KR100977535B1 - 척추디스크 내 인공수핵 - Google Patents

Abstract

본 발명은 척추디스크 내 인공수핵에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 최소침습수술(Minimally invasive surgery ; MIS)방식으로 척추디스크 내 수핵을 교체 가능하게 하여 환자의 회복을 용이하게 하는 척추디스크 내 인공수핵에 관한 것이다.

본 발명에 따른 척추디스크 내 인공수핵은, 척추 디스크 내의 손상된 수핵을 대체하는 척추디스크 내 인공수핵에 있어서, 몸체 내부에 하나 이상의 공동부가 형성되고, 몸체 표면의 소정 부위에 하기의 수핵물질을 주입할 수 있는 주입구가 형성된 용기; 및 상기 용기 내에 주입되는 수핵물질;로 구성되되, 상기 인공수핵은 상기 손상된 수핵이 제거된 척추디스크 내에 상기 용기를 삽입한 후 상기 용기의 내부에 상기 수핵물질이 주입되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

척추디스크, 수핵, 인공수핵, 최소침습수술(MIS ; minimally invasive surgery)

Description

척추디스크 내 인공수핵{An artificial nucleus pulposus in the middle of the spinal disc}

본 발명은 척추디스크 내 인공수핵에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 최소침습수술(Minimally invasive surgery ; MIS)방식으로 척추디스크 내 수핵을 교체 가능하게 하여 환자의 회복을 용이하게 하는 척추디스크 내 인공수핵에 관한 것이다.

일반적으로 척추는 통상 24개(천추골제외)의 뼈로 이루어져 각각의 뼈 사이에는 디스크라 불리는 관절에 의해 연결되어 척추를 지지하며 완충작용을 할 수 있게 구성되어 있다. 이를 통하여 척추는 인간의 자세를 유지할 수 있게 도와줄 뿐만 아니라, 운동의 토대가 되며 내장 기관을 보호하는 중요한 역할을 하고 있다.

그러나 비정상적인 자세가 오랫동안 유지되거나, 노화에 따른 퇴행성 질환 또는 외부로부터 충격을 받게 되면 척추 뼈 마디의 디스크가 손상되어 척추 디스크 질환이 발생할 수 있는데, 이러한 척추 디스크 질환은 척추 뼈 마디를 통해 인체의 각 부분에 연결되는 신경이 압박되어 통증을 유발하게 된다.

척추디스크에 관련된 척추질환에는 척추디스크의 손상 정도나 손상부위에 따 라 구분될 수 있는데, 이러한 척추질환에는 척추협착증, 추간판탈출증, 척추 전방 전위증, 수핵탈출증 등이 있다.

상기한 척추질환 중 수핵탈출증은 척추디스크를 구성하는 수핵(nucleus pulposus)이 수핵을 둘러싸고 있는 섬유륜(annulus fibrosus)으로부터 유출되어 인체의 각 부분에 연결되는 신경을 압박하는 질환이다.

이러한 경우, 손상된 척추디스크 전체를 인공디스크로 교체할 수도 있지만 환자에게 많은 고통과 비용을 부담하기 때문에 척추디스크 내의 손상된 수핵만을 인공수핵으로 교체하는 기술이 사용되고 있다.

인공수핵은 천연 수핵과 거의 유사한 특성이나 형태로 이루어져 수술 후 환자가 생활하는데 불편하지 않고 부작용이 발생하지 않도록 하여야 하며, 수술시 환자의 고통을 경감해줄 수 있는 형태로 구성되어야 한다.

그러나 종래기술에 따른 인공수핵은 천연 수핵과 거의 유사한 형태로 환자의 체내에 삽입되기 때문에 수술부위가 커지게 되고 이로 인하여 수술 후 회복을 더디게 하는 문제점이 있었다.

또한, 종래기술에 따른 인공수핵은 주로 내부에 형성된 단일 공동부에 수핵물질이 충진되어 있는 형태로 구성되어 있어, 수술 후 용기가 손상되는 경우 수핵물질이 누출되어 수핵 본연의 역할을 하지 못하거나 누출된 수핵물질로 인해 또 다른 부작용을 일으킬 수 있다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여, 척추뼈 사이에 개재되어 있는 디스크를 구성하는 수핵의 손상 시 손상된 수핵을 대체할 수 있는 인공수핵을 삽입·장착하는데 있어서, 몸체 내부에 수축된 형태의 용기를 손상된 수핵이 제거된 위치에 삽입한 후 용기 내에 수핵물질을 주입하여 부피를 증가시킴으로써 최소침습수술을 가능하게 하여 환자의 회복을 용이하게 하는 척추디스크 내 인공수핵을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 척추디스크 내 인공수핵은, 척추 디스크 내의 손상된 수핵을 대체하는 척추디스크 내 인공수핵에 있어서, 몸체 내부에 하나 이상의 공동부가 형성되고, 몸체 표면의 소정 부위에 하기의 수핵물질을 주입할 수 있는 주입구가 형성된 용기; 및 상기 용기 내에 주입되는 수핵물질;로 구성되되, 상기 인공수핵은 상기 손상된 수핵이 제거된 척추디스크 내에 상기 용기를 삽입한 후 상기 용기의 내부에 상기 수핵물질이 주입되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 척추디스크 내 인공수핵에 의하면, 척추디스크를 구성하는 섬유륜에 작은 통로를 형성한 다음, 손상된 수핵을 제거하고, 손상된 수핵이 제거된 위치에 연성을 갖는 재질의 용기를 삽입한 후 용기 내에 수핵물질을 주입하여 인공수핵을 형성함으로써 최소침습수술(MIS)을 가능하게 하여 환자의 회복 기간을 경감시켜 줄 수 있으며, 용기 내에 하나 이상의 공동부가 형성되어 있어 다수 개의 공동부 중 일부가 손상되더라도 수핵의 역할을 충분히 수행할 수 있어 인공수핵의 수명을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 이탈하지 않는 한 이하의 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 통상적인 척추뼈의 일부를 보여주는 단면도이다.

도 1을 참조하면, 한 쌍의 척추뼈(11, 12) 사이에 척추디스크(20)가 개재되어 있는 상태를 보여주고 있다. 척추디스크(20)는 척추디스크의 외형을 이루는 섬유륜(annulus fibrosus; 21)과 섬유륜(21) 내에 위치하는 수핵(nucleus pulposus; 22)으로 구성된다.

척추디스크(20)를 구성하는 섬유륜(21)은 자동차 타이어 내의 층과 같이 교차된 다수 개의 층들로 조직화된 콜라겐 섬유로 주로 구성된다. 이러한 구성형태는 방사성 응력과 내부 과압에 대한 내성을 보장하고, 인체의 움직임, 즉 비틈(twist) 또는 구부림(bend)에 상당한 변형을 가능하게 한다.

또한, 섬유륜(21) 내부에 위치하는 천연 수핵(22)은 총 질량의 90% 이상이 수분으로 구성되며, 프로테오글리칸 및 콜라겐으로 된 하이드로겔 상 복합물로 구성된다. 천연 수핵(22)은 점탄성 기계 계측적 특성을 가지며, 이와 별도로 공기와 같이 변화하는 하중에 따라 부피를 변화시켜 척추 디스크 내의 압력을 균형있게 조 절하고 배분할 수 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 천연 수핵(22)을 대체할 수 있는 인공수핵을 제공하는 것을 특징으로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 인공수핵이 삽입된 척추디스크의 구성을 보여주는 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 인공수핵의 구성을 보여주는 사시도 단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 인공수핵의 내부 구성을 보여주는 단면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 척추디스크 내 인공수핵(220)은, 척추디스크(200)를 구성하는 섬유륜(210) 내부에서 손상된 천연 수핵이 제거된 공간에 삽입되며, 인공수핵(220)은 외형을 이루는 용기(221)와 용기(221) 내부를 충진하는 수핵물질(240)으로 구성된다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 인공수핵(220)은 내부에 하나 이상의 공동부(cavity; 222)를 구비하며 외형을 이루는 용기(221)와, 용기(221) 표면에 형성되어 외부로부터 공동부(222)에 수핵물질(240)을 주입하는 통로로 사용되는 주입부(224) 및 용기(221) 내의 공동부(222)에 주입되어 용기(221)의 외형을 복원시키는 수핵물질(240)로 구성된다.

인공수핵(220)을 구성하는 용기(221)는 원형, 타원형 또는 아령 형태 등 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 용기(221)의 외형은 수핵물질(240)을 주입함에 따라 복원된다. 또한, 용기(221)는 내부에 수핵물질(240)이 주입되기 전에는 최소침습수술을 가능하게 하기 위하여 부피를 최대한 줄일 수 있도록 연성(軟性, softness)을 갖는 인체에 무해한 비닐이나 수지 등의 재료로 형성된다.

용기(221)의 표면 소정 위치에는 용기(221)를 관통하며 형성되는 주입부(224)가 형성되는데, 주입부(224)는 수핵물질(240)을 주입할 수 있도록 바늘 형상의 주입기구(미도시)를 삽입할 수 있도록 용기(221)를 관통하는 미세한 홀(226)이 형성되어 있고, 홀(226)을 둘러싸며 탄성재질의 밸브(225)가 형성되어 있다. 용기(221)에 형성된 홀(226)을 통해 미세관, 예를 들어 주사바늘을 삽입한 후 수핵물질(240)을 주입하면 용기(221)의 부피 증가와 동시에 밸브(225) 자체의 탄성에 의해 홀(226)을 수축시키며, 주입기구를 홀(226)로부터 제거하면 홀(226)이 압착되어 용기(221) 내부가 밀폐될 수 있도록 구성된다. 이는 축구공(救) 등에 공기를 주입할 때와 동일한 원리가 적용된다.

한편, 주입부(224)는 탄성재질을 갖는 단일 물질로 형성될 수 있는데, 이 경우에는 주입기구를 주입부(224)에 강제 삽입하여 수핵물질(240)을 주입한 후 주입기구를 주입부(224)로부터 제거하면 주입부(224) 자체 탄성에 의하여 주입기구가 삽입되었던 공간이 폐쇄되어 용기(221) 내부가 밀폐될 수 있다.

또한, 용기(221)는 내부에 형성된 하나 이상의 공동부(222)는 단일 공동부로 형성될 수도 있고, 도 4에 도시된 바와 같이 격자형태의 스페이서(223)를 통해 서로 격리되어 있는 다수 개의 공동부(222)로 형성될 수도 있다.

도 4에 도시된 바와 같이 용기(221) 내부에 다수 개의 공동부(222)가 형성되는 경우에는 각각의 공동부(222) 간에 판막(228)과 같은 장치가 형성되어 있어 수핵물질(240)이 용기(221) 내부로 주입될 때 인접한 공동부(222)로 연속해서 주입되 고, 주입된 수핵물질(240)은 다시 누출되지 않는다. 이러한 구성은 다수 개의 공동부(222) 중 하나 이상이 손상되더라도 상술한 바와 같은 수핵 본연의 역할을 수행할 수 있도록 한다.

용기(221) 내에 주입되는 수핵물질(240)은 공기(air), 생리식염수, 액상 실리콘 등 인체에 무해한 물질이 사용될 수 있다.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 인공수핵을 척추디스크 내에 삽입하는 과정을 보여주는 단면도이다.

먼저, 척추 디스크를 구성하는 섬유륜(210)의 소정 위치를 일부 절개하여 수핵을 노출시키는 통로(212)를 형성한 후, 통로(212)를 통해 손상된 천연 수핵을 제거하여 인공수핵 삽입공간(230)을 마련한다(도 5a 참조). 이때, 손상된 천연 수핵이 위치하는 부위의 피부를 절개하지 않고, 피부에 작은 구멍을 뚫고 캐뉼러(cannula)를 삽입한 후 캐뉼러를 통해 수술기구를 삽입하여 손상된 천연 수핵을 제거할 수도 있다.

다음, 섬유륜(210)에 형성된 통로(212)를 통해 인공수핵 삽입공간(230)에 인공수핵(220)을 구성하는 용기(221)를 삽입한다(도 5b 참조). 이때, 용기(221)는 연성을 갖는 물질로 구성되어 쉽게 부피를 줄일 수 있기 때문에 작은 절개부위 또는 캐뉼러를 통해 삽입될 수 있으므로 최소침습수술을 가능하게 한다.

그 다음, 섬유륜(210)에 형성된 통로(212)를 통해 용기(221) 내에 수핵물질(240)을 주입하기 위하여, 용기(221)에 형성되어 있는 주입부(224)의 홀(226)에 주입장치(300)를 삽입한다.

다음, 주입장치(300)를 통해 수핵물질(240)을 용기(221) 내부에 주입하여 용기(221)의 부피를 증가시켜 손상된 수핵이 제거된 공간을 메운다(도 5c 참조).

그 후, 주입장치(300)를 용기(221)의 홀(226)로부터 제거하고 섬유륜(210)에 형성된 통로를 꿰매거나 치료하여 척추디스크, 즉 섬유륜(210) 내에 삽입된 인공수핵(220)의 이탈을 방지한다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 통상적인 척추뼈의 일부를 보여주는 단면도.

도 2는 본 발명에 따른 인공수핵이 삽입된 척추디스크의 구성을 보여주는 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 인공수핵의 구성을 보여주는 사시도 단면도.

도 4는 본 발명에 따른 인공수핵의 내부 구성을 보여주는 단면도.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 인공수핵을 척추디스크 내에 삽입하는 과정을 보여주는 단면도.

<도면의 주요부에 대한 설명>

11, 110 : 상부 척추뼈 12, 120 : 하부 척추뼈

20, 200 : 척추디스크 21, 210 : 섬유륜

22 : 천연 수핵 212 : 통로

220 : 인공수핵 221 : 용기

222 : 공동부 223 : 스페이서

224 : 주입부 225 : 밸브

226 : 홀 228 : 판막

230 : 수핵제거공간 240 : 수핵물질

300 : 주입기구

Claims (5)

1. 척추 디스크 내의 손상된 수핵을 대체하는 척추디스크 내 인공수핵에 있어서, 몸체 내부에 다수의 공동부가 형성되고, 몸체 표면의 소정 부위에 하기의 수핵물질을 주입할 수 있는 주입구가 형성된 용기; 및 상기 용기 내에 주입되는 수핵물질;을 포함하고,

   상기 손상된 수핵이 제거된 척추디스크 내에 상기 용기를 삽입한 후 상기 용기의 내부에 상기 수핵물질을 주입하여 형성하며,

   상기 다수의 공동부는,

   상기 용기와 같은 재질의 물질로 형성된 스페이서에 의해 격리되며, 상기 스페이서에는 상기 수핵물질을 상기 용기 내로 주입할 때 인접한 공동부로 이동할 수 있는 통로로 사용되고, 상기 수핵물질을 완전히 주입한 이후에는 상기 인접한 공동부와 서로 밀폐시키는 판막이 형성된 것을 특징으로 하는 척추디스크 내 인공수핵.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 용기는,

   연성(軟性)을 가지며 인체에 무해한 비닐 또는 수지 재질로 구성된 것을 특징으로 하는 척추디스크 내 인공수핵.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 주입구는,

   상기 용기의 표면을 관통하며 형성된 홀과;

   상기 홀을 둘러싸며 형성되는 밸브로 구성된 것을 특징으로 하는 척추디스크 내 인공수핵.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 수핵물질은,

   공기(air), 생리식염수 및 액상 실리콘 중 선택되는 한 가지가 사용되는 것을 특징으로 하는 척추디스크 내 인공수핵.

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