KR102009209B1 - 시멘트용 고압 원격 전달 시스템 및 사용 방법 - Google Patents

Abstract

고압 골 시멘트 전달 장치는 입력 포트, 출력 포트 및 내부에 골 시멘트가 배치된 공동을 갖는 전달 어댑터를 포함한다. 압력 증강기는 전달 어댑터에 커플링되고, 가스를 함유하는 제1 챔버 및 유체를 함유하는 제2 챔버를 포함한다. 압력 증강기는 제1 챔버 내에 이동가능하게 배치된 제1 단부 및 제2 챔버 내에 이동가능하게 배치된 제2 단부를 갖는 피스톤을 포함한다. 압력 증강기는 제2 챔버 및 입력 포트와 연통하는 제2 출력 포트를 포함한다. 피스톤의 제1 단부는 제1 표면적을 갖는 제1 단부 표면을 포함하고 피스톤의 제2 단부는 제1 표면적보다 작은 제2 표면적을 갖는 제2 단부 표면을 포함한다. 사용 방법이 개시된다.

Description

시멘트용 고압 원격 전달 시스템 및 사용 방법{HIGH PRESSURE REMOTE DELIVERY SYSTEM FOR CEMENT AND METHODS OF USE}

본 발명은 일반적으로 골 재생용 의료 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 골 시멘트 또는 다른 물질을 혼합 및 분배하기 위한 의료 시스템 및 방법에 관한 것이다.

많은 의학적 절차는 골 구조의 복원 및 강화와 관련하여 의료용 시멘트를 사용한다. 이러한 절차 동안, 시멘트는 전형적으로 뼈의 틈새 또는 공간을 채우기 위해 또는 뼈 내에 부착되거나 삽입된 의료 장치 또는 임플란트 사이를 채우기 위해 뼈에 분배된다. 이러한 분배 장치는 주사기처럼 간단하거나 전자 제어식 밸브처럼 복잡한 시스템을 포함할 수 있다.

일부 절차의 의학적 특성으로 인해, 일부 상황에서, 시멘트와 같은 유체의 양 및 배치는 압력 하에서 투여될 필요가 있을 수 있다. 예를 들어, 일부 골 시멘트는 고도의 점성을 가지며, 예를 들어 주사기와 같은 분배 시스템으로부터 골 시멘트를 방출하기 위해 상당한 압력을 필요로 한다. 분배 시스템의 단순성 또는 복잡성에도 불구하고, 시멘트가 언제, 어디서, 얼마나 많이 그리고 어떤 압력 하에서 분배되는지에 대한 제어가 중요하다.

1. 미국 특허출원공개공보 US2006/0074433호 2. 미국 특허출원공개공보 US2007/0027230호 3. 미국 특허출원공개공보 US2012/0191102호 4. 미국 특허출원공개공보 US2005/0070915호

현재, 제조가 용이하고, 사용하기 쉽고, 시멘트의 수용가능한 가압 전달을 형성하고, 고압 분배 공정에서 더욱 적은 단계 또는 덜 복잡한 단계를 가능하게 하는 시멘트에 대한 고압 전달 시스템에 대한 필요성이 존재한다.

본원은 골 시멘트를 분배하기 위한 개선된 시스템을 제공함에 있어서 이러한 종래 기술에 대한 개선점을 기술한다. 따라서, 입력 포트, 출력 포트 및 내부에 골 시멘트가 배치된 공동을 포함하는 전달 어댑터를 포함하는 고압 골 시멘트 전달 장치가 제공된다. 고압 골 시멘트 전달 장치는 또한 전달 어댑터에 커플링된 압력 증강기를 포함한다. 압력 증강기는 가스를 함유하는 제1 챔버, 유체를 함유하는 제2 챔버, 제1 챔버 내에 이동가능하게 배치된 제1 단부 및 제2 챔버 내에 이동가능하게 배치된 제2 단부를 갖는 피스톤, 및 제2 챔버 및 입력 포트와 연통하는 제2 출력 포트를 포함한다. 피스톤의 제1 단부는 제1 표면적을 갖는 제1 단부 표면을 포함하고, 피스톤의 제2 단부는 제1 표면적보다 작은 제2 표면적을 갖는 제2 단부 표면을 포함한다.

일 구현예에서, 본원의 원리에 따라, 고압 골 시멘트 전달 장치는 입력 포트, 출력 포트 및 내부에 골 시멘트가 배치된 공동을 포함하는 전달 어댑터를 포함한다. 고압 골 시멘트 전달 장치는 중공 튜브에 의해 전달 어댑터에 연결된 압력 증강기를 추가로 포함한다. 압력 증강기는 가스를 함유하는 제1 챔버, 유압 유체를 함유하는 제2 챔버, 제1 챔버 내에 이동가능하게 배치된 제1 단부 및 제2 챔버 내에 이동가능하게 배치된 제2 단부를 갖는 피스톤을 포함한다. 피스톤의 제1 및 제2 단부는 각각 그 내부에 배치된 O-링(ring)을 갖는 홈(groove)을 포함한다. O-링은 제1 및 제2 챔버를 한정하는 압력 증강기의 내부 표면과 결합하여 수밀(water tight) 밀봉을 생성한다. 압력 증강기의 제2 출력 포트는 제2 챔버 및 입력 포트와 연통한다. 가압 주사기는 중공 튜브에 의해 압력 증강기에 연결된다. 가압 주사기는 플런저(plunger)를 포함한다. 피스톤의 제1 단부는 제1 표면적을 갖는 제1 단부 표면을 포함하고, 피스톤의 제2 단부는 제1 표면적보다 작은 제2 표면적을 갖는 제2 단부 표면을 포함한다. 제1 챔버는 제2 챔버보다 큰 직경을 갖는다. 가스는 가스가 제1 챔버에 배치될 때 제1 압력을 갖는다. 플런저를 제1 방향으로 축 방향으로 병진 운동시키면 피스톤이 제1 방향으로 이동하여 가스가 압력 증강기 내의 벤트(vent)를 통해 배출되고 유압 유체가 제2 출력 포트를 통해 입력 포트로 이동하여 유압 유체가 제1 압력보다 큰 제2 압력에서 골 시멘트를 출력 포트 밖으로 이동시키는 피스톤 상에 작용한다.

일 구현예에서, 본원의 원리에 따라, 고압 골 시멘트를 전달하는 방법은 고압 골 시멘트 전달 장치를 제공하는 단계를 포함하며, 상기 고압 골 시멘트 전달 장치는 입력 포트, 출력 포트 및 내부에 골 시멘트가 배치된 공동을 포함하는 전달 어댑터를 포함한다. 고압 골 시멘트 전달 장치는 또한 전달 어댑터에 커플링된 압력 증강기를 포함한다. 압력 증강기는 가스를 함유하는 제1 챔버, 유체를 함유하는 제2 챔버, 제1 챔버 내에 이동가능하게 배치된 제1 단부 및 제2 챔버 내에 이동가능하게 배치된 제2 단부를 갖는 피스톤, 및 제2 챔버 및 입력 포트와 연통하는 제2 출력 포트를 포함한다. 피스톤의 제1 단부는 제1 표면적을 갖는 제1 단부 표면을 포함하고, 피스톤의 제2 단부는 제1 표면적보다 작은 제2 표면적을 갖는 제2 단부 표면을 포함한다. 출력 포트는 수술 부위에 인접한 골 시멘트를 전달하도록 배치된다. 피스톤은 제1 방향으로 축 방향으로 병진 운동하여 가스가 압력 증강기 내의 벤트를 통해 배출되고 유체가 제2 출력 포트를 통해 입력 포트로 이동하여 상기 가스가 제1 챔버 내에 배치될 때 유체가 상기 가스의 제1 압력보다 큰 제2 압력에서 골 시멘트를 출력 포트를 통해 수술 부위로 이동시키도록 작용한다.

본원은 이하의 도면과 함께 수반되는 구체적인 설명으로부터 더욱 용이하게 명백해질 것이다:
도 1은 본원의 원리에 따른 골 시멘트 전달 시스템의 일 구현예의 사시도이고;
도 2는 도 1에 도시된 시스템의 구성요소의 측 단면도이고;
도 2a는 도 1에 도시된 시스템의 구성요소의 측 단면도이고;
도 3은 도 1에 도시된 시스템의 구성요소의 측 단면도이고;
도 3a는 도 1에 도시된 시스템의 구성요소의 측 단면도이고;
도 4는 도 1에 도시된 시스템의 구성 요소의 일부 가상의 측 단면도이고;
도 4a는 도 1에 도시된 시스템의 구성요소의 일부 가상의 측 단면도이고;
도 5는 본원의 원리에 따른 시스템의 다른 구성요소와 연결된 도 1에 도시된 시스템의 구성요소의 사시도이다.
유사한 참조 번호는 도면 전체에 걸쳐 유사한 부분을 나타낸다.

골 시멘트 전달 시스템 및 관련 방법의 예시적인 구현예는 골격 손상, 장애 및 재생의 치료를 위한 의료 장치의 관점에서, 보다 구체적으로는 고압 골 시멘트 전달 장치 및 골 재생 방법의 관점에서 논의된다. 본 시스템 및 방법은 예를 들어 골다공증 또는 다른 질병 또는 상해에 기인한 균열, 갈라짐, 공극(void)의 교정과 같은 용도에 사용될 수 있다고 생각된다. 또한, 본 시스템 및 방법은 골 내에 부착되거나 골 내에 매립된 지지 구조 또는 장치의 배치와 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 이러한 구조는 핀, 나사, (예컨대, 둔부, 무릎, 어깨의) 대체 관절 등을 포함할 수 있다.

일부 구현예에서, 골 시멘트 전달 시스템은 골 시멘트 전달 카트리지 및 예를 들어 가압 주사기와 같은 주사기에 커플링된 압력 증강기를 포함한다. 일부 구현에서, 골 시멘트 전달 시스템은 통상적인 골 시멘트 전달 시스템보다 저렴하다. 일부 구현예에서, 골 시멘트 전달 시스템은 통상적인 골 시멘트 전달 시스템보다 조립하기가 저렴하다. 일부 구현예에서, 골 시멘트 전달 시스템은 통상적인 골 시멘트 전달 시스템보다 작은 움직이는 부품을 갖는다. 일부 구현예에서, 골 시멘트 전달 시스템은 통상적인 골 시멘트 전달 시스템과 함께 사용하기에 적합한 가압 주사기를 포함한다.

골 시멘트 전달 시스템의 구성요소들 중 하나 또는 전부는 일회용, 필-팩(peel-pack), 미리-포장된 멸균 장치일 수 있다. 골 시멘트 전달 시스템의 구성 요소들 중 하나 또는 전부는 재사용 가능할 수 있다. 고압 골 시멘트 전달 장치는 여러 크기의 구성 요소를 가지는 키트(kit)로 구성할 수 있다.

본 발명은 예를 들어 골다공증, 관절 치환, 골절 치료, 골절 등과 같은 골 손상 또는 장애를 치료 또는 재생하기 위해 사용될 수 있음을 알 수 있다. 본원은 예를 들어 치료제를 치료 부위로 전달하거나 유체가 일단 환자에게 방출되면 그 유체를 추적하기 위한 방사선 불투명 마커(marker)를 전달하는 것과 같은 진단 및 치료제와 관련된 것들을 비롯한 다른 뼈 및 골 관련 용도에 사용될 수 있음이 고려된다. 또한, 본원에 개시된 골 시멘트 전달 시스템 및 방법은 엎드려 있거나 누운 자세의 환자에 대한 외과적 치료에 대안적으로 사용될 수 있고/있거나 신체 부위의 전방, 후방, 후방 중간-라인, 직접-외측, 후방-외측, 전방-외측 접근법 등을 포함한 다양한 외과적 접근법에 사용될 수 있음이 고려된다. 본 발명의 시스템 및 방법은 또한 예를 들어 훈련, 시험 및 증명에서와 같은 동물, 골 모델 및 다른 무생물 기질에 사용될 수 있다.

본원은 본원의 일부를 형성하는 첨부된 도면과 함께 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더욱 쉽게 이해될 수 있다. 본원은 본원에 설명 및/또는 도시된 특정 장치, 방법, 조건 또는 파라미터에 한정되지 않으며 본원에서 사용된 용어는 단지 특정 구현예를 예시로서 설명하기 위한 것이며 특허청구범위를 제한하려는 것이 아님을 이해해야한다. 또한, 본원 명세서 및 첨부된 특허청구범위에서 사용된 단수 형태는 복수를 포함하며, 특정 수치에 대한 언급은 문맥상 달리 명확하게 지시되지 않는 한 적어도 그 특정 값을 포함한다. 범위는 본원에서 "약" 또는 "대략" 하나의 특정 값으로부터 및/또는 "약" 또는 "대략" 다른 특정 값까지 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표현될 때, 다른 구현예는 하나의 특정 값으로부터 및/또는 다른 특정 값까지 포함한다. 유사하게, 값이, 선행하는 "약"의 사용에 의해, 근사값으로 표현될 때, 이는 그 특정 값이 또 다른 구현예를 형성함을 이해할 것이다. 또한, 예를 들어, 수평, 수직, 상단, 상부, 하부, 하단, 좌측 및 우측과 같은 모든 공간적 용어는 단지 설명의 목적을 위한 것이며 본원의 개시 범위 내에서 변경될 수 있음을 이해해야한다. 예를 들어, "상부" 및 "하부"라는 용어는 상대적인 것이며 다른 것에 대한 문맥에서만 사용되고 반드시 "더 우수하다"라거나 "더 열등하다"라고 할 수는 없다.

또한, 본원 명세서 및 청구범위에 사용된 질환 또는 증상의 "치료"는 질환 또는 증상의 징후 또는 증후군을 경감시키기 위해 하나 이상의 약물을 환자(인간, 정상 또는 그렇지 않은 환자 또는 다른 포유동물)에게 투여하는 것을 포함할 수 있는 절차를 수행하는 것을 의미한다. 경감은 질환 또는 증상의 징후 또는 증후군이 나타나기 전뿐만 아니라 나타난 이후에 발생할 수 있다. 따라서, 치료는 질환 또는 원치 않는 증상의 예방(예를 들어, 질환에 걸리기 쉽지만 아직 질환이 있는 것으로 진단되지 않은 환자에서 질환이 발생하는 것을 방지하는 것)을 포함한다. 또한, 치료는 징후 또는 증후군의 완전한 완화를 필요로 하지 않고, 치료를 필요로 하지 않으며, 특히 환자에게 단지 미미한 영향을 미치는 처리를 포함한다. 치료는 질환의 억제, 예를 들어 그의 발달 정지 또는 질환의 완화, 예컨대 질환의 퇴행 유도를 포함할 수 있다. 예를 들어, 치료는 급성 또는 만성 염증의 감소; 통증 경감 및 새로운 인대, 뼈 및 다른 조직의 재성장의 완화 및 유도; 수술 보조제로서; 및/또는 임의의 복원 절차를 포함할 수 있다. 또한, 본원 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어 "조직"은 달리 명시적으로 언급하지 않는 한 연조직, 인대, 힘줄, 연골 및/또는 뼈를 포함한다.

하기 논의는 본원의 원리에 따른 시스템을 사용하는 믹서 건(mixer gun) 시스템 및 관련 방법의 설명을 포함한다. 다른 구현예가 또한 개시된다. 이제, 첨부된 도면에 도시된 본 발명의 예시적인 구현예에 대한 상세한 설명이 이루어질 것이다. 이제 도 1 내지 도 5를 참조하면, 본원의 원리에 따른 고압 골 시멘트 전달 장치(12)를 포함하는 골 시멘트 전달 시스템(10)의 구성요소가 도시되어있다.

시스템(10)의 구성요소는 의료 종사자의 특정 적용례 및/또는 선호도에 따라 금속, 합성 폴리머, 세라믹 및 골 물질 및/또는 이들의 복합체를 포함하는 의료 용도에 적합한 생물학적으로 허용가능한 물질로 제조될 수 있다. 예를 들어, 시스템(10)의 구성요소는, 개별적으로 또는 집합적으로, 다음과 같은 물질로 제조될 수 있다: 스테인리스 스틸 합금, 상업적으로 순수한 티타늄, 티타늄 합금, 5등급 티타늄, 초-탄성 티타늄 합금, 코발트-크롬 합금, 스테인리스 스틸 합금, 초탄성 금속 합금(예컨대, 니티놀(Nitinol), 초 탄성-플라스틱 금속 예를 들어 일본 도요타 머티리얼 인코포레이티드(Toyota Material Incorporated)의 검 메탈(GUM METAL®)), 세라믹 및 이의 복합체 예를 들어 인산 칼슘(예컨대, 바이오로직스 인코포레이티드(Biologix Inc.)에서 제조한 스켈라이트(SKELITE™)), 열가소성 물질 예를 들어 폴리에테르케톤(PEEK) 예컨대 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르케톤케톤(PEKK) 및 폴리에테르케톤(PEK), 탄소-PEEK 복합체, PEEK-BaSO₄ 폴리머 고무, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 직물, 실리콘, 폴리우레탄, 실리콘-폴리우레탄 코폴리머, 폴리머 고무, 폴리올레핀 고무, 하이드로겔, 반-강성 및 강성 물질, 엘라스토머, 고무, 열가소성 엘라스토머, 열경화성 엘라스토머, 엘라스토머 복합체, 강성 폴리머 예를 들어 폴리페닐렌, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리에테르이미드, 폴리에틸렌, 에폭시, 골 물질 예를 들어 자가이식, 동종 이식, 이종 이식 또는 형질전환 피질 및/또는 피질해면 골 및 조직 성장 또는 분화 인자, 부분적으로 흡수가능한 물질 예를 들어 금속과 칼슘-계 세라믹의 복합체, PEEK와 칼슘-계 세라믹의 복합체, PEEK와 흡수성 폴리머의 복합체, 완전히 흡수가능한 물질 예를 들어 칼슘-계 세라믹 예컨대 인산 칼슘, 삼인산 칼슘(TCP), 하이드록시아파타이트(HA)-TCP, 황산 칼슘, 또는 다른 흡수가능한 폴리머 예를 들어 폴리아에타이드, 폴리글리콜라이드, 폴리티로신 카보네이트, 폴리카로플라에토헤 및 이들의 조합. 강도, 강성, 탄성, 순응성, 생역학적 성능, 내구성 및 방사선 투과성 또는 이미징 선호도와 같은 여러 가지 목적한 특성을 달성하기 위해 시스템(10)의 다양한 구성요소는 상기 물질을 포함하는 물질 복합체를 가질 수 있다. 시스템(10)의 구성요소는, 개별적으로 또는 집합적으로, 2종 이상의 전술한 물질들의 조합과 같은 이종 물질로 제조될 수도 있다. 시스템(10)의 구성요소들은 본원에 기술된 바와 같이 단일체로 형성되거나, 일체형으로 연결되거나, 고정 요소 및/또는 기구를 포함할 수 있다.

시스템(10)은 예를 들어 공극을 채우거나, 패치를 제공하거나, 보철 장치 등을 부착하거나, 또는 임의의 다른 골 관련 복원을 위해 개방형, 최소-개방형 또는 최소 침습성 외과 기술에 의해 이용된다.

장치(12)는 예를 들어 골 시멘트(BC)와 같은 충전재의 처리를 위해 구성된 공동(18)을 한정하는 내부 표면(16)을 포함하는 전달 어댑터(14)를 포함한다. 어댑터(14)는 단부(20)로부터 대향 단부(22)까지 연장된다. 단부(20)는 공동(18)과 연통하는 개구(26)를 갖는 출력 포트(24)를 포함한다. 단부(22)는 공동(18)과 연통하는 개구(30)를 갖는 입력 포트(28)를 포함한다. 일부 구현예에서, 단부(20)는 어댑터(14)의 부분(20a)을 한정하고 단부(22)는 어댑터의 부분(22a)을 한정한다. 부분(20a)은 부분(22a)과 부분(22a)을 제거가능하게 연결하기 위해 부분(22a)의 외부 나사 형태(23)와 결합하는 내부 나사 형태(21)를 포함한다. 어댑터(14)는 골 시멘트(BC)가 개구(26)를 통해 어댑터(14)를 빠져나올 때까지 개구(30)를 통해 공동(18)으로 들어가는 압력이 골 시멘트(BC)를 화살표 A로 나타낸 방향으로 이동시키도록 구성된다. 일부 구현예에서, 부분(20a)은 공동(18)과 연통하는 섹션(27a) 및 섹션(27a) 및 개구(26)와 연통하는 섹션(27b)을 갖는 노즐(27)을 한정하는 내부 표면(25)을 포함한다. 섹션(27b)은 섹션(27a)보다 작은 직경을 갖는다. 노즐(27)은 섹션(27a)과 섹션(27b)을 연결하는 테이퍼링된(tapered) 섹션(27c)을 포함한다.

일부 구현예에서, 부분(20a)의 외부 표면(37)은 표면(18)과 결합하여 부분(20a)의 외부 표면과 표면(18)이 기밀 또는 수밀인 밀봉을 형성한다. 일부 구현예에서, 부분(20a)의 외부 표면은 O-링(37b)이 기밀 또는 수밀인 표면(16)과의 밀봉을 형성하도록 표면(16)과 결합하는 내부에 O-링(17b)이 배치된 홈(37a)을 포함한다. 일부 구현예에서, 어댑터(14)는 예를 들어 공동(18) 내에 이동가능하게 배치된 액추에이터(29)와 같은 피스톤을 포함한다. 일부 구현예에서, 액추에이터(29)의 외부 표면은 표면(16)과 결합하여 기밀 또는 수밀인 밀봉을 형성한다. 일부 구현예에서, 액추에이터(29)의 외부 표면은 내부에 배치된 O-링(33)을 갖는 환형 또는 원주형 홈(31)을 포함하여 O-링(33)이 기밀 또는 수밀인 밀봉을 형성한다. 일부 구현예에서, 액추에이터(29)는 공동(18)에 대해 화살표 A로 도시된 방향으로 액추에이터(29)를 이동시키기 위해 골 시멘트(BC)를 적어도 잠정적으로 수용하도록 구성된 액츄에이터(29)의 측면(29b)에 리세스(29a)를 포함한다. 일부 구현예에서, 측면(29b)에 대향하는 액추에이터(29)의 측면(29c)은 볼록하게 만곡되고/되거나 섹션(27a)은 기밀 또는 수밀인 밀봉을 형성하는 측면(29c)의 볼록 부분과 결합하는 경사진 개구(27d)를 포함한다.

일부 구현예에서, 개구(26) 및/또는 개구(30)는 다양한 단면 구성 예를 들어 타원형, 장방형, 삼각형, 직사각형, 정사각형, 다각형, 불규칙, 균일, 불균일, 가변형, 관형 및/또는 테이퍼형 구성을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 개구(30)는 예를 들어 횡단, 수직 및/또는 다른 각도 배향 예컨대 급경사 또는 둔각, 동축 및/또는 오프셋 또는 엇갈린 배향과 같이 개구(26)에 대해 다른 배향으로 배치될 수 있다. 일부 구현예에서, 부분(20a)은 예를 들어 단일체, 일체형 연결, 마찰 결합, 나사 결합, 상호 홈, 나사, 접착제, 못, 미늘 및/또는 돌출 요소와 같은 부분(20b)과 다양하게 연결될 수 있다. 일부 구현예에서, O-링(33) 및/또는 O-링(37b)은 액추에이터(29)로서 표면(16)과 수밀 및/또는 기밀 밀봉을 유지하는 예를 들어 고무 또는 실리콘과 같은 가요성 및/또는 압축가능한 물질을 포함하고/하거나 부분(20a)은 화살표 A로 도시된 방향 및/또는 화살표 B로 도시된 방향으로 병진한다. 일부 구현예에서, 홈(31) 및/또는 홈(37a)은 O-링(33) 및/또는 O-링(37a)의 아치형 및/또는 볼록한 외부 표면을 수용하기 위한 아치형 및/또는 오목한 구성을 갖는다. 일 구현예에서, 포트(24)는 예를 들어 도 5에 도시된 바와 같이 연장 튜브(35)의 외부 표면상의 나사 형태와 결합하는 내부 나사 형태(24a)를 포함한다. 일부 구현예에서, 튜브(35)는 예를 들어 단일체, 일체형 연결, 마찰 결합, 나사 결합, 상호 홈, 나사, 접착제, 못, 미늘 및/또는 돌출 요소와 같이 어댑터(14)와 다양하게 연결될 수 있다.

일부 구현예에서, 공동(18)은 골 시멘트(BC)로 완전히 채워진다. 일부 구현예에서, 공동(18)은 골 시멘트(BC)로 단지 부분적으로 채워진다. 일부 구현예에서, 골 시멘트(BC)는 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA); 메틸 메타크릴레이트(MMA); 인산 칼슘; 흡수성 폴리머 예를 들어 PLA, PGA 또는 이들의 조합; 동종 이식편을 가지는 흡수성 폴리머 예를 들어 광물화된 뼈의 입자 또는 섬유; 오스테오테크 인코포레이티드(Osteotech, Inc.)에 의해 판매되는 플렉슈르(Plexur®) 및 이들의 조합을 포함한다. 일부 구현예에서, 골 시멘트(BC)는 고 점성 골 시멘트이다. 일부 구현예에서, 골 시멘트(BC)는 의료 부위에 침투해서 의료 처치 동안 골 시멘트(BC)의 임의의 이동을 방지하기 위해 적어도 500 파스칼-초(Pa-s)의 점도를 갖는다. 일부 구현예에서, 골 시멘트(BC)는 적어도 600 Pa-s의 점도를 갖는다. 일부 구현예에서, 골 시멘트(BC)는 적어도 800 Pa-s의 점도를 갖는다. 일부 구현예에서, 골 시멘트(BC)는 적어도 1,000 Pa-s의 점도를 갖는다. 일부 구현예에서, 골 시멘트(BC)는 액체 성분 및 분말 성분을 포함한다. 일부 구현예에서, 액체 성분 및 분말 성분을 혼합하거나 그렇지 않으면 배합한 후, 골 시멘트(BC)를 공동(18) 내로 로딩한다. 일부 구현예에서, 부분(20a)은 부분(22b)에 대해 회전되어 나사 형태(23)가 나사 형태(21)와 분리되고 부분(20a)이 더 이상 부분(22b)에 연결되어 있지 않게 된다. 그 다음, 골 시멘트(BC)가 시멘트 믹서 또는 주사기를 통해 공동(18) 내로 로딩된다. 일부 구현예에서, 골 시멘트(BC)는 개구(26)를 통해, 섹션(27b)을 통해, 섹션(27a)을 통해 공동(18) 내로 골 시멘트(BC)를 주입함으로써 공동(18) 내로 로딩된다. 일부 구현예에서, 액체 성분 및 분말 성분은 공동(18) 내로 별도로 로딩되고 공동(18) 내에서 혼합되거나 그렇지 않으면 배합된다. 일부 구현예에서, 골 시멘트(BC)의 두 성분은 압력, 기계적 교반, 정적 혼합 또는 이들의 조합을 사용하여 공동(18) 내에서 혼합된다. 일부 구현예에서, 액체 성분 및 분말 성분은 골 시멘트(BC)가 적어도 500 Pa-s의 점도를 갖도록 혼합되거나 그렇지 않으면 배합된다. 일부 구현예에서, 액체 성분 및 분말 성분은 골 시멘트(BC)가 두 성분의 혼합 개시 후 2분에서 적어도 500 Pa-s의 점도를 갖도록 혼합되거나 그렇지 않으면 배합된다. 일부 구현예에서, 액체 성분 및 분말 성분은 골 시멘트(BC)가 두 성분의 혼합 개시 후 5분에서 적어도 500 Pa-s의 점도를 갖도록 혼합되거나 그렇지 않으면 배합된다. 일부 구현예에서, 액체 성분 및 분말 성분은 골 시멘트(BC)가 두 성분의 혼합 개시로부터 10분 이상 후에 적어도 500 Pa-s의 점도를 갖도록 혼합되거나 그렇지 않으면 배합된다. 일부 구현예에서, 골 시멘트(BC)는 중합 촉진제를 포함한다. 일부 구현예에서, 골 시멘트(BC)는 골 시멘트(BC)가 개구(26)를 통해 어댑터(14)를 빠져나올 때까지 골 시멘트(BC)를 화살표 A로 나타낸 방향으로 이동시키기 위해 약 800 psi 내지 약 1,500 psi의 압력이 요구되는 점도를 갖는다. 일부 구현예에서, 골 시멘트(BC)는 골 시멘트(BC)가 개구(26)를 통해 어댑터(14)를 나올 때까지 화살표 A로 나타낸 방향으로 골 시멘트 (BC)를 이동시키기 위해 적어도 800 psi의 압력이 요구되는 점도를 갖는다. 일부 구현예에서, 골 시멘트(BC)는 골 시멘트(BC)가 개구(26)를 통해 어댑터(14)를 나올 때까지 화살표 A로 나타낸 방향으로 골 시멘트(BC)를 이동시키기 위해 적어도 1,000 psi의 압력이 요구되는 점도를 갖는다. 일부 구현예에서, 골 시멘트(BC)는 골 시멘트(BC)가 개구(26)를 통해 어댑터(14)를 나올 때까지 화살표 A로 나타낸 방향으로 골 시멘트(BC)를 이동시키기 위해 적어도 1,500 psi의 압력이 요구되는 점도를 갖는다.

장치(12)는 루멘(36)을 한정하는 내부 표면을 갖는 중공 튜브(34)와 같은 튜브에 의해 어댑터(14)에 연결된 압력 증강기(32)를 포함한다. 튜브(34)의 단부(38)는 루멘(36)이 개구(30)와 연통하도록 포트(28)에 커플링된다. 일부 구현예에서, 튜브(34)는 튜브(34)가 파손되지 않고 구부러져 예를 들어 파절된 척추와 같은 골절된 뼈 등의 수술 부위로 어댑터(14)를 항해시키는 것을 용이하게 하도록 유연성이 있다. 일부 구현예에서, 튜브(34)는 루멘(36) 내에서 물질의 관찰을 용이하게 하기 위해 투명하거나 반투명하다. 일부 구현예에서, 루멘(36)은 튜브(34)의 전체 길이를 따라 균일한 직경을 갖는다. 일부 구현예에서, 튜브(34)는 튜브(34)가 튜브(34)에 강도를 제공하기 위해 파손되지 않고는 구부러질 수 없을 정도로 강성이다. 일부 구현예에서, 튜브(34)는 튜브(34)의 외부 표면이 표면(16)과 결합하도록 어댑터(14)에 커플링된다. 일부 구현예에서, 튜브(34)는 튜브(34)의 내부 표면이 포트(28)의 외부 표면과 결합하도록 어댑터(14)에 커플링된다. 일부 구현예에서, 튜브(34)는 베이어닛(bayonet) 연결 시스템, 스냅-피트(snap-fit) 연결 시스템 등에 의해 어댑터(14)에 커플링된다. 일부 구현예에서, 단부(38)는 튜브(34)를 어댑터(14)와 연결하기 위해 개구(30)의 내부 나사 형태(41)와 결합하는 외부 나사 형태(39a)를 포함하는 외부 표면을 포함하는 커넥터(39)를 포함한다. 일부 구현예에서, 튜브(34)는 예를 들어 단일체, 일체형 연결, 마찰 결합, 나사 결합, 상호 홈, 나사, 접착제, 못, 미늘 및/또는 돌출 요소와 같이 어댑터(14)와 다양하게 연결될 수 있다.

증강기(32)는 챔버(42)를 한정하는 내부 표면을 포함한다. 일부 구현예에서, 챔버(42)는 예를 들어 공기와 같은 내부에 배치된 가스(G)를 갖는다. 일부 구현예에서, 챔버(42)는 진공이다. 증강기(32)의 내부 표면은 또한 예를 들어 유압 유체(HF)와 같은 유체를 함유하는 챔버(44)를 한정한다. 일부 구현예에서, 유압 유체(HF)는 물, 광물유, 콘트라스트, 염수, 생물유지 수 또는 이들의 조합을 포함한다. 일부 구현예에서, 유압 유체(HF)는 누출시의 상해를 방지하기 위해 생체적합성 및/또는 무독성이다. 일부 구현예에서, 유압 유체(HF)는 누출시의 상해를 방지하기 위해 생분해성이다. 일부 구현예에서, 유압 유체(HF)는 무균이며 생체적합성이다.

챔버(42)는 챔버(44)의 직경보다 큰 최대 직경을 갖는다. 일부 구현예에서, 챔버(42)는 챔버(44)의 최대 직경보다 큰 최소 직경을 갖는다. 표면(40)은 챔버(42, 44) 사이의 전이부를 한정하는 부분(46)을 포함한다. 일부 구현예에서, 부분(46)은 테이퍼링되거나, 계단형 및/또는 반경을 갖는다. 증강기(32)는 단부(48)와 대향 단부(50) 사이에서 종축(L)을 따라 연장된다. 단부(48)는 챔버(44)와 연통하는 개구(52)를 포함하고, 단부(50)는 챔버(42)와 연통하는 개구(54)를 포함한다. 단부(38)에 대향하는 튜브(34)의 단부(56)는 단부(48)에 커플링되어 루멘(36)이 개구(52) 및/또는 챔버(44)와 연통되도록 한다. 일부 구현예에서, 개구(52)는 내부 나사 형태(58)를 포함하고, 단부(56)는 예를 들어 튜브(34) 및/또는 커넥터(60)를 증강기(32)와 제거가능하게 연결하기 위해 나사 형태(58)와 결합하는 외부 나사 형태(62)를 포함하는 커넥터(60)와 같은 출력 포트에 커플링된다. 커넥터(60)는 통로(66) 및 통로(66)와 연통하는 통로(68)를 한정하는 내부 표면(64)을 포함한다. 통로(66, 68)는 각각 그 전체 길이에 걸쳐 균일한 직경을 갖는다. 통로(66)는 통로(68)의 직경보다 작은 직경을 갖는다. 통로(66, 68)는 각각 루멘(36) 및 챔버(44)와 연통한다. 일부 구현예에서, 챔버(42)는 통기되지 않는다. 일부 구현예에서, 증강기(32)는 표면(40) 및 증강기(32)의 외부 표면을 통해 연장되는 벤트(43)를 포함한다. 일부 구현예에서, 벤트(43)는 부분(46)을 통해 연장된다. 일부 구현예에서, 벤트(43)는 챔버(42)를 통해 연장된다. 일부 구현예에서, 벤트(43)는 부분(46)을 통해 연장되는 하나의 벤트 및 챔버(42)를 통해 연장되는 다른 벤트를 포함한다.

일부 구현예에서, 튜브(34)의 외부 표면은 튜브(34)를 커넥터(60)와 연결하기 위해 표면(64)과 결합한다. 일부 구현예에서, 튜브(34)는 예를 들어 단일체, 일체형 연결, 마찰 결합, 나사 결합, 상호 홈, 나사, 접착제, 못, 미늘 및/또는 돌출 요소와 같이 커넥터 (60)와 다양하게 연결될 수 있다. 일부 구현예에서, 개구(52), 개구(54), 통로(66) 및/또는 통로(68)는 다양한 단면 구성 예를 들어 타원형, 장방형, 삼각형, 직사각형, 정사각형, 다각형, 불규칙, 균일, 불균일, 가변형, 관형 및/또는 테이퍼형 구성을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 개구(52), 개구(54), 통로(66) 및/또는 통로(68)는 예를 들어 횡단, 수직 및/또는 다른 각도 배향 예컨대 급경사 또는 둔각, 동축 및/또는 오프셋 또는 엇갈린 배향과 같이 축(L)에 대해 다른 배향으로 배치될 수 있다. 일부 구현예에서, 튜브(34) 및/또는 커넥터(60)는 예를 들어 단일체, 일체형 연결, 마찰 결합, 나사 결합, 상호 홈, 나사, 접착제, 못, 미늘 및/또는 돌출 요소와 같이 증강기(32)와 다양하게 연결될 수 있다. 일부 구현예에서, 루멘(36)은 튜브(34)의 전체 길이를 따라 균일한 직경을 가지며 경로(66)는 루멘(36)의 직경과 실질적으로 동일하거나 동일한 직경을 갖는다. 일부 구현예에서, 통로(66)는 루멘(36)의 직경보다 큰 직경을 갖는다. 일부 구현예에서, 리드(22)는 예를 들어 타원형, 장방형, 삼각형, 직사각형, 정사각형, 다각형, 불규칙, 균일, 불균일, 가변형, 관형 및/또는 테이퍼형과 같은 다양한 단면 구성을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 벤트(43)는 예를 들어 횡단, 수직 및/또는 다른 각도 배향 예컨대 급경사 또는 둔각, 동축 및/또는 오프셋 또는 엇갈린 배향과 같이 축(L)에 대해 다른 배향으로 배치될 수 있다. 일부 구현예에서, 벤트(43)는 예를 들어 타원형, 장방형, 삼각형, 직사각형, 정사각형, 다각형, 불규칙, 균일, 불균일, 가변형, 관형 및/또는 테이퍼형과 같은 다양한 단면 구성을 가질 수 있다.

피스톤(70)은 증강기(32) 내에 배치되어, 피스톤(70)이 화살표 A로 표시된 방향 및/또는 화살표 B로 표시된 방향으로 축(L)을 따라 이동가능하다. 피스톤(70)은 챔버(42) 내에 위치된 단부(72) 및 챔버(44) 내에 위치된 대향 단부(74)를 포함한다. 단부(72, 74)는 샤프트(75)에 의해 연결된다. 일부 구현예에서, 단부(72, 74)의 외부 표면은 수밀 및/또는 기밀인 밀봉을 생성하도록 표면(40)과 결합한다. 일부 구현예에서, 단부(72)는 수밀 및/또는 기밀인 밀봉을 생성하도록 표면(40)과 결합하는 O-링(78)이 내부에 배치된 원주형 및/또는 환형 홈(76)을 포함한다. 일부 구현예에서, 단부(74)는 수밀 및/또는 기밀인 밀봉을 생성하도록 표면(40)과 맞물리는 O-링(82)이 내부에 배치된 원주형 및/또는 환형 홈(80)을 포함한다. 일부 구현예에서, O-링(78) 및/또는 O-링(82)은 피스톤(70)이 화살표 A로 표시된 방향 및/또는 화살표 B로 표시된 방향으로 축(L)을 따라 이동함에 따라 표면(40)과 수밀 및/또는 기밀 밀봉을 유지하는 가요성 및/또는 압축성 물질 예를 들어 고무 또는 실리콘을 포함한다. 일부 구현예에서, 홈(76) 및/또는 홈(80)은 O-링(78) 및/또는 O-링(82)의 아치형 및/또는 볼록한 외부 표면을 수용하기 위한 아치형 및/또는 오목한 구성을 갖는다. 일부 구현예에서, 단부(72, 74)는 각각 원통형 단면 형상을 갖는다. 단부(72)는 단부 표면(84)을 포함하고 단부(74)는 표면(84)에 대향하는 단부 표면(86)을 포함한다. 표면(84)은 표면(86)의 표면적보다 큰 표면적을 갖는다. 일부 구현예에서, 표면(84)의 표면적은 표면(86)의 표면적보다 약 50% 내지 약 200% 더 크다. 일부 구현예에서, 표면(84)의 표면적은 표면(86)의 표면적보다 50% 더 크다. 일부 구현예에서, 표면(84)의 표면적은 표면(86)의 표면적보다 75% 더 크다. 일부 구현예에서, 표면(84)의 표면적은 표면(86)의 표면적보다 100% 더 크다. 일부 구현예에서, 표면(84)의 표면적은 표면(86)의 표면적보다 150% 더 크다. 일부 구현예에서, 표면(84)의 표면적은 표면(86)의 표면적보다 200% 더 크다.

증강기(32)는 예를 들어 중공 튜브(90)와 같은 튜브에 의해 가압 주사기(88)와 같은 펌프에 연결된다. 일부 구현예에서, 튜브(90)의 단부(92)는 단부 캡(94)을 증강기(32)와 연결하기 위해 개구(54)의 내부 나사 형태(98)와 맞물리는 외부 나사 형태(96)를 갖는 단부 캡(94)에 커플링된다. 단부 캡(94)은 부분(104) 및 부분(106)을 포함하는 통로(102)를 한정하는 내부 표면(100)을 포함한다. 부분(104, 106)은 그 전체 길이를 따라 균일한 직경을 갖는다. 일부 구현예에서, 부분(104)은 부분(106)의 직경보다 작은 직경을 갖는다. 부분(106)은 개구(54)와 연통하고 부분(104)은 튜브(90)의 내부 표면에 의해 한정된 루멘(108)과 연통한다. 일부 구현예에서, 튜브(90)의 외부 표면은 튜브(90)를 단부 캡(94)에 결합시키기 위해 표면(100)과 맞물린다. 일부 구현예에서, 표면(40)은 단부 캡(94)의 단부 표면(115)과 맞물리도록 구성된 축(L)에 수직으로 연장되는 플랜지(105)를 한정함으로써 단부 캡(94)이 플랜지(105)가 통과하는 화살표 A로 표시된 방향으로 병진하는 것을 방지한다. 일부 구현예에서, 튜브(90)는 튜브(90)가 파손되지 않고 구부러져 예를 들어 파절된 척추와 같은 골절된 뼈 등의 수술 부위로 장치를 항해시키는 것을 용이하게 하도록 유연성이 있다. 일부 구현예에서, 루멘(108)은 루멘(36)의 직경보다 큰 튜브(90)의 전체 길이를 따라 균일한 직경을 갖는다. 일부 구현예에서, 루멘(108)은 루멘(36)의 직경과 동일한 직경을 갖는다. 일부 구현예에서, 튜브(90)는 루멘(108) 내에서 물질의 관찰을 용이하게 하기 위해 투명하거나 반투명하다. 일부 구현예에서, 튜브(90)는 튜브(90)가 튜브(90)에 강도를 제공하기 위해 파손되지 않고는 구부러지지 않을 정도로 강성이다. 일부 구현예에서, 튜브(90)는 튜브(34)의 외부 표면이 표면(40)과 맞물리도록 단부 캡(94)에 커플링된다. 일부 구현예에서, 튜브(90)는 예를 들어 단일체, 일체형 연결, 마찰 결합, 나사 결합, 상호 홈, 나사, 접착제, 못, 미늘 및/또는 돌출 요소와 같이 단부 캡(94)과 다양하게 연결될 수 있다.

단부(92)에 대향하는 튜브(90)의 단부(110)는 단부(110)의 개구가 주사기(88)의 개구(124)와 연통하도록 주사기(88)에 커플링된다. 일부 구현예에서, 튜브(90)의 외부 표면은 예를 들어 유체 또는 가스와 같은 물질(M)의 처리를 위해 구성된 개구(124) 및 구획(114)을 한정하는 주사기(88)의 내부 표면(112)과 맞물린다. 일부 구현예에서, 가스는 공기이다. 일부 구현예에서, 유체는 물, 염수, 콘트라스트 또는 유압 유체, 예컨대 유압 유체(HF)이다. 일부 구현예에서, 주사기(88)는 구획(114)과 연통하는 개구를 갖는 포트(도시 생략)를 포함하여, 물질(M)이 포트 내의 개구를 통해 구획(114) 내로 주입될 수 있다. 플런저(118)의 헤드(116)는 헤드(116)의 외부 표면이 표면(112)과 결합하여 수밀 및/또는 기밀인 밀봉을 생성하도록 구획(114) 내에 이동가능하게 배치된다. 일부 구현예에서, 헤드(116)는 수밀 또는 기밀인 표면(112)을 갖는 밀봉을 생성하는 O-링이 내부에 배치된 환형 또는 원주형 홈을 포함한다. 주사기(88)는 샤프트(122)에 의해 헤드(116)에 연결된 구획(114)의 외부에 위치된 핸들(120)을 포함한다. 일부 구현예에서, 물질(M)은, 단부(92)를 증강기(32)와 연결하기 전에, 도 1에 도시된 바와 같이 화살표 A로 표시된 방향으로 최대한 변위된 플런저(118)로 물질(M)의 소스에 단부(92)를 삽입함으로써 구획(114) 내로 로딩된다. 플런저(118)는 도 3에 도시된 바와 같이 화살표 B로 표시된 방향으로 이동하여, 물질(M)을 구획(114) 내로 유도하는 챔버(42) 내에 진공을 생성한다. 일부 구현예에서, 물질(M)이 구획(114) 내로 로딩된 후에 단부(92)가 증강기(32)와 연결된다.

조립, 작동 및 사용시, 시스템(10)은 골 상해 치료, 골 복원 제공, 골 강화 또는 재건 등의 수술 절차와 함께 사용된다. 시스템(10)의 구성요소들 중 하나 또는 모두가 사전-조립된 장치로서 전달되거나 또는 현장에서 조립될 수 있다는 것이 고려된다. 시스템(10)은 완전히 또는 부분적으로 수정, 제거 또는 교체될 수 있다.

전술한 시스템(10) 및 그 부속품은 골 시멘트를 분배하기 위한 수술 과정 중에 사용될 수 있다. 사용시에, 의료 종사자는 조직의 절개 및 수축과 같은 임의의 적절한 방식으로 예를 들어 복원이 필요한 척추와 같은 뼈를 포함하는 수술 부위로 접근한다. 시스템(10)은 개방 수술, 최소-개방 수술, 최소 침습 수술 및 경피 외과적 주입을 포함하는 임의의 종래의 수술 방법 또는 기술에 사용될 수 있으며, 이에 의해 뼈는 이 영역에 보호된 통로를 제공하는 미니-절개 또는 슬리브를 통해 접근된다.

절개가 환자의 신체에 만들어지고, 절단 기구는 예를 들어 튜브(35)와 같은 시스템(10)의 구성요소를 삽입하기 위한 수술 통로를 생성한다. 특정 외과적 용도의 요구에 따라 외과 영역의 흡입 및 관개뿐만 아니라 뼈의 조직 표면을 제조하기 위한 준비 도구가 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 튜브(35)는 골의 구조적 완전성을 유지하거나 개선하기 위해 의료 종사자가 골 시멘트(BC)로 적어도 부분적으로 채우기를 원하는 골에서 튜브(35)의 단부(47)의 개구(45)가 구멍(들), 골절(들), 공극(들), 함몰(들) 등에 인접하게 위치되도록 외과적 통로 내로 삽입된다. 일부 구현예에서, 튜브(35)의 내부 표면은 개구(45)와 연통하는 루멘(49) 및 단부(47)에 대향하는 튜브(35)의 단부(51)의 개구를 한정한다. 단부(51)의 개구는 섹션(27b)과 연통된다.

일부 구현예에서, 충전될 뼈의 공극은 팽창가능한 뼈대의 풍선을 예를 들어 해면골과 같은 뼈에 삽입하고 풍선을 팽창시켜 공극을 생성함으로써 팽창가능한 뼈대를 사용하여 생성된다. 일부 구현예에서, 충전될 뼈의 공극은 자연적으로 및/또는 환자의 상해에 의해 생성된다. 일부 구현예에서, 뼈의 공극은 수술 과정의 일부 동안 생성된다. 일부 구현예에서, 어댑터(14)는 골 및/또는 공극에 인접하여 개구(45)를 위치시키기 전에 골 시멘트(BC)로 사전-로딩된다. 일부 구현예에서, 뼈에 인접하여 개구(45)를 위치시키기 전에, 가스(G)를 챔버(42)에 사전-로딩하고 유압 유체(HF)를 챔버(44) 내로 사전-로딩한다. 일부 구현예에서, 가스(G)가 챔버(42)에 있을 때 가스(G)는 제1 압력을 가지며 유압 유체(HF)가 챔버(44)에 있을 때 유압 유체(HF)는 제2 압력을 갖는다. 일부 구현예에서, 제1 압력은 제2 압력보다 낮다. 일부 구현예에서, 제1 압력은 약 50 psi 내지 약 500 psi이고, 제2 압력은 약 250 psi 내지 약 1,500 psi이다. 일부 구현예에서, 물질(M)은 뼈에 인접하여 개구(45)를 위치시키기 전에 구획(114) 내로 사전-로딩된다. 일부 구현예에서, 물질(M)이 구획(114)에 있을 때 물질(M)은 제 3 압력을 갖는다. 일부 구현예에서, 제 3 압력은 제1 압력 및 제2 압력보다 낮다. 일부 구현예에서, 제 3 압력은 제2 압력보다 낮다.

의료 종사자는 핸들(120)을 파지하거나 결합시켜 화살표 A로 표시된 방향으로 구획(114)에 대해 플런저(118)를 이동시켜, 헤드(116)가 도 4에 도시된 바와 같이 구획(114) 내의 개구(124)로부터 최대 위치에 있는 제1 형상과 헤드(116)가 도 4a에 도시된 바와 같이 개구(124)에 인접하여 위치되는 제2 형상 사이에서 화살표 A로 표시된 방향으로 플런저(118)를 이동시킨다. 플런저(118)가 제1 형상으로부터 제2 형상으로 이동함에 따라, 헤드(116)는 화살표 A로 표시된 방향으로 물질(M)을 밀어서 물질(M)이 개구(124) 밖으로 이동하여 단부(110)의 개구로 들어가고 루멘(108)을 통해 증강기(32) 쪽으로 이동하도록 한다. 물질(M)은 단부(92)의 개구로부터 부분(104)으로 이동한다. 물질(M)이 표면(84) 상에 힘 및/또는 압력을 가하도록 물질(M)이 부분(104)으로부터 부분(106)으로 이동한다. 물질(M)이 표면(84) 상에 힘 및/또는 압력을 가하면, 물질(M)은 화살표 A료 표시된 방향으로 피스톤(70)을 밀어, 표면(84)이 도 2에 도시된 바와 같이 표면(115)에 결합되거나 인접하여 위치되는 제1 형상과 표면(86)이 도 2a에 도시된 바와 같이 커넥터의 단부 표면(61)에 결합되거나 인접하여 위치되는 제2 형상 사이에서 피스톤(70)을 화살표 A로 표시된 방향으로 이동시킨다.

피스톤(70)이 피스톤(70)의 제1 형상과 피스톤(70)의 제2 형상 사이에서 이동함에 따라, 가스(G)의 적어도 일부가 벤트(43)를 통해 배출되고, 유압 유체(HF)의 적어도 일부가 챔버(44)로부터 통로(68)로 이동한다. 일부 구현예에서, 유압 유체(HF)가 챔버(44)로부터 통로(68)로 이동함에 따라 유압 유체(HF)는 압력이 증가한다. 유압 유체(HF)는 통로(68)로부터 통로(66)로 이동한다. 일부 구현예에서, 유압 유체(HF)의 압력은 유압 유체(HF)가 통로(68)로부터 통로(66)로 이동함에 따라 증가한다. 유압 유체(HF)는 통로(66)로부터 단부(56)의 개구로 이동한다. 유압 유체(HF)는 단부(56)로부터 루멘(36)을 통해 단부(38)의 개구 외부로 이동한다. 유압 유체(HF)는 단부(38)의 개구 외부로부터 개구(30)를 통해 공동(18) 내로 이동한다.

일부 구현예에서, 유압 유체(HF)는 리세스(29)를 채운 다음 측면(29b)과 횡단 벽(53) 사이의 공동(18)의 나머지 부분을 채워, 유압 유체가 액추에이터(29)에 힘 및/또는 압력을 가함으로써, 도 3에 도시된 바와 같이 측면(29b)이 벽(53)에 결합하거나 인접하여 위치되고 골 시멘트(BC)가 측면(29c)과 부분(20a) 사이에 위치되는 제1 형상과 도 3a에 도시된 바와 같이 측면(29c)이 부분(20a)과 결합하고 골 시멘트(BC)가 개구(26)를 통해 배출되는 제2 형상 사이에서 화살표 A로 표시된 방향으로 액추에이터(29)를 이동시킨다. 일부 구현예에서, 골 시멘트(BC)는 개구(26)를 통해 단부(51)의 개구 내로 배출되어 골 시멘트(BC)가 루멘(49)을 통해 튜브(35) 밖으로 개구(45)를 통해 뼈의 골절 또는 공극으로 이동하여 골절 또는 공극을 적어도 부분적으로 채운다. 일부 구현예에서, 골 시멘트(BC)는 골절 또는 공극 내에서 경화될 수 있다. 일부 구현예에서, 유압 유체(HF)는 액추에이터(29)가 공동(18)을 통해 개구(26) 밖으로 루멘(49)을 통해 및/또는 개구(45) 밖으로 골 시멘트(BC)를 밀수 있도록 적어도 800 psi의 압력을 가질 것을 요구할 수 있다. 일부 구현예에서, 적어도 800의 압력이 골 시멘트(BC)의 점도 때문에 필요하다. 일부 구현예에서, 유압 유체(HF)는 액추에이터(29)가 공동(18)을 통해, 개구(26) 밖으로 루멘(49)을 통해 및/또는 개구(45) 밖으로 골 시멘트(BC)를 밀 수 있도록 적어도 1,500 psi의 압력을 가질 것을 요구할 수 있다. 일부 구현예에서, 골 시멘트(BC)의 점도 때문에 적어도 1,500의 압력이 요구된다. 일부 구현예에서, 유압 유체(HF)는 액추에이터(29)가 공동(18)을 통해, 개구(26) 밖으로 루멘(49)을 통해 및/또는 개구(45) 밖으로 골 시멘트(BC)를 밀 수 있도록 약 800 psi 내지 약 1,500 psi의 압력을 가질 것을 요구할 수 있다.

일 구현예에서, 시스템(10)은 또한 골 시멘트(BC)에서 혼합되거나 별도로 전달될 수 있는 제제를 전달할 수 있다. 상기 제제는 골 성장 촉진 물질을 포함할 수 있는 것으로 여겨진다. 일부 구현예에서, 공동(18)은 골 시멘트(BC)가 공동(18) 내로 로딩되기 전에 및/또는 적어도 부분적으로 뼈를 채우도록 전달되기 전에 제제로 사전-로딩된다. 이어서, 장치(12)는 골 시멘트(BC)가 전술한 개구(45)로부터 배출되는 것과 동일한 방식으로 개구(45)를 통해 제제를 방출하여 제제가 골절 또는 공극의 적어도 일부를 침투하도록 사용된다. 이어서 장치(12)는 수술 경로를 통해 수술 부위로부터 제거되고 골 시멘트(BC)가 공동(18) 내로 사전-로딩된다. 그 다음, 골 시멘트(BC)는 위에서 논의된 바와 같이 플런저(118)를 화살표 A로 표시된 방향으로 이동시킴으로써 개구(45)로부터 배출된다. 일부 구현예에서, 뼈가 적어도 부분적으로 골 시멘트로 채워진 후 장치(12)가 수술 경로로부터 제거되고, 제제가 공동(18) 내로 로딩된다. 이어서, 장치(12)는 개구(45)가 적어도 부분적으로 채워진 뼈에 인접하여 위치되도록 수술 경로로 재삽입된다. 그 다음, 장치(12)는 플런저(118)를 상기 논의된 화살표 A로 표시된 방향으로 이동시킴으로써 골 시멘트(BC)를 개구(45)로부터 배출시키는 것과 동일한 방식으로 개구(45)를 통해 제제를 방출하도록 사용된다.

상기 제제는 치료용 폴리뉴클레오타이드 또는 폴리펩타이드를 포함할 수 있는 것으로 고려된다. 또한, 상기 제제는 생체적합성 물질 예를 들어 생체적합성 금속 및/또는 강성 폴리머 예컨대 티타늄 요소, 티타늄 또는 티타늄 조성의 금속 분말, 무균 골 물질 예를 들어 동종이식 또는 이종이식 물질, 합성 골 물질 예를 들어 코랄(coral) 및 칼슘 조성물 예컨대 HA, 인산 칼슘 및 아황산 칼슘, 생물학적 활성제 예를 들어 환자 내부에서 폴리머가 분해됨에 따라 적절한 시간 의존적인 방식으로 생물학적 활성제(들)를 방출하는 생체내 흡수성 폴리머에 블렌딩함으로써 생성되는 점진적 방출 조성물을 포함할 수 있는 것으로 고려된다. 적합한 생물학적 활성제는 예를 들어 BMP, 성장 및 분화 인자 단백질(GDF) 및 사이토카인을 포함한다. 교정 시스템(10)의 구성요소는 폴리머와 같은 방사선 투과성 물질로 제조될 수 있다. x-레이, 형광투시법, CT 또는 기타 영상 기술 하에서 방사선 마커(radiomarker)를 식별용으로 포함시킬 수 있다. 상기 제제는 예를 들어 통증, 염증 및 퇴행을 치료하기 위해 서방성을 비롯한 방출을 위한 하나 또는 복수의 치료제 및/또는 약리학적 제제를 포함할 수 있다.

미세 수술 및 영상 유도 기술이 시스템(10)의 도움을 받아 뼈의 열화 또는 손상을 액세스, 관찰 및 복원하는 데 사용될 수 있다고 생각된다. 수술이 완료되면, 외과용 기구와 어셈블리를 제거하고 절개를 닫는다.

본원에 개시된 구현예에 대해 다양한 변형이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로, 상기 설명은 제한적으로 해석되어서는 안 되며, 단지 다양한 구현예들의 예시로서 해석되어야한다. 당업자는 본원에 첨부된 청구범위의 진의 및 범주 내에서 다른 변형을 구상할 수 있을 것이다.

Claims (14)

1. 제1 단부에 인접한 제1 입력 포트, 제2 단부에 인접한 제1 출력 포트, 내부 공동부, 상기 내부 공동부에 이동 가능하게 배치된 액추에이터(actuator) 및 상기 내부 공동부 및 상기 액추에이터에 의해 부분적으로 형성된 골 시멘트 수용 영역(bone cement receiving area)을 포함하는 전달 어댑터(adapter)로서, 제1 출력 포트는 내부 공동부의 최대 직경보다 작은 최대 직경을 갖는 제1 섹션, 제1 섹션의 최대 직경보다 작은 최대 직경을 갖는 제2 섹션 및 제1 섹션과 제2 섹션을 연결하는 테이퍼진 섹션(tapered section)을 포함하고, 액추에이터는 제1 단부에 인접한 제1 위치와 제2 단부에 인접한 제2 위치 사이에서 이동 가능하며, 상기 골 시멘트 수용 영역은 상기 제2 위치에서 액추에이터에 의한 것보다 상기 제1 위치에서 액추에이터에 의해 더 크며, 상기 액추에이터가 상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치로 이동하여 상기 골 시멘트 수용 영역의 크기가 감소되고, 그 내부에 수용된 골 시멘트가 상기 제1 출력 포트를 통해 상기 내부 공동부를 빠져 나가도록 하며, 상기 전달 어댑터는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부를 향해 연장되는 제1 부분, 상기 제2 단부로부터 상기 제1 단부를 향해 연장되는 제2 부분을 구비하고, 상기 제1 부분 및 제2 부분은 서로 제거가능하게 부착되며, 상기 내부 공동부는 상기 제1 부분 내에 형성되고, 상기 제1 출력 포트는 제2 부분 내에 형성되고, 제2 부분의 일부는 내부 공동부 내에 수용되는, 전달 어댑터;
   상기 전달 어댑터에 커플링된 압력 증강기로서,
   가스를 함유하는 제1 챔버 및 유체를 함유하는 제2 챔버를 포함하는 본체,
   상기 제1 챔버 내에 이동가능하게 배치된 제1 단부 및 상기 제2 챔버 내에 이동가능하게 배치된 제2 단부를 구비한 피스톤으로서, 상기 피스톤의 상기 제1 단부는 제1 표면적을 갖는 제1 단부 표면을 포함하고, 상기 피스톤의 상기 제2 단부는 제2 표면적을 갖는 제2 단부 표면을 포함하며, 상기 제1 표면적은 상기 제2 표면적보다 더 큰, 피스톤, 및
   상기 제2 챔버 및 상기 제1 입력 포트와 연통되는 제2 출력 포트로서, 상기 제2 출력 포트는 상기 본체에 제거가능하게 결합되는 커넥터(connector)를 포함하고, 상기 커넥터는 제1 경로를 포함하는 제1 단부 및 제2 경로를 포함하는 제2 단부를 가지며, 상기 제1 경로는 상기 제2 챔버의 최소 직경보다 작은 직경을 가지며, 상기 제2 경로는 상기 제1 경로의 직경보다 작은 직경을 가지는, 제2 출력 포트를 포함하는, 상기 압력 증강기; 및
   커넥터의 제2 단부에 결합되는 제1 단부 및 제1 입력 포트에 결합되는 제2 단부를 구비한 튜브(tube)를 포함하는 골 시멘트 전달 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 골 시멘트는 상기 골 시멘트가 내부 공동부 내에 배치되는 경우 제1 압력을 가지고; 및
   상기 피스톤의 제1 방향으로의 축 방향 병진 운동은, 상기 압력 증강기 내의 벤트(vent)를 통해 가스를 배출시키고 상기 유체를 상기 제2 출력 포트를 통해 상기 입력 포트로 이동시켜, 상기 유체가 상기 제1 압력보다 큰 제2 압력에서 상기 골 시멘트를 상기 제1 출력 포트 밖으로 이동시키는, 골 시멘트 전달 장치.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 제1 압력은 800 psi 미만이고 상기 제2 압력은 1500 psi 초과인, 골 시멘트 전달 장치.
4. 청구항 2에 있어서, 상기 골 시멘트는 500 파스칼-초(Pa-s) 초과의 점도를 갖는, 골 시멘트 전달 장치.
5. 청구항 2에 있어서, 상기 골 시멘트를 상기 제1 출력 포트 밖으로 이동시키기 위해 800 psi 초과의 압력이 요구되는, 골 시멘트 전달 장치.
6. 청구항 2에 있어서, 상기 압력 증강기에 커플링된 가압 주사기를 추가로 포함하고, 상기 가압 주사기는 플런저를 포함하며, 상기 플런저를 상기 제1 방향으로 병진 운동시켜 상기 피스톤을 상기 제1 방향으로 병진시키는, 골 시멘트 전달 장치.
7. 청구항 6에 있어서, 상기 가압 주사기는 그 내부에 물질이 배치된 통로를 한정하는 내부 표면을 포함하고, 상기 플런저는 상기 물질을 상기 통로로부터 상기 압력 증강기 내로 이동시킴으로써 상기 물질이 상기 피스톤 상에 작용하여 상기 피스톤을 제1 방향으로 이동시키도록 구성된, 골 시멘트 전달 장치.
8. 청구항 6에 있어서,
   상기 가압 주사기는 중공 튜브에 의해 상기 압력 증강기에 연결되고;
   상기 중공 튜브는 단부 캡에 커플링되며; 그리고
   상기 압력 증강기는 상기 단부 캡의 외부 나사 형태와 맞물리는 내부 나사 형태를 포함하는, 골 시멘트 전달 장치.
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 피스톤의 제1 방향으로의 축 방향 병진 운동은 상기 유체를 상기 내부 공동부 내로 이동시킴으로써 상기 유체가 상기 액추에이터에 작용하여 상기 액추에이터를 상기 제1 방향으로 이동시키고; 그리고
   상기 액추에이터를 상기 제1 방향으로 이동시키면 상기 액추에이터가 상기 골 시멘트에 작용하여 상기 골 시멘트를 상기 제1 출력 포트를 통해 이동시키는,
   골 시멘트 전달 장치.
10. 청구항 1에 있어서,
    상기 압력 증강기는 중공 튜브에 의해 상기 전달 어댑터에 연결되고;
    상기 중공 튜브는 상기 제2 출력 포트에 커플링되며; 그리고
    상기 압력 증강기는 상기 중공 튜브의 외부 나사 형태와 맞물리는 내부 나사 형태를 포함하는,
    골 시멘트 전달 장치.
11. 청구항 1에 있어서, 상기 피스톤의 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부는 각각 그 내부에 배치된 O-링(ring)을 갖는 홈(groove)을 포함하고, 상기 O-링은 상기 제1 챔버 및 상기 제2 챔버를 한정하는 상기 압력 증강기의 내부 표면과 맞물려 수밀 밀봉(water tight seal)을 생성하는, 골 시멘트 전달 장치.
12. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 챔버는 상기 제2 챔버의 직경 초과의 직경을 갖는, 골 시멘트 전달 장치.
13. 청구항 1에 있어서, 상기 가스는 공기이고 상기 유체는 유압 유체(hydraulic fluid)인, 골 시멘트 전달 장치.
14. 제1 단부에 인접한 제1 입력 포트, 제2 단부에 인접한 제1 출력 포트, 내부 공동부, 상기 내부 공동부에 이동 가능하게 배치된 액추에이터 및 상기 내부 공동부 및 상기 액추에이터에 의해 부분적으로 형성된 골 시멘트 수용 영역을 포함하는 전달 어댑터로서,
    상기 제1 출력 포트는 내부 공동부의 최대 직경보다 작은 최대 직경을 갖는 제1 섹션, 제1 섹션의 최대 직경보다 작은 최대 직경을 갖는 제2 섹션 및 제1 섹션과 제2 섹션을 연결하는 테이퍼진 섹션을 포함하고, 액추에이터는 제1 단부에 인접한 제1 위치와 제2 단부에 인접한 제2 위치 사이에서 이동 가능하며, 상기 골 시멘트 수용 영역은 상기 제2 위치에서 액추에이터에 의한 것보다 상기 제1 위치에서 액추에이터에 의해 더 크며, 상기 액추에이터가 상기 제1 위치로부터 상기 제2 위치로 이동하여 상기 골 시멘트 수용 영역의 크기가 감소되고, 그 내부에 수용된 골 시멘트가 상기 제1 출력 포트를 통해 상기 내부 공동부를 빠져 나가도록 하며, 상기 전달 어댑터는 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부를 향해 연장되는 제1 부분, 상기 제2 단부로부터 상기 제1 단부를 향해 연장되는 제2 부분을 구비하고, 상기 제1 부분은 상기 제2 부분의 나사식 내부면과 결합하는 나사식 외부면을 포함하여 상기 제1 부분과 상기 제2 부분은 서로 부착되며, 상기 내부 공동부는 상기 제1 부분 내에 형성되고, 상기 제1 출력 포트는 제2 부분 내에 형성되고, 제2 부분의 일부는 내부 공동부 내에 수용되는, 전달 어댑터;
    중공 튜브에 의해 상기 전달 어댑터에 연결된 압력 증강기로서, 상기 압력 증강기는
    가스를 함유하는 제1 챔버 및 유체를 함유하는 제2 챔버를 포함하는 본체,
    상기 제1 챔버 내에 이동가능하게 배치된 제1 단부 및 상기 제2 챔버 내에 이동가능하게 배치된 제2 단부를 구비한 피스톤으로서, 상기 피스톤의 상기 제1 단부는 제1 표면적을 갖는 제1 단부 표면을 포함하고, 상기 피스톤의 상기 제2 단부는 제2 표면적을 갖는 제2 단부 표면을 포함하며, 상기 제1 표면적은 상기 제2 표면적보다 더 크며, 상기 피스톤의 상기 제1 단부 및 상기 제2 단부는 각각 내부에 O-링이 배치된 홈을 포함하며, 상기 O-링은 상기 제1 챔버 및 상기 제2 챔버를 한정하는 상기 압력 증강기의 내부 표면과 맞물려 수밀 밀봉을 생성하는, 상기 피스톤, 및
    상기 제2 챔버 및 상기 제1 입력 포트와 연통되는 제2 출력 포트로서, 상기 제2 출력 포트는 상기 본체에 제거가능하게 결합되는 커넥터를 포함하고, 상기 커넥터는 제1 경로를 포함하는 제1 단부 및 제2 경로를 포함하는 제2 단부를 가지며, 상기 제1 경로는 상기 제2 챔버의 최소 직경보다 작은 직경을 가지며, 상기 제2 경로는 상기 제1 경로의 직경보다 작은 직경을 가지는, 제2 출력 포트를 포함하는, 상기 압력 증강기;
    커넥터의 제2 단부에 결합되는 제1 단부 및 제1 입력 포트에 결합되는 제2 단부를 구비한 튜브; 및
    중공 튜브에 의해 상기 압력 증강기에 연결된 가압 주사기로서, 상기 가압 주사기는 제2 유압 유체 및 내부에 플런저(plunger)가 배치된 통로를 한정하는 내부 표면을 포함하고,
    상기 제1 챔버는 상기 제2 챔버의 직경 초과의 직경을 가지며,
    상기 가스는 상기 가스가 상기 제1 챔버에 배치되는 경우 제1 압력을 갖고,
    상기 플런저의 제1 방향으로의 축 방향 병진 운동은 상기 유압 유체를 상기 압력 증강기 내로 이동시켜, 상기 제2 유압 유체가 상기 피스톤을 제1 방향으로 이동시켜 상기 가스가 상기 압력 증강기 내의 벤트를 통해 배출되고, 상기 유압 유체가 상기 제2 출력 포트를 통해 상기 입력 포트 내로 이동하도록 함으로써 상기 액추에이터가 상기 제1 압력 초과의 제2 압력에서 상기 골 시멘트를 상기 제1 출력 포트 밖으로 이동시키도록 상기 유압 유체가 상기 액추에이터에 작용하는, 가압 주사기를 포함하는 골 시멘트 전달 장치.

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