KR100805831B1 - 개별 대동맥 판막엽 성형을 위한 템플레이트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 네 개의 측면을 갖는 평판(6)으로 이루어지고, 상기 평판(6)의 세 측면이 직선으로 이루어지고, 나머지 한 측면이 곡선으로 이루어지고, 상기 곡선면의 중심으로부터 상기 곡선면에 대향되는 타측면의 중심까지의 길이(b)는 상기 곡선면에 대향되는 타측면의 길이(a)의 0.65 내지 0.70배이고, 상기 곡선면과 인접한 두면의 길이(c)는 곡선면의 중심으로부터 곡선면에 대향되는 타측면의 중심까지의 길이(b)의 0.65 내지 0.70배로 이루어지고, 곡선면과 상기 곡선면과 인접한 두면의 외주면을 따라 확장부(8)가 구비된 상판(2) 및 상기 상판(2)과 동일한 형상으로 이루어진 하판(4)으로 구성된 것을 특징으로 하는 인조판막 제조용 템플레이트에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 인조 판막엽을 간편하고 빠른 시간 내에 제조하여 환자에 따른 다른 크기의 판막엽을 정확하고 용이하게 제조하여 대동맥 판막엽 재건 및 성형수술에 사용할 수 있는 효과가 있다.

대동맥 판막엽, 상행대동맥 이행부, 템플레이트

Description

개별 대동맥 판막엽 성형을 위한 템플레이트{Template for Individual Aortic Valve Leaflet Reconstruction}

도 1은 본 발명에 따른 본 발명에 따른 상판 및 하판을 나타내는 평면도,

도 2는 본 발명에 따른 손잡이가 결합된 템플레이트의 평면도,

도 3은 본 발명에 따른 템플레이트의 사용양태를 나타내는 도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

2 : 상판 4 : 하판

6 : 평판 8 : 확장부

10 : 손잡이 a : 곡선면에 대향되는 타측면의 길이

b : 곡선면의 중심으로부터 곡선면에 대향되는 타측면의 중심까지의 길이

c : 곡선면과 인접한 두면의 길이

d : 확장부의 길이

본 발명은 대동맥 판막 질환에 사용되는 판막엽을 재건하는 템플레이트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상판, 하판 및 손잡이로 구성된 템플레이트에 관한 것이다.

심장에는 혈액의 흐름을 전방으로 안내하는 네 개의 판막이 있다. 심장의 좌측(전신성)에는 좌심방과 좌심실 사이에 위치한 승모판막과 좌심실과 대동맥간에 위치된 대동맥판막이 있다. 이들 두개의 판막은 전신으로 전달될 산소화된 혈액을 폐(Lung)로부터 심장의 좌편을 통하여 대동맥으로 들어가도록 이끈다. 심장의 우측(폐성)에는 우심방과 우심실사이에 위치한 삼첨판막과 우심실과 폐동맥 사이에 위치한 폐동맥판막이 있다.

여기서, 대동맥 판막은 정상인의 경우 세 개의 판막엽으로 구성된다. 각 판막엽은 대동맥 판막륜(Annulus)에 의해 대동맥 벽에 부착되고, 대동맥 벽과 판막엽 사이에는 발살바동(Sinus of Valsalva)이라고 하는 공간이 있다.

세 개의 판막엽은 각각 좌관상동맥엽, 우관상동맥엽 및 무관상동맥엽으로 불리우는데, 이는 해당 발살바동에서 좌측 또는 우측관상동맥 입구가 존재하기 때문에 붙여진 이름이고, 무관상동맥엽은 해당 발살바동에 관상동맥 입구가 존재하지 않기 때문에 그렇게 명명 된 것이다.

판막엽과 판막엽이 만나는 곳을 교합부(Commissure)라 하는데 이에 따라 세 개의 교합부가 대동맥 벽 근처에 존재한다. 또 각 판막엽의 중앙을 판막첨이라 부른다. 각 판막엽은 평면으로 되어 있지 않고 발살바동에서 보면 가운데가 오목한 형태로 되어 있어 마치 꽃잎 모양과 비슷한 형태로 되어 있다.

대동맥 판막은 스스로 어떤 에너지도 소비하지 않고 수축작용도 하지 않는 대신 양쪽면의 압력차이와 비틀림에 의해 움직이는 가동성 판막엽들로 구성되어 좌심실의 압력이 올라가는 수축기 때는 열리고, 대동맥 압이 높아지는 확장기 때는 닫히게 된다.

이런 판막엽은 각종 선천성 또는 후천성질환 때문에 비정상적인 구조로 변형되어 기능을 상실하게 된다. 그래서 수축기 때 대동맥 판막엽이 교합점 부근에서부터 염증 등으로 인해 접합되어 완전히 열리지 못하는 대동맥 판막 협착증(Aortic Valve Stenosis) 상태를 야기 시키기도 하고, 반대로 확장기 때 대동맥 판막엽이 완전히 폐쇄되지 못하는 대동맥 판막 폐쇄부전증(Aortic Valve Insufficiency) 상태를 초래하기도 한다.

선천성 대동맥 판막이상(Aortic Valve Abnormality)은 환자의 생명에 위협을 주는 문제로 발전될 때까지 수년간 허용될 수 있거나 또는 매우 심각하여 태어 난지 몇 시간 내에 긴급 수술을 필요로 할 수 있다. 후천성 판막질환은 류마티스성 열(Rheumatic Fever), 판막조직의 퇴행성 장애(Degenerative Disorder), 세균 또는 진균 감염(Bacterial or Fungal Infection) 및 외상(Trauma) 등이 원인이 되어 일어날 수 있다.

대동맥 판막 질환을 해부학적인 면과 생리학적 기능을 함께 고려하여 생각하면, 대동맥 판막의 기능 손상은 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 하나는 대동맥 판막엽이 붙어있는 대동맥 근부의 구조적인 변성이며, 다른 하나는 판막엽의 변성이다. 그러나 만성 환자의 대부분은 양쪽의 병변을 모두 가진 혼합형이다.

혼합형이란 병변의 초기에는 대동맥 근부나 판막엽 중 어느 한쪽에서 병변을 갖게 되지만 시간이 지남에 따라 만성화 되어 양쪽 모두에 영향을 미치는 것이다.

이러한 대동맥 판막의 폐쇄부전증이 발생한 경우에는 대동맥판막 치환술을 받게 된다. 또한 류마티스성 대동맥판막질환이나 퇴행성 대동맥판막질환으로도 대동맥 폐쇄부전증은 발생할 수 있다. 이러한 경우 지금까지 병변이 있는 대동맥판막을 절제해 내고 그 곳에 인조판막을 삽입하는 대동맥판막 치환술에 사용되는 인조판막은 크게 두 가지로 나뉠 수 있는데, 첫째는 기계판막으로 금속 또는 고분자 플라스틱으로 구성되어 있고, 둘째는 조직판막으로 동물의 조직을 이용해 만들어진 판막이다. 흔히 사용되는 조직판막으로는 소의 심낭이나 돼지의 대동맥판막을 화학 처리한 후 스텐트나 프레임에 고정하여 만든 것을 사용하고 있다. 대동맥판막 치환술 시 이런 기계 판막이나 조직판막 등은 손상된 대동맥 판막을 제거한 후 환자의 판막륜에 삽입하여 사용할 수 있다.

그러나 기계판막은 평생 혈액 항응고제를 사용해야 하고, 혈전증이 발생하는 문제로 많은 합병증을 유발해 왔다. 반면에 조직판막은 그 특성상 내구성의 문제가 있음이 잘 알려져 있다. 이런 이유로 대동맥판막 치환술 대신 대동맥판막을 성형하는 방법 등이 제시되었으나, 기술적으로 대동맥판막을 재건하는 것이 어려워 대부분의 경우 효과적이지 못하여 일부 특별한 상황에서만 사용 되어온 문제점이 있었다.

대동맥의 근부(Aortic Muscular Part)는 혈액이 흐르는 통로일 뿐만 아니라 심장의 박동에 따라 30% 이상 늘었다 줄었다 하며 움직이는 정교한 기관으로 항상 상당한 혈압을 유지하고 있어야 하지만 기존의 성형술은 성형수술 후의 대동맥 판막 구조의 이런 특성을 해결하지 못해 완벽한 복원이 어렵고 그래서 잔여 폐쇄부전증이 어느 정도 남고 또 재발의 위험이 높다.

대동맥 판막의 기능을 복원하기 위해서는 판막륜의 팽대를 방지하고, 상행대동맥 이행부의 확장을 막고 판막엽의 기동성과 교합이 완전해야 하는 세 가지의 요소를 충족해야만 한다.

그러나 종래의 대동맥판막의 손상을 위한 치료방법은 이러한 요소를 모두 충족하지 못하였다.

이러한 일례로서, 마르판 증후군(Marfan Syndrome)에서 상행대동맥의 동맥류가 있으며 대동맥 판막엽 자체의 큰 병변이 없을 경우에 인조혈관을 대동맥 근부까지 내려 대동맥 판막을 인조혈관 속에 고정하는 방법을 제시하였다. 그러나 이러한 방법은 모든 대동맥막 질환에 사용될 수 없으며, 또한 대동맥근부의 동(Sinus)기능을 제거하는 단점이 있고, 특히 급성 대동맥 박리증에서 근부 부위에 부종과 심각한 출혈을 일으킬 위험이 있다.

이러한 문제점에도 불구하고 병든 판막엽만을 제거하고, 소의 심낭이나 자신의 심낭을 이용하여 글루탈알데히드(Glutaraldehyde)에 고정한 후 이를 이식시키는 방법은 대동맥판막 폐쇄부전증이 처음에는 판막엽의 문제에서 비롯된다 하더라도, 결국 상동맥 이행부의 직경과 판막륜의 직경에 변화를 초래하여 대동맥 폐쇄부전증이 악화되는 단점이 있다. 더구나 지금까지 나온 대동맥 판막성형 템플레이트는 판막엽 3개를 모두 일체로 보고 동시에 이식하는 것으로 제작방법이 복잡하고, 재 건에 소요되는 시간이 오래 걸리는 단점을 가지고 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 대동맥 판막을 대체할 수 있는 생물학적 재료를 사용하여 해당 환자의 대동맥 판막 크기에 맞는 새로운 판막엽을 빠르고 정확하게 제조할 수 있는 템플레이트를 제공하는 것에 기술적 과제가 있다.

본 발명은 네 개의 측면을 갖는 평판으로 이루어지고, 상기 평판의 세 측면이 직선으로 이루어지고, 나머지 한 측면이 곡선으로 이루어지고, 상기 곡선면의 중심으로부터 상기 곡선면에 대향되는 타측면의 중심까지의 길이는 상기 곡선면에 대향되는 타측면의 길이의 0.65 내지 0.70배이고, 상기 곡선면과 인접한 두면의 길이는 곡선면의 중심으로부터 곡선면에 대향되는 타측면의 중심까지의 길이의 0.65 내지 0.70배로 이루어지고, 곡선면과 상기 곡선면과 인접한 두면의 외주면을 따라 확장부가 구비된 상판 및 상기 상판과 동일한 형상으로 이루어진 하판으로 구성된 것을 특징으로 하는 대동맥 판막 질환에 사용되는 인조판막 제조용 템플레이트를 제공한다. 본 발명에 따른 상판은 네 개의 측면을 갖는 평판으로 이루어지고, 상기 평판의 세 개의 측면은 직선으로 이루어지고, 나머지 하나의 측면은 곡선으로 이루어지고, 상기 곡선면과 곡선면과 인접한 두면의 외주면을 따라 판막엽 성형 시 봉합 공간을 위한 여유 길이를 갖기 위해 확장부가 구비된다.

이때, 상기 평판의 네 개의 측면에 대한 각각의 길이 부분에 대한 비율이 매우 중요하며, 그 비율은 다음과 같다.

상기 평판의 곡선면과 대향되는 타측면의 길이를 기준 길이로 정하고, 곡선면의 중심으로부터 상기 곡선면에 대향되는 타측면의 중심까지의 길이는 상기 기준길이의 0.65 내지 0.70배이고, 보다 바람직하게는 2/3배 인 것이 좋고, 곡선면과 인접한 두면의 길이는 곡선면의 중심으로부터 곡선면에 대향되는 타측면의 길이의 0.65 내지 0.70배, 보다 바람직하게는 2/3배로 이루어지는 것이 좋다.

본 발명에 따른 하판은 상기 상판과 동일한 형상으로 이루어진다.

이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 하기의 설명은 오로지 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로 하기 설명에 의해 본 발명의 범위로 한정하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명에 따른 상판 및 하판을 나타내는 평면도, 도 2는 본 발명에 따른 손잡이가 결합된 템플레이트의 평면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 템플레이트는 거시적인 관점에서 상판(2) 및 하판(4)으로 구성되고, 필요에 따라 손잡이(10)가 더 구비된다.

이에, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하면, 본 발명에 따른 상판(2)은 네 개의 측면을 갖는 평판(6)으로 이루어지고, 평판(6)의 각 측면의 길이는 곡선면과 대향되는 타측면의 길이(a)를 기준으로 정하고, 곡선면의 중심으로부터 상기 곡선면에 대향되는 타측면의 중심까지의 길이(b)는 상기 기준길이(a)의 0.65 내지 0.70(약 2/3)배이고, 곡선면과 인접한 두면의 길이(c)는 곡선면의 중심으로부터 곡선면에 대향되는 타측면의 길이(b)의 0.65 내지 0.70(약 2/3)배로 이루어진다.

여기서, 상기 평판(6)의 곡선면과 곡선면과 인접한 두면의 외주면을 따라 판막엽 성형 시 제조된 판막엽의 봉합 공간을 위한 여유 길이를 갖기 위해 확장부(8)가 형성되는 바, 확장부(8)는 상기 평판(6)의 곡선면과 상기 곡선면과 인접한 두면의 외주면을 따라 1mm 내지 2mm 확장되도록 형성된다.

본 발명에 따른 하판(4)은 상기 상판(2)과 동일한 형상으로 이루어지고, 상기 상판(2) 및 하판(4)의 재질은 인체에 무해한 것이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 폴리카보네이트(Polycarbonate)를 사용하는 것이 좋다.

본 발명에 따른 템플레이트는 필요에 따라 손잡이(10)를 더 구비할 수 있는 바, 상기 손잡이(10)는 상기 상판(2) 및 하판(4)의 일측에 연결설치되어 판막엽 제조 시 심낭편과 평판의 절단을 용이하도록 상판(2) 및 하판(4)을 고정시켜주는 역할을 하는 것으로서, 이러한 목적을 수행할 수 있는 것이라면 그 형상은 어떠한 형상으로 이루어져도 무방하고, 그 재질은 상기 상판(2) 및 하판(4)과 동일한 재질을 사용하는 것이 좋다.

전술한 구성을 갖는 본 발명에 의한 템플레이트의 사용양태를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 템플레이트를 사용하여 제조된 심장판막을 사용할 환자의 판막엽의 크기를 결정한다. 성인의 경우, 정상적인 대동맥 근부의 모양은 상행대동맥 이행부(Sinotubular Junction)에 대한 대동맥 판막륜(Aortic Annulus)의 비율이 1.0 내지 1.2 사이이고, 상행대동맥 이행부에 대한 상행대동맥 이행부의 중심으로부터 대동맥 판막륜의 중심까지의 거리의 비율이 0.8 내지 1.0의 범위인 절단된 원뿔형이고, 이에 따른 정상적인 성인에서의 판막엽은 모두 상기 범위내에 포함된다.

판막엽의 크기가 결정되면 판막엽의 크기에 맞도록 제조된 템플레이트를 결정한다.

본 발명에 따른 템플레이트의 곡선면의 대향되는 타측면의 길이(a)가 18mm 내지 28mm이고, 이에 따라 템플레이트의 크기는 18호 내지 28호로 정해져있으며, 정상적인 성인의 경우는 24호 내지 28호 이내이고, 대부분은 26호이다.

이에, 26mm 템플레이트의 치수를 예를 들면 평판(6)의 곡선면과 대향되는 타측면의 길이(a)는 26mm, 곡선면의 중심으로부터 곡선면과 대향되는 타측면의 길이까지의 길이(b)는 17.3mm, 곡선면과 인접한 두면의 길이는 11.5mm이고, 이에 따른 확장부(8)는 곡선면과 대향되는 타측면을 제외하고 나머지 세 면의 외주면을 따라 약 1.5mm정도 확장되도록 구비된다.

본 발명에 따른 템플레이트는 본 발명자가 이미 출원하여 등록된 대한민국등록특허 제0466839호 "대동맥판막 성형기구 세트 및 이를 이용한 치료방법"에 사용되는 상행대동맥 이행부 성형기구와 함께 사용되는 것이 바람직하며, 상기 상행대 동맥 이행부의 크기와 동일한 크기의 템플레이트를 사용하면, 환자의 판막엽의 크기를 따로 측정하지 않고도 템플레이트의 크기를 결정할 수 있으며, 대부분의 경우는 26호를 사용한다.

템플레이트의 크기가 결정되면 편평한 형태의 자가 심낭막, 소의 심낭막, 돼지의 대동맥판막, 복막, 흉막 또는 근막과 같은 생물학적 재질을 상판(2)과 하판(4) 사이에 배치한 후, 상판(2) 및 하판(4)이 일치하도록 결합한다.

이 때, 결합된 상판(2) 및 하판(4)은 손잡이(10)를 이용하여 흔들리지 않도록 고정시켜주고, 의료용 나이프 등을 사용하여 상판(2) 및 하판(4)의 외주면을 따라 틀 밖으로 나온 잉여의 조직을 잘라내어 개별적인 하나의 판막엽을 제조할 수 있다.

또한, 사람에 따라 각각의 판막엽의 크기가 다른 경우가 있으며, 선천적으로 판막엽이 2개로 이루어진 경우도 있는데 이런 경우에도 각각의 크기를 결정하여 적당한 크기의 템플레이트를 사용하면 효과적인 시술이 가능하다.

확장부(8)에 의해서 확장된 길이는 시술시 봉합을 위한 여유길이를 제공하는 것으로서, 시술 시에는 대동맥엽이 붙어 있는 제일 낮은 중심부에서 높이가 1/3되는 지점까지는 환자쪽 부분의 봉합 길이와 심낭막의 봉합 길이의 비율이 1:1.5가 되도록 하고, 높이의 중간 1/3은 이 비율이 1:1.2가 되도록 하고, 높이의 가장 윗부분 1/3은 1:1의 비율로 봉합하면 평면으로 이루어진 심낭막을 구와 같은 부피를 담을 수 있는 용기로 변화할 수 있어 판막엽의 기능을 이상 없이 수행할 수 있다.

이상에 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시예들은 모든 면에 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명은 인조 판막엽을 간편하고 빠른 시간 내에 제조하여 환자에 따른 다른 크기의 판막엽을 정확하고 용이하게 제조하여 대동맥 판막엽 재건 및 성형수술에 사용할 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (3)

1. 네 개의 측면을 갖는 평판으로 이루어지고, 상기 평판의 세 측면이 직선으로 이루어지고, 나머지 한 측면이 곡선으로 이루어지고, 상기 곡선면의 중심으로부터 상기 곡선면에 대향되는 타측면의 중심까지의 길이는 상기 곡선면에 대향되는 타측면의 길이의 0.65 내지 0.70배이고, 상기 곡선면과 인접한 두면의 길이는 곡선면의 중심으로부터 곡선면에 대향되는 타측면의 중심까지의 길이의 0.65 내지 0.70배로 이루어지고, 곡선면과 상기 곡선면과 인접한 두면의 외주면을 따라 확장부가 구비된 상판 및 상기 상판과 동일한 형상으로 이루어진 하판으로 구성된 것을 특징으로 하는 인조판막 제조용 템플레이트.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 상판 및 하판의 확장부의 길이는 1mm 내지 2mm인 것을 특징으로 하는 인조판막 제조용 템플레이트.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 상판 및 하판의 일측에 연결설치되어 상판 및 하판을 결합하여 고정시키는 손잡이가 더 구비된 것을 특징으로 하는 인조판막 제조용 템플레이트.

Images