KR100704151B1 - 척추 고정용 탄성 로드 및 이를 이용한 척추 고정 시술방법 - Google Patents

척추 고정용 탄성 로드 및 이를 이용한 척추 고정 시술방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 척추 고정 나사와 결합되어 척추경의 각도 및 간격을 교정하는 척추 고정용 탄성 로드 및 이를 이용한 척추 고정 시술방법에 관해 개시한다. 개시된 본 발명의 척추 고정용 탄성 로드는, 소정 외경의 탄성 중심체; 상기 탄성 중심체에 고리 형상으로 끼움 결합되는 적어도 하나 이상의 고분자 관절체; 및 금속 또는 비금속으로 이루어져 상기 탄성 중심체에 고리 형상으로 끼움 결합되는 적어도 하나 이상의 강성 관절체;를 포함하고, 상기 고분자 관절체와 강성 관절체는 상기 탄성 중심체에 순차적으로 반복 연결 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 생체적합성이 있는 고분자 물질로 이루어진 고분자 관절체를 구비하여 인체 삽입시 생체 적합성이 탁월한 동시에 유동성을 구비하여 신체움직임의 지나친 제한으로 인한 부작용 및 로드의 파단을 방지할 수 있고, 생체적합성 고분자 관절체 사이에 금속 또는 비금속 재질의 강성 관절체를 삽입하여 상대적으로 취약할 수 있는 강성을 보강하고, 외력에 의한 압력이 각 강성 관절체에 고르게 분배되어 외력에 의한 척추 로드의 부분적 파괴를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

척추 고정용 탄성 로드 및 이를 이용한 척추 고정 시술방법{Spinal Fixation Flexible Rod And Spinal Fixation Method Using Thereof}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 척추 고정용 탄성 로드와 척추 고정 나사가 결합한 모습을 나타낸 도면.
도 2는 도 1의 척추 고정용 탄성 로드의 사시도.
도 3은 도 1의 척추 고정용 탄성 로드를 구성하는 고분자 관절체의 사시도.
도 4는 도 1의 척추 고정용 탄성 로드를 구성하는 형상 기억 합금 재질의 강성 관절체의 사시도.
도 5는 도 4의 형상 기억 합금 재질의 강성 관절체의 결합 원리를 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 척추 고정용 탄성 로드를 구성하는 각 관절체의 변형 형상을 나타낸 개념 사시도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 척추 고정용 탄성 로드를 이용한 척추 고정 시술방법을 설명하기 위한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 탄성 중심체 20 : 고분자 관절체
30 : 강성 관절체 S1, S2 : 척추 고정 나사
본 발명은 척추 고정용 로드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 생체적합성이 있는 고분자 물질로 이루어진 고분자 관절체과 그 사이에 삽입 고정되는 금속/비금속/형상 기억 합금 재질의 강성 관절체를 구비하여 유동성에 생체 적합성 및 강성을 보완한 척추 고정용 탄성 로드 및 이를 이용한 척추 고정 시술방법에 관한 것이다.
척추는 신체에 지지부를 제공하고 섬세한 척수(spinal cord)와 신경근(nerve root)을 보호하는 뼈의 연결 조직의 고도로 복잡한 시스템이다. 척추는 하나의 위에 다른 하나가 적층되는 일련의 추골을 포함하며, 각 추골의 척추경(pedicle)은 비교적 약한 해면 뼈로 이루어진 내부와 비교적 강한 피질성 뼈로 이루어진 외부를 포함한다.
척추와 관련된 질환의 치료에 있어서 통상적으로 물리치료를 통한 간접적인 치료방법과 손상된 척추경에 별도의 고정장치를 장착하여 척추를 교정 및 고정하는 직접적인 치료방식이 시행된다. 척추 질환이 경미한 경우에는 물리치료를 하게 되나, 척추를 구성하고 있는 경추, 흉추, 요추, 천골 및 추간원판등에 질환이 심한 경우에는 별도의 척추 고정장치를 이용한 치료가 시행되게 된다.
이러한 직접적 치료방식으로써의 척추 고정(spinal fixation) 시술방법에 사용되는 척추 고정장치는, 손상된 척추부를 정상적인 상태로 교정한 후 움직임 없이 고정할 수 있도록 척추골의 척추경 또는 천골에 소정의 강도와 깊이로 삽입되는 척추 고정 나사와 척추부의 일측에 위치되는 통상 척추 로드로 일컬어지는 로드(rod) 또는 플레이트(plate) 및 상기한 로드 또는 플레이트와 척추 고정 나사를 연계하여 체결하는 체결수단 등으로 구성되어 있으며, 상기 척추 고정장치에 사용되는 척추 로드는 척추를 안정적으로 유지해주고, 비정상적인 움직임(abnormal movement)을 억제하여 불안정성으로 인하여 환자에게 발생하는 통증을 방지하고, 수술시 감압으로 약해진 척추를 보강하기 위하여 사용된다.
그러나, 이와 같은 종래의 척추 로드는 대부분이 의료용 티탄늄 재질로 형성되어 있기 때문에, 로드 자체의 탄성이 없어 이로 인하여 척추 고정 시술후, 로드의 모양대로 척추뼈마디가 융합(fusion)된 후에는 정상허리곡선을 유지하기가 힘든 문제점이 있다.
또한, 종래의 척추 로드는 척추의 상·하로 고정되어 척추간의 움직임을 허용하지 않으므로 장기간 사용할 경우 환자의 정상적인 움직임이 없어지며 상·하 척추관절에 이상이 오는 정션 증후군(junction yndrome) 또는 트랜지션널 증후군(transitional syndrome) 등의 부작용이 나타나는 문제점이 있다.
또한, 외부 요인에 의해 허리에 충격이 가해지는 경우에 척추 로드가 파단되거나, 척추경 속에 묻혀지게 될 우려가 다분한 문제점이 있다
또한, 종래의 척추 로드는 환자 개개인의 척추형상과는 무관하게 일반적인 척추의 형상과 같이 만곡하여 제작되기 때문에, 각각의 단품을 규격화하여 다양한 형상으로 제작하여야 하는 어려움이 따르고, 제작비용을 증가시키는 요인으로 작용 하고 있다.
특히, 이러한 구조의 척추 로드는 척추 고정 나사에 연결하는 작업시에도 많은 애로사항을 유발시킨다. 즉, 사람마다 척추경 형상이 다르게 되어 있어, 척추 고정 나사를 척추 로드와 연결할 시 나사의 설치 위치가 일률적으로 위치되었는지를 정확하게 파악하여 척추경에 구멍을 뚫어야 하기 때문에 수술의 정밀함을 요하며, 이에 따라 의사의 부담이 가중되고 수술 시간이 지연되는 문제점이 있다.
이러한 척추 로드가 갖는 문제점을 극복하고자, 종래에는 탄성을 갖는 다양한 구조의 척추 로드가 제안된 바 있다. 일예로 한국 공개특허 제10-2005-30142호에는, 유연한 재질 또는 구조로 이루어진 로드 또는 플레이트가 개시되어 있고, 실용신안등록 제372135호에는, 소정온도에서 변태되는 형상 기억 합금으로 이루어져 있으며, 상기 수납홈 바닥의 도랑에 안착되어 척추경 나사못간을 연결하여 척추경의 각도 및 간격을 교정하는 로드가 개시되어 있다.
그러나, 상기와 같은 개량된 척추 로드의 경우에도, 금속 성분으로만 이루어져 있어 인체에 장시간 삽입시 지속적인 인체운동에 의해 유발되는 물리적 부하(physical stress)와 그로 인해 유발되는 기계적 열화(deterioration) 및 피로(fatigue)를 효과적으로 피할 수 없을 뿐 아니라, 착용자에게 이물감이 크고, 자칫 생체적합성이 떨어져 주위조직과 생물학적 기능장애를 일으킬 가능성이 있는 문제점이 있다.
또한, 상기와 같은 탄성 구조는 탄성부의 탄성범위가 너무 커서, 로드본체부가 탄성부의 탄성범위내에서 자유자재로 움직일 수 있으며, 이에 따라 척추경 마디 와 마디간을 견고하게 고정할 수가 없는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 생체적합성이 있는 고분자 물질로 이루어진 고분자 관절체를 구비하여 인체 삽입시 생체 적합성이 탁월한 동시에 유동성을 구비하여 신체움직임의 지나친 제한으로 인한 부작용 및 로드의 파단을 방지할 수 있는 척추 고정용 탄성 로드 및 이를 이용한 척추 고정 시술방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 생체적합성 고분자 관절체 사이에 금속 또는 비금속 재질의 강성 관절체를 삽입하여 상대적으로 취약할 수 있는 강성을 보강하고, 외력에 의한 압력이 각 강성 관절체에 고르게 분배되어 외력에 의한 척추 로드의 부분적 파괴를 방지할 수 있는 척추 고정용 탄성 로드 및 이를 이용한 척추 고정 시술방법을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명은 고리 형상을 기억하는 형상 기억 합금의 재질의 강성 관절체를 고분자 관절체가 삽입된 척추 로드에 측면에서 삽입하여 고정할 수 있도록 함으로써, 척추 고정 시술시 척추 고정 나사를 고정한 후 이를 연결하는 척추 로드의 길이를 시술상황에 맞게 용이하게 조절할 수 있는 척추 고정용 탄성 로드 및 이를 이용한 척추 고정 시술방법을 제공하는 데 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 척추 고정 나사와 결합되어 척추경의 각도 및 간격을 교정하는 척추 고정용 탄성 로드는,
소정 외경의 탄성 중심체;
상기 탄성 중심체에 고리 형상으로 끼움 결합되는 적어도 하나 이상의 고분자 관절체; 및
금속 또는 비금속으로 이루어져 상기 탄성 중심체에 고리 형상으로 끼움 결합되는 적어도 하나 이상의 강성 관절체;를 포함하고,
상기 고분자 관절체와 강성 관절체는 상기 탄성 중심체에 순차적으로 반복 연결 결합되는 것을 특징으로 한다.
상기 고분자 관절체는 생체 적합성 고분자 물질로 이루어진 것이 바람직하다.
상기 고분자 관절체는 메틸메타아크릴산중합체(PMMA), 폴리에틸렌(PE), 4불화에틸렌중합체(PTFE), 염화비닐중합체(PVC), 디메틸실록산중합체(PDMS), 폴리우레탄(PU), 유산(PLA), 글라이콜산 중합체(PGA)로 이루어진 군에서 선택되어진 하나 이상의 것으로 구성된 것이 바람직하다.
상기 강성 관절체는 스테인레스 스틸, 코발트-크롬 합금, 티타늄, 세라믹으로 이루어진 군에서 선택되어진 하나 이상의 것으로 구성된 것이 바람직하다.
상기 강성 관절체는 고리 형상을 기억시킨 형상 기억 합금으로 이루어진 것이 바람직하다.
상기 강성 관절체는 니티놀(Nitinol)로 이루어진 것이 바람직하다.
상기 탄성 중심체는 금속사, 탄소섬유, 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르에테르케톤에테르케톤(PEEKEK), 니티놀(Nitinol), 초고분자량폴리에틸렌 (UHMWPE)으로 이루어진 군에서 선택되어진 하나 이상의 것으로 구성된 것이 바람직하다.
한편, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 척추 고정 나사와 결합되어 척추경의 각도 및 간격을 교정하는 척추 고정용 탄성 로드를 이용한 척추 고정 시술방법은,
(a) 소정 수량의 고리 형상 고분자 관절체를 탄성력을 보유한 소정 외경의 탄성 중심체에 끼움 결합하는 단계;
(b) 상기 고분자 관절체가 끼움 결합된 탄성 중심체의 양단을 척추경에 삽입 고정된 척추 고정 나사에 연결하는 단계;
(c) 고리 형상을 기억해 놓은 형상 기억 합금으로 이루어지고 상기 탄성 중심체의 외경보다 큰 틈을 가진 소정 수량의 강성 관절체를 상기 탄성 중심체에 끼움 결합된 소정 수량의 상기 고분자 관절체 사이에 연결하는 단계; 및
(d) 상기 고분자 관절체가 소정 온도 상승에 의해 기억된 고리 형상을 회복하여 상기 강성 관절체 사이에 각각 삽입 고정되는 단계;를 포함하여 구성된다.
상기 고분자 관절체는 생체 적합성 고분자 물질로 이루어진 것이 바람직하다.
상기 고분자 관절체는 메틸메타아크릴산중합체(PMMA), 폴리에틸렌(PE), 4불화에틸렌중합체(PTFE), 염화비닐중합체(PVC), 디메틸실록산중합체(PDMS), 폴리우레탄(PU), 유산(PLA), 글라이콜산 중합체(PGA)로 이루어진 군에서 선택되어진 하나 이상의 것으로 구성된 것이 바람직하다.
상기 강성 관절체는 니티놀(Nitinol)로 이루어진 것이 바람직하다.
상기 탄성 중심체는 금속사, 탄소섬유, 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르에테르케톤에테르케톤(PEEKEK), 니티놀(Nitinol), 초고분자량폴리에틸렌(UHMWPE)로 이루어진 군에서 선택되어진 하나 이상의 것으로 구성된 것이 바람직하다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 척추 고정용 탄성 로드와 척추 고정 나사가 결합한 모습을 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 척추 고정용 탄성 로드의 사시도이며, 도 3은 도 1의 척추 고정용 탄성 로드를 구성하는 고분자 관절체의 사시도이고, 도 4는 도 1의 척추 고정용 탄성 로드를 구성하는 형상 기억 합금 재질의 강성 관절체의 사시도이며, 도 5는 도 4의 형상 기억 합금 재질의 강성 관절체의 결합 원리를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 척추 고정용 탄성 로드를 구성하는 각 관절체의 변형 형상을 나타낸 개념 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 척추 고정용 탄성 로드는, 탄성 중심체(10)와, 상기 탄성 중심체(10)에 고리 형상으로 끼움 결합되는 적어도 하나 이상의 고분자 관절체(20)와, 상기 탄성 중심체(10)에 고리 형상으로 끼움 결합되는 적어도 하나 이상의 강성 관절체(30)를 포함하여 구성되고, 상기 탄 성 중심체(10)의 양단은 도 1에 도시된 바와 같이 한 쌍의 척추 고정 나사(S1, S2)와 결합 고정된다.
이때, 상기 척추 고정 나사(S1, S2)는 상기 탄성 중심체(10)와 결합될 수 있는 구조를 구비하기만 하면 되고, 헤드부와 나사봉이 일체형으로 되어 있는 단일축 척추 고정 나사이거나, 시술시 필요에 따라 헤드부가 회전이 가능하도록 만들어진 다중축 척추 고정 나사이거나 그 종류에 무관하게 채택 가능하다.
상기 탄성 중심체(10)는 바람직하게는 종래의 탄성 로드에 비해 작은 외경의 탄성체로, 척추의 움직임에 따라 일정하게 휘어질 수 있는 재질 예를 들면, 탄소섬유, 폴리에테르에테르케톤(PEEK, Polyetheretherketone), 폴리에테르에테르케톤에테르케톤(PEEKEK, Polyetheretherketoneetherketone), 니티놀(Nitinol), 초고분자량폴리에틸렌(UHMWPE, Ultra High Molecular Weight Polyethylene) 또는 이들의 혼합물 중 어느 하나를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 탄성 중심체(10)는 상술한 재질과 무관하게 휘어지는 성질을 갖는 형태로 이루어진 구조라면 어떠한 구조, 예컨데 종래에 사용되는 강철, 티타늄, 티타늄 합금 등의 금속을 실과 같은 형태 예를 들면, 강철사, 티타늄사 또는 티타늄 합금사 등의 금속사를 사용하여 상기 각각의 사(絲)를 단독 또는 혼합하여 포갠 와이어(wire) 형태, 편조선(braided wire) 형태 또는 스파이어럴(spiral) 형태 등의 구조 중 어느 하나의 형태를 취할 수도 있다.
상기 고분자 관절체(20)는 도 3에 도시된 바와 같이 내경이 상기 탄성 중심체(10)와 동일하고 소정의 외경을 지니는 일종의 파이프 형상을 구비하고, 인체 삽 입시 생체 적합성 및 유동성을 보강하기 위하여 생체 적합성 고분자 물질 예를 들면, 메틸메타아크릴산중합체(PMMA), 폴리에틸렌(PE, polyethylene), 4불화에틸렌중합체(PTFE, polytetrafluoroethylene), 염화비닐중합체(PVC, polyvinylchrolide), 디메틸실록산중합체(PDMS, polydimethylsiloxane), 폴리우레탄(PU, polyurethane), 유산(PLA, polylactic acid ), 글라이콜산 중합체(PGA, polyglycolic acid) 또는 이들의 혼합물 중 어느 하나를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 메틸메타아크릴산중합체(PMMA)는 소수성(hydrophobicity)으로서 뛰어난 광투과성, 경도(hardness) 및 광택을 지닌다.
에틸렌중합체인 폴리에틸렌(PE, polyethylene)은 매우 높은 경도와 소수성을 가지고 있으며, 낮은 밀도의 폴리에틸렌은 소독과정의 높은 온도에서 그 형태가 붕괴되기 쉬우므로 본 발명에서 내마모성을 높이기 위해서는 분자량 200만 이상의 초고분자를 사용하여 제작하는 것이 바람직하다.
폴리에틸렌의 수소를 불소로 치환한 4불화에틸렌중합체(PTFE, polytetrafluoroethylene)은 흔히 테프론(Teflon)이라 부르는 합성고분자로서 열에 대하여 대단히 안정적인 화학구조를 가지고 있기 때문에 소독이 매우 간편한 재료이며 뛰어난 소수성을 가지고 있다.
염화비닐중합체(PVC, polyvinylchrolide)은 본래 경도와 취성이 높고 가소제(plasticizer )를 첨가하면 유연성을 갖게 되는 장점이 있다.
디메틸실록산중합체(PDMS, polydimethylsiloxane)은 산화규소 고분자로서 흔히 실리콘(silicone)이라고 부르며, 분자량에 따라 그 성질을 다양하게 변화시킬 수 있다.
폴리우레탄(PU, polyurethane)은 소수성과 친수성을 함께 가지고 있는 대표적인 상분리 (phase segregation) 공중합체로서 디소시아나이트(diisocyanate) 등으로 이루어진 강절(hard segment)은 실온보다 높은 유리전이온도를 가지고 있으므로 광택 혹은 반결정(semicrystal)을 형성하며 친수성을 가지고 있고, 폴리에스테르 폴리욜(polyether polyol)로 구성된 경절(soft segment)은 소수성으로서 실온보나 낮은 유리전이온도를 가지고 있으므로 폴리우레탄에 유연성을 제공한다.
한편, 유산 및 글라이콜산 중합체(PLA, polylactic acid 및 PGA, polyglycolic acid)는 대표적인 생분해성 공중합체로서, 이들은 체내 이식후 경시적으로 포함되어 있는 에스테르 연쇄(ester linkage)부위에서 가수분해되어 녹는 성질이 있다.
상기 강성 관절체(30)는 상기 고분자 관절체(20) 사이에 순차적으로 삽입되어 본 발명의 척추 고정용 탄성 로드에 강성을 보강하는 기능을 수행하며, 스테인레스 스틸, 코발트-크롬 합금, 티타늄 등의 생체 적합성이 뛰어난 금속재료 또는 세라믹 등의 무기질(비금속)재료를 이용하여 제작되는 것이 바람직하다.
스테인레스 스틸(의료용은 316계열임)은 내부식(less corrosive)특성을 가지고 있고, 코발트- 크롬 합금은 뛰어난 내부식성과 함께 내마모(less abrasive) 성질을 가지고 있다. 특히, 티타늄은 밀도가 타 금속에 비해 상당히 낮고 기계적 성질과 내식성이 아주 뛰어난 장점을 지니고 있다.
한편, 본 발명에 적용될 수 있는 세라믹 중에서는 알루미나(alumina: Al2O3) 가 바람직하며 이는 높은 압축응력(compressive strength)에 비해 낮은 인장응력(tensile strength)와 취성을 나타내고, 이식된 알루미나의 표면은 높은 친수성(hydrophilicity) 때문에 얇은 수막(water layer )을 형성하여 주위 조직과의 계면으로서 윤활 역할을 나타내므로 높은 생체친화성을 나타낸다. 또한, 수산화아파타이트(hydroxyapatite: Ca10 (PO4 )6 (OH)2 )를 사용할 수도 있으며 이 경우에는 강도가 알루미나보다 낮고 단결정화하기가 거의 불가능하지만 생체적합성이 매우 뛰어나다.
특히, 본 발명에서 상기 강성 관절체(30)는 도 4에 도시된 바와 같이, 고리 형상을 기억시킨 형상 기억 합금으로 형성하는 것이 바람직하다.
형상 기억 합금은 마르텐 사이트(martensite)상에서 변태되었다가, 열을 가하게 되면, 오스테나이트(austeniste)상에서 그 모양을 기억하여 원래의 형대로 복원되는 것으로, 이러한 형상 기억 합금에는 Ti-Ni와 Cu-Al-Ni, Fe-Mn-Si 등 여러 종류가 있으나, 생체용으로 적합한 기계적, 화학적 성질과 인체적합성을 가진 것은 Ti-Ni 합금 즉 니티놀(nitinol)이며, 본 발명의 실시예서도 이러한 니티놀(nitinol)을 이용하여 상기 강성 관절체(30)를 구성하는 것이 바람직하다.
이 경우 형상 기억합금 재질의 강성 관절체(30)는 도 5에 도시된 바와 같이, 마르텐 사이트(martensite)상에 있는 경우, 즉 상온에 있는 경우에는 반고리 형태로 틈(31)을 가지고 벌어진 형태를 취하게 되고, 오스테나이트(austeniste)상 즉 인체 삽입에 의해 열이 가해지는 경우에는 틈(31)이 메꾸어져 원래 기억된 고리형태를 취하게 됨으로 중심에 위치하는 탄성 중심체(10)와 맞물려 결합되게 된다.
한편, 상기 고분자 관절체(20)와 강성 관절체(30)는 본 발명의 바람직한 실시예에서 고리형태로 회전 중심을 향한 단면이 사각형인 경우, 즉 일종의 파이프 형태를 제시하고 있으나, 이는 관절체간 연결부위를 매끈하게 하여 최종 결합시 바 형태를 취하기 위하여 채택한 구성이며, 그 단면부를 원형 또는 타원형으로 구성하는 것도 가능하다. 원형으로 구성한 변형 형태로는 도 6에 도시되어 있다.
이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 척추 고정용 탄성 로드를 이용하여 척추 고정 시술을 하는 방법을 상세히 설명하도록 한다.
도 7을 참조하면, 척추 고정용 탄성 로드를 이용하여 척추 고정 시술을 하기 위해서는 시술 준비단계로 소정 수량의 고리 형상 고분자 관절체(20)를 탄성력을 보유한 소정 외경의 탄성 중심체(10)에 끼움 결합하게 된다.
이때, 고분자 관절체(20)의 수량은 척추경에 삽입 고정된 한 쌍의 척추 고정 나사(S1, S2)간의 간격에 의해 좌우된다. 또한, 상기 탄성 중심체(10)는 척추의 움직임에 따라 일정하게 휘어질 수 있는 재질 예를 들면, 탄소섬유, 폴리에테르에테르케톤(PEEK, Polyetheretherketone), 폴리에테르에테르케톤에테르케톤(PEEKEK, Polyetheretherketoneetherketone), 니티놀(Nitinol), 초고분자량폴리에틸렌(UHMWPE, Ultra High Molecular Weight Polyethylene) 또는 이들의 혼합물 중 어느 하나를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하고, 상기 고분자 관절체(20)는 인체 삽입시 생체 적합성 및 유동성을 보강하기 위하여 생체 적합성 고분자 물질 예를 들면, 메틸메타아크릴산중합체(PMMA), 폴리에틸렌(PE, polyethylene), 4불화에틸렌중 합체(PTFE, polytetrafluoroethylene), 염화비닐중합체(PVC, polyvinylchrolide), 디메틸실록산중합체(PDMS, polydimethylsiloxane), 폴리우레탄(PU, polyurethane), 유산(PLA, polylactic acid ), 글라이콜산 중합체(PGA, polyglycolic acid) 또는 이들의 혼합물 중 어느 하나를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
다음으로, 상기와 같이 준비된 탄성 중심체(10)의 양단을 척추경에 삽입 고정된 척추 고정 나사(S1, S2)에 연결한다.
계속해서, 고리 형상을 기억해 놓은 형상 기억 합금으로 이루어지고 상기 탄성 중심체(10)의 외경보다 큰 틈(31)을 가진 소정 수량의 강성 관절체(30)를 도 7에 도시된 바와 같이 상기 탄성 중심체(10)에 끼움 결합된 소정 수량의 상기 고분자 관절체(20) 사이에 측면으로부터 삽입한다.
이때, 상기 강성 관절체(30)를 구성하는 형상 기억 합금은 기계적, 화학적 성질과 인체적합성이 뛰어난 니티놀(nitinol)인 것이 바람직하다.
또한, 상기 강성 관절체(30)는 그 수량 및 길이를 변경하여 삽입함으로써 고분자 관절체(20)와의 사이에 이격 틈이 없도록 할 수 있으며, 이는 결과적으로 시술부위에 척추 고정 나사(S1, S2)를 삽입하는 과정에서 척추 고정 나사(S1, S2)들이 원래 예측된 간격을 벗어났을 때 그에 맞게 척추 고정용 탄성 로드를 새롭게 제작할 필요 없이 후에 삽입하는 강성 관절체(30)의 수량 및 길이를 적절히 조절하여 보완함으로써 시술의 정밀성을 높이고 시술시간을 절감하는 효과를 달성할 수 있다.
상기와 같이 측면에서 삽입된 후 고분자 관절체(20)는 인체내 소정 온도 상 승에 의해 기억된 고리 형상을 회복하여 상기 강성 관절체(30) 사이에 각각 삽입 고정되고, 이렇게 완성된 형상은 도 1에 도시된 바와 같다.
이때, 상기 고분자 관절체(20)와 강성 관절체(30)는 회전 중심을 향한 단면이 각각 본 발명의 실시예와 같은 사각형이거나 도 6에 도시된 바와 같은 원형 또는 타원형으로 구성할 수 있다.
한편, 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것인바, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 척추 고정용 탄성 로드 및 이를 이용한 척추 고정 시술방법에 의하면, 생체적합성이 있는 고분자 물질로 이루어진 고분자 관절체를 구비하여 인체 삽입시 생체 적합성이 탁월한 동시에 유동성을 구비하여 신체움직임의 지나친 제한으로 인한 부작용 및 로드의 파단을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 생체적합성 고분자 관절체 사이에 금속 또는 비금속 재질의 강성 관절체를 삽입하여 상대적으로 취약할 수 있는 강성을 보강하고, 외력에 의한 압력이 각 강성 관절체에 고르게 분배되어 외력에 의한 척추 로드의 부분적 파괴를 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 고리 형상을 기억하는 형상 기억 합금의 재질의 강 성 관절체를 고분자 관절체가 삽입된 척추 로드에 측면에서 삽입하여 고정할 수 있도록 함으로써, 척추 고정 시술시 척추 고정 나사를 고정한 후 이를 연결하는 척추 로드의 길이를 시술상황에 맞게 용이하게 조절하여 시술의 정밀성을 높이고 시술시간을 절감하는 효과가 있다.

Claims (12)

  1. 척추 고정 나사와 결합되어 척추경의 각도 및 간격을 교정하는 척추 고정용 탄성 로드에 있어서,
    로드 형상의 탄성 중심체;
    상기 탄성 중심체에 고리 형상으로 끼움 결합되는 적어도 하나 이상의 고분자 관절체; 및
    금속 또는 비금속으로 이루어져 상기 탄성 중심체에 고리 형상으로 끼움 결합되는 적어도 하나 이상의 강성 관절체;를 포함하고,
    상기 고분자 관절체와 강성 관절체는 상기 탄성 중심체에 순차적으로 반복 연결 결합되는 것을 특징으로 하는 척추 고정용 탄성 로드.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 고분자 관절체는 생체 적합성 고분자 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 척추 고정용 탄성 로드.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 고분자 관절체는 메틸메타아크릴산중합체(PMMA), 폴리에틸렌(PE), 4불 화에틸렌중합체(PTFE), 염화비닐중합체(PVC), 디메틸실록산중합체(PDMS), 폴리우레탄(PU), 유산(PLA), 글라이콜산 중합체(PGA)로 이루어진 군에서 선택되어진 하나 이상의 것으로 구성된 것을 특징으로 하는 척추 고정용 탄성 로드.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 강성 관절체는 스테인레스 스틸, 코발트-크롬 합금, 티타늄, 세라믹으 로 이루어진 군에서 선택되어진 하나 이상의 것으로 구성된 것을 특징으로 하는 척추 고정용 탄성 로드.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 강성 관절체는 고리 형상을 기억시킨 형상 기억 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 척추 고정용 탄성 로드.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 강성 관절체는 니티놀(Nitinol)로 이루어진 것을 특징으로 하는 척추 고정용 탄성 로드.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 탄성 중심체는 금속사, 탄소섬유, 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 폴리에테르에테르케톤에테르케톤(PEEKEK), 니티놀(Nitinol), 초고분자량폴리에틸렌(UHMWPE)로 이루어진 군에서 선택되어진 하나 이상의 것으로 구성된 것을 특징으로 하는 척추 고정용 탄성 로드.
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