KR101050957B1 - 다공성골대체물을 포화시키는 방법 - Google Patents

Abstract

a) 닫힐 수 있는 두 개의 개구부(3,4)가 구비된 챔버(2) 안에 골대체물(1)이 넣어지고,

b) 상기 포화제(5)는 상기 골대체물(1)이 적어도 부분적으로 상기 포화제(5)안에 잠길 때까지 상기 챔버(2) 안에 주입되며,

c) 상기 두 개구부(3,4) 중 하나가 닫히고,

d) 상기 챔버(2)는 상기 다른 쪽 개구부(4,3)를 통해서 적어도 부분적으로 비워지고, 그에 따라 상기 골대체물(1)의 기공들에 들어있는 공기는 적어도 부분적으로 제거되며,

e) 상기 챔버(2) 안에 생성된 진공은 공기나 가스를 상기 개구부(3,4) 중의 하나를 통해 공급하여 제거되고, 따라서

f) 상기 골대체물(1)의 기공들에 생성된 진공은 상기 포화제(5) 안에 잠긴 상기 골대체물(1)의 기공안으로 침투한 상기 포화제(5)에 의하여 제거되는 것을 특징으로 하는 다공성골대체물(1)을 액상 포화제(5)로 포화시키는 방법.

챔버, 골대체물, 포화제

Description

다공성골대체물을 포화시키는 방법{Method to impregnate a porous bone replacement material}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 다공성골대체물을 포화시키는 방법 및 청구항 11의 전제부에 따른 다공성 뼈에 대체물을 주입하기 위한 챔버에 관한 것이다.

WO 02/068010 Muschler에 명시된 장치에 의하면, 골수추출물(bone marrow extract)은 다공성골대체물(porou bone replcacement material)과 기계적으로 섞인다. 이러한 결합에서, 상기 골수추출물은 두 개의 주사기로 상기 골대체물에 짜넣어지거나 흡수될 수 있다. 그에 따라 상기 골대체물이 골수추출물에 의해 쏟아져 나오게 된다. 결과적으로, 본 공지 발명에서는 상기 골대체물에 존재하는 공기가 제거될 수 없다.

미국특허 제 6,049,026 호에는, 다공성의 생체적합성 골대체물(biocompatible bone replacement substance)을 주입하는 장치가 공지되어 있다. 본 공지 발명은 골대체몸체(bone replacement body)를 수용하기 위한 챔버(chamber)와, 상기 챔버 위에 위치하고 포화제(impregnate agent)를 보관하기 위한 제 1 컨테이너와, 상기 챔버 아래에 위치하고 상기 골대체물을 담고 있는 상기 챔 버에서 유동하는 상기 포화제를 수용하기 위한 제 2 컨테이너를 포함한다. 상기 제 1 컨테이너와 상기 챔버 사이에 배치된 제 1 밸브를 개방하면, 상기 포화제는 상기 골대체물과 함께 상기 챔버 안으로 흘러들어간다. 상기 챔버가 채워지면, 상기 챔버와 제 2 컨테이너 사이에 배치된 제 2 밸브가 개방되어 상기 포화제가 상기 골대체물 아래에 구비된 격막(diaphragm)을 통과하여 상기 제 2 컨테이너에 흘러들어갈 수 있다. 본 공지 발명은, 상기 챔버의 용적을 변경할 수 없고 따라서 다양한 크기의 골대체몸체를 위해 다양한 크기의 챔버가 요구되는 단점이 있다.

보통 적용되는 방법의 경우, 다공성골대체물로부터 상기와 같이 형성된 몸체(body)는 환자 자신의 혈액과 함께 외관(shell) 안에 위치된다. 본 공지된 장치들 또한, 주입되는 동안에 다음 사항들이 확실하지 않다는 단점이 있다

· 고체혈액성분들(solid blood constituents), 예를 들어 혈소판이나 다른 세포가 임플란트의 중심으로 나아갈 수 있다. 상기 혈액 세포는 임플란트의 가장자리에 집중되고 단단하게 유지된다(골대체물의 필터링효과(filtering effect)).

· 그리고, 상기 임플란트에서 공기가 완전히 제거될 수 있다. 공기 삽입은 상기 뼈 안에서 성장을 위한 벽을 형성하고, 다시 흡수될 수 있는 골대체물의 이동을 방해한다.

본 발명은 해결책을 제시한다. 본 발명의 목표는 다공성골대체물을 포화시키는 방법을 제공하는 것이다. 상기 다공성골대체물은 상기 골대체물의 기공(pore)들에 유입된 공기를 제거하고 그것을 원하는 포화제로 대체한다.

본 발명은 청구항 1의 특징들을 갖는, 다공성골대체물을 포화시키는 방법과 청구항 11의 특징들을 갖는, 다공성골대체물의 포화를 위한 챔버에 의해 그 목적이 달성된다.

본 발명의 다른 이점들은 종속항들에서 특징 지어 진다.

본 발명에 의해 성취되는 장점들은 본 발명에 따른 방법에 의해 상기 골대체물의 기공들에 유입된 공기가 제거될 수 있고, 원하는 포화제가 상기 기공들 안으로 스며들 수 있는 결과를 가져온다는 점이다.

바람직한 실시예에서, 상기 공기나 가스는 상기 챔버에 중력벡터와 반대되도록 구비된 개구부(opening)를 통해 위쪽으로 흡수될 수 있고, 따라서 상기 포화는 중력에 의해 상기 챔버안에 계속 유지될 수 있다.

상기 골대체물은 블록(block)형태, 바람직하게는 정육면체, 실린더, 중공 실린더(hollow cylinder), 디스크, 쐐기(wedge), 원뿔, 월뿔대, 또는 반구형태로 존재할 수 있다. 또는 본 방법의 다른 실시예에서는, 미립(graule)형태로 존재할 수도 있다.

또 다른 실시예에서는, 상기 포화제가 골조직 생성유발성(osteoinductive) 물질과(또는) 골형성(osteogenic) 물질, 특히 신체 세포, 골수, 또는 골수 성분들, 혈액 또는 혈액성분이나 그 결합을 포함한다.

또 다른 실시예에서는, 청구항 1에 따른 방법의 d) 단계에서 제공되는 진공을 이용하여, 상기 챔버에서 초기에 우세한 외부기압은 1바(bar)에서 0.9바 이하까지, 바람직하게는 0.6바 이하까지 감소된다.

또 다른 실시예에서는, 청구항 1에 따른 방법의 d) 단계에서 제공되는 진공을 이용하여, 상기 챔버에서 초기에 우세한 외부기압은 1바(bar)에서 0.2바 이하까지, 바람직하게는 0.6바 이하까지 감소된다.

상기 포화제의 삽입은

· 음압(negative pressure)의 흐름에 의해 상기 챔버의 두 개구부 중에 하나를 통해 상기 포화제를 흡수함으로써,

· 초과분 압력(excess pressure)의 흐름에 의해 상기 챔버의 두 개구부 중에 하나를 통해 상기 포화제를 밀어넣음으로써,

· 청구항 1에 따른 방법 중 상기 d) 단계 및 e) 단계를 여러 번 반복함으로써, 실행될 수 있다.

바람직한 실시예에서는, 상기 챔버의 내부체적 V는 변할 수 있고, 상기 챔버는 내부나사산(internal thread)을 갖는 실린더형 컨테이너와 그에 결합되는 외부나사산(external thread)을 갖는 뚜껑을 포함한다. 따라서 상기 뚜껑을 상기 실린더형 컨테이너 안으로 다소간의 깊이로 죔으로써 상기 챔버의 내부체적 V가 변할 수 있다. 이것은 단일 크기의 챔버가 다양한 크기의 조절 임플란트(accommodate implant)들에 적용될 수 있는 장점을 낳는다.

이와 같이, 상기 챔버는 상기 챔버의 내부체적 V보다 작은 총체적 v를 갖는 다공성골대체물로 채워지기 때문에, 상기 골대체물은 부분적으로 또는 완전히 상기 포화제 안에 잠길 수 있다.

또 다른 실시예에서는, 상기 골대체물이 임플란트의 표면과 적어도 부분적으로 연통되는 방식으로, 금속과(또는) 플라스틱으로 만들어진 상기 임플란트에 수용된다.

본 발명 및 본 발명에 대한 추가적인 개량은 여러 실시예에 대한 부분적인 개략도에 기초하여 이하에서 보다 상세하게 설명된다.

도 1은 주사기와 함께 본 발명에 따른 방법을 실행하는 챔버의 투시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 방법을 실행하는 챔버의 분해도이다.

도 3은 본 발명에 따른 방법을 실행하는 챔버의 단면도이다.

도 4는 도 3에 도시된 본 발명에 따른 방법을 실행하는 챔버의 평면도이다.

도 1은 골대체물(1)로 구성되고 빈 공간으로 둘러싸인 몸체를 갖는 챔버(2)를 도시하고 있다. 상기 챔버(2)는 주사기(15)와 밀폐되게 결합될 수 있는 두 개의 개구부(3,4)를 갖는다. 상기 주사기(15)는 그 내부의 중공 챔버에 골조직 생성유발성 물질과(또는) 골형성 물질, 특히 신체 세포, 골수와(또는) 골수 성분들, 혈액과(또는) 혈액성분과 같은 포화제(5)를 포함한다. 상기 주사기(15)와 함께 여기 도시된 상기 챔버(2)는 본 발명에 따른 방법을 실행하는 목적을 만족시킨다. 상기 방법은 이하 단계를 포함한다.

A) 상기 포화제(5)가 채워진 주사기(15)는 상기 챔버(2)의 하단 개구부(4)에 적절하게 결합된다. 상단 개구부(3)는 개방된 채로 남는다. 양 개구부(3,4)는 상기 챔버(2)에 각각 결합하고 테이퍼진 보어(bore)를 갖는 결합부(21,25)와 함께 루어- 오프닝(luer-openning)으로 구성된다. 상기 포화제(5)는 피스톤(12)에 의해 상기 하단 개구부(4)를 통해서 상기 챔버(2) 안으로 주입된다. 그에 따라 상기 다공성골대체물(1)의 블록은 상기 포화제(5)에 의해 둘러싸이고, 그안에 부분적으로 또는 완전히 잠겨진다.

B) 이제 상기 상단 개구부(3)는 닫힌다.

C) 상기 주사기(5)의 상기 피스톤(12)을 당김에 따라, 음압 또는 진공이 상기 챔버(2) 안에 발생한다. 상기 진공의 힘에 의해 상기 골대체물(1)의 기공 안에 존재하는 공기가 팽창되고 따라서 주위의 상기 포화제(5)속으로 빠져나간다. 여기서는 닫힌 시스템으로 취급하므로, 상기 포화제(5)는 상기 피스톤(12)의 움직임에 의하여 부분적으로만 흡수된다. 이는 또한 공기가 상기 챔버(2) 안에 포함되어 있을 때에만 실행될 수 있다. 많은 양의 포화제(5)는 점착성을 가질 수 있어 상기 골대체물(1)의 표면에 들러붙고, 피스톤의 움직임에 의해서도 흡수될 수 없을 것이다.

D) 다음 단계로, 상기 주사기(15)의 피스톤(12)은 원래 위치로 밀리고, 따라서 상기 챔버(2)의 진공은 사라진다. 상기 포화제(5)에 의해 둘러싸인 상기 골대체물(1)의 블록은 이제 기공 안의 공기가 아니라 상기 포화제(5)를 빨아들여, 상기 골대체물(1)의 포화가 발생한다. 상기 주사기(15)에 의해 실행될 수 있는, 상기 챔버(2) 안의 진공의 배출/제거는 포화도를 증가시키기 위해 여러 번 반복될 수 있다. 그 점착력과 상기 다공성골대체물(1) 구조의 모세관 효과로 인해 상기 포화제(5)는 공기보다 더 많이 흡수될 것이다.

본 발명의 다른 실시예에서는, 상기 포화제(5)를 채운 제 1 주사기(15)를 상기 두 개구부(3,4) 중 하나에 결합시킨 후에 채워지지 않은 제 2 주사기(도시되지 않음)를 나머지 개구부(3,4)에 결합하고, 상기 피스톤을 잡아당겨 상기 챔버의 빈 공간(hollow space)을 비운다. 동시에, 발생한 음압에 의해 상기 포화제(5)는 상기 주사기(15)의 중공으로부터 상기 챔버(2)의 중공 안으로 흡수된다. 상기 골대체물(1)의 기공 안에 있는 공기는 상기 기공으로부터 빠져나간다. 이어서, 상기 제 2 주사기의 피스톤을 누름으로써 공기가 상기 챔버(2) 안으로 다시 이동되고, 그에 따라 상기 진공이 상기 챔버(2) 안에서 다시 제거되며 상기 포화제(5)는 상기 골대체물(5)의 기공 안으로 침투할 수 있다. 필요에 따라, 상기 주사기(15) 중 하나의 피스톤을 후퇴시켜 상기 챔버(2)를 다시 비울 수 있다. 상기 진공의 배출과 소거의 단계는, 상기 골대체물(1) 안의 기공들에 적절하게 공기가 공급되고 상기 포화제(5)가 채워질 때까지, 이러한 방법으로 단순 반복될 수 있다.

또 다른 실시예에서는, 상기 제 2 주사기(도시되지 않음)가 상기 진공을 증가시키는데 사용될 수 있다. 상기 제 2 주사기는 상기 포화제(5)로 채워지지 않기 때문에, 상기 포화제(5)로 채워지는 상기 제 1 주사기(15)보다 상당히 큰 용적을 가질 수 있다.

도 2 내지 도 4는 상기 챔버(2)의 실시예를 도시하고 있다. 상기 챔버(2)는 중심축(10)과 동축을 갖는 실린더형 컨테이너(6)와 동축을 가지고 고정할 수 있는 뚜껑(8)을 포함한다. 그 빈 공간(13) 안에, 상기 컨테이너(6)는 상기 중심축(10)과 동축을 갖는 내부나사산(7)을 갖는다. 그래서, 상기 내부나사산(7)과 들어맞는 외 부나사산(9)을 외부표면에 구비한 상기 뚜껑(8)은 상기 컨테이너(6)와 분리가능하게 결합될 수 있다. 상기 컨테이너(6) 안의 상기 내부나사산(7)은 상기 빈 공간(13)의 전체 길이에 연장된다. 상기 뚜껑(8)의 외부 표면 상에 있는 상기 외부나사산(9)은 상기 뚜껑(8)의 전체 축길이(axial length)에 미친다. 그에 따라, 상기 뚜껑(8)은 상기 컨테이너(6)의 빈 공간(13)에 죄어질 수 있고, 결과적으로 상기 컨테이너(6)의 빈공간(13) 안에 남는 용적은 상기 뚜껑(8)의 튜뷸러 익스텐션(tubular extension)(27)의 전단(17)이 상기 컨테이너(6)의 바닥면(16)에 접할 때까지 줄어들 수 있다. 상기 내부나사산(7) 뿐만 아니라 외부나사산(9)도 멀티스타트(multi-start) 나사산으로 구현될 수도 있다. 상기 컨테이너의 바닥면(16)은 함몰부(20)를 구비한다. 상기 함몰부(20)는, 중앙보어(central bore)(24)가 구비되고 상기 중심축(10)과 동심인 연결부(21)를 구비한다. 상기 연결부(21)의 상기 센트럴보어(24)는 개구부(4)를 형성한다. 상기 연결부(21)는 방사상으로 뻗은 두 개의 캠(cam)(23)을 자유단(22)에 구비한다. 따라서, 상기 연결부(21)와 들어맞는 구조 및 그 개구부에 내부나사산을 갖는 상기 표준 주사기(15)는 상기 연결부(21)와 죄어질 수 있다(루어-결합). 상기 루어-결합(luer-joint)을 대신하여, 상기 연결부(21,25)의 상기 센트럴보어(24)는 테이퍼진 모양을 가질 수 있어, 표준 테이퍼(taper)를 구비한 주사기(15)는 상기 연결부(21,25)의 센트럴보어(24) 중 하나에 삽입되어 테이퍼결합(tapered connection)으로 고정될 수 있다. 상기 결합은 다양한 어뎁터가 밀폐되어 결합하는 방식으로도 선택될 수 있다. 상기 함몰부(20) 안의 연결부(21)가 상기 컨테이너(6)의 바닥면(16)을 지나서 내뻗지 않도록 배치하면 상기 컨테이 너(6)는 균형이 무너지지않고 바닥면에 둘 수 있다. 그와 비슷하게, 두 번째 연결부(25)가 상기 뚜껑(8)의 덮개판(18)의 바깥면 위에 구비되고, 상기 중심축(10)과 동심으로 뚫린다. 상기 연결부(21,25)는 동일하다. 상기 챔버(2)에 죄거나 푸는 것을 쉽게 하기 위해서, 동축을 가지고 뻗은 두 개의 돌출부(11)가 상기 뚜껑(8)의 덮개판(18)의 바깥면 상에 구비되고, 동축을 가지고 연장된 그루브(groove)(26)가 상기 컨테이너(6)의 외부표면 상에 구비된다.

Claims (14)

1. a) 총 부피 v를 가지는 골대체물(1)이 챔버(2) 안에 넣어지고, 상기 챔버(2)는 닫힐 수 있는 두 개의 개구부(3,4)를 구비하고 v보다 큰 내부 체적 V를 가지며,

   b) 상기 골대체물(1)이 적어도 부분적으로 잠길 때까지 포화제(5)가 챔버(2) 안에 주입되며 그대로,

   c) 상기 두 개구부(3,4) 중 하나가 닫히고,

   d) 상기 챔버(2)는 상기 다른 쪽 개구부(4,3)를 통해서 적어도 부분적으로 비워지고, 그에 따라 상기 골대체물(1)의 기공들에 들어있는 공기는 적어도 부분적으로 제거되며,

   e) 상기 챔버(2) 안에 생성된 진공은 공기나 가스를 상기 개구부(3,4) 중의 하나를 통해 공급하여 제거되고, 따라서

   f) 상기 포화제(5)가 상기 포화제(5) 안에 잠긴 상기 골대체물(1)의 기공안으로 침투하는 것을 특징으로 하는 다공성골대체물(1)을 액상 포화제(5)로 포화시키는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, d)단계의 상기 공기 또는 상기 가스는 상기 챔버(2)의 상단에 중력벡터와 반대되도록 구비된 상기 개구부(3)를 통해 배출됨을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 골대체물(1)은 블록형태로 존재함을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 골대체물(1)은 미립형태로 존재하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 포화제(5)는 골조직 생성유발성 물질(osteoinductive substances) 또는 골형성 물질(osteogenic substances)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, d)단계에서 생성된 상기 진공이 상기 챔버(2)에서 초기에 우세한 외부기압을 1바에서 0.9바 이하까지 감소시킴을 특징으로 하는 방법.
7. 제 6 항에 있어서, d)단계에서 생성된 상기 진공이 상기 챔버(2)에서 초기에 우세한 외부기압을 1바에서 0.2바 이하까지 감소시킴을 특징으로 하는 방법.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 포화제(5)는 음압의 흐름에 의해 상기 두 개구부(3,4) 중 어느 하나를 통해서 흡수되어 상기 챔버(2) 안으로 주입됨을 특징으로 하는 방법.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 포화제(5)는 초과분 압력의 흐름에 의해 상기 챔버(2)의 두 개구부(3,4) 중에 하나를 통해 상기 포화제(5)를 밀어넣어 상기 챔버(2) 안으로 주입됨을 특징으로 하는 방법.
10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 방법의 d)단계와 e)단계가 여러 번 반복됨을 특징으로 하는 방법.
11. 닫을 수 있는 두 개의 개구부(3,4)와 내부체적 V를 가지며 다공성 뼈대체물(1)을 포화제(5)로 포화시키기 위한 챔버(2)에 있어서, 빈 공간(13)을 갖는 실린더형 컨테이너(6)와, 상기 빈 공간(13)에 구비된 내부나사산(7), 그리고 외부나사산(9)이 구비된 들어맞는 뚜껑을 포함하고, 상기 챔버(2)의 상기 내부체적 V는 상기 뚜껑(8)을 상기 실린더형 컨테이너(6) 안으로 다소간의 깊이로 죔으로써 변화될 수 있음을 특징으로 하는 챔버(2).
12. 제 11 항에 있어서, 총체적 v가 상기 챔버(2)의 상기 내부체적 V보다 작은 다공성골대체물(1)을 포함함을 특징으로 하는 챔버(2).
13. 제 12 항에 있어서, 상기 골대체물(1)은 블록형태로 존재함을 특징으로 하는 챔버(2).
14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 골대체물(1)이, 임플란트의 표면과 적어도 부분적으로 연통되는 방식으로, 금속 또는 플라스틱으로 만들어진 상기 임플란트에 수용됨을 특징으로 하는 챔버(2).

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