KR101913381B1 - 생분해도의 모니터링이 가능한 생분해성 플레이트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 골절 부위가 다시 접합할 때까지 뼈를 고정하는데 사용되는 뼈 고정용 플레이트에 있어서, 특히 뼈 접합을 위한 시술 후 생분해성 시트의 생분해도를 확인할 수 있는 생분해도의 모니터링이 가능한 생분해성 플레이트에 관한 것으로, 적어도 하나의 층을 구성하는 생분해성 시트와, 상기 생분해성 시트에 생분해성 금속으로 패터닝하여 형성되는 적어도 하나의 도전패턴으로 구성되는 것이 일 특징과, 다층 구조의 생분해성 시트들과, 상기 생분해성 시트들에 개재(intervene)되며 생분해성 금속을 사용하여 패터닝된 적어도 하나의 도전패턴(conductive pattern)을 가지는 생분해도 모니터링 시트로 구성되는 것이 다른 특징인 발명이다.

Description

생분해도의 모니터링이 가능한 생분해성 플레이트{Biodegradable plate being capable of monitoring quantitative level of biodegradation}

본 발명은 골절 부위가 다시 접합할 때까지 뼈를 고정하는데 사용되는 뼈 고정용 플레이트에 관한 것으로, 특히 뼈 접합을 위한 시술 후 생분해성 시트의 생분해도를 확인할 수 있는 생분해도의 모니터링이 가능한 생분해성 플레이트에 관한 것이다.

뼈 골절의 접합 치료에는 체외고정법과 체내고정법이 있다.

체외고정법은 피부 밖에서 금속 침들을 골절 부위의 여러 곳에 심고, 그 금속 침들을 피부 밖에서 고정하는 방법이다.

체내고정법은 피부 및 근육을 절개하여 골절 부위를 노출시킨 후 뼈를 고정하는 방법으로, 뼈 속에 가늘고 긴 지지대를 넣는 방식과 뼈의 외면에 뼈 고정판을 대고 그 뼈 고정판을 나사로 뼈에 고정하는 방식이 있다.

상기한 치료들 중에서 뼈 고정판을 이용하는 방법이 타 방법에 비해 이점이 많아 가장 널리 사용되고 있다.

대한민국 등록특허 제10-1200934호(뼈 고정판)는 일자 형태의 뼈 고정판을 개시하고 있고, 대한민국 공개특허 제10-2006-0123370호(뼈 플레이트)는 X자 형태의 뼈 고정판을 개시하고 있다. 이외에도 Y자나 정사각형 등 다양한 형태의 뼈 고정판이 알려져 있다.

상술된 바와 같은 뼈 고정판의 재질로, 금속(티타늄 등) 및 생분해성 유기 고분자(PLLA, PLGA 등)가 알려져 있다.

금속 재질의 뼈 고정판의 경우에는, 골절된 뼈가 완치된 이후에 뼈 고정판을 제거하는 2차 수술이 수반되어야 하기 때문에 환자나 의사에게 부담이 된다. 반면에, 생분해성 유기 고분자 재질의 뼈 고정판의 경우에는, 수술 후 일정시간이 경과하면 인체 내에서 분해되기 때문에 2차 수술이 수반될 필요는 없다.

한편, 생분해성 유기 고분자 재질의 뼈 고정판을 시술한 경우에는 인체 내에서의 생분해 특성 및 분해정도를 확인해야 한다.

그러나, 현재 기술에서는 직접 시술 부위를 개방하지 않고는 뼈 고정판의 생분해 정도(quantitative level of biodegradation)를 확인할 수 없었다.

물론, 임상에서는 마이크로 CT(Computed Tomography) 등의 고가 장비를 사용하여 시술 부위의 예후를 영상으로 모니터링할 수 있으나 이러한 간접적인 영상 분석만으로는 생분해 정도를 정성 및 정량적으로 정확하게 확인할 수 없는 것이 현실이다.

본 발명의 목적은 상기한 점들을 감안하여 안출한 것으로, 특히 시술 부위를 개방하지 않고도 인체 내부에 삽입된 상태에서 생분해성 시트의 생분해 정도를 정확하게 확인토록 해주는 생분해도의 모니터링이 가능한 생분해성 플레이트를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 생분해도의 모니터링이 가능한 생분해성 플레이트의 일 특징은, 적어도 하나의 층을 구성하는 생분해성 시트와, 상기 생분해성 시트에 생분해성 금속으로 패터닝하여 형성되는 적어도 하나의 도전패턴으로 구성되는 것이다.

바람직하게, 상기 도전패턴은 상기 생분해성 시트의 표면 또는 내부에 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 도전패턴은 상기 생분해성 시트의 전면에 걸쳐 단일 패턴으로 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 도전패턴은 상기 생분해성 시트를 다수 개의 n개 구획(section)으로 분할함에 따라, 각 구획에 서로 다른 형상으로 패터닝된 제1 내지 n 패턴으로 구성될 수 있다.

보다 바람직하게, 상기 제1 내지 n 패턴은 외부에서 유입되는 수신신호에 의해 전자기 유도되는 서로 다른 주파수의 반사신호를 각각 방출할 수 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 생분해도의 모니터링이 가능한 생분해성 플레이트의 다른 특징은, 다층 구조의 생분해성 시트들과, 상기 생분해성 시트들에 개재(intervene)되며 생분해성 금속을 사용하여 패터닝된 적어도 하나의 도전패턴(conductive pattern)을 가지는 생분해도 모니터링 시트로 구성되는 것이다.

바람직하게, 상기 도전패턴은 외부에서 유입되는 수신신호에 의해 전자기 유도되는 특정 주파수의 반사신호를 방출할 수 있다.

바람직하게, 상기 다층 구조의 생분해성 시트들이 제1 내지 m층으로 구성됨에 따라 상기 생분해도 모니터링 시트는 상기 제1 내지 m층에 개재되는 k(k=m-1)개의 층으로 이루어지되, 상기 생분해도 모니터링 시트의 각 층은 서로 다른 형상으로 패터닝된 도전패턴을 가질 수 있다.

바람직하게, 상기 다층 구조의 생분해성 시트들이 제1 내지 m층으로 구성됨에 따라 상기 생분해도 모니터링 시트는 상기 제1 내지 m층에 개재되는 k(k=m-1)개의 층으로 이루어지되, 상기 k개의 층 중에서 임의의 한 층을 다수의 n개 구획(section)으로 분할함에 따라 각 구획에 서로 다른 형상으로 패터닝된 도전패턴이 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 다층 구조의 생분해성 시트들을 구성하는 각 시트는 상기 생분해도 모니터링 시트를 구성하는 각 시트와 동일한 두께로 형성될 수 있다.

바람직하게, 상기 도전패턴은 상기 생분해도 모니터링 시트의 일 표면에 형성되며, 상기 도전패턴이 형성된 일 표면이 생분해도의 모니터링 대상에 해당하는 생분해성 시트와 대면하게 형성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 시술 부위를 개방하지 않고도 인체 내부에 삽입된 상태에서 생분해성 시트의 생분해 정도를 정확하게 확인할 수 있다. 특히, 다층 구조의 생분해성 시트의 경우에도 각 층 별로 또는 각 층의 구획 별로 구분하여 생분해 정도를 정확하게 확인할 수 있다.

또한, 본 발명에서와 같이 생분해성 시트에 생분해도를 모니터링할 수 있는 모니터링 시트를 개재하는 간단한 구조적 변경으로 인체 내부에 삽입된 생분해성 플레이트의 생분해 정도를 정확하게 확인할 수 있으며, 마이크로 CT(Computed Tomography) 등의 고가 장비를 사용하는 경우보다 생분해 정도를 정성 및 정량적으로 정확하게 확인할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 생분해도의 모니터링이 가능한 생분해성 플레이트를 도시한 평면도 및 단면도이고,
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 생분해도의 모니터링이 가능한 생분해성 플레이트를 도시한 평면도 및 단면도이고,
도 3은 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 생분해도의 모니터링이 가능한 생분해성 플레이트를 도시한 단면도이다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통해 명백해질 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예의 구성과 그 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 또 이것에 의해서 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해서 상기한 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 생분해도의 모니터링이 가능한 생분해성 플레이트의 바람직한 실시 예를 자세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 생분해도의 모니터링이 가능한 생분해성 플레이트를 도시한 평면도 및 단면도로써, 1층의 생분해성 시트에 하나의 도전패턴이 형성된 예를 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 생분해도의 모니터링이 가능한 생분해성 플레이트는 생분해성 시트(10)와 그 생분해성 시트(10)에 형성되는 도전패턴(20)으로 구성된다.

생분해성 시트(10)는 Poly-lactic acid(PLA), poly-glycolic acid(PGA), Poly-lactide-co-glycolide(PLGA), poly-L-lactide acid(PLLA), Poly-carprolactone(PCL), 세라믹(ceramic) 또는 생체복합재료(biocomposites)로 형성되는 것이 바람직하며, 그밖에 인체 친화적인 생분해성 고분자 수지이면 다양하게 적용가능하다.

또한, 본 발명의 생분해도의 모니터링이 가능한 생분해성 플레이트는 뼈에 체결될 나사와 같은 결합수단이 삽입되는 관통홀들을 더 구비할 수도 있다. 그러나 그 관통홀은 별도로 도시하지는 않는다.

도전패턴(20)은 생분해성 시트(10)의 표면 또는 내부에 생분해성 금속을 패터닝하여 형성될 수 있다. 여기서, 생분해성 금속은 시간이 경과함에 따라 인체에 흡수되는 금속으로, 구리(Cu), 니켈(Ni), 마그네슘(Mg), 금(Au), 은(Ag) 및 티타늄(Ti) 등일 수 있으며, 그들의 합금을 포함할 수 있다.

한편, 본 발명에서는 도전패턴(20)을 형성하기 위한 소재로 금속을 소개하고 있으나 도전 특성을 가지면서 인체 친화적이고 생분해 특성을 가지는 도전성 플라스틱도 이용가능하다.

도 1에 도시된 예처럼, 도전패턴(20)은 생분해성 시트(10)의 전면에 걸쳐 단일 패턴으로 형성될 수 있다. 그 도전패턴(20)은 외부에서 유입되는 수신신호에 의해 전자기 유도되는 특정 주파수의 반사신호를 방출할 수 있다.

따라서, 도전패턴(20)이 형성된 생분해성 시트(10)를 인체 내부에 시술한 경우, 전자기 유도하는 신호를 발생하고 그 발생된 신호에 의해 전자기 유도되어 방출되는 신호를 수신할 수 있는 모니터링 디바이스를 사용하여 인체 내부에 시술된 생분해성 플레이트의 생분해 정도를 모니터링할 수 있다. 즉, 해당 모니터링 디바이스에 의해 수신되는 반사신호의 주파수 특성과 신호 세기를 측정하여 생분해성 플레이트의 생분해 특성 및 분해 정도를 확인할 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 생분해도의 모니터링이 가능한 생분해성 플레이트를 도시한 평면도 및 단면도로써, 1층의 생분해성 시트에 다수의 도전패턴이 형성된 예를 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 생분해도의 모니터링이 가능한 생분해성 플레이트는 생분해성 시트에 형성되는 다수의 도전패턴(21,22,23,24)으로 구성된다.

생분해성 시트는 다수 개의 n개 구획(section)으로 분할되는 것으로 정의할 수 있다. 여기서, 생분해성 시트를 n개 구획으로 분할한다는 의미는 물리적인 분할이 아니며 생분해도의 모니터링을 구획 단위로 구분하여 실시하기 위한 것이다. 한편, 도 2는 n=4인 경우를 예로 도시한 것이다.

도 2에서 생분해성 시트를 4개 구획(section)으로 분할함에 따라 이를 제1 내지 4 구획(11,12,13,14)으로 정의한다.

제1 내지 4 구획(11,12,13,14)은 서로 다른 형상으로 패터닝된 도전패턴을 가지며, 그 도전패턴은 제1 내지 4 구획(11,12,13,14)에 일대일 대응하여 제1 내지 4 도전패턴(21,22,23,24)이 형성될 수 있다.

상기 제1 내지 n 패턴(21,22,23,24)은 서로 다른 형상으로 패터닝되어 외부에서 유입되는 수신신호에 의해 전자기 유도되는 서로 다른 주파수의 반사신호를 각각 방출할 수 있다. 여기서, 제1 내지 n 패턴(21,22,23,24)이 가지는 서로 다른 형상의 패턴으로 인해 주파수 특성이 달라지며, 제1 내지 n 패턴(21,22,23,24)의 각 반사신호의 주파수가 상이함에 따라 전술된 모니터링 디바이스가 각 구획 별로 생분해도를 구분하여 모니터링할 수 있다.

상기한 도 1 및 2에서는 생분해성 시트 자체에 형성되는 도전패턴에 기반하여 해당 생분해성 시트의 생분해도를 모니터링할 수 있다.

그러나, 복수 개의 생분해성 시트를 적층하는 구조인 경우에는 도 1에 도시된 단일 도전패턴을 가지는 생분해성 시트와 도 2에 도시된 복수 도전패턴을 가지는 생분해성 시트 중 어느 하나를 생분해성 시트에 개재하여 각 층 별로 생분해도를 구분하여 모니터링할 수도 있다.

도 3은 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 생분해도의 모니터링이 가능한 생분해성 플레이트를 도시한 단면도로써, 다층 구조의 생분해성 시트들에 도전패턴을 가지는 생분해도 모니터링 시트가 개재된 예를 도시한 것이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 생분해도의 모니터링이 가능한 생분해성 플레이트는 다층 구조의 생분해성 시트들(100,110,120)과, 그 생분해성 시트들(100,110,120)에 개재(intervene)되는 생분해도 모니터링 시트(200,210)로 구성된다.

다층 구조의 생분해성 시트들(100,110,120)의 각 두께는 생분해도 모니터링 시트를 구성하는 각 시트와 동일한 두께로 형성될 수 있는데, 각 층의 생분해 속도와 도전패턴의 생분해 속도를 고려하여 다양하게 변형 가능하다.

다층 구조의 생분해성 시트들(100,110,120)는 도 1 및 2에서 도시된 특성과 동일하다.

생분해도 모니터링 시트(200,210)는 생분해성 금속을 사용하여 패터닝된 적어도 하나의 도전패턴(conductive pattern)을 가지는 것이 바람직하다. 특히, 생분해도 모니터링 시트(200,210)에 구비되는 도전패턴을 도 1에 도시된 바와 같이 하나의 시트에 하나의 패턴이 구비될 수도 있고, 도 2에 도시된 바와 같이 하나의 시트에 서로 다른 다수의 패턴이 구비될 수도 있다. 도 3에서는 하나의 시트에 하나의 패턴이 구비되는 예를 도시한 것이다.

다층 구조의 생분해성 시트들(100,110,120)은 제1 내지 m층으로 구성될 수 있다. 도 3은 m=3인 경우를 예로 설명한다.

생분해도 모니터링 시트(200,210)는 다층 구조의 생분해성 시트들(100,110,120)에 해당하는 제1 내지 m층에 개재되는 k(k=m-1)개의 층으로 구성될 수 있으며, 생분해도 모니터링 시트(200,210)의 각 층은 서로 다른 형상으로 패터닝된 도전패턴(300,310)을 가질 수 있다.

도 3은 m=3인 경우이므로 k=2일 수 있으며, 그에 따라 생분해도 모니터링 시트의 제1층(200)은 생분해성 시트의 제1층(100)과 제2층(110) 사이에 삽입되며, 생분해도 모니터링 시트의 제2층(210)은 생분해성 시트의 제2층(110)과 제3층(120) 사이에 삽입된다. 또한, 생분해도 모니터링 시트의 제1층(200)에 패터닝된 제1도전패턴(300)은 생분해도 모니터링 시트의 제2층(210)에 패터닝된 제2도전패턴(310)은 서로 다른 형상을 가지는 것이 바람직하다.

제1 및 2 도전패턴(300,310)은 외부에서 유입되는 수신신호에 의해 전자기 유도되는 특정 주파수의 반사신호를 방출하는데, 서로 다른 형상의 패턴이므로 외부에서 유입되는 수신신호에 의해 전자기 유도되는 서로 다른 주파수의 반사신호를 각각 방출할 수 있다.

한편, 도 2에 도시된 예와 같이, 생분해도 모니터링 시트를 구성하는 k개의 층 중에서 임의의 한 층을 다수의 n개 구획(section)으로 분할함에 따라 각 구획에 서로 다른 형상으로 패터닝된 도전패턴이 형성될 수도 있다.

도전패턴(300,310)은 생분해도 모니터링 시트(200,210)의 표면 또는 내부에 생분해성 금속을 패터닝하여 형성될 수 있으나, 도 3에는 생분해도 모니터링 시트(200,210)의 표면에 형성되는 예를 도시한 것이다. 이와 같이 도전패턴(300,310)이 생분해도 모니터링 시트(200,210)의 일 표면에 형성됨에 따라 도전패턴(300,310)이 형성된 일 표면이 생분해도의 모니터링 대상에 해당하는 생분해성 시트와 대면하게 형성될 수 있다. 도 3에는 생분해도 모니터링 시트의 제1층(200)에서 제1도전패턴(300)이 형성된 표면을 생분해성 시트의 제2층(110)과 대면하게 형성시킨 예와, 생분해도 모니터링 시트의 제2층(210)에서 제2도전패턴(310)이 형성된 표면을 생분해성 시트의 제3층(120)과 대면하게 형성시킨 예를 도시한다. 그에 따라, 생분해도 모니터링 시트의 제1층(200)에 의해 제1층(200)인 자신과 생분해성 시트의 제2층(110)의 생분해도를 모니터링할 수 있고, 생분해도 모니터링 시트의 제2층(210)에 의해 제2층(210)인 자신과 생분해성 시트의 제3층(120)의 생분해도를 모니터링할 수 있다.

전술된 모니터링 디바이스는 생분해도 모니터링 시트의 제1층(200)과 제2층(210)에서 발생하여 방출되는 반사신호의 주파수 특성과 신호 세기를 측정하여 생분해성 플레이트의 각 층 별 생분해 특성 및 분해 정도를 확인할 수 있다.

지금까지 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위 내에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다.

그러므로 여기서 설명한 본 발명의 실시 예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 상술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100, 110, 120 : 생분해성 시트
200, 210 : 생분해도 모니터링 시트
300, 310 : 도전패턴

Claims (11)

1. 적어도 하나의 층을 구성하는 생분해성 시트와;
   상기 생분해성 시트에 생분해성 금속으로 패터닝하여 형성되는 적어도 하나의 도전패턴으로 구성되되,
   상기 도전패턴은,
   상기 생분해성 시트를 다수 개의 n개 구획으로 분할함에 따라, 각 구획에 서로 다른 형상으로 패터닝된 제1 내지 n 패턴으로 구성되는 것을 특징으로 하는 생분해도의 모니터링이 가능한 생분해성 플레이트.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 내지 n 패턴은,
   외부에서 유입되는 수신신호에 의해 전자기 유도되는 서로 다른 주파수의 반사신호를 각각 방출하는 것을 특징으로 하는 생분해도의 모니터링이 가능한 생분해성 플레이트.
5. 다층 구조의 생분해성 시트들; 그리고
   상기 생분해성 시트들에 개재되며, 생분해성 금속을 사용하여 패터닝된 적어도 하나의 도전패턴을 가지는 생분해도 모니터링 시트로 구성되되,
   상기 다층 구조의 생분해성 시트들이 제1 내지 m층으로 구성됨에 따라 상기 생분해도 모니터링 시트는 상기 제1 내지 m층에 개재되는 k(k=m-1)개의 층으로 이루어지고,
   상기 생분해도 모니터링 시트의 각 층은 서로 다른 형상으로 패터닝된 도전패턴을 가지는 것을 특징으로 하는 생분해도의 모니터링이 가능한 생분해성 플레이트.
6. 제1항 또는 제5항에 있어서,
   상기 도전패턴은,
   외부에서 유입되는 수신신호에 의해 전자기 유도되는 특정 주파수의 반사신호를 방출하는 것을 특징으로 하는 생분해도의 모니터링이 가능한 생분해성 플레이트.
7. 삭제
8. 다층 구조의 생분해성 시트들; 그리고
   상기 생분해성 시트들에 개재되며, 생분해성 금속을 사용하여 패터닝된 적어도 하나의 도전패턴을 가지는 생분해도 모니터링 시트로 구성되되,
   상기 다층 구조의 생분해성 시트들이 제1 내지 m층으로 구성됨에 따라 상기 생분해도 모니터링 시트는 상기 제1 내지 m층에 개재되는 k(k=m-1)개의 층으로 이루어지고,
   상기 k개의 층 중에서 임의의 한 층을 다수의 n개 구획으로 분할함에 따라 각 구획에 서로 다른 형상으로 패터닝된 도전패턴이 형성되는 것을 특징으로 하는 생분해도의 모니터링이 가능한 생분해성 플레이트.
9. 제5항 또는 제8항에 있어서,
   상기 다층 구조의 생분해성 시트들을 구성하는 각 시트는 상기 생분해도 모니터링 시트를 구성하는 각 시트와 동일한 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 생분해도의 모니터링이 가능한 생분해성 플레이트.
10. 제5항 또는 제8항에 있어서,
    상기 도전패턴은 상기 생분해도 모니터링 시트의 일 표면에 형성되며, 상기 도전패턴이 형성된 일 표면이 생분해도의 모니터링 대상에 해당하는 생분해성 시트와 대면하게 형성되는 것을 특징으로 하는 생분해도의 모니터링이 가능한 생분해성 플레이트.
11. 제 8 항에 있어서,
    상기 도전패턴은,
    외부에서 유입되는 수신신호에 의해 전자기 유도되는 특정 주파수의 반사신호를 방출하는 것을 특징으로 하는 생분해도의 모니터링이 가능한 생분해성 플레이트.

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