KR100848206B1 - 변형 가능한 웨지를 갖는 척주간 임플란트 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 두 척추 극돌기 사이에 삽입되도록 되고 상기 극돌기를 계합하는 두 개의 마주하는 요홈을 갖고, 이 요홈은 실질적으로 평행한 축을 갖고 각 요홈은 두 개의 플랜지에 의해 제한되는 웨지를 포함하는 척주간 임플란트에 관한 것이다. 이 웨지(10)는 상기 두 개의 홈(12, 14) 사이에 적어도 하나의 중앙 개구(16)를 가지고, 상기 중앙 개구(16)는 상기 요홈의 축 Ag1 및 Ag2에 실질적으로 평행한 축 Ac를 따라 상기 웨지(10)를 완전히 통과하여, 상기 웨지(10)가 탄성적으로 변형할 수 있게 한다.
Description
본 발명은 두 척추의 극돌기 사이에 삽입되도록 적용된 웨지를 포함하는 척주간 임플란트에 관한 것으로, 상기 웨지는 두 플랜지에 의해 각각 제한된 두 개의 마주하는 요홈을 가지고, 상기 두 요홈의 축은 상호에 대해 실질적으로 평행하고 상기 극돌기는 상기 두 요홈에 물린다.
두 개의 연속하는 척주의 후부를 신장하는 극돌기 사이에 삽입되어 두 척주의 상호에 대한 운동을 제한하는 웨지를 포함하는 척주간 임플란트는 종래 기술로 잘 공지되어 있다.
척추사이 디스크의 퇴화성 병리는 척주를 상호에 대해, 가능하면 접촉이 일어나는 정도까지 이동하도록 하여, 척주 사이에서 측방으로 있는 신경근을 누른다. 이를 치료하기 위해, 웨지가 적절한 고정 수단을 사용하여, 척추의 운동으로 접촉을 일으킬 수 있는 두 개의 연속하는 척추의 추골극돌기 사이에 고정된다. 따라서, 웨지는 특히, 척추가 신장할 때, 상호를 향한 척주의 운동을 방지한다.
웨지는 통상적으로 티타늄 기재로, 생체와 조화할 수 있는 단단한 합금으로 제조되어, 어느 한도 내에서는 탄성적으로 변형할 수 있는 정상적인 척주간 디스크 와 달리 여기에 작용된 힘에 의해 변형되어질 수 없다. 따라서, 웨지가 두 척주 간의 접촉을 방지하기는 하지만, 이들은 척주의 상대적인 운동을 허용하는 척주간 디스크에 대해서는 불완전한 대체물이다.
탄성적으로 변형 가능한 웨지를 얻기 위해서는, 웨지가 두 척주의 극돌기를 수용하는 요홈을 형성하는 두 개의 마주하는 단단한 재질부재를 갖는 것이 요망되고, 요홈을 형성하는 이 두 부재는 두 개의 탄성적으로 변형 가능한 판스프링부에 의해 함께 연결된다. 따라서, 웨지는 전체로서 탄성적으로 변형 가능하여, 척주의 상대 운동의 정상적 생리적인 상태를 만들기에 적합한 특성을 갖는다.
그러나, 상기한 타입의 웨지는 제조하기에 상대적으로 복잡하게 되고 판 스프링의 재질이 통상적으로 생체와 조화적이지 못하다. 더더욱이, 필요로 하는 탄성을 달성하기 위해서는 스프링은 상대적으로 커야만 하고, 그래서 보다 큰 공간을 점한다.
따라서, 중합화반응에 의해 얻어지는 단단한 물질로부터 일 편으로 제조되고 티타늄의 탄성도 보다 낮은 탄성도를 갖는 웨지를 용이하게 생산하는 것이 요망되어 왔다. 그러나, 이 물질의 탄성도는 상기 웨지의 요홈에 극돌기를 바르게 고정할 수 있도록 충분하여야 하고, 이런 이유에서, 이 물질들은 비록 티타늄 합금 웨지보다 변형 가능하지만, 이 물질은 그 기능을 충족하기에 충분하게 변형되지는 않는다.
본 발명은 중합화반응에 의해 얻어진 단단한 물질로 만들어진 변형 가능한 웨지를 포함하는 척주간 임플란트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따르면, 상기 목적은 이 웨지가 상기 두 개의 요홈 사이에 중앙 개구를 가지고, 상기 중앙 개구는 상기 요홈의 상기 축에 실질적으로 평행한 축을 따라 상기 웨지를 완전히 통과하고, 상기 중앙 개구의 부피는 상기 전체 웨지 부피의 10% 내지 30%를 차지하여 상기 웨지가 탄성적으로 변형할 수 있게 하는 사실의 이점으로 달성된다.
따라서 본 발명의 일 특성은 상호에 대해 움직이는 벽을 얻기 위해 상대적으로 변형할 수 없는 고형웨지로 중앙 개구를 제공하여 이 웨지는 과도하게 유연하게 만들어지지 않고도 탄성적으로 변형될 수 있다. 상기 벽 사이의 공간 때문에, 이 벽은 각 요홈의 기저에서 하중으로, 특히 극돌기가 상호를 향해 이동할 때 탄성적으로 변형될 수 있다.
따라서, 웨지는 상호를 향한 척주의 운동에 장애물을 구성한다. 그러나, 웨지는 탄성적으로 변형 가능하여 척주의 상대 운동의 정상적인 또는 실질적으로 정상적인 생리적 조건을 생성하기 때문에, 웨지에 의해 극돌기 상에 작용된 힘은 두 척주의 상대적인 운동에 비례한다.
본 발명의 제일 특정 실시형태에서, 개구는 상기 요홈의 축을 직각으로 가르는 축에 수직한 두 평행 면을 갖는 실질적으로 장방형 사다리꼴의 형상을 갖는다.
따라서, 두 요홈의 바닥은 벽에 의해 구성되고 이 두 요홈의 벽은 실질적으로 상호에 대해 평행하고 두 척주의 상호에 대한 운동의 주 방향에 대해 수직이다. 따라서, 웨지는 특히, 압축에서 큰 정도의 변형을 한다.
본 발명의 제이 특정 실시형태에서, 웨지는 상기 두 요홈과 상기 개구의 축 사이에 두 개의 겹쳐진 개구를 가지고 상기 두 요홈의 축은 상호에 대해 실질적으로 평행한다.
이 실시형태에서, 두 개구는 그 교차부에 통상의 하중에 의해 탄성적으로 변형되도록 된 세 교차부를 만든다.
본 발명의 보다 바람직한 실시형태에 있어서, 임플란트는 더욱이 상기 극돌기 사이에서 상기 웨지를 유지하기 위한 고정 밴드를 포함하고 상기 웨지는 상기 밴드를 상기 웨지에 연결하기 위한 고정 수단과 상기 웨지에 대해 이를 고정하기 위해 그 측벽에서 상기 고정 밴드를 수용하도록 된 자주-잠금 고정 수단을 가진다.
따라서, 고정 밴드는 수술 절차 전에 웨지에 미리 장착되고, 외과의사는 극돌기 사이에 웨지를 삽입할 수 있고, 그리고 나서 밴드의 자유단을 당김에 의해 자주-잠금 고정 수단에 끼움으로 극돌기에 웨지를 고정한다.
고정 수단은 유익하기로는 상기 요홈의 하나로 개구하는 상기 플랜지의 하나에 적어도 하나의 측면 공(孔)에 의해 상기 웨지에 형성된다. 따라서, 상기 자유단 맞은 편 밴드의 말단은 상기 웨지에 연결되어 측면 공을 관통하는 루프를 형성한다. 밴드는 그 자체로 클립된다. 물론, 측면 공은 단지 밴드의 일단을 고정하기 위한 것이고, 상기 중앙 개구로 부터 떨어져 배타적으로 변형 가능한 웨지를 만든다.
상기 웨지에서 자주-잠금 고정 수단은 유익하기로는 측면 공을 갖고 상기 교차부로 개구하는 플랜지 맞은 편 플랜지를 관통하는 세로 공과 교차부를 갖는 적어도 두 개 이상의 별개의 브라인드 측면 공에 의해 형성되고, 상기 세로 공 및 상기 측면 공은 유익하기로는 루프를 형성하기 위해 상기 고정 밴드를 수용하도록 된다.
따라서, 고정 밴드의 자유단은 먼저 제일 세로 공을 통해 상기 교차부로 관통하여 지나고, 두 공의 하나를 통해 웨지가 존재하고, 다시 삽입되어 상기 교차부로 다시 들어가고, 그리고 나서 상기 세로 공을 통해 맞은 편 방향으로 되어 이미 삽입된 밴드 부에 대해 맞닿는다. 이는 웨지에 대해 밴드를 움직이지 않게 한다.
본 발명의 임플란트의 바람직한 실시형태는 그의 제일단이 상기 고정 수단에의해 상기 웨지에 연결되고 그의 제이단은 그 측벽의 하나에 형성된 자주-잠금 고정 장치에 의해 상기 웨지에 연결된 단일 고정 밴드를 포함하고, 상기 웨지는, 자주-잠금 고정 장치을 갖는 상기 측벽 맞은 편 측벽에, 상기 고정 밴드가 그 안에서 슬라이드할 수 있어 상기 밴드가 상기 극돌기 및 상기 웨지 주위를 감쌀 수 있도록되는 가이드 수단을 가진다.
따라서, 밴드의 제일단은 측면 공의 레벨에서 웨지에 연결되고 그리고 나서 제일 요홈으로 삽입된 극돌기를 감싸 가이드 수단을 갖는 측벽을 다시 결합한다. 그리고 나서 밴드는 제이 요홈으로 삽입된 극돌기를 감싸고 자주-잠금 고정 장치로 돌아와 이를 웨지에 대해 움직이지 않게 한다.
웨지가 중합화반응에 의해 얻어진 재질로 부터 일편으로 성형된다면 특히 유익하다. 이는 본 발명에 따른 웨지가 기계화에 의해 얻어진 웨지에 비해 유리한 비용으로 생산될 수 있음을 의미한다.
본 발명의 일 특정 실시형태에서 웨지는 폴리에테르 에테르 케톤으로 만들어진다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 다음의 본 발명의 특정 실시형태의 상세한 설명에 의해 보다 잘 이해될 것이지만, 이 실시형태는 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 상세한 설명은 첨부 도면을 참고로 기술한다.
도 1은 두 개의 연속하는 척주의 극돌기 사이에 삽입된 웨지의 제일 특정 실시형태의 개략적 사시도이고,
도 2는 도 1에 도시된 웨지의 개략적 수직 단면도이고,
도 3은 두 개의 연속하는 척주의 극돌기 사이에 삽입된 웨지의 제이 특정 실시형태의 개략적 사시도이다.
본 발명에 따른 척주간 임플란트의 제일 실시형태를 도 1을 참고로 먼저 기술한다.
도 1은 각 극돌기 A1 및 A2의 후부에서 신장하는 두 개의 연속하는 척주 V1 및 V2를 도시한다. 상부 요홈12와 하부 요홈14를 갖는 웨지10은 극돌기 A1 및 A2 사이에 삽입되어 극돌기 A1은 요홈12에 계합하고 극돌기 A2는 요홈14에 계합한다. 상부 요홈12와 하부 요홈14는 각각 실질적으로 평행한 축 Ag1 및 Ag2를 갖는다.
웨지10은 두 요홈12 및 14 사이에 중앙 개구16을 갖고; 이 개구는 실질적으로 장방형의 사다리꼴 형상이고 상기 웨지10을 완전히 관통한다. 상기 웨지10의 제조를 위한 실용적 이유로, 개구의 코너18은 웨지의 두께 전체를 통해서 곡선으로 된다.
중앙 개구는 상부 요홈12와 하부 요홈14의 축 Ag1 및 Ag2에 실질적으로 평행한 축 Ac를 갖는다.
중앙 개구16은 면하는 하부 면22에 평행한 상부 면20을 갖고 상기 면20, 22는 상기 중앙 개구에 직각인 축 Ac와 상기 요홈12 및 14의 축 Ag1 및 Ag2를 분할하는 축 Ap에 실질적으로 수직이다.
도 2는 웨지10의 배면도로, 축 Ap와 여기에 직각인 하부 면22 및 상부 면20을 도시한다.
웨지10은 중합체 물질로 성형된다. 그러나, 중합체 물질의 블록으로 부터 조립될 수 도 있다. 본 발명에 따른 웨지는 생체와 조화할 수 있는 물질로 만들어진다.
본 발명에 따른 웨지는 유익하기로는 폴리에테르 에테르 케톤으로 만들어진다. 이 물질은 하중 하에서 본래적으로 낮은 변형계수를 가지고 따라서 3.5 GPa 정도의 높은 탄성도를 가진다. 그러나, 상기 물질로 만들어진 웨지10은 중앙 개구가 그 안에 형성되기 때문에 보다 쉽게 변형된다.
중앙 개구16은 웨지 전체 부피의 10 내지 30%를 나타낸다. 개구의 폭은 유익하기로는 웨지10의 전체 폭의 38%를 나타내고, 그 높이는 유익하기로는 웨지10의 전체 높이의 40%를 나타낸다.
만일 개구16이 웨지10의 전체 부피의 30%를 나타내면, 여기에 힘이 작용할 때 그 기계적 강도를 떨어뜨림이 없이 쉽게 변형한다. 한편, 만일 개구16이 웨지10의 부피의 10%를 나타내면, 웨지는 적게 변형하지만, 개구가 없는 웨지보다는 보다 큰 정도로 변형한다.
따라서, 웨지가 적용되는 특정 용도의 기능에 따라 개구를 적절한 크기로 형성함에 의해 웨지10의 변형 능력을 조절하는 것이 가능하다.
도 2에 도시된 바와 같이, 중앙 개구16은 웨지10을 상부 벽28 및 하부 벽30으로 연결된 두 부분24 및 26으로 분할한다. 상부 벽28 및 하부 벽30은 각각 요홈12의 하부와 요홈14의 하부를 구성한다. 명백하게, 만일 웨지10이 개구16을 갖지 않고 상기 부분24 및 26에 대해 유연하게될 수 있다면, 벽28, 30은 두 요홈12 및 14 사이의 웨지10 부분에 비해 얇다.
따라서, 극돌기 A1 및 A2는 척추가 신장할 때 상호에 대하여 이동함으로, 이 극돌기는 두 벽28 및 30을 억누르는 경향이 있어 이 벽들을 상호에 대해 이동하게 한다. 명백하게, 개구로 인하여, 재질의 높은 탄성도에도 불구하고 두 벽28 및 30은 탄성적으로 상호를 향해 이동할 수 있고 따라서 상호에 대한 두 극돌기 A1 및 A2의 보다 큰 정도의 이동을 가능하게 한다.
웨지에 작용하는 압착하는 기계적인 힘은 개구의 변형을 일으켜 두 벽28 및 30이 상호를 향해 이동하게 한다. 그러나, 본 상세한 설명의 후부에서 보다 상세히 설명하는 바와 같이 척추는 또한 다른 방향으로 변형될 수 도 있다.
웨지10의 다른 변형을 기술하기 위하여, 도 1 및 2에 도시된 방식으로 극돌기 A1 및 A2에 웨지10을 고정하는 방법을 다음에 기술한다.
본 발명에 따른 척주간 임플란트의 이 특정 실시형태는 극돌기 A1 및 A2에 웨지10을 고정하기 위한 단일 고정 밴드32를 포함한다.
밴드32의 제일단34는 플랜지36에 형성되어 상부 요홈12 안으로 개구하는 측면 공38의 수단에의해 상부 요홈12의 제일 플랜지36에 연결된다. 따라서, 밴드32의 제일단34는 플랜지36의 상부 주위에 루프를 형성하도록 공38에 삽입되어 그 자체로 클립된다. 이것은 밴드32를 웨지10에 확실하게 연결하여 밴드32는 연결에 손상을 입지않고 단단하게 당겨질 수 있다.
밴드32는 극돌기 A1 및 A2와 웨지10을 감싸 극돌기가 요홈12 및 14에 유지된다. 밴드32를 고정하고 웨지10 상으로 가이드하기 위해 웨지는 일 측벽에 자주-잠금 고정 수단40과 맞은편 측벽에 세로 공41과 가이드 수단42를 갖는다.
자주-잠금 고정 수단40은 웨지의 두께 내에서 교차부47에서 결합하는 제일 측면 공44와 제이 측면 공46의 형태를 취한다. 세로 공41은 요홈의 플랜지를 관통하여 상기 교차부47로 개구한다.
두 측면 공44 및 46 사이의 웨지부48은 밴드32를 고정하기 위한 마찰 수단을 구성하도록 된 돌출한 횡 엣지를 갖는다.
따라서, 그의 제일단34이 플랜지36에 연결된 밴드32는 극돌기 A1의 상부 상에, 그리고 나서 상부 요홈12의 제이 플랜지52의 말단 상에 유지되고, 웨지10의 측벽 상에 가이드 수단42 안으로 삽입된다. 그런 다음 밴드32는 극돌기 A2 상에 그리고 하부 요홈14의 두 플랜지52의 말단 상에 유지된다. 밴드32의 자유단54는 세로 공41로 삽입되어 상기 교차부47을 가로질러 제이 공46을 통과하고; 그런 다음 밴드는 제일 공44로 삽입되고, 상기 교차부47을 다시 가로질러 세로 공41을 통과하여 있다. 따라서, 밴드32는 단단히 당겨질 때 세로 공41에서 그 자체에 대한 마찰에 의해 병진운동으로 움직이지 않게 된다. 웨지부48의 돌출 엣지50 또한 밴드32를 고정한다.
따라서 웨지10은 밴드32를 단단히 당김에 의해 극돌기 A1 및 A2에 단단히 고정될 수 있어, 자주-잠금 수단40에서 웨지10에 대해 극돌기를 움직이지 않게 한다.
이 결과로, 요홈12 및 14에 각각 잡혀진 극돌기 A1 및 A2의 상대 운동은 운동의 방향에 관계없이 웨지10의 탄성적 변형을 일으킨다.
웨지가 두 개의 개구를 갖는 척주간 임플란트의 제이 실시형태는 도 3을 참고로 다음에 기술한다.
도 3은 웨지60의 상부 요홈62와 하부 요홈64에 계합한 각 극돌기 A1 및 A2에 의해 신장하는 두 개의 척주 V1 및 V2 사이의 웨지60을 도시한다. 웨지는 도 1 및 2에 도시된 웨지10에 유사한 방법으로 고정 밴드에 의하여 극돌기에 연결된다.
웨지60은 상기 요홈62 및 64의 축Ag1 및 Ag2에 대해 그리고 상호에 대해 실질적으로 평행한 각 축 Ac1 및 Ac2를 갖는 두 개의 중첩된 개구66 및 68을 갖는다. 중첩된 개구66 및 68은 두 개의 평형한 겹쳐진 면과 두 개의 면하는 곡선벽을 포함하는 형상을 갖는다.
따라서 웨지60은 웨지60에 힘이 작용될 때 변형되도록 된 세 부분70, 72 및 74에 의해 함께 연결된 두 부(部)로 분할된다. 명백하게, 웨지10의 두 부는 단지 두 부분에 의해서만 연결되기 때문에 웨지60의 변형력은 도 1 및 2에 도시된 웨지10의 것에 비해 적다. 이는 부분70, 72, 74 및 28, 30이 실질적으로 같은 크기인 경우에만 맞다.
본 발명의 이 제이 특정 실시형태에서, 자주-잠금 수단은 또한 교차부에서 만나는 웨지60의 측벽에 두께로 두 개의 공과 상기 교차부 안으로 개구하는 플랜지에 세로 공을 형성함에 의해 만들어진다.
상기한 두 실시형태는 극돌기가 상호에 대해 이동할 때 극돌기에 작용되도록 요구된 반응력에 맞는 기계적 특성, 특히 변형 특성을 갖는 웨지를 포함하는 척추간 임플란트를 제공한다.
본 발명은 상기 실시형태에 제한되는 것이 아니고, 개구의 형상에 관계없이 그 중앙부에 적어도 하나 이상의 개구를 갖는 웨지를 포함한다. 특히, 이 개구는 환형일 수 있다.
Claims (9)
- 극돌기 사이에 삽입되도록 되고 상기 극돌기를 계합하는 두 개의 마주하는 요홈(12와 14, 또는 62와 64)을 갖고, 이 요홈은 실질적으로 평행한 축을 갖고 각 요홈은 두 개의 플랜지에 의해 제한되는 웨지(10)를 포함하는 척주간 임플란트에 있어서,상기 웨지(10)가 상기 두 개의 요홈(12와 14, 또는 62와 64) 사이에 적어도 하나의 중앙 개구(16, 66, 68)를 가지고, 상기 중앙 개구(16, 66, 68)는 상기 요홈의 축 Ag1 및 Ag2에 실질적으로 평행한 축 Ac를 따라 상기 웨지(10)를 완전히 통과하고, 상기 중앙 개구(16, 66, 68)의 부피는 상기 웨지(10)의 전체 부피의 10% 내지 30%를 차지하여 상기 웨지(10)가 탄성적으로 변형할 수 있게 함을 특징으로 하는 변형 가능한 웨지를 갖는 척주간 임플란트.
- 제 1항에 있어서, 상기 개구(16, 66, 68)는 상기 요홈의 축Ag1 및 Ag2를 직각으로 가르는 축 Ap에 수직한 두 평행 면(20, 22)을 갖는 실질적으로 장방형 사다리꼴의 형상을 갖음을 특징으로 하는 변형 가능한 웨지를 갖는 척주간 임플란트.
- 제 1항에 있어서, 상기 웨지(10)는 상기 두 요홈(12와 14, 또는 62와 64)과 상기 개구의 축 Ac1 및 Ac2사이에 두 개의 겹쳐진 개구(16, 66, 68)를 가지고 상기 두 요홈의 축Ag1 및 Ag2는 상호에 대해 실질적으로 평행함을 특징으로 하는 변형 가능한 웨지를 갖는 척주간 임플란트.
- 제 1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 임플란트는 더욱이 상기 극돌기 사이에서 상기 웨지(10)를 유지하도록 된 고정 밴드(32)를 포함하고 상기 웨지(10)는:-상기 밴드를 상기 웨지에 연결하기 위한 고정수단; 및-상기 웨지에 대해 이를 고정하기 위해 그 측벽에서 상기 고정 밴드를 수용하도록 된 자주-잠금 고정 수단(40)을 가짐을 특징으로 하는 변형 가능한 웨지를 갖는 척주간 임플란트.
- 제 4항에 있어서, 상기 고정수단은 상기 요홈(12와 14, 또는 62와 64)의 하나로 개구하는 상기 플랜지의 하나에 적어도 하나의 측면 공(孔;38)에 의해 상기 웨지에 형성됨을 특징으로 하는 변형 가능한 웨지를 갖는 척주간 임플란트.
- 제 5항에 있어서, 상기 웨지(10)에서 자주-잠금 고정 수단(40)은 측면 공을 갖고 교차부(47)로 개구하는 플랜지 맞은 편 플랜지를 관통하는 세로 공(41)과 교차부(47)를 갖는 적어도 두 개 이상의 별개의 브라인드 측면 공(46,44)에 의해 형성되고, 여기서 상기 세로 공(41) 및 상기 측면 공(44, 46)은 루프를 형성하기 위해 상기 고정 밴드(32)가 수용되도록 됨을 특징으로 하는 변형 가능한 웨지를 갖는 척주간 임플란트.
- 제 4항에 있어서, 고정 밴드의 제일단(34)이 상기 고정수단에 의해 상기 웨지(10)에 연결되고 고정 밴드의 제이단(54)은 그 측벽의 하나에 형성된 자주-잠금 고정 장치(40)에 의해 상기 웨지(10)에 연결된 단일 고정 밴드(32)를 포함하고, 상기 웨지(10)는, 자주-잠금 고정 장치(40)를 갖는 상기 측벽 맞은 편 측벽에, 상기 고정 밴드(32)가 슬라이드할 수 있어 상기 밴드(32)가 상기 극돌기 A1 및 A2 및 상기 웨지(10) 주위를 감쌀 수 있도록 가이드 수단(42)을 가짐을 특징으로 하는 변형 가능한 웨지를 갖는 척주간 임플란트.
- 제 1항에 있어서, 상기 웨지(10)는 중합화반응에 의해 얻어진 물질로 일편으로 성형됨을 특징으로 하는 변형 가능한 웨지를 갖는 척주간 임플란트.
- 제 1항에 있어서, 상기 웨지(10)는 폴리에테르 에테르 케톤으로 만들어진 것임을 특징으로 하는 변형 가능한 웨지를 갖는 척주간 임플란트.
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