KR101371418B1 - 추간체 유합 보형재 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 본 발명은 형상기억소재로 제조되어 형상기억소재의 형상기억특성에 의해 용이한 형상으로 변형되고 체온에 의해 원래의 형상으로 회복되며 척추체 사이의 간격을 유지하여 통증을 완화하고 척추의 굴곡을 복원시킬 수 있으며, 형상기억합금의 또 다른 특성인 초탄성에 의해 응력차폐현상으로 인한 문제를 방지할 수 있으며, 외부 충격에 의해 변형되더라도 초기 형태로 회복되어 척추체 사이의 간격을 안정적으로 유지할 수 있고, 완충구조를 가지고 있어 외부 충격으로부터 척추의 손상을 방지할 수 있는 추간체 유합 보형재에 관한 것으로, 수직한 후방부; 서로 마주하도록 후방부의 상부 및 하부에 일체로 제공되면서 후방부에서 전방 측으로 점점 넓어지게 연장되는 상면부와 하면부; 상면부의 연장단에서 하면부 측으로 볼록하게 만곡된 곡률로 제공되는 상면전방부; 하면부의 연장단에서 상면부 측으로 볼록하게 만곡된 곡률로 제공되는 하면전방부; 상면부 및 하면부의 골 유합을 위한 관통공을 포함한다.
Description
본 발명은 척추 질환의 치료를 위해 퇴행성 추간판이 제거된 척추체 삽입되어 척추체 사이의 간격을 확보하여 통증을 경감시켜 주고 유합을 위한 공간을 확보하며, 척추의 안정성을 유지시켜주는 추간체 유합 보형재에 관한 것으로, 보다 상세하게는 형상기억소재의 형상기억효과에 의해 삽입이 용이하며, 형상기억소재의 또 다른 특성인 초탄성에 의해 응력차폐현상으로 인한 재골절, 박리 등을 방지하는 추간체 유합 보형재에 관한 것이다.
일반적으로 추간체 유합 보형재는 척추 질환의 수술적 치료 방법인 유합술(fusion)에 이용되는 의료기기로 퇴행성 디스크를 제거한 후 척추체 사이에 삽입되어 유합을 위해 뼈가 성장되어 들어갈 공간을 확보하여 주고, 척추체 사이의 간격을 높여주어 통증을 경감시켜주며, 척추의 굴곡(lordosis)을 복원하여 척추의 안정성을 유지시켜 주는 것이다.
전술한 추간체 유합 보형재는 일반적으로 인체의 등쪽을 절개하여 척추의 후방으로 삽입되어 척추체 사이에 고정되게 되는데 이렇게 삽입된 추간체 고정 보형재는 내부에 공간을 가지고 있으며 이 공간에 인공골 또는 자가골 등의 본 칩(bone chip) 또는 본 시멘트(bone cement)가 충진되고, 추간체 유합 보형재 상부 및 하부의 관통공을 통해 노출되어 인접한 척추체로부터의 골 성장에 의해 유합이 이루어지게 된다.
그런데, 종래의 추간체 유합 보형재는 생리적합성이 우수하다고 알려진 티타늄, PEEK등의 재료를 이용해 나사형, 상자형 원통형 등의 형상으로 제조되었으나,인체의 자연스러운 척추의 굴곡(lodosis)를 복원하기 위해 전면부 높이가 후면부 높이에 비해 크게 제조되어 삽입이 어렵고 이로 인한 수술시간의 증가, 많은 골 손실 등과 같은 문제점이 있었다.
또한 종래의 티타늄 등을 이용한 추간체 유합보형재는 높은 탄성계수로 인해 재료가 하중을 모두 받아버려 생체골에 하중이 전달되지 않아 응력차폐현상으로 인한 재골절, 박리 등의 문제가 발생할 수 있었다.
그리고 종래의 추간체 유합 보형재는 완충구조를 포함하지 않아 외부에서 가해지는 충격을 흡수할 수 없어 외부 충격이 그대로 척추에 전달되어 척추가 손상되는 문제가 있었다.
관련 선행기술로는 한국공개특허 제 2008-0093846 호(공개일자: 2008년 10월 22일, 명칭: "추간체 고정 보형재")가 있다.
본 발명은 형상기억소재로 제조되는 추간체 유합 보형재를 제공함으로써, 형상기억효과로 인해 저온에서 쉽게 변형되고 체온에서 원래의 형태로 회복되어 척추 사이의 간격을 유지하여 통증을 완화하고 척추의 안정성을 유지할 수 있으며, 형상기억소재의 또 다른 특성인 초탄성에 의해 응력차폐현상을 방지하고, 완충구조를 포함하여 외부 충격이 그대로 척추체에 전달되어 척추가 손상되는 것을 방지하는 추간체 유합 보형재를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 추간체 유합 보형재는, 수직한 후방부; 서로 마주하도록 후방부의 상부 및 하부에 일체로 제공되면서 후방부에서 전방 측으로 점점 넓어지게 연장되는 상면부와 하면부; 상면부의 연장단에서 하면부 측으로 볼록하게 만곡된 곡률로 제공되는 상면전방부; 및 하면부의 연장단에서 상면부 측으로 볼록하게 만곡된 곡률로 제공되는 하면전방부;를 포함할 수 있다.
구체적으로 후방부에는 결합공이 형성되며, 결합공의 내주면 상에는 삽입공구의 선단이 결합되는 암나사가 형성될 수 있다.
구체적으로 상면부 및 하면부에는 상면부 및 하면부에는 생체골, 또는 인공공, 또는 본 시멘트 중 어느 하나가 노출되어 척추체에 유합될 수 있도록 장공형태의 관통공이 각각 형성되며, 상면부 및 하면부의 외측면 상에는 척추체에 걸쳐지는 다수의 걸림돌기가 형성될 수 있다.
더 구체적으로 걸림돌기는, 나사산 형상, 또는 후크 형상 중 어느 하나의 형상으로 제공될 수 있다.
구체적으로 상면전방부 및 하면전방부의 연장단은 척추체의 조직과 골 융합이 용이하게 이루어질 수 있도록 서로 이격될 수 있다.
더 구체적으로 상면전방부의 연장단 및 하면전방부의 연장단은 서로 인접하게 또는 벌어지게 이격될 수 있다.
더 구체적으로 상면전방부 및 하면전방부의 외측면 상에는 하나 이상의 스파이크돌기가 돌출되게 형성될 수 있다.
그리고 추간체 유합 보형재는, 상면부의 일측 및 타측에서 하면부 측으로 연장되거나, 또는 하면부의 일측 및 타측에서 상면부 측으로 연장되는 한 쌍의 이탈방지벽;을 더 포함할 수 있다.
그리고 추간체 유합 보형재는, 시술 시 삽입이 용이하도록 저온에서 삽입이 용이한 형상으로 변형되고 체온에 의해 원래의 형상으로 회복되는 형상기억소재로 제조될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 추간체 유합 보형재는, 형상기억소재로 제조되어 저온에서 삽입이 용이한 형상으로 변형되고 체온에서 원래의 형상으로 회복되어 척추체 사이에 고정되기 때문에 기존 추간체 유합 보형재에 비해 추간체 유합 보형재가 쉽게 삽입될 수 있게 하는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 추간체 유합 보형재는, 상면부 및 하면부의 연장단에 형성되는 상면전방부 및 하면전방부를 만곡된 곡률로 형성함으로써, 추간체 유합 보형재 삽입 시 척추체와의 마찰력을 줄일 수 있어 추간체 유합 보형재가 용이하게 삽입될 수 있게 하는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 추간체 유합 보형재는, 상면부 및 하면부의 외측면 상에 걸림돌기를 형성하고, 상면전방부 및 하면전방부의 외측면 상에 스파이크돌기를 형성함으로써, 추간체 유합 보형재를 척추체간 사이에 강력하게 고정시킬 수 있게 하는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 추간체 유합 보형재는 형상기억소재로 제조되어 형상기억소재의 또 다른 특성인 초탄성에 의해 환자의 움직임에 의해 발생하는 외력을 완전히 흡수하지 않고 일부 척추체에 전달해 줌으로써 삽입된 생체재료가 응력을 모두 받아 생체골에 응력이 전달되지 않기 때문에 발생하는 응력차폐현상으로 인한 문제를 방지할 수 있다는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 추간체 유합 보형재는 완충작용을 할 수 있는 구조를 가지고 있어 척추체에 밀착되는 상면부 및 하면부가 외부 충격을 흡수할 수 있도록 후방부에 탄성 지지되기 때문에 외부 충격으로부터 척추체가 손상되는 것을 예방할 수 있는 이점이 있다.
게다가, 본 발명에 따른 추간체 유합 보형재는 형상기억소재의 초탄성에 의해 하중이 가해져 변형이 이루어지더라도 하중이 제거되면 초기 형태로 복원되기 때문에 척추체 사이 간격을 효과적으로 유지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 추간체 유합 보형재가 장착된 상태를 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 추간체 유합 보형재를 나타낸 사시도이며,
도 3은 도 2에 도시된 추간체 유합 보형재를 나타낸 측면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 추간체 유합 보형재의 다른 실시예를 나타낸 사시도이며, 그리고
도 5는 도 4에 도시된 추가체 유합 보형재를 나타낸 측면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 추간체 유합 보형재가 삽입이 용이한 형상으로 변형된 사시도이며, 그리고
도 7은 본 발명에 따른 추간체 유합 보형재의 다른 실시예가 삽입이 용이한 형상으로 변형된 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 추간체 유합 보형재를 나타낸 사시도이며,
도 3은 도 2에 도시된 추간체 유합 보형재를 나타낸 측면도이고,
도 4는 본 발명에 따른 추간체 유합 보형재의 다른 실시예를 나타낸 사시도이며, 그리고
도 5는 도 4에 도시된 추가체 유합 보형재를 나타낸 측면도이고,
도 6은 본 발명에 따른 추간체 유합 보형재가 삽입이 용이한 형상으로 변형된 사시도이며, 그리고
도 7은 본 발명에 따른 추간체 유합 보형재의 다른 실시예가 삽입이 용이한 형상으로 변형된 사시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 추간체 유합 보형재가 장착된 상태를 나타낸 도면으로서, 본 발명에 따른 추간체 유합 보형재(100)는 추간판(도시되지 않음)이 제거된 척추체(10) 사이에 삽입된다.
도 2는 본 발명에 따른 추간체 유합 보형재를 나타낸 사시도로서, 본 발명에 따른 추간체 유합 보형재(100)는 전체적으로 가늘고 긴 육면체의 형상을 가진다. 이러한 본 발명에 따른 추간체 유합 보형재(100)는 후방부(110), 상면부(120)와 하면부(130), 그리고 상면전방부(140)와 하면전방부(150)를 포함하여 이루어진다.
여기서 후방부(110), 상면부(120), 하면부(130), 상면전방부(140), 및 하면전방부(150)는 일체로 형성되며, 후방부(110), 상면부(120), 하면부(130), 상면전방부(140), 및 하면전방부(150))의 내부에는 척추체(10)에 유합되는 생체골 또는 인공골 또는 본 시멘트(bone cement; 도시되지 않음)가 충진된다.
먼저, 후방부(110)는 도시된 바와 같이 수직한 판 형상으로 제공된다. 후방부(110)에는 추간체 유합 보형재(100)를 추간판이 제거된 척추체(10) 사이로 삽입하기 위한 삽입공구(도시되지 않음)가 결합된다. 이를 위해서 후방부(110)에는 삽입공구가 결합되는 결합공(112)이 형성된다. 그리고 결합공(112)의 내주면 상에는 삽입공구의 선단에 형성된 수나사(도시되지 않음)가 결합되는 암나사(114)가 형성된다.
상면부(120) 및 하면부(130)는 서로 마주하도록 후방부(110)의 상부 및 하부에 일체로 제공되면서 후방부(110)에서 전방 측으로 소정의 각도를 가지면서 점점 넓어지게 연장된다. 즉 상면부(120) 및 하면부(130)는 후방부(110)에 탄성 지지 된다.
이때, 상면부(120) 및 하면부(130)에는 추간체 유합 보형재(100)의 내부에 충진되는 생체골 또는 인공골 또는 본 시멘트가 노출되어 척추체(10)에 유합될 수 있도록 장공형태의 관통공(122, 132)이 각각 형성된다. 그리고 척추체(10)와 밀착되는 상면부(120) 및 하면부(130)의 외측면 상에는 다수의 걸림돌기(124, 134)가 형성된다. 이렇게 형성된 걸림돌기(124, 134)는 추간체 유합 보형재(100)를 척추체간에 삽입 시 척추체(10)를 자극하면서 골 성장 물질인 골편과 혈액을 방출시켜 골 유합을 촉진시키며, 척추체(10)에 걸쳐져 추간체 유합 보형재(100)의 이탈을 방지한다.
바람직하게는 걸림돌기(124, 134)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 나사산 형상, 또는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 추간체 유합 보형재(100)의 전방 측으로 연장되는 후크 형상 중 어느 하나의 형상으로 제공될 수 있다.
한편, 상면전방부(140) 및 하면전방부(150)는 추간체 유합 보형재(100)를 척추체간에 삽입할 때 척추체(10)와의 마찰력을 줄일 수 있도록 곡률로 제공된다. 즉 상면전방부(140)는 상면부(120)의 연장단에서 하면부(130) 측으로 볼록하게 만곡된 곡률로 제공되며, 마찬가지로 하면전방부(150)는 하면부(130)의 연장단에서 상면부(120) 측으로 볼록하게 만곡된 곡률로 제공된다. 이때 상면전방부(140) 및 하부전방부(150)의 연장단은 척추체(10)의 조직과 골 유합이 용이하게 이루어질 수 있도록 서로 이격된다.
그리고 상면전방부(140) 및 하면전방부(150)의 외측면 상에는 하나 이상의 스파이크돌기(142, 152)가 돌출되게 형성될 수 있는데, 스파이크돌기(142, 152)는 추간체 유합 보형재(100)를 척추체간에 삽입 시 척추체(10) 내부로 파고 들어가 추간체 유합 보형재(100)를 척추체간 사이에 강력하게 고정시킨다.
한편, 본 발명에 따른 추간체 유합 보형재(100)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 한 쌍의 이탈방지벽(160)을 더 포함할 수 있는데, 도 4 및 도 5에 형성된 한 쌍의 이탈방지벽(160)은 추간체 유합 보형재(100)의 내부로 충진된 생체골 또는 인공골 또는 본 시멘트가 유출되는 것을 방지한다. 이러한 한 쌍의 이탈방지벽(160)은 상면부(120)의 일측 및 타측에서 하면부(130) 측으로 연장되거나, 또는 하면부(130)의 일측 및 타측에서 상면부(120) 측으로 연장된다. 도 4 및 도 5에서는 상부면(120)에서 하부면(130) 측으로 연장되는 이탈방지벽(160)이 도시되었다.
한편, 본 발명에 따른 추간체 유합 보형재(100)는 저온에서 쉽게 변형되고 일정온도에서 원래의 형상으로 회복되는 통상의 형상기억소재로 제조된다. 즉 추간체 유합 보형재(100)를 구성하기 위한 형상기억소재로는 형상기억고분자 또는 형상기억 세라믹 등의 일반적인 형상기억소재가 모두 가능하며, 바람직하게는 티타늄니켈(TiNi)을 주성분으로 하는 형성기억합금이 사용될 수 있다. 더 바람직하게는 ASTM F2063 의료용 형상기억소재가 사용될 수 있다.
이와 같이 통상의 형상기억소재로 제조된 본 발명에 따른 추간체 유합 보형재(100)는 도 6과 도 7에 도시된 바와 같이 삽입이 쉬운 형태로 변형되고, 삽입 후 체온에 의해 원래의 형태로 회복되면서 척추체의 간격을 유지할 수 있기 때문에 추간체 유합 보형재(100)가 용이하게 삽입될 수 있게 한다.
그리고 본 발명에 따른 추간체 유합 보형재(100)는 완충작용을 할 수 있는 구조를 가지고 있어 척추체간 사이에 삽입되어 척추체(10)에 밀착되는 상면부(120) 및 하면부(130)가 외부 충격을 흡수할 수 있도록 후방부(110)에 탄성 지지되기 때문에 외부 충격으로부터 척추체(10)가 손상되는 것을 예방할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 추간체 유합 보형재(100)는 상면부(120) 및 하면부(130)의 연장단에 형성되는 상면전방부(140) 및 하면전방부(150)를 만곡된 곡률로 형성함으로써, 추간체 유합 보형재(100) 삽입 시 척추체(10)와의 마찰력을 줄일 수 있어 추간체 유합 보형재(100)가 용이하게 삽입될 수 있게 한다.
또한, 본 발명에 따른 추간체 유합 보형재(100)는 상면부(120) 및 하면부(130)의 외측면 상에 걸림돌기(124, 134)를 형성하고, 상면전방부(140) 및 하면전방부(150)의 외측면 상에 스파이크돌기(142, 152)를 형성함으로써, 추간체 유합 보형재(100)를 척추체간 사이에 강력하게 고정시킬 수 있게 한다.
또한 본 발명에 따른 추간체 유합 보형재(100)의 상면전방부(140) 및 하면전방부(150)는 더욱 안정성이 필요한 경우 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 상면전방부(140) 및 하면전방부(150)의 길이를 인접한 위치까지 연장시켜 추간체 유합 보형재(100)의 안정성을 더욱 향상시킬 수 있다.
게다가, 본 발명에 따른 추간체 유합 보형재(100)는 외부 하중에 의해 그 형태가 변형되더라도 하중이 제거되면 초기형태로 복원되는 초탄성 특성을 가진 형상기억소재로 제조함으로써, 외부 충격에 의해 추간체 유합 보형재(100)가 변형되더라도 초기 형태로 복원되기 때문에 척추체간 사이 간격을 안전하게 유지할 수 있다.
상기와 같은 추간체 유합 보형재(100)는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
100 : 추간체 유합 보형재 110 : 후방부
112 : 결합공 114 : 암나사
120 : 상면부 122, 132 : 관통공
124, 134 : 걸림돌기 130 : 하면부
140 : 상면전방부 142, 152 : 스파이크돌기
150 : 하면전방부 160 : 이탈방지벽
112 : 결합공 114 : 암나사
120 : 상면부 122, 132 : 관통공
124, 134 : 걸림돌기 130 : 하면부
140 : 상면전방부 142, 152 : 스파이크돌기
150 : 하면전방부 160 : 이탈방지벽
Claims (9)
- 수직한 후방부;
서로 마주하도록 상기 후방부의 상부 및 하부에 일체로 제공되면서 상기 후방부에서 전방 측으로 점점 넓어지게 연장되는 상면부와 하면부;
상기 상면부의 연장단에서 상기 하면부 측으로 볼록하게 만곡된 곡률로 제공되는 상면전방부; 및
상기 하면부의 연장단에서 상기 상면부 측으로 볼록하게 만곡된 곡률로 제공되는 하면전방부;를 포함하고,
상기 후방부에는 결합공이 형성되며,
상기 결합공의 내주면 상에는 삽입공구의 선단이 결합되는 암나사가 형성되는 것을 특징으로 하는 추간체 유합 보형재.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 상면부 및 상기 하면부에는 생체골, 또는 인공공, 또는 본 시멘트 중 어느 하나가 노출되어 척추체에 유합될 수 있도록 장공형태의 관통공이 각각 형성되며,
상기 상면부 및 상기 하면부의 외측면 상에는 척추체에 걸쳐지는 다수의 걸림돌기가 형성되는 것을 특징으로 하는 추간체 유합 보형재.
- 청구항 3에 있어서,
상기 걸림돌기는,
나사산 형상, 또는 후크 형상 중 어느 하나의 형상으로 제공되는 것을 특징으로 하는 추간체 유합 보형재.
- 청구항 1에 있어서,
상기 상면전방부 및 상기 하면전방부의 연장단은 척추체의 조직과 골 융합이 용이하게 이루어질 수 있도록 서로 이격되는 것을 특징으로 하는 추간체 유합 보형재.
- 청구항 5에 있어서,
상기 상면전방부의 연장단 및 상기 하면전방부의 연장단은 서로 인접하게 또는 벌어지게 이격되는 것을 특징으로 하는 추간체 유합 보형재.
- 청구항 1에 있어서,
상기 상면전방부 및 상기 하면전방부의 외측면 상에는 하나 이상의 스파이크돌기가 돌출되게 형성되는 것을 특징으로 하는 추간체 유합 보형재.
- 청구항 1에 있어서,
상기 추간체 유합 보형재는,
상기 상면부의 일측 및 타측에서 상기 하면부 측으로 연장되거나, 또는 상기 하면부의 일측 및 타측에서 상기 상면부 측으로 연장되는 한 쌍의 이탈방지벽;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 추간체 유합 보형재.
- 청구항 1, 청구항 3 내지 청구항8 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 추간체 유합 보형재는,
시술 시 삽입이 용이하도록 저온에서 삽입이 용이한 형상으로 변형되고 체온에 의해 원래의 형상으로 회복되는 형상기억소재로 제조되는 것을 특징으로 하는 추간체 유합 보형재.
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