KR101846828B1 - 추간체 유합 복합 보형재 - Google Patents

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KR101846828B1
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cage
metal cover
hollow portion
cover
metal
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KR1020160127696A
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장종욱
김호정
임권묵
정현우
이정희
오인수
홍재영
양재호
신 안소니
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(주)메디쎄이
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Abstract

본 발명은 추간체 유합 보형재에 관한 것으로서, 폴리머 소재의 케이지와, 상기 케이지 상부 및 하부에 각각 형성된 메탈커버로 이루어진 추간체 유합 보형재에 있어서, 상기 케이지에 형성된 결합홈에 상기 메탈커버에 형성된 결합구가 결합되어, 상기 케이지 상부 및 하부에 상기 메탈커버가 착탈식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 추간체 유합 복합 보형재를 기술적 요지로 한다. 이에 의해 케이지와 메탈커버가 착탈식으로 결합되어, 제조방법이 간단하며, 상기 케이지에서의 메탈커버의 분리 및 결합이 용이하여 수술 중에라도 추체간 형태나 간격에 따라 신속하게 유합 보형재를 다양하게 적용할 수가 있어, 골유합률이 뛰어나며 정확하고 정밀한 수술이 가능한 이점이 있다.

Description

추간체 유합 복합 보형재{Spinal complex cage}
본 발명은 추간체 유합 보형재에 관한 것으로서, 폴리머 소재의 케이지와, 상기 케이지 상부 및 하부에 각각 결합된 메탈커버로 이루어져 골유합률을 높이는 폴리머 및 메탈의 복합 재료로 구현된 추간체 유합 복합 보형재에 관한 것이다.
일반적으로, 척추는 통상 24개(천추골 제외)의 뼈로 이루어져 있으며, 이것은 관절 마디로 연결되어 있고, 각 관절의 사이에는 인체가 움직이거나 관절이 작동할 때마다 그에 따른 충격을 흡수하고, 하중을 지지하기 위한 디스크가 위치하고 있다.
이러한 구성에 의해 척추는 완충작용을 하면서 인간의 자세를 지탱해 줄 뿐만 아니라, 운동의 토대가 되며 내장의 모든 기관을 보호하는 중요한 기능을 한다.
그러나, 상기 척추가 외부의 인위적인 요인, 퇴행성, 또는 비정상적인 자세가 오랫동안 지속됨에 따라, 척추가 손상되거나 틀어질 경우 척추관을 통과하는 신경을 압박함으로써 심한 통증을 유발하게 된다.
즉, 척추의 일부가 손상된 환자는 개인생활에 필요한 활동을 할 수 없고, 손상 정도가 심하지 않은 경우에도 척추의 손상된 부분이 다른 인접한 부분에 눌려지거나 닿게 되어 통증을 유발하게 된다.
이러한 척추 질환의 수술적 치료 방법 중의 하나로 유합술(fusion)에 이용되는 추간체 유합 보형재는, 요추의 척추뼈 이식 또는 척추이탈 및 만곡증의 고정술을 돕기 위해 손상된 디스크를 제거한 후 상추체와 하추체 사이에 시술되는 임플란트로써, 퇴행성추간판탈출층 등의 구조적 이상을 치료하고 척추의 뼈 이식 또는 척추 이탈 및 만곡증의 고정, 전방 전위가 된 척추체의 복구, 골절된 척추체의 높이 복구 등의 목적으로 사용되고 있다.
종래의 PEEK(Polyether ether ketone) 소재로 형성된 추간체 유합 보형재는 방사선 투과성 소재가기 때문에 CT 상에서 케이지의 위치를 확인하기 위하여 티타늄 마커를 케이지 내부에 삽입하여 사용하여 왔다.
그러나, 상기 PEEK 소재의 경우 추체간 삽입 시 파손되는 경우가 종종 발생하고 있으며, 티타늄 마커에 의해서는 정확한 케이지의 위치를 확인하는 것이 어려운 단점이 있었다.
또한, 티타늄 소재로 형성된 추간체 유합 보형재는, 높은 탄성계수로 인해 수술 후 척추체를 변형시키거나 내부로 침강되는 현상이 빈발되어 재골절이나 박리 등의 문제가 발생하거나, 방사선이 투과하지 못하기 때문에 CT에서 골유합 판단이 어려운 단점이 있다.
종래의 이러한 문제점을 해결하기 위해 대한민국특허청 등록번호 10-1370424호 "척추용 복합형 임플란트" 기술이 제시되고 있으며, 수지 소재로 형성된 케이지와 상기 케이지의 외면에 부착되고 다공성 금속 소재로 형성된 금속 레이어를 포함하는 척추형 복합형 임플라트를 개시하고 있다.
상기 종래 기술은 상술한 바와 같은 문제점을 어느 정도 해결하여, 수지 소재의 케이지와 금속 소재의 금속 레이어를 사용한 바 있으나, 금속 레이어를 수지 케이지에 열압착하는 방식으로 구현되어 제조방법이 까다로우며, 크기 및 형태가 고정되어 있어 삽입하고자 하는 추체간 형태나 간격에 따라 신속하게 적용할 수가 없어 정확하고 정밀한 수술의 어려움이 있다.
또한, 금속 레이어가 평판 형태로 형성되어, 추체간에 견고하게 고정되지 않아 처음 시술된 위치에서 이탈될 염려가 있어, 수술의 정확성이 떨어지는 문제점이 있다.
한국공개특허 제2008-0093846호(추간체 고정 보형재) 한국등록특허 제10-1370424호(척추용 복합 임플란트) 미국등록특허 US 7,250,060(HYBRID INTERVERTEBRAL DISC SYSTEM)
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 폴리머 소재의 케이지와, 상기 케이지 상부 및 하부에 각각 결합된 메탈커버로 이루어져 폴리머 및 메탈의 복합 재료로 구현된 추간체 유합 복합 보형재의 제공을 그 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 폴리머 소재의 케이지와, 상기 케이지 상부 및 하부에 각각 형성된 메탈 소재의 메탈커버로 이루어진 추간체 유합 보형재에 있어서, 상기 케이지에 형성된 결합홈에 상기 메탈커버에 형성된 결합구가 결합되어, 상기 케이지 상부 및 하부에 상기 메탈커버가 착탈식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 추간체 유합 복합 보형재를 기술적 요지로 한다.
또한, 상기 케이지는 전단부가 유선형으로 형성되며, 상하로 관통되는 중공부 및 상기 중공부에 연통되며 좌우로 관통되는 측공부가 형성되고, 또한, 상기 케이지의 중공부는, 상기 추간체 유합 복합 보형재의 추간 삽입 방향에 대해 수평 또는 수직으로 복수개가 배열되어 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 메탈커버는, 상기 중공부에 연통되는 개구부가 형성된 것이 바람직하며, 상기 개구부는, 상기 중공부를 덮는 다공메쉬 형태로 형성되는 것이 바람직하다.
여기에서, 상기 메탈커버는 상면에 스파이크가 형성된 것이 바람직하며, 상기 스파이크는, 삼각돌기 형태로 형성되며, 상기 추간체 유합 복합 보형재의 추간 삽입 방향에 대한 면이 상기 메탈커버의 하면에 대해 80°보다 작은 각도로 형성된 것이 바람직하다.
또한, 상기 메탈커버는, 다공성 구조로 형성된 것이 바람직하다.
또한, 상기 메탈커버는, 상기 케이지에 결합되며 솔리드 구조의 외측커버와, 상기 외측커버에 수용결합되는 다공성 구조의 내측커버로 이루어진 것이 바람직하다.
한편, 상기 결합홈 및 상기 결합구는, 상기 케이지에 대해 수직 방향으로 상기 메탈커버가 끼움결합되도록 형성되는 것이 바람직하며, 상기 결합홈은, 상기 중공부의 형태에 대응하여 상기 케이지 상면 및 하면에 각각 수평형성된 수평홈 또는 상기 중공부 주변부에 상기 케이지 상면 및 하면에서 각각 수직형성된 수직홈으로 이루어지거나, 상기 수평홈 및 수직홈이 동시에 구현되어 형성되거나, 상기 케이지의 중공부 내측면에 각 대향되도록 측면 방향으로 끼움홈이 형성된 것이 바람직하다.
또한, 상기 결합홈 및 상기 결합구는, 상기 케이지에 대해 측면 방향으로 상기 메탈커버가 슬라이딩 끼움결합되도록 형성되는 것이 바람직하며, 상기 결합홈은, 상기 케이지에 대해 상면 및 하면에 각각 측면 방향으로 관통되게 복수개의 끼움홈이 형성된 것이 바람직하다.
또한, 상기 결합홈 및 상기 결합구는, 상기 케이지 후방에서 상기 메탈커버가 슬라이딩 끼움결합되도록 형성되면서, 상기 케이지 및 메탈커버의 고정이 결합나사에 의해 구현되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 결합홈 및 상기 결합구는, 상기 케이지 후방에서 상기 메탈커버가 슬라이딩 끼움결합되도록 형성되면서, 상기 케이지에서 메탈커버가 이탈되지 않도록 결합바가 더 형성되는 것이 바람직하다.
여기에서, 상기 결합홈은, 상기 중공부의 형태에 대응하여 상기 케이지 상면 및 하면에 각각 후방이 개방되어 수평형성된 것이 바람직하다.
한편, 상기 케이지를 먼저 추간에 삽입한 후, 상기 메탈커버를 슬라이딩 방식으로 삽입하여 추간을 확장(expanding)시키는 것이 바람직하다.
본 발명은 추간체 유합 보형재에 관한 것으로서, 폴리머 소재의 케이지와, 상기 케이지 상부 및 하부에 각각 형성된 메탈커버로 이루어져 폴리머 및 메탈의 복합 재료로 구현된 추간체 유합 복합 보형재를 제공하는 효과가 있다.
또한, 케이지와 메탈커버가 착탈식으로 결합되어, 제조방법이 간단하며, 상기 케이지에서의 메탈커버의 분리 및 결합이 용이하여 추체간 형태나 간격에 따라 수술 중에도 신속하게 유합 보형재를 다양하게 적용할 수가 있어, 정확하고 정밀한 수술이 가능한 효과가 있다.
또한, 뼈와 닿는 부분에 다공성 구조의 메탈커버가 적용되어 골이식(bone graft)에 유리하고, 폴리머 소재의 케이지가 적합한 강도로 요추를 지지할 수 있으며 인체골과 가장 유사한 탄성을 제공하여 부작용이 없고 방사선 투과율이 높은 장점을 가지면서, 메탈커버가 방사선 사진 상 마커의 역할을 하게 되어 골유합 여부를 정확하게 확인할 수 있어, 수술 성공률을 높여주는 효과가 있다.
도 1 내지 도 15- 본 발명의 다양한 실시예들을 나타낸 도.
도 16 - 본 발명의 일실시예에 대한 사용상태를 나타낸 도.
본 발명은 추간체 유합 보형재에 관한 것으로서, 폴리머 소재의 케이지와, 상기 케이지 상부 및 하부에 각각 형성된 메탈커버로 이루어져 폴리머 및 메탈의 복합 재료로 구현된 추간체 유합 복합 보형재에 관한 것이다.
특히, 상기 케이지와 메탈커버가 착탈식으로 결합되어, 제조방법이 간단하며, 상기 케이지에서의 메탈커버의 분리 및 결합이 용이하여 추체간 형태나 간격에 따라 수술 중에도 신속하게 유합 보형재를 다양하게 적용할 수가 있어, 정확하고 정밀한 수술이 가능하도록 한 것이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명하고자 하며, 도 1 내지 도 15는 본 발명의 실시예들을 도시한 것으로서, 도 1 내지 도 10의 (a)는 사시도를 나타낸 것이고, (b)는 분해사시도를 나타낸 것이며, 도 16은 본 발명의 일실시예에 대한 사용상태를 나타낸 것이다.
도시된 바와 같이 본 발명은 폴리머 소재의 케이지(100)와, 상기 케이지(100) 상부 및 하부에 각각 형성된 메탈 소재의 메탈커버(200)로 이루어진 추간체 유합 보형재에 있어서, 상기 케이지(100)에 형성된 결합홈(110)에 상기 메탈커버(200)에 형성된 결합구(210)가 결합되어, 상기 케이지(100) 상부 및 하부에 상기 메탈커버(200)가 착탈식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 것이다.
본 발명에서의 추간체 유합 보형재는 폴리머 소재의 케이지(100)와 메탈 소재의 메탈커버(200)로 형성되어, 폴리머 소재 및 메탈 소재의 단점을 상호 보완하도록 한 것이다.
상기 폴리머 소재로는 생체 적합성이 우수한 PEEK(Polyether ether ketone)를 사용하며, Carbon-PEEK 또는 초고분자량폴리에틸렌(UHMWPE) 등의 폴리머가 사용될 수 있다. 메탈 소재로는 생체 적합성이 우수한 티타늄 합금(Titanium alloy)을 사용하며, 스테인레스 스틸(Stainless Steel), 니티놀(Nitinol) 또는 코발트-크롬 합금(Co-Cr alloy) 등의 금속재료가 사용될 수 있다.
PEEK 소재는 체내 척추골 지지에 적합한 강도이나 티타늄에 비해서는 기계적 강도가 낮으며, 생체 적합성이 우수하여 케이지(100) 재료로 널리 사용되고 있으며, 사람의 골과 유사한 탄성계수를 가지고 있어, 응력차폐(Stress shielding) 효과가 방지되고, 방사선 투과가 됨으로서, PEEK 케이지(100) 내부에서 발생되는 골유합 및 골 생성 과정을 파악할 수 있으나 시술 후 골유합률이 낮고 유합기간이 다소 긴 단점을 가지고 있다.
그리고, 티타늄 소재는 체내 척추골 지지에 뛰어난 기계적 강도를 가지고 있으며, 생체 적합성이 우수하고, 생체의 골질과 대비해 탄성계수가 굉장히 높아 골내 침강효과(subsidence) 등 부작용 발생 가능성이 높은 단점이 있으며, 방사선 투과가 되지 않아 골유합 등 치료경과를 확인하기 어려우며, 생체 적합성이 뛰어남으로 골유합률이 높아 환자의 빠른 회복이 가능한 장점이 있다.
상기와 같이 본 발명은 PEEK 케이지(100) 상부 및 하부에 메탈커버(200)가 결합된 복합 보형재에 관한 것으로서, 상기의 각 재료에 대한 장단점을 상호 보완할 수 있도록 한 것이다.
즉, 뼈와 접촉하는 상,하면 부분은 뼈와의 빠른 유합을 위해 골유합률이 높은 티타늄 소재로 바람직하게는 다공질 소재의 스파이크(230) 형태 등으로 구현되도록 하고, 또한 인체 흉골의 강도와 유사한 PEEK 소재가 케이지(100)로 제조되어 생체 적합성이 높으며, 침강효과 방지, 방사선 투과를 통한 치료효과 개선 등 두 소재의 장점만을 결합시킨 것을 그 특징으로 한다.
예컨대, 뼈와 닿는 부분에 다공성 구조의 티타늄 재료가 적용되어 마찰력, 골 이식(bone graft)에 유리하며 PEEK 소재의 케이지가 적합한 강도로 요추를 지지할 수 있으며, 생체 적합성이 뛰어난 재료를 사용하고, PEEK 소재의 케이지(100)가 인체골과 가장 유사한 탄성을 제공하여 탄성계수가 인체골과 유사하고, 케이지(100)의 방사선 투과율이 높고 티타늄이 방사선 사진 상 마커의 역할을 하게 되어 골유합 여부를 정확하게 확인할 수 있으며, 골과의 유합을 위해 맞닿는 면이 골유합률이 가장 좋은 티타늄 재료로 가공된 다공성 구조를 제공하는 것이다.
이와 같이, 각 재료의 단점을 보완하고 장점을 극대화하여 환자에게 최적화된 임플란트를 제공할 수 있도록 하면서, 뼈와 직접 닿는 부분에 사용된 티타늄 다공성 구조는 솔리드(solid)로 깎은 구조물보다 피와 유기물질 등의 이동이 보다 용이하여 골유합률을 높이는데 효과가 있으며, 환자의 치료 효과에 매우 큰 장점으로 작용하게 되며, 시술 후 빠르고 높은 골유합률을 유도하여 수술 성공률을 높여준다.
또한, PEEK 소재의 방사선 투과 특성에 따라 수술 후 케이지 내부에 삽입된 이식골의 골유합 및 골생성 과정을 파악할 수 있으며, 티타늄 소재의 커버는 높은 탄성계수로 인해 수술 후 척추체를 변형시키거나 내부로 침강되는 현상이 빈발되나 PEEK 소재의 케이지를 사용함으로써 인체골과 유사한 탄력을 제공하게 되어 환자의 수술 후 침강 현상에 따른 재수술 등의 부작용을 감소시킬 수 있다.
이러한 메탈커버 또는 다공성 메탈커버는 금속 파우더를 이용하여 금속 3D 프린터 장비로 생산할 수 있어, 정밀한 가공이 용이하다.
이와 같이, 폴리머 및 메탈로 이루어진 복합 보형재는 상기 케이지(100)에 형성된 결합홈(110)에 상기 메탈커버(200)에 형성된 결합구(210)가 결합되어, 상기 케이지(100) 상부 및 하부에 상기 메탈커버(200)가 착탈식으로 결합되는 것을 특징으로 한다.
상기 케이지(100)에 형성된 결합홈(110)과 상기 메탈커버(200)에 형성된 결합구(210)는 상호 대응되도록 형성되어 착탈이 가능하도록 결합되도록 하여, 간단한 방법으로 복합 재료로 구현되는 보형재를 제공할 수 있으며, 상기 케이지(100)에서의 메탈커버(200)의 분리 및 결합이 용이하여 수술 중에라도 추체간 형태나 간격에 따라 신속하게 유합 보형재를 다양한 형태로 구현할 수가 있어, 정확하고 정밀한 수술이 가능하도록 한 것이다.
상기 케이지(100)는 전단부가 유선형으로 형성되며, 상하로 관통되는 중공부(120) 및 상기 중공부(120)에 연통되며 좌우로 관통되는 측공부(130)가 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 케이지(100)는 전단부가 유선형으로 형성되어, 즉 전단부의 단면적이 좁게 형성되어 추간체 삽입이 용이하도록 하였으며, 상기 중공부(120)에는 인공골 또는 자가골 등의 본 칩(bone chip) 또는 본 시멘트(bone cement)가 충진되어 상기 중공부(120) 또는 측공부(130)를 통해 인접한 척추체로부터의 골 성장에 의해 유합이 이루어지게 된다.
또한, 상기 케이지의 중공부(120)는, 상기 추간체 유합 복합 보형재의 추간 삽입 방향에 대해 수평 또는 수직으로 복수개가 배열되어 형성될 수도 있다. 이러한 중공부(120)는 척추체의 형태 및 병변에 따라, 골유합률과 강성 등을 고려하여 복수개로 형성될 수 있으며, 곡면 형태 등 다양한 형태로 형성될 수 있다.
상기 메탈커버(200)는 상기 중공부(120)에 연통되는 개구부(220)가 형성되며, 상기 중공부(120)에 충진된 골 형성 재료(bone graft material)가 상기 개구부(220)를 통해 노출되어 인접한 척추체로부터의 골 성장에 의해 골유합이 이루어지게 된다.
상기 개구부(220)는 상기 중공부(120)를 덮는 다공메쉬(221) 형태로 형성될 수도 있다. 이는 초기 고정 시 상기 중공부(120)에 충진된 골 형성 재료(bone graft material)의 유실을 방지하면서 골유합률은 어느 정도 유지되도록 하는 것이다.
이러한 메탈커버(200)는 상면에 스파이크(spike)(230)가 형성되고, 상기 스파이크(230)는, 삼각돌기 형태로 형성되며, 상기 추간체 유합 보형재의 추간 삽입 방향에 대한 면이 상기 메탈커버(200)의 하면에 대해 80°보다 작은 각도로 형성되어, 추간 삽입은 용이하도록 하면서, 삽입된 방향으로 이탈은 잘 되지 않도록 한다.
또한, 상기 메탈커버(200)는 상술한 바와 같이 다공성 구조로 형성되어, 뼈와 직접 닿는 부분에 다공성 구조를 사용함으로써, 피와 유기물질 등의 이동이 보다 용이하여 골유합률을 높여, 환자의 치료 효과에 매우 큰 장점으로 작용하게 되며, 시술 후 빠르고 높은 골유합률을 유도하여 수술 성공률을 높여주게 되는 것이다.
이러한 다공성 구조로 구현된 메탈커버(200)에 있어서, 기공 싸이즈는 450~700㎛ 정도이며, 중공부(120)를 덮는 다공메쉬(221) 형태의 메탈커버(200)에 있어서, 메쉬 기둥의 두께는 300~800㎛ 정도이며, 공극률은 87.4%이다. 이는 골유합률 및 메탈커버(200)의 강성을 고려하여 다공 및 메쉬의 크기, 그리고 공극률을 설계하게 된다.
여기에서, 상기 메탈커버(200)는 상기 케이지(100)에 결합되며, 솔리드 구조의 외측커버(250)와, 상기 외측커버(250)에 수용결합되는 다공성 구조의 내측커버(240)로 이루어질 수도 있다. 이에 의해 골유합률과 메탈커버(200)의 강성이 유지되도록 하는 것이다.
한편, 본 발명에 따른 상기 케이지(100)에 형성된 결합홈(110)과 상기 메탈커버(200)에 형성된 결합구(210)는 서로 끼움결합될 수 있도록 대응되게 형성되게 된다.
상기 결합홈(110) 및 상기 결합구(210)는 상기 케이지(100)에 대해 수직 방향으로 상기 메탈커버(200)가 끼움결합되도록 형성되며, 이 경우, 상기 결합홈(110)은 상기 중공부(120)의 형태에 대응하여 상기 케이지(100) 상면 및 하면에 각각 수평형성된 수평홈(111) 또는 상기 중공부(120) 주변부에 상기 케이지(100) 상면 및 하면에서 각각 수직형성된 수직홈(112)으로 이루어지거나, 상기 수평홈(111) 및 수직홈(112)이 동시에 구현되어 형성되거나, 상기 케이지(100)의 중공부(120) 내측면에 각 대향되도록 측면 방향으로 끼움홈(113)이 형성된 것이 바람직하다.
또한, 상기 결합홈(110) 및 상기 결합구(210)는, 상기 케이지(100)에 대해 측면 방향으로 상기 메탈커버(200)가 슬라이딩 끼움결합되도록 형성되며, 이 경우, 상기 결합홈(110)은, 상기 케이지(100)에 대해 상면 및 하면에 각각 측면 방향으로 관통되게 복수개의 끼움홈(114)이 형성된다.
또한, 상기 결합홈(110) 및 상기 결합구(210)는, 상기 케이지(100) 후방에서 상기 메탈커버(200)가 슬라이딩 끼움결합되도록 형성되면서, 상기 케이지(100) 및 메탈커버(200)의 고정이 결합나사(300)에 의해 구현되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 결합홈(110) 및 상기 결합구(210)는, 상기 케이지(100) 후방에서 상기 메탈커버(200)가 슬라이딩 끼움결합되도록 형성되면서, 상기 케이지(100)에서 메탈커버(200)가 이탈되지 않도록 결합바(400)가 더 형성되는 것이 바람직하며, 여기에서, 상기 결합홈(110)은, 상기 중공부(120)의 형태에 대응하여 상기 케이지(100) 상면 및 하면에 각각 후방이 개방되어 수평형성된 것이 바람직하다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예에 대해 살펴보고자 한다. 도 1 내지 도 11은 본 발명에 따른 추간체 유합 복합 보형재에 대한 다양한 실시예들을 도시한 것이다.
먼저, 도 1은 PEEK 소재의 케이지(100)와 상기 케이지(100) 상부 및 하부에 각각 티타늄 소재의 메탈커버(200)로 형성된 추간체 유합 복합 보형재에 관한 것으로서, 상기 케이지(100)에 형성된 결합홈(110)에 상기 메탈커버(200)에 형성된 결합구(210)가 결합되어 상기 케이지(100) 상부 및 하부에 상기 메탈커버(200)가 착탈식으로 결합되는 것이다. 후방부에는 케이지 삽입용 기구(instrument)의 결합을 위한 홈부(나사산) 등이 형성된다.
도시된 바와 같이, 상기 결합홈(110) 및 상기 결합구(210)는 상기 케이지(100)에 대해 측면 방향으로 상기 메탈커버(200)가 슬라이딩 끼움결합되도록 형성된 것으로서, 상기 결합홈(110)은 상기 케이지(100)에 대해 상면 및 하면에 각각 측면 방향으로 관통되게 복수개의 끼움홈(114)이 형성된 것이다.
상기 끼움홈(114) 및 상기 결합구(210)는 상기 케이지(100)의 측면방향으로 상기 메탈커버(200)를 슬라이딩 끼움결합되도록 형성되어, 측면 방향으로는 상기 케이지(100)로부터 상기 메탈커버(200)의 분리가 가능하나 수직 방향으로는 메탈커버(200)의 분리가 발생하지 않도록 결합구(210) 및 끼움홈(114) 단부에는 걸림턱 구조가 형성될 수 있다.
상기 케이지(100)는 중공부(120) 및 측공부(130)가 형성되어 있으며, 상기 메탈커버(200)는 상기 중공부(120)에 연통되는 개구부(220)가 구비되어 있고, 상면에는 스파이크(230)가 추간체 삽입 방향에 대해 수직되게 배열되어 형성되어 있다.
도 2는, 상기 결합홈(110) 및 결합구(210)는, 상기 케이지(100) 후방에서 상기 메탈커버(200)가 슬라이딩 끼움결합되도록 형성되면서, 상기 케이지(100) 및 메탈커버(200)의 고정이 결합나사(300)에 의해 구현되는 것이며, 상기 결합홈(110)은 상기 중공부(120)의 형태에 대응하여 상기 케이지(100) 상면 및 하면에 각각 후방이 개방되어 수평형성된 것이며, 상기 결합구(210)의 형태는 이에 대응되어 형성된 것이다.
도 3은, 상기 결합홈(110) 및 상기 결합구(210)는, 상기 케이지(100) 후방에서 상기 메탈커버(200)가 슬라이딩 끼움결합되도록 형성되면서, 상기 케이지(100)에서 메탈커버(200)가 이탈되지 않도록 결합바(400)가 더 형성된 것이며, 상기 결합홈(110)은 상기 중공부(120)의 형태에 대응하여 상기 케이지(100) 상면 및 하면에 각각 후방이 개방되어 수평형성된 것이며, 상기 결합구(210)의 형태는 이에 대응되어 형성된 것이다.
상기 결합바(400)는 상기 케이지(100)에 형성된 요홈에 삽입결합되는 것으로서, 상기 메탈커버(200)의 슬라이딩 결합 후 결합바(400)의 결합함으로써, 상기 메탈커버(200)를 고정시켜 이탈되지 않도록 하는 것이다.
도 4는, 상기 결합홈(110) 및 상기 결합구(210)는, 상기 케이지(100)에 대해 수직 방향으로 상기 메탈커버(200)가 끼움결합되도록 형성된 것으로서, 이 경우, 상기 결합홈(110)은, 상기 중공부(120) 주변부에 상기 케이지(100) 상면 및 하면에서 각각 수직형성된 수직홈(112)으로 이루어진 것이다.
상기 수직홈(112)은 복수개로 형성되며, 상기 결합구(210)는 이에 대응하여 형성된 것이다.
도 5는 상기 결합홈(110) 및 상기 결합구(210)는, 상기 케이지(100)에 대해 수직 방향으로 상기 메탈커버(200)가 끼움결합되도록 형성된 것으로서, 이 경우, 상기 결합홈(110)은,
상기 중공부(120)의 형태에 대응하여 상기 케이지(100) 상면 및 하면에 각각 수평형성된 수평홈(111)과 상기 중공부(120) 주변부에 상기 케이지(100) 상면 및 하면에서 각각 수직형성된 수직홈(112)이 이 동시에 구현되어 형성되어 있으며, 상기 결합구(210)는 이에 대응하여 형성된 것이다.
도 6은, 상기 메탈커버(200)는, 상기 케이지(100)에 결합되며 솔리드 구조의 외측커버(250)와, 상기 외측커버(250)에 수용결합되는 다공성 구조의 내측커버(240)로 이루어진 것이다.
본 실시예에서의 상기 결합홈(110) 및 상기 결합구(210)는, 상기 케이지(100)에 대해 수직 방향으로 상기 메탈커버(200)가 끼움결합되도록 형성된 것으로서, 상기 중공부(120)의 형태에 대응하여 상기 케이지(100) 상면 및 하면에 각각 수평형성된 수평홈(111)이 형성되어 상기 메탈커버(200)의 결합구(210)와 억지끼움 결합되게 된다.
도 7 내지 도 10의 상기 결합홈(110) 및 상기 결합구(210)는, 상기 케이지(100)에 대해 수직 방향으로 상기 메탈커버(200)가 끼움결합되도록 형성된 것으로서, 상기 결합홈(110)은, 상기 케이지(100)의 중공부(120) 내측면에 각 대향되도록 측면 방향으로 끼움홈(113)이 형성된 것이다.
도 7은 상기 메탈커버(200)에 개구부(220)가 형성된 것으로서, 개구부(220) 주변이 다공성 구조로 형성된 것을 특징으로 하고 있다.
도 8은 상기 메탈커버(200)의 개구부(220)가 상기 중공부(120)를 덮는 다공메쉬(221) 형태로 형성된 것으로서, 개구부(220) 상의 다공메쉬(221) 형태는 편평하게 형성되어 있으며, 도 9는 상기 메탈커버(200)의 개구부(220)가 상기 중공부(120)를 덮는 다공메쉬(221) 형태로 형성된 것으로서, 상기 개구부(220) 상의 다공메쉬(221) 형태는 상기 메탈커버(200)의 스파이크(230) 상에 연속적으로 형성된 것이다.
여기에서 다공성 구조 및 다공메쉬(221) 형태는 개구부(220) 상에 형성된 경우(다공메쉬(221) 형태) 이를 달리 표현한 것으로서 그 제조방법 및 기공의 크기는 차이가 없다. 여기에서 기공의 차이는 골유합률이나 메탈커버(200)의 강성에 따라 달리 설정할 수 있다.
도 10은 상기 메탈커버(200)의 개구부(220)가 상기 중공부(120)를 덮는 다공메쉬(221) 형태로 형성된 것으로서, 개구부(220) 상의 다공메쉬(221) 형태는 편평하게 형성되되, 상기 도 8에서와는 달리 기공의 크기가 상대적으로 큰 벌집 형태 등으로 구현된 것이다.
도 11 및 도 12는 도 4 또는 도 5의 실시예에 따른 추간체 유합 복합 보형재에 있어서, 상기 메탈커버(200)의 높이를 달리하여 구현한 것(도 11은 사시도, 도 12는 이에 대한 측면모식도)으로서, 상기 케이지(100)에서의 메탈커버(200)의 분리 및 결합이 용이하여 추체간 형태나 간격에 따라 수술실에서 시술 중 메탈커버(200)를 신속하게 변경하여 유합 보형재 전체 높이를 조절할 수 있도록 하여, 다양한 싸이즈의 유합 보형재를 제공할 수가 있어, 정확하고 정밀한 수술이 가능하도록 한 것이다.
도 13 및 도 14는 본 발명에 따른 추간체 유합 복합 보형재의 중공부(120)가 추간 삽입 방향에 대해 수직 또는 평행하게 복수개 배열되어 형성된 것을 도시한 것이다.
도 13은 세개의 중공부(120)가 추간 삽입 방향에 대해 수직으로 배열된 것을 도시한 것이며, 도 14는 두개의 중공부(120)가 추간 삽입 방향에 대해 평행하게 배열된 것을 도시한 것으로서, 이에 메탈커버(200) 및 그에 형성된 개구부(220)도 그에 대응하여 형성되게 된다.
이러한 실시예는 척추체의 형태 및 병변에 따라, 골유합률과 강성 등을 고려하여 중공부의 배열형태나 갯수를 달리하여 형성할 수 있다.
도 15는 본 발명에 따른 케이지(100) 및 메탈커버(100) 그에 따른 중공부 및 개구부 등이 곡면형태로 형성된 것을 도시한 것으로서, 척추체의 형태 및 병변에 따라 다양한 형태로 구현할 수 있다.
도 16은 본 발명의 일실시예에 대한 사용상태를 나타낸 것으로서, 수술 시 케이지(100)를 먼저 추간에 삽입한 후(화살표는 추간 삽입 방향을 나타내고, 케이지 후방의 막대는 케이지 삽입용 기구(instrument)를 나타냄), 메탈커버(200)를 슬라이딩 방식으로 삽입하여 추간을 자연스럽게 확장(expanding)시키는 것을 나타낸 것이다.
이와 같이, 본 발명은 추간체 유합 보형재에 관한 것으로서, 폴리머 소재의 케이지와, 상기 케이지 상부 및 하부에 각각 형성된 메탈커버로 이루어져 폴리머 및 메탈의 복합 재료로 구현된 추간체 유합 복합 보형재에 관한 것이다.
특히, 상기 케이지와 메탈커버가 착탈식으로 결합되어, 제조방법이 간단하며, 상기 케이지에서의 메탈커버의 분리 및 결합이 용이하여 수술 중에라도 추체간 형태나 간격에 따라 신속하게 유합 보형재를 다양하게 적용할 수가 있어, 정확하고 정밀한 수술이 가능하도록 한 것이다.
또한, 케이지 삽입 후 슬라이딩 방식으로 메탈커버가 케이지에 결합되도록 하여, 추간을 자연스럽게 확장시켜 추간 간격 확보가 용이하여 수술이 용이하고, 척추체의 정상적인 복구가 원활하게 진행되도록 한 것이다.
100 : 케이지 110 : 결합홈
111 : 수평홈 112 : 수직홈
113, 114 : 끼움홈 120 : 중공부
130 : 측공부 200 : 메탈커버
210 : 결합구 220 : 개구부
221 : 다공메쉬 230 : 스파이크
240 : 내측커버 250 : 외측커버
300 : 결합나사 400 : 결합바

Claims (17)

  1. 폴리머 소재의 케이지와, 상기 케이지 상부 및 하부에 각각 형성된 메탈 소재의 메탈커버로 이루어진 추간체 유합 복합 보형재에 있어서,
    상기 케이지에 형성된 결합홈에 상기 메탈커버에 형성된 결합구가 결합되어, 상기 케이지 상부 및 하부에 상기 메탈커버가 착탈식으로 결합되되,
    상기 케이지는 전단부가 유선형이고, 상하로 관통되는 중공부 및 상기 중공부에 연통되며 좌우로 관통되는 측공부가 형성되며,
    상기 메탈커버는 다공성 구조이며,
    상기 메탈커버에는 상기 중공부에 연통되는 개구부가 형성되고,
    상기 개구부는 상기 중공부를 덮는 다공메쉬 형태로 형성되며,
    상기 메탈커버의 다공성 구조와 상기 개구부의 다공메쉬 형태의 기공은 골유합률이나 상기 메탈커버의 강성에 따라 설정되는 것을 특징으로 하는 추간체 유합 복합 보형재.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 케이지의 중공부는,
    상기 추간체 유합 복합 보형재의 추간 삽입 방향에 대해 수평 또는 수직으로 복수개가 배열되어 형성된 것을 특징으로 하는 추간체 유합 복합 보형재.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서, 상기 메탈커버는 상면에 스파이크가 형성된 것을 특징으로 하는 추간체 유합 복합 보형재.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 스파이크는,
    삼각돌기 형태로 형성되며, 상기 추간체 유합 복합 보형재의 추간 삽입 방향에 대한 면이 상기 메탈커버의 하면에 대해 80°보다 작은 각도로 형성된 것을 특징으로 하는 추간체 유합 복합 보형재.
  8. 삭제
  9. 제 1항에 있어서, 상기 메탈커버는,
    상기 케이지에 결합되며 솔리드 구조의 외측커버와,
    상기 외측커버에 수용결합되는 다공성 구조의 내측커버로 이루어진 것을 특징으로 하는 추간체 유합 복합 보형재.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 결합홈 및 상기 결합구는,
    상기 케이지에 대해 수직 방향으로 상기 메탈커버가 끼움결합되도록 형성된 것을 특징으로 하는 추간체 유합 복합 보형재.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 결합홈은,
    상기 중공부의 형태에 대응하여 상기 케이지 상면 및 하면에 각각 수평형성된 수평홈 또는 상기 중공부 주변부에 상기 케이지 상면 및 하면에서 각각 수직형성된 수직홈으로 이루어지거나, 상기 수평홈 및 수직홈이 동시에 구현되어 형성되거나,
    상기 케이지의 중공부 내측면에 각 대향되도록 측면 방향으로 끼움홈이 형성된 것을 특징으로 하는 추간체 유합 복합 보형재.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 결합홈 및 상기 결합구는,
    상기 케이지에 대해 측면 방향으로 상기 메탈커버가 슬라이딩 끼움결합되도록 형성된 것을 특징으로 하는 추간체 유합 복합 보형재.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 결합홈은,
    상기 케이지에 대해 상면 및 하면에 각각 측면 방향으로 관통되게 복수개의 끼움홈이 형성된 것을 특징으로 하는 추간체 유합 복합 보형재.
  14. 제 1항에 있어서, 상기 결합홈 및 상기 결합구는,
    상기 케이지 후방에서 상기 메탈커버가 슬라이딩 끼움결합되도록 형성되면서, 상기 케이지 및 메탈커버의 고정이 결합나사에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는 추간체 유합 복합 보형재.
  15. 제 1항에 있어서, 상기 결합홈 및 상기 결합구는,
    상기 케이지 후방에서 상기 메탈커버가 슬라이딩 끼움결합되도록 형성되면서, 상기 케이지에서 메탈커버가 이탈되지 않도록 결합바가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 추간체 유합 복합 보형재.
  16. 제 14항 또는 제 15항에 있어서, 상기 결합홈은,
    상기 중공부의 형태에 대응하여 상기 케이지 상면 및 하면에 각각 후방이 개방되어 수평형성된 것을 특징으로 하는 추간체 유합 복합 보형재.
  17. 제 14항 또는 제 15항에 있어서, 상기 케이지를 먼저 추간에 삽입한 후, 상기 메탈커버를 슬라이딩 방식으로 삽입하여 추간을 확장(expanding)시키는 것을 특징으로 하는 추간체 유합 복합 보형재.
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