KR100701575B1 - 척추간 삽입체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인접한 두 척추 상에 각각 존재하는 극돌기(spinous process) 사이에 삽입하여 고정 배치되어 극돌기 사이의 간격을 일정하게 유지하고, 인접한 척추의 상추간관절(superior facet)과 하추간관절(inferior facet) 간에 상대적인 움직임이 없도록 결착 고정하는 척추간 삽입체에 관한 것이다.

본 발명에 따른 척추간 삽입체는, 두 척추의 극돌기를 수용하는 두 개의 대향 노치를 갖는 스페이서와, 상기 두 척추 및 상기 스페이서를 고정하기 위한 밴드를 포함하고, 상기 스페이서는 상기 밴드가 통과할 수 있도록 측면을 관통하는 관통홀 및, 상기 관통홀을 통과하는 밴드를 고정하는데 적합하도록 상기 측면이 소정의 곡율로 내향된 함몰부를 포함하며, 상기 밴드는 상기 관통홀을 통과하여 상기 스페이서와 상기 두 극돌기를 8자 형태로 묶음으로써 상기 두 척추 및 상기 스페이서가 고정되는 것을 특징으로 한다.

척추, 극돌기, 관절돌기, 극간인대, 척추 협착증, 스페이서, 스트랩

Description

척추간 삽입체{Spine Insert}

도 1은 인체 척추의 단면도.

도 2는 종래기술을 설명하는 도.

도 3은 본 발명에 따른 스페이서의 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 스페이서의 정면도.

도 5는 본 발명에 따른 스페이서의 우측면도.

도 6은 본 발명에 따른 스트랩의 사시도.

도 7 및 도 8는 스페이서를 체내에 삽입하는 과정을 보여주는 도.

도 9는 스페이서가 극돌기 사이에 삽입된 형상을 전체적으로 나타낸 도.

도 10 내지 도 13은 본 발명의 제1 실시예에 따라서 스트랩을 설치하는 과정을 도시한 도.

도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따라서 스페이서와 스트랩이 결합된 형상을 도시한 도.

도 15 내지 도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따라서 스트랩을 설치하는 과정을 도시한 도.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 삽입체를 극돌기 간에 삽입한 후 측면에서 바라본 도.

도 18은 인체 지레의 개념을 나타내는 도.

도 19는 정상적인 상태에서 척추와 추간관절의 형태를 나타낸 모식도.

도 20은 종래 기술에 따른 스페이서를 삽입한 후 척추의 형상을 나타낸 모식도.

도 21은 본 발명에 따른 스페이서를 삽입한 후 척추의 형상을 나타낸 모식도.

도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스페이서의 형상을 도시한 사시도.

도 23은 도 22의 스페이서를 실제 척추간에 삽입한 형태를 도시한 도면.

도 24는 도 23의 형태에서 스페이서 밴드의 단면 형상을 나타낸 도면.

도 25는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스페이서의 형상을 도시한 사시도.

도 26은 도 25의 스페이서의 좌측면도.

도 27은 도 25의 스페이서를 실제 극돌기 간에 삽입한 형상을 도시한 도면.

(도면의 주요부분에 대한 부호 설명)

30, 50, 60 : 스페이서 31a, 32a: 제1 플랜지

31b, 32b: 제2 플랜지 33a : 제1 노치

33b : 제2 노치 34 : 제1 함몰부

35 : 관통홀 36 : 제2 함몰부

40 : 스트랩 41 : 제1 후크

43 : 밴드 44 : 제2 후크

본 발명은 척추간 삽입체(spine insert)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인접한 척추 상에 각각 존재하는 극돌기(spinous process) 사이에 삽입하여 고정 배치되어 극돌기 사이의 간격을 일정하게 유지하고, 인접한 상추간관절(superior facet)와 하추간관절(inferior facet) 간에 상대적인 움직임이 없도록 결착 고정하는 척추간 삽입체에 관한 것이다.

도 1은 인체 척추의 단면도이다. 인체의 등쪽으로 다수의 극돌기(3)가 위치하고, 그 반대 쪽으로 추체(8)가 위치한다. 극돌기(3)와 추체(8) 사이의 공간에 척추 신경(1)이 위치하며, 각 극돌기(3) 사이에는 극간인대(7) 및 황색인대(6)가 위치한다. 그리고, 극돌기(3)로부터 인체의 등쪽을 향하여 극상인대(5) 및 피부(20)가 존재한다.

인체가 노화되어 감에 따라 상기한 척추에도 퇴행성 변화가 일어나서, 점선(A)으로 표시한 바와 같이 극돌기(3) 간의 간격이 가까워지게 되고, 또한 황색인대(ligamentum flavum; 6)가 탄력을 잃고 두꺼워져서 점선(B)와 같이 전방으로 돌출된다. 상기와 같은 변화에 의해 극돌기(3) 또는 황색인대(6)가 척추 신경(1) 또는 척추 신경(1)과 연결되는 신경 돌기(미도시)를 압박하는 것을 척추 협착증이라고 한다.

척추 협착증의 치료 방법으로는 약물에 의한 치료, 물리 치료, 수술에 의한 치료 등이 있다. 이들 중 수술에 의한 치료는 타 치료 방법에 의해 치료가 안될 때 사용되는 것으로, 상기 신경을 압박하는 뼈와 조직들을 제거하고, 이로 인해 척추가 불안정해 질 것을 대비하여 나사못으로 척추를 고정하는 수술법이 일반적으로 알려져 있다. 그러나 상기한 수술 방법은 광범위한 뼈와 조직의 제거를 하여야 하므로, 전신 마취가 필요하고, 긴 수술 시간 및 수술 후 긴 회복 기간이 요구된다. 따라서 기력이 약한 노인들은 수술을 할 수 없는 경우가 많고, 합병증 기타 이유로 만족할 만한 수술의 효과를 얻지 못하는 경우도 자주 발생하는 문제점이 있으며, 수술 비용도 많이 드는 문제점이 있었다.

이러한 문제 대한 해결책의 하나로, 두 극돌기 사이에 척추간 삽입체를 삽입하는 방법이 있는데, 대한민국 공개 특허(공개번호: 2002-0068035)에서 이와 관련된 최근의 기술이 도 2에 제시된다.

두 척추의 두 극돌기(3a, 3b)를 수용하기에 적당하도록 두 개의 대향 노치가 형성된 스페이서(2)를 상기 두 극돌기(3a, 3b) 사이에 삽입한다. 여기서, 각 노치는 각각 내면 벽을 갖는 두 개의 플랜지(11a, 12a, 11b, 12b)로 한정되며, 이 삽입체는 또한 상기 극돌기에 상기 스페이서(2)를 유지하기 위한 타이(13a, 13b)를 가지고 있다. 이 타이는 노치의 바닥으로부터 대향하는 극돌기의 표면 부분을 감싼다.

상기 타이의 말단은 삽입되고 나서 상기 타이(13a, 13b)를 제 위치에 유지하기 위해 당겨지고, 이에 의해 상기 스페이서(2)를 상기 극돌기(3a, 3b)에 보유, 유지된다. 또한, 척추에 삽입된 스페이서(2)의 위치를 알기 위해, X-레이에 불투명한 횡단 부재가 그 안에 삽입될 수 있고, 이 부재는 X-레이 상의 관찰을 방해하지 않도록 충분히 얇으며 중앙 하우징(14) 내에 수용된다.

상기 종래 기술은 스페이서가 삽입되는 극돌기(3a)와 극돌기(3b)사이의 극간인대 이외에도 그 상위의 극간인대 및 그 하위의 극간인대를 제거한 후, 타이(13a, 13b)로 감싸게 된다. 따라서, 이상이 없는 부분의 인대까지 제거해야 하므로 환자에게 불편을 끼치고 시술시간이 늘어난다. 그리고, 스페이서(2)의 상향 플랜지(11a, 11b)와 극돌기(13a)를 감싸고, 하향 플랜지(12a, 12b)의 말단과 극돌기(13b)를 각각 감싸기 때문에 상기 스페이서(2)가 수평 측방향으로 힘을 받을 경우에 지지력이 약하여 수평 방향 변위가 발생할 수 있다.

한편, 인체가 노쇠화되거나 추간판(4)에 이상이 발상하는 경우에는 이와 같은 척추 협착증과 더불어, 척추의 상추간관절(superior facet)와 하추간관절(inferior facet) 간에 상대적인 움직임이 발생하거나, 추간판 아래위의 척추간에 수직방향 또는 수평방향으로 움직임이 발생하여 환자에게 큰 고통을 줄 수 있다.

따라서, 두 척추간에 삽입체를 삽입함에 있어, 환자에게 부담을 줄이고 시술의 간단함을 기할 수 있으며, 상기 삽입체 및 상기 두 척추가 견고하게 고정 결착하게 되는 척추간 삽입체를 개발할 필요가 있다.

본 발명은 상기한 필요성을 고려하여 창안된 것으로, 두 척추의 극 돌기간에 일정 간격을 유지하고, 상기 두 척추가 상대적인 움직임이 없도록 고정시키는 척추 간 삽입체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 부수적인 극간 인대의 제거함이 없이 필요한 극간 인대만을 제거함으로써 극돌기 사이에 안치될 수 있는 척추간 삽입체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 두 척추의 극돌기를 수용하는 두 개의 대향 노치를 갖는 스페이서와, 상기 두 척추 및 상기 스페이서를 고정하기 위한 밴드를 포함하는 척추간 삽입체에 있어서, 상기 스페이서는 상기 밴드가 통과할 수 있도록 측면을 관통하는 관통홀 및, 상기 관통홀을 통과하는 밴드를 고정하는데 적합하도록 상기 측면이 소정의 곡율로 내향된 함몰부를 포함하며, 상기 밴드는 상기 관통홀을 통과하여 상기 스페이서와 상기 두 극돌기를 8자 형태로 묶음으로써 상기 두 척추 및 상기 스페이서가 고정되는 것을 을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 2개의 척추 극돌기를 수용하는 두 개의 대향 노치를 갖는 스페이서와, 상기 두 척추 및 상기 스페이서를 고정하기 위한 밴드를 포함하는 척추간 삽입체에 있어서, 상기 두 개의 대향 노치를 연결하며 상기 극돌기로부터 주어지는 외력에 대하여 탄성 복원을 갖는 탄성 주름부; 상기 밴드가 통과할 수 있도록 상기 두 개의 대향 노치에 각각 구비되는 2개의 관통홀; 및 상기 2개의 관통홀을 통과하여 상기 스페이서와 상기 2개의 척추 극돌기를 묶어주는 밴드를 포함한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 척추간 삽입체는 제1 노치를 구비하는 상부 몸체; 상기 제1 노치와 대향되는 제2 노치를 구비하는 하부 몸체; 상기 상부 몸체의 하부면에 구비되는 수용 원통; 및 상기 하부 몸체의 상부면에 구비되며 일부가 수용 원통에 삽입되며, 삽입 전면부 측에 형성되는 제1 각도와 삽입 후면부 측에 형성되는 제2 각도가 서로 다른 경사를 갖는 삽입 부재를 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

본 발명에 따른 척추간 삽입체는 소정의 두 극돌기 사이를 일정 간격으로 유지시켜 주는 스페이서와, 상기 스페이서를 상기 두 극돌기 사이에서 견고하게 고정되도록 상기 스페이서와 두 극돌기를 묶어 주는 스트랩으로 구성될 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 척추간 삽입체 중 스페이서(30)의 사시도이다. 이와 같이, 스페이서(30)는 제1 노치(33a) 및 제2 노치(33b)와, 제1 플랜지(31a, 32a) 및 제2 플랜지(31b, 32b)와, 제1 함몰부(34) 및 제2 함몰부(36)와, 관통홀(35)을 포함하여 구성될 수 있다.

도 4는 도 1의 스페이서(30)를 (C)방향으로 바라 본 정면도이다. 도 4에서 보는 바와 같이 스페이서(30)는 좌우방향으로는 대칭 형상을 가지지만, 상하 방향으로는 대칭 형상이 아닐 수 있다.

스페이서(30)는 척추 협착증이 발생하는 두 극돌기(3a, 3b) 사이에 삽입되는데, 상기 두 극돌기 중 상부 극돌기(3a)의 하부를 수용하는 제1 노치(notch; 33a)와 상기 극돌기 중 하부 극돌기(3b)의 상부를 수용하는 제2 노치(33b)를 갖는다. 그리고, 상기 노치(33a, 33b)는 서로 반대 방향을 향하도록, 즉 대향(對向)하도록 구성되어 상부 극돌기(3a)와 하부 극돌기(3b)의 상하 방향의 압축력을 지지한다.

그런데, 극돌기의 하부와 극돌기의 상부는 그 형상이 다르다. 극돌기의 하부는 극돌기의 상부에 비하여 상대적으로 좁고 긴 형상을 갖고, 극돌기의 상부는 극돌기의 하부에 비하여 상대적으로 넓고 짧은 형상을 갖는다. 따라서, 제1 노치(33a) 및 제1 플랜지(31a, 32a)는 극돌기의 하부 형상에 맞도록, 상기 제2 노치(33b) 및 제2 플랜지(31b, 32b)는 극돌기의 상부 형상에 맞도록 각각 다른 크기를 가지는 것이 바람직하다.

또한, 제1 노치(33a)는 상부 극돌기(3a)가 좌우 방향으로 움직이는 것을 방지하는 제1 플랜지(31a, 32a)에 의하여 한정되고, 제2 노치(33b)는 하부 극돌기(3b)가 좌우 방향으로 움직이는 것을 방지하는 제2 플랜지(31b, 32b)에 의하여 한정된다.

스페이서(30)의 좌측에는 제1 함몰부(34)가 형성되고 스페이서(30)의 우측에는 제2 함몰부(36)가 형성된다. 상기 함몰부(34, 36)는 관통홀(35)을 통과하는 스트랩의 양단을 당길 때 용이하게 하고, 스페이서(30)와 극돌기를 보다 단단하게 묶 을 수 있도록 플랜지(31a, 31b, 32a, 32b)의 좌우측 바깥부분에서 수직방향을 기준으로 내측으로 소정의 곡률로 내향(內向)되어 있다. 상기 곡률은 사용자가 필요에 따라서 달리 선택될 수 있다.

관통홀(35)은 스페이서(30)의 좌우를 관통하는 홀(hole)로서, 스트랩의 너비를 수용할 수 있도록 긴 슬롯 형상을 갖는다. 그 구조 및 형상에 대한 보다 자세한 설명은 도 5의 설명에서 하기로 한다.

도 5는 도 4의 스페이서(30)를 (D)방향으로 바라 본 우측면도이다. 이와 같이, 측면도는 좌우 대칭 형상을 갖지 않는데, 그것은 스페이서(30)가 (E)방향으로 극돌기 사이에 삽입될 때 극돌기와 노치의 형상이 적합하도록 하기 위해서이다. 일반적인 극돌기 형상을 고려할 때, 노치(33a, 33b) 각도는 삽입 전면부에서 삽입 후면부로 갈수록 좁아지도록 형성될 수 있다.

관통홀(35)은 스페이서(30)의 좌우를 관통하며, 도 6과 같은 스트랩(40)의 너비(w) 통과할 수 있을 정도의 폭(C)을 가진다. 그리고, 관통홀(35)은 스트랩(40)이 3개가 압입되는, 즉 가까스로 관통하는 정도의 높이(h)를 갖는다. 다만, 관통홀(35)을 통과한 스트랩(40)간에는 소정의 마찰력을 갖도록 스트랩의 두께(t) 방향으로 압력이 가해져야 하므로, 관통홀의 높이(h)는 스트랩의 두께(t)를 3배한 크기보다 소정의 값(α)만큼 작게 형성된다. 상기 α가 크면 스트랩간 마찰력이 커지고, 상기 α가 작으면 마찰력이 작아지므로, 필요로 하는 마찰력에 따라서 상기 α값을 정하면 될 것이다. α값은 경험에 의하여 정할 수 있겠지만, 대략 스트랩의 두께(t) 정도의 값을 가질 수 있다.

이러한 스페이서(30)는 티타늄 등 인체에 무해하고 견고한 금속으로 제작되는 것이 바람직하다.

도 6은 본 발명에 따른 척추간 삽입체 중에서 스트랩(40)을 도시한 사시도이다. 상기 스트랩(40)은 두 개의 극돌기(3a, 3b)와 스페이서(30)를 8자 형태로 묶어주며, 스트랩 재질의 마찰력을 이용하여 상기 스페이서(30)를 고정해 주는 밴드(band; 43)와, 상기 밴드(43)의 양단에 각각 형성된 후크(hook; 41, 44)와, 후크(41, 44)와 밴드(43)를 연결해주는 연결부(42, 45)로 구성될 수 있다.

상기 후크(41, 44)는 제1 후크(41)와 제2 후크(44)로 나뉜다. 제1 후크(41)는 상부 극돌기(3a)의 상부 근처의 극간 인대를 관통시키는 역할을 하며, 그 형상은 상부 극돌기(3a)의 상부의 형상에 따라서 결정된다. 그리고, 제2 후크(44)는 하부 극돌기(3b)의 상부 근처의 극간 인대를 관통시키는 역할을 하며, 그 형상은 하부 극돌기(3b)의 상부의 형상에 따라서 결정된다. 따라서, 일반적으로 제1 후크(41)의 크기 및 곡률 반경이 제2 후크(44)의 크기 및 곡률 반경에 비하여 더 크게 된다.

상기 밴드(43)는 상대적으로 큰 폭(w)과 상대적으로 작은 두께(t)를 갖는데, 그 말단은 상기 후크(41, 44)와 연결될 수 있도록 폭(w)이 좁아진다. 상기 밴드(43)는 폴리에스터 등의 합성 섬유나 천연 가죽, 인조 가죽 등의 재질 등과 같이, 일정 이상의 마찰력을 가지며 인체에 삽입되었을 때 무해한 재질로 제조될 수 있다.

도 7 및 도 8는 스페이서(30)를 환자의 체내에 삽입하는 과정을 보여주는 도 면이다. 먼저, 도 7과 같이 스페이서(30)를 삽입할 부분의 극상인대(5)를 들어 올리고, 그 부분의 극간 인대(7a)를 제거한다. 다음, 상기 극간 인대(7a)가 제거된 두 극돌기(3a, 3b) 사이의 공간에 스페이서(30)를 삽입한다.

도 9은 상기 도 7 내지 도 8에서 나타낸 과정을 통하여, 스페이서(30)가 두 극돌기(3a, 3b) 사이에 삽입된 형상을 등 뒤쪽에서 바라 본 형상을 나타낸 도면이다. 이와 같이 스페이서(30)는 두 극돌기(3a, 3b) 사이에 삽입되고, 상기 극돌기(3a, 3b)는 상기 스페이서(30) 내의 각각 대향하는 노치(33a, 33b)에 의하여 유지된다. 그러나, 척주(脊柱)의 다양한 굴곡작용에 의하여, 각 극돌기는 좌우측 방향으로 얼마간의 운동량을 가질 수 있으므로, 스트랩(40)에 의하여 스페이서(30)를 고정하여야 한다. 이 후 스트랩 설치 과정은 편의상 도 9의 (F) 부분만을 분리하여 도시하기로 한다.

상기와 같이, 스트랩(40)에 의하여 스페이서(30)를 고정하는 방법으로 본 발명에서는 제1 실시예와 제2 실시예를 제시한다.

도 10 내지 도 13은 본 발명의 제1 실시예에 따라서 스트랩을 설치하는 과정을 도시한 것이다. 먼저, 제1 후크(41)가 스페이서(30)의 관통홀(35)을 관통하도록 한다(도 10 참조). 그 다음, 제1 후크(41)가 위쪽 극간 인대(7b) 중 상부 극돌기(3a)의 상부 근처 부분을 관통하도록 한다(도 11 참조). 상기 제1 후크(41)는 다시 한번 스페이서(30)의 관통홀(35)을 관통하고, 제2 후크(44)가 아래쪽 극간 인대(7c) 중 하부 극돌기(3b)의 하부 근처 부분을 관통하도록 한다(도 12 참조).

그 후, 제1 후크(41)와 제2 후크(44)를 제거하고, 밴드(43) 양단을 도 13의 화살표 방향으로 단단히 잡아당긴다. 이와 같이, 밴드(43)를 잡아당기는 경우에, 상기 밴드(43)는 스페이서(30)의 함몰부(34, 36)와 밀착되어 스페이서(30)와 극돌기(3a, 3b)가 보다 견고하게 결합된다. 그리고, 제1 후크가 제거된 밴드의 말단부를 하부 극돌기(3b)를 감싸고 있는 밴드의 부분에 매듭(46)을 짓고, 제2 후크가 제거된 밴드의 말단부를 상하부 극돌기(3a)를 감싸고 있는 밴드의 부분에 매듭(47)을 짓는다.

제1 실시예에서는 밴드 양단의 매듭에 의하여 스페이서와 두 척추가 지지 결착되지만, 이하 제2 실시예에서는 매듭에 의한 결착 및 밴드 간의 마찰에 의한 결착을 동시에 이용한다.

도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따라 스페이서(30)와 스트랩(40)이 결합된 형상을 도시한 도면이다. 이와 같이 스트랩(40)의 밴드(43)가 8자 형태로 스페이서(30)의 관통홀(35)을 3회 관통하게 되면, 관통홀(35)의 내부면에서 밴드(43)의 두께 방향으로 누르는 압축력(Fc)가 형성되고 이 힘은 다시 인접한 밴드간에도 마찬가지로 작용하게 된다. 상기 압축력(Fc)과 상기 밴드(43)의 마찰계수에 비례하여 상기 밴드 간의 마찰력(Ft)가 발생한다. 물론, 관통홀(35)의 내부면과 밴드(43) 간의 마찰력도 존재하지만, 이는 밴드 간의 마찰력(Ft)에 비하여 상대적으로 그 크기가 작으므로, 주 마찰력은 밴드(43)간에 작용하는 것으로 볼 수 있다. 다른 실시예로, 관통홀(35)의 내부면과 밴드(43) 간의 마찰력을 밴드 간의 바찰력(Ft)에 비해 상대적으로 크게 할 수 있으며, 이를 위하여 밴드(43)와 관통홀(35)의 구성이 적절히 변경될 수 있다.

도 15 내지 도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따라서 스트랩을 설치하는 과정을 도시한 것으로서, 상기 도 10 내지 도 12에서 설명하는 과정 이후에 연결되는 과정이다. 따라서, 제2 실시예에서도 제1 실시예와 마찬가지로 도 10 내지 도 12의 과정을 먼저 수행한다.

제2 실시예에서는 먼저, 제1 후크(41)가 스페이서(30)의 관통홀(35)을 관통하도록 한다(도 10 참조). 그 다음, 제1 후크(41)가 위쪽 극간 인대(7b) 중 상부 극돌기(3a)의 상부 근처 부분을 관통하도록 한다(도 11 참조). 상기 제1 후크(41)는 다시 한번 스페이서(30)의 관통홀(35)을 관통하고, 제2 후크(44)가 아래쪽 극간 인대(7c) 중 하부 극돌기(3b)의 하부 근처 부분을 관통하도록 한다(도 12 참조).

그리고, 제1 후크(41)과 마찬가지로 제2 후크(44)도 다시 한번 관통홀(35)을 관통하도록 하한 후, 밴드(43) 양단의 후크(41, 44)를 제거한다. 그리고 밴드(43) 양단을 도 14의 화살표 방향으로 단단히 잡아당긴다(도 15 참조). 이에 의해 상기 밴드(43)가 마찰에 의해 잠겨지게 되고, 상기 극돌기(3a, 3b)가 노치 내에 단단하게 유지된다. 이와 같이, 밴드(43)가 잠겨지는 경우에, 상기 밴드(43)는 스페이서(30)의 함몰부(34, 36)와 밀착되어 스페이서(30)와 극돌기(3a, 3b)가 보다 견고하게 결합된다.

마지막으로, 밴드(43) 양단을 극돌기(3a, 3b)를 감싸고 있는 밴드와 연결하는 매듭(48, 49)을 생성한다(도 16 참조). 극돌기(3a, 3b)와 스페이서(30)를 밴드에 의하여 고정시키는 것은 주로 밴드 간 마찰력에 의한 것이고, 상기 매듭(48, 49)은 상기 고정을 위한 보조적인 역할을 한다.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 따라서 스페이서-밴드 복합 형태의 삽입체를 극돌기 간(3a, 3b)에 삽입한 후 측면에서 바라본 도면이다. 여기서 스페이서(30)는 극돌기 간(3a, 3b)을 소정 간격(노치간 간격)만큼 유지하며, 극돌기 간에 작용하는 압축력(F2)을 지지하는 역할을 한다. 그리고, 밴드(43)는 스페이서(30)와 상하의 극돌기(3a, 3b)를 일체로 묶음으로써 극돌기간이 벌어지지 않도록 소정의 지지력 F1을 작용시킨다. 이와 같이 밴드(43)에 의하여 두 극돌기(3a, 3b)가 벌어지지 않도록 잡아주게 되면, 극돌기(3a, 3b)와 반대편에 위치한 추체(8a, 8b)간의 간격이 좁아짐으로써 발생하는 척추 협착증 등의 여러 가지 문제점을 해소할 수 있다.

즉, 외부로부터 가해지는 하중은 추체와 추간관절에 적절한 비율로 분산되어 추간관절에 가해지는 압력, 및 디스크에 가해지는 압력을 줄임으로써 디스크를 온전히 보존할 수 있으며, 척추간의 공간을 적절히 유지할 수 있게 되는 것이다. 따라서, 본 발명의 삽입체를 이용하면 극돌기 간의 간격이 좁아져서 발생하는 각종 질환뿐만이 아니라 및 추체간의 간격이 좁아져서 발생하는 각종 질환도 함께 방비할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 삽입체 중 밴드(43)는 상 추간관절(9b) 및 하 추간관절(9a)의 상대적인 움직임을 방지하는, 즉 추간관절 고정 역할도 아울러 수행한다. 인체 척추의 지레 매커니즘(lever mechanism)을 고려할 때, 추간관절(9a, 9b)은 받침점 역할을 하고, 추체는 작용점의 역할을 하며, 근육들은 힘점의 역할을 하는 것으로 볼 수 있다. 이 중에서 받침점 역할을 하는 추간관절(9a, 9b)이 손상되지 않도록 고정하는 것은 척추가 제 역할을 수행하는데 중요한 요소이다. 이러한 추간관 절을 고정함에 따른 효과로는, 추간관절의 움직임에 의하여 발생하는 고통의 해소, 시술 후의 후유증의 감소, 움직인 제한에 의한 척추 협착증의 방지 등 다양한 효과가 있다.

한편, 척추가 갖는 지레 메커니즘의 이해를 돕기 위하여 제1종 지레의 구성을 나타내는 도 18을 참조한다. 지레의 힘점 부분에는 밴드(43)가 위치하여 두 극돌기(3a, 3b)를 누르는 힘(F1)을 작용시키는데, 이 힘에 의해 척추의 시상 단면(sagittal section)은 로도시스(lordosis) 상태가 되며, 이때 당겨진 신근(extensor muscle)에 의하여 지레 팔의 길이가 길어지게 되므로 추간관절(9a, 9b)을 받침점으로 하여 추체(8a, 8b)에 가해지는 하중(W)과 균형을 이룬다. 여기서, 신근은 상체나 외부 모멘트를 상쇄하고, 상부 추체나 외부 하중에 의해 생성되는 전방 전단력(anterior shear force)를 상쇄시키는 후방 전단력(posterior shear force)를 생성한다.

추체에 가해지는 하중(W)은 주로 후방의 로 백(low back)에 위치하는 신근(extensor muscles; erector spinae muscle)에 의한 근육 힘에 의해 결정된다. 여기에는 근육 팔에 의해 추체에 근육 힘이 작용하는 인체지레의 원리가 적용된다. 이때, 공식 F×a = W×b에 따라 레버 팔(lever arm)인 근육의 길이가 길어질수록 추체에 대한 작용범위가 커진다.

본 발명에 따른 고정방식(ligamentoplasty)에 의해 두 개의 극 돌기를 압박하면 요추(lumbar)는 원래의 로도시스(lordosis) 형상을 회복하게 되므로 신근의 길이가 늘어나게 된다. 즉, 레버 팔의 길이가 늘어나면 동일한 근육힘에 의해서도 작용범위가 커지게 되므로 추체에 작용하는 하중을 그만큼 상쇄할 수 있다.

도 19 내지 도 21은 종래 기술과 본 발명의 작용을 비교하여 위한 모식도이다. 이 중에서 도 19는 정상적인 상태에서 척추와 추간관절의 형태를 나타낸 모식도이다. 여기서 보면, 추간관절(9a, 9b)이 척추 지레의 받침점 역할을 하고 있으며, 그 양쪽에 극돌기(3a, 3b)와 추체(8a, 8b)가 위치함을 알 수 있다. 도 19에서는 극돌기(3a, 3b) 간의 간격 및 추체(8a, 8b)의 간격은 모두 정상 간격을 유지하고 있다.

도 20은 종래 기술에 따른 스페이서를 삽입한 후 척추의 형상을 나타낸 모식도이다. 종래에 밴드 없이 스페이서를 삽입하는 경우나, 도 2의 기술과 같이 타이를 이용하여 상 극돌기(3a) 및 하 극돌기(3b)를 스페이서와 각각 묶지만, 상하 극돌기(3a, 3b) 및 스페이서를 일체로 고정시키지 못한 경우에는, 극돌기(3a, 3b) 간의 상대적인 움직임이 발생할 수 있을 뿐만 아니라, 척추 지레의 받침점 역할을 하는 추간관절(9a, 9b)에 어떤 힘이 작용되면 추간관절(9a, 9b) 간에 상대적인 움직임이 발생할 수 있고 이는 상기 받침점의 변성에 기인하는 각종 질환을 동반할 수 있어, 척추 지레가 제 역할을 할 수 없을 가능성이 있다. 또한 극돌기(3a, 3b)간의 간격이 다소 벌어지는 변형이 발생할 수 있으며 이 경우 추체(8a, 8b) 간의 간격은 오히려 좁아지게 되어 시술 이후 척추 협착증 등의 질환이 오히려 심화될 가능성도 상존한다.

도 21은 본 발명에 따른 스페이서를 삽입한 후 척추의 형상을 나타낸 모식도이다. 본 발명은 밴드(43)를 이용하여 상하 극돌기(3a, 3b) 및 스페이서(30)를 고 정 결착함으로써, 추간관절(9a, 9b)의 상대적인 움직임도 발생되지 않으므로, 시술 후에도 척추 지레의 작용이 그대로 보존된다. 그리고, 추간관절(9a, 9b)이 움직이거나 충격을 받는 등의 원인에 의하여 추간관절(9a, 9b)에 직접적으로 발생하는 각종 질환을 방비할 수도 있다.

한편, 추체(8a, 8b)간의 간격이 좁아지려는 변형, 즉 척추 협착증이 발생할 수 있는 상황에서도 강화된 근육힘에 의한 지지력으로 추체(8a, 8b) 간의 간격을 일정 이상으로 유지하게 됨으로써 이를 방지할 수 있다. 이 때, 상기 밴드에 의한 고정으로 원래의 로도시스(lordosis)를 회복할 수 있다. 다만, 환자 개인차를 고려하여 국부적인 카이포시스(kyphosis) 상태가 되지 않도록 높이(h)를 선택하는 것이 바람직하다.

지금까지 본 발명의 일 실시예에 따른 스페이서(30)는 견고한 재질로 이루어져 두 개의 극돌기 사이에 일정 간격을 확보할 수 있게 해 준다. 그런데, 시술 후 환자의 움직임에 따라서 척추간의 상대적인 움직임이 발생할 수 있는데 이 때 스페이서의 간격이 완전히 고정되어 있다면 움직임에 불편을 느낄 수 있을 뿐 아니라 다른 정상적인 척추들에도 좋지 않은 영향을 미칠 수도 있다. 따라서, 상기 움직임에 추종하여 제한된 범위 내에서 스페이서의 간격이 가변될 수 있도록 탄성력을 지닌 구조를 갖는 스페이서를 고안할 필요가 있다.

이하에서는 이와 같이 구조를 갖는 본 발명의 다른 실시예에 따른 몇 가지 스페이서를 제시하고자 한다. 도 22는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스페이서(50)의 형상을 도시한 사시도이다.

스페이서(50)는 상술한 스페이서(30)와 마찬가지로 플랜지(51a, 51b, 52a, 52b)와 노치(53a, 53b) 구비하고 있지만, 스페이서(50)에 탄성을 부여하기 위한 탄성 주름부(54)가 더 포함되고, 노치(53a, 53b)에 관통홀(55a, 55b)이 구비되어 있다는 점에서 다소 차이가 있다.

탄성 주름부(54)는 삽입 전면부 쪽에 위치되어 있으며, 탄성을 부여하기 위하여 1회 이상의 주름을 갖는 형태로 되어 있다. 이러한 구조적 특성으로 인하여 스페이서(50) 자체는 티타늄 등의 견고한 금속으로 되어 있더라도 소정의 범위내에서 스페이서(50)의 간격이 탄성 변화될 수 있는 것이다. 보다 자세히 보면, 탄성 주름부(54)는 제1 노치(53a)와 연결되며 수직 방향으로 형성되어 있는 직선부분(57a)과, 제2 노치(53b)와 연결되며 수직 방향으로 형성되어 있는 직선부분(57b)과, 상기 두개의 직선 부분을 연결하는 곡선부분(56)을 포함하여 구성될 수 있다.

직선 부분(57a, 57b)은 척추가 과도한 익스텐션(Extension)이 되지 않도록 적어도 극돌기 사이에 직선 부분(57a, 57b)의 높이의 합만큼의 간격을 보장하기 위하여 구비된다. 그리고, 곡선 부분(56)은 익스텐션 또는 플렉션(flextion)시 탄성 주름부(54)의 탄성을 유지하는데 사용된다.

도 23은 스페이서(50)를 실제 척추간에 삽입한 형태를 도시한 도면이다. 스페이서(50)의 관통홀(55a, 55b)에는 도 3의 실시예에서와 같은 밴드(43)가 끼워지는데, 밴드(43)는 상부 극돌기(3a), 하부 극돌기(3b), 및 스페이서(50)를 묶어준다. 이와 같이 밴드(43)가 묶여진 형상의 단면은 도 24과 같다. 밴드는 상부 극돌기(3a)와 하부 극돌기(3b)를 한번 이상 감싸면서 8자 형태로 교차되도록 한다. 그 후, 밴드(43)의 말단부는 매듭지어 고정한다.

상기 관통홀(55a, 55b)에 상기 밴드(43)를 통과하였을 때 상기 탄성 주름부(54)와 상기 밴드(43)가 접촉하지 않도록 상기 탄성 주름부(54)와 도 23의 좌우 방향으로 소정의 이격을 갖는 위치에 구비되는 것이 바람직하다.

도 23과 같이 스페이서(50)가 극돌기 간에 설치되면 두 극돌기간의 간격이 다소간 탄성 변형될 수 있어 극돌기 간의 간격을 유지하면서도 환자의 움직임에 적응적으로 대응할 수가 있게 된다. 즉, 정상적인 척추의 움직임은 허용하면서 비정상적인 움직임은 제한할 수 있는 것이다. 그리고, 스페이서(50)의 대향 노치와 극돌기가 직접 접촉하지 않고, 중간에 밴드(43)가 개재하므로 외부 충격에 대한 완충 효과도 기대할 수 있다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스페이서(60)이 도 25에 도시된다. 스페이서(60)는 각각 노치를 구비한 상부 몸체(61)와 하부 몸체(62)로 분리될 수 있다.

상부 몸체(61)의 하부면에는 수용 원통(63)이 구비되며, 하부 몸체(62)의 상부면에는 삽입 부재(64)가 구비된다. 삽입 부재(64)의 일부는 수용 원통(63)에 삽입되는데, 이외의 별도의 연결 수단은 구비되지 않는다.

삽입 부재(64)와 수용 원통(63) 간의 결합 관계를 보다 자세히 살펴 보기 위하여 도 26을 참조한다. 수용 원통(63)은 단순한 원통 형상을 가지는데 반하여, 삽입 부재(64)는 수용 원통(63)에 그 일부가 삽입될 수 있는 형상으로 되어 있으며, 좌측 부분(삽입 전면부 측)의 제1 각도(66a)가 우측 부분(삽입 후면부 측)의 제2 각도(66b)보다 보다 가파른 경사를 갖는 원뿔 형상을 갖는다. 물론, 수용 원통(63)과 삽입 부재(64)를 연결하는 특별한 연결 수단이 구비되지 않으므로, 수용 원통(63)과 삽입 부재(64) 간의 상대적인 움직임이 가능하도록 제1 각도(66a) 및 제2 각도(66b)는 직선형태가 아닌 곡선 형태로 이루어지는 것이 보다 바람직하다.

그런데, 제1 각도(66a)가 제2 각도(66b) 보다 가파른 경사를 갖는 이유는 수용 원통(63)이 삽입 부재(64)에 대하여 우측으로 회전하기는 어렵도록 하고, 좌측으로 회전하기는 상대적으로 쉽도록 하기 위해서이다. 즉 과도한 익스텐션을 방지하고, 플렉션에 대하여는 어느 정도 융통성을 가질 수 있도록 하기 위해서이다.

다시 도 25를 참조하면, 상부 몸체(61)의 일 지점과 하부 몸체(62)의 일 지점에는 각각 형성된 밴드 고정 돌기(65a, 65b)가 형성되어 있어서 밴드(43)를 통하여 상기 고정 돌기(65a, 65b)를 묶을 수 있도록 되어 있다. 밴드(43)가 탄성을 가지는 영역 내에서는 상기 제2 각도(66b)의 완만한 경사에 의하여 플렉션에 대하여 다소 간의 융통성을 가질 수 있게 된다. 그리고, 제1 각도(66a)의 급격한 경사에 의하여 익스텐션에 대하여 융통성을 불허함에 따라 밴드(43)의 다소간의 탄성에 따라 로도시스(lordosis) 유발시 노치와 극돌기간의 접점이 자연스럽게 접촉될 수 있다.

도 27는 스페이서(60)를 실제 척추 간에 삽입한 형상을 도시한 도면이다. 밴드 고정 돌기(65a, 65b)는 밴드(43)로 묶여지는데 삽입 부재(64)의 제1 각도(66a)를 갖는 부분이 수용 원통(63)의 안쪽면이 맞닿아 밴드의 장력(tension)이 유지될 수 있다. 이와는 별도의 밴드를 스페이서(60)의 피봇 근처 지점에서 상하 극돌 기(3a, 3b)를 묶어줄 수도 있다.

이와 같이, 스페이서(60)는 각 극돌기를 독립적인 고정하도록 분리된 몸체를 가지는 구조로 되어 있어, 극돌기의 움직임을 최대한 허용할 수가 있으며, 독립된 힘점이 존재하므로 인체 지레의 효과를 누릴 수 있다.

도 22 및 도 25의 실시예에서 노치의 단면 형상(도 24 참조)은 노치와 플랜지가 직각을 이루는 형태로 간단히 표시하였지만, 물론 상기 단면 형상이 극돌기의 단면 형상에 적합하도록 곡선 형태로 되도록 구현할 수도 있음은 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해하여야 할 것이다.

본 발명에 따르면, 부수적인 극간인대를 제거할 필요가 없어서 시술을 받는 환자에게 주는 신체적 부담을 감소시키며, 의사의 입장에서도 시술이 간편한 장점이 있다. 특히, 시술 과정에서 후방의 양쪽 옆에 위치하는 신근에 대한 절제 작업(resection) 및 탈신경 작업(denervation) 등을 요하지 않는다.

또한 본 발명에 따르면, 극돌기 간의 간격을 소정 이상으로 유지하면서도 동시에 추체간의 간격이 좁아지는 것을 방지할 수 있으며, 상 추간관절 및 하 추간 관절의 상대적인 움직임도 일어나지 않도록 할 수 있다.

그리고, 본 발명에 따르면, 다양한 기울기를 갖는 사람들의 척추 극돌기에 적응적으로 채택될 수 있는 척추간 삽입체를 제공할 수 있다.

Claims (2)

1. 제1 노치를 구비하는 상부 몸체;

   상기 제1 노치와 대향되는 제2 노치를 구비하는 하부 몸체;

   상기 상부 몸체의 하부면에 구비되는 수용 원통; 및

   상기 하부 몸체의 상부면에 구비되며 일부가 수용 원통에 삽입되며, 삽입 전면부 측에 형성되는 제1 각도와 삽입 후면부 측에 형성되는 제2 각도가 서로 다른 경사를 갖는 삽입 부재를 포함하는 척추간 삽입체.
2. 제1항에 있어서,

   상기 상부 몸체의 일 지점과 상기 하부 몸체의 일 지점에 밴드를 묶을 수 있도록 각각 형성되는 밴드 고정 돌기; 및

   상기 상부 몸체에 형성된 밴드 고정 돌기와 상기 하부 몸체에 형성된 밴드 고정 돌기를 묶어주는 밴드를 더 포함하는 척추간 삽입체.

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