KR102405316B1 - 힌지구조를 가진 인공 요도괄약근 - Google Patents

Abstract

본 발명은 힌지구조를 이용하여 요도괄약근의 개폐를 조절할 수 있는 인공 요도괄약근에 관한 것으로, 직선운동을 회전운동으로 바꾸어주는 힌지구조를 이용하여 평상시에는 신체 내부의 요도관을 압박하여 소변이 누출되지 않도록 펼쳐진 직선 형태의 힌지구조를 형성하고, 사용자가 소변이 마려운 경우에는 전자석의 자기 신호를 받은 슬라이더가 일정 거리만큼 직선 운동하면 접힌 형태의 힌지구조를 형성하여 소변이 신체 외부로 배출될 수 있도록 하여 질병 또는 노환 등으로 요도괄약근의 기능에 문제가 발생한 사용자에게 요도괄약근의 기능을 대체할 수 있는 인공 요도괄약근을 구성할 수 있다.

Description

힌지구조를 가진 인공 요도괄약근{Artificial Urethral Sphincter With Hinge Structure}

본 발명은 힌지구조를 이용하여 괄약근의 개폐를 조절할 수 있는 인공 요도괄약근에 관한 것이다.

요실금이란 방광과 요도괄약근의 조절기능 장애로 방광 내의 압력이 최대요도 저항을 초과하여 불수의적인 소변 유출이 있는 것으로, 사회적 활동이나 위생상의 문제를 일으키는 배뇨이상의 제증상군이라 정의된다.

남성요실금은 여성요실금에 비해 상대적으로 적은 관심을 받아 왔으며, 관련 연구도 여성요실금에 비해 적은 편이다. 하지만 남성요실금은 연령이 증가함에 따라 점차 증가하는 양상을 보여주고 있으며, 사회의 고령화와 함께 남성요실금의 빈도도 늘어나는 추세에 있다. 특히 최근 국내에서 전립선암 빈도가 증가함에 따라 근치적 전립선적출술 후의 남성요실금에 대한 관심이 높아지고 있다.

남성요실금의 치료는 급박요실금, 복압성요실금 및 복합요실금 등 요실금의 형태를 분류한 후, 각각의 형태에 따른 1차적인 치료를 행한다. 1차적인 치료의 대상은 급박요실금, 복압성요실금 및 이 두 종류의 요실금이 복합된 복합요실금이며, 치료방법은 생활습관 개선, 골반근육운동, 방광훈련 및 약물치료 등이 있다.

2차적인 치료는 각각의 요실금 형태에 따른 개별적인 치료적 접근이 필요하다. 이중 무스카린 작용제는 방광 근육에 존재하는 무스카린 수용체에 작용하여 방광근의 수축력을 높이기 위한 목적으로 사용되었으나, 여러 연구에서 특별한 임상적 효과가 없는 것으로 나타나 현재는 권유되지 않는다. 1차 치료에 반응하지 않는 급박요실금의 경우 신경조절술 이나 방광확대술 등을 적용하여 일부 환자에서 증상 개선 효과를 볼 수 있지만, 적응증을 잘 선별하여 적용하는 것이 필요하다. 근치적전립선적출술 이후 발생한 복압성요실금은 시간이 지남에 따라 회복되는 경향을 보이므로 수술 후 1∼2년까지는 1차적인 생활습관개선 및 골반근육운동 등의 비침습적인 1차 치료법을 우선적으로 시도해 보아야 한다. 1차적인 치료법으로 개선이 되지 않았을 경우 수술적 치료법을 적용을 고려하여야 하는데, 이때 사용할 수 있는 수술적 치료법으로 요도에 주입충전 물질을 삽입하는 술식, 남성슬링 술식 및 인공 요도괄약근 설치 술식 등이 있다. 다만, 종래의 인공 요도괄약근 설치 술식은 튜브가 손상되어 유체의 누출이 발생할 수 있으며, 장기간 사용할 경우 요도의 섬유화 또는 경화를 초래하는 문제점이 있고, 정해진 압력만을 전달하므로 체내의 특정 변화에 따라 압력 발생량을 조절하기 어려운 문제점도 가지고 있다.

공개특허공보 제10-2017-0024016호(2017.03.06.)

이에, 본 발명은 힌지구조를 이용하여 소변을 사용자가 원하는 때에 신체 외부로 배출하도록 요도관을 개폐를 조절할 수 있는 인체 내부기관의 요도괄약근과 같은 기능을 가진 인공 요도괄약근을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 전자석; 직선형태인 슬라이딩 가이드부와 곡선형태인 지지부를 구비하고, 상기 슬라이딩 가이드부의 일단부가 전자석에 결합되는, 지지부재; 상기 지지부의 일단부와 연결되는, 고정부재; 상기 고정부재와 일단부가 힌지결합되는 접철부재; 및 상기 접철부재의 타단부와 힌지결합되고, 상기 슬라이딩 가이드부 상에서 왕복운동하는 슬라이더;를 포함하고, 상기 지지부상에 요도관이 배치되는, 인공 요도괄약근;을 제공한다.

본 발명에 따른 인공 요도괄약근은 기능을 상실한 요도괄약근을 대체하여 사용자가 원하는 때에 소변을 신체 외부로 배출할 수 있도록 한다.

또한, 사용자의 의지에 관계없이 소변이 인체 외부로 배출되는 일이 없어 요실금의 치료방법 중 하나가 될 수 있다.

또한, 인체에 무해한 소재를 사용하므로 체내에서 안전하게 활용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 요도괄약근의 폐쇄상태의 형태를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 요도괄약근이 폐쇄상태에서의 요도관을 압박하는 방법를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 요도괄약근의 개방상태의 형태를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 요도괄약근이 개방상태에서 설치된 형태를 도시한 것이다.

이하 설명하는 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 이하 설명하는 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이하 설명하는 기술의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 이하 설명하는 기술의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도면에 대한 상세한 설명을 하기에 앞서, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.

또한, 방법 또는 동작 방법을 수행함에 있어서, 상기 방법을 이루는 각 과정들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 과정들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.

본 발명은 하나의 양태로, 전자석; 직선형태인 슬라이딩 가이드부와 곡선형태인 지지부를 구비하고, 상기 슬라이딩 가이드부의 일단부가 전자석에 결합되는, 지지부재; 상기 지지부의 일단부와 연결되는, 고정부재; 상기 고정부재와 일단부가 힌지결합되는 접철부재; 및 상기 접철부재의 타단부와 힌지결합되고, 상기 슬라이딩 가이드부 상에서 왕복운동하는 슬라이더;를 포함하고, 상기 지지부상에 요도관이 배치되는, 인공 요도괄약근을 제공한다.

본 기술의 하나의 구현예로, 상기 슬라이딩 가이드부의 일면에 멈춤돌기가 형성될 수 있다.

본 기술의 하나의 구현예로, 상기 슬라이더는 자성체일 수 있다.

본 기술의 하나의 구현예로, 상기 슬라이더는 상기 슬라이딩 가이드부와 접촉하는 내측면에 마찰부가 구비될 수 있다.

도 1 내지 도 4에는 본 발명의 하나의 구현예에 따른 인공 요도괄약근의 구성 및 형태가 도시되어 있다. 이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 하기의 구현예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위해 제공되는 것일 뿐, 하기 구현예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 하나의 구현예에 따른 인공 요도괄약근을 개략적으로 도시한 것이다. 도 1을 참조하여 설명하면, 인공 요도괄약근은 전자석(10), 지지부재(20), 고정부재(30), 접철부재(40) 및 슬라이더(50)를 포함한다.

상기 전자석(10)은 직육면체 형상으로 형성될 수 있다. 하지만, 이에 제한되는 것은 아니며, 정육면체 또는 원기둥 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 상기 전자석(10)은 전류가 흐르면 자기장이 형성되고, 전류가 흐르지 않으면 자기장이 사라진다. 또한, 전류의 흐름이 반대가 되면 자기장의 방향도 반대로 형성된다. 자기장이 형성되면 자기장 내의 자성체는 자기장으로부터 자기력을 받아 운동할 수 있다. 상기 전자석(10)은 내부에 흐르는 전류가 외부로 흐르는 것을 방지하기 위해 절연체로 피복될 수 있다. 상기 절연체는 인체에 무해한 생체적합성 소재로 이루어진 것 일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니나 예를들어, 상기 생체적합성 소재는 폴리우레탄, 폴리아미드, 테프론, 에폭시, 파이로라이트 카본 또는 실리콘 일 수 있다.

상기 지지부재(20)는 슬라이딩 가이드부(21)와 지지부(22)를 구비하고 있다. 상기 슬라이딩 가이드부(21)는 상기 슬라이더(50)가 상기 슬라이딩 가이드부(21) 상을 왕복운동 하도록 가이드한다. 상기 슬라이딩 가이드부(21)은 이에 제한되는 것은 아니나, 직선 형태일 수 있다. 상기 슬라이딩 가이드(21)는 상기 슬라이더(50)가 반복하여 왕복운동 할 수 있도록 충분한 강성을 지니고, 인체에 무해하며, 부식에 강한 스테인레스, 티타늄 또는 Co-Cr 합금 소재로 이루어질 수 있다. 상기 슬라이딩 가이드부(21)의 단면의 모양은 이에 제한되는 것은 아니나 직사각형일 수 있다. 상기 지지부(22)는 지지부(22)상에 요도관이 안정적으로 안착될 수 있도록 곡선 형태인 것이 바람직하다. 상기 곡선 형태는 예를들어,‘U’자형일 수 있다. 상기 지지부(22)상에 배치되는 상기 요도관은 곡선의 중심부에 안정적으로 안착될 수 있다. 상기 지지부(22)의 단면의 모양은 이에 제한되는 것은 아니나 원형 또는 타원형 일 수 있다. 상기 지지부(22)는 스테인레스, 티타늄 또는 Co-Cr 합금 소재로 이루어질 수 있고, 폴리우레탄, 폴리아미드, 테프론, 에폭시, 파이로라이트 카본 또는 실리콘과 같은 인체에 무해한 생체적합성 소재로 피복될 수 있다.

상기 고정부재(30)는 지지부(22)의 일단부와 연결되고, 접철부재(40)의 일단부가 힌지결합된다. 상기 고정부재(30)는 이에 제한되는 것은 아니나, 슬라이더의 왕복운동으로 굽힘 모멘트가 작용하므로 굽힘에 대한 강성이 강한 티타늄 소재로 이루어질 수 있다. 고정부재(30)는 상기 지지부(22)의 일단부와 고정결합 될 수 있다. 상기 고정부재(30) 상부의 높이는 요도관 보다 높은 것이 바람직하다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 요도괄약근이 폐쇄상태에서 요도관을 압박하는 방법을 도시한 것이다. 도 2를 참조하여 설명하면, 상기 접철부재(40)는 요도관을 압박하거나 압박을 해제하여 상기 요도관의 개폐를 조절하는 부재이다. 상기 접철부재(40)의 일단부는 상기 고정부재(30)와 힌지결합되고, 타단부는 슬라이더와 힌지결합된다. 상기 접철부재(40)는 복수개의 링크부재가 힌지결합된 힌지구조 형태로 상기 슬라이더(50)가 직선 운동하면 링크부재가 회전 운동하여 상기 접철부재(40)가 펼처진 직선 형태가 되거나 접힌 형태가 될 수 있다. 상기 접철부재(40)의 복수의 링크부재간에 이루는 각도가 180°가 되어 상기 접철부재(40)가 완전히 펼쳐져 직선 형태가 되면 상기 지지부(22)상 곡선의 중심부에 배치된 요도관을 상기 접철부재(40)가 압박하여 상기 요도관을 폐쇄하므로 신체 외부로 소변이 배출되는 것을 방지할 수 있다. 상기 접철부재(40)가 요도관을 압박하기 위해서는 접철부재(40)의 하부면과 지지부(22)상 곡선의 중심부의 수직거리는 요도관의 직경보다 작고 요도관의 두께보다는 커야한다. 요도관의 직경의 경우 여자는 약 6 ~ 8mm이고, 남자는 약 5 ~ 7mm이므로 상기 수직거리는 8mm 이하인 것이 바람직하다. 또한, 상기 복수개의 링크부재의 길이 방향의 길이의 합은 상기 고정부재(30)에서 전자석(10)까지의 직선거리보다 짧아야 상기 접철부재(40)가 완전히 펼쳐져 직선 형태가 될 수 있다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 인공 요도괄약근의 개방상태의 형태 및 설치된 형태를 도시한 것이다. 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면, 상기 슬라이더(50)가 상기 전자석(10)의 자기 신호를 받아 요도관이 있는 방향으로 운동하여 상기 복수의 링크부재간에 이루는 각도가 180°이하가 되면 상기 접철부재(40)가 접히면서 상기 요도관의 압박이 해제되고 요도관이 개방된 상태가 되어 소변이 신체 외부로 배출될 수 있다.

하나의 구체적인 구현예로, 상기 접철부재(40)는 이에 제한되는 것은 아니나, 강성을 지니고, 인체에 무해하며, 부식에 강한 스테인레스, 티타늄 또는 Co-Cr 합금 소재로 이루어질 수 있다.

또 하나의 구체적인 구현예로, 상기 접철부재(40)의 하부면은 요도관과 반복적으로 접촉을 하게되고, 특히, 상기 복수의 링크부재간의 힌지연결 부분과 요도관이 반복적으로 접촉하여 요도관에 손상을 입힐 수 있으므로 이를 예방하기 위해 상기 접철부재(40)의 하부면은 폴리우레탄, 폴리아미드, 테프론, 에폭시, 파이로라이트 카본 또는 실리콘과 같은 생체적합성 소재로 피복될 수 있다.

상기 슬라이더(50)는 슬라이딩 가이드부(21) 상에서 왕복운동을 하면서 상기 슬라이더(50)와 힌지결합된 접철부재(40)의 복수의 링크부재간의 각도를 조절할 수 있다. 상기 슬라이더(50)는 자성체일 수 있고, 강자성체, 상자성체 또는 반자성체 중 하나일 수 있다. 또한, 상기 슬라이더(50)는 전자석이 구비될 수도 있다. 상기 전자석(10)에 한 방향으로 전류가 흘러 자기장이 형성되면 상기 슬라이더는(50) 자기장의 방향으로 자기력을 받아 슬라이딩 가이드부(21) 상을 일 방향으로 운동하고, 상기 전자석(10)에 반대 방향으로 전류가 흘러 자기장이 형성되면 상기 슬라이더(50)도 반대 방향으로 운동한다. 상기 슬라이더(50)가 전자석(10)과 가장 가깝게 위치할 때 상기 접철부재(40)가 완전히 펼쳐지면서 요도관을 압박하여 소변이 신체 외부로 배출되지 않도록 할 수 있고, 상기 슬라이더(50)가 전자석과 멀어지면 요도관의 압박이 해제되면서 소변이 요도관을 흐를 수 있어 신체 외부로 배출될 수 있다.

하나의 구체적인 구현예로, 상기 슬라이더(50)는 상기 슬라이딩 가이드부(21)와 접촉하는 내측면에 마찰부가 구비될 수 있다. 상기 슬라이더(50)가 전자석(10)과 가까워질수록 속도가 빨라진다. 상기 슬라이더(50)의 속도가 빨라지면 상기 접철부재(40)가 펼쳐지면서 상기 접철부재(40)의 하부면이 요도관을 강타할 수 있으므로 이를 방지하기 위해 적절히 감속시킬 필요가 있다. 상기 마찰부에는 말단이 둥근형태인 복수개의 미세한 마찰돌기가 형성되도록 하여 상기 슬라이더(50)가 슬라이딩 가이드부(21) 양 측면부와 접촉한 채로 마찰하며 천천히 이동할 수 있도록 할 수 있다.

또한, 상기 마찰부는 접철부재(40)가 완전히 펼쳐진 경우 상기 슬라이더(50)와 슬라이딩 가이드부(21) 사이의 정지마찰력으로 상기 접철부재(40)가 접히지 않고 완전히 펼쳐지도록 유지할 수 있게 할 수 있다.

이상 실시예를 통해 본 기술을 설명하였으나, 본 기술은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 기술의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 기술에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.

10 : 전자석 20 : 지지부재
21 : 슬라이딩 가이드부 22 : 지지부
30 : 고정부재 40 : 접철부재
50 : 슬라이더

Claims (4)

1. 전자석;
   직선형태인 슬라이딩 가이드부와 곡선형태인 지지부를 구비하고, 상기 슬라이딩 가이드부의 일단부가 전자석에 결합되는, 지지부재;
   상기 지지부의 일단부와 연결되는, 고정부재;
   상기 고정부재와 일단부가 힌지결합되는 접철부재; 및
   상기 접철부재의 타단부와 힌지결합되고, 상기 슬라이딩 가이드부 상에서 왕복운동하는 슬라이더;를 포함하고,
   상기 지지부상에 요도관이 배치되며,
   상기 슬라이더에는 상기 슬라이딩 가이드부와 접촉하는 내측면에 마찰부가 구비된 인공 요도괄약근.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 슬라이딩 가이드부의 일면에 멈춤돌기가 형성된 것을 특징으로 하는, 인공 요도괄약근.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 슬라이더는 자성체인 것을 특징으로 하는, 인공 요도괄약근.
4. 삭제

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