KR102367057B1

KR102367057B1 - 척추 유합술용 임플란트

Info

Publication number: KR102367057B1
Application number: KR1020190173312A
Authority: KR
Inventors: 황성철
Original assignee: 유앤아이 주식회사
Priority date: 2019-12-23
Filing date: 2019-12-23
Publication date: 2022-02-25
Also published as: KR20210081100A

Abstract

본 발명은 상부면과 하부면을 관통하며, 양 측부에 형성되는 복수의 스프링 홀을 포함하는 케이지; 및 상기 복수의 스프링 홀을 통과하여 상기 케이지에 고정되는 스프링;을 포함하며, 상기 케이지는 상기 상부면 및 상기 하부면이 인접한 척추체와 맞닿도록 척추체 간 공간에 삽입되어 척추체를 지지하고, 상기 복수의 스프링 홀을 통과하여 고정되는 상기 스프링에 의해 상기 케이지가 척추체 간 공간에 고정되는, 척추 유합술용 임플란트에 관한 것이다.

Description

척추 유합술용 임플란트{AN IMPLANT FOR SPINAL FUSION}

본 발명은 척추 유합술용 임플란트에 관한 것이다.

척추는 선천성, 퇴행성 혹은 사고 같은 기타 여러 이유로 안정적인 배열에 문제가 발생하거나 척추체 간의 간격이 좁아지는 등 구조학적인 문제가 발생할 수 있다. 대표적인 척추질환으로는 척추기형, 척추골절, 추간판탈출증, 척추관 협착증, 후관절 비대증 등이 있다. 이러한 척추질환은 증상이 악화되어 보존적 치료가 어려워지면 수술적 치료를 필요로 하게 된다.

수술적 치료 방법 중 척추 유합술(fusion)은, 척추질환이 발생한 추간판을 제거한 후, 척추체 사이에 추간체 유합 보형재(spinal cage)를 삽입하여 유합을 위해 뼈가 성장되어 들어갈 공간을 확보하여 주고, 척추체 사이에 간격을 높여주어 통증을 경감시켜주며, 척추의 굴곡(lordosis)을 복원하여 척추의 안정성을 유지시켜 주는 시술이다.

일반적으로 척추 유합술에 사용되는 추간체 유합 보형재는 그 내부에 중공이 형성되어 본칩(bone chip)이 삽입되고, 본칩이 재생됨에 따라 상위척추체와 하위척추체 사이에 골유합이 이루어진다.

상기 추간체 유합 보형재는 시술방법 등에 따라 다양한 종류가 개발되어 있으며, 인체에 이식 가능하면서도 척추의 생체 역학적 안정성 복원을 위한 형상의 개발도 다각적으로 이루어지고 있다. 추간체 유합 보형재는 척추체 사이에서 일정한 간격을 유지하여야 하므로 인체 하중을 지지하기에 적합한 기계적 성질 및 생체적합성을 가진 생체적합성 재료로 주로 형성된다. 추간체 유합 보형재는 골유합이 일어나 안정화되기 전까지 이식부위에서 이탈되지 않도록 상위척추체와 하위척추체를 고정하는 과정을 필요로 한다.

그러나 종래 추간체 유합 보형재는 단순히 척추체 사이에 삽입만 되어 있으므로 피시술자가 과도하게 움직일 경우 추간체 유합 보형재가 시술 부위에서 미끄러지거나 이탈될 수 있다는 문제점이 있다. 가장 유합율이 좋은 것으로 보고된 TLIF(Transforaminal Lumbar Interbody Fusion) 보형재에서도 후방 이동현상이 확인되었으며, 이는 척추의 기형화, 신경학적 약화, 비 유합 등의 결과를 초래할 수 있다.

또한, 이를 방지하기 위해 추간체 유합 보형재의 상부면 또는 하부면에 톱니치를 형성하여 고정력을 높인 형태가 개시되어 있으나, 이러한 형태 변경 역시 피시술자의 체격이나 자세 또는 척추체의 마모 등에 따라 척추체 사이의 간격이 달라져 결합력이 느슨해지면 추간체 유합 보형재가 여전히 이탈될 수 있다는 문제점이 있다.

한편, 그러나 미국 등록특허 제8377139호와 같은 종래 기술들은 척추 임플란트를 척추 뼈와 뼈 사이에 고정하기 위해 나사를 사용하고 있는데, 이 경우 척추 임플란트는 나사의 나사산에 의한 결합력으로 고정되는 것이라, 나사산이 마모되면 척추 임플란트 자체가 탈출할 수 있다는 문제가 있다. 또한 척추 임플란트를 척추 뼈와 뼈 사이에 고정하기 위해서는 척추 뼈에 나사 구멍을 드릴로 뚫은 후, 이 나사 구멍에 나사를 삽입해야 하는데, 척추 뼈에 나사 구멍을 뚫을 때는 어떠한 가이드 없이 사용자의 판단에 따라 수행된다는 점에서 정확한 각도의 나사 구멍을 뚫기가 어렵고, 시간 소요가 크다는 문제가 있다.

US

8377139

B

상술한 것과 같은, 종래의 나사를 이용한 척추 임플란트는 나사산의 마모에 따른 고정력 약화 문제, 나사 삽입을 위해 나사 구멍을 뚫는 과정에서 발생되는 나사 고정 위치의 부정확함 문제 및 과도한 시간 소요 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하고자, 본 발명은 상부면과 하부면을 관통하며, 양 측부에 형성되는 복수의 홀을 포함하는 케이지; 및 상기 복수의 홀을 통과하여 상기 케이지에 고정되는 스프링;을 포함하며, 상기 케이지는 상기 상부면 및 상기 하부면이 인접한 척추체와 맞닿도록 척추체 간 공간에 삽입되어 척추체를 지지하고, 상기 복수의 홀을 통과하여 고정되는 상기 스프링에 의해 상기 케이지가 척추체 간 공간에 고정되는, 척추 유합술용 임플란트를 제공한다.

본 발명의 척추 유합술용 임플란트는 복수의 스프링 홀을 포함하는 케이지 및 상기 복수의 스프링 홀을 통과하여 상기 케이지에 고정됨과 동시에 척추체 간 공간에 상기 케이지를 고정하는 스프링을 포함하며, 이에 종래의 나사를 이용한 척추 임플란트가 가지는 나사산의 마모에 따른 고정력 약화 문제, 나사 삽입을 위해 나사 구멍을 뚫는 과정에서 발생되는 나사 고정 위치의 부정확함 문제 및 과도한 시간 소요 문제를 해결하여, 빠른 시간 내에 정확한 위치에서 우수한 고정력을 가지는 척추 유합술용 임플란트를 시술할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 척추 유합술용 임플란트의 케이지를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 척추 유합술용 임플란트의 케이지에 스프링이 결합된 형태를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2를 전면부에서 바라본 형태를 도시한 도면이다.
도 4는 도 2를 측면부에서 바라본 형태를 도시한 도면이다.
도 5는 도 2를 상부에서 바라본 형태를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 척추 유합술용 임플란트의 케이지에 가이드 스프링이 삽입된 형태를 도시한 도면이다.

본 발명은 상부면(101)과 하부면(102)을 관통하며, 양 측부에 형성되는 복수의 스프링 홀(110)을 포함하는 케이지(100); 및 복수의 스프링 홀(110)을 통과하여 케이지(100)에 고정되는 스프링(200);을 포함하며, 케이지(100)는 상부면(101) 및 하부면(102)이 인접한 척추체와 맞닿도록 척추체 간 공간에 삽입되어 척추체를 지지하고, 복수의 스프링 홀(110)을 통과하여 고정되는 스프링(200)에 의해 케이지(100)가 척추체 간 공간에 고정되는, 척추 유합술용 임플란트에 관한 것이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 척추 유합술용 임플란트의 케이지(100)를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 척추 유합술용 임플란트의 케이지(100)에 스프링(200)이 결합된 형태를 도시한 도면이고, 도 3은 도 2를 전면부에서 바라본 형태를 도시한 도면이고, 도 4는 도 2를 측면부에서 바라본 형태를 도시한 도면이고, 도 5는 도 2를 상부에서 바라본 형태를 도시한 도면이다.

도 1 내지 5를 참조하면, 본 발명에 따른 척추 유합술용 임플란트는 케이지(100) 및 스프링(200)을 포함한다.

케이지(100)는 상부면(101)과 하부면(102)을 관통하며, 양 측부에 형성되는 복수의 스프링 홀(110)을 포함하며, 복수의 스프링 홀(110)은 케이지(100)의 양 측부에 각각 독립적으로 2 내지 11개가 일렬로 형성될 수 있고, 케이지(100)와 스프링(200)의 크기에 따라 그 개수가 조절될 수 있다. 복수의 스프링 홀(100)의 직경은 스프링(200)의 단면의 직경(S')과 동일하거나, 스프링(200)의 단면의 직경(S')보다 0 mm 초과 3 mm 이하만큼 크게 형성될 수 있다.

케이지(100)의 상부면(101) 및 하부면(102)의 표면에는 케이지(100)가 척추체로부터 미끄러지는 것을 방지할 수 있도록 패턴이 형성될 수 있다. 패턴의 형상은, 케이지(100)가 척추체로부터 미끄러지는 것을 방지할 수 있다면 특별히 제한되지 않는다.

케이지(100)는 생체적합한 재료이면서 척추체를 지지할 수 있는 충분한 강도를 가지는 재질로 형성될 수 있고, 예를 들어, 티타늄 합금 또는 PEEK (폴리에테르에테르케톤)로 형성되는 것이 바람직하다.

케이지(100)는 인공 뼈(합성골)나 자가골을 이식하기 위해, 케이지(100)의 중심부에 상부면(101)과 하부면(102)을 관통하여 형성되는 홀(120)을 더 포함할 수 있다. 상기 홀(120)은 골이식재를 수용하기 위한 것일 수 있다.

케이지(100)는 상부면(101) 및 하부면(102)이 인접한 척추체와 맞닿도록 척추체 간 공간에 삽입되어 척추체를 지지하고, 복수의 스프링 홀(110)을 통과하여 고정되는 스프링(200)에 의해 케이지(100)가 척추체 간 공간에 고정될 수 있으며, 케이지(100)가 스프링(200)에 의해 고정됨에 따라 척추 유합술용 임플란트가 척추체 간 공간에 고정되는 고정력이 향상될 수 있다.

케이지(100)에 고정되기 전 스프링(200)의 내측 직경(S)은, 케이지(100)의 일 측부 및 타 측부에 형성되는 복수의 스프링 홀(110) 간 내측 거리(H)보다 0 mm 초과 3 mm 이하만큼 작게 형성되는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 척추 유합술용 임플란트는 환자가 누운 상태에서 척추체 간 공간에 삽입되는데, 환자가 누워 있을 때는 척추가 이완되어 척추체 사이의 거리, 즉, 디스크 공간이 멀어지게 된다. 따라서 환자가 누운 상태에서 척추 유합술용 임플란트가 척추체 간 공간에 삽입될 때에는 케이지(100)의 상부면(101) 및 하부면(102)과 인접한 척추체 사이에는 소정의 틈이 형성되어 맞닿지 않으나, 환자가 보행을 하게 되면 척추체 사이의 거리, 즉, 디스크 공간이 좁아지면서 상기 소정의 틈이 없어지고, 케이지(100)의 상부면(101) 및 하부면(102)과 인접한 척추체가 맞닿게 된다. 이로 인해 인접한 척추체가, 케이지(100)의 상부면(101) 및 하부면(102)에서 돌출된 스프링(200)에 직접 하중을 가하게 되며, 스프링(200)이 지속적인 반복 하중에 의해 파손될 가능성이 있으므로, 스프링(200)의 내측 직경(S)이 다소 확장된 상태에서 척추 유합술용 임플란트가 척추체 간 공간에 삽입되어야, 상기 소정의 틈이 없어지더라도 스프링(200)의 내측 직경(S)이 원 상태로 축소되면서 파손되지 않을 수 있다. 따라서 스프링(200)의 내측 직경(S)이 다소 확장되었다가, 원 상태로 축소될 수 있도록, 스프링(200)의 단면의 직경(S')보다 복수의 스프링 홀(100)의 직경이 더 큰 것이 바람직하다.

스프링(200)은 생체적합한 재료이면서 케이지(100)와 척추체를 고정할 수 있는 충분한 강도를 가지는 재질로 형성될 수 있고, 예를 들어, 티타늄 합금 또는 코발트크롬 합금으로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 척추 유합술용 임플란트는, 스프링(200)에 의해 케이지(100)가 척추체 간 공간에 고정된 후, 스프링(200)이 케이지(100) 밖으로 이탈되지 않도록, 케이지(100)의 전면부에 고정되는 덮개 요소(holding shaft, 300)를 더 포함할 수 있다.

도 4를 참조하면, 케이지(100)는 전면부와 후면부에서의 두께가 다를 수 있다. 사람의 척추는 측면에서 보았을 때 S자 모양을 가지는 것이 정상이기 때문에, 척추 유합술용 임플란트가 삽입될 위치와 삽입 방향에 따라 케이지(100)의 전면부와 후면부의 두께, 즉, 케이지(100)의 전만각(Lordotic angle)은 적절히 조절될 수 있다. 구체적으로, 척추 유합술용 임플란트가 삽입될 위치와 삽입 방향에 따라 케이지(100)는 0 내지 20°의 전만각을 가질 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 척추 유합술용 임플란트의 케이지에 가이드 스프링이 삽입된 형태를 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 케이지(100)를 척추체 간 공간에 삽입한 후, 가이드 스프링(400)을 복수의 스프링 홀(110)에 먼저 통과시켜, 스프링(200)이 쉽게 통과할 수 있도록 인접한 척추체에 스프링 경로를 형성할 수 있다. 가이드 스프링(400)을 이용하여 인접한 척추체에 상기 스프링 경로를 형성함에 따라, 빠른 시간 내에 정확한 위치에 상기 스프링 경로를 형성할 수 있다는 장점을 갖는다.

상기 가이드 스프링(400)은 스프링 형상을 하고 그 끝이 날카로운 형태를 가지는 것일 수 있다.

스프링(200)은 케이지(100)에 형성된 복수의 스프링 홀(110) 및 인접한 척추체에 형성된 상기 스프링 경로를 통과하여 케이지(100)에 고정되며, 케이지(100)를 척추체 간 공간에 고정할 수 있다.

100: 케이지 101: 상부면
102: 하부면 110: 스프링 홀
120: 홀 200: 스프링
300: 덮개 요소 400: 가이드 스프링

Claims

상부면과 하부면을 관통하며, 양 측부에 형성되는 복수의 스프링 홀을 포함하는 케이지; 및
상기 복수의 스프링 홀을 통과하여 상기 케이지에 고정되는 스프링;을 포함하며,
상기 케이지는 상기 상부면 및 상기 하부면이 인접한 척추체와 맞닿도록 척추체 간 공간에 삽입되어 척추체를 지지하고, 상기 복수의 스프링 홀을 통과하여 고정되는 상기 스프링에 의해 상기 케이지가 척추체 간 공간에 고정되며,
상기 복수의 스프링 홀을 통과하여 상기 케이지에 고정되기 전 스프링의 내측 직경은, 상기 케이지의 일 측부 및 타 측부에 형성되는 상기 복수의 스프링 홀 간 내측 거리보다 작게 형성되며,
상기 복수의 스프링 홀을 통과하여 케이지에 고정된 후의 스프링의 내측 직경은, 상기 복수의 스프링 홀을 통과하여 케이지에 고정되기 전의 스프링의 내측 직경보다 확장된 상태인 것을 특징으로 하는, 척추 유합술용 임플란트.
청구항 1에 있어서,
상기 복수의 스프링 홀은 상기 케이지의 양 측부에 각각 독립적으로 2 내지 11 개가 일렬로 형성되는, 척추 유합술용 임플란트.
청구항 1에 있어서,
상기 복수의 스프링 홀의 직경은, 상기 스프링의 단면의 직경과 동일하거나, 상기 스프링의 단면의 직경보다 0 mm 초과 3 mm 이하만큼 크게 형성되는, 척추 유합술용 임플란트.
청구항 1에 있어서,
상기 케이지의 상기 상부면 및 상기 하부면의 표면에는 패턴이 형성되는, 척추 유합술용 임플란트.
청구항 1에 있어서,
상기 케이지를 척추체 간 공간에 삽입한 후, 가이드 스프링을 상기 복수의 스프링 홀에 먼저 통과시켜, 상기 스프링이 통과할 수 있도록 인접한 척추체에 스프링 경로를 형성하고,
상기 스프링은 상기 케이지에 형성된 상기 복수의 스프링 홀 및 인접한 척추체에 형성된 상기 스프링 경로를 통과하여 상기 케이지에 고정되며, 상기 케이지를 척추체 간 공간에 고정하는, 척추 유합술용 임플란트.
청구항 1에 있어서,
상기 케이지에 고정되기 전 스프링의 내측 직경은, 상기 케이지의 일 측부 및 타 측부에 형성되는 상기 복수의 스프링 홀 간 내측 거리보다 0 mm 초과 3 mm 이하만큼 작게 형성되는, 척추 유합술용 임플란트.
청구항 1에 있어서,
상기 스프링에 의해 상기 케이지가 척추체 간 공간에 고정된 후, 상기 스프링이 상기 케이지 밖으로 이탈되지 않도록, 상기 케이지의 전면부에 고정되는 덮개 요소(holding shaft)를 더 포함하는, 척추 유합술용 임플란트.
청구항 1에 있어서,
상기 케이지는 티타늄 합금 또는 PEEK (폴리에테르에테르케톤) 재질로 형성되는, 척추 유합술용 임플란트.
청구항 1에 있어서,
상기 스프링은 티타늄 합금 또는 코발트크롬 합금 재질로 형성되는, 척추 유합술용 임플란트.
청구항 1에 있어서,
상기 케이지는, 상기 케이지의 중심부에 상기 상부면과 상기 하부면을 관통하여 형성되는 홀을 추가 포함하는, 척추 유합술용 임플란트.