KR102478854B1

KR102478854B1 - 두개골 성형술용 인공골편

Info

Publication number: KR102478854B1
Application number: KR1020200145670A
Authority: KR
Inventors: 이원희; 권용욱
Original assignee: 인제대학교 산학협력단
Priority date: 2020-11-04
Filing date: 2020-11-04
Publication date: 2022-12-16
Also published as: KR20220060109A

Abstract

본 발명은 두개골 성형술용 인공골편에 관한 것이다. 이는, 두개골 천공술의 시행 후 남겨진 두개골 개방부에 장착되어 개방부를 커버하는 골편본체와; 상기 골편본체에 장착되며 외부로부터 주입된 유체에 의해 팽창하여 골편본체가 커버하고 있는 경막외공간을 점유하는 내측팽창부를 포함한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 두개골 성형술용 인공골편은, 경막외공간을 채우는 내측팽창부와, 측두골 위축을 감안하여 유체를 주입하여 팽창시킬 수 있는 외측보형부를 구비하므로, 경막외공간에 삼출액이나 혈액의 고임현상이 없고, 머리 모양의 대칭을 맞추어 수술의 예후가 양호하고 환자의 만족감을 높일 수 있게 한다.

Description

두개골 성형술용 인공골편{Artificial bone piece for cranioplasty}

본 발명은 두개골 성형술에 사용되는 인공골편에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 수술 후 두개골 내부의 삼출물이나 혈액의 고임현상을 방지함은 물론 두부(頭部)의 전체적인 대칭을 맞출 수 있는, 두개골 성형술용 인공골편에 관한 것이다.

두개골 절제술은, 두부(頭部) 외상으로 인한 출혈이나 자발성 뇌출혈 또는 뇌경색을 처치하거나, 두개강 내에서 발생하는 압력을 완화시키기 위해 진행되는 수술법이다. 이러한 두개골 절제술은 두개골의 일부를 절단하는 것이니만큼 수술 후 두부의 모양이 크게 변형되기 때문에 후속적으로 두개골 성형술을 시행하여야 한다.

두개골 성형술은, 두개골의 절제된 구멍에 골편을 위치시켜, 뇌를 물리적으로 보호하고, 두부의 함몰부위를 없애 미용적인 효과를 제공하는 목적을 갖는다.

두개골 성형을 위하여, 과거에는, 자가 이식 골편을 사용하였으나, 자가골편은, 수술 후 염증 발생율이 높고 골흡수에 따른 미용적인 문제를 야기할 수 있다. 이에 따라, 최근에는 본시멘트나 금속 또는 폴리머로 제작된 인공골편이나, 티타늄 합금을 이용한 적층 제조방식의 인공골편이 사용되고 있다.

도 1은 두개골 절제술을 위해 두개골(11)의 일부를 제거한 모습을 도시한 도면이고, 도 2는 종래 인공골편(13)을 이용한 두개골 성형술의 문제점을 설명하기 위한 두부(頭部)의 단면도이다.

두개골 절제술은, 두개골(11)의 일부를 절단하여 뇌(16)를 노출시키는 것이므로, 도 1에 도시한 바와 같이 두개골의 일측에 개방부(12)를 남긴다. 개방부(12)는, 추후, 두개골 성형술을 통해 도 2에 도시한 바와 같이 인공골편(13)으로 채워져 차단된다.

인공골편(13)은 개방부(12)의 모양에 형합 하도록 제작된 것으로서, 개방부(12)에 끼워져 두부가 함몰됨 없이 전체적으로 구형의 형상을 이루게 한다. 인공골편(13)을 개방부(12)에 맞추어 고정한 다음 두피(15)를 씌운 후 두피의 경계부분을 봉합함으로써 두개골 성형술이 마무리된다.

그런데 종전의 두개골 성형술은 다음과 같은 부작용을 갖는다. 하나는 인공골편(13)과 경막(17)의 사이에 경막외공간(19)이 남는 것이다. 두개골 내부에 공간이 있으면, 해당 공간으로 삼출물이나 혈액이 고이게 된다. 고여 있는 삼출물이나 혈액은 순환하지 못하므로 염증을 유발할 수 있다. 두개골 성형술 환자의 50% 정도는 이러한 부작용을 경험한다고 알려져 있다. 이러한 문제는, 경막외공간(19)을 남기지 않으면 해결될 것이나, 종래의 인공골편에는 경막외공간(19)을 없애기 위한 기능이 없었다.

또 다른 부작용은, 측두근(側頭筋)의 위축에 따른 두부의 비대칭이다. 측두근이 위축됨에 따라 측두근을 커버하고 있는 인공골편(13)이 함몰되는 것이다.

국내 공개특허공보 제10-2020-0101480호 (두개골 성형술에 사용되는 3차원 임플란트 및 이의 제작방법)

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 경막외공간에 삼출액이나 혈액의 고임현상이 없고, 머리 모양의 대칭을 맞추어 수술의 예후가 양호하고 환자의 만족감을 높일 수 있게 하는, 두개골 성형술용 인공골편을 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 과제의 해결수단으로서의 본 발명의 두개골 성형술용 인공골편은, 두개골 천공술의 시행 후 남겨진 두개골 개방부에 장착되어 개방부를 커버하는 골편본체와; 상기 골편본체에 장착되며 외부로부터 주입된 유체에 의해 팽창하여 골편본체가 커버하고 있는 경막외공간을 점유하는 내측팽창부를 포함한다.

또한, 상기 내측팽창부는; 상기 골편본체의 내측면에 고정되며 골편본체와의사이에 밀폐공간을 제공하고 상기 주입유체에 의해 팽창 가능한 팽창백과, 상기 골편본체에 설치되고, 외부로부터 제공되는 유체를 상기 밀폐공간으로 유도하는 제1통로부를 갖는다.

아울러, 상기 골편본체에는 암나사구멍이 형성되어 있고, 상기 제1통로부는; 상기 암사사구멍에 나사 결합하고 주사바늘을 통과시키는 밀폐플러그와, 상기 골편본체의 외측부에서 밀폐플러그를 커버하여 보호하는 보호커버를 포함한다.

또한, 상기 골편본체의 외측부에는, 외부로부터 주입된 유체에 의해 팽창하여 머리의 외부 형상을 보정하는 외측보형부가 더 구비된다.

그리고, 상기 외측보형부는; 골편본체의 외측면에 고정되고, 골편본체와의 사이에 밀폐공간을 제공하는 보형백과, 상기 보형백에 장착되며, 외부로부터 제공된 유체를 보형백 내부로 유도하는 제2통로부를 포함한다.

또한, 상기 제2통로부는; 보형백에 형성된 캡고정구멍과, 상기 캡고정구멍에 끼워지며 주사바늘을 통과시키는 밀폐캡과, 상기 밀폐캡을 커버하여 보호하는 차단판을 구비한다.

아울러, 상기 골편본체에는; 두피를 골편본체에 고정시키기 위한 봉합사와 결합하는 것으로서, 골편본체에 대해 착탈 가능한 봉합사고정부가 더 포함된다.

또한, 상기 골편본체에는 다수의 끼움구멍이 형성되어 있고, 상기 봉합사고정부는, 상기 봉합사와 결합한 상태로 상기 끼움구멍에 박혀 고정되는 봉합사홀더이다.

또한, 상기 봉합사홀더는; 봉합사가 통과하는 다수의 봉합사통로를 가지고, 각 봉합사통로에는 봉합용 바늘을 통과시키는 실리콘마개가 내장된다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 두개골 성형술용 인공골편은, 경막외공간을 채우는 내측팽창부와, 측두골 위축을 감안하여 유체를 주입하여 팽창시킬 수 있는 외측보형부를 구비하므로, 경막외공간에 삼출액이나 혈액의 고임현상이 없고, 머리 모양의 대칭을 맞추어 수술의 예후가 양호하고 환자의 만족감을 높일 수 있게 한다.

도 1은 두개골 절제술을 위해 두개골의 일부를 제거한 모습을 도시한 도면이다.
도 2는 종래 인공골편을 이용한 두개골 성형술의 문제점을 설명하기 위한 두부(頭部)의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 두개골 성형술용 인공골편의 사시도이다.
도 4는 도 3의 A-A선 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시한 인공골편의 동작을 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 도 3의 B-B선 단면도이다.
도 7은 도 3에 도시한 두피고정부의 분해 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시한 두피고정부의 사용 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 7에 도시한 두피고정부의 단면도이다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 인공골편은, 두개골 천공술에 의해 형성된 두개골의 천공부위, 즉 구멍에 장착되어 구멍을 메우는 것으로서, 경막외공간에 삼출물이나 혈액이 고이는 것을 방지하고, 더 나아가 머리 모양을 양호하게 보형할 수 있는 것이다. 이러한 인공골편은, 두개골 천공술의 시행 후 남겨진 두개골 개방부에 장착되어 개방부를 커버하는 골편본체와; 상기 골편본체에 장착되며 외부로부터 주입된 유체에 의해 팽창하여 골편본체가 커버하고 있는 경막외공간을 점유하는 내측팽창부의 기본 구성을 갖는다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 두개골 성형술용 인공골편의 사시도이고, 도 4는 도 3의 A-A선 단면도이다. 또한, 도 5는 도 4에 도시한 인공골편의 동작을 설명하기 위한 단면도이다. 그리고, 도 6은 도 3의 B-B선 단면도이며, 도 7은 도 3에 도시한 두피고정부의 분해 사시도이다. 도 8은 도 7에 도시한 두피고정부의 사용 방식을 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 도 7에 도시한 두피고정부의 단면도이다.

도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 두개골 성형술용 인공골편(30)은, 골편본체(31), 내측팽창부(70), 외측보형부(40), 봉합사고정부(50)를 갖는다.

골편본체(31)는, 본시멘트나 합성수지 또는 금속으로 제작된 것으로서, 두개골 천공술의 시행 후 남겨진 두개골 개방부(12), 즉 구멍에 장착되어, 구멍을 막을 수 있는 형상을 갖는다. 이러한 골편본체(31)는 3D프린터나 기타 종전 제작 방식을 통해 제작할 수 있다.

내측팽창부(70)는, 팽창백(71)과 제1통로부(77)를 구비한다. 팽창백(71)은, 골편본체(31)의 내측부(뇌를 향하는 오목한 면)에 고정되며, 골편본체와의 사이에 밀폐공간(71a)을 제공하는 시트형 부재이다.

또한, 제1통로부(77)는, 골편본체(31)에 설치되고, 외부로부터 제공되는 유체를 밀폐공간(71a)으로 유도하여 팽창백(71)이 팽창하도록 한다. 팽창백(71)은, 제1통로부(77)를 통해 주입된 유체에 의해 팽창하여 골편본체가 커버하고 있는 경막외공간(도 2의 19)을 점유한다.

팽창백(71)을 부풀려 경막외공간(19)을 채우는 이유는, 경막외공간(19)이 비어 있을 경우, 삼출물이나 혈액이 고이기 때문이다. 고여 있는 삼출물이나 혈액은 염증을 일으킬 수 있다. 팽창백(71)의 팽창정도는 경막외공간(19)의 부피에 따라 당연히 달라진다. 즉, 경막외공간(19)이 클수록 팽창백(71)을 크게 팽창시키는 것이다.

위에 언급한 바와 같이, 팽창백(71)은 시트형 부재로서, 그 외곽부가 골편본체(31)의 내측면에 접착 고정된다. 골편본체(31)에 대한 팽창백(71)의 고정은 의료용 접착제로 이루어진다. 아울러 팽착백(71)은 방수성 시트로서 탄성력을 가질 수 있다. 팽창백(71)의 소재로서 의료용 실리콘을 사용 가능하다.

제1통로부(77)를 설치하기 위하여 골편본체(31)에는 암나사구멍(31f)이 형성되어 있다. 암나사구멍(31f)은 내주면에 암나사산이 형성되어 있는 관통구멍이다.

제1통로부(77)는, 밀폐플러그(73)와 보호커버(75)를 갖는다. 밀폐플러그(73)는 암나사구멍(31f)내에 나사 결합하는 부재로서, 암나사구멍(31f)의 통로를 차단하고, 주사기(80)의 주사바늘(81)을 통과시키는 연질부재이다. 밀폐플러그(73)의 중심부에는 가이드홈(73a)이 형성되어 있다. 가이드홈(73a)는 주사바늘(81)의 사용 시, 주사바늘의 바람직한 피어싱 위치를 알려주는 홈이다.

또한, 보호커버(75)는 골편본체(31)의 외측부에서 밀폐플러그(73)를 커버하여 보호하는 역할을 한다. 보호커버(75)는 일정두께를 갖는 판상부재로서, 밀폐플러그(73)와 같은 재질을 가질 수 있다. 도면부호 31h는 보호커버(75)를 수용 고정하는 홀딩홈이다. 보호커버(75)는 홀딩홈(31h)에 삽입된 상태로, 골편본체(31)의 표면으로 돌출되지 않는다.

상기 밀폐공간(71a)에 유체를 주입하기 위해서는, 먼저, 도 5에 도시한 바와 같이 보호커버(75)를 개방한다. 보호커버(75)를 개방함에 따라 밀폐플러그(73)가 노출된다. 사용자는 밀폐플러그(73)의 가이드홈(73a)에 주사바늘(81)을 위치시키고 주사바늘을 찔러 밀폐플러그(73)를 통과시킨 후 유체를 주입한다. 유체는 밀폐공간(71a)을 팽창시킬 수 있는 한 여러 가지 종류를 사용할 수 있으며, 가령, 공기나 식염수를 포함할 수 있다.

유체의 주입에 의해 팽창백(71)이 필요한 만큼 팽창되었다면, 주사바늘(81)을 빼낸 후 홀딩홈(31h)에 보호커버(75)를 끼운다. 또한 환자 상태의 변화에 따라, 팽창백(71)을 수축시켜야 할 경우에는, 밀폐플러그(73)를 통해 주사바늘을 다시 삽입한 후 유체를 흡입하여 외부로 빼낸 후 보호커버(75)를 닫는다.

한편, 외측보형부(40)는, 골편본체(31)의 외측부에 설치되는 것으로서, 외부로부터 주입된 유체에 의해 팽창하여 머리의 외부 형상을 보정하는 역할을 한다. 예를 들어, 측두근의 위축에 의해 골편본체(31)가 내측으로 함몰될 경우, 함몰된 만큼 팽창시켜 머리의 모양을 정상범위로 보정하는 것이다.

외측보형부(40)는, 보형백(41)과 제2통로부(43)를 포함한다. 외측보형부(40)는 다수 개가 적용될 수 있다, 다수의 보형백 중 함몰 위치에 따라 사용되는 외측보형부가 있는 반면 사용되지 않는 외측보형부도 있다. 즉 함몰부위에 위치한 외측보형부(40)만 사용되는 것이다. 하지만 상황에 따라 모두 다 사용될 수도 있다. 외측보형부(40)는 도 8에 도시한 바와 같이 두피(15)에 의해 커버된다.

보형백(41)은, 골편본체(31)의 외측면에 고정되고 골편본체와의 사이에 밀폐공간(41a)을 제공하는 시트형 부재이다. 보형백(41)은 팽창백(71)과 같은 소재로 제작될 수 있으며, 골편본체(31)에 대해 의료용 접착제로 고정된다.

제2통로부(43)는, 각 보형백(41)의 측부에 장착되며, 외부로부터 제공된 유체를 보형백(41) 내부로 유도하는 역할을 한다. 제2통로부(43)는, 캡고정구멍(43c), 밀폐캡(43e), 홀딩홈(43a), 차단판(43f)을 포함한다.

캡고정구멍(43c)은 보형백(41)에 형성된 관통구멍으로서 밀폐캡(43e)을 수용 고정하는 통로이다. 또한 밀폐캡(43e)은 캡고정구멍(43c)에 끼워지며 주사바늘을 통과시킨다. 주사바늘로 밀폐캡(43e)을 찔러, 밀폐공간(41a)에 유체를 주입하거나 주입된 유체를 외부로 빼낼 수 있다.

홀딩홈(43a)은 밀폐캡(43e)을 그 내부 영역에 포함하는 사각홈으로서 차단판(43f)을 수용 고정하는 역할을 한다. 차단판(43f)을 홀딩홈(43a)에 삽입함으로써 밀폐캡(43e)이 보호된다. 밀폐캡(43e)이나 차단판(43f)은, 위에 설명한 밀폐플러그(73) 및 보호커버(75)와 동일한 소재로 제작할 수 있다.

봉합사고정부(50)는, 두피(15)와 골편본체(31)를 상호 고정시키는 역할을 한다. 골편본체(31)가 개방부(12)에 정위치되고, 내측팽창부(70) 및 외측보형부(40)에 대한 필요 과정이 완료된 후, 두피(15)를 씌워 봉합하여야 하는데, 이 때 골편본체(31)에 두피를 고정시키는 것이다.

봉합사고정부(50)를 장착하기 위해 골편본체(31)에는 다수의 끼움구멍(31c)이 형성되어 있다. 끼움구멍(31c)은 골편본체(31)를 관통하는 장공형 관통구멍으로서 내주면에 지지턱(31e)을 갖는다.

또한, 봉합사고정부(50)는, 두 개의 봉합사통로(55)가 형성되어 있는 봉합사홀더(50a)와 실리콘마개(57)를 포함한다. 봉합사홀더(50a)는 합성수지로 성형 제작된 것으로서, 삽입부(51)와 걸림부(53)를 갖는다. 삽입부(51)는 끼움구멍(31c)에 삽입되는 부분이고, 걸림부(53)는 지지턱(31e)에 걸리는 부분이다. 상기 봉합사홀더(50a)는 끼움구멍(31c)에 대해 착탈 가능하다.

아울러 실리콘마개(57)는 의료용 연질 실리콘으로서 봉합용 바늘(미도시)을 통과시킨다. 봉합용 바늘에 꿰어 있는 봉합사(61)가, 도 9에 도시한 바와 같이, 실리콘마개(57)를 통과할 수 있는 것이다.

상기 구성을 갖는 봉합사고정부는, 봉합사(61)를 통해 두피(15)와 결합한 상태로 끼움구멍(31c)에 박혀 고정된다. 즉, 골편본체(31)에 두피를 먼저 씌운 상태에서, 두피(15)를 골편본체(31)에 고정시키는 것이 아니라, 두피(15)에 봉합사고정부(50)를 먼저 고정하고, 그 후 봉합사고정부(50)를 끼움구멍(31c)에 박아 고정하는 것이다. 이와 같이, 봉합사고정부(50)를 두피(15)에 먼저 결합한 상태로 골편본체(31)에 고정시키므로 두피의 고정이 한결 수월하다. 상기 골편본체(31)에 대한 봉합사홀더(50a)의 결합은 의료용 접착제를 통해 유지된다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

11:두개골 12:개방부 13:인공골편
15:두피 16:뇌 17:경막
19:경막외공간 30:인공골편 31:골편본체
31c:끼움구멍 31e:지지턱 31f:암나사구멍
31h:홀딩홈 40:외측보형부 41:보형백
41a:밀폐공간 43:제2통로부 43a:홀딩홈
43c:캡고정구멍 43e:밀폐캡 43f:차단판
50:봉합사고정부 50a:봉합사홀더 51:삽입부
53:걸림부 55:봉합사통로 57:실리콘마개
61:봉합사 70:내측팽창부 71:팽창백
71a:밀폐공간 73:밀폐플러그 73a:가이드홈
75:보호커버 77:제1통로부 80:주사기
81:주사바늘

Claims

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두개골 천공술의 시행 후 남겨진 두개골 개방부에 장착되어 개방부를 커버하는 골편본체와; 상기 골편본체에 장착되며 외부로부터 주입된 유체에 의해 팽창하여 골편본체가 커버하고 있는 경막외공간을 점유하는 내측팽창부를 포함하고,
상기 내측팽창부는; 상기 골편본체의 내측면에 고정되며 골편본체와의사이에 밀폐공간을 제공하고 상기 주입유체에 의해 팽창 가능한 팽창백과, 상기 골편본체에 설치되고, 외부로부터 제공되는 유체를 상기 밀폐공간으로 유도하는 제1통로부를 가지며,
상기 골편본체에는 암나사구멍이 형성되어 있고, 상기 제1통로부는; 상기 암나사구멍에 나사 결합하고 주사바늘을 통과시키는 밀폐플러그와, 상기 골편본체의 외측부에서 밀폐플러그를 커버하여 보호하는 보호커버를 포함하는,
두개골 성형술용 인공골편.
두개골 천공술의 시행 후 남겨진 두개골 개방부에 장착되어 개방부를 커버하는 골편본체와; 상기 골편본체에 장착되며 외부로부터 주입된 유체에 의해 팽창하여 골편본체가 커버하고 있는 경막외공간을 점유하는 내측팽창부를 포함하고,
상기 골편본체의 외측부에는, 외부로부터 주입된 유체에 의해 팽창하여 머리의 외부 형상을 보정하는 외측보형부가 더 구비되는,
두개골 성형술용 인공골편.
제4항에 있어서,
상기 외측보형부는;
골편본체의 외측면에 고정되고, 골편본체와의 사이에 밀폐공간을 제공하는 보형백과,
상기 보형백에 장착되며, 외부로부터 제공된 유체를 보형백 내부로 유도하는 제2통로부를 포함하는,
두개골 성형술용 인공골편.
제5항에 있어서,
상기 제2통로부는;
보형백에 형성된 캡고정구멍과,
상기 캡고정구멍에 끼워지며 주사바늘을 통과시키는 밀폐캡과,
상기 밀폐캡을 커버하여 보호하는 차단판을 포함하는,
두개골 성형술용 인공골편.
제3항 또는 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 골편본체에는;
두피를 골편본체에 고정시키기 위한 봉합사와 결합하는 것으로서, 골편본체에 대해 착탈 가능한 봉합사고정부가 더 구비되는,
두개골 성형술용 인공골편.
제7항에 있어서,
상기 골편본체에는 다수의 끼움구멍이 형성되어 있고,
상기 봉합사고정부는,
상기 봉합사와 결합한 상태로 상기 끼움구멍에 박혀 고정되는 봉합사홀더인,
두개골 성형술용 인공골편.
제8항에 있어서,
상기 봉합사홀더는;
봉합사가 통과하는 다수의 봉합사통로를 가지고,
각 봉합사통로에는 봉합용 바늘을 통과시키는 실리콘마개가 내장된,
두개골 성형술용 인공골편.