KR102305031B1 - 약물주입장치 - Google Patents

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Abstract

환자의 두개골과 두피 사이에 이식 고정되어 약물을 주입하도록 하는 약물주입장치가 개시되어 있다.
이 개시된 약물주입장치는 두개골과 접하여 이식 고정되고 내부 홀이 형성되는 본체와; 본체와 이웃하는 내부 홀이 형성되고 본체와 마주하여 결합 고정시켜 체결하는 본체고정부와; 본체와 본체고정부 사이에 위치하고, 중앙에는 약물주입공이 형성되어 타겟지점으로 방향 전환이 가능한 가동부와; 가동부의 약물주입공을 밀폐하도록 구비되며, 약물을 주사하기 위한 주사바늘이 삽입되는 실링부와; 실링부 상부에 위치하여 가동부를 밀폐 고정시키고 실링부가 외부로부터 분리 이탈되지 않도록 차단할 수 있으며, 약물주입장치 이식 위치를 식별하여 반복 투여 지점을 가이드하는 가동마개부; 및 본체 상부 및 본체고정부 상부를 두개골에 체결하는 적어도 두개의 체결부재를 포함하며, 본체는 두개골 상부에 위치하여 지지하는 지지부를 포함하고, 지지부의 외경은 본체고정부의 외경 보다 작고 가동부의 외경 보다는 크며, 본체고정부와 서로 이웃하게 결합하여 본체 내부 홀에 가동부를 수용 및 고정시키는 것이다.

Description

약물주입장치{Apparatus For Medicine Infusion}
본 발명은 약물주입장치에 관한 것으로서, 비만, 뇌졸증, 척추신경, 치매 등의 뇌신경질환을 가진 환자의 두개골에 약물의 반복투여를 위한 뇌내 약물주입장치를 장기적으로 설치해 둠으로써 보다 정확한 위치에 투여할 수 있도록 하는 약물주입장치에 관한 것이다.
최근 삶의 질을 저하시키는 질병에 있어서 특히 사회 경제적 비용을 증가시키는 뇌 관련 질병이 많은 사회적 이슈가 되고 있다. 뇌 관련 질병 예를 들어, 퇴행성 뇌질환, 정신계 질환, 뇌종양 및 뇌졸중, 비만, 뇌졸증, 척추신경 등은 해마다 증가하는 추세이다. 뇌 질환을 가진 말기 암 및 만성 통증을 가진 환자들의 경우 지속적이고 반복적인 진통제 투여 및 복용을 통해 통증을 완화시킬 필요가 있다. 그리고 알츠하이머병(Alzheimer's disease)와 같은 퇴행성 뇌질환 또는 (Parkinson's disease)와 같은 정신계 질환을 앓는 치매환자들의 경우 치료효과를 극대화하기 위하여 화학약물, 줄기세포 등과 같은 치료제를 지속적이고 반복적으로 투여할 필요가 있다.
현재 뇌 관련 질병의 치료효과를 높이기 위하여 지속적인 기간에 반복적으로 경구투여 및 정맥투여를 통해 치료하는 방법이 많이 사용되고 있다. 그러나, 기존의 방법은 소화기가 약해졌을 경우 약물 복용 자체가 어려울 수 있고 치료제의 전신적 순환에 의한 부작용이 다수 유발될 수 있으며 입원치료 및 치료제 투여 등에 따르는 환자의 신체적 고통과 경제적 부담이 크다는 한계가 있다.
한편, 뇌에 직접 투여하는 방법은 기존 방법에 비하여 효과가 우수한 반면 약물의 전신적 순환에 의한 부작용은 거의 없는 장점이 있다. 뇌내 직접투여 방법은 예를 들어, 치매질환 환자의 경우 해마(Hippocampus)인 타겟지점에 화학약물, 줄기세포 등의 치료제를 직접 투여하여 치료할 수 있다. 그러나, 뇌를 타깃으로 하는 약물은 반드시 뇌혈관장벽(Blood-Brain Barrier, BBB)을 통과해야 하는 어려움이 있다. 그리고, 치료효과를 높이기 위해서는 정확한 타겟지점에 반복 투여할 필요가 있다.
따라서, 종래기술들은 뇌에 장기간 이식되고 정확한 타겟지점에 반복투여할 수 있는 약물주입장치를 개발하고 있다. 그러나 가이드튜브의 위치가 달라지거나 일 방향으로만 삽입되어 정확한 위치에 다시 약물을 투입할 수가 없기 때문에 시술의 정확도가 낮아질 수 있는 한계가 있다. 특히 뇌실질 내 같은 병소(病所)에 반복투여 시 가이드튜브의 정확도가 낮아져 약물주입장치를 반복 이식 수술을 해야 하는 경우 환자의 경제적 비용 부담이 증가하고 만족할 만한 치료 효과가 감소되는 한계가 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2014-0137308호(2014.12.02.) 대한민국 등록특허공보 제10-1100526호(2011.12.22.) 미국 공개특허공보 제2002-0138068호(2014.12.02.)
본 발명은 상기한 바와 같은 점을 감안하여 창안된 것으로서, 본 발명은 치매 치료 외에 비만, 뇌졸증, 척추신경 등 뇌 질환을 치료하기 위한 뇌 내 직접 주입이 가능한 약물주입장치의 가이드튜브를 병소인 타겟지점과 근접하도록 정밀하고 정확하게 위치시키며 중심축을 기준으로 방향 전환이 가능하도록 하는 약물주입장치를 제공하는 데 그 일 목적이 있다.
또한, 본 발명은 약물을 반복 투여할 때 전신마취를 통한 외과수술을 없이 이식된 부위를 절개하여 이식위치를 쉽게 식별할 수 있고, 그 위치에 약물을 반복 투여하도록 하는 약물주입장치를 제공하는 데 그 다른 목적이 있다.
아울러, 본 발명은 두개골의 외부와 뇌실질 내부를 실링부 및 가동마개부로 이중 차단함에 따라 반복 투여에 따른 약물의 역류 및 외부로부터의 오염물질 침입을 방지하는 약물주입장치를 제공하는 데 그 또 다른 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 환자의 두개골과 두피 사이에 이식 고정되어 약물을 주입하도록 하는 약물주입장치에 있어서, 상기 두개골과 접하여 이식 고정되고 내부 홀이 형성되는 본체와; 상기 본체와 이웃하는 내부 홀이 형성되고 상기 본체와 마주하여 결합 고정시켜 체결하는 본체고정부와; 상기 본체와 상기 본체고정부 사이에 위치하고, 중앙에는 약물주입공이 형성되어 타겟지점으로 방향 전환이 가능한 가동부와; 상기 가동부의 약물주입공을 밀폐하도록 구비되며, 약물을 주사하기 위한 주사바늘이 삽입되는 실링부와; 상기 실링부 상부에 위치하여 상기 가동부를 밀폐 고정시키고 상기 실링부가 외부로부터 분리 이탈되지 않도록 차단할 수 있으며, 상기 약물주입장치 이식 위치를 식별하여 반복 투여 지점을 가이드하는 가동마개부; 및 상기 본체 상부 및 상기 본체고정부 상부를 두개골에 체결하는 적어도 두개의 체결부재를 포함하며, 상기 본체는 상기 두개골 상부에 위치하여 지지하는 지지부를 포함하고, 상기 지지부의 외경은 상기 본체고정부의 외경 보다 작고 상기 가동부의 외경 보다는 크며, 상기 본체고정부와 서로 이웃하게 결합하여 상기 본체 내부 홀에 상기 가동부를 수용 및 고정시킬 수 있다.
상기 약물주입장치는 상기 가동부와 연결되어 뇌실 내부로 들어가 타겟에 근접한 위치까지 삽입되는 것으로, 상기 타겟 지점에 약물을 주입하는 주사바늘을 타겟 방향으로 가이드하는 가이드튜브를 더 포함할 수 있다.
상기 가이드튜브는 상기 약물주입공 하단에 거치되고 상기 가동부와 상기 가이드튜브 사이를 연결하며 내부 상기 가이드튜브 내부와 연장되는 홀이 형성되는 튜브연결부를 더 포함할 수 있다.
상기 지지부는 상기 본체 상부에 위치하는 것으로, 상기 체결부재가 삽입되어 움직이지 않도록 고정하는 적어도 하나의 제1체결공; 및 상기 본체고정부와 결합되도록 고정시키는 적어도 하나의 고정돌기를 포함할 수 있다.
상기 본체고정부는 상부가 곡면으로 돌출되어 있어 상기 약물주입장치의 이식 위치를 식별하는 식별부와; 중심에 상기 가동부가 움직이지 않도록 외부를 고정하는 고정홀과; 상부 주변에 상기 체결부재가 삽입되어 움직이지 않도록 고정하는 적어도 하나의 제2체결공과; 하부가 곡면으로 오목하게 형성되고 상기 본체의 지지부와 일치하는 형상으로 결합이 용이한 결합홈; 및 상기 결합홈 내부에는 상기 고정돌기와 마주하여 결합되는 적어도 하나의 고정홈이 형성될 수 있다.
상기 가동부는 상기 가동수용홀에 위치하고, 외형이 곡면으로 이루어져 방향 전환이 가능한 가동본체부를 포함하고, 상기 가동본체부는 내부 중앙이 중공되어 있어 타겟지점으로 약물이 주입되도록 가이드하는 약물주입공이 형성될 수 있다.
상기 약물주입공은 상기 가동부 내부 홀에 위치하는 실링부를 수용하는 제1수용부; 및 상기 제1수용부와 연결되어 상기 가동부 내부 하단에 위치하고 약물주입시 삽입되는 상기가이드튜브 및 주사바늘을 수용하는 제2수용부를 포함할 수 있다.
상기 제1수용부는 상기 가동부 내부 홀의 시작부터 상기 실링부가 수용되는 지점까지 나사산으로 형성될 수 있다.
상기 가동부는 0.03mm 미만인 진구도로 이루어진 구형으로 형성될 수 있다.
상기 실링부는 실리콘 소재로 이루어질 수 있다.
상기 가동마개부는 중앙에 주사바늘이 주입되도록 아래로 갈수록 경사진 홀인 바늘수용부가 형성되고, 상기 바늘수용부를 내부에 포함하고 상기 가동부 외부에 위치하는 마개상단부; 및 상기 마개상단부와 연결되는 것으로 외부는 나사산이 형성되어 상기 약물주입공과 암수를 이루는 나사산으로 체결되는 마개체결부를 포함할 수 있다.
상기 체결부재는 상기 본체 및 상기 본체고정부 중 적어도 어느 하나를 두개골 내에 식립 고정시키는 몸체부; 및 상기 몸체부와 연결되어 거치되는 헤드부를 포함하고, 상기 헤드부는 중앙에 위치하여 체결시 체결기구와 수평하게 체결되도록 하는 수평홈; 및 상기 수평홈을 기준으로 가로축과 세로축을 가르는 선형으로 식별 가능하게 형성된 식별홈를 포함할 수 있다.
상기 몸체부는 두개 골 내 식립 고정되고 끝단까지 나사산이 테이퍼지게 형성되며, 적어도 하나의 압력저감홈이 형성될 수 있다.
상기 가이드튜브는 일측 또는 양측에 약물이 고이지 않고 흐르도록 적어도 하나의 약물투여공이 형성되고, 상기 가이드튜브 끝단의 내경 및 외경이 곡선으로 형성되어 두개골 내에 삽입시 조직의 손상을 최소화하는 형상을 가질 수 있다.
상기 약물주입장치는 상기 본체, 상기 본체고정부, 상기 가동부, 상기 가동마개부 및 상기 가이드튜브 중 적어도 어느 하나는 폴리에테르에테르케톤으로 이루어질 수 있다.
상기 체결부재는 티타늄 소재로 이루어질 수 있다.
상기 실링부는 내부의 이물질 투입을 방지하는 필터를 더 포함하고, 상기 필터 및 상기 실링부가 일체화되어 교체 및 설치가 한번에 용이한 일체형 실링필터막을 포함할 수 있다.
상기 가이드튜브는 상기 두개골과 접하는 면을 기준으로 하여 중심축으로부터 좌우측의 타겟지점 방향으로 회전하여 변형되는 최대각도가 60˚이내일 수 있다.
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본 발명에 따른 약물주입장치는 한번 이식한 이후 치료효과를 높이기 위해 약물을 반복 투여할 때 전신마취를 통한 외과수술을 없이도 이식된 부위를 절개하여 이식위치를 쉽게 식별할 수 있고, 그 위치에 약물을 투여할 수 있기 때문에 경제적, 시간적 부담을 절약하고 반복 투여를 통한 치료의 효과를 높이는 이점이 있다.
그리고 본 발명에 따른 약물주입장치는 방향 전환이 가능한 가동부와 그 내부에 삽입된 가이드튜브를 병소인 타겟지점 방향으로 회전시키고 가이드튜브 내부를 통해 주사바늘을 삽입하여 약물을 정확하게 타겟지점에 투여되도록 가이드할 수 있기에 약물 투여의 정밀성 및 정확성이 향상될 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 약물주입장치는 두개골의 외부와 뇌실질 내부를 실링부 및 가동마개부로 이중 차단함에 따라 반복 투여에 따른 약물의 역류 및 외부로부터의 오염물질 침입을 방지할 수 있어 감염에 따른 부작용을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 약물주입장치는 이식 후 뇌조직과의 결착하지 않는 생체적합성 소재로 제조되어 이식 안정성이 높기 때문에 장기간 이식되어도 환자가 면역적 거부 반응 없이 일상 활동할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 약물주입장치를 개략적으로 보인 조립 사시도.
도 2는 도 1의 약물주입장치를 정위가이드기구를 이용하여 환자의 두개골 내의 타겟지점의 위치를 찾아 설치하는 시술 모습을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 약물주입장치가 설치된 후 약물을 주입하는 모습을 나타낸 단면도.
도 4는 도 3의 약물주입장치가 완전 조립되어 가동할 수 있는 동작을 개략적으로 나타낸 측단면도.
도 5(a) 내지 도 5(c) 각각은 본 발명의 실시예에 따른 약물주입장치의 구성 중 본체를 나타낸 평면도, 측면도 및 측단면도.
도 6(a) 내지 도 6(d) 각각은 본 발명의 실시예에 따른 약물주입장치의 구성 중 본체고정부를 나타낸 평면도, 저면도, c-c' 측단면도 및 d-d' 측단면도.
도 7(a) 및 도 7(b) 각각은 본 발명의 실시예에 따른 약물주입장치의 구성 중 가동부를 나타낸 측면도 및 측단면도.
도 8(a) 내지 도 8(c) 각각은 본 발명의 실시예에 따른 약물주입장치의 구성 중 가동마개부를 나타낸 평면도, 측면도 및 측단면도.
도 9(a) 및 도 9(b) 각각은 본 발명의 실시예에 따른 약물주입장치의 구성 중 체결부재를 나타낸 평면도 및 측면도.
도 10(a) 내지 도 10(c) 각각은 본 발명의 실시예에 따른 약물주입장치의 구성 중 가이드튜브를 나타낸 평면도, 측면도 및 측단면도.
도 11(a) 및 도 11(b) 각각은 본 발명에 따른 약물주입장치의 실링부의 제1변형예를 나타낸 사시도 및 측단면도.
도 12는 본 발명에 따른 약물주입장치의 실링부에 필터가 일체화된 제2변형예를 나타낸 측단면도.
도 13은 본 발명에 따른 약물주입장치의 가이드튜브의 끝단이 변형된 것을 나타낸 측단면도.
도 14은 본 발명에 따른 제2실시예의 약물주입장치를 나타낸 측단면도.
도 15는 본 발명에 따른 제3실시예의 약물주입장치를 나타낸 측단면도.
도 16는 본 발명에 따른 제4실시예의 약물주입장치를 나타낸 정면도.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 정위가이드기구를 상세하게 설명하기로 한다. 여기서, 첨부된 도면들은 기술의 구성 및 작용에 대한 설명과 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시한 것으로서, 각 구성요소가 실제의 크기와 정확하게 일치하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 약물주입장치를 개략적으로 보인 조립 사시도이다.
도 1을 참조하면, 약물주입장치(100)는 환자(P)의 두개골(1)과 두피(3) 사이에 이식 고정되어 약물을 주입하도록 할 수 있다. 약물주입장치(100)는 본체(110), 본체고정부(150), 가동부(130), 실링부(160) 및 가동마개부(180) 및 체결부재(170)를 포함할 수 있다.
본체(110)는 두개골(1)과 접하여 이식 고정되고 내부 홀이 형성될 수 있다. 또한, 본체(110)는 본체고정부(150)와 서로 이웃하게 결합하여 본체(110) 내부 홀에 가동부(130)를 수용 및 고정시킬 수 있다. 본체(110)는 지지부(115), 삽입부(113) 및 가동수용홀(110a)을 포함할 수 있다. 본체(110)는 두개골(1) 상부에 위치하여 지지하는 지지부(115)를 포함하고, 지지부(115)의 외경은 본체고정부(150)의 외경 보다 작고 가동부(130)의 외경 보다는 클 수 있다. 지지부(115)는 본체고정부(150)와 서로 이웃하게 결합하여 본체(110) 내부 홀에 가동부(130)를 수용 및 고정시킬 수 있다. 지지부(115)는 본체(110) 상부에 위치하는 것으로, 체결부재(170)가 삽입되어 움직이지 않도록 고정하는 적어도 하나의 제1체결공(110b) 및 본체고정부(150)와 결합되도록 고정시키는 적어도 하나의 고정돌기(117)를 포함할 수 있다. 삽입부(113)는 두개골(1)에 삽입되는 것으로, 접하여 위치할 수 있다. 가동수용홀(110a)은 본체(110) 내부에 가동부(130)를 수용할 수 있다.
본체고정부(150)는 본체(110)와 이웃하는 내부 홀이 형성되고 본체(110)와 마주하여 결합 고정시켜 체결할 수 있다. 또한, 본체고정부(150)는 식별부(157), 고정홀(150a), 제2체결공(150b) 및 지지결합홈(157a)을 포함할 수 있다. 식별부(157)는 상부가 곡면으로 돌출되어 있어 상기 약물주입장치(100)의 이식 위치를 식별할 수 있다. 고정홀(150a)은 중심에 가동부(130)가 움직이지 않도록 외부를 고정할 수 있다. 제2체결공(150b)은 적어도 하나로 이루어지고, 상부 주변에 체결부재(170)가 삽입되어 움직이지 않도록 고정할 수 있다. 지지결합홈(157a)은 지지부(115)와 접하는 면이 지지부(115)와 일치되는 형상으로 오목한 홈으로 형성되고 지지부(115)와 결합이 용이할 수 있다. 또한, 지지결합홈(157a)은 헤드수용홈(157b) 및 돌기수용홈(157c) 중 적어도 하나를 더 형성할 수 있다. 헤드수용홈(157b)은 지지부(115)와 체결되는 체결부재(170)의 헤드부(175)가 상부에 돌출된 것을 수용하는 홈으로써 본체(110)가 본체고정부(150)와 결합할 때 지지부(115)와 거치부(155)가 접하는 면의 마찰을 감소시킬 수 있다. 또한, 헤드수용홈(157b)은 본체(110)와 체결되는 체결부재(170)의 헤드부(175)가 간섭됨에 따라 본체고정부(150)와의 체결 고정력이 감소되는 것을 방지할 수 있고 본체고정부(150)와 맞춤으로 용이하게 결합될 수 있다. 돌기수용홈(157c)은 지지결합홈(157a)에 적어도 하나로 형성되는 것으로 지지부(115)의 고정돌기(117)와 마주하여 위치하고 이를 수용하여 결합할 수 있다.
따라서, 본체고정부(150)는 본체(110)와 결합시 제2체결공(150b), 지지결합홈(157a) 및 돌기수용홈(157c)을 포함하여 적어도 세 지점 이상의 결합력을 가지기 때문에 두개골(1)에 장기간 이식되어 있어도 서로 간의 분리 이탈이 되지 않고 고정력이 향상될 수 있다.
가동부(130)는 본체(110)와 본체고정부(150) 사이에 위치하고, 중앙에는 약물주입공(133)이 형성되어 타겟지점(7)으로 방향 전환이 가능할 수 있다. 가동부(130)는 가동수용홀(110a)에 위치하고, 외형이 곡면으로 이루어져 방향전환이 가능한 가동본체(131)를 포함하고, 이 가동본체(131) 내부에 중앙이 중공되어 있어 타겟지점(7)으로 약물이 주입되도록 가이드하는 약물주입공(133)이 형성될 수 있다. 가동부(130)는 0.03mm 미만 진구도로 이루어진 구형으로 형성될 수 있다. 가동부(130)가 0.03mm을 초과하는 경우 본체(110)의 가동수용홀(110a)과 맞닿는 면이 고르지 못하여 원하는 타겟지점(7) 방향으로 회전하기 어려울 수 있다. 또한, 가동부(130)의 표면조도(Ra)는 0.1㎛를 초과하고 0.5㎛ 미만의 범위를 가질 수 있다. 만일 0.1㎛ 이하일 경우 미세하게 진구도를 벗어나 고정력이 저하되는 문제가 발생할 수 있고, 0.5㎛ 이상일 경우 표면이 거칠어져 본체(110)와 접촉시 마찰을 일으키기 때문에 고정력이 약해질 수 있다. 즉, 각도 조절시 완전한 회전이 되기 어려운 한계가 있다. 또한, 약물주입장치(100) 조립시 불량률이 높을 수 있다.
상기 약물주입공(133)은 제1수용부(133a)와 제2수용부(133b)를 포함할 수 있다. 제1수용부(133a)는 가동부(130) 내부 홀에 위치하는 실링부(160)를 수용할 수 있다. 제2수용부(133b)는 제1수용부(133a)와 연결되어 가동부(130) 내부 하단에 위치하고 약물주입시 삽입되는 가이드튜브(140) 및 주사바늘(191)을 수용할 수 있다. 제1수용부(133a)는 가동부(130) 내부 홀의 시작부터 실링부(160)가 수용되는 지점까지 나사산으로 형성될 수 있다. 실링부(160)는 가동부(130)의 약물주입공(133)을 밀폐하도록 구비되며, 약물을 주사하기 위한 주사바늘(191)이 삽입될 수 있다. 실링부(160)는 실리콘(Silicone)으로 제조되며, 이에 한정되는 것은 아니고 합성수지 물질들 중의 적어도 어느 하나의 소재로 이루어질 수 있다. 실링부(160)는 주사바늘(191)이 삽입되어도 다시 원래의 형태로 복원될 수 있다. 따라서, 실링부(160)는 가동부(130) 내에 삽입되어 외부로부터 오염물질을 차단하고 약물주입장치(100) 뇌 이식 후 감염되는 것을 방지할 수 있다.
가동마개부(180)는 실링부(160) 상부에 위치하여 가동부(130)를 밀폐 고정시키고 실링부(160)가 외부로부터 분리 이탈되지 않도록 차단할 수 있다. 가동마개부(180)는 바늘수용부(180a), 위치표시부(185) 및 가동체결부(183)를 포함할 수 있다. 바늘수용부(180a)는 중앙에 주사바늘(191)이 주입되도록 아래로 갈수록 경사진 홀이 형성될 수 있다. 위치표시부(185)는 바늘수용부(180a)를 내부에 포함하고 가동부(130) 외부에 위치할 수 있다. 가동체결부(183)는 위치표시부(185)와 연결되는 것으로 외부는 나사산이 형성되어 약물주입공(133)과 암수를 이루는 나사산으로 체결될 수 있다.
도 1을 참조하면, 약물주입장치(100)는 가이드튜브(140)를 더 포함할 수 있다. 가이드튜브(140)는 가동부(130)와 연결되어 뇌실질(5) 내부로 들어가 타겟지점(7)에 근접한 위치까지 삽입될 수 있고 그 타겟지점(7)에 약물을 주입하는 주사바늘(191)을 타겟지점(7) 방향으로 가이드할 수 있다. 가동부(130)와 결합된 가이드튜브(140)는 두개골(1)과 접하는 점을 기준으로 하여 중심축(CL)으로부터 타겟지점(7) 방향으로 삽입될 수 있다. 가이드튜브(140)는 약물주입공(133) 하단에 거치되고 가동부(130)와 가이드튜브(140) 사이를 연결하는 튜브연결부(145)를 포함할 수 있다. 튜브연결부(145)는 가이드튜브(140) 내부와 연장되는 홀이 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 약물주입장치(100)는 본체(110), 본체고정부(150), 가동부(130), 가동마개부(180) 및 가이드튜브(140) 중 적어도 어느 하나는 폴리에테르 에테르케톤(PEEK)으로 제조될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 신체이식 접합성을 가진 소재면 다양하게 적용하여 제조될 수 있다.
체결부재(170)는 본체(110) 상부 및 본체고정부(150) 상부를 두개골(1)에 체결하는 적어도 두 개를 포함할 수 있다. 체결부재(170)는 몸체부(173) 및 헤드부(175)를 포함할 수 있다. 몸체부(173)는 본체(110) 및 본체고정부(150) 중 적어도 어느 하나를 두개골(1) 내에 식립 고정시킬 수 있다. 몸체부(173)는 두개골(1) 내 식립 고정되고 끝단까지 나사산이 테이퍼지게 형성되며, 적어도 하나의 압력저감홈(173a)이 형성될 수 있다. 헤드부(175)는 몸체부(173)와 연결되어 거치되는 것으로, 중앙에 위치하여 체결시 체결기구와 수평하게 체결되도록 하는 수평홈(175b)과 수평홈(175b)을 기준으로 가로축과 세로축을 가르는 선형으로 식별 가능하게 형성된 식별홈(175a)을 포함할 수 있다. 또한, 체결부재(170)는 티타늄 소재로 이루어질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 신체이식 접합성 및 이식 안정성을 가진 소재면 다양하게 적용하여 제조될 수 있다.
도 2는 도 1의 약물주입장치를 정위가이드기구를 이용하여 환자의 두개골(頭蓋骨) 내의 타겟지점의 위치를 찾아 설치하는 시술 모습을 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 약물주입장치가 설치된 후 약물을 주입하는 모습을 나타낸 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 뇌 내에 약물주입이 필요한 뇌질환 관련 환자(P)를 대상으로 시술할 때 정위가이드장치(10)를 이용하여 약물주입장치(100) 삽입을 가이드할 수 있다. 여기서 뇌질환은 예를 들어, 뇌종양, 뇌졸중, 치매질환인 알츠하이머(Alzheimer's), 정신계 질환인 파킨스, 우울증, 정신분열 등과 관련한 것일 수 있다. 약물주입장치(100)는 환자(P)의 두개골(3)을 천공하여 이식하기 위하여 두개골(3) 중 관자뼈, 마루뼈 등의 위치에 'U'자 형태로 절개할 수 있다. 또한, 약물주입장치(100)는 본체(110), 가동부(130), 가이드튜브(140), 본체고정부(150), 실링부(160) 및 가동마개부(180)으로 구성된다. 본체(110)는 두개골(3)에 이식되는 것으로 본체(110)의 상단은 두피(5)와 두개골(3) 사이에 위치하고, 본체(110)의 하단은 두개골(3) 내에 삽입되어 위치할 수 있다. 가동부(130)는 본체(110) 내부에 삽입되는 것으로 상부가 개방된 구형상을 가지며 뇌실질(腦實質) 내의 병소(病所)인 타겟지점(7)으로 방향전환 할 수 있다.
도 2를 참조하면, 정위가이드장치(10)는 가동부(130)와 결합되어 중심축(CL)에 위치한 가이드튜브(140)를 중심(CL)으로부터 방향 전환하여 타겟지점(7)에 위치하도록 가이드할 수 있다. 여기서 정위가이드장치(10)는 가이드핸들(13), 위치조정부(15), 위치조정핸들부(17) 및 볼트부(19)를 포함할 수 있다. 상세하게, 가이드핸들(13)을 가동부(130)에 설치하고, 그 내부로 긴 로드(rod) 형상의 위치조정부(15)에 가이드튜브(140)를 결합 설치하여 삽입시킬 수 있다. 삽입시 위치조정부(15)가 흔들리거나 부러짐을 방지하기 위하여 위치조정부(15) 끝단에 위치조정핸들부(17)를 결합 설치할 수 있다. 정위가이드기구(100)는 가이드튜브(140)를 타겟지점(7)과 최대한 가깝게 위치시킨 후 두개골(3)에서부터 분리 제거될 수 있다.
한편, 도 2는 정위가이드기구(100)를 이용하여 가이드튜브(140)가 타겟지점(7)으로 위치한 최종적인 모습만을 나타낸 것이다. 이에 한정되는 것은 아니며, 도면에서는 나타나 있지 않지만 추가적으로 정위가이드장치(10)는 연결가이드부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 연결가이드부는 가이드튜브(140)의 가이드핸들(13) 내부로 정확하게 삽입되도록 가이드할 수 있다. 연결가이드부는 파이프 형상의 적어도 한쌍으로 이루어져 있고 분리가능하며 가이드핸들(13) 상단에 추가 설치될 수 있다. 또한, 연결가이드부는 일단이 가이드핸들(13) 내부에 삽입되고 타단이 가이드핸들(13) 상부에 거치되어 가이드튜브(140)가 삽입되는 것을 추가로 삽입을 가이드 할 수 있다. 연결가이드부는 삽입되는 튜브연결부(145)와 접하는 상태가 되면 분리 제거될 수 있다. 제거된 후 도 2에서 보는 바와 같이, 위치조정핸들부(17)의 앞단이 튜브연결부(145)를 밀면서 가동부(130) 하단에 위치시킬 수 있다.
도 3에서 보는 바와 같이, 가이드튜브(140)는 그 내부에 뇌질환 관련 약물을 투입하는 주사바늘(191)이 삽입될 수 있다. 여기서 주사바늘(191)은 예를 들어, 트로카 바늘, 검사용 바늘 등을 내부에 수용할 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 시술 기구 및 장비, 예를 들어, 네비게이션 프로브, 자극 리드, 절제 프로브 또는 카테터, 주사 또는 유체 전달 장치, 생검 바늘, 추출 도구 등이 삽입되어 진단 및/또는 치료 절차를 실행할 수 있다.
또한, 약물주입장치(100)를 이용하여 각종 다양한 뇌질환 관련 약물들이 주입될 수 있다. 예를 들어, 아밀로이드가설(β-아밀로이드 단백질 생성을 억제하는 물질), Aβ단백질 응집억제제, 타우 응집 억제제 콜린 분해효소 억제제, NMDA 수용체 또는 길항제, 콜린성 전구 물질, 항산화 물질, 당료치료제 등의 치매관련 화학약물, 인간제대혈세포, 인간제대혈유래 중간엽 줄기세포, 신경줄기세포, 골수줄기세포 등의 줄기세포, 파킨스, 우울증, 정신분열 등의 정신계 질환 치료 약물, 뇌종양 및 뇌졸중 관련 치료 약물 등이 포함될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 아래와 같이 본 발명에 따른 약물주입장치(100)의 설치하는 방법에 대하여 상세하게 서술하기로 한다.
<설치 방법>
환자(P)의 두피(5)를 절개하고 두개골(1)에 구멍(Burr holl)을 내어 약물주입장치(100)의 본체(110)를 이식하는 단계를 실시할 수 있다(S10).
네비게이션 장치(미도시)를 이용하여 MRI 촬영을 통해 타겟지점(7)되는 위치를 찾아 좌표상 두개골(1)에 위치를 표시하는 단계를 실시한다(S20).
본체(110)를 두개골(1)에 고정하여 체결한 후 가동수용홀(110a)에 가동부(130)를 삽입하고 제1체결공(110b)에 적어도 두개의 체결부재(170)를 설치할 수 있다(S30).
가동부(130)를 사이에 두고 본체(110) 상부에 본체고정부(150)을 마주하여 설치할 수 있다. 또한, 본체고정부(150)에 형성된 고정홀(150a)과 본체(110)의 가동수용홀(110a)이 가동부(130)를 수용하면서 연통되도록 설치할 수 있다(S40). 그 다음으로 본체고정부(150)에 형성된 제2체결공(150b)에 적어도 두개의 체결부재(170)을 설치한다. 이때, 체결부재(170)는 가동부(130)가 움직일 정도만 고정시키고 가동부(130)에 가이드핸들(13)을 설치하는 단계를 실시할 수 있다(S50).
가이드핸들(13) 내부에 광가이드부(123)가 결조립된 프로브수용부(미도시)를 설치하고 그 내부에 네비게이션 프로브(미도시)를 삽입하여 방향 전환하면서 타겟지점(7)을 찾기 위해 조정하는 단계를 실시할 수 있다(S60).
정확한 타겟지점(7)이 설정되면 네비게이션 프로브(미도시)와 프로브수용부(미도시)를 가이드핸들(13)에서 분리 제거할 수 있다(S70).
튜브연결부(145)를 포함하는 가이드튜브(140)를 준비한다. 그 다음으로 위치조정부(15)에 위치조정핸들부(17)와 볼트부(19)를 체결하여 한 세트로 준비한다. 이때 위치조정핸들부(17)가 튜브연결부(145)와 접하는 부분까지 도달하면 볼트부(19)를 위치조정핸들부(17)의 체결수용부(179)에 체결하여 고정시킬 수 있다(S80).
상기 가이드핸들(13)의 상단에 한쌍의 분리가능한 연결가이드부(미도시)를 설치하여 그 내부 중심에 위치조정부(15)를 포함하는 가이드튜브(140)가 삽입되는 것을 추가로 가이드할 수 있다. 튜브연결부(145)가 연결가이드부(미도시)에 접하게되면 연결가이드부(미도시)를 분리 제거하고 위치조정핸들부(17)의 앞단이 튜브연결부(145)를 밀면서 가동부(130) 하단에 위치할 때까지 삽입하는 단계를 실시한다(S90).
상기 위치조정부(15)가 가이드튜브(140)의 끝단에 위치하여 함께 움직이면서, 뇌실질(5) 내의 타겟지점(7) 방향으로 회전하고, 가이드튜브(140) 보다 앞서 타겟지점(7)에 도달하도록 위치조정핸들부(17)를 조정할 수 있다(S100).
가이드튜브(140)가 타겟지점(7)에 근접하게 위치하면 위치조정부(15) 세트를 가이드핸들(13)로부터 분리 제거하고 최종적으로 가이드핸들(13)도 가동부(130) 로부터 분리 제거할 수 있다(S110).
가동부(130) 내부로 실링부(160)를 삽입하고, 그 상부에 가동마개부(180)를 전용 드라이버(미도시)를 이용하여 체결하여 설치할 수 있다. 또한, 본체(110) 상부에 느슨하게 위치한 체결부재(170)를 다시 한번 체결하여 환자(P)의 두개골(1) 상에 약물주입장치(100)를 고정시킬 수 있다(S120).
약물주입장치(100)의 초기 이식이 완료된 후 가동마개부(180)의 위치표시부(185)를 외관상으로 식별하여 위치를 찾을 수 있다(S130).
치료제(195)를 포함한 주사바늘(191)은 가동마개부(180)의 바늘수용부(180a), 실링부(160), 튜브연결부(145)의 삽입가이드홀(145a) 및 가이드튜브(140) 방향을 따라 순차적으로 삽입하여 타겟지점(7)으로 삽입하여 치료제(195)를 장기간에 걸쳐 반복 투여할 수 있다(S140).
도 4는 도 3의 약물주입장치가 완전 조립되어 가동할 수 있는 동작을 개략적으로 나타낸 측단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 약물주입장치(100)는 본체(110), 가동부(130), 본체고정부(150), 가이드튜브(140), 실링부(160) 및 가동마개부(180)를 포함하고 완전 조립될 수 있다. 본체(110)는 하단이 두개골(1)에 삽입되는 삽입부(113)이고, 상단이 두개골(1)의 상부를 수평하게 지지하는 지지부(115)를 포함할 수 있다. 지지부(115)에 본체고정부(150)의 거치부(155)가 접하여 설치될 수 있다. 이때 본체(110)와 본체고정부(150) 간의 결합 고정력을 더 높이기 위하여 그 사이에 체결부재(170)가 더 설치될 수 있다. 상세하게, 지지부(115)의 일단에는 제2체결공(150b)이 형성되는 것으로 제2체결공(150b)에 체결부재(170)가 설치될 수 있다. 또한, 지지부(115)의 타단에는 본체(110)의 제1체결공(110b)과 마주하여 접하는 헤드수용홈(157b)이 형성되어 있는 것으로 제1체결공(110b)에 체결된 체결부재(170)의 헤드부(175)가 안착될 수 있다. 따라서, 약물주입장치(100)는 제1체결공(110b) 및 제2체결공(150b) 각각이 서로 다른 적어도 세 지점에 형성되어 있다. 즉, 본체(110)와 본체고정부(150)와의 체결시 적어도 6 지점에 체결부재(170)가 설치될 수 있다. 따라서, 약물주입장치(100)는 이식 후 본체(110)와 본체고정부(150) 간의 분리 이탈이 쉽지 않고 초기 이식 고정력 유지될 수 있다.
또한, 본체(110) 중앙에 형성된 가동수용홀(110a)은 외형이 곡면으로 이루어져 방향전환이 가능한 가동본체(131)가 설치될 수 있다. 이 가동본체(131) 내부에 중앙이 중공되어 있어 타겟지점(7)으로 약물이 주입되도록 가이드하는 약물주입공(133)이 형성될 수 있다. 이 약물주입공(133) 하단에 가이드튜브(140)가 설치되고 타겟지점(7) 방향으로 회전될 수 있다. 즉, 가동부(130)와 결합된 가이드튜브(140)는 두개골(1)과 접하는 면을 기준으로 하여 중심축(CL)으로부터 좌우측의 타겟지점(7) 방향으로 회전할 수 있는 가동 범위의 최대각도가 60˚ 이내일 수 있다. 최대각도가 60˚를 초과하는 경우 지지부(115)와 결합된 거치부(155)의 일측면에 과도한 부하가 생겨 결합 균형이 무너지기 때문에 거치부(155)가 분리 이탈될 수 있다. 아울러, 가동부(130)에 설치된 가이드튜브(140)가 타겟지점(7) 방향으로 위치가 확정될 때 약물주입공(133)에 튜브연결부(145)가 안착되고 튜브연결부(145) 상부에 실링부(160)가 설치될 수 있다. 여기서, 실링부(160)는 가동부(130) 내부에 삽입되도록 일정한 높이(L6) 및 외경의 크기(D10)를 가질 수 있다. 실링부(160)의 조건 범위는 도 8에서 후술하기로 한다. 실링부(160) 상부에는 가동마개부(180)의 가동체결부재(170)가 설치될 수 있다. 가동마개부(180)는 중앙에 중공된 바늘수용부(180a)가 형성될 수 있다. 또한, 가동마개부(180)의 위치표시부(185)는 육각형으로 형성되어 이식된 위치를 표시할 수 있다. 따라서, 약물주입장치(100)를 두개골(1)에 이식한 후 두피(3)를 덮어 봉합하였을 때 위치표시부(185)를 통해 이식된 위치를 찾고 주사바늘(191)이 바늘수용부(180a), 실링부(160), 튜브연결부(145)의 삽입가이드홀(145a) 및 가이드튜브(140)의 순으로 삽입될 수 있다.
도 5(a) 내지 도 5(c) 각각은 본 발명의 실시예에 따른 약물주입장치의 구성 중 본체를 나타낸 평면도, 측면도 및 측단면도이다.
도 5(a) 내지 도 5(c)를 참조하면, 본체(110)는 내부에 상기 가동부(130)를 수용하는 가동수용홀(110a)이 형성될 수 있다. 그리고 본체(110)는 두개골(1) 상부에 위치하는 것으로 환자(P)의 두개골(1)에 고정 지지하는 지지부(115) 및 두개골(1)에 삽입되는 삽입부(113)를 포함할 수 있다.
또한, 본체(110)는 하기의 수학식 1 및 수학식 2 중 적어도 어느 하나를 만족할 수 있다.
Figure 112020003033465-pat00002
Figure 112020003033465-pat00003
여기서, D1은 삽입부(113)의 외경 크기이고, D2는 가동수용홀(110a)의 내경 크기이며, L1은 삽입부(113)의 삽입 높이이다.
수학식 1의 하한치를 벗어나는 경우 본체(110)를 이루는 두께가 얇아져서 가동부(130)를 고정시키기 어려울 수 있고, 수학식 1의 상한치를 벗어나는 경우 가동부(130)가 안착되지 않고 외부로 노출될 수 있기 때문에 감염 등의 위험성이 높아질 수 있다. 따라서, 수학식 1의 조건 범위를 만족하는 경우 본체(110)는 두개골(1)과 두피(3) 사이에 위치할 수 있고, 가동수용홀(110a)에 가동부(130)가 안착하여 결합 설치될 수 있는 적절한 두께를 가질 수 있다.
한편, 수학식 2의 하한치를 벗어나는 경우 삽입부(113)는 두개골(1)의 두께 보다 낮은 높이를 가짐에 따라 가동부(130)를 수용하는 공간이 나올 수가 없고, 수학식 2의 상한치를 벗어나는 경우 본체(110)가 두개골(1)의 두께를 벗어나 뇌실질(5)을 압박하는 삽입부(113)의 두께를 가질 수 있기 때문에 시술 후 환자(P)에게 두통, 어지러움증 등의 부작용을 초래할 수 있다. 따라서, 수학식 2의 조건 범위를 만족하는 경우 삽입부(113)가 두개골(1)에 삽입되어 뇌실질(5)을 압박하지 않는 적정 높이를 가질 수 있다.
지지부(115)는 제1체결공(110b) 및 고정돌기(117)를 포함할 수 있다. 체1체결공(110b)은 적어도 하나이고 본체(110) 상부에 위치하는 것으로, 체결부재(170)가 삽입되어 움직이지 않도록 고정될 수 있다. 고정돌기(117)는 적어도 하나로 이루어지고 본체고정부(150)와 결합되도록 고정시킬 수 있다.
적어도 하나의 고정돌기(117) 및 제1체결공(110b)이 형성되어 하기의 수학식 3을 만족할 수 있다.
Figure 112020003033465-pat00004
여기서, D3은 지지부(115) 외경의 크기이고, L2는 지지부(115)의 높이이다.
수학식 3의 하한치를 벗어나는 경우 지지부(115) 외경 대비 높이가 높기 때문에 두개골(1)에 안정적으로 안착되기 어려울 수 있고, 수학식 3의 상한치를 벗어나는 경우 지지부(115)의 외경이 커짐에 따라 제1체결공(110b) 간의 거리가 멀어지고 시간이 지나면서 고정력이 약해질 수 있다. 따라서, 수학식 3의 조건 범위를 만족하는 경우 지지부(115)는 두개골(1)에 삽입된 삽입부(113)를 거치하기에 용이하고 고정돌기(117) 및 제1체결공(110b)을 형성하기에 최적의 직경 및 높이를 가질 수 있기 때문에 고정력 및 안정성이 확보될 수 있다.
고정돌기(117)는 하기의 수학식 4을 만족할 수 있다.
Figure 112020003033465-pat00005
여기서, D4은 고정돌기(117) 외경의 크기이고, L3는 고정돌기(117)의 높이이다.
수학식 4의 하한치를 벗어나는 경우 고정돌기(117)의 높이가 높아져 본체고정부(150)와 결합시 파손되기 쉽고 체결되더라도 위로 본체고정부(150)의 일부분이 위로 뜨게 되어 가동부(130)가 고정이 되지 않는 문제점이 발생될 수 있고, 수학식 4의 상한치를 벗어나는 경우 고정돌기(117)의 높이가 낮아짐에 따라 고정돌기(117)의 고정시키는 기능이 상실될 수 있다. 따라서, 수학식 4의 조건 범위를 만족하는 경우 본체고정부(150)와 체결 후 지지부(115)가 회전되거나 이탈 분리되지 않고 시간이 지나도 고정력이 유지될 수 있다.
도 6(a) 내지 도 6(d) 각각은 본 발명의 실시예에 따른 약물주입장치의 구성 중 본체고정부를 나타낸 평면도, 저면도, c-c' 측단면도 및 d-d' 측단면도이다.
도 6(a) 내지 도 6(d)를 참조하면, 본체고정부(150)는 본체(110)와 마주하여 결합 고정시켜 체결할 수 있다. 본체고정부(150)는 중심에 가동부(130)가 움직이지 않도록 외부를 고정하는 고정홀(150a)이 형성될 수 있다. 또한, 본체고정부(150)는 상부 주변에 체결부재(170)가 삽입되어 움직이지 않도록 고정하는 적어도 하나의 제2체결공(150b)이 형성될 수 있다.
도 6(c)는 본체고정부(150)의 평면도(a)를 c-c'로 절단하였을 때의 측단면도이다. 본체고정부(150) 상단에는 중앙에 고정홀(150a)이 형성되고 본체(110)와 마주하여 위치하는 거치부(155)에는 제2체결공(150b)이 형성되어 체결부재(170)가 설치 결합될 수 있다.
도 6(d)는 본체고정부(150)의 저면도(b)를 d-d'로 절단하였을 때의 측단면도이다. 본체고정부(150)는 중앙에 고정홀(150a)이 형성되고 외부에서 볼 때 이식 위치를 판별할 수 있는 식별부(157)을 포함할 수 있다. 식별부(157)는 거치부(155)와 비교하였을 때 볼록하게 돌출된 형상을 가지고 그 저면에는 본체(110)의 제1체결공(110b)와 마주하는 헤드수용홈(157b)가 형성될 수 있다. 이 헤드수용홈(157b)은 제1체결공(110b)에 설치되는 체결부재(170)의 헤드부(175)가 위치할 수 있다.
고정홀(150a) 및 본체고정부(150)는 하기의 수학식 5 및/또는 본체고정부(150)의 높이가 1mm 내지 9mm 중 적어도 어느 하나를 만족할 수 있다.
Figure 112020003033465-pat00006
여기서, D5은 고정홀(150a)의 외경 크기이고, D6은 본체고정부(150)의 외경 크기이다.
수학식 5의 하한치를 벗어나는 경우 본체고정부(150) 중심의 고정홀(150a)이 커짐에 따라 외부로부터 노출되는 부분이 많아져 감염 문제가 발생될 수 있고, 수학식 5의 상한치를 벗어나는 경우 본체고정부(150) 중심의 고정홀(150a)이 너무 작아지기 때문에 실링부(160) 및 가동부(130) 중 적어도 하나는 고정홀(150a)에 삽입되기 어려울 수 있다. 따라서, 수학식 5의 조건 범위를 만족하는 경우 본체(110)와 결합되어 고정력을 유지하기 용이하고 고정홀(150a)에 실링부(160) 및 가동부(130)가 삽입되어 외부로부터 오염물질을 차단하여 감염되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본체고정부(150)의 높이가 1mm 내지 9mm 범위에서 벗어나는 경우, 환자(P)의 두피(3) 높이 보다 더 높아져 이식 후 외관상 돌출 형성될 수 있기 때문에 환자(P)의 일상생활에 불편을 초래할 수 있다. 따라서, 본체고정부(150)의 높이가 1mm 내지 9mm 범위를 만족하는 경우 이식 후 외관상 별다른 차이가 없기 때문에 환자(P)가 느끼는 불편함이 줄어들고 외부 충격에 의한 손상이 감소할 수 있으며 환자(P)의 원활한 일상생활을 유지할 수 있다.
도 6(a) 및 도 6(b)를 참조하면, 본체고정부(150)는 식별부(157), 고정홀(150a), 제2체결공(150b) 및 지지결합홈(157a)을 포함할 수 있다. 식별부(157)는 상부가 곡면으로 돌출되어 있어 약물주입장치(100)의 이식 위치를 식별할 수 있다. 고정홀(150a)은 중심에 가동부(130)가 움직이지 않도록 외부를 고정할 수 있다. 제2체결공(150b)은 상부 주변에 체결부재(170)가 삽입되어 움직이지 않도록 고정하는 적어도 하나로 구성될 수 있다. 지지결합홈(157a)은 하부가 곡면으로 오목하게 형성되고 본체(110)의 지지부(115) 형상과 일치하며 결합이 용이할 수 있다. 또한, 지지결합홈(157a)은 내부에는 고정돌기(117)와 마주하여 결합되는 적어도 하나의 돌기수용홈(157c)을 포함하고, 지지결합홈(157a)은 하기의 수학식 6을 만족할 수 있다.
Figure 112020003033465-pat00007
여기서, R1은 지지결합홈(157a)의 반경을 의미한다.
수학식 6의 하한치를 벗어나는 경우 본체(110)와 결합시 지지부(115)를 수용하기 어렵기 때문에 고정력이 약해질 수 있고, 수학식 6의 상한치를 벗어나는 경우 본체(110)를 수용하고도 남는 공간이 발생되어 본체(110)와의 결합 고정력이 약해질 수 있다. 따라서, 수학식 6의 조건 범위를 만족하는 경우 지지결합홈(157a)은 원을 삼등분할 때 생기는 일정한 면적을 가질 수 있기 때문에 지지부(115)의 형상과 일치하여 장기간 결합되어도 분리 이탈되지 않고 고정력을 유지할 수 있다.
도 7(a) 및 도 7(b) 각각은 본 발명의 실시예에 따른 약물주입장치의 구성 중 가동부를 나타낸 측면도 및 측단면도이다.
도 7(a) 및 도 7(b)를 참조하면, 가동부(130)는 본체(110)와 본체고정부(150) 사이에 위치하고, 중앙에는 약물주입공(133)가 형성되어 타겟지점(7)으로 위치 조절이 가능할 수 있다. 가동부(130)는 가동부(130) 및 약물주입공(133)를 포함할 수 있다. 가동부(130)는 가동수용홈(110a)와 고정홀(150a)사이에 위치하고, 곡면으로 가동부(130)의 외형을 이루며 위치 조절이 가능할 수 있다. 약물주입공(133)는 두개골(1) 내에 약물이 주입되도록 내부의 홀이 형성될 수 있다.
가동부(130)는 하기의 수학식 7을 만족할 수 있다.
Figure 112020003033465-pat00008
여기서, D8은 가동부(130) 외경의 크기이고, L5는 가동부(130)의 높이이다.
수학식 7의 하한치를 벗어나는 경우 가동부(130)의 높이가 높아지기 때문에 실링부(160)를 삽입할 만한 내부 공간을 마련하기에 한계가 있으며 회전이 어려울 수 있고, 수학식 7의 상한치를 벗어나는 경우 가동부(130)의 외경이 커짐에 따라 본체고정부(150)가 상부에 체결되기 어려울 수 있다. 또한, 뇌실질(5)을 압박하여 시술 후 환자(P)에게 불편함 및 부작용을 유발시킬 수 있다. 따라서, 수학식 7의 조건 범위를 만족하는 경우 가동부(130)는 구형상을 가지고 본체(110)와 본체고정부(150) 사이에 위치하여 타겟지점(7) 방향으로 회전이 가능할 수 있다.
약물주입공(133)는 가동부(130) 내부 홀에 위치하는 실링부(160)를 수용하는 제1수용부(133a) 및 제1수용부(133a)와 연결되어 가동부(130) 내부 하단에 위치하고 약물주입시 삽입되는 주사바늘을 수용하는 제2수용부(133b)를 포함할 수 잇다. 제1수용부(133a)는 가동부(130) 내부 홀의 시작부터 실링부(160)가 수용되는 지점까지 나사산으로 형성될 수 있다.
제1수용부(133a) 및 제2수용부(133b) 각각은 하기의 수학식 8 및 수학식 9 중 적어도 어느 하나를 만족할 수 있다.
Figure 112020003033465-pat00009
Figure 112020003033465-pat00010
여기서, V1는 제1수용부(133a) 내부 공간 부피이고, D9는 제2수용부(133b) 내경의 크기이다.
수학식 8의 하한치를 벗어나는 경우 제2수용부(133b)의 내경 크기 보다 제1수용부(133a) 내부공간 부피가 커져 가이드튜브(140) 삽입시 제2수용부(133b)를 찾아 삽입하기에 어려울 수 있고, 수학식 8의 상한치를 벗어나는 경우 제2수용부(133b)의 내경 크기가 제1수용부(133a) 내부공간 부피 보다 커져 가이드튜브(140) 삽입시 위치하기에 어려울 수 있고 이식 후 시간이 지남에 따라 고정력이 감소될 수 있다. 따라서, 수학식 8의 조건 범위를 만족하는 경우 제1수용부(133a)에 실링부(160)가 수용되어 외부로부터 오염물질을 차단시켜 뇌실질(5)에 침투되지 않도록 보호할 수 있다. 또한, 제1수용부(133a)에 약물을 보관할 수 있는 공간이 확보될 수 있기 때문에 치매치료제, 뇌질환 관련 통증 치료제 등의 일정량으로 반복투여가 필요한 약물이 고여서 가이드튜브(140)를 통과하면서 타겟지점(7)으로 투여될 수 있다. 이에 따라서, 수학식 8의 조건 범위를 만족하는 가동부(130)의 제1 및 제2수용부(133b)는 약물주입장치(100)의 반복투여 기능을 향상시킬 수 있다.
한편, 수학식 9의 하한치를 벗어나는 경우 제2수용부(133b)에 가이드튜브(140)의 삽입이 어려울 수 있고, 수학식 9의 상한치를 벗어나는 경우 제2수용부(133b)의 내경이 가이드튜브(140)의 외경 보다 커짐에 따라 여분의 공간인 틈새가 생길 수 있다. 그 틈새로 약물 주입시 타겟지점(7)이 아닌 다른 뇌실질(5) 부분에 투여되어 부작용을 초래할 수 있다. 따라서, 수학식 9의 조건 범위를 만족하는 경우 제2수용부(133b)의 내경이 가이드튜브(140)의 외경에 적합하게 맞춤 결합되기 때문에 약물 주입시 타겟지점(7)에 정밀하고 정확하게 투여될 수 있다.
제1수용부(133a)는 측면이 가동부(130) 내부 홀의 시작부터 실링부(160)가 수용되는 지점까지 나사산으로 형성될 수 있다.
여기서 나사산이 형성되는 높이는 하기의 수학식 10을 만족할 수 있다.
Figure 112020003033465-pat00011
여기서, L5은 상기 제1수용부(133a) 및 상기 제2수용부(133b)의 전체 높이를 의미하고, L5a는 상기 나사산으로 형성되는 높이를 의미한다.
수학식 10의 하한치를 벗어나는 경우 나사산으로 형성되는 높이는 가동마개부(180)와 체결 설치되기 어려울 수 있고, 수학식 10의 상한치를 벗어나는 경우 제1 및 제2수용부(133a)(133b)의 전체 높이의 대부분이 나사산으로 형성되는 높이와 같기 때문에 제2수용부(133b) 내부에 실링부(160)가 수용되기 어렵고 수용된다고 해도 측면의 나사산 부분에 실링부(160)가 손상될 수 있다. 따라서, 수학식 10의 조건 범위를 만족하는 경우 제1 및 제2수용부(133a)(133b)의 전체 높이는 실링부(160) 및 가이드튜브(140)를 수용할 수 있고, 나사산으로 형성되는 높이는 가동마개부(180)와 체결되어 외부로부터의 오염물질 차단이 이루어질 수 있다.
도 8(a) 내지 도 8(c) 각각은 본 발명의 실시예에 따른 약물주입장치의 구성 중 가동마개부를 나타낸 평면도, 측면도 및 측단면도이다.
도 8(a) 내지 도 8(c)를 참조하면, 가동마개부(180)는 바늘수용부(180a), 위치표시부(185) 및 가동체결부(183)를 포함할 수 있다. 바늘수용부(180a)는 가동마개부(180)의 중앙에 주사바늘(191)이 주입되는 홀로써, 어느 방향으로 주사바늘(191)이 삽입되어도 중앙으로 삽입될 수 있게 내부로 갈수록 좁아지는 깔대기 형상을 가질 수 있다. 위치표시부(185)는 가동부(130) 상부에 위치하는 것으로 육각형으로 형성되고 육각형의 모서리 부분은 몰딩될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며 위치를 표시할 수 있는 다양한 형상으로 적용될 수 있다. 따라서, 위치표시부(185)는 약물주입장치(100)를 통해 약물을 반복 투여할 때 바늘수용부(180a) 부분이 시술자의 손에 닿아 약물주입 위치를 발견할 수 있도록 식별하는 기능을 가질 수 있다. 가동체결부(183)는 위치표시부(185)와 연결되는 것으로 외부는 나사산이 형성되어 약물주입공(133)과 암수를 이루는 나사산으로 체결될 수 있다.
실링부(160) 및 가동마개부(180)는 하기의 수학식 11 및 수학식 12 중 적어도 어느 하나를 만족할 수 있다.
Figure 112020003033465-pat00012
Figure 112020003033465-pat00013
여기서, D10은 실링부(160) 외경의 크기이고, D11은 가동마개부(180) 외경의 크기이고, L6은 실링부(160)의 높이이고, L7은 가동마개부(180)의 높이이다.
수학식 11의 하한치를 벗어나는 경우 실링부(160)의 외경이 더 커져 그 상부를 차단하는 가동마개부(180)를 밀어낼 수 있고 그 밀어낸 틈 사이로 외부로부터의 이물질이 침투되어 부작용을 유발할 수 있다. 수학식 11의 상한치를 벗어나는 경우 실링부(160)는 상대적으로 작아질 수 있기 때문에 가동부(130) 내에 고정 위치하지 않을 수 있고, 가동마개부(180)를 통해 삽입된 주사바늘(191)을 실링부(160)에 통과시키기 어려울 수 있다. 따라서, 수학식 11의 조건 범위를 만족하는 경우 가동마개부(180)는 실링부(160)를 항상 차단할 수 있고 외부로부터 이물질 침투를 방지할 수 있다.
한편, 수학식 12의 하한치를 벗어나는 경우 실링부(160)의 높이가 상대적으로 커지기 때문에 가동마개부(180)가 가동부(130) 내부에 체결되기 어려운 한계가 있을 수 있고, 수학식 12의 상한치를 벗어나는 경우 가동마개부(180)의 높이가 상대적으로 커짐에 따라 가동부(130)와 체결 후 본체고정부(150)의 고정홀(150a)을 벗어나 눈에 띄게 두피(3) 보다 높게 돌출될 수 있다. 이러한 상태는 약물주입장치(100) 이식 후 환자(P)가 일상생활에 불편함을 느낄 수 있고 더 심해지면 통증 유발 증상 등의 부작용을 초래할 수 있다. 따라서, 수학식 12의 조건 범위를 만족하는 경우 실링부(160)는 가동부(130) 내부에 수용되기 적합하고, 그 상부에 가동마개부(180)가 차단됨에 따라 외부로부터의 이물질 및 오염을 차단할 수 있기 때문에 이식 적합성 및 안정성을 가질 수 있다. 또한, 적정 높이를 가진 실링부(160) 및 가동마개부(180)는 돌출되지 않고 두개골(1)과 두피(3) 사이에 위치하여 이식 후 환자(P)가 일상생활을 원활하게 하도록 할 수 있다.
바늘수용부(180a)는 하기의 수학식 13을 만족할 수 있다.
Figure 112020003033465-pat00014
여기서, A1는 중심축을 기준으로 좌우를 이루는 각도 중 상기 바늘수용부(180a)의 상단부의 각도를 의미하고, A2는 상기 바늘수용부(180a)의 중간부분의 각도를 의미한다.
수학식 13의 조건 범위를 벗어나는 경우 주사바늘(191)이 바늘수용부(180a) 상단을 통과할 때 중간부분의 각도가 급격히 커짐에 따라 주사바늘(191)의 경로방향이 달라져서 부러지거나 삽입이 어려울 수 있다. 수학식 13의 조건 범위를 만족하는 경우 주사바늘(191)이 외부에서 바늘수용부(180a) 상단과 접할 때 어느 방향으로 주사바늘(191)을 삽입하여도 최종적으로 바늘수용부(180a) 하단부를 통과하여 원하는 타겟지점(7) 방향으로 삽입될 수 있다.
위치표시부(185)는 하기의 수학식 14를 만족할 수 있다.
Figure 112020003033465-pat00015
여기서, L7는 상기 가동마개부(180)의 전체 높이를 의미하고, L7a는 상기 위치표시부(185)의 높이를 의미한다.
수학식 14의 하한치를 벗어나는 경우 가동마개부(180)에서 가동체결부(183)가 대부분을 차지하기 때문에 가동부(130)와의 체결은 용이할 수 있으나 설치하고 분리 제거하는 과정에서 가동부(130)로부터 가동마개부(180)를 분리하기 어려울 수 있고, 수학식 14의 상한치를 벗어나는 경우 가동마개부(180)에서 가동체결부(183)가 거의 차지하는 비율이 없기 때문에 가동부(130)와 체결에 어려움이 있을 수 있다. 따라서, 수학식 14의 조건 범위를 만족하는 경우 가동마개부(180)는 가동부(130)에 체결되어 외부로부터 오염물질을 유입을 차단시킬 수 있고 결합 및 분리 이탈이 용이할 수 있다.
도 9(a) 및 도 9(b) 각각은 본 발명의 실시예에 따른 약물주입장치의 구성 중 체결부재를 나타낸 평면도 및 측면도이다.
도 9(a) 및 도 9(b)를 참조하면, 체결부재(170)는 본체(110) 상부 및 본체고정부(150) 상부를 두개골(1)에 체결하는 적어도 두 개를 포함할 수 있다. 체결부재(170)는 두개골 내에 식립 고정되는 몸체부(173) 및 몸체부(173)와 연결되어 거치되는 헤드부(175)를 포함할 수 있다.
몸체부(173) 및 헤드부(175)는 하기의 수학식 15 및 수학식 16 중 적어도 어느 하나를 만족할 수 있다.
Figure 112020003033465-pat00016
Figure 112020003033465-pat00017
여기서, D11는 상기 몸체부(173) 외경의 크기를 의미, D12는 상기 헤드부(175) 외경의 크기를 의미, L9은 상기 몸체부(173) 길이를 의미하며, L8은 상기 헤드부(175) 길이를 의미한다.
수학식 15의 하한치를 벗어나는 경우 몸체부(173) 직경이 헤드부(175) 직경 보다 크게 됨으로 체결 후 거치되지 않고 체결되는 홀에 빠질 수 있고, 수학식 15의 상한치를 벗어나는 경우 헤드부(175)가 상대적으로 커질 수 있어 본체고정부(150)에 의한 간섭이 발생하여 체결이 이루어지기 힘들고 상대적으로 몸체부(173)에 힘이 약해져 고정력이 저하되며 안정적인 체결이 불가능할 수 있다. 따라서, 수학식 15의 조건 범위를 만족하는 경우 체결부재(170)는 본체(110) 및 본체고정부(150)를 고정시킬 수 있고 약물주입장치(100)의 이식 안정성 및 고정력을 향상시킬 수 있다.
한편, 수학식 16의 하한치를 벗어나는 경우, 헤드부(175)의 길이가 상대적으로 길어짐에 따라 이식되는 몸체부(173)를 고정 지지하기 어려울 수 있고, 수학식 16의 상한치를 벗어나는 경우 몸체부(173)가 상대적으로 길어짐에 따라 두개골(1)을 벗어나 뇌실질(5)까지 압박하여 이식 후 부작용을 초래할 수 있다. 따라서, 수학식 16의 조건 범위를 만족하는 경우 체결부재(170)가 헤드부(175)와 몸체부(173) 간의 적절한 비율을 가짐으로써 두개골(1)에 식립되어 약물주입장치(100)를 고정시킬 수 있다.
헤드부(175)는 중앙에 위치하여 체결시 체결기구와 수평하게 체결되도록 하는 수평홈(175b)과 수평홈(175b)을 기준으로 가로축과 세로축을 가르는 선형으로 식별 가능하게 형성된 식별홈(175a)를 포함할 수 있다.
수평홈(175b) 및 식별홈(175a)은 하기의 수학식 17을 만족할 수 있다.
Figure 112020003033465-pat00018
여기서, L8a는 식별홈(175a)의 깊이를 의미하고, D13은 수평홈(175b) 외경의 크기를 의미한다.
수학식 17의 하한치를 벗어나는 경우 식별홈(175a)의 길이가 상대적으로 길어짐에 따라 수평홈(175b)의 기능이 상실될 수 있고, 수학식 17의 상한치를 벗어나는 경우 수평홈(175b)의 외경의 크기가 상대적으로 커짐에 따라 식별홈(175a)의 식별 기능이 감소될 수 있다. 따라서, 수학식 17의 조건 범위를 만족하는 경우 헤드부(175)는 식별홈(175a)의 식별하는 기능과 수평홈(175b)의 체결부재(170)가 수평에 맞게 체결되도록 하는 기능 모두를 가질 수 있다.
몸체부(173)는 두개 골 내 식립 고정되고 끝단까지 나사산이 테이퍼지게 형성되며, 하기의 수학식 18를 만족하는 적어도 하나의 압력저감홈(173a)이 형성될 수 있다.
Figure 112020003033465-pat00019
여기서, L9은 몸체부(173)의 길이를 의미하고, L9a은 압력저감홈(173a)이 형성된 부분의 길이를 의미한다.
수학식 18의 하한치를 벗어나는 경우 압력저감홈(173a)이 몸체부(173)의 길이보다 상대적으로 길게 설계되기 때문에 체결부재(170)의 기능이 상실되어 고정력이 약해질 수 있고, 수학식 18의 상한치를 벗어나는 경우 압력저감홈(173a)을 거의 가지지 않는 체결부재(170)로써 식립시 골조직에 압력을 증가시킬 수 있다. 이와 같이 장기간 이식될 경우 골조직이 손상되어 염증을 유발시킬 수 있고 심하면 이식수술 부작용을 초래할 수 있다. 따라서, 수학식 18의 조건 범위를 만족하는 경우 압력저감홈(173a)이 형성된 체결부재(170)가 골에 식립될 때 골조직을 손상시키는 압력을 상대적으로 약화시켜 골 손상을 최소화할 수 있다.
도 10(a) 내지 도 10(c) 각각은 본 발명의 실시예에 따른 약물주입장치의 구성 중 가이드튜브를 나타낸 평면도, 측면도 및 측단면도이다.
도 10(a) 내지 도 10(c)를 참조하면, 가이드튜브(140)는 타겟지점(7)에 약물을 주입하는 주사바늘을 타겟 방향으로 가이드할 수 있다. 그리고 가이드튜브(140)는 뇌실질(5)을 통과할 때 손상을 최소화하도록 표면이 매끄러울 수 있다.
또한, 가이드튜브(140)는 길이가 10mm 내지 300mm의 범위를 포함할 수 있고, 하기 수학식 19를 만족할 수 있다.
Figure 112020003033465-pat00020
여기서, D14a는 가이드튜브(140) 내경의 크기를 의미하고, D14b는 가이드튜브(140) 외경의 크기를 의미한다.
수학식 19의 하한치를 벗어나는 경우 주사바늘(191) 삽입시 가이드튜브(140)의 얇은 두께로 인하여 주사바늘(191)이 통과할 때 가이드튜브(140) 내부가 찢어지거나 손상될 수 있다. 또한, 가이드튜브(140)가 뇌실질(5)에 삽입될 때 강도가 너무 약하여 뇌실질(5)에 유착되어 부작용을 초래하거나 주사바늘(191)을 수용하여 가이드하는 기능이 상실될 수 있으며, 수학식 19의 상한치를 벗어나는 경우 가이드튜브(140)의 두께가 두꺼워져 주사바늘(191) 삽입이 어려울 수 있다. 또한, 가이드튜브(140)는 두께에 따른 삽입 강도가 강해지기 때문에 뇌실질(5)에 삽입시 손상을 일으킬 수 있다. 따라서, 수학식 19의 조건 범위를 만족하는 경우 가이드튜브(140)는 뇌실질(5)의 손상이 최소화되도록 먼저 삽입될 수 있고, 다음으로 주사바늘(191)이 가이드튜브(140) 내부로 수용될 때 타겟지점(7) 방향으로 투입되도록 가이드할 수 있다.
한편, 가이드튜브(140)는 튜브연결부(145)를 더 포함할 수 있다. 튜브연결부(145)는 약물주입공(133) 하단에 거치되고 가동부(130)와 가이드튜브(140) 사이를 연결하며 내부 가이드튜브(140) 내부와 연장되는 삽입가이드홀(145a)이 형성될 수 있다. 이 삽입가이드홀(145a)은 아래로 갈수록 좁아지는 깔대기 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 중심방향으로 안내할 수 있는 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 따라서, 삽입가이드홀(145a)은 주사바늘(191)이 바늘수용부(180a)를 통과하였을 때 중심이 아닌 다른 방향으로 틀어지더라도 타겟지점(7)으로 정확하게 삽입되도록 바늘수용부(180a)와 함께 중심방향으로 이중 가이드하는 역할을 할 수 있다.
튜브연결부(145)는 하기의 수학식 20 및 수학식 21 중 적어도 어느 하나를 만족할 수 있다.
Figure 112020003033465-pat00021
Figure 112020003033465-pat00022
여기서, D15는 튜브연결부(145) 외경의 크기이고, D16은 튜브연결부(145) 내경의 크기이며, L10 은 튜브연결부(145)의 높이이다.
수학식 20의 하한치를 벗어나는 경우 튜브연결부(145)의 내경이 상대적으로 커짐에 따라 튜브연결부(145)의 두께가 얇아질 수 있기 때문에 주사바늘(191) 삽입시 찢어지거나 손상될 수 있고, 수학식 20의 상한치를 벗어나는 경우 튜브연결부(145)의 두께가 커지기 때문에 내부 공간이 작아져 주사바늘(191) 삽입과 분리가 어려울 수 있다. 따라서, 수학식 20의 조건 범위를 만족하는 경우 튜브연결부(145)가 가동부(130) 하단에 지지 고정됨에 따라 쉽게 분리 이탈되지 않고 안정적으로 결합될 수 있다. 또한, 튜브연결부(145)는 내부로 주사바늘(191)이 통과함에 따라 타겟지점(7) 방향으로 가이드할 수 있다.
한편, 수학식 21의 하한치를 벗어나는 경우 튜브연결부(145)의 높이가 상대적으로 낮아져 지지하는 고정력이 약해질 수 있기 때문에 뇌실질(5)로 이탈 분리될 수 있어 부작용을 초래할 수 있고, 수학식 21의 상한치를 벗어나는 경우 튜브연결부(145)의 높이가 상대적으로 높아져 가동부(130) 내부에 실링부(160)와 함께 수용되는 데 한계가 있을 수 있다. 따라서, 수학식 21의 조건 범위를 만족하는 경우 튜브연결부(145)는 가동부(130) 내부에 설치되어 고정력 있게 지지될 수 있고 그 상부에 실링부(160)를 설치하도록 하여 외부로부터 오염물질을 차단하도록 할 수 있다.
가이드튜브(140)는 일측 또는 양측에 약물이 고이지 않고 흐르도록 적어도 하나의 약물투여공(140a)이 형성될 수 있다. 또한, 가이드튜브(140)는 끝단의 내경 및 외경이 곡선으로 형성되어 두개골(1) 내에 삽입시 조직의 손상을 최소화하는 형상을 가질 수 있다.
약물주입장치(100)는 본체(110), 본체고정부(150), 가동부(130), 가동마개부(180) 및 가이드튜브(140) 중 적어도 어느 하나는 폴리에테르에테르케톤(PEEK)으로 이루어질 수 있다.
체결부재(170)는 티타늄 소재로 이루어질 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 약물주입장치(100) 및 체결부재(170)는 신체이식 적합성 및 안정성이 있고 단단하며 외부오염에 강한 소재면 다양하게 적용될 수 있다.
도 11은 본 발명에 따른 약물주입장치의 실링부의 제1변형예를 나타낸 사시도 및 측단면도이다.
도 11을 참조하면, 실링부(160)는 중앙에 중앙안내홈(160a)이 더 형성될 수 있다. 중앙안내홈(160a)은 주사바늘(191)이 다른 방향으로 삽입되어도 정중앙으로 향하도록 안내할 수 있다. 그 중앙안내홈(160a)에는 중심점을 기준으로 적어도 세 지점이 절개될 수 있다. 상세하게 그 절개선은 'Y' 또는 'X' 형상으로 될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 중심점을 기준으로 다양한 형상으로 절개될 수 있다.
따라서, 중앙안내홈(160a)은 실링부(160)의 다른 지점의 손상이 가해지는 것을 방지하고 주사바늘(191)을 가이드튜브(140)로 향하도록 계속적으로 안내할 수 있는 효과가 있다.
도 12는 본 발명에 따른 약물주입장치의 실링부에 필터가 일체화된 제2변형예를 나타낸 측단면도이다.
도 12를 참조하면, 실링부(160)는 내부의 이물질 투입을 방지하는 실링필터막(165)을 더 포함할 수 있다. 실링필터막(165)은 필터 및 실링부(160)가 일체화되어 교체 및 설치가 한번에 용이한 일체형일 수 있다. 실링필터막(165)는 상부 외측을 둘러싸고 접혀져 있는 힌지부(165a)가 형성될 수 있다. 힌지부(165a)는 실링필터막(165) 교체시 그 부분을 잡고 꺼내기 용이하도록 할 수 있다. 따라서, 실링필터막(165)은 소모품인 실링부(160) 교체시 이탈되는 것을 방지할 수 있고 시간이 지남에 따른 실링부(160) 오염을 2차적으로 방지할 수 있기 때문에 감염되는 부작용을 감소시킬 수 있다.
한편, 실링부(160)는 제1혼합물 및 제2혼합물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
제1혼합물은 실록산, 실리콘, 디메틸 및 비닐기계열은 55 내지 60 중량%, 실란아민, 1.1.1-트리메틸아민트리메틸실릴 및 실리카 가수분해 생성물은 25 내지 30 중량%, 실록산실리콘, 디메틸 및 메틸비닐은 5 내지 7 중량%를 혼합할 수 있다.
제2혼합물은 실록산, 실리콘, 디메틸 및 비닐기계열은 55 내지 60 중량%, 실란아민, 1.1.1-트리메틸아민트리메틸실릴 및 실리카 가수분해 생성물은 25 내지 30 중량%, 실록산실리콘, 디메틸 및 메틸비닐은 5 내지 7 중량%, 실록산실리콘, 디메틸 및 메틸수소는 1 내지 5 중량%를 혼합할 수 있다.
따라서, 실링부(160)는 제1혼합물 및 제2혼합물이 하기의 수학식 1을 만족할 수 있다.
Figure 112020003033465-pat00023
여기서, M1은 제1혼합물을 의미하는 것이고, M2는 제2혼합물을 의미하는 것이다.
수학식 22의 하한치를 벗어나는 경우 실링부(160)의 밀도가 약해질 수 있고 이에 따라 시간이 지나면 분리 이탈될 수 있으며, 혼합물을 배율할 때 굳거나 탈수 있다. 그리고, 실링부(160) 표면의 기포발생이 많고 주사바늘(191) 주입시 실리콘 입자가 같이 묻어 뇌실질(5)로 침투될 수 있기 때문에 이식 후 부작용을 초래할 수 있다. 또한, 수학식 22의 상한치를 벗어나는 경우 실링부(160)의 밀도가 강해져서 주사바늘(191) 삽입에 어렵거나 주사바늘(191)이 부러질 수 있다. 따라서, 수학식 22의 조건 범위를 만족하는 경우 실링부(160)는 가장 적정한 배율을 가짐에 따라 그 표면에 주사바늘(191) 삽입이 용이 하고 실리콘 입자 간의 결합이 강하여 실링부(160) 표면의 기포발생이 거의 없다.
도 13은 본 발명에 따른 약물주입장치의 가이드튜브의 끝단이 변형된 것을 나타낸 측단면도이다.
도 13을 참조하면, 가이드튜브(140)는 일측 또는 양측에 약물 즉, 치료제(195)가 고이지 않고 흐르도록 적어도 하나의 약물투여공(140a)이 형성될 수 있다. 약물투여공(140a)은 원형으로 되어 있으며, 다양한 형상으로 형성될 수도 있다. 또한, 가이드튜브(140) 끝단의 내경 및 외경이 곡선으로 형성되기 때문에 주사바늘(191)과 함께 뇌실질(5)을 통과할 때 조직의 손상을 최소화할 수 있다.
도 14은 본 발명에 따른 제2실시예의 약물주입장치를 나타낸 측단면도이다.
도 14을 참조하면, 본 발명에 따른 제2실시예의 약물주입장치(200)는 본체(210), 본체고정부(250) 및 실링부(260)를 포함할 수 있다. 본체(210)는 내부 중앙이 중공되는 실링수용공(210a)이 형성되는 것으로 실링수용공(210a)과 연결되어 주사바늘(191)이 삽입되는 바늘삽입공(310b)이 형성될 수 있다. 이 그리고 본체(210) 상부는 지지부(215)를 포함하고, 지지부(215)에는 적어도 두개의 체결공(210b)이 형성될 수 있다. 실링수용공(210a)에는 실링부(260)를 수용할 수 있는 사각형태의 공간이 있고 그 공간에는 주사바늘(191)이 통과할 수 있다. 본체고정부(250)는 내부 중앙에 고정홀(250a)이 형성되는 것으로 그 측면에는 본체(210) 내부에 체결되도록 나사산으로 형성된 본체실링부(253)가 형성될 수 있다. 도 1의 약물주입장치(100)와 비교하면, 주사바늘(191)이 약물주입장치 (200)를 통해 일 방향으로만 삽입될 수 있다. 주사바늘(191)은 고정홀(250a)을 통과하여 실링부(260)를 거쳐 실링수용공(210a)으로 삽입될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 제2실시예의 약물주입장치(200)는 구조가 간단하여 설치 및 분리 제거에 소요되는 시간이 적고 실링부(260) 교체가 용이할 수 있다.
도 15는 본 발명에 따른 제3실시예의 약물주입장치를 나타낸 측단면도이다.
도 15를 참조하면, 본 발명에 따른 제3실시예의 약물주입장치(300)는 본체(310), 본체고정부(350) 및 실링부(360)를 포함할 수 있다. 본체(310)는 내부 중앙이 중공되는 실링수용공(310a)이 형성되는 것으로 실링수용공(310a)과 연결되어 주사바늘(191)이 삽입되는 바늘삽입공(310b)이 형성될 수 있다. 그리고 본체(310) 상부는 지지부(315)를 포함하고, 지지부(315)에는 적어도 두개의 체결공(310b)이 형성될 수 있다. 실링수용공(310a)에는 사각형태의 공간이 있고 그 공간에는 주사바늘(191)이 통과할 수 있다. 도 14와 비교하면, 본체고정부(350)는 내부 중앙에 고정홀(350a)이 형성되고 고정홀(350a)은 실링부(360)를 포함할 수 있다. 본체고정부(350) 측면에는 본체(310) 내부에 체결되도록 나사산으로 형성된 본체실링부(353)가 형성될 수 있다. 도 1의 약물주입장치(100)와 비교하면, 주사바늘(191)이 약물주입장치(300)를 통해 일 방향으로만 삽입될 수 있다. 주사바늘(191)은 고정홀(350a)을 통과하여 실링부(360)를 거쳐 실링수용공 (310a)으로 삽입될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 제3실시예의 약물주입장치(300)는 구조가 간단하여 실링부(360)를 교체할 때 본체고정부(350)만 체결 분리하면 용이하게 교체할 수 있다. 또한, 설치 및 분리 제거하는 소요 시간이 줄어들 수 있다.
도 16는 본 발명에 따른 제4실시예의 약물주입장치를 나타낸 정면도이다.
도 16를 참조하면, 본 발명에 따른 제4실시예의 약물주입장치(400)는 본체(410), 가동부(430), 본체고정부(450), 실링부(460) 및 가동마개부(480)을 포함할 수 있다. 본체(410)는 내부 중앙이 중공되며 가동부(430)를 수용하는 가동수용홀(410a)이 형성될 수 있다. 또한, 본체(410)는 내부 하단에 상기 가동수용홀(410a)과 연결되어 주사바늘(191)이 삽입되는 바늘삽입공(410b)이 더 형성될 수 있다. 그리고 본체(410)는 두개골(1)에 삽입되는 삽입부(413)와 두개골(1) 상부에 거치되는 지지부(415)를 포함할 수 있다. 이 지지부(415)에는 적어도 두개의 체결공(410c)이 형성될 수 있다. 도 1의 약물주입장치(100)와 비교하면, 가동부(430)는 중심축(CL)을 기준으로 좌우측으로 회전할 수 있기 때문에 타겟지점(7) 방향으로 주사바늘(191)을 가이드할 수 있고 내부에 홀이 형성되는 점이 유사하다. 따라서, 가동부(430)와 가동마개부(480) 사이에 실링부(460)를 수용하여 외부로부터 이중 차단되기 때문에 외부 오염물질로부터 감염을 방지할 수 있다. 또한, 본체고정부(450)는 중앙에 약물이 주입되는 고정홀(450a)가 형성되는 점이 유사하다.
반면 도 1과 차이점을 살펴보면, 가동부(430)는 반구형상으로 형성되는 것으로, 가동마개부(480)와 마주하여 체결된 후 완전한 구형상을 가지고 중심축(CL)을 기준으로 좌우측으로 회전할 수 있다. 또한, 본체고정부(450)는 적어도 두개의 지점에 제2체결공(450b)이 형성되며 본체(410)의 체결공(410c)과 마주하여 위치할 수 있다. 따라서, 본체(410)와 본체고정부(450) 사이의 결합은 적어도 3 지점을 가지고 체결부재(170)를 체결할 수 있다.
상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.
1: 두개골 3: 두피
5: 뇌실질(腦實質) 7: 타겟지점
10: 정위가이드기구 13: 가이드핸들
15: 위치조정부 17: 위치조정핸들부
19: 볼트부 100,200,300,400: 약물주입장치
110,210,310,410: 본체 110a,410a: 가동수용홀
110b: 제1체결공 113,213,313,413: 삽입부
115,215,315,415: 지지부 117: 고정돌기
130,430: 가동부 131: 가동본체
133: 약물주입공 133a: 제1수용부
133b: 제2수용부 140: 가이드튜브
140a: 약물투여공 145: 튜브연결부
145a: 삽입가이드홀 150,250,350,450: 본체고정부
150a,250a,350a,450a: 고정홀 150b,450b: 제2체결공
155: 거치부 157: 식별부
157a: 지지결합홈 157b: 헤드수용홈
157c: 돌기수용홈 160,260,360,460: 실링부
160a: 중앙안내홈 165: 실링필터막
170: 체결부재 173: 몸체부
173a: 압력저감홈 175: 헤드부
175a: 식별홈 175b: 수평홈
180,480: 가동마개부 180a,280a,380a,480a: 바늘수용부
183: 가동체결부 185: 위치표시부
191: 주사바늘 195: 치료제
210a,310a: 실링수용공 210b,310b: 바늘삽입공
210c,310c,410c: 체결공 253,353: 본체실링부
430a: 마개결합부 P: 환자
CL: 중심축

Claims (20)

  1. 환자의 두개골과 두피 사이에 이식 고정되어 약물을 주입하도록 하는 약물주입장치에 있어서,
    상기 두개골과 접하여 이식 고정되고 내부에 가동수용홀이 형성되는 본체와;
    상기 본체와 이웃하는 내부 홀이 형성되고 상기 본체와 마주하여 결합 고정시켜 체결하는 본체고정부와;
    상기 본체와 상기 본체고정부 사이에 위치하고, 중앙에는 약물주입공이 형성되어 타겟지점으로 방향 전환이 가능한 가동부와;
    상기 가동부의 약물주입공을 밀폐하도록 구비되며, 약물을 주사하기 위한 주사바늘이 삽입되는 실링부와;
    상기 실링부 상부에 위치하여 상기 가동부를 밀폐 고정시키고 상기 실링부가 외부로부터 분리 이탈되지 않도록 차단할 수 있으며, 상기 약물주입장치 이식 위치를 식별하여 반복 투여 지점을 가이드하는 가동마개부; 및
    상기 본체 상부 및 상기 본체고정부 상부를 두개골에 체결하는 적어도 두개의 체결부재를 포함하며,
    상기 본체는,
    상기 두개골 상부에 위치하여 지지하는 지지부를 포함하고,
    상기 지지부의 외경은 상기 본체고정부의 외경 보다 작고 상기 가동부의 외경 보다는 크며,
    상기 본체고정부와 서로 이웃하게 결합하여 상기 본체 내부 홀에 상기 가동부를 수용 및 고정시키는 것을 특징으로 하는 약물주입장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가동부와 연결되어 뇌실 내부로 들어가 타겟에 근접한 위치까지 삽입되는 것으로, 상기 타겟 지점에 약물을 주입하는 주사바늘을 타겟 방향으로 가이드하는 가이드튜브를 더 포함하는 약물주입장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가이드튜브는,
    상기 약물주입공 하단에 거치되고 상기 가동부와 상기 가이드튜브 사이를 연결하며 내부 상기 가이드튜브 내부와 연장되는 홀이 형성되는 튜브연결부를 더 포함하는 약물주입장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지지부는,
    상기 본체 상부에 위치하는 것으로, 상기 체결부재가 삽입되어 움직이지 않도록 고정하는 적어도 하나의 제1체결공; 및
    상기 본체고정부와 결합되도록 고정시키는 적어도 하나의 고정돌기를 포함하는 약물주입장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 본체고정부는,
    상부가 곡면으로 돌출되어 있어 상기 약물주입장치의 이식 위치를 식별하는 식별부와;
    중심에 상기 가동부가 움직이지 않도록 외부를 고정하는 고정홀과;
    상부 주변에 상기 체결부재가 삽입되어 움직이지 않도록 고정하는 적어도 하나의 제2체결공과;
    하부가 곡면으로 오목하게 형성되고 상기 본체의 지지부와 일치하는 형상으로 결합이 용이한 결합홈; 및
    상기 결합홈 내부에는 상기 고정돌기와 마주하여 결합되는 적어도 하나의 고정홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 약물주입장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가동부는,
    상기 가동수용홀에 위치하고, 외형이 곡면으로 이루어져 방향 전환이 가능한 가동본체부를 포함하고,
    상기 가동본체부는,
    내부 중앙이 중공되어 있어 타겟지점으로 약물이 주입되도록 가이드하는 약물주입공이 형성되는 것을 특징으로 하는 약물주입장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 약물주입공은,
    상기 가동부 내부 홀에 위치하는 실링부를 수용하는 제1수용부; 및
    상기 제1수용부와 연결되어 상기 가동부 내부 하단에 위치하고 약물주입시 삽입되는 가이드튜브 및 주사바늘을 수용하는 제2수용부를 포함하는 약물주입장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1수용부는,
    상기 가동부 내부 홀의 시작부터 상기 실링부가 수용되는 지점까지 나사산으로 형성되는 것을 특징으로 하는 약물주입장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 가동부는,
    0.03mm 미만인 진구도로 이루어진 구형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 약물주입장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 실링부는,
    실리콘 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 약물주입장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 가동마개부는,
    중앙에 주사바늘이 주입되도록 아래로 갈수록 경사진 홀인 바늘수용부가 형성되고,
    상기 바늘수용부를 내부에 포함하고 상기 가동부 외부에 위치하는 마개상단부; 및
    상기 마개상단부와 연결되는 것으로 외부는 나사산이 형성되어 상기 약물주입공과 암수를 이루는 나사산으로 체결되는 마개체결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 약물주입장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 체결부재는,
    상기 본체 및 상기 본체고정부 중 적어도 어느 하나를 두개골 내에 식립 고정시키는 몸체부; 및
    상기 몸체부와 연결되어 거치되는 헤드부를 포함하고,
    상기 헤드부는,
    중앙에 위치하여 체결시 체결기구와 수평하게 체결되도록 하는 수평홈; 및
    상기 수평홈을 기준으로 가로축과 세로축을 가르는 선형으로 식별 가능하게 형성된 식별홈를 포함하는 것을 특징으로 하는 약물주입장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 몸체부는,
    두개 골 내 식립 고정되고 끝단까지 나사산이 테이퍼지게 형성되며, 적어도 하나의 압력저감홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 약물주입장치.
  14. 제2항에 있어서,
    상기 가이드튜브는,
    일측 또는 양측에 약물이 고이지 않고 흐르도록 적어도 하나의 약물투여공이 형성되고, 상기 가이드튜브 끝단의 내경 및 외경이 곡선으로 형성되어 두개골 내에 삽입시 조직의 손상을 최소화하는 형상을 가진 것을 특징으로 하는 약물주입장치.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 약물주입장치는,
    상기 본체, 상기 본체고정부, 상기 가동부 및 상기 가동마개부 중 적어도 어느 하나는 폴리에테르에테르케톤으로 이루어지는 약물주입장치.
  16. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 체결부재는,
    티타늄 소재로 이루어지는 약물주입장치.
  17. 삭제
  18. 제2항, 제3항 및 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가이드튜브는,
    상기 두개골과 접하는 면을 기준으로 하여 중심축으로부터 좌우측의 타겟지점 방향으로 회전하여 변형되는 최대각도가 60˚이내인 것을 특징으로 하는 약물주입장치.
  19. 제2항, 제3항 및 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가이드튜브는,
    폴리에테르에테르케톤으로 이루어지는 약물주입장치.
  20. 삭제
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