KR102040453B1 - Customized implant for long bones of the limbs using 3D printing - Google Patents

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KR102040453B1
KR102040453B1 KR1020180062256A KR20180062256A KR102040453B1 KR 102040453 B1 KR102040453 B1 KR 102040453B1 KR 1020180062256 A KR1020180062256 A KR 1020180062256A KR 20180062256 A KR20180062256 A KR 20180062256A KR 102040453 B1 KR102040453 B1 KR 102040453B1
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bone
bone defect
fixing part
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KR1020180062256A
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강현귀
장종욱
임권묵
정효복
정현우
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(주)메디쎄이
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Abstract

Disclosed is a customizable patient-specific implant to be inserted in a bone defect site. The customizable patient-specific implant comprises: a body part having an outer shape corresponding to the bone defect site; a first fixing part configured to fix the body part to a first defect end formed at one end of the bone defect site; and a second fixing part configured to fix the body part to a second defect end formed at the other end of the bone defect site. According to the present invention, as the implant having a size and shape corresponding to the bone defect site is stably inserted and fixed to replace the bone defect site, the patient′s discomfort can be minimized. Furthermore, the implant can be customized to be fitted to the bone defect site within a short time, and thus can reduce operating times, thereby minimizing risks of complications such as bleeding and infections.

Description

3D 프린팅을 활용한 환자맞춤형 사지 장골 임플란트{Customized implant for long bones of the limbs using 3D printing}Customized implant for long bones of the limbs using 3D printing}

본 발명은 임플란트에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 결손된 부위에 맞도록 3D 프린팅을 활용하여 형성되는 환자맞춤형 사지 장골 임플란트에 관한 것이다.The present invention relates to an implant, and more particularly to a patient-specific limb iliac implant that is formed using 3D printing to fit the missing site.

도 1을 참조하면, 사람의 사지 장골(1)이 도시된다. 사지 장골(1)은 요골, 척골, 상완골, 대퇴골, 비골, 경골, 주지골, 수지골, 중족골 및 수족골을 포함한다. 교통사고, 산업 재해, 군대 사고 등 외상으로 인한 분쇄골절이 발생하거나, 종양, 선천성 기형, 골수염 등등의 질병으로 인해 골결손이 발생할 수 있다. 골결손의 형태는 관절을 포함하지 않는 뼈의 결손인 분절결손(segmental defect of bone)과 관절을 포함하는 관절포함결손(joint defect of bone)이 있다. 골결손부위(10)는 결손된 뼈의 일측단부에 해당하는 적어도 하나의 결손단부(11, 13)들을 포함한다.Referring to FIG. 1, a limb long bone 1 of a person is shown. The limb long bone 1 includes the radial bone, the ulna, the humerus, the femur, the fibula, the tibia, the main bone, the resin bone, the metatarsal bone and the metatarsal bone. Crushing fractures may occur due to trauma such as traffic accidents, industrial accidents, military accidents, or bone defects due to diseases such as tumors, congenital malformations, osteomyelitis, and the like. There are two types of bone defects: segmental defects of bones that do not include joints and joint defects of bones that include joints. The bone defect part 10 includes at least one defect end part 11 and 13 corresponding to one end part of the missing bone.

사지뼈의 일부가 통째로 사라지는 골결손이 발생한 경우 기존 플레이트만으로 잔존뼈의 고정이 불가능하여, 골결손부위(10)를 대체할 수 있는 보형물에 대한 필요성이 대두되고 있다.When a bone defect occurs in which part of the limb bone disappears entirely, it is impossible to fix the remaining bone only by the existing plate, and a need for an implant that can replace the bone defect site 10 is emerging.

종래 기술에 따르면, 종양 제거로 생긴 결손의 재건을 위한 대치물의 제작기간이 지나치게 오래 걸렸으며, 획일적인 디자인으로 인해 대치물과 골결손부위(10)가 맞지 않아 과다한 정상골을 제거해야 하는 문제가 있었다.According to the prior art, the manufacturing period of the replacement for reconstruction of the defect caused by tumor removal took too long, and due to the uniform design, there was a problem that the replacement of the replacement bone and bone defects (10) did not fit, so that the excess normal bone was removed. .

골결손부위(10)에 커다란 금속성 종양 대치물을 사용하게 되면, 감영, 금속파손 등의 합병증이 야기될 수 있으며, 대치물의 수명에 한계가 있어 재치환수술이 필요할 수도 있다.The use of large metal tumor substitutes in the bone defect site 10 may cause complications such as sensitization, metal breakage, and may require replacement surgery due to the limited lifespan of the substitutes.

이를 해결하기 위해 자가골이식 또는 동종골이식 방법이 제안되고 있다. 자가골이식의 경우 강도가 약하여 골절 및 골흡수 등의 합병증이 야기되며, 장기간 사용이 어려운 문제가 있다. 동종골이식의 경우 감염병이 전달될 수 있고, 뼈를 원하는대로 절제하기가 어려우며 비슷한 사이즈의 기증자뼈를 구하기도 어려운 문제가 있다.In order to solve this problem, autologous bone graft or allograft graft is proposed. In the case of autologous bone graft, weak strength causes complications such as fracture and bone resorption, and there is a problem that it is difficult to use for a long time. In case of allogeneic bone graft, an infectious disease can be transmitted, it is difficult to excise bone as desired, and it is difficult to obtain donor bones of similar size.

공개특허공보 제10-2016-0001316호Published Patent Publication No. 10-2016-0001316

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 사람의 사지뼈에서 발생한 골결손부위를 대체하며, 주변 뼈와 용이하게 결합될 수 있는 환자 맞춤형 임플란트에 관한 것이다.The present invention is to solve the above problems, and relates to a patient-specific implant that can be easily combined with the surrounding bone, replacing the bone defects generated in the extremity bone of a person.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 골결손부위에 삽입되는 환자 맞춤형 임플란트에 있어서 상기 골결손부위에 대응하는 외형을 갖는 몸체부; 상기 몸체부를 상기 골결손부위의 일단에 형성되는 제1결손단부에 고정하도록 구성되는 제1고정부; 및 상기 몸체부를 상기 골결손부위의 타단에 형성되는 제2결손단부에 고정하도록 구성되는 제2고정부를 포함하는 환자 맞춤형 임플란트가 제공된다. 이로 인하여, 골결손부위에 대응하는 크기와 형상의 임플란트가 안정적으로 삽입 고정되어 골결손부위를 대체함으로써 환자의 불편함이 최소화된다.According to an embodiment of the present invention for solving the above problems, the body portion having an appearance corresponding to the bone defect in the patient-specific implant inserted into the bone defect; A first fixing part configured to fix the body part to a first defect end part formed at one end of the bone defect part; And a second fixing part configured to fix the body part to a second defect end part formed at the other end of the bone defect part. As a result, an implant of a size and shape corresponding to the bone defect is stably inserted and fixed to replace the bone defect, thereby minimizing the discomfort of the patient.

상기 골결손부위는 환자의 사지 장골에 위치할 수 있다.The bone defect may be located in the limbs of the limbs of the patient.

상기 몸체부는 다공성 구조의 금속재질일 수 있다.The body portion may be a metal material of a porous structure.

상기 제1고정부 및 상기 제2고정부는 일면이 소정길이만큼 절개된 반원통형으로 형성될 수 있다.The first fixing part and the second fixing part may be formed in a semi-cylindrical shape, one surface of which is cut by a predetermined length.

상기 제1고정부 및 상기 제2고정부는 일면에 나사못이 관통하기 위한 관통공이 적어도 한 개 이상 형성될 수 있다.The first fixing part and the second fixing part may have at least one through-hole formed therein for screw penetration.

상기 몸체부는 CT촬영된 상기 골결손부위의 이미지에 기초하여 3D프린팅 되는 것을 특징으로 할 수 있다.The body portion may be 3D printed on the basis of the CT image of the bone defect portion taken.

본 발명에 따르면, 골결손부위에 대응하는 크기와 형상의 임플란트가 안정적으로 삽입 고정되어 골결손부위를 대체함으로써 환자의 불편함이 최소화된다.According to the present invention, an implant of a size and shape corresponding to a bone defect is stably inserted and fixed to replace the bone defect, thereby minimizing the inconvenience of the patient.

나아가, 짧은 시간 내에 골결손 부위에 맞게 제작될 수 있어 수술 시간 단축에 따른 출혈과 감염 등의 합병증을 최소화할 수 있다.In addition, it can be made to fit the bone defect within a short time to minimize the complications such as bleeding and infection due to the reduction of the operation time.

또한, 임플란트가 다공성구조로 형성됨으로써 주위 정상 조직과의 결합 강도가 우수하여 합병증 없이 오래 사용할 수 있다.In addition, the implant is formed of a porous structure is excellent in bonding strength with the surrounding normal tissue can be used for a long time without complications.

도 1은 사람의 사지 장골을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 임플란트를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 커팅가이드의 사용예와 골 커팅 블레이드를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 임플란트의 적용예를 도시한다.
도 5는 도 4를 길이방향으로 절단한 단면도를 도시한다.1 shows a limb long bone of a person.
2 illustrates an implant according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 shows an example of the use of the cutting guide and the bone cutting blade according to an embodiment of the present invention.
4 shows an application example of an implant according to an embodiment of the invention.
FIG. 5 shows a cross-sectional view of FIG. 4 taken longitudinally.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해 질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려 주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and methods for accomplishing the same will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various forms. The embodiments of the present invention make the posting of the present invention complete and the general knowledge in the technical field to which the present invention belongs. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used in a sense that can be commonly understood by those skilled in the art. In addition, the terms defined in the commonly used dictionaries are not ideally or excessively interpreted unless they are specifically defined clearly. The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase.

또한, 본 명세서에서 사용되는 포함한다(comprise) 및/또는 포함하는(comprise) 이란 용어는 언급한 형상들, 숫자, 단계, 부재, 요소 및 또는 이들의 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 언급되지 않은 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하고자 하는 것이 아니다.In addition, the terms include and / or include as used herein specify the presence of the shapes, numbers, steps, members, elements, and groups thereof mentioned, and are not mentioned. It is not intended to exclude the presence or addition of other shapes, numbers, operations, members, elements and / or groups.

또한 다른 형상에 인접하여(adjacent) 배치된 구조 또는 형상은 인접하는 형상에 중첩되거나 하부에 배치되는 부분을 가질 수 있다.Also, a structure or shape disposed adjacent to another shape may have a portion overlapping or disposed below the adjacent shape.

본 명세서에서 아래로(below), 위로(above), 상부의(upper), 하부의(lower), 수평의(horizontal) 또는 수직의(vertical)와 같은 상대적 용어들은 도면들 상에서 도시된 바와 같이, 일 구성 부재, 층 또는 영역들이 다른 구성 부재, 층 또는 영역과 갖는 관계를 기술하기 위하여 사용될 수 있다. 이들 용어들은 도면들에 표시된 방향뿐만 아니라 장치의 다른 방향들도 포괄한다.Relative terms such as below, above, upper, lower, horizontal or vertical in the present specification are shown in the drawings, as shown on the drawings, One component member, layer or region can be used to describe a relationship with another component member, layer or region. These terms encompass not only the direction indicated in the figures, but also other directions of the apparatus.

이하에서, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들(및 중간구조 들)을 개략적으로 도시하는 단면도들을 참조하여 설명된다. 이들 도면들에 있어서 예를 들면, 부재들의 크기와 형상은 설명의 편의와 명확성을 위하여 과장될 수 있으며, 실제 구현 시, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상으로 한정되지 아니한다.In the following, embodiments of the present invention are described with reference to cross-sectional views schematically showing ideal embodiments (and intermediate structures) of the present invention. In these figures, for example, the size and shape of the members may be exaggerated for convenience and clarity of description, and in actual implementation, variations of the illustrated shape may be expected. Thus, embodiments of the present invention are not limited to the specific shapes of the regions shown herein.

도 1은 사람의 사지 장골을 도시하고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 임플란트를 도시한다.1 shows a limb iliac of a person, and FIG. 2 shows an implant according to an embodiment of the invention.

도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 임플란트(100)는 교통사고나 종양 등으로 인해 환자의 사지 장골(1)에 결손이 발생하는 경우 손상된 골결손부위(10)에 삽입된다.Referring to the drawings, the implant 100 according to an embodiment of the present invention is inserted into the damaged bone defect site 10 when a defect occurs in the limbs 1 of the patient due to a traffic accident or a tumor.

본 발명의 일 실시예에 따른 임플란트(100)는 사람의 사지 장골(1)에만 적용되는 것은 아니다. 도면과 전술된 설명에 불구하고, 임플란트(100)는 전완골, 상완골, 천골, 관골, 대퇴골, 경골, 비골, 흉골, 견갑골, 종골, 좌골 등 관절을 제외한 전부위에 적용될 수 있다.Implant 100 according to an embodiment of the present invention is not applied only to the human limbs (1). Notwithstanding the drawings and the foregoing description, the implant 100 may be applied to all positions except for joints such as forearm, humerus, sacrum, tibia, femur, tibia, fibula, sternum, scapula, calcaneus and scia.

임플란트(100)는 몸체부(101)와 제1고정부(103) 및 제2고정부(105)를 포함한다.The implant 100 includes a body portion 101, a first fixing portion 103, and a second fixing portion 105.

몸체부(101)는 골결손부위(10)에 삽입되며, 결손된 뼈를 대체한다. 몸체부(101)는 다공성 금속재로 형성될 수 있다. 다공성 구조는 기존의 뼈와의 골 유합율(bone fusion rate)을 증가시키고 임플란트(100)의 무게를 감소하는 효과가 있다. 몸체부(101)는 결손된 뼈에 대응하는 크기와 모양을 갖도록 형성된다. 몸체부(101)는 골결손부위(10)에 대해 컴퓨터단층촬영(CT)정보를 획득한 후, 획득한 정보에 기초하여 골결손부위(10)를 대체하기 위한 몸체부(101)의 이미지를 생성한 후, 생성된 이미지에 기초하여 3D프린팅 될 수 있다.Body portion 101 is inserted into the bone defect site 10, and replaces the missing bone. Body portion 101 may be formed of a porous metal material. The porous structure increases the bone fusion rate with the existing bone and reduces the weight of the implant 100. Body portion 101 is formed to have a size and shape corresponding to the missing bone. The body 101 acquires computed tomography (CT) information for the bone defect site 10 and then displays an image of the body unit 101 for replacing the bone defect site 10 based on the obtained information. After creation, 3D printing may be performed based on the generated image.

몸체부(101)는 금속으로 형성될 수 있다. 예컨대, 몸체부(101)는 티타늄(titanium)으로 제작될 수 있다. 몸체부(101)가 3D프린터로 제작되는 경우, 금속 재료를 녹인 후, 생성된 이미지와 동일하게 제작되는 첨삭식 제조(additive manufacturing) 방법을 사용하여 적층식으로 금속재질을 녹여 붙이는 방법이 수행될 수 있다.Body portion 101 may be formed of a metal. For example, the body portion 101 may be made of titanium. When the body portion 101 is manufactured with a 3D printer, after melting the metal material, a method of melting and attaching the metal material in a laminated manner by using an additive manufacturing method manufactured in the same manner as the generated image may be performed. Can be.

제1고정부(103) 및 제2고정부(105)는 몸체부(101)를 골결손부위(10)에 고정하도록 구성된다. 제1고정부(103)는 몸체부(101)의 일측에 구비되며, 몸체부(101)를 제1결손단부(11)에 고정한다. 제2고정부(105)는 몸체부(101)의 타측에 구비되며, 몸체부(101)를 제2결손단부(13)에 고정한다. 제1고정부(103)와 제2고정부(105)에는 몸체부(101)를 골결손부위(10)에 고정하기 위한 나사못이 삽입되는 복수개의 관통공(110)이 마련될 수 있다.The first fixing part 103 and the second fixing part 105 are configured to fix the body portion 101 to the bone defect site 10. The first fixing part 103 is provided on one side of the body portion 101, and fixes the body portion 101 to the first defective end portion (11). The second fixing part 105 is provided on the other side of the body portion 101, and fixes the body portion 101 to the second defect end portion (13). The first fixing part 103 and the second fixing part 105 may be provided with a plurality of through holes 110 into which a screw is inserted to fix the body part 101 to the bone defect part 10.

몸체부(101)의 골결손부위(10)에의 결합은 전술한 바와 같이 금속판 형태의 나사못 고정(plate and screw)형 또는 골수내 스템(intramedullary stem)형으로 체결할 수 있다. Coupling to the bone defect portion 10 of the body portion 101 can be fastened in the form of a plate and screw (intramedullary stem) of the metal plate form as described above.

일례로서, 제1고정부(103)와 제2고정부(105)는 일면이 소정길이만큼 절단된 반원통형을 갖도록 구성될 수 있다. As an example, the first fixing part 103 and the second fixing part 105 may be configured to have a semi-cylindrical shape in which one surface is cut by a predetermined length.

제1고정부(103)와 제2고정부(105)는 몸체부(101)와 마찬가지로 티타늄 등 금속으로 형성될 수 있다. 제1고정부(103)와 제2고정부(105)는 몸체부(101)와 일체로 구성될 수 있다. Like the body portion 101, the first fixing part 103 and the second fixing part 105 may be formed of a metal such as titanium. The first fixing part 103 and the second fixing part 105 may be integrally formed with the body portion 101.

추가적인 예로서, 제1고정부(103)와 제2고정부(105)는 연성의 성질을 갖는 PE, PET, 폴리우레탄 등으로 형성될 수도 있다. 이때, 제1고정부(103)와 제2고정부(105)는 치밀구조로 형성될 수 있다.As a further example, the first fixing part 103 and the second fixing part 105 may be formed of PE, PET, polyurethane, or the like having soft properties. At this time, the first fixing part 103 and the second fixing part 105 may be formed in a dense structure.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 임플란트가 삽입되도록 뼈를 절제하기 위한 커팅 가이드와 골 커팅용 블레이드의 사용예를 도시한다.Figure 3 shows an example of the use of a cutting guide and bone cutting blade for cutting bone so that the implant is inserted according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 임플란트(100)가 삽입 고정되기 위해서 임플란트(100)의 몸체부(101)에 대응하는 크기와 모양으로 뼈를 자를 필요가 있다. In order to insert and fix the implant 100 according to an embodiment of the present invention, it is necessary to cut the bone in a size and shape corresponding to the body portion 101 of the implant 100.

커팅가이드(300)는 사용자가 골 커팅용 블레이드(30)를 사용하여 뼈를 원하는 모양으로 쉽게 자르도록 하기 위한 가이드를 제공한다. 커팅가이드(300)는 뼈를 자르기 위한 가이드를 제공하도록 형성되는 복수개의 가이드홈(301)을 포함한다. 복수개의 가이드홈(301)간 거리는 임플란트(100)의 몸체부(101)의 크기에 대응한다. 또한, 복수개의 가이드홈(301)의 모양은 몸체부(101)의 절단면의 형상에 대응하도록 형성된다.The cutting guide 300 provides a guide for a user to easily cut the bone into a desired shape using the bone cutting blade 30. The cutting guide 300 includes a plurality of guide grooves 301 formed to provide a guide for cutting bone. The distance between the plurality of guide grooves 301 corresponds to the size of the body portion 101 of the implant 100. In addition, the shape of the plurality of guide grooves 301 is formed to correspond to the shape of the cut surface of the body portion 101.

사용자는 임플란트(100)의 몸체부(101)가 삽입될 수 있게 사지 장골(1)의 골결손부위(10)에 커팅가이드(300)를 결합한다. 이후, 사용자가 가이드홈(301)을 따라 골 커팅용 블레이드(30)를 작동하여 뼈를 커팅한다.The user couples the cutting guide 300 to the bone defect site 10 of the limb long bone 1 so that the body portion 101 of the implant 100 can be inserted. Thereafter, the user cuts the bone by operating the blade cutting blade 30 along the guide groove 301.

골 커팅용 블레이드(30)는 뼈를 자르기 위한 톱이 마련된 기기로서, 도시된 전동기구에 한정되지 아니하며, 공지된 다양한 뼈를 자르기 위한 기구가 사용될 수 있다.The bone cutting blade 30 is a device provided with a saw for cutting bones, and is not limited to the illustrated power mechanism, and a variety of known mechanisms for cutting bones may be used.

도 4와 본 발명의 일 실시예에 따른 임플란트의 적용예를 도시하고, 도 5는 도 4를 길이방향으로 절단한 단면도를 도시한다.4 shows an application example of an implant according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 shows a cross-sectional view of FIG. 4 cut in the longitudinal direction.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 커팅된 골결손부위(50)에 임플란트(100)가 고정된다. 제1고정부(103)와 제2고정부(105)에는 뼈와 고정 결합하는 나사못(500)이 관통하기 위해 형성되는 복수개의 관통공(110)을 포함한다.According to one embodiment of the invention, the implant 100 is fixed to the cut bone defects 50. The first fixing part 103 and the second fixing part 105 include a plurality of through holes 110 formed to penetrate the screw 500 fixedly coupled to the bone.

사용자는 임플란트(100)의 크기와 모양에 대응하도록 커팅된 골결손부위(50)에 임플란트(100)를 삽입한다. 이어서, 사용자는 제1고정부(103)를 커팅된 제1결손단부(51)에 결합하고, 제2고정부(105)를 커팅된 제2결손단부(53)에 결합한다. 그 후, 사용자는 나사못(500)을 잔존뼈에 삽입 결합함으로써 임플란트(100)를 커팅된 골결손부위(50)에 고정한다.The user inserts the implant 100 into the bone defect site 50 cut to correspond to the size and shape of the implant 100. Subsequently, the user couples the first fixing part 103 to the cut first defective end 51 and the second fixing part 105 to the cut second missing end 53. After that, the user inserts the screw 500 into the remaining bone to fix the implant 100 to the cut bone defect site 50.

나사못(500)은 삽관형 나사(cannulated screw), 피질곳 나사(cortical screw), 외질곳 나사(cancellous screw) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 나사못(500)의 종류는 삽입, 고정되는 뼈의 위치와 종류에 따라 결정된다. The screw 500 may include any one of a cannulated screw, a cortical screw, and a cancellous screw. The type of screw 500 is determined according to the position and type of bone to be inserted and fixed.

제1고정부(103)와 제2고정부(105)에 형성되는 관통공(110)은 나사못(500)의 종류에 따라 다른 크기를 갖도록 형성될 수 있다.The through holes 110 formed in the first fixing part 103 and the second fixing part 105 may be formed to have different sizes according to the type of the screw 500.

본 발명의 다른 일 실시예에 따르면 몸체부(101)는 일체로써 형성되는 것이 아니라 복수의 구성요소의 결합으로 형성될 수 있다. 예컨대, 골결손부위(10)의 형태와 길이에 따라 서로 결합 가능한 맞춤형 임플란트를 복수개를 3D프린팅 한 후 연결 조합하여 몸체부(101)를 형성하도록 할 수 있다. 연결 조합된 몸체부(101)는 고정부(103, 105)를 통해 골결손부위(10)에 삽입고정된다.According to another embodiment of the present invention, the body portion 101 may not be integrally formed but may be formed by a combination of a plurality of components. For example, 3D printing of a plurality of custom implants that can be coupled to each other according to the shape and length of the bone defect site 10 may be combined to form a body portion 101 by connecting and combining. The combined body portion 101 is inserted into and fixed to the bone defect site 10 through the fixing portions 103 and 105.

1 - 사지 장골
100 - 임플란트
101 - 몸체부
103 - 제1고정부
105 - 제2고정부
110 - 관통공
300 - 커팅가이드
301 - 가이드홈1-limb long bone
100-implant
101-Body
103-First Government
105-Second Government
110-through hole
300-Cutting Guide
301-Guide Groove

Claims (6)

장골의 골결손부위를 절단하여 발생하는 골결손부위 일단의 제1결손단부와 골결손부위 타단의 제2결손단부 사이에 임플란트를 적용시키는 3D프린팅을 활용한 환자맞춤형 사지 장골 임플란트 시스템에 있어서,
상기 골결손부위의 컴퓨터단층촬영(CT)정보를 획득하고, 상기 골결손부위를 대체하기 위한 몸체부의 이미지를 생성하는 이미지획득부;
생성된 상기 몸체부의 이미지에 기초로 하여 상기 골결손부위에 대응하는 외형을 갖도록 금속재료를 녹인 후 첨삭가공식 제조방법을 사용하여 적층식으로 상기 금속재료를 붙임으로써 상기 몸체부의 이미지와 동일하게 3D프린팅되는 몸체부;
상기 몸체부의 일측에 구비되며, 상기 몸체부를 상기 제1결손단부에 고정하는 제1고정부;
상기 몸체부의 타측에 구비되며, 상기 몸체부를 상기 제2결손단부에 고정하는 제2고정부; 및
상기 골결손부위에서 상기 몸체부에 대응하는 영역을 절단하기 위해 가이드하는 커팅가이드를 포함하고,
상기 커팅가이드는 상기 몸체부의 절단면의 형상에 대응하도록 상기 골결손부위를 자르기 위한 가이드를 제공하기 위한 모양으로 상기 커팅가이드상에서 상기 제1결손단부와 상기 제2결손단부에 대응하는 위치에 형성되는 제1가이드홈과 제2가이드홈을 포함하며,
상기 제1가이드홈과 상기 제2가이드홈 사이의 거리는 상기 몸체부의 크기에 대응하도록 결정되고,
상기 몸체부는 3D프린팅된 복수개 임플란트가 연결 조합되어 형성되는 것을 특징으로 하는 3D프린팅을 활용한 환자맞춤형 사지 장골 임플란트 시스템.A patient-specific limb iliac implant system using 3D printing to apply an implant between a first defect end of a bone defect site and a second defect end of a bone defect site generated by cutting a bone defect site of an iliac bone,
An image acquisition unit for acquiring computed tomography (CT) information of the bone defect site and generating an image of a body part for replacing the bone defect site;
3D printing in the same manner as the image of the body part by melting the metal material to have an appearance corresponding to the bone defect site based on the generated image of the body part and then attaching the metal material in a laminated manner using an additive manufacturing method. Body part being;
A first fixing part provided at one side of the body part and fixing the body part to the first defective end;
A second fixing part provided on the other side of the body part and fixing the body part to the second defective end; And
It includes a cutting guide for cutting the area corresponding to the body portion in the bone defect portion,
The cutting guide has a shape for providing a guide for cutting the bone defect portion so as to correspond to the shape of the cutting surface of the body portion is formed on a position corresponding to the first defect end portion and the second defect end portion on the cutting guide; It includes a first guide groove and a second guide groove,
The distance between the first guide groove and the second guide groove is determined to correspond to the size of the body portion,
The body portion of the patient-customized limb iliac implant system using 3D printing, characterized in that the plurality of 3D printed implants are formed by connecting and combining. 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 몸체부는 다공성 구조의 금속재질인 것을 특징으로 하는 3D프린팅을 활용한 환자맞춤형 사지 장골 임플란트 시스템.The method of claim 1,
The body portion of the patient-customized limb iliac implant system utilizing 3D printing, characterized in that the porous metal material. 제 1항에 있어서,
상기 제1고정부 및 상기 제2고정부는 일면이 소정길이만큼 절개된 반원통형으로 형성되는 3D프린팅을 활용한 환자맞춤형 사지 장골 임플란트 시스템.The method of claim 1,
The first fixing part and the second fixing part is a patient-shaped limb iliac implant system using 3D printing is formed in a semi-cylindrical shape in which one side is cut by a predetermined length. 제 1항에 있어서,
상기 제1고정부 및 상기 제2고정부는 일면에 나사못이 관통하기 위한 관통공이 적어도 한 개 이상 형성되는 3D프린팅을 활용한 환자맞춤형 사지 장골 임플란트 시스템.The method of claim 1,
The first fixing part and the second fixing part is a patient-specific limb iliac implant system utilizing 3D printing at least one through-hole is formed to penetrate the screw. 삭제delete
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113427019A (en) * 2021-06-22 2021-09-24 清华大学 Method for manufacturing composite material and metal bone implant with structural function

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060287654A1 (en) * 2006-08-11 2006-12-21 Jeffrey Posnick Implant securing device and method
JP2013165761A (en) * 2012-02-14 2013-08-29 Hi-Lex Corporation Material for filling in bone defect
JP2015517326A (en) * 2012-05-03 2015-06-22 シンセス・ゲーエムベーハーＳｙｎｔｈｅｓ ＧｍｂＨ Surgical guide with cut resistant insert
KR20160001316A (en) 2014-06-27 2016-01-06 조선대학교산학협력단 Fabrication method of patient customized Implant using 3D imaging technology
KR20160053522A (en) * 2014-11-05 2016-05-13 연세대학교 산학협력단 Method for fabricating a skull implant using a 3d printer

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060287654A1 (en) * 2006-08-11 2006-12-21 Jeffrey Posnick Implant securing device and method
JP2013165761A (en) * 2012-02-14 2013-08-29 Hi-Lex Corporation Material for filling in bone defect
JP2015517326A (en) * 2012-05-03 2015-06-22 シンセス・ゲーエムベーハーＳｙｎｔｈｅｓ ＧｍｂＨ Surgical guide with cut resistant insert
KR20160001316A (en) 2014-06-27 2016-01-06 조선대학교산학협력단 Fabrication method of patient customized Implant using 3D imaging technology
KR20160053522A (en) * 2014-11-05 2016-05-13 연세대학교 산학협력단 Method for fabricating a skull implant using a 3d printer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113427019A (en) * 2021-06-22 2021-09-24 清华大学 Method for manufacturing composite material and metal bone implant with structural function
CN113427019B (en) * 2021-06-22 2023-03-10 清华大学 Method for manufacturing composite material and metal bone implant with structural function

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