KR102299713B1 - 이소골용 보철물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이소골용 보철물에 관한 것으로, 추골 모사체의 추골 모사부를 길이를 갖도록 구성하고, 침골등골 모사체의 침골 모사부를 길이를 갖도록 구성한 후, 추골 모사부와 침골 모사부를 서로 수평방향에 대해 높이를 갖도록 결합시켜, 추골 모사부와 침골 모사부 각각의 수평방향에 대한 높이의 비율을 1.3:1이 되도록 구성할 수 있게 됨에 따라, 실제 이소골의 소리 증폭 원리 중 지렛대 효과를 구현할 수 있는 효과를 가진다.

Description

이소골용 보철물{Replacement prosthesis for auditory ossicle}

본 발명은 이소골용 보철물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인체의 이소골 기관과 최대한 유사한 구조를 갖도록 하고 좁은 공간에서도 원활한 시술이 가능하도록, 구조가 개선된 이소골용 보철물에 관한 것이다.

우리 몸의 귀에서 소리가 전달되는 과정은 대략적으로 다음과 같다.

도 1에 잘 도시된 바와 같이, 먼저 소리가 귓바퀴를 통해 모아져 외이도로 들어온다. 외이도 안쪽으로 들어온 소리 에너지는 고막으로 전달되어 고막을 진동시킨다. 고막의 떨림은 고막 안쪽 중이강 내에 있는 3개의 이소골로 연결되어 이 3개의 이소골에 의한 소리의 증폭 과정을 거쳐 내이로 전달된다. 내이로 전달된 소리 에너지는 달팽이관에서 전기적인 신경 신호로 변환되어 신경을 통해 대뇌까지 전달된다.

이러한 소리의 전달 과정에서 고막과 이소골은 소리 에너지 전달의 효율성을 높여주는 역할을 하는데, 그 원리는 크게 아래 세가지가 있다.

① 표면적 비율 (Surface area ratio ; hydraulic lever)

고막의 면적이 등골족판 (stapes footplate) 면적의 약 17배로 임피던스 변환에 가장 크게 기여한다. 상대적으로 넓은 고막에서의 소리 에너지가 좁은 등골의 발판에 응축되어 난원창에　전달된다. 좁은 등골의 난원창에 전달된 소리의 압력은 17배 증가된다. 이러한 소리의 압력의 증가는 약 24.6 dB의 증가와 같은 효과를 나타낸다. 아래 그림 2.의 B에서 A_TM 와 A_FP 의 면적 차이를 말한다.

② 이소골 간의 지렛대 효과 (Lever effet)

침골의 장돌기의 길이가 추골의 머리와 경부 길이의 1:1.3이 된다. 이 결과 압력을 약 1.3배 정도 더 증폭시켜서 음압이 커지게 된다. 도 2에 잘 도시된 바와 같이, 도 2의 B에서 lm과 li의 길이 비율이 약 1.3:1 임을 말한다.

③ 원뿔 효과 (Cetenary effect)

인간의 고막은 중심이 오목한 형태이기 때문에 고막의 집음력과 고막의 신장상태에서의 복원력을 고려하면 약 2배정도의 추가 압력 상승효과를 기대할 수 있다.

하지만 귀에 중이염 등 여러가지 질환이 생기게 되면 이 소리 전달 과정에 문제가 생겨 전도성 난청이 생기게 된다. 특이 이소골에 문제가 있는 경우, 예를 들면 이소골이 일부 부식되거나 소실되는 경우, 경화되는 경우 등, 환자 자신이 원래 가지고 있는 이소골을 제거하고 인공 이소골 (정식 명칭은 Ossicular replacement prosthesis) 을 삽입하는 수술을 하게 된다. 이 수술을 이소골 재건술 (Ossiculoplasty) 라고 하는데, 이때 쓰이는 인공 이소골은 도 3과 같은 다양한 재질과 모양이 개발되어 있고(도 3의 A), 우리 나라에서 현재 가장 널리 쓰이는 인공 이소골은 도 3의 B와 같은 모양을 가지고 있다.

도 3의 C 는 이소골 재건술의 모식도이다. 환자 자신의 이소골은 병변의 범위에 따라 다양한 범위로 제거될 수 있으며, 이에 따라 삽입되는 인공 이소골의 모양도 달라지게 된다.

이와 같이, 현재까지 개발되어 있는 인공 이소골은 수많은 디자인이 있지만, 위에서 설명한 고막과 이소골의 소리 증폭 원리 세가지 중 표면적 비율(Surface area ratio ; hydraulic lever)의 효과만을 기대할 수 있을 뿐, 원래의 인체 이소골 기관의 지렛대 효과를 기대할 수 없는 단점을 가진다.

일본 공개특허 특개2011-110200 일본 공개특허 특표2010-519999 일본 공개특허 특표2012-509753

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 실제 이소골의 소리 증폭 원리 중 지렛대 효과를 구현할 수 있게 하는 이소골용 보철물을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 실제 이소골과 최대한 유사한 구조를 가지면서도 좁은 공간에서 이소골 치환 시술을 용이하게 수행할 수 있게 하는 이소골용 보철물을 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 이소골용 보철물은, 추골, 등골 및 침골로 이루어지는 이소골의 기능을 수행할 수 있도록 고막과 내이 사이에 손상된 이소골 제거 후 설치되는 것으로, 상기 고막에 결합되는 고막 결합부와, 수평방향에 대해 높이를 갖도록 상기 고막 결합부에 연결되는 추골 모사부를 포함하는 추골 모사체; 및 상기 내이의 전정창에 결합되는 등골 모사부와, 일측은 상기 등골 모사부에 연결되고 타측은 상기 추골 모사부에 연결되는 침골 모사부를 포함하는 침골등골 모사체;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 추골 모사부는 상기 수평방향에 대해 높이를 갖도록 상기 고막 결합부에 대해 예각을 형성하고, 상기 침골 모사부는 상기 수평방향에 따라 높이를 갓도록 등골 모사부에 대해 예각을 형성하는 경우에, 상기 추골 모사부의 높이와 침골 모사부의 높이의 비율은 1.3:1인 것이 바람직하다.

상기 추골 모사부는 상기 고막 결합부와 일체로 형성되고 그 고막 결합부에 대해 예각을 형성하면서 연장되고, 상기 침골 모사부는 상기 등골 모사부와 일체로 형성되고 그 등골 모사부에 대해 예각을 형성하면서 연장되는 것이 바람직하다.

상기 추골 모사부와 침골 모사부는 서로 관절 결합되어서 상대회전될 수 있도록, 어느 하나는 볼 형상으로 이루어지는 볼 엔드와 다른 하나는 소켓 형상으로 이루어지는 소켓 엔드를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 침골모사부는, 그 침골모사부의 길이방향을 따라 길게 형성되고 상기 소켓 엔드의 내측 공간과 소통되는 안내홈을 포함하여 이루어지고, 상기 추골 모사부의 볼 엔드는, 상기 안내홈을 따라 이동하면서 상기 소켓 엔드의 내측 공간에 수용될 수 있도록 구성되는 것도 가능하다.

상기 침골모사부의 안내홈은 상기 소켓 엔드의 이동시 탈거되지 않도록 그 소켓 엔드에 대응되는 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 추골 모사부는 상기 고막 결합부에 회전 가능하게 연결되고, 상기 침골 모사부는 상기 등골 모사부에 회전 가능하게 연결되도록 구성될 수 있다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 이소골용 보철물은, 추골 모사체의 추골 모사부를 길이를 갖도록 구성하고, 침골등골 모사체의 침골 모사부를 길이를 갖도록 구성한 후, 추골 모사부와 침골 모사부를 서로 수평방향에 대해 높이를 갖도록 결합시켜, 추골 모사부와 침골 모사부 각각의 수평방향에 대한 높이의 비율을 1.3:1이 되도록 구성할 수 있게 됨에 따라, 실제 이소골의 소리 증폭 원리 중 지렛대 효과를 구현할 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 일반적인 소리 전달 원리를 설명하기 위한 도면.
도 2는 이소골의 소리 증폭 원리를 설명하기 위한 도면.
도 3은 종래기술에 의한 인공 이소골의 다양한 구조를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이소골용 보철물의 사시도.
도 5는 본 발명 일실시에의 부분단면 정면도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이소골용 보철물의 부분단면 정면도.
도 7 및 도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이소골용 보철물의 구조 및 동작과정을 설명하기 위한 도면들.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이소골용 보철물의 일부분을 확대하여 보인 사시도.

이하의 설명에서 본 발명에 대한 이해를 명확히 하기 위하여, 본 발명의 특징에 대한 공지의 기술에 대한 설명은 생략하기로 한다. 이하의 실시 예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 상세한 설명이며, 본 발명의 권리 범위를 제한하는 것이 아님은 당연할 것이다. 따라서, 본 발명과 동일한 기능을 수행하는 균등한 발명 역시 본 발명의 권리 범위에 속할 것이다.

그리고, 이하의 설명에서 동일한 식별 기호는 동일한 구성을 의미하며, 불필요한 중복적인 설명 및 공지 기술에 대한 설명은 생략하기로 한다. 또한, 상기 발명의 배경이 되는 기술에 대한 기재 내용과 중복되는 이하의 본 발명의 각 실시예에 관한 설명 역시 생략하기로 한다.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 이소골용 보철물을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 이소골용 보철물의 사시도이고, 도 5는 본 발명 일실시에의 부분단면 정면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 이소골용 보철물은, 추골, 등골 및 침골로 이루어지는 이소골의 기능을 수행할 수 있도록 고막과 내이 사이에 손상된 이소골 제거 후 설치되는 것으로, 추골 모사체(1)와 침골등골 모사체(2)를 포함하여 이루어진다.

상기 추골 모사체(1)는 실제 이소골의 추골을 구현하기 위한 것으로, 상기 고막에 결합되는 고막 결합부(11)와, 상기 고막 결합부(11)에 연결되는 추골 모사부(12)를 포함하여 이루어진다.

이러한 추골 모사체(1)는 생체적합성 및 강도가 우수하면서도 탄성을 가진 티타늄과 같은 재질로 이루어질 수 있음은 물론이다.

그리고, 본 실시예에 채용된 추골 모사체(1)는, 상기 고막 결합부(11)와 추골 모사부(12)가 일체로 형성되도록 구성되었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 예컨대 각각 별개로 제작된 후 연결되게 구성할 수도 있다.

상기 침골등골 모사체(2)는, 실제 이소골의 등골과 침골을 구현하기 위한 것으로, 상기 추골 모사체(1)와 마찬가지로 티타늄과 같은 재질로 형성될 수 있고, 등골 모사부(21)와 침골 모사부(22)를 포함하여 이루어진다.

상기 등골 모사부(21)는 상기 내이의 전정창에 결합되는 부분이고, 상기 침골 모사부(22)는 일측이 상기 등골 모사부(21)에 연결되고 타측이 상기 추골 모사부(12)에 연결된다.

이러한 구성을 가지는 본 발명의 일실시예에 따른 이소골용 보철물은, 추골 모사체(1)의 추골 모사부(12)를 길이를 갖도록 구성하고, 침골등골 모사체(2)의 침골 모사부(22)를 길이를 갖도록 구성한 후, 추골 모사부(12)와 침골 모사부(22)를 서로 수평방향에 대해 높이를 갖도록 결합시켜, 추골 모사부(12)와 침골 모사부(22) 각각의 수평방향에 대한 높이(A,B)의 비율을 1.3:1이 되도록 구성할 수 있게 됨에 따라, 실제 이소골의 소리 증폭 원리 중 지렛대 효과를 구현할 수 있는 장점을 가진다.

한편, 상기 고막 결합부(11)와 추골 모사부(12)가 일체로 형성된 본 실시예의 경우, 상기 추골 모사부(12)는 고막 결합부(11)에 대해 예각을 형성하면서 연장되어서 수평 방향에 대해 일정 높이를 갖게 된다.

또한, 상기 등골 모사부(21)와 추골 모사부(12)는 별개로 제작된 후 결합되도록 구성될 수 있음은 물론이나, 본 실시예와 같이 하나의 재질로 일체로 형성되는 경우에는 상기 추골 모사부(12)가 등골 모사부(21)에 대해 예각을 형성하면서 연장되어서 수평방향에 대해 높이를 갖게 된다.

이러한 구성을 가지는 본 실시예에 의하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 추골 모사부(12)의 높이와 침골 모사부(22)의 높이의 비율이 1.3:1이 되도록 구성됨으로써, 상기 추골 모사체(1) 및 침골등골 모사체(2)를 이루는 구성들이 분리 후 결합되는 타입에 비해 구성의 간소화를 이룰 수 있게 되고 시술 편의성을 향상시킬 수 있게 된다.

한편, 상기 추골 모사부(12)와 침골 모사부(22)는 서로 관절 결합되어서 상대회전되는 것이 바람직하다.

즉, 소리 전달 과정에서 귀를 이루는 기관들이 움직여서 상기 고막 결합부(11)와 등골 모사부(21) 사이의 간격이 미세하게 변화될 수 있는데, 상기 추골 모사부(12)와 침골 모사부(22)의 결합부위가 서로 회전되지 않는 구조의 경우 상기 간격 변화를 수용하지 못하고 고막이나 전정창에 반복적인 응력을 형성시킬 수 있게 된다.

따라서, 본 실시예에와 같이 상기 추골 모사부(12)와 침골 모사부(22)들 중 어느 하나는 볼 형상으로 이루어지는 볼 엔드(12a)와 다른 하나는 소켓 형상으로 이루어지는 소켓 엔드(22a)를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

이러한 구성을 가지는 본 실시예는 상기 추골 모사부(12)와 침골 모사부(22)가 서로 관절처럼 연결되어 있어서, 상기 고막 결합부(11)와 등골 모사부(21) 사이의 간격 변화를 수용할 수 있도록 구성됨으로써, 오랫동안 사용할 수 있게 하고 시술 만족도를 더욱 향상시킬 수 있게 하는 장점을 기대할 수 있게 한다.

이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 이소골용 보철물을 도 6을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이소골용 보철물의 부분단면 정면도이다.

본 실시예에 채용된 침골모사부(32)는, 그 침골모사부(32)의 길이방향을 따라 길게 형성된 안내홈(32b)을 포함하여 이루어진다. 상기 안내홈(32b)은 소켓 엔드(32a)의 내측 공간과 소통되고, 추골모사부(42)의 볼 엔드(42a)의 이동시 탈거되지 않도록 그 볼 엔드(42a)와 대응되는 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

이러한 구성을 가지는 본 실시예는, 상기 추골 모사부의 볼 엔드(42a)가 상기 안내홈(32b)을 따라 이동하면서 상기 소켓 엔드(32a)의 내측 공간에 수용될 수 있도록 구성됨으로써, 추골 모사부와 침골 모사부를 상대적으로 평행하게 배치시킨 상태로 협소한 설치공간까지 원활하게 이동시킨 후, 그 설치공간 내에서 추골 모사부의 볼 엔드(42a)를 침골 모사부의 안내홈(32b)을 따라 이동시켜 소켓 엔드(32a)에 결합시킬 수 있게 하여, 결국 협소한 공간 내에서도 이소골 치환 시술을 원활하게 수행할 수 있게 한다.

본 실시예는 앞에서 설명한 실시예와 마찬가지로 추골 모사부와 고막 결합부가 일체로 형성되고 침골 모사부와 등골 모사부가 일체로 형성되도록 구성될 수 있음은 물론이나, 도 7 및 도 8에 잘 도시된 바와 같이, 상기 볼 엔드의 안내홈에 대한 이동이 원활하게 이루어질 수 있도록, 추골 모사부(52)와 고막 결합(51)가 별개로 제작된 후 서로 회전 가능하게 연결되고, 침골 모사부(62)와 등골 모사부(61)가 별개로 제작된 후 서로 회전 가능하게 연결되는 것도 가능하다.

즉, 도 7 및 도 8에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이소골용 보철물에 의하면, 상대적으로 공간이 좁은 외이 부분을 도 7과 같이 플랫한 상태로 이동시킨 후, 상대적으로 공간이 넓은 중이 부분에서 도 8과 같이 추골 모사부(52)와 침골 모사부(62)가 각도를 이룰 수 있도록 하여서, 상대적으로 시술이 용이한 장점이 기대된다.

한편, 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이소골용 보철물의 일부분을 확대하여 보인 사시도이다.

본 실시예는, 침골 모사부(72)의 소켓 엔드(72a)가 추골 모사부(82)의 볼 엔드(82a)를 완전히 감싸지 않고 부분적으로 감쌀 수 있도록, 일부분이 개방된 구조를 가짐으로써, 침골 모사부(72)와 추골 모사부(82) 간의 접촉면적이 작아져 마찰이 작게 발생됨에 따라 손실되는 에너지가 적어 소리 증폭에 더 유리한 장점을 기대할 수 있게 한다.

그러나, 이러한 구조로 인하여 시술이 완료되기 이전에 침골 모사부(72)와 추골 모사부(82)가 너무 자유롭게 상대회전되어 시술 효율을 떨어뜨릴 염려가 있을 수 있다.

따라서, 이러한 우려를 해소하기 위해 본 실시예는 시술 완료 전까지 침골 모사부(72)와 추골 모사부(82) 간의 상대회전을 억제시킬 수 있도록 예컨대 봉합사(9)를 이용하여 상기 추골 모사부(82)의 침골 모사부(72)에 대한 회전을 어느 정도 구속시켜 줄 수 있게 하고, 시술 완료 후에는 봉합사(9)를 제거하여 추골 모사부(82)와 침골 모사부(72) 간의 자유로운 관절 운동이 이루어질 수 있도록 구성되었다.

이상 본 발명의 다양한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.

1:추골 모사체 11:고막 결합부
12:추골 모사부 12a:볼 엔드
2:침골등골 모사체 21:등골 모사부
22:침골 모사부 22a:소켓 엔드

Claims (7)

1. 추골, 등골 및 침골로 이루어지는 이소골의 기능을 수행할 수 있도록 고막과 내이 사이에 손상된 이소골 제거 후 설치되는 것으로,
   상기 고막에 결합되는 고막 결합부와, 수평방향에 대해 높이를 갖도록 상기 고막 결합부에 연결되는 추골 모사부를 포함하는 추골 모사체; 및
   상기 내이의 전정창에 결합되는 등골 모사부와, 일측은 상기 등골 모사부에 연결되고 타측은 상기 추골 모사부에 연결되는 침골 모사부를 포함하는 침골등골 모사체;를 포함하고,
   상기 추골 모사부와 침골 모사부는 서로 관절 결합되어서 상대회전될 수 있도록, 어느 하나는 볼 형상으로 이루어지는 볼 엔드와 다른 하나는 소켓 형상으로 이루어지는 소켓 엔드를 포함하여 이루어지고,
   상기 볼 엔드는, 상기 추골 모사부의 침골 모사부에 대한 회전을 구속시켜줄 수 있도록, 간격을 형성하며 구비되는 봉합사를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이소골용 보철물.
2. 제1항에 있어서,
   상기 추골 모사부는 상기 수평방향에 대해 높이를 갖도록 상기 고막 결합부에 대해 예각을 형성하고, 상기 침골 모사부는 상기 수평방향에 따라 높이를 갓도록 등골 모사부에 대해 예각을 형성하는 경우에,
   상기 추골 모사부의 높이와 침골 모사부의 높이의 비율은 1.3:1인 것을 특징으로 하는 이소골용 보철물.
3. 제2항에 있어서,
   상기 추골 모사부는 상기 고막 결합부와 일체로 형성되고 그 고막 결합부에 대해 예각을 형성하면서 연장되고, 상기 침골 모사부는 상기 등골 모사부와 일체로 형성되고 그 등골 모사부에 대해 예각을 형성하면서 연장되는 것을 특징으로 하는 이소골용 보철물.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 침골모사부는, 그 침골모사부의 길이방향을 따라 길게 형성되고 상기 소켓 엔드의 내측 공간과 소통되는 안내홈을 포함하여 이루어지고,
   상기 추골 모사부의 볼 엔드는, 상기 안내홈을 따라 이동하면서 상기 소켓 엔드의 내측 공간에 수용될 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 이소골용 보철물.
6. 제5항에 있어서,
   상기 침골모사부의 안내홈은 상기 소켓 엔드의 이동시 탈거되지 않도록 그 소켓 엔드에 대응되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이소골용 보철물.
7. 제1항에 있어서,
   상기 추골 모사부는 상기 고막 결합부에 회전 가능하게 연결되고, 상기 침골 모사부는 상기 등골 모사부에 회전 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 이소골용 보철물.

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