KR102350091B1

KR102350091B1 - 동물용 대퇴골 임플란트

Info

Publication number: KR102350091B1
Application number: KR1020190132173A
Authority: KR
Inventors: 서정우; 심보균
Original assignee: 주식회사 비트러스트메디텍
Priority date: 2019-10-23
Filing date: 2019-10-23
Publication date: 2022-01-12
Also published as: KR20210048198A; EP4049628A1; EP4049628A4; US20220370205A1; CN114585331A; WO2021080243A1

Abstract

본 발명은 동물용 대퇴골 임플란트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 동물을 대상으로 한 인공 고관절 치환술이 가능하도록 하며, 동물의 자생적인 골 생장에 의해 임플란트가 동물의 대퇴골 상에 단단히 고정될 수 있도록 함에 따라 골 시멘트를 사용할 때 발생할 수 있는 무균성 해리와 시멘트 주위에 골 흡수와 같은 합병증의 발생을 방지하고, 다수의 공극이 형성되어 상대적으로 강도가 약한 다공성부가, 솔리드 면을 형성해 상대적으로 강도한 강한 프레임부에 의해 보호되도록 함으로써, 대퇴골 임플란트를 동물의 대퇴골 내에 삽입하는 과정에서 다공성부의 모서리가 골과의 마찰, 외력에 의해 깨지거나 휘어지는 등 손상될 수 있는 문제를 방지하고, 다공성부가 손상될 때 발생할 수 있는 포러스 파티클(Porous Particles)이 혈관 등에 침투해 각종 염증 반응 등을 일으킬 수 있는 문제를 차단한, 동물용 대퇴골 임플란트에 관한 것이다.

Description

동물용 대퇴골 임플란트 {Femoral Implant for Animals}

고관절(Hip Joint)은, 골반골(Pelvis)의 외측 비구부(Acetabular Fossa)와 대퇴골(Femur)의 대퇴 골두(Femoral Head)가 만나는 부위로, 구와 관절(Ball and Socket Joint) 형태를 이루며, 다양한 방향으로 관절 운동이 가능한 특징이 있다.

비구부와 대퇴 골두는 관절 연골(Articular Cartilage)로 덮여 있고, 비구 외측부에는 관절와순(Labrum)이 비구와 함께 대퇴 골두를 덮고 있으며, 그 외측으로 관절낭(Articular Capsule)이 비구부와 대퇴 경부(Femoral Neck)를 함께 감싸고 있다.

고관절을 이루는 대퇴골은 부위에 따라 크게 공모양의 대퇴 골두(Femoral Head)와, 대퇴 골두로부터 가늘어지면서 전자간부와 연결되는 대퇴 경부(Femoral Neck)와, 대전자(Greater Trochanter)와 소전자(Lesser Trochanter) 사이를 잇는 부위로 여러 근육들이 부착되는 전자간부(Intertrochanter)로 나뉘어진다.

이러한 고관절에 관절염이나 골절 또는 기타 질병 등이 발생해 극심한 통증을 일으키고, 물리 치료나 약 복용으로도 증상이 호전되지 않을 경우, 문제가 있는 고관절을 인공 고관절로 대체하는 수술인 인공 고관절 치환술이 고려되고 있다.

인공 고관절 전치환술은 손상받은 뼈와 관절연골을 제거한 후 인공 관절로 고관절 전부를 대체하는 수술을 말한다.

대퇴골 측은, 대퇴 골두를 제거하고 금속 대퇴 스템(Stem)을 대퇴 골수강 내에 삽입하여 고정하는 방식으로 이루어지며, 대퇴 스템 상단에는 금속 또는 세라믹형 볼(Ball)을 끼워 제거된 대퇴 골두를 대신한다.

골반 측은, 손상된 비구 관절 연골을 제거하고, 금속 나사나 시멘트를 이용하여 금속 소켓(Socket)인 비구컵을 비구에 끼워 넣어 고정하며, 비구컵 안에 플라스틱, 세라믹 또는 금속 라이너(Liner)를 끼워 넣어 볼과 소켓이 매끄럽게 접촉할 수 있도록 한다.

상기 인공 고관절 전치환술 외 인공 고관절 치환술로는, 대퇴 골두 관절 연골에 손상이나 질병이 있지만 비구 측에는 문제가 없는 경우 대퇴골 측 수술만 진행하는 인공 관절 반치환술과, 비구측 소켓은 전치환술과 유사하지만 대퇴골두를 제거하지 않고 대퇴 골두를 덮는 형태의 인공 관절 임플란트를 삽입하는 표면 치환술 등이 있다.

도 1은 종래의 인공 고관절 치환술에 사용하는 대퇴골 임플란트(90)를 도시한 도면으로, 이는 한국공개특허공보 제10-2005-0112919호(2005.12.01.)에 개시되어 있다. 종래의 상기 대퇴골 임플란트(90)는 바디부(91)와, 넥부(93)와, 결합부(95)로 구성되었다.

상기 바디부(91)는, 대퇴골의 골수강에 삽입 고정되는 구성을 말하고, 상기 넥부(93)는, 상기 바디부(91)로부터 근위 방향으로 연장 형성되어 결합부(95)와 상기 바디부(91)를 연결하는 구성을 말하며, 상기 결합부(95)는, 비구컵(A)과 접촉하는 인공 대퇴 골두(H)가 끼워져 조립될 수 있도록 대퇴골 임플란트(90)의 근위단부에 형성된 절두 원추 형상의 구성을 말한다.

이러한 대퇴골 임플란트(90)를 대퇴골 골수강 내에 고정할 때에는 주로 골시멘트가 사용이 되었는데, 시멘트형 대퇴골 임플란트(90)을 이식받은 환자를 중장기적으로 추적 관찰한 결과, 무균성 해리와 시멘트 주위의 심한 골 흡수와 같은 합병증이 다수 발생하고 있음이 확인되었다. 따라서, 상기 대퇴골 임플란트(90)를 대퇴골 내에 고정할 때, 시멘트를 사용하지 않고 고정하는 무시멘트형 임플란트에 관한 연구가 활발히 진행중이다.

앞서 살펴본 대퇴골 임플란트(90)는 이식 대상을 사람으로 하였기 때문에, 직립보행을 하는 사람과 다른 해부학적 구조를 가지고 있는, 개, 고양이 등의 동물에 적용할 수 없는 한계가 있다. 생활 수준의 향상과 더불어, 핵가족화 등으로 인해 반려동물을 기르는 사람들의 수가 크게 증가하게 되면서, 사람만이 아니라 몸이 불편한 동물들을 치료하기 위한 의료 기술의 개발에 대한 요구가 날로 높아지고 있지만, 이들을 치료할 전용 의료기구가 부재해 있는 것이 현실이다.

동물의 고관절에, 인간에게서 발생하는 질병과 유사한 질병이 발생했을 경우, 동물의 고관절을 대체할 전용 임플란트가 없어, 동물에게 인공 고관절 치환술과 같은 적절한 시술을 제공해 주지 못하고 있다.

이에 따라, 관련업계에서는 동물의 해부학적 구조를 반영한 동물용 임플란트를 개발하여, 동물을 대상으로 인공 고관절 치환술을 진행할 수 있도록 함으로써, 시술받은 동물의 정상적인 보행이 가능하도록, 동물의 관절 운동을 그대로 복원할 수 있는 새로운 기술의 도입을 요구하고 있는 실정이다.

한국공개특허공보 제10-2005-0112919호(2005.12.01.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로,

본 발명의 목적은, 동물용 대퇴골 임플란트를 제공하여 동물을 대상으로 한 인공 고관절 치환술이 가능하도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 바디부와, 상기 바디부의 근위부로부터 연장 형성된 넥부와, 상기 넥부의 근위부로부터 연장 형성된 결합부를 구성하여, 상기 바디부가 동물 대퇴골 내에 삽입되어 고정되도록 하고, 상기 넥부에 의해 일정한 범위 내의 간섭 현상이 방지되어 동물의 해부학적 관절 운동이 복원될 수 있도록 하며, 상기 결합부를 두어 상기 결합부 상에 인공 대퇴 골두가 결합될 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 바디부의 근위부 상에 골생장부를 구성하여, 골 시멘트를 사용하지 않더라도, 동물의 자생적인 골 생장에 의해, 상기 바디부가 동물의 대퇴골 상에 단단히 고정될 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 바디부의 원위부 상에 스템부를 구성하여, 상기 바디부를 동물의 대퇴골 골수강 내에 삽입할 때, 상기 바디부의 삽입이 용이해 질 수 있도록 하고, 삽입된 스템부에 의해 상기 바디부가 안정적으로 상기 대퇴골 내에 고정되도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 골생장부가 넥부의 원위단과 단차를 형성하면서 원위방향으로 연장형성되도록 구성하여, 골생장부의 표면적을 높여 골 생장을 촉진하되, 상기 넥부와 비구컵 간의 간섭으로 임플란트의 관절 운동 범위가 해부학적 관절 운동 범위에 비해 제한되는 것을 방지하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 골생장부 상에 다수의 공극이 형성된 다공성부를 구성하여, 골 생장에 의해 임플란트가 대퇴골 상에 고정되도록 함으로써, 골 시멘트를 사용하지 않게 됨에 따라, 골 시멘트를 사용할 때 발생할 수 있는 무균성 해리와 시멘트 주위에 골 흡수와 같은 합병증의 발생을 방지하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 골생장부 상에 프레임부를 구성하여, 다수의 공극이 형성되어 상대적으로 강도가 약한 다공성부가 상기 프레임부에 의해 보호될 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 솔리드 면을 형성해 상대적으로 강도한 강한 프레임부가 골생장부의 모서리를 따라 형성되도록 구성함으로써, 대퇴골 임플란트를 동물의 대퇴골 내에 삽입하는 과정에서 강도가 약한 다공성부의 모서리가 골과의 마찰, 외력에 의해 깨지거나 휘어지는 등 손상될 수 있는 문제를 방지하고, 다공성부가 손상될 때 발생할 수 있는 포러스 파티클(Porous Particles)이 혈관 등에 침투해 각종 염증 반응 등을 일으키는 문제를 차단하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 다수의 공극이 형성된 다공성부와, 솔리드 면을 형성하는 프레임부를 3D 프린팅 방식에 의해 제조함으로써, 동물용 대퇴골 임플란트의 제작을 용이하게 하고, 각 동물에게 맞는 맞춤형 임플란트를 제공할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 인접한 다공성부와 프레임부의 레벨을 동일하게 구성하여, 프레임부에 의해 상대적으로 강도가 약한 다공성부가 보호될 수 있도록 하되, 바디부가 동물의 골수강 내에 삽입되었을 때, 상기 다공성부가 골 내벽에 밀착 접촉할 수 있도록 함으로써 골 생장이 촉진되도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 골생장부의 원위단으로부터 축소되어 단차를 형성하면서 원위방향으로 연장형성된 스템부를 구성하여, 동물용 대퇴골 임플란트를 동물의 대퇴골 골수강 내에 삽입할 때, 삽입이 용이해지도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 소동물, 중동물, 대동물로 갈수록, 동물용 대퇴골 임플란트에 결합되는 인공 대퇴 골두의 사이즈가 커지게 되면서 결합부의 크기도 함께 커지게 되는데, 넥부에 비해 상기 결합부의 크기가 상대적으로 커질 경우, 상대적으로 넥부가 얇아지게 되면서 집중되는 응력을 견디지 못하고 상기 넥부가 쉽게 파손될 수 있는바, 상기 결합부의 크기가 커지면, 상기 넥부의 크기가 커지고, 상기 결합부의 크기가 작아지면, 상기 넥부의 크기가 작아지는 동물용 대퇴골 임플란트를 구성하여, 넥부에 의한 간섭 문제를 최소화 하면서, 넥부가 파손되는 문제를 방지하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 골생장부 상에 락킹홀을 구성하여, 상기 락킹홀 상에 락킹볼트가 체결될 수 있도록 함에 따라, 동물의 대퇴골 내에 삽입된 동물용 대퇴골 임플란트의 침강을 방지하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 골생장부의 외측면 상에 락킹홀을 구성함으로써, 락킹볼트가 동물의 대퇴골 외측으로부터 내측방향으로 삽입될 수 있도록 함에 따라, 동물의 인공 고관절 치환수술시 수술의의 시야 확보와 수술 편의가 도모되도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 락킹홀의 홀중심축이 스템축에 직교하도록 구성하여, 혈액, 체액, 이물질 등에 의해 수술의의 시야가 극도로 제한되는 수술상황에서, 수술의가 락킹홀에 락킹볼트를 보다 용이하게 체결할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 락킹홀의 홀중심축이 스템축에 직교하지 않고, 일정한 각도로 경사지도록 구성함으로써, 동물의 대퇴골 내에 삽입된 임플란트의 침강을 보다 효과적으로 방지할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명은, 동물의 대퇴골 내에 삽입되는 바디부와, 인공 대퇴 골두가 결합되는 결합부와, 상기 바디부와 상기 결합부를 연결하는 넥부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 바디부는, 근위부 상에 형성되어 골생장을 촉진하는 골생장부와, 원위부 상에 형성되어 대퇴골 내 삽입을 용이하게 하는 스템부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 골생장부는, 상기 넥부의 원위단으로부터 확대되어 단차를 형성하면서 원위방향으로 연장형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 골생장부는, 골 생장을 촉진하도록 다수의 공극이 형성된 다공성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 골생장부는, 상기 다공성부를 보호하도록 솔리드 면을 형성하는 프레임부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 프레임부는, 상기 골생장부의 모서리를 따라 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 다공성부와 상기 프레임부는, 3D 프린팅 방식에 의해 제조되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 인접한 상기 다공성부와 상기 프레임부의 레벨은, 동일한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 스템부는, 상기 골생장부의 원위단으로부터 축소되어 단차를 형성하면서 원위방향으로 연장형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 동물용 대퇴골 임플란트는, 상기 결합부의 크기에 따라 상기 넥부의 크기가 달라지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 동물용 대퇴골 임플란트는, 상기 결합부의 크기가 커지면 상기 넥부의 크기가 커지고, 상기 결합부의 크기가 작아지면 상기 넥부의 크기가 작아지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 동물의 대퇴골 내에 삽입되는 바디부와, 인공 대퇴 골두가 결합되는 결합부와, 상기 바디부와 상기 결합부를 연결하는 넥부를 포함하고, 상기 바디부는, 근위부 상에 형성되어 골생장을 촉진하는 골생장부와, 원위부 상에 형성되어 대퇴골 내 삽입을 용이하게 하는 스템부를 포함하며, 상기 골생장부는, 침강을 방지하기 위한 락킹볼트가 삽입되는 락킹홀을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 락킹홀은, 상기 골생장부의 외측면 상에 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 락킹홀은, 홀중심축이 스템축에 직교하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은, 상기 락킹홀은, 홀중심축이 스템축에 직교하지 않는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은, 동물용 대퇴골 임플란트를 제공하여 동물을 대상으로 한 인공 고관절 치환술이 가능하도록 하는 효과를 가진다.

본 발명은, 바디부와, 상기 바디부의 근위부로부터 연장 형성된 넥부와, 상기 넥부의 근위부로부터 연장 형성된 결합부를 구성하여, 상기 바디부가 동물 대퇴골 내에 삽입되어 고정되도록 하고, 상기 넥부에 의해 일정한 범위 내의 간섭 현상이 방지되어 동물의 해부학적 관절 운동이 복원될 수 있도록 하며, 상기 결합부를 두어 상기 결합부 상에 인공 대퇴 골두가 결합될 수 있도록 하는 효과를 도출한다.

본 발명은, 바디부의 근위부 상에 골생장부를 구성하여, 골 시멘트를 사용하지 않더라도, 동물의 자생적인 골 생장에 의해, 상기 바디부가 동물의 대퇴골 상에 단단히 고정될 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명은, 바디부의 원위부 상에 스템부를 구성하여, 상기 바디부를 동물의 대퇴골 골수강 내에 삽입할 때, 상기 바디부의 삽입이 용이해 질 수 있도록 하고, 삽입된 스템부에 의해 상기 바디부가 안정적으로 상기 대퇴골 내에 고정되도록 하는 효과를 가진다.

본 발명은, 골생장부가 넥부의 원위단과 단차를 형성하면서 원위방향으로 연장형성되도록 구성하여, 골생장부의 표면적을 높여 골 생장을 촉진하되, 상기 넥부와 비구컵 간의 간섭으로 임플란트의 관절 운동 범위가 해부학적 관절 운동 범위에 비해 제한되는 것을 방지하는 효과를 도출한다.

본 발명은, 골생장부 상에 다수의 공극이 형성된 다공성부를 구성하여, 골 생장에 의해 임플란트가 대퇴골 상에 고정되도록 함으로써, 골 시멘트를 사용하지 않게 됨에 따라, 골 시멘트를 사용할 때 발생할 수 있는 무균성 해리와 시멘트 주위에 골 흡수와 같은 합병증의 발생을 방지하는 효과가 있다.

본 발명은, 골생장부 상에 프레임부를 구성하여, 다수의 공극이 형성되어 상대적으로 강도가 약한 다공성부가 상기 프레임부에 의해 보호될 수 있도록 하는 효과를 가진다.

본 발명은, 솔리드 면을 형성해 상대적으로 강도한 강한 프레임부가 골생장부의 모서리를 따라 형성되도록 구성함으로써, 대퇴골 임플란트를 동물의 대퇴골 내에 삽입하는 과정에서 강도가 약한 다공성부의 모서리가 골과의 마찰, 외력에 의해 깨지거나 휘어지는 등 손상될 수 있는 문제를 방지하고, 다공성부가 손상될 때 발생할 수 있는 포러스 파티클(Porous Particles)이 혈관 등에 침투해 각종 염증 반응 등을 일으키는 문제를 차단하는 효과를 도출한다.

본 발명은, 다수의 공극이 형성된 다공성부와, 솔리드 면을 형성하는 프레임부를 3D 프린팅 방식에 의해 제조함으로써, 동물용 대퇴골 임플란트의 제작을 용이하게 하고, 각 동물에게 맞는 맞춤형 임플란트를 제공할 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명은, 인접한 다공성부와 프레임부의 레벨을 동일하게 구성하여, 프레임부에 의해 상대적으로 강도가 약한 다공성부가 보호될 수 있도록 하되, 바디부가 동물의 골수강 내에 삽입되었을 때, 상기 다공성부가 골 내벽에 밀착 접촉할 수 있도록 함으로써 골 생장이 촉진되도록 하는 효과를 가진다.

본 발명은, 골생장부의 원위단으로부터 축소되어 단차를 형성하면서 원위방향으로 연장형성된 스템부를 구성하여, 동물용 대퇴골 임플란트를 동물의 대퇴골 골수강 내에 삽입할 때, 삽입이 용이해지도록 하는 효과를 도출한다.

본 발명은, 소동물, 중동물, 대동물로 갈수록, 동물용 대퇴골 임플란트에 결합되는 인공 대퇴 골두의 사이즈가 커지게 되면서 결합부의 크기도 함께 커지게 되는데, 넥부에 비해 상기 결합부의 크기가 상대적으로 커질 경우, 상대적으로 넥부가 얇아지게 되면서 집중되는 응력을 견디지 못하고 상기 넥부가 쉽게 파손될 수 있는바, 상기 결합부의 크기가 커지면, 상기 넥부의 크기가 커지고, 상기 결합부의 크기가 작아지면, 상기 넥부의 크기가 작아지는 동물용 대퇴골 임플란트를 구성하여, 넥부에 의한 간섭 문제를 최소화 하면서, 넥부가 파손되는 문제를 방지하는 효과가 있다.

본 발명은, 골생장부 상에 락킹홀을 구성하여, 상기 락킹홀 상에 락킹볼트가 체결될 수 있도록 함에 따라, 동물의 대퇴골 내에 삽입된 동물용 대퇴골 임플란트의 침강을 방지하는 효과를 가진다.

본 발명은, 골생장부의 외측면 상에 락킹홀을 구성함으로써, 락킹볼트가 동물의 대퇴골 외측으로부터 내측방향으로 삽입될 수 있도록 함에 따라, 동물의 인공 고관절 치환수술시 수술의의 시야 확보와 수술 편의가 도모되도록 하는 효과를 도출한다.

본 발명은, 락킹홀의 홀중심축이 스템축에 직교하도록 구성하여, 혈액, 체액, 이물질 등에 의해 수술의의 시야가 극도로 제한되는 수술상황에서, 수술의가 락킹홀에 락킹볼트를 보다 용이하게 체결할 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명은, 락킹홀의 홀중심축이 스템축에 직교하지 않고, 일정한 각도로 경사지도록 구성함으로써, 동물의 대퇴골 내에 삽입된 임플란트의 침강을 보다 효과적으로 방지할 수 있도록 하는 효과를 가진다.

도 1은 종래의 인공 고관절 치환술에 사용하는 대퇴골 임플란트를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동물용 대퇴골 임플란트에 관한 사시도.
도 3은 도 2의 동물용 대퇴골 임플란트를 전측에서 바라본 도면.
도 4는 도 2의 동물용 대퇴골 임플란트를 내측에서 바라본 도면.
도 5는 도 2의 동물용 대퇴골 임플란트를 근위부측에서 바라본 도면.
도 6은 도 2의 동물용 대퇴골 임플란트를 원위부측에서 바라본 도면.
도 7은 인접한 다공성부와 프레임부가 동일한 레벨을 가지는 것을 도시한 도면.
도 8은 결합부의 크기에 따라 넥부의 크기가 달라지는 것을 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 동물용 대퇴골 임플란트에 관한 도면.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동물용 대퇴골 임플란트에 관한 도면.
도 11은 본 발명의 사용상태도.

이하에서는 본 발명에 따른 동물용 대퇴골 임플란트의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 공지의 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다. 특별한 정의가 없는 한 본 명세서의 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 기술자가 이해하는 당해 용어의 일반적 의미와 동일하고 만약 본 명세서에서 사용된 용어의 의미와 충돌하는 경우에는 본 명세서에서 사용된 정의에 따른다.

본 발명인 동물용 대퇴골 임플란트(1)는, 동물 대상 인공 고관절 치환술이 가능하도록 동물의 대퇴골 내에 이식되는 임플란트로, 바람직하게는 임플란트(1) 전체가 3D 프린팅 방식에 의해 제조될 수 있다. 상기 동물용 대퇴골 임플란트(1)는, 골 시멘트 없이 동물의 자생적인 골 생장에 의해 임플란트가 동물의 대퇴골 상에 단단히 고정될 수 있도록 다공성 부분을 가지는바, 골 시멘트를 사용할 때 발생할 수 있는 무균성 해리와 시멘트 주위에 골 흡수와 같은 합병증의 발생을 방지할 수 있다.

또한, 다수의 공극이 형성되어 상대적으로 강도가 약한 다공성부가, 솔리드 면을 형성해 상대적으로 강도한 강한 프레임부에 의해 보호되도록 함으로써, 동물용 대퇴골 임플란트(1)를 동물의 대퇴골 내에 삽입하는 과정에서 다공성부의 모서리가 골과의 마찰, 외력 등에 의해 깨지거나 휘어지는 등의 손상을 입는 문제를 방지하고, 다공성부가 손상될 때 발생할 수 있는 포러스 파티클(Porous Particles)이 혈관 등에 침투해 각종 염증 반응 등을 일으킬 수 있는 문제를 차단한 특징이 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동물용 대퇴골 임플란트(1)에 관한 사시도로, 도 2를 참고하여 설명하면, 본 발명인 동물용 대퇴골 임플란트(1)는 크게 바디부(10), 넥부(30), 결합부(50)를 포함한다.

상기 바디부(10)는, 동물의 대퇴골 내에 삽입되는 구성으로, 후술할 넥부(30)와 결합부(50)을 제외한 나머지 부분을 통칭하는 부분으로 볼 수 있다. 상기 바디부(10)는 동물의 대퇴골 골수강 내에 이식되는 부분으로, 골수강 내에 삽입이 용이하고, 정위치에 이식이 된 이후에는 골과 빠르게 유합(Fusion)될 수 있도록 구성됨이 바람직하다. 이를 위해 상기 바디부(10)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 원위부로 갈수록 단면적이 축소되는 테이퍼(Taper) 형상을 가질 수 있다. 이러한 상기 바디부(10)를 제조하는 방식과 관련하여 이를 어느 특정 개념으로만 한정하는 것은 아니지만, 바람직하게는, 3D 프린팅 방식에 의해 제조될 수 있다.

도 3은 도 2의 동물용 대퇴골 임플란트(1)를 전측에서 바라본 도면으로, 도 3을 참고하여 설명하면, 상기 바디부(10)는, 골생장부(11)와 스템부(13)를 포함한다.

상기 골생장부(11)는, 상기 바디부(10)의 근위부 상에 형성되어 골생장을 촉진하는 구성으로, 상기 골생장부(11)는 후술할 넥부(30)의 원위단으로부터 확대되어 단차(S)를 형성하면서 원위방향으로 연장형성될 수 있다. 이를 통해, 상기 골생장부(11)의 표면적을 높여 골 생장을 촉진하되, 후술할 넥부(30)와 비구컵 간의 간섭으로 임플란트의 관절 운동 범위가 해부학적 관절 운동 범위에 비해 제한되는 것을 방지할 수 있게 된다. 상기 골생장부(11)를 통해, 자연적인 골 생장이 촉진될 수 있는바, 상기 바디부(10)를 동물의 대퇴골에 고정하는 과정에서 골 시멘트를 사용하지 않을 수 있다.

이러한 상기 골생장부(11)는, 다공성부(111), 프레임부(113)를 포함한다.

상기 다공성부(111)는, 골 생장을 촉진하도록 다수의 공극이 형성된 구성으로, 골 생장에 의해 동물용 대퇴골 임플란트(1)가 대퇴골 상에 고정되도록 함으로써, 골 시멘트를 사용하지 않게 됨에 따라, 골 시멘트를 사용할 때 발생할 수 있는 무균성 해리와 시멘트 주위에 골 흡수와 같은 합병증의 발생을 방지할 수 있다. 상기 다공성부(111)는 바람직하게는 3D 프린팅 방식에 의해 형성될 수 있다.

상기 프레임부(113)는, 솔리드 면을 형성하는 구성으로, 바람직하게는, 상기 골생장부(11)의 모서리를 따라 형성될 수 있다. 즉, 상기 프레임부(113)는 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 다공성부(111) 중 다공성 구조층이 만나 경계를 형성하는 부분 모두에 형성되는 것으로 봄이 바람직하다. 상기 다공성부(111)는 도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 바디부(10)의 4면에 형성되는 바, 면과 면이 만나는 모서리 상에는 상기 프레임부(113)가 형성되어 상기 다공성부(111)의 엣지(Edge)를 보호하는 것으로 볼 수 있다. 상기 골생장부(11) 상에 상기 프레임부(113)를 구성함으로써, 다수의 공극이 형성되어 상대적으로 강도가 약한 상기 다공성부(111)가 상기 프레임부(113)에 의해 보호될 수 있게 되는바, 동물용 대퇴골 임플란트(1)를 동물의 대퇴골 내에 삽입하는 과정에서 강도가 약한 상기 다공성부(111)의 모서리가 골과의 마찰, 외력에 의해 깨지거나 휘어지는 등 손상될 수 있는 문제를 방지하고, 상기 다공성부(111)가 손상될 때 발생할 수 있는 포러스 파티클(Porous Particles)이 혈관 등에 침투해 각종 염증 반응 등을 일으키는 문제를 차단할 수 있다.

이러한 상기 다공성부(111)와 상기 프레임부(113)는 3D 프린팅 방식에 의해 제조될 수 있다. 이를 통해, 동물용 대퇴골 임플란트(1)의 제작은 보다 용이해 질 수 있고, 각 동물에게 맞는 맞춤형 임플란트도 제공될 수 있다.

도 7을 참고하여 설명하면, 인접한 다공성부(111)와 프레임부(113)는 동일한 레벨을 가지도록 구성될 수 있다. 동일한 레벨이란, 다공성부(111)와 프레임부(113)가 만나는 부분은 어느 일 측이 돌출되는 것 없이, 도 7에 도시된 것 처럼, 같은 높이를 이루는 것을 말한다. 이러한 구성을 통해 상기 프레임부(113)에 의해 상대적으로 강도가 약한 상기 다공성부(111)가 보호될 수 있도록 하되, 상기 바디부(10)가 동물의 골수강 내에 삽입되었을 때, 상기 다공성부(111)가 골 내벽에 밀착 접촉할 수 있도록 함으로써 골 생장이 촉진되도록 할 수 있다.

상기 스템부(13)는, 바디부(10)의 원위부 상에 형성되어 대퇴골 내 삽입을 용이하게 하는 구성으로, 상기 바디부(10)를 동물의 대퇴골 골수강 내에 삽입할 때, 상기 바디부(10)의 삽입이 용이해 질 수 있도록 하고, 삽입된 스템부(13)에 의해 상기 바디부(10)가 안정적으로 상기 대퇴골 내에 고정되도록 한다. 상기 스템부(13)는, 상기 골생장부(11)의 원위단으로부터 축소되어 단차(S)를 형성하면서 원위방향으로 연장형성될 수 있다. 이를 통해 동물용 대퇴골 임플란트(1)를 동물의 대퇴골 골수강 내에 삽입할 때, 삽입이 용이해지게 된다. 상기 스템부(13)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 솔리드면을 형성하도록 구성되어, 매끈한 표면에 의해 마찰력을 감소시키고, 물리적 강도를 높이도록 구성할 수 있다. 이러한 상기 스템부(13) 역시 3D 프린팅 방식에 의해 제작될 수 있다.

상기 넥부(30)는, 상기 바디부(10)와 후술할 결합부(50)를 연결하는 구성으로, 상기 넥부(30)에 의해 일정한 범위 내의 간섭 현상이 방지되어 동물의 해부학적 관절 운동이 복원될 수 있도록 한다. 상기 동물용 대퇴골 임플란트(1)는, 후술할 결합부(50)의 크기에 따라 상기 넥부(30)의 크기가 달라지도록 구성될 수 있다.

도 8을 참고하여 설명하면, 예를 들어, 상기 결합부(50)의 A지점의 단면적이 12.23mm²라고 했을 때, 상기 넥부(30)의 B지점의 단면적은 9.75mm²가 될 수 있고, 상기 결합부(50)의 A지점의 단면적이 24.59mm²라고 했을 때, 상기 넥부(30)의 B지점의 단면적은 19.97mm²가 될 수 있으며, 상기 결합부(50)의 A지점의 단면적이 41.21mm²라고 했을 때, 상기 넥부(30)의 B지점의 단면적은 33.61mm²가 될 수 있다.

즉, 상기 동물용 대퇴골 임플란트(1)는, 후술할 결합부(50)의 크기가 커지면 상기 넥부(30)의 크기가 커지고, 후술할 결합부(50)의 크기가 작아지면 상기 넥부(30)의 크기가 작아지는 것으로 볼 수 있다.

인간의 경우, 일반 성인의 체구는 대동소이하지만, 동물의 경우, 소동물, 중동물, 대동물 등으로 체구의 현격한 차이가 존재한다. 소동물, 중동물, 대동물로 갈수록, 동물용 대퇴골 임플란트(1)에 결합되는 인공 대퇴 골두의 사이즈가 커지게 되면서 후술할 결합부(50)의 크기도 함께 커지게 되는데, 상기 넥부(30)에 비해 상기 결합부(50)의 크기가 상대적으로 커질 경우, 상대적으로 상기 넥부(30)가 얇아지게 되면서 집중되는 응력을 견디지 못하고 상기 넥부(30)가 쉽게 파손될 수 있다.

이에 본 발명은, 상기 결합부(50)의 크기가 커지면, 상기 넥부(30)의 크기가 커지고, 상기 결합부(50)의 크기가 작아지면, 상기 넥부(30)의 크기가 작아지는 동물용 대퇴골 임플란트(1)를 구성하여, 상기 넥부(30)에 의한 간섭 문제를 최소화 하면서, 상기 넥부(30)가 파손되는 문제를 방지할 수 있다.

상기 결합부(50)는, 인공 대퇴 골두가 결합되는 구성으로, 상기 넥부(30)의 근위부로부터 연장 형성될 수 있다. 상기 결합부(50)의 형상을 어느 특정 형상으로 제한하는 것은 아니지만, 바람직하게는 절두 원추형상을 가지도록 구성될 수 있다. 이러한 상기 결합부(50)는 인공 대퇴 골두와의 결합 조건을 만족시키기 위해 기계 가공될 수 있다. 즉, 임플라트(1) 전체를 3D 프린팅 방식으로 제조한 뒤, 상기 결합부(50)만 별도의 기계 가공을 할 수 있다.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 동물용 대퇴골 임플란트(1)에 관한 도면으로, 본 실시예에서는 상기 골생장부(11) 상에 락킹홀(115)이 추가된 특징이 있는바, 중복된 서술을 피하고자, 이하에서는 새롭게 추가된 상기 락킹홀(115)을 중심으로 설명하도록 하겠다.

상기 락킹홀(115)은, 임플란트의 침강을 방지하기 위한 락킹볼트가 삽입되는 구성으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 골생장부(11)의 외측면 상에 형성될 수 있다. 바람직하게는, 상기 락킹홀(115)은 기계 가공될 수 있다. 상기 골생장부(11)에 상기 락킹홀(115)을 구성하여, 상기 락킹홀(115) 상에 락킹볼트가 체결될 수 있도록 함에 따라, 동물의 대퇴골 내에 삽입된 동물용 대퇴골 임플란트(1)의 침강을 방지할 수 있다.

또한, 상기 락킹홀(115)을 상기 골생장부(11) 중에서도 상기 골생장부(11)의 외측면 상에 형성함으로써, 락킹볼트가 동물의 대퇴골 외측으로부터 내측방향으로 삽입될 수 있도록 함에 따라, 동물의 인공 고관절 치환수술시 수술의의 시야 확보와 수술 편의가 도모되도록 한다.

이러한 상기 락킹홀(115)은 홀중심축(A_H)이 스템축(A_S)에 직교하도록 구성될 수 있다. 이로써, 혈액, 체액, 이물질 등에 의해 수술의의 시야가 극도로 제한되는 수술상황에서, 수술의가 상기 락킹홀(115)에 락킹볼트를 보다 용이하게 체결할 수 있다.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 동물용 대퇴골 임플란트(1)에 관한 도면으로, 본 실시예는 상기 골생장부(11) 상에 형성된 락킹홀(115)이 경사지게 형성된 특징이 있다. 즉, 도 9의 도시된 바와 달리, 상기 락킹홀(115)은, 홀중심축이 스템축에 직교하지 않는 것을 특징으로 한다. 상기 락킹홀(115)의 홀중심축(A_H)이 스템축(A_S)에 직교하지 않고, 도 10에 도시된 바와 같이, 일정한 각도로 경사지도록 구성함으로써, 동물의 대퇴골 내에 삽입된 임플란트의 침강을 보다 효과적으로 방지할 수 있다. 도 10에는 상기 락킹홀(115)의 경사 방향이 원위 방향을 향하고 있으나, 상기 락킹홀(115)의 경사 방향을 이와 반대인 근위 방향을 향해 경사지도록 구성될 수도 있다.

도 11은 본 발명의 사용상태도를 도시한 도면으로, 도 11을 참고하여 설명하면, 본 발명인 동물용 대퇴골 임플란트(1)는 도 11에 도시된 바와 같이, 동물을 대상으로 한 인공 고관절 치환 수술 과정에서 동물의 대퇴골(F) 골수강 내에 삽입되는 보철물로 볼 수 있다. 상기 동물용 대퇴골 임플란트(1)를 통해 동물을 대상으로 한 인공 고관절 치환술이 가능해 질 수 있고, 전술한 바와 같이, 상기 동물용 대퇴골 임플란트(1)는 다공성부(111)를 구성해 골 시멘트를 사용하지 않는바, 골 시멘트 사용으로 인해 발생할 수 있는 각종 문제를 방지할 수 있게 된다.

무엇보다도, 이러한 다공성부(111)는, 솔리드 면을 형성해 상대적으로 강도한 강한 프레임부(113)에 의해 보호되는바, 동물용 대퇴골 임플란트(1)를 동물의 대퇴골 내에 삽입하는 과정에서 상기 다공성부(111)의 모서리가 골과의 마찰, 외력에 의해 깨지거나 휘어지는 등 손상될 수 있는 문제를 방지할 수 있다. 다공성부(111)가 손상될 때에는 다공성부(111)로부터 떨어져 나온 미세 입자인 포러스 파티클(Porous Particles)이 생성될 수 있는데, 상기 포러스 파티클은 동물의 혈관 등에 침투해 각종 염증 반응 등을 일으킬 수 있다. 하지만, 본원발명은 상기 프레임부(113)의 구성을 통해 상기 다공성부(111)의 손상을 원천적으로 차단하는바, 포러스 파티클에 의해 발생하는 문제도 사전에 방지할 수 있다.

이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한, 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

1: 동물용 대퇴골 임플란트
10: 바디부
11: 골생장부
111: 다공성부
113: 프레임부
115: 락킹홀
13: 스템부
30: 넥부
50: 결합부

Claims

동물의 대퇴골 내에 삽입되는 바디부와, 인공 대퇴 골두가 결합되는 결합부와, 상기 바디부와 상기 결합부를 연결하는 넥부를 포함하며,
상기 바디부는, 바디부의 근위부 상에 형성되어 골생장을 촉진하는 골생장부와, 바디부의 원위부 상에 형성되어 대퇴골 내 삽입을 용이하게 하는 스템부를 포함하고,
상기 골생장부는, 골 생장을 촉진하도록 다수의 공극이 형성된 다공성부와, 상기 다공성부를 보호하도록 솔리드 면을 형성하는 프레임부를 포함하며,
상기 다공성부는, 공극이 형성된 복수의 면을 포함하고, 상기 복수의 면 중 이웃한 면은 상호 만나서 근위부에서 원위부를 향해 연장되는 엣지를 형성하며,
상기 프레임부는, 상기 엣지 상에 형성되는 것을 특징으로 하는, 동물용 대퇴골 임플란트.
동물의 대퇴골 내에 삽입되는 바디부와, 인공 대퇴 골두가 결합되는 결합부와, 상기 바디부와 상기 결합부를 연결하는 넥부를 포함하며,
상기 바디부는, 바디부의 근위부 상에 형성되어 골생장을 촉진하는 골생장부와, 바디부의 원위부 상에 형성되어 대퇴골 내 삽입을 용이하게 하는 스템부를 포함하고,
상기 골생장부는, 골 생장을 촉진하도록 다수의 공극이 형성된 다공성부와, 상기 다공성부를 보호하도록 솔리드 면을 형성하는 프레임부를 포함하며,
상기 다공성부는, 공극이 형성된 복수의 면을 포함하고, 상기 복수의 면 중 적어도 하나는 스템부의 근위단과 만나는 지점에 형성된 단을 이루는 엣지를 통해 상기 스템부로부터 돌출되고,
상기 프레임부는, 상기 엣지 상에 형성되는 것을 특징으로 하는, 동물용 대퇴골 임플란트.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 골생장부는, 상기 넥부의 원위단으로부터 확대되어 단차를 형성하면서 원위방향으로 연장형성되는 것을 특징으로 하는, 동물용 대퇴골 임플란트.
삭제
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제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 다공성부와 상기 프레임부는, 3D 프린팅 방식에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는, 동물용 대퇴골 임플란트.
제1항 또는 제2항에 있어서,
인접한 상기 다공성부와 상기 프레임부의 레벨은, 동일한 것을 특징으로 하는, 동물용 대퇴골 임플란트.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 스템부는, 상기 골생장부의 원위단으로부터 축소되어 단차를 형성하면서 원위방향으로 연장형성되는 것을 특징으로 하는, 동물용 대퇴골 임플란트.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 동물용 대퇴골 임플란트는, 상기 결합부의 크기에 따라 상기 넥부의 크기가 달라지는 것을 특징으로 하는, 동물용 대퇴골 임플란트.
제10항에 있어서,
상기 동물용 대퇴골 임플란트는, 상기 결합부의 크기가 커지면 상기 넥부의 크기가 커지고, 상기 결합부의 크기가 작아지면 상기 넥부의 크기가 작아지는 것을 특징으로 하는, 동물용 대퇴골 임플란트.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 골생장부는, 침강을 방지하기 위한 락킹볼트가 삽입되는 락킹홀을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 동물용 대퇴골 임플란트.
제12항에 있어서,
상기 락킹홀은, 상기 골생장부의 외측면 상에 형성되는 것을 특징으로 하는, 동물용 대퇴골 임플란트.
제13항에 있어서,
상기 락킹홀은, 홀중심축이 스템축에 직교하는 것을 특징으로 하는, 동물용 대퇴골 임플란트.
제13항에 있어서,
상기 락킹홀은, 홀중심축이 스템축에 직교하지 않는 것을 특징으로 하는, 동물용 대퇴골 임플란트.