략 5mm 사이의 값을 가질 수 있다. 돌기(33')는, 돌기(33')의 길이를 변화시킴으로써, 다른 척추간 임플란트를 생성하는 능력을 제공한다. 다른 높이(33')의 제 2 부분(20')을 제공함으로써, 다른 크기의 임플란트를 조립할 수 있다. 예컨대, 임플란트(100, 100')는 1mm 증분 단위로 변화할 수 있는 다른 크기 돌기(33, 33')를 가진 하나 이상의 제 1 부분(10, 10' 및 20, 20')을 구비한 키트를 공급함으로써 원하는 높이로 조립할 수 있다. 따라서 예컨대, 제 1 부분(10, 10')은 0.5mm, 1.5mm, 2.5mm 등의 돌기(33, 33')가 공급될 수 있다.
도 11은, 척추골(101 및 201)이 척추의 요추 부위에 위치할 때, 도 1의 척추골(101 및 201)이 겪는 움직임 경로를 예시한다. 곡선(6")은 건강한 요추 척추골이 서로 겪어야 하는 움직임을 나타낸다. 경추 부위와 달리, 요추 부위에서, 축 방향 평면에서 요추 척추골의 경로(6')는 타원과 대조적으로 원의 원주를 따른다. 더 상세하게, 곡선 경로(6")는 하부 요추 척추골(102")을 따라 그리고 이것 위에서 상부 요추 척추골(101")의 순간 회전 축의 경로를 나타낸다. 콩 형상(16")은 요추 척추골에 대항하며 그 내부에서 경로(6")를 따라 돌출된 넓은 표면적을 나타낸다.
도 12는 제 2 부분(20)의 볼록 관절면(26)이 척추의 요추 부위에 위치해서 상부 인접한 요추 척추골의 순간 회전 축을 포함하게 될 경우를 예시한다. 더 상세하게, 범위 선(300 및 302)은 순간 회전 축이 하부 요추 척추골 상에 돌출될 때 겪을 최대 움직임을 나타낸다. 회전 축의 이 최대 움직임 범위를 기초로 해서, 요추 척추간 임플란트 보철에 대한 제 1 관절면(16")의 형상을 도 13에 도시한 대로 만든다.
도 13은 척추의 요추 부위에 이식하도록 설계된 척추간 임플란트(100")의 상단 부분(10")의 저면도를 예시한다. 척추간 임플란트(100")는 도 13에 도시한 바와 같이 제 1 곡선 오목 관절면(16")을 포함하는 제 1 부분(10")을 포함한다. 제 1 관절면(16")은 척추의 요추 부위에 위치한 척추골에 의해 척추간 임플란트(100")에 가해진 움직임을 수용하도록 콩 모양 형상을 갖는다. 도 13에서, 제 2 부분(20")의 제 2 볼록 관절면(26")은 원형 단면으로서 오목한 제 1 관절면(16") 상에 돌출한다. 요추 척추골이 움직임에 따라, 제 1 곡선 오목 관절면(16")은 볼록한 제 2 관절면(26") 상에서 움직인다. 도 9 및 도 13에서 볼 수 있는 바와 같이, 도 13의 척추간 임플란트(100")의 제 1 관절면(16")은 도 9에서 제 1 관절면(16)의 면적보다 요추 부위에서 제 2 관절면(16")을 포함하기 위해 훨씬 더 큰 면적을 갖는다. 그러므로 제 1 관절면(16")이 이렇게 연장된 콩 모양 형상이므로, 척추간 임플란트(100")는 척추의 경추 부위에서 ±7°인 것과 대조적으로, 요추 부위에서는 ±10°에 이르는 축 회전을 바람직하게는 수용한다.
안쪽-측면 방향에서 제 1 관절면의 형상은 원 또는 구 형상일 수 있거나, 대안적으로는 곡률반경이 변하는 타원 또는 계란형일 수 있다. 제 1, 바람직하게는 오목한 관절면의 곡률반경은 바람직하게는 대략 20mm와 대략 100mm 사이이다. 오목면(16")은 오목면(16 또는 16')보다 더 길 것이며, 또한 이것의 회전 축까지의 거리로 인해 더 곡선으로 보일 것이다. 제 1, 바람직하게는 오목 관절면의 측면-안쪽 방향에서의 곡률반경은 앞-뒤 방향에서의 곡률반경보다 더 크며, 바람직하게는 제 2, 바람직하게는 볼록 관절면(26")의 곡률반경보다 더 크다. 제 2 관절면(26")은 바람직하게는 구 형상이며, 모든 방향에서 일정한 곡률반경을 갖는다. 제 2, 바람직하게는 볼록 관절면의 측면-안쪽 방향에서의 곡률반경은 바람직하게는, 제 1, 바람직하게는 오목 관절면의 측면-안쪽 방향에서의 곡률반경과는 달라서, 제 1 관절면은 측면-안쪽 방향에서 제 2 관절면과 매칭, 대응 또는 네스트하지 않는다. 바람직하게, 오목 관절면은 볼록 관절면 상에서 그리고 이 관절면을 따라서 롤링하여, 볼록 부분에 대한 오목 부분의 순간 회전 축은 볼록 부분의 표면을 따라 움직이게 된다.
본 출원은 도시한 바로 그 배치, 구조, 특성, 실시예, 구성 및 수단으로 제한되지 않는다는 점과, 도시한 배치, 구조, 특성 및 수단은 단독으로 또는 다른 배치, 구조, 특성, 구성 및 수단과 결합하여 사용될 수 있다는 점을 이해해야 한다. 예컨대, 도 5 및 도 6의 실시예에 예시한 척추간 임플란트(100)는 돌기(33)를 포함할 수 있어서, 척추간 임플란트(100)의 높이를 증가시킬 수 있다. 또한, 예컨대, 오목 관절면은 상위 척추골과 결합된 것으로 도시되고 기술되었고, 볼록 척추골은 하위 척추골과 결합된 것으로 도시되고 기술되었지만, 당업자는 오목 및 볼록면은 전환할 수 있고, 볼록면은 하나 이상의 방향에서 타원이나 포물선 형태일 수 있는 반면, 오목면은 부분적으로 구형임을 쉽게 인식할 수 있다. 또한, 임플란트는 각각 하나의 단일체인 제 1 부분 및 제 2 부분을 갖는 것으로 도시되고 기술되었지만, 제 1 및 제 2 부분은 종래기술에서 잘 알려진 바와 같이 서로 조립되는 다수의 피스일 수 있다. 따라서, 제 1 부분 또는 제 2 부분, 또는 둘 모두는 척추골에 접촉하고 맞닿으며 정착하는 하나의 피스와, 관절면 또는 받침면을 포함하는 다른 피스를 포함할 수 있고, 두 개의 피스는 서로 결합되어 제 1 또는 제 2 부분을 형성한다.
당업자가 인식할 바와 같이, 여기서 기술한 구성요소 중 임의의 또는 모든 구성요소는 세트나 키트로서 제공될 수 있어, 외과의사는 구성요소의 여러 결합을 선택하여, 임플란트를 형성하고, 환자의 특정한 필요/해부학적 구조로 특히 구성되는 디스크 교체 시스템을 만들 수 있다. 각 구성 요소 중 하나 이상이 하나의 키트나 세트에 제공될 수 있다는 점에 주목해야 한다. 일부 키트나 세트에서, 동일한 구성요소나 부분을 다른 형상 및/또는 크기로 제공할 수 있다. 외과의사나 스텝은 제 1 및 제 2 부분을 혼합하여 매칭할 수 있어서, 수술 전이나 동안에 임플란트를 만들 수 있다.
전술한 설명 및 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내지만, 첨부한 청구범위에서 한정된 본 발명의 사상과 범주에서 벗어나지 않고 여러 가지 추가, 수정, 결합 및/또는 교환을 그러한 실시예에 대해 행할 수 있다는 점을 이해해야 할 것이다. 특히, 본 발명은, 본 발명의 사상이나 핵심 특징에서 벗어나지 않고, 다른 특정한 형태, 구조, 배치, 비율로, 그리고 다른 요소, 소재 및 구성요소와 함께 삽입될 수 있다는 점은 당업자에게 명백할 것이다. 당업자는 본 발명이 본 발명의 실행 시 사용되며, 본 발명의 원리에서 벗어나지 않고 특정 환경 및 동작 요건에 특히 적응되는 구조, 배치, 비율, 소재 및 구성요소 등의 많은 수정과 함께 사용될 수 있음을 인식할 것이다. 게다가, 여기 기술한 특성은 단독으로 또는 다른 특성과 결합하여 사용할 수 있다. 현재 개시한 실시예는 그러므로 모든 면에서 예시적인 것이며 비제한적인 것으로 간주될 것이며, 본 발명의 범주는 첨부된 청구범위에 의해 나타내어지며, 전술한 설명으로 제한되지 않는다.
10: 제 1 부분 12, 22: 제 1 호
13: 제 1 깊이 15, 25: 제 1 면
16: 제 1 관절면 17, 27: 용골
20: 제 2 부분 23: 제 1 높이
26: 제 2 관절면 32: 제 2 호

Claims (25)

  1. 제 1 척추골(vertebra)과 제 2 척추골 사이에 삽입하는 척추간(intervertebral) 임플란트로서,
    상기 제 1 척추골의 종단 플레이트와 접촉하는 크기와 구성을 갖는 상부면을 포함하는 상부 부분;
    상기 제 2 척추골의 종단 플레이트와 접촉하는 크기와 구성을 갖는 하부면을 포함하는 하부 부분;
    상기 상부 및 하부 부분 중 하나와 동작 가능하게 결합되며 제 1 방향에서 제 1 곡률반경을 갖는 볼록 관절면; 및
    상기 상부 부분이 상기 하부 부분에 대해 움직일 수 있도록 상기 상부 및 하부 부분 중 다른 하나와 동작 가능하게 결합되며, 상기 제 1 방향에서 제 1 곡률반경을 갖는 오목 관절면을 포함하고;
    상기 볼록 관절면의 제 1 곡률반경은 동일한 상기 제 1 방향에서 상기 오목 관절면의 제 1 곡률반경과는 다른, 척추간 임플란트.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 볼록 관절면은 상기 제 1 방향에 수직인 제 2 방향에서 제 2 곡률반경을 가지고, 상기 오목 관절면은 상기 제 1 방향에 수직인 제 2 방향에서 제 2 곡률반경을 가지며, 상기 볼록 관절면의 제 2 곡률반경은 동일한 상기 제 2 방향에서 상기 오목 관절면의 제 2 곡률반경과 동일한, 척추간 임플란트.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 볼록 관절면은 상기 제 1 방향에 수직인 제 2 방향에서 제 2 곡률반경을 가지고, 상기 오목 관절면은 상기 제 1 방향에 수직인 제 2 방향에서 제 2 곡률반경을 가지며, 상기 볼록 관절면의 제 2 곡률반경은 동일한 상기 제 2 방향에서 상기 오목 관절면의 제 2 곡률반경과 다른, 척추간 임플란트.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 방향은 안쪽-측면 방향인, 척추간 임플란트.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 오목 관절면은 상기 상부 부분과 결합되는, 척추간 임플란트.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 볼록 관절면은 상기 제 1 방향에서 일정한 곡률반경을 갖는, 척추간 임플란트.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 오목 관절면은 편평한 지점이 없이 실질적으로 연속적이며, 상기 제 1 방향에서 그 길이에 걸쳐서 변화하는 곡률반경을 갖는, 척추간 임플란트.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 오목 관절면은 부분 편평 타원 형상인, 척추간 임플란트.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 볼록면(15)은 부분 구 형상인, 척추간 임플란트.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 오목 관절면은 상기 볼록 관절면 면적의 50% 미만의 면적을 포함하는 면적 상에서 단지 상기 볼록 관절면과 접촉하는, 척추간 임플란트.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 오목 관절면은 단지 상기 볼록 관절면의 25%미만과 접촉하는, 척추간 임플란트.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 오목 관절면은 단지 상기 볼록 관절면의 10%미만과 접촉하는, 척추간 임플란트.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 볼록 관절면은 상기 오목 관절면과 대략 선 접촉을 형성하는, 척추간 임플란트.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 오목 관절면은 타원 형상이며, 여기서 상기 오목 관절면의 제 1 곡률반경은 상기 제 1 방향에서 상기 오목 관절면에 걸쳐서 변화하며, 상기 제 1 방향에 수직인 제 2 방향에서 상기 오목 관절면의 제 2 곡률반경은 상기 오목 관절면에 걸쳐서 변화하는, 척추간 임플란트.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 볼록 관절면은 상기 오목면과 대략 점 접촉을 형성하는, 척추간 임플란트.
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 상부 부분은 멀티-피스(multi-piece) 조립체를 포함하고, 상기 하부 부분은 멀티-피스 조립체를 포함하는, 척추간 임플란트.
  17. 제 1 항에 있어서, 상기 상부 부분의 제 1 곡률반경은 대략 1mm와 대략 100mm 사이이며, 상기 상부 부분의 제 2 곡률반경은 대략 1mm와 대략 30mm 사이인, 척추간 임플란트.
  18. 제 1 항에 있어서, 상기 상부 관절면은 대략 10mm와 대략 15mm 사이 길이의 호를 가지며, 상기 하부 관절면은 대략 10mm와 대략 15mm 사이 길이의 호를 갖는, 척추간 임플란트.
  19. 제 1 항에 있어서, 상기 오목 관절면은 깊이를 가지며, 상기 볼록 관절면은 높이를 가지며, 상기 오목 관절면의 깊이는 상기 볼록 관절면의 높이와 다른 값을 갖는, 척추간 임플란트.
  20. 제 1 항에 있어서, 상기 오목 관절면은 적어도 상기 제 1 방향에서 상기 볼록 관절면의 적어도 일부분 상에서 이 볼록 관절면의 적어도 일부분을 따라 롤링하는, 척추간 임플란트.
  21. 제 1 항에 있어서, 상기 오목 관절면은 적어도 두 방향에서 상기 볼록 관절면의 적어도 일부분 상에서 이 볼록 관절면의 적어도 일부분을 따라 롤링하는, 척추간 임플란트.
  22. 제 1 항에 있어서, 상기 오목 관절면의 깊이는 정점을 갖고, 상기 볼록 관절면의 높이는 정점을 가지며, 상기 오목 관절면과 상기 볼록 관절면은, 상기 제 1 및 제 2 부분에 힘이 인가되지 않을 때, 상기 오목 정점이 상기 볼록 정점에 축 방향으로 정렬되어 대향하게 하는 구성, 크기 및 형상을 갖는, 척추간 임플란트.
  23. 제 1 척추골과 제 2 척추골 사이에 삽입하는 척추간 임플란트로서,
    상기 제 1 척추골의 종단 플레이트와 접촉하는 크기와 구성을 갖는 상부면을 포함하는 상부 부분;
    상기 제 2 척추골의 종단 플레이트와 접촉하는 크기와 구성을 갖는 하부면을 포함하는 하부 부분;
    상기 상부 및 하부 부분 중 하나와 동작 가능하게 결합되는 볼록 관절면; 및
    상기 상부 부분이 상기 하부 부분에 대해 움직일 수 있도록 상기 상부 및 하부 부분 중 다른 하나와 동작 가능하게 결합되는 오목 관절면을 포함하고;
    상기 오목 관절면 전체가 상기 볼록 관절면과 접촉하지 않도록, 상기 오목 관절면은 상기 볼록 관절면과 다른 형상을 가지며 또한 상기 볼록 관절면과 매칭하지 않으며, 상기 오목 관절면은 적어도 한 방향에서 상기 볼록 관절면 상에서 롤링하여, 상기 오목 관절면의 회전 축이 상기 볼록 관절면을 따라 움직이는, 척추간 임플란트.
  24. 척추간 임플란트로서,
    상부 척추골의 종단 플레이트와 접촉하는 크기와 구성을 갖는 상부면을 포함하는 상부 부분;
    하부 척추골의 종단 플레이트와 접촉하는 크기와 구성을 갖는 하부면을 포함하는 하부 부분;
    상기 상부 및 하부 부분 중 하나와 동작 가능하게 결합되는 볼록 관절면; 및
    상기 상부 부분이 상기 하부 부분에 대해 움직일 수 있도록 상기 상부 및 하부 부분 중 다른 하나와 동작 가능하게 결합되는 오목 관절면을 포함하고;
    상기 오목 및 볼록 관절면 중 하나는 적어도 한 방향에서 변화하는 곡률반경을 갖는 타원 형상이고, 상기 오목 및 볼록면 중 다른 하나는 동일한 상기 적어도 한 방향과 동일한 방향에서 일정한 곡률반경을 갖는 부분적으로 구 형상인, 척추간 임플란트.
  25. 제 23 항에 있어서, 상기 오목 및 볼록 관절면 중 다른 하나는 모든 방향에서 동일한 일정한 곡률반경을 갖는 부분적으로 구 형상인, 척추간 임플란트.
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