KR101159040B1 - 척추 간격 유지기 및 이것을 이용한 척추 고정 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인접한 척추 상에 삽입 배치되어 척추 사이의 간격을 적절히 유지시켜주고 손상된 척추를 안정적으로 고정시켜주는 척추 간격 유지기 및 이것을 이용한 척추 고정 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 척추의 위아래 극상돌기 사이에 골시멘트 또는 실리콘을 포함하는 팽창부재를 삽입 배치하여 척추 간의 간격을 유지하는 새로운 형태의 수술 시스템을 구현함으로써, 척추가 받게 되는 하중의 일부를 상기 팽창부재가 분담하여 척추의 힘을 보강할 수 있고, 수술의 안정성을 확보함과 동시에 수술에 따른 시술 과정을 줄일 수 있으며, 무엇보다도 극상돌기 사이에 조성되는 공간에 꼭 맞게 자리를 잡을 수 있는 최적의 안착상태를 유지하여 척추의 안정성을 확보할 수 있고 수술로 인한 환자의 피부 손상을 최소화 할 수 있는 척추 간격 유지기 및 이를 이용한 척추 고정 시스템을 제공한다.

Description

척추 간격 유지기 및 이것을 이용한 척추 고정 시스템{Instrument maintaining a space of the vertebra and vertebra fixation system of using same}

본 발명은 척추 간격 유지기 및 이것을 이용한 척추 고정 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인접한 척추상에 삽입 배치되어 척추 사이의 간격을 적절히 유지시켜주고 손상된 척추를 안정적으로 고정시켜주는 척추 간격 유지기 및 이것을 이용한 척추 고정 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 인체에 있어서 척추는 다수의 추체가 디스크에 의해 연결되어 완만한 에스(S)자 형의 곡선을 이루고 있다.

하나의 추체는 원통형으로 된 추체와 추체 뒤쪽에 후궁으로 구성되며, 여기서 후궁은 한 쌍의 척추경과, 척추경에 연장하여 뒤쪽으로 연장된 상하 관절돌기와, 추궁판 그리고 극상돌기로 되어 있고, 상기 척추경을 통하게 위치하는 신경이 있다.

인체가 노화되어 감에 따라 상기한 척추에도 퇴행성 변화가 일어나서, 관절돌기 간의 간격이 가까워지게 되고, 또한 황색인대(ligamentum flavum)가 탄력을 잃고 두꺼워지면서 전방으로 돌출된다.

이와 같은 변화에 의해 극상돌기 또는 황색인대가 척추 신경 또는 척추 신경과 연결되는 신경 돌기를 압박하게 된다. 이를 위한 치료방법으로는 약물에 의한 치료, 물리치료, 수술에 의한 치료 등이 있다.

이들 중 수술에 의한 치료는 타 치료방법에 의해 치료가 안 될 때 사용되는 것으로서, 상기 신경을 압박하는 뼈와 조직들을 제거하고, 이로 인해 척추가 불안정해질 것을 대비하여 나사못으로 척추를 고정하는 수술법이 일반적으로 알려져 있다.

그러나, 상기한 수술방법은 광범위한 뼈와 조직의 제거를 하여야 하므로, 전신 마취가 필요하고, 긴 수술시간 및 수술 후 긴 회복기간이 요구된다.

따라서, 기력이 약한 노인들은 수술을 할 수 없는 경우가 많고, 합병증 등의 기타 이유로 만족할 만한 수술의 효과를 얻지 못하는 경우도 자주 발생하는 문제점이 있으며, 수술비용도 많이 드는 문제점이 있다.

보통 척추에 있어서 추체를 연결하고 있는 디스크가 변성되거나 파열되어 정상의 위치에서 이탈하거나, 척추 후방의 돌기로 구성되는 관절이 손상되거나 변성되는 경우, 척추가 정상의 위치로부터 변형 및 전위되는 등의 여러 이유로 척추관을 통과하는 신경에 외력이 가해지거나 압박되는 경우에는 통증을 유발하게 된다. 이를 위한 치료방법으로는 서로 인접한 척추 사이의 극상돌기에 간격 유지기를 설치하여 척추 간을 고정시키는 방법이 있다.

그러나, 일반적인 척추 간격 유지기의 경우에는 척추 간의 극상돌기에 단순히 배치되게 설치되는 형태로서, 이는 간격 유지기의 척추 사이의 위치 고정에 있어서 안전성에 문제를 가지고 있다. 즉, 극상돌기 사이에 조성되는 공간의 형태나 조건을 전혀 고려하지 않고 단순히 위아래의 극상돌기 사이에 삽입되어 지지하는 방식이므로, 수술 후 척추에 융화되지 못하면서 안정감이 떨어지는 문제가 있다.

기존 척추 간격 유지기의 다른 형태로서, 척추 상에 제공되는 한 쌍의 로드를 이용하여 수술하는 방법이 있는데, 이 방법은 임플란트를 척추에 고정하여야 하고, 고정된 임플란트에 로드가 결합되며, 상기 로드에 유지기가 끼워져 결합되는 형태이기 때문에 구성이 복잡하여 수술에 많은 시간이 필요할 뿐만 아니라, 뼈의 안정성이 결여되는 문제점이 있다.

한편, 본원 출원인의 선출원[특허출원번호 제2004-44848호(2004.06.17); 특허등록번호 제0495227호(2005.06.03)]에서는 척추 사이에 간격 유지기를 연성인대를 이용하여 적절하게 삽입 설치함으로써 척추와 척추 사이의 간격을 일정하게 유지토록 하여 척추의 하중을 적절하게 분포시킴과 동시에 척추의 수술을 보다 간편하고 안전하게 할 수 있음은 물론, 유연한 간격 유지기와 연성인대를 이용하여 척추 간 간격 및 신경궁 간격을 확보 및 유지시켜주고, 척추의 굴곡 변형 등을 방지하는 척추 간격 유지기를 제시하고 있다.

예를 들면, 도 7과 도 8에 도시한 바와 같이, 상기 척추 간격 유지기는 "⊂"자 형태 본체(200)의 상하 양측으로 대향하게 배치되는 협지부(210)와, 외주연부에 폭방향으로 형성된 요철부(220)와, 본체 내벽 양측에 대향하게 형성한 후크(230)로 이루어져 있으며, 척추(140)의 극상돌기(150)에 배치한 후에 인공인대 등의 결합끈(160)으로 척추(140)와 극상돌기(150)를 고정하여 척추(140)와 인접한 척추(140) 사이의 간격을 유지시키는 형태로 설치된다.

상기와 같은 종래의 척추 간격 유지기는 척추 사이의 간격을 유지한다는 목적을 달성할 수 있는 것이나, 정형화된 형상의 척추 간격 유지기가 척추 사이에 고정되는 것이므로, 척추 간격 유지기와 복잡한 구조의 척추 사이에는 작은 공간이 형성되고, 이러한 공간들은 척추와 척추 간격 유지기의 일체감 있는 결합을 신뢰하지 못하게 할 뿐만 아니라, 수술 후 시간이 흐름에 따라 후유증을 유발하는 요인이 되고 있다. 또한 척추 간격 유지기를 척추 사이에 삽입하는 시술을 위해서는 수술 부위와 대응되는 피부를 절개 및 확장하여 수술공간을 확보하여야 하므로 환자의 피부손상을 및 수술 후 상처를 크게 한다. 본 발명은 이 척추 간격 유지기를 더욱 개량 발명한 것이다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 척추의 위아래 극상돌기 사이에 골시멘트를 포함하는 팽창부재를 삽입 배치하여 척추 간의 간격을 유지하는 새로운 형태의 수술 시스템을 구현함으로써, 척추가 받게 되는 하중의 일부를 분담하여 척추의 힘을 보강할 수 있고, 수술의 안정성을 확보함과 동시에 수술에 따른 시술 과정을 줄일 수 있으며, 무엇보다도 극상돌기 사이에 조성되는 공간에 꼭 맞게 자리를 잡을 수 있는 최적의 안착상태를 유지하여 뼈의 안정성을 확보하면서 수술로 인한 환자의 피부 손상을 최소화할 수 있는 척추 간격 유지기 및 이를 이용한 척추 고정 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서 제공하는 척추 간격 유지기는, 통상의 척추 간격 유지기에 있어서,

수축 및 확장이 가능하면서 척추와 인접한 척추 사이에 조성되는 공간 내에 삽입되는 것으로서, 내부에 충전되는 경화성 충전부재에 의해 척추 간의 공간 형태에 꼭 들어맞게 부풀어 오르면서 충전부재의 경화와 함께 척추 간의 간격을 유지시키는 팽창부재; 이 팽창부재는, 일측이 개방된 용기 모양으로 이루어져 내부에 충전되는 충전부재에 의해 부풀어 오를 수 있는 팽창체와, 상기 팽창체 내에 삽입된 상태로 고정 설치되고 충전부재를 내부통로를 통해 팽창체 내부에 충전되도록 주입하는 주입관과, 상기 주입관의 내부통로에 설치되어 팽창체 내 충전부재의 충전이 완료된 상태에서 충전부재의 역류를 방지함으로써 팽창체의 충전 및 팽창상태를 유지하여주는 역류방지부재와, 상기 주입관의 내부통로로 충전부재가 공급될 수 있도록 주입관과 삽입용 기구를 연결하기 위한 연결부를 포함한다.

이러한 구성에 더하여, 상기 팽창부재는 한쪽이 개방된 용기 모양으로 이루어져 내부에 충전되는 충전부재에 의해 부풀어 오를 수 있는 팽창체와, 상기 팽창체의 개방 부위에 결합되며 삽입용 기구와의 나사 체결구조로 연결되기 위한 연결체로 구성되는 것이 바람직하고,

또 상기 팽창부재의 팽창체는 내면 또는 외면을 주름진 형태의 요철면으로 형성하거나 외면에 형성되는 다수의 돌출부 또는 요홈부를 포함하는 것이 좋다.

또 상기 주입관은 후단부가 팽창체 일측의 개방된 입구측과 결합되어 고정 설치되고, 상기 주입관의 선단부에는 내부통로의 단부를 밀폐하도록 엔드캡이 설치되며, 상기 엔드캡에는 주입관의 내부통로를 통해 공급되는 충전부재를 팽창체의 내부로 배출하기 위한 배출구가 형성되고, 상기 주입관의 후단부가 상기 팽창체의 입구측 내부로 삽입되어, 상기 팽창체의 입구측 내주면에 상기 주입관의 후단부 외주면이 밀착된 상태에서, 양측이 서로 압착되어 고정될 수 있도록 상기 팽창체의 입구부 외주면에는 아우터 링이 압착 설치되며, 상기 주입관의 내부통로는 후측에서 상대적으로 내경이 작은 구조로 형성된 소구경 통로부와, 전측에서 상대적으로 내경이 큰 구조로 형성되어 상기 배출구와 연결되는 대구경 통로부가 서로 연결된 구조를 가지는 것이 바람직하다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서 제공하는 척추 간격 유지기를 이용한 척추 고정 시스템은, 서로 인접한 척추 사이에 공간을 확보하는 공간 확보 과정을 행하기 위하여 순차적으로 사용하는 공간확보용 기구와, 상기 공간확보용 기구에 의해 확보된 공간 내에 수축된 상태의 팽창부재를 삽입하기 위하여 팽창부재 삽입 과정을 행하는 삽입용 기구와, 경화성 충전부재를 상기 삽입된 팽창부재의 내부에 주입하여 상기 팽창부재를 부풀어 오르게 함으로써 척추 간의 공간 형태에 딱 들어맞게 팽창부재가 자리를 잡도록 하는 동시에 고정되도록 하는 충전부재 주입을 위한 주입용 기구를 포함하며, 내부에 상기 경화성 충전부재가 채워져서 부풀어 오른 팽창부재를 척추 간에 남겨놓고 상기 삽입용 기구와 공간확보용 기구를 제거함으로써 척추 사이의 간격을 유지하도록 한 구성이다.

이러한 시스템에 부가하여, 상기 공간 확보 과정에서 사용하는 기구들은 곡선형으로 휘어진 형상이고, 상기 삽입용 기구는 플렉시블한 것이며, 상기 팽창부재의 위치 고정을 위하여 팽창부재의 내부에 주입되는 충전부재는 골시멘트나 실리콘을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 제공하는 척추 간격 유지기를 이용하여 척추를 고정시키는 시스템은 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 곡선형의 공간확보용 기구를 이용하여 환자의 등 쪽에서 곡선형으로 수술 부위에 접근하여 시술하는 것이므로 수술 시에 디스크나 장기 등을 피할 수 있어 수술의 안정성을 충분히 확보할 수 있고, 골시멘트나 실리콘 등의 경화성 충전부재가 들어 있는 팽창부재가 극상돌기 사이의 불규칙한 공간 형태에 꼭 맞게 자리를 잡게 됨으로써 뼈의 안정성을 확보할 수 있는 장점이 있다.

둘째, 팽창부재가 뼈 사이에서 안정적인 위치 고정상태를 유지할 수 있으므로 척추가 받게 되는 하부의 일부를 지탱할 수 있으며, 결국 척추에 힘을 보강하면서 척추의 굴곡변형과 신경변형을 동시에 제어할 수 있는 등 수술상의 안정성을 확보할 수 있는 장점이 있다.

셋째, 등 부위의 수술 부위를 매우 작게 절개할 수 있으므로 수술의 간편성과 효율성을 높일 수 있고, 환자의 신체적 고통을 감소시킬 수 있으며, 수술합병증에 대한 불안감 해소 및 회복시간을 빠르게 할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 척추 간격 유지기를 나타내는 단면도이다.
도 2a, 2b, 및 2c는 도 1의 A-A 선 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시에에 따른 척추 간격 유지기를 뼈 사이에 삽입 배치한 상태를 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 척추 간격 유지기를 이용한 척추 고정 시스템에 사용되는 여러 기구를 나타내는 사시도이다.
도 5a, 5b, 5c, 5d, 5e, 5f, 및 5g는 본 발명의 일 실시에에 따른 척추 고정 시스템의 시술 과정을 단계별로 나타내는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 척추 간격 유지기를 나타내는 단면도이다.
도 7은 종래 척추 간격 유지기의 일 예를 나타내는 사시도이다.
도 8은 종래 척추 간격 유지기의 설치상태를 나타내는 개략도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1과 도 2a 내지 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른 척추 간격 유지기를 나타내는 단면도이다. 도 1과 도 2a 내지 2c에 도시한 바와 같이, 상기 척추 간격 유지기는 수축과 확장이 가능한 재질, 예를 들면 실리콘 등과 같은 재질로 이루어진 밀폐형의 팽창부재(10), 예를 들면 마치 풍선과 같이 내부에 공기가 주입되면 임의의 형상으로 부풀어 오르는 특성을 보이는 밀폐 가능한 용기 형태의 팽창부재(10)로 이루어져 있으며, 이러한 팽창부재(10)의 내부에는 팽창부재(10)를 팽창시켜주기 위한 충전부재(도 3에서 도면부호 11임)가 채워지게 된다.

여기서, 상기 충전부재(11)는 경화성의 충전부재, 예를 들면 골시멘트, 실리콘, 뼈 이식물질 등과 같이 인체에 적합한 물질을 사용할 수 있다.

이를 좀더 상세히 설명하면, 상기 팽창부재(10)는 일측이 개방된 용기 모양으로 이루어진 실리콘 재질 등의 팽창체(10a)와, 삽입용 기구(도 4의 도면부호 18임) 측으로의 장착을 위한 금속이나 플라스틱 재질의 연결체(10b)를 포함한다. 상기 팽창체(10a)는 내부에 골시멘트 등의 충전부재(11)가 채워지면, 팽창 가능한 재질적인 특성에 의해 부풀어 오르면서 뼈 사이의 공간에 맞게 안착되는 형태를 취할 수 있게 된다. 상기 연결체(10b)는 팽창체(10a)의 개방된 입구측에 결합되는 수단으로서, 내주면에는 암나사가 형성되어 있으며, 이 암나사 부분을 통해 삽입용 기구(18)와의 나사체결 구조로 연결될 수 있게 된다.

그리고, 상기 팽창체(10a)의 내면 또는 외면, 또는 내외면 모두에는 도 2a에 나타낸 바와 같이 원주방향을 따라가면서 요철이 반복되는 주름진 형태의 요철면(10c)이 형성되어 있으며, 이에 따라 팽창체(10a)와 충전부재(11) 간의 결속성이나 팽창체(10a)와 뼈 간의 결착성을 보다 더 견고히 유지할 수 있고 팽창부재(10)가 용이하게 수축될 수 있도록 한다.

다른 예로서, 상기 팽창체(10a)는 도 2b 및 도 2c에 나타낸 바와 같이 외면에 대략 반원 형상의 돌출부(10d) 또는 요홈부(10e)를 다수 구비할 수 있다.

또한, 팽창부재(10)의 내부에는 충전부재(11)를 충전하고 난 후에 충전부재(11)가 외부로 누출되는 것을 방지하기 위한 수단으로 역지방지판(10d)이 마련된다.

상기 역지방지판(10d)은 젖힘과 복원이 가능한 탄력적인 실리콘 재질로 이루어진 얇은 판막으로서, 팽창체(10a)의 입구측에서 일단은 내면에 고정되고 다른 일단은 팽창체(10a)의 내면과 접하는 형태로 부착된다.

이에 따라, 충전부재(11)를 주입하게 되면 밀려들어오는 골시멘트 등에 의해 안쪽으로 젖혀진 상태가 되고, 골시멘트 등을 충전하고 난 후에는 자체적인 탄력을 통해 원래의 상태로 복원되면서 충전체(10a)의 입구를 재차 막아주게 됨으로써 골시멘트 등이 외부로 누출되는 것이 방지될 수 있게 된다.

도 1에서, 미설명 부호 10b'는 삽입용 기구(도 4의 도면부호 18임)의 한쪽단에 형성되는 수나사와 나사결합하기 위한 암나사부, 부호 10f는 안쪽에 고정구멍(10f')이 형성되어 상기 팽창부재(10)의 끝단에 부착된 고정체로서, 상기 고정체(10f)의 고정구멍(10f')에는 삽입용 기구(18)의 내부를 통과하는 플렉시블한 철심(도 4에서 도면부호 S임)의 삽입 끝단이 지지되게 함으로써 시술 과정에서 상기 팽창부재(10) 및 삽입용 기구(18)가 수술 부위로 용이하게 진입될 수 있도록 한다.

따라서, 도 3에 도시한 바와 같이, 상기 팽창부재(10)를 최대한 수축시킨 상태에서 척추(100)와 인접한 척추 사이에 조성되는 공간 내에 삽입한 후, 내부에 충전부재(11)를 주입하면, 팽창부재(10)가 척추(100) 간의 공간 형태에 꼭 맞게, 즉 주변의 뼈 형태에 알맞게 불특정한 형태로 팽창되고, 이러한 상태 그대로 충전부재(11)의 경화와 함께 척추(100) 간에 자리를 잡게 됨으로써, 척추(100) 간에 위치 고정된 팽창부재(10)가 척추(100)를 안정적으로 지지하면서 서로 인접한 척추(100) 사이의 간격을 유지시킬 수 있는 것이다.

이때, 충전부재(11)가 경화된 채로 충전되어 있는 팽창부재(10)의 경우, 뼈 형태의 굴곡에 맞게 자리를 잡고 있기 때문에 별도의 뼈에 부담을 주는 고정수단이 없더라도 안정적인 위치 고정상태를 유지할 수 있게 된다. 이와 같은 척추 간격 유지기를 이용하여 척추를 고정시키는 시술 과정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 척추 수술과 관련한 여러 기구들, 예를 들면 척추 사이에 공간을 조성하기 위한 공간확보용 기구 및 팽창부재 삽입과 충전부재 주입을 위한 삽입용 기구 및 주입용 기구의 형태 및 특징에 대해 살펴보면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 척추 간격 유지기를 이용한 척추 고정 시스템에 사용되는 여러 기구를 나타내는 사시도이다. 이에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 척추 고정 시스템은, 서로 인접한 척추 사이에 공간을 확보하는 공간 확보 과정을 행하기 위하여 순차적으로 사용하는 공간확보용 기구와, 상기 공간확보용 기구에 의해 확보된 공간 내에 수축된 상태의 팽창부재(10)를 삽입하기 위한 삽입용 기구(18)와, 경화성 충전부재(도 3 내지 도 5g에서 도면부호 11임)를 상기 삽입된 팽창부재(10)의 내부에 주입하여 상기 팽창부재(10)를 부풀어 오르게 함으로써 척추 간의 공간 형태에 딱 들어맞게 팽창부재(10)가 자리를 잡도록 하는 동시에 고정되도록 하는 충전부재 주입을 위한 주입용 기구(19)를 포함하여 구성된다.

척추 수술시 도 3에 나타낸 바와 같이 척추(100) 간, 즉 극상돌기(110)와 극상돌기(120) 사이에 공간을 확보하기 위해서는 피부 조직을 가로질러 기구를 진입시켜야 하며, 이때에는 직경이 작은 기구로부터 직경이 큰 기구를 순차적으로 사용하여 직경을 점차 늘려가는 방식으로 진행함으로써, 절개 부위를 최소화하면서 환자에게 주는 부담을 줄일 수 있다.

그리고, 본 발명에서 제공하는 기구들은 환자의 등에서 척추의 극상돌기 측부로 진입하여 시술할 수 있게 하는 형태를 갖는 특징이 있다. 예를 들면, 수술시 공간을 확보하는 과정에서 사용하는 기구들은 곡선형으로 되어 있는데, 예를 들면 대략 R150mm 정도의 곡률로 휘어진 곡선의 형태를 가짐으로써, 환자의 등에서 척추의 극상돌기 측부쪽으로 진입이 가능하고, 따라서 수술을 보다 효율적으로 수행할 수 있는 이점을 제공한다. 즉, 본 발명의 기구들은 기존의 일자형 기구들과 달리 곡선형이거나 충분히 휘어질 수 있으므로 수술 부위로부터 약 5 내지 10cm 등 쪽 경사방향에서 등 안쪽으로 용이하게 진입할 수 있게 된다.

이는 디스크가 위치하고 있는 등에 직각으로 진입할 수 없고 각종 장기들이 자리 잡고 있는 옆구리 쪽으로의 진입도 어렵기 때문이다. 척추 간의 공간을 확보하기 위한 상기 공간확보용 기구로서는 2mm 정도의 직경을 갖는 니들핀 기구(12), 3mm 정도의 직경을 갖는 파이프 기구(13), 1.8mm 정도의 직경을 갖는 가이드 와이어(14), 4mm 정도의 직경을 갖는 익스펜더 기구(15), 4.6mm 정도의 직경을 갖는 캐뉼러 기구(16), 4.1mm 정도의 직경을 갖는 스페이서(17) 등이 구비된다.

그리고, 팽창부재(10)의 삽입을 위한 삽입용 기구(18)는 상기 캐뉼러 기구(16) 내에 끼워져 플렉시블하게 변형되면서 슬라이드 가능한 정도의 직경을 갖는 중공의 핀 기구라면 제한없이 사용할 수 있고, 팽창부재(10)의 내부에 충전부재(11)를 주입할 때 사용하는 주입용 기구(19)는 삽입용 기구(18)의 후단부에 연결되어 마치 주사기 방식으로 삽입용 기구(18)를 통하여 팽창부재(10)에 충전물을 주입하는 형식의 것이라면 제한없이 사용이 가능하다.

예를 들면, 상기 삽입용 기구(18)는 선단부에 팽창부재(10)를 장착할 수 있는 나사부분을 가지는 형태로 이루어져 있고, 상기 주입용 기구(19)는 골시멘트 등과 같은 충전부재(11)가 채워져 있는 실린더(19a)와 푸셔(19b)로 이루어진 주사기 형태로 이루어져 있으며, 삽입용 기구(18)와 주입용 기구(19)는 서로 튜브(19c)로 연결되어 있어서, 푸셔(19b)를 가압하면 실린더(19a) 내의 충전부재(11)가 튜브(19c)를 통해 삽입용 기구(18)로 보내지고, 계속해서 일종의 풍선인 팽창부재(10)에 채워져 이 팽창부재(10)를 팽창시킬 수 있게 되는 것이다.

위와 같은 기구들을 사용하여 척추 간격 유지기를 척추 간에 수술하는 과정을 살펴보면 다음과 같다. 도 5a 내지 도 5g는 본 발명의 일실시예에 따른 척추 고정 시스템의 시술 과정을 단계별로 나타내는 개략도이다.

도 5a 내지 도 5g에 도시한 바와 같이, 상기 척추 고정 시스템을 이용한 시술 과정은 척추(100)의 극상돌기(110,120) 사이에 1차 내지 3차 공간을 확보하는 과정, 확보된 공간 내에 팽창부재(10)를 삽입하는 과정, 팽창부재(10)에 충전부재(11)를 주입하여 팽창부재(10)를 팽창시켜 위치를 고정시키는 과정의 순서로 진행된다.

먼저 환자를 마취시킨 후에 환자의 등에서 시술하고자 하는 척추(100)의 극상돌기(110,120) 측부로 1차 공간의 확보를 위하여, 여러 개의 공간확보용 기구를 순차적으로 사용하여 서로 인접한 척추(100) 사이에 공간을 확보하는 공간 확보 과정을 수행한다. 즉, 파이프 기구(13)와 니들핀 기구(12)를 결합한 후에 척추(100) 사이, 즉 서로 인접하는 상부 극상돌기(110)와 하부 극상돌기(120) 사이에 삽입하여 1차 공간을 확보하는 단계를 수행한다(도 5a 참조).

다음, 1차 공간 확보 후에 니들핀 기구(12)를 제거하고 파이프 기구(13)의 속을 따라서 가이드 와이어 기구(14)를 척추(100) 간의 공간까지 삽입하는 단계를 수행한다(도 5b 참조). 이때의 가이드 와이어 기구(14)는 기구들의 진입 경로를 안내하는 역할을 담당한다.

다음, 상기 가이드 와이어 기구(14)의 삽입 후, 이 가이드 와이어 기구(14)만 남겨놓고 파이프 기구(13)를 제거한 다음, 내외측으로 결합시킨 익스펜더 기구(15)와 캐뉼러 기구(16)를 삽입하고, 가이드 와이어 기구(14)의 제거와 함께 이때의 익스펜더 기구(15)를 이용하여 척추 간에 2차 공간을 확보하는 단계, 즉 1차 확보한 공간을 좀더 넓히는 단계를 수행한다(도 5c, 도 5d 참조).

다음, 2차 공간 확보 후에 익스펜더 기구(15)를 빼내고 그 자리에 스페이서 기구(17)를 삽입하여 최대한 공간을 넓히는 3차 공간을 확보하는 단계를 수행한다(도 5e 참조).

다음, 3차 공간 확보 완료로 인해 팽창부재(10)가 들어가 자리를 잡을 수 있는 공간을 조성하는 단계를 모두 완료한 다음, 삽입용 기구(18)에 수축된 상태의 팽창부재(10)를 장착한 후에 캐뉼러 기구(16)를 따라 팽창부재(10)가 장착되어 있는 삽입용 기구(18)를 삽입 위치시키는 과정을 수행한다(도 5f 참조).

다음, 척추(100) 간에 수축상태로 있는 팽창부재(10)의 내부에 외부로부터 주입용 기구(도 4의 도면부호 19임)를 이용하여 골시멘트 등의 충전부재(11)를 주입하여, 이때의 팽창부재(10)가 부풀어 오르면서 척추(100) 간의 공간 형태에 꼭 맞게 자리를 잡도록 하는 과정을 수행한다. 이러한 충전부재(11)의 충전시에는 주입용 기구(19)로부터 주입되는 충전부재(11)가 튜브(19c)로 연결된 삽입용 기구(18)를 통해 팽창부재(10)의 내부로 주입되게 된다(도 4와 5g 참조).

계속해서, 충전부재(11)가 채워져서 부풀어 오른 상태의 팽창부재(10)를 척추(100) 간에 남겨놓고, 즉 삽입용 기구(18)와 팽창부재(10) 간의 나사체결을 해제하여 팽창부재(10)를 삽입용 기구(18)로부터 떼어낸 다음, 삽입용 기구(18)와 캐뉼러 기구(16)를 모두 제거하면, 경화된 상태의 충전부재(11)가 채워져 있는 팽창부재(10)가 척추(100) 간에 위치 고정된 상태가 되고, 결국 척추 간격 유지기를 이용한 척추 고정 과정을 모두 완료할 수 있다.

이와 같이, 상기 척추 고정 시스템은 척추 간의 불규칙한 공간 내에서 척추 간격 유지기를 최적의 상태로 안착시킴으로써, 기존 척추 간격 유지기들에 비해 뼈의 안정성을 확보하는데 효과적임은 물론 수술이 간편할 뿐만 아니라, 수술을 받는 환자에게 주는 부담을 감소시킬 수 있다.

한편, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 척추 간격 유지기를 나타내는 단면도이다. 도 6의 실시예는, 충전부재(11)를 충전하고 난 후에 충전부재(11)가 외부로 누출되는 것을 방지하기 위한 수단으로서, 도 1의 역지방지판(10d) 대신에, 팽창체(10a) 내부에 충전부재(11)를 주입하기 위한 별도의 주입관(20)을 고정 설치한 뒤 상기 주입관(20)의 내부통로(22)에 역류방지부재(25)를 설치한 것을 특징으로 한다.

우선, 팽창체(10a)의 경우, 도 1의 실시예와 비교할 때 그 형상에는 차이가 있을 수 있으나, 수축상태에서 척추(도 3에서 도면부호 100임, 보다 명확히는 도면부호 110, 120의 극상돌기임) 간의 확보된 공간 내에 삽입된 뒤 내부로 주입되는 경화성 충전부재(11)에 의해 확장(팽창)되어 척추(100) 간의 간격을 유지할 수 있도록 수축과 확장이 가능한 재질로 구성되는 점은 도 1의 실시예와 동일하다.

즉, 상기 척추 간격 유지기는 수축과 확장이 가능한 재질, 예를 들면 실리콘 등과 같은 재질로 이루어진 밀폐형의 팽창부재(10), 예를 들면 마치 풍선과 같이 내부에 공기가 주입되면 임의의 형상으로 부풀어 오르는 특성을 보이는 밀폐 가능한 용기 형태의 팽창부재(10)로 이루어져 있으며, 이러한 팽창부재(10)의 내부에는 팽창부재(10)를 팽창시켜주기 위한 충전부재(도 3에서 도면부호 11임)가 채워지게 된다.

여기서, 상기 충전부재(11)는 경화성의 충전부재, 예를 들면 골시멘트, 실리콘, 뼈 이식물질 등과 같이 인체에 적합한 물질을 사용할 수 있다.

이를 좀더 상세히 설명하면, 상기 팽창부재(10)는 일측이 개방된 용기 모양으로 이루어진 실리콘 재질 등의 팽창체(10a)와, 상기 팽창체(10a)의 내부에 길게 삽입된 상태로 후단부가 팽창체(10a)의 일측 개방된 입구측과 결합되어 고정 설치되고 삽입용 기구(도 4에서 도면부호 18임)를 통해 주입되는 충전부재(11)를 내부통로(21,22)를 통해 이동시켜 상기 팽창체(10a)의 내부에 충전되도록 배출하는 주입관(20)과, 상기 주입관(20)의 내부통로(22)에 설치되어 팽창체(10a)의 내부에 충전부재(11)의 충전이 완료된 상태에서 충전부재(11)의 역류를 방지함으로써 팽창체(10a) 내 충전부재(11)의 충전상태 및 팽창체(10a)의 팽창상태를 유지하여주는 역류방지부재(25)와, 상기 주입관(20)의 후단부에 형성되어 삽입용 기구(18) 측으로의 장착을 위해 구비되는 연결부(27)를 포함한다.

여기서, 상기 팽창체(10a)는 내부에 골시멘트 등의 충전부재(11)가 채워지면, 팽창 가능한 재질적인 특성에 의해 부풀어 오르면서 뼈 사이의 공간에 맞게 안착되는 형태를 취할 수 있게 된다.

상기 주입관(20)은 팽창체(10a)의 외부에서 주입되는 충전부재(11)를 공급받아 팽창체(10a)의 내부로 배출하여 충전부재가 팽창체(10a)의 내부로 원활히 주입될 수 있도록 하는 구성부이다. 상기 주입관(20)은 금속이나 플라스틱 재질의 파이프 형상으로 제작되며, 팽창체(10a) 내부에 길게 삽입되어 고정된다.

상기 주입관(20)은 그 후단부가 팽창체(10a)의 입구측 내부에 고정된 상태에서 내부통로(21,22)로 주입되는 충전부재(11)를 전방으로 안내하여 배출구(24)를 통해 팽창체(10a)의 내부로 배출하게 되는데, 상기 주입관(20)의 내부통로(21,22)는 후측에서 상대적으로 내경이 작은 구조로 형성된 소구경 통로부(21)와, 전측에서 상대적으로 내경이 큰 구조로 형성된 대구경 통로부(22)가 서로 연결된 구조로 되어 있다.

삽입용 기구(18)가 결합된 상태에서 주입용 기구(도 4에서 도면부호 19임)에 의해 공급되는 충전부재(11)는 삽입용 기구(18)를 통해 주입관(20)의 내부통로(21,22)로 공급되고, 이때 주입관(20)의 소구경 통로부(21)를 통해 대구경 통로부(22)를 거쳐 배출구(24)를 통해 팽창체(10a)의 내부로 주입되게 된다.

상기 주입관(20)의 선단부에는 내부통로(21,22)를 통해 공급되는 충전부재(11)를 팽창체(10a)의 내부로 배출하는 배출구(24)가 구비되는데, 상기 주입관(20)의 배출구(24)는 주입관(20)의 선단부, 보다 명확히는 대구경 통로부(22)의 단부를 밀폐하도록 설치된 엔드캡(23)에 관통 형성하는 것이 실시 가능하다.

그리고, 상기 연결부(27)는 주입관(20)의 후단부에 형성되는 것으로, 주입관(20)의 후단부 내주면에 암나사를 형성하여 구성될 수 있다. 이에 연결부의 암나사 부분에 삽입용 기구(18)가 나사체결될 경우, 상기 주입관(20)이 주입용 기구(19)로부터 공급되는 충전부재(11)를 삽입용 기구(18)를 통해 공급받을 수 있도록 연결된다.

바람직한 실시예에서, 상기 주입관(20)의 후단부 외주면상에 팽창체(10a)의 입구측 내주면이 압착된 상태가 되도록 하여 팽창체(10a)의 입구측과 주입관(20)의 후단부가 일체로 고정되도록 하는데, 이때 주입관(20)의 후단부 외주면과 팽창체(10a)의 입구측 내주면이 압착된 상태로 상호 고정될 수 있도록 팽창체(10a)의 입구측 외주면에는 금속 등의 재질로 제작된 아우터 링(28)이 설치된다.

즉, 상기 팽창체(10a)의 입구측으로 주입관(20)이 삽입되고 팽창체(10a)의 입구측 내주면과 주입관(20)의 후단부 외주면이 밀착된 상태에서, 팽창체(10a)의 입구측 외주면을 강하게 압착하도록 아우터 링(28)을 설치함으로써, 아우터 링(28)의 압착력에 의해 팽창체(10a)의 입구측 내주면과 주입관(20)의 후단부 외주면이 강하게 압착되어, 추후 팽창체(10a)가 팽창하더라도 팽창체(10a)의 입구측에서 주입관(20)의 후단부가 분리되어 빠지지 않도록 하는 것이다.

바람직하게는, 서로 압착되는 팽창체(10a)의 입구측 내주면과 주입관(20)의 후단부 외주면에 상호 맞물림이 가능한 요철 구조(29)를 형성하여, 양측이 아우터 링(28)에 의해 서로 압착된 상태에서, 서로 접촉된 양측의 압착면이 상기 요철 구조(29)에 의해 상호 맞물리면서 양측이 서로 분리되지 않도록 하는 것이 가능하다.

한편, 도 6의 실시예에서 역류방지부재(25)는 주입관(20)의 대구경 통로부(22) 내부에 실리콘 등의 재질로 이루어진 밸브부재를 설치하여 구성될 수 있는데, 이 밸브부재(25)는 대구경 통로부(22)에서 전후로 이동 가능하도록 삽입 설치되는 것으로, 주입관(20)을 통해 팽창체(10a)의 내부에 충전부재(11)가 어느 정도 충전되고 난 뒤 팽창체(10a)의 내부로부터 주입관(20)을 통해 충전부재(11)가 역류되는 것을 방지하게 된다.

상기 역류방지부재, 즉 밸브부재(25)는 충전부재(11)가 주입관(20)을 통해 팽창체(10a)의 내부로 주입되는 동안에는 전방으로 이동된 상태로 있게 되는데, 이때 소구경 통로부(21)를 통해 주입된 충전부재(11)가 대구경 통로부(22)로 배출된 뒤 전방으로 이동된 상태의 밸브부재(25) 주변공간을 전방으로 통과하여 배출구(24)로 배출되게 된다.

이러한 상태에서 팽창체(10a)의 내부에 어느 정도 충전부재(11)가 채워지고 난 뒤 팽창체(10a)가 더 이상 팽창될 수 없는 상태에서 충전부재(11)가 계속해서 추가로 주입되면, 추가로 주입되는 충전부재(11)가 소구경 통로부(21)에서 대구경 통로부(22)로 이동된 뒤 밸브부재(25)의 주변공간을 통과한 상태에서, 전방에 있던 밸브부재(25)가 이를 통과한 충전부재(11)에 의해 후방으로 밀리면서 소구경 통로부(21)의 출구를 막게 되고, 결국 밸브부재(25)가 후방으로 위치된 상태로 소구경 통로부(21)의 출구를 막게 되면서, 대구경 통로부(22)부터로부터 소구경 통로부(21)로의 충전부재 역류가 방지될 수 있게 된다. 결국, 상기 밸브부재(25)에 의해 팽창체(10a)가 계속해서 충전된 상태, 즉 팽창된 상태를 유지할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 전후로 이동 가능하도록 밸브부재(25)가 설치된 상태에서, 밸브부재(25)와 그 전방의 배출구(24) 사이에는 소정 길이의 원형 단면 핀(26)이 횡방향으로 설치될 수 있는데, 이 핀(26)은 충전부재(11)가 주입될 때 배출구(24)가 밸브부재(25)에 의해 완전히 차단되지 않도록 밸브부재(25)의 전방 이동을 제한하면서 밸브부재(25)와 배출구(24)가 형성된 엔드캡(23)을 항시 이격시키는 역할을 하는 것으로, 상기 핀(26)은 배출구(24)를 항시 개방한 상태로 유지하기 위해 구비된다.

즉, 원형 단면을 가지는 소정 길이의 핀(26)이 배출구(24)(엔드캡)와의 사이에 위치하도록 대구경 통로부(22) 내측에 설치됨으로써, 밸브부재(25)가 배출구(24)와의 사이에 개재된 핀(26)에 의해 전방 이동이 제한되고, 또한 밸브부재(25)가 엔드캡(23) 및 배출구(24)와 이격된 상태에서, 팽창체(10a) 내로 충전부재(11)의 충전이 이루어지는 동안에는, 소구경 통로부(21) 및 밸브부재(25)의 주변공간을 통과한 충전부재(11)가 배출구(23)를 통해 팽창체(10a) 내부로 원활히 주입될 수 있게 되는 것이다.

그리고, 도면상으로 도시하지는 않았지만, 상기 팽창체(10a)의 내측면에 도 1의 실시예와 같이 요철면(도 1 및 도 2a에서 도면부호 10c임)을 형성할 수도 있으며, 또한 외면에 돌출부(도 2b에서 도면부호 10d임) 또는 요홈부(도 2c에서 도면부호 10e임)를 형성할 수도 있다.

이와 같이 하여, 도 6의 척추 간격 유지기의 경우에도 팽창부재(10)를 최대한 수축시킨 상태로 척추(100)와 인접한 척추 사이에 조성되는 공간 내에 삽입한 후, 내부에 충전부재(11)를 주입하여, 팽창부재(10)가 척추 간의 공간 형태에 꼭 맞게, 즉 주변의 뼈 형태에 알맞게 불특정한 형태로 팽창되고, 이러한 상태 그대로 충전부재(11)의 경화와 함께 척추(100) 간에 자리를 잡게 됨으로써, 척추(100) 간에 위치 고정된 팽창부재(10)가 척추(100)를 안정적으로 지지하면서 서로 인접한 척추(100) 사이의 간격을 유지시킬 수 있다.

도 6의 실시예를 시술하는 과정은 도 1의 실시예를 시술하는 과정과 동일한 과정으로 진행할 수 있는 바, 이러한 시술 과정에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.

10 : 팽창부재 11 : 충전부재
12 : 니들핀 기구 13 : 파이프 기구
14 : 가이드 와이어 15 : 익스펜더 기구
16 : 캐뉼러 기구 17 : 스페이서 기구
18 : 삽입용 기구 19 : 주입용 기구
20 : 주입관 21 : 대구경 통로부
22 : 소구경 통로부 23 : 엔드캡
24 : 배출구 25 : 밸브부재(역류방지부재)
26 : 핀 27 : 연결부
28 : 아우터 링 29 : 요철 구조
100 : 척추 110 : 상부 극상돌기
120 : 하부 극상돌기

Claims (10)

1. 척추 간격 유지기에 있어서,
   수축 및 확장이 가능하면서 척추(100)와 인접한 척추 사이에 조성되는 공간 내에 삽입되는 것으로서, 내부에 충전되는 경화성 충전부재(11)에 의해 척추(100) 간의 공간 형태에 꼭 들어맞게 부풀어 오르면서 충전부재(11)의 경화와 함께 척추(100) 간의 간격을 유지시키는 팽창부재(10);
   이 팽창부재(10)는, 일측이 개방된 용기 모양으로 이루어져 내부에 충전되는 충전부재(11)에 의해 부풀어 오를 수 있는 팽창체(10a)와,
   상기 팽창체(10a) 내에 삽입된 상태로 고정 설치되고 충전부재(11)를 내부통로(21,22)를 통해 팽창체(10a) 내부에 충전되도록 주입하는 주입관(20)과,
   상기 주입관(20)의 내부통로(21,22)에 설치되어 팽창체(10a) 내 충전부재(11)의 충전이 완료된 상태에서 충전부재(11)의 역류를 방지함으로써 팽창체(10a)의 충전 및 팽창상태를 유지하여주는 역류방지부재(25)와,
   상기 주입관(20)의 내부통로(21,22)로 충전부재(11)가 공급될 수 있도록 주입관(20)과 삽입용 기구(18)를 연결하기 위한 연결부(27)를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추 간격 유지기.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 팽창부재(10)는 한쪽이 개방된 용기 모양으로 이루어져 내부에 충전되는 충전부재(11)에 의해 부풀어 오를 수 있는 팽창체(10a)와, 상기 팽창체(10a)의 개방 부위에 결합되며 삽입용 기구(18)와의 나사 체결구조로 연결되기 위한 연결체(10b)로 구성되는 것을 특징으로 하는 척추 간격 유지기.
   
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 팽창부재(10)의 팽창체(10a)는 내면 또는 외면이 주름진 형태의 요철면(10c)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 척추 간격 유지기.
   
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 팽창부재(10)의 팽창체(10a)는 외면에 형성되는 다수의 돌출부(10d) 또는 요홈부(10e)를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추 간격 유지기.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 주입관(20)은 후단부가 팽창체(10a) 일측의 개방된 입구측과 결합되어 고정 설치되고, 상기 주입관(20)의 선단부에는 내부통로(21,22)의 단부를 밀폐하도록 엔드캡(23)이 설치되며, 상기 엔드캡(23)에는 주입관(20)의 내부통로(21,22)를 통해 공급되는 충전부재(11)를 팽창체(10a)의 내부로 배출하기 위한 배출구(24)가 형성되고,
   상기 주입관(20)의 후단부가 상기 팽창체(10a)의 입구측 내부로 삽입되어, 상기 팽창체(10a)의 입구측 내주면에 상기 주입관(20)의 후단부 외주면이 밀착된 상태에서, 양측이 서로 압착되어 고정될 수 있도록 상기 팽창체(10a)의 입구부 외주면에는 아우터 링(28)이 압착 설치되며,
   상기 주입관(20)의 내부통로(21,22)는 후측에서 상대적으로 내경이 작은 구조로 형성된 소구경 통로부(21)와, 전측에서 상대적으로 내경이 큰 구조로 형성되어 상기 배출구(24)와 연결되는 대구경 통로부(22)가 서로 연결된 구조를 가지는 것을 특는 것을 특징으로 하는 척추 간격 유지기.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 대구경 통로부(22) 내에 역류방지부재(25)가 설치되고,
   상기 역류방지부재(25)는 대구경 통로부(22) 내에 전후로 이동 가능하도록 설치되어 후진시 소구경 통로부(21)의 출구를 막아주는 밸브부재를 설치하고,
   상기 대구경 통로부(22) 내에는 상기 밸브부재(25)와 엔드캡(23) 사이에 개재되어 엔드캡(23)에 형성된 배출구(24)가 항시 개방되도록 하면서 엔드캡(23)과 밸브부재(25) 사이를 항시 이격시키는 핀(26)이 설치되는 것을 특징으로 하는 척추 간격 유지기.
   
7. 서로 인접한 척추(100) 사이에 공간을 확보하는 공간 확보 과정을 행하기 위하여 순차적으로 사용하는 공간확보용 기구와,
   상기 공간확보용 기구에 의해 확보된 공간 내에 수축된 상태의 팽창부재(10)를 삽입하기 위한 삽입용 기구(18)와,
   경화성 충전부재(11)를 상기 삽입된 팽창부재(10)의 내부에 주입하여 상기 팽창부재(10)를 부풀어 오르게 함으로써 척추(100) 간의 공간 형태에 딱 들어맞게 팽창부재(10)가 자리를 잡도록 하는 동시에 고정되도록 하는 충전부재(11) 주입을 위한 주입용 기구(19)를 포함하며,
   내부에 상기 경화성 충전부재(11)가 채워져 부풀어 오른 팽창부재(10)를 척추(100) 간에 남겨놓고 상기 삽입용 기구(18)와 공간확보용 기구를 제거함으로써 척추(100) 사이의 간격을 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 척추 간격 유지기를 이용한 척추 고정 시스템.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 공간 확보 과정에서 사용하는 공간확보용 기구는 곡선 형상으로 휘어진 것이고, 상기 삽입용 기구(18)는 플렉시블하게 된 것을 특징으로 하는 척추 간격 유지기를 이용한 척추 고정 시스템.
   
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 팽창부재(10)의 위치 고정을 위하여 팽창부재(10)의 내부에 주입되는 충전부재(11)는 골시멘트를 사용하는 것을 특징으로 하는 척추 간격 유지기를 이용한 척추 고정 시스템.
   
10. 청구항 8에 있어서,
    상기 팽창부재(10)의 위치 고정을 위하여 팽창부재(10)의 내부에 주입되는 충전부재(11)는 실리콘을 사용하는 것을 특징으로 하는 척추 간격 유지기를 이용한 척추 고정 시스템.

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