KR102603173B1 - 열성형 가능한 반강성 보조기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인간 또는 척추 동물의 사지 또는 관절을 유지하기 위한 보조기에 관한 것으로, 이 보조기는, 적어도 부분적으로 탄성이고 사지 또는 관절을 감싸도록 형성된 슬리브(10)와, 열성형 가능한 재료(thermoformable material)로 이루어진 플레이트(12), 및 상기 플레이트를 수용하도록 상기 슬리브 상에 형성된 포켓으로서, 상기 플레이트의 형상에 맞게 조절된 형상을 갖는 포켓을 포함한다. 상기 플레이트(12)와 상기 포켓의 내측 표면 사이의 부착은, 상기 플레이트의 열성형 작업 동안 및 후에, 상기 포켓을 형성하는 재료(10,11)에 대한 상기 플레이트의 상대적인 움직임이 가능하게 되도록 처리되며, 이는 상기 플레이트가 상기 포켓 내에 배치된 상태에서 상기 보조기를 사지 또는 관절에 배치함으로써 수행된다. 이 보조기는 특히 사용시 착용되고 사용자에 의해 열성형될 수 있도록 형성된다.

Description

열성형 가능한 반강성 보조기
본 발명은 물리적 효과 하에서 엄지 발가락의 관절을 재정렬함으로써, 예를 들어, 무지외반증(Hallux Valgus)의 치료를 위해 사용되는 것과 같은, 사지 또는 교정용 보조기의 움직임을 제한하는 것을 목적으로 하는 보조기에 관한 것이다.
경량의 보조기의 설계 시에, 두 가지 부류의 상황이 확인될 수 있는데, 이러한 상황에 있어서, 유지할 사지(limb)의 형상에 맞게 구성된 강성 요소를 제공하는 것이 요구된다. 일부 상황에서는, 사지를 고정시키는 것이 요구된다. 이는 관절염의 효과를 완화시키고자 할 때에 엄지 손가락의 경우에 그러하다. 이는 특히, 예를 들어, 암 치료를 위해 방사선 요법 장치 아래에 인체를 포지셔닝하는 것과 같이 고도의 정밀도가 요구되는 치료를 위해, 사지가 특정 위치에서 유지되어야 하는 경우에도 해당된다.
발목이나 손목 등 특정 관절의 외상을 치료하기 위해서는 해당 관절을 어느 정도 제자리에서 유지하는 것이 필요하다. 다른 상황에서는, 교정 목적을 위해 관절을 잡아줄 필요가 있다. 이는 예를 들어, 무지외반증(Hallux Valgus)을 치료하고자 할 때에 엄지 발가락의 경우에 그러하다. 발목과 같은 특정 관절의 경우에, 보행과 같은 특정 운동을 하는 동안 관절을 잡아줌으로써 외상을 예방하는 것이 유용할 수 있다. 이러한 관절 유지는 관절의 느슨함을 보완할 수 있다.
유지할 사지 및/또는 관절의 형상에 맞게 변형되는 변형성 및 경직성에 대한 요건을 충족시키기 위해, 보조기는 고온 열성형 가능한 재료를 사용하며, 이러한 재료의 형상은 추가 열성형으로 자유롭게 변형될 수 있다. 그러한 재료로 이루어진 플레이트는, 일반적으로, 환자에게 견딜 수 있는 온도의 뜨거운 물에 그러한 플레이트를 몇 분 동안 담금으로써 가열된다. 그런 다음, 플레이트는 경화되기 전에, 유지되어야 할 신체 부의의 형상에 부합되도록 충분히 연화된다.
현재, 교정 전문가는 이러한 열성형 가능한 재료의 제조업체가 규정한 절차에 따라 열성형 가능한 재료를 포함한 맞춤형 보조기를 제조한다. 이러한 모든 절차는 환자 자신이 수행할 수 없으며 일반적으로 전문가가 시행하기 위한 것이다. 또한, 이러한 절차에 따라 만들어진 보조기는 특히 무겁고 두꺼운 니트웨어 및 루프와 후크를 갖는 체결 밴드(벨크로 타입 밴드)를 사용하기 때문에 상대적으로 무겁고 부피가 나간다.
특허 문헌 WO 2014/110026, US 4,716,892 및 US 4,572,167로부터, 전문의가 사지의 형상을 획득하도록 사지에 견고하게 대면서 전문의가 폐쇄하는 개방형 인벨로핑 시스템와 연관된 대체적으로 개방형인 포켓 내에 이러한 타입의 재료를 배치함으로써 이러한 타입의 재료를 사용하는 것이 공지되어 있다.
따라서, 사지 또는 관절의 경직성 유지를 보장하도록 구성된 보조기를 제공하는 것이 바람직하다. 이러한 보조기가 현재 사용되는 보조기보다 가볍고 편리한 것이 바람직할 수도 있다. 또한, 이러한 보조기는 전문의의 도움을 받지 않고도 변형 및/또는 사용될 수 있는 것이 바람직할 수 있다.
실시형태들은 인간 또는 척추 동물의 사지 또는 관절을 유지하기 위한 보조기에 관한 것으로서, 상기 보조기는 탄성 직물로 형성되고 사지 또는 관절을 압박하도록 성형되는 슬리브, 열성형 가능한 재료로 제조된 플레이트, 및 상기 플레이트를 수용하도록 상기 슬리브 상에 형성된 포켓을 포함하며, 상기 포켓은 플레이트의 형상에 맞게 구성된 형상을 갖는다. 플레이트의 표면 및/또는 포켓의 내측 표면은, 상기 포켓을 형성하는 직물의 실의 플레이트에 대한 엠베딩 효과(embedding effect)를 줄이도록 처리되며, 이에 따라 상기 플레이트가 상기 포켓 내에 배치된 상태에서 상기 보조기를 사지 또는 관절에 배치함으로써 수행되는 상기 플레이트의 열성형 작업 동안 및 후에, 상기 포켓을 형성하는 직물에 대한 상기 플레이트의 상대적인 움직임이 가능하게 된다.
일 실시형태에 따르면, 상기 포켓은 상기 슬리브의 내측 면 상에 부착된 층에 의해 형성되고, 상기 부착된 층은 유지될 사지 또는 관절의 피부와 접촉하도록 구성된다.
일 실시형태에 따르면, 상기 포켓은 상기 슬리브에 부착되며 패딩된 직물로 제조된 층에 의해 형성된다.
일 실시형태에 따르면, 상기 포켓에 의해 덮이지 않은 상기 슬리브의 부분은 탄성 직물로 이루어진다.
일 실시형태에 따르면, 상기 슬리브는 0.2 내지 1.5 mm의 두께를 갖는 탄성 직물로 이루어진다.
일 실시형태에 따르면, 상기 플레이트의 열성형 작업 동안 및 후에 상기 포켓을 형성하는 재료에 대한 상기 플레이트의 상대적인 움직임이 가능하게 되도록 상기 플레이트와 상기 포켓의 내측 표면 간의 부착성이 처리되며, 상기 열성형 작업은 상기 플레이트가 상기 포켓 내에 배치된 상태에서 상기 보조기를 사지 또는 관절에 배치함으로써 수행된다.
일 실시형태에 따르면, 상기 슬리브는 인간의 발목과 발의 형상을 가지며, 상기 슬리브는 다리의 통과를 위한 근위 개구와, 앞발의 통과를 위한 원위 개구와, 발꿈치의 통과를 위한 중간 개구를 가지며, 상기 슬리브는 상기 발의 기저부와 상기 슬리브의 상기 근위 개구 사이에서 연장되며 발목의 양측 복사뼈들을 덮는 두 개의 포켓들을 포함하고, 상기 두 개의 포켓들은 열성형 가능한 재료로 이루어진 2 개의 플레이트들을 각각 수용하도록 구성되거나; 상기 슬리브는 인간의 손목, 손의 근위 부분 및 엄지의 형상을 가지며, 상기 슬리브는 엄지의 원위 부분의 통과를 위한 원위 개구, 팔의 통과를 위한 근위 개구, 및 손의 손가락들의 통과를 위한 중간 개구를 가지며, 상기 슬리브는 손의 측면을 덮은 상기 슬리브의 부분을 제외하고 전체 슬리브를 덮는 포켓을 포함하며, 상기 포켓은 열성형 가능한 재료로 이루어진 플레이트를 수용하도록 구성되거나; 상기 슬리브는 인간의 발 및 엄지 발가락의 근위 부분의 형상을 가지며, 상기 슬리브는 엄지 발가락의 원위 부분을 통과시키기 위한 원위 개구, 발의 통과를 위한 근위 개구, 및 발의 다른 발가락들을 통과시키기 위한 중간 개구를 가지며, 상기 슬리브는 상기 발 및 엄지 발가락의 안쪽 측면의 일부를 덮도록 구성된 상기 슬리브의 부분 상에 형성된 포켓을 포함하며, 상기 포켓은 열성형 가능한 재료로 이루어진 플레이트를 수용하도록 구성된다.
일 실시형태에 따르면, 상기 슬리브는 인간의 발목과 발의 형상을 가지며, 상기 슬리브는 특히 상기 플레이트의 열성형 동안에 발 및 발목을 두르는 상기 슬리브를 더 조이기 위하여 발 및 발목 둘레를 감싸도록 구성된 밴드에 결합된다.
일 실시형태에 따르면, 유지될 사지 또는 관절의 피부와 접촉하도록 구성된 상기 포켓의 외측 면은 폴리머 겔 층으로 코팅되고, 상기 폴리머 겔 층으로 코팅된 상기 포켓의 부분은, 사지의 축에 수직인 방향으로의 탄성이, 사지의 축에 평행한 방향으로의 탄성보다 크거나 같다.
일 실시형태에 따르면, 상기 폴리머 겔 층으로 코팅된 상기 포켓의 외측 면에 제거 가능하게 부착된 폴리머 겔 펠릿(polymer gel pellet)을 포함한다.
실시형태들은 또한 인간 또는 척추 동물의 사지 또는 관절을 유지하기 위한 보조기를 제조하는 방법에 관한 것일 수 있으며, 상기 방법은 사지 또는 관절을 압박하도록 성형된 적어도 부분적으로 탄성인 직물 슬리브를 제조하는 단계; 열성형 가능한 재료로 이루어진 플레이트의 형상을 사지 또는 관절의 일부분의 형상에 맞게 조절하는 단계; 및 상기 플레이트를 수용하도록 구성된 포켓을 형성하는 단계로서, 상기 포켓은 상기 플레이트의 형상에 맞게 조절된 형상을 갖는, 상기 포켓을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은, 플레이트의 표면 및/또는 포켓의 내측 표면을, 상기 포켓을 형성하는 직물의 실의 상기 플레이트에 대한 엠베딩 효과(embedding effect)를 줄이도록 처리하는 단계를 포함하며, 따라서 상기 플레이트가 상기 포켓 내에 배치된 상태에서 상기 보조기를 사지 또는 관절에 배치함으로써 수행되는 상기 플레이트의 열성형 작업 동안 및 후에, 상기 포켓을 형성하는 직물에 대한 상기 플레이트의 상대적인 움직임이 가능하게 된다.
일 실시형태에 따르면, 상기 포켓을 형성하는 단계는 상기 슬리브의 내측 면 상에 층을 부착함으로써 수행되며, 상기 부착된 층은 유지될 사지 또는 관절의 피부와 접촉하도록 구성된다.
실시형태들은 또한 인간 또는 척추 동물의 사지 또는 관절을 유지하기 위한 보조기를 제조하는 방법에 관한 것일 수 있으며, 상기 방법은 전술한 제조 방법을 구현하는 단계들; 상기 포켓 내에 상기 플레이트를 위치시키는 단계; 상기 보조기를 열성형하는 단계를 포함하며, 상기 열성형하는 단계는, 상기 플레이트를 연화시키기에 충분한 온도로 상기 보조기를 가열하는 단계; 및 상기 플레이트가 경화되기 전에 사지 또는 관절을 둘러서 상기 슬리브를 배치시키는 단계를 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 상기 열성형하는 단계는, 사지 또는 관절을 둘러서 상기 슬리브를 배치시키기 이전에, 상기 사지 또는 관절을 필름으로 피복하는 단계를 포함한다.
일 실시형태에 따르면, 상기 열성형하는 단계는, 사지 또는 관절을 둘러서 상기 슬리브를 배치시키기 이전에, 피부와 접촉하도록 구성된 포켓의 외측 면의 영역 상에 펠릿을 배치하는 단계를 포함하며, 상기 플레이트와 피부 간에 갭을 형성하도록 상기 열성형 단계 이후에 상기 펠릿은 상기 슬리브로부터 제거된다.
본 발명의 예시적인 실시예들이 첨부된 도면과 관련하여 제한 없이 다음에서 기술될 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 보조기의 개략적인 단면도이다.
도 2a 내지 도 2f는 상이한 열성형 작업 시간들에서의 보조기의 일부를 단면도로 개략적으로 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 발목 보조기가 장착된 발 및 발목의 바깥쪽 측면을 개략적으로 도시한다.
도 3a는 일 실시예에 따른 도 3의 발목 보조기의 열성형 가능한 부분을 도시한다.
도 4는 도 3에 도시된 보조기가 장착된 발 및 발목의 안쪽 측면을 개략적으로 도시한다.
도 4a는 일 실시예에 따른, 도 3의 발목 보조기의 다른 열성형 가능한 부분을 나타낸다.
도 5는 일 실시예에 따른 엄지 보조기를 개략적으로 도시한다.
도 5a는 일 실시예에 따른 도 5의 엄지 보조기의 열성형 가능한 부분을 도시한다.
도 6은 도 5의 엄지 보조기를 장착한 손 및 손목을 도시한다.
도 7은 일 실시예에 따른 무지외반증을 위한 교정용 보조기를 개략적으로 도시한다.
도 7a는 일 실시예에 따른 도 7의 교정용 보조기의 열성형 가능한 부분을 도시한다.
도 8은 도 7의 교정용 보조기가 장착된 발을 도시한다.
도 1은 일 실시예에 따른 보조기(1)를 도시한다. 보조기(1)는 2 개의 층(10, 11)을 포함한다. 층(10)은 적어도 부분적으로 탄성을 가지며 일정한 압력을 가함으로써 유지할 사지 또는 관절을 둘러서 그 형상이 조절되는 슬리브를 형성하도록 성형된다. 층(11)은 열성형 가능한 재료의 플레이트(12)가 삽입되는 포켓을 형성하도록 층(10) 위에 부착된다. 이러한 포켓의 형상은 플레이트(12)의 형상에 맞게 구성된다. 따라서, 플레이트가 포켓 내를 채우는 정도는 80 내지 95 %일 수 있다. 플레이트(12)의 형상 자체가 유지되어야 할 사지 또는 관절의 부위에 따라 규정될 수 있다.
층(10)은 환자의 피부(6)와 직접 접촉될 수 있다. 층(11)은 층(10)의 일 면 또는 타 면에 용접 또는 이음 라인(seam line)(13)에 의해 부착될 수 있다.
보조기(1)는 도 2a 내지 도 2f에 도시된 바와 같은 다음과 같은 방식으로 사용될 수 있다. 도 2a 내지 도 2f는 플레이트(12)의 일부 및 층들(10,11)을 형성하는 실들(thread)을 도시한다. 처음 사용하기 전에, 보조기(도 2a)는 열성형 작업을 거쳐야한다. 이러한 목적을 위해, 예를 들어, 플레이트(12)를 연화시키기에 충분한 온도의 뜨거운 물에 플레이트(12)가 포켓에 삽입된 상태에서 이러한 보조기를 담그면 보조기가 가열된다. 보조기가 뜨거운 물과 접촉한 후 특정 시간부터, 플레이트(12)는 연화된다(도 2b). 그 후, 보조기는 뜨거운 물로부터 제거되어 닦여지며, 이로써 연화된 상태에 있는 플레이트의 연성으로 인해 층들(10, 11)의 실들이 플레이트(12) 내로 약간 침투하게 된다(도 2c). 플레이트가 강성을 회복하기 전에, 환자는 층(10)에 의해 형성된 슬리브를 확장시킴으로써, 바람직하게는 포켓 및 플레이트 외측의 영역을 당김으로써 유지해야 할 부위 또는 관절 주위에 보조기를 장착할 수 있다(2d). 플레이트의 연성 때문에, 플레이트(12)는 약간 신장된다. 플레이트(12) 내에서 직물의 실들에 의해 형성된 인쇄부들(prints)이 약간 넓어질 수 있다. 그러면, 슬리브가 해제된다(도 2e). 사지 또는 관절을 두른 층(10)에 의해 가해지는 탄성 장력으로 인해서 플레이트(12)가 환자의 피부에 맞닿아 대진다. 플레이트의 유연성으로 인해, 플레이트(12)는 플레이트가 대진 부위의 형상을 취한 다음 수분 후에 경화한다. 플레이트의 경화 동안(도 2f), 유지될 사지는 목표 최종 위치에서 유지된다. 따라서, 보조기는 플레이트(12)의 열성형(thermoforming)을 통해 플레이트가 대진 부위의 형상에 맞게 변형되며, 이러한 열성형은 단지 사지에 보조기를 장착하고 층(10)에 의해 가해진 탄성력을 발생시켜서 해당 부위의 유지를 보장하고 사전에 연화된 플레이트(12)를 변형함으로써 이루어진다. 이러한 작업은 다른 사람, 특히 전문가의 개입을 필요로 하지 않는다. 이러한 결과는 직물의 특성 및 사지를 두르는 직물의 장력뿐만 아니라, 직물과 플레이트(12) 간의 계면의 특성, 특히, 플레이트와 직물 사이의 마찰 계수 및 플레이트의 연성을 조합함으로써 달성된다.
열성형 작업 전에, 유지되어야 할 사지 또는 관절의 부위는 열성형 작업의 끝에서 젖은 보조기의 제거를 용이하게 하기 위한 플라스틱 필름과 같은 필름으로 덮일 수 있다.
플레이트(12)는 예를 들어, 패터슨(Patterson)에 의해 제조된 "아쿠아플라스트(Aquaplast)"와 같은 재료로 만들어지며, 1.5 내지 5 mm, 예를 들어 약 1.6 mm의 두께를 갖는다. 이러한 재료는 65 내지 75°C에서 연화되고 약 4 분 동안 그 유연성을 유지한다. 따라서, 플레이트(12)의 열성형 작업은 필요한 만큼 반복될 수 있다.
환자의 피부와 플레이트(12) 사이에 위치한 층(11)은 피부 상에 강성 플레이트를 댐으로써 초래될 수 있는 불편함을 덜기에 충분히 두껍게 패딩된 직물(두께 1 내지 2 mm)로 제조될 수 있다. 층(10)은 0.2 내지 1.5 mm, 예를 들어 약 0.5 mm의 두께를 갖는 탄성 직물로 제조될 수 있다. 이러한 구성은 가볍고 공간을 절약할 수 있는 보조기를 생산하는 것을 가능하게 하는 동시에, 무겁고 불편한 기존의 보조기와 동일한 서비스를 제공하며 전문가의 개입 없이도 사용될 수 있게 한다.
열성형 후에 포켓으로부터 플레이트를 제거하는 것이 바람직할 수 있다. 플레이트(12)와 상기 플레이트와 접촉하는 층들(10, 11)의 영역들 간의 강한 접착을 피하는 것이 바람직할 수도 있다. 실제로, 이러한 접착은 이러한 영역들에서의 직물을 비탄성 상태로 만들고, 사지 또는 관절 둘레의 층(10)에 의해 형성된 슬리브에 의해 가해지는 장력의 균일한 분포를 억제한다. 이러한 접착은 또한 사지 또는 관절에 대한 플레이트(12)의 후속하는 정확한 포지셔닝을 방지할 수 있다.
층들(10 및 11)을 형성하는 직물의 실들은, 열성형 작업의 종료 시에, 플레이트(12)를 층들(10, 11)로부터 분리시키는 것이 매우 어려울 정도로, 플레이트의 연성으로 인해서 플레이트(12)의 재료 내에 내장될 수 있음이 밝혀졌다. 이러한 엠베딩 효과(embedding effect)는 특히, 사지 또는 관절을 둘러서 보조기를 장착하는 동안에 그리고 열성형 작업 중에 플레이트가 경화되는 동안에 층(10)에 의해 형성된 슬리브가 팽창할 때 발생한다.
그러나, 열성형 가능한 재료는 일반적으로 매우 연성이며, 이러한 특성은 최대한 정확하게 형상에 맞게 되려는 경향을 갖는다. 그러므로, 플레이트(12)와 직물(10, 11) 간의 낮은 연성의 계면의 사용은 열성형 작업의 정확성에 반드시 영향을 주는데, 특히, 곡률 반경의 편차가 큰 사지 또는 관절의 부위에서 그러하다. 또한, 안락함 및 건강을 이유로, 보조기로 덮인 신체 부위 상에 층(10)에 의해 가해지는 탄성 장력을 증가시킴으로써 이러한 효과를 보상하기가 어렵다. 또한, 최대 압박 값에 대한 표준 규정이 있다.
보조기에 형성된 포켓 내로 플레이트(12)를 삽입하기 전에, 플레이트(12)는 필름 또는 코팅으로 덮일 수 있다. 코팅과 같은 표면 처리가 또한 포켓 내측의 층들(10, 11)에 적용되어, 이들 층들을 형성하는 직물의 실들에 의해 해당 플레이트 상에 형성된 리지(ridge)를 감소시킬 수 있고, 따라서, 열성형 작업 후에 문제가 될 수 있는 열성형 재료의 접착을 줄일 수 있다. 플레이트 재료가 연성일 때 열성형 중 슬리브를 신장시키고 이후에 이러한 신장을 해제하는 것은 또한 플레이트(12) 내의 직물 실들에 의해 형성된 인쇄부들 간을 넓히는 경향이 있다.
일 실시예에 따르면, 플레이트(12)는 표면 처리된 시트 재료로부터 절취될 수 있으며 이로써 플레이트의 층들(10,11)의 직물에 대한 접착력이 감소된다. 따라서, 플레이트는 예를 들어 PTFE(Poly Tetra Fluoro Ethylene)의 얇은 층으로 코팅될 수 있다. 전술한 이유들로 인해서, 열성형 가능한 재료의 코어는 부착 방지 처리를 받지 못하기 때문에, 플레이트(12)를 형성하는 열성형 가능한 재료 내에 직물의 실들이 엠베딩됨으로써 플레이트(12)의 에지들은 직물에 강하게 접착될 수 있다. 플레이트(12)의 전체 둘레가 직물에 강하게 부착되면, 플레이트(12)와 접촉하는 직물의 탄성이 사용될 수 없으며, 이는 또한 보조기에 의해 덮어진 신체 부위 상에 층(10)에 의해 가해지는 탄성 장력의 균일한 분포를 억제한다.
일 실시예에 따르면, 플레이트(12)의 에지의 일부분은 직물에 부착되지 않는 스트립에 의해 피복되며, 이러한 스트립은 포켓을 형성하는 직물(10, 11)의 실들이 열성형 중에 플레이트의 재료 내에 엠베딩되는 것을 방지하거나 엠베딩되는 것을 제한하는 재료로 형성된다. 이러한 재료는 예를 들어 부직포 섬유를 기반으로 할 수 있다. 이러한 스트립으로 덮인 플레이트(12)의 에지의 부분은 플레이트의 고려된 측면에 대해 수직으로 신장하도록 의도된 층들(10, 11)의 영역과 접촉하는 플레이트의 일 측면으로 제한될 수 있다.
따라서, 슬리브가 신장하여 보조기가 피팅될 때(도 2d), 층들(10, 11)의 실들은 플레이트(12) 내에 인쇄부들을 형성한다. 이들 인쇄부들은 실의 직경보다 넓은데, 그 이유는 실들이 플레이트(12)의 표면에 수직인 힘(FH) 및 이 표면에 접선 방향인 힘(FT)을 모두 가하기 때문이다. 따라서, 인쇄부는 포켓을 형성하는 직물(10, 11)에 대한 플레이트(12)의 움직임을 방지하지 않는다. 실제 열성형 작업 중에 슬리브가 해제된다(도 2e). 인쇄부들이 실들의 직경보다 넓기 때문에, 포켓을 형성하는 직물(10, 11)은 슬리브가 해제될 때에 플레이트(12) 상에서 조절될 수 있다. 따라서, 작은 곡률 반경을 갖는 영역에서, 포켓을 형성하는 직물(10, 11)의 실들은 플레이트(12)의 표면 상에 실질적으로 수직인 힘(FH)을 가한다. 그러한 영역으로부터 멀어짐에 따라, 실들에 의해 가해지는 힘은 플레이트의 표면에 접선 방향으로 증가하는 힘 성분(FT)을 갖는다. 이러한 힘들(FH 및 FT)로부터 생성되는 힘(FR)은 플레이트(12)에 의해 피복된 사지의 부위의 곡률과 무관하게 사지에 대하여 플레이트(12)를 가압한다.
플레이트(12)와 직물 사이의 계면이 접착을 억제하도록 처리되지 않으면, 직물(10, 11)의 실들은 플레이트(12) 내로 엠베딩될 것이고, 따라서 그들의 각각의 위치는 슬리브의 신장 및 이완 동안에 고정될 것이다. 이어서, 플레이트(12)와 접촉하는 영역에서의 직물의 탄성은 경화된 상태에서 매우 강성인 플레이트의 탄성이 될 것이다.
이러한 구성들에 따라, 플레이트(12)의 정확한 열성형은, 슬리브가 2.5 내지 5 hPa 간의 압력을 사지 또는 관절에 가하도록 층(10)에 대응하는 슬리브를 층에 부합되게 함으로써 얻어질 수 있다. 이러한 값들은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 발목 보조기에서 측정되었다.
도 3 및 도 4는 예를 들어, 외상 후 발목을 유지하도록 변형된 보조기(2)를 도시한다. 보조기(2)는 보조기(1)의 구조(도 1)를 가지고 있다. 따라서, 보조기(2)는 발목 및 발을 압박하도록 성형된 슬리브를 형성하는 층(20)을 포함하며, 이 층(20)은 다리가 통과되도록 하는 근위 개구(20b), 발이 통과되도록 하는 원위 개구(20d), 및 발뒤꿈치의 통과를 위한 중간 개구(20a)를 갖는다. 층(20)은 적어도 부분적으로 탄성을 갖는다. 층(21a)은 열성형 가능한 재료의 제 1 플레이트(22a)가 삽입되는 제 1 포켓을 형성하도록 층(20) 상에 고정된다. 제 1 포켓의 형상은 플레이트(22a)의 형상으로 조정된다. 제 1 포켓은 외측 복사뼈에 대응하는 위치에서 층(20) 상에 형성되고, 개구들(20a 및 20d) 간에서 그리고 층(20)의 근위 개구(20b)와 발바닥 부위 및 발등 부위 사이의 발의 측면을 덮는 층(20)의 부분(20c) 간에서 측면에서 연장된다. 플레이트(22a)의 형상은 도 3a에 도시되어있다. 제 1 포켓은 체결 라인(23a)을 따라 층(20) 상에 층(21a)을 부착함으로써 형성된다. 제 1 포켓은 플레이트(22a)를 포켓에 삽입하거나 또는 플레이트를 포켓으로부터 제거하기 위해, 예를 들어, 슬리브(20)의 근위 개구(20b)를 따르는 개구를 갖는다.
일 실시예에 따르면, 보조기(2)는 내측 복사뼈를 덮도록 의도된 위치에서 층(20) 상에 형성된 제 2 포켓에 배치된 열성형 가능한 재료로 이루어진 제 2 플레이트(22b)를 포함하고, 상기 제 2 포켓은 층(20) 위에서 내측 복사뼈를 주변에서 슬리브(20)의 개구(20b)까지 측면에서 연장된다. 플레이트(22b)의 형상은 도 4a에 도시되어있다. 제 2 포켓은 체결 라인(23b)을 따라 슬리브(20) 상에 부착된 직물 층(21b)을 사용하여 형성된다. 제 2 포켓은 또한 이 포켓으로부터 플레이트(22b)를 제거하거나 상기 포켓 내로 플레이트를 삽입하기 위해서 슬리브(20)의 근위 개구(20b)를 따르는 개구를 가질 수 있다.
필요하다면, 발 및 발목을 두르면서 조여지도록 의도된 밴드(24)(그 일부가 도 4에 도시되어 있음)가 발목 및 발을 두르는 보조기가 더 타이트하게 되도록 사용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 플레이트들(22a, 22b)의 에지들의 일부는 스트립들(28a, 28b)로 피복될 수 있으며, 이러한 스트립들은 층들(20, 21a, 21b)을 형성하는 직물들에 부착되지 않으며 이러한 직물들의 실들이 플레이트(22a, 22b)의 에지들 내로 엠베딩되는 것을 막는다. 도 3a 및 도 4a의 예에서, 스트립들(28a, 28b)은 플레이트(22a, 22b)의 (발의 전방을 향한) 전방 에지 대부분을 덮는다.
도 5 및 도 6은 엄지를 유지하도록 설계된 보조기(3), 특히 관절통을 앓고 있는 환자의 고통을 덜어지고 특히 밤 동안 엄지 손가락의 위치 유지를 보장하는 보조기를 도시한다. 보조기(3)는 보조기(1)의 구조(도 1)를 갖는다. 따라서, 보조기(3)는 2 개의 층(30, 31)을 포함한다. 층(30)은 적어도 부분적으로 탄성을 갖는다. 층(31)은 열성형 가능한 재료의 플레이트(32)가 삽입되는 포켓을 형성하도록 층(30) 상에 부착된다. 포켓의 형상은 플레이트(32)의 형상으로 조절된다. 보조기(3)는 일 실시예에 따라 엄지 및 제 1 중수골의 강직성을 유지하도록 성형된다. 이러한 목적을 위해, 보조기는 손목과 엄지의 2 개의 지골과 함께 손의 아래 부분을 압박하도록 구성된 슬리브의 형상을 가지며, 팔뚝의 통과를 위한 근위 개구(30a), 엄지의 원위 단부의 통과를 위한 원위 개구(30b), 및 손의 다른 손가락들의 통과를 위한 중간 개구(30c)를 갖는다. 특히, 도 5a에 도시된 바와 같은, 플레이트(32)는 엄지의 제 1 지골 및 이 제 1 지골과 제 1 중수골 간의 관절, 손의 아래 부분 및 손목을 덮도록 성형되며, 손의 척골 에지 부위는 덮지 않는다. 포켓은 플레이트(32)에 의해 덮일 부위들에 대응하는 위치에서 층(30) 상에 형성된다. 따라서, 포켓은 손의 척골 에지 영역을 덮는 슬리브의 부분을 제외하고는 전체 슬리브에 걸쳐서 연장된다. 포켓은 체결 라인(33)을 따라 층(30) 상에 층(31)을 부착함으로써 형성된다. 포켓은 예를 들어, 플레이트(32)를 포켓에 삽입하거나 또는 이로부터 제거하기 위해 슬리브(30)의 근위 개구(30a)를 따르는 개구를 갖는다. 층(31)에 의해 덮이지 않은 층(30)의 부분은 특히 플레이트(32)가 열성형 완료된 경우에, 보조기의 제거를 가능하게 하도록 충분한 탄성을 갖는다. 층(30)의 탄성 장력은 플레이트가 손 위에서 제자리에서 있는 동안에 그의 열성형 중에 피부에 대해 상기 플레이트(32)를 가압하기에 충분하다. 밴드가 슬리브와 결합되어 열성형 중에 필요한 경우에 압박력을 강화할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 이 밴드는 열성형 후에 제거된다.
단일 포켓 및 단일 플레이트 대신에, 열성형 가능한 재료로 이루어진 2 개의 플레이트를 수용하도록 설계된 손바닥 포켓 및 후방 포켓이 제공될 수 있다.
또한, 도 7 및 도 8은 특히 밤 동안 무지외반증(Hallux Valgus)을 치료하기 위해 고안된 보조기(4)를 도시하며, 이 보조기는 엄지 발가락의 근위 지골을 제 1 중족골과 재정렬시키는 힘을 가한다. 이러한 목적을 위해, 일 실시예에 따르면, 보조기(4)는 제 1 중족골의 연장부에서 엄지 발가락을 유지하도록 성형된다. 보조기(4)는 보조기(1)의 구조(도 1)를 갖는다. 따라서, 보조기(4)는 2 개의 층(40, 41)을 포함한다. 층(40)은 적어도 부분적으로 탄성을 갖는다. 층(41)은 층(40) 상에 부착되어 열성형 가능한 재료의 플레이트(42)가 삽입되는 포켓을 형성한다. 포켓의 형상은 플레이트(42)의 형상에 맞게 조절된다. 층(40)은 발을 압박하도록 구성된 슬리브의 형상을 가지며, 엄지 발가락을 둘러싸는 부분, 발의 통과를 위한 근위 개구(40a), 엄지 발가락의 원위 단부의 통과를 위한 말단 개구(40b), 및 발의 다른 발가락들이 통과하는 중간 개구(40c)를 갖는다. 특히, 도 7a에 도시된 바와 같은 플레이트(42)는 제 1 중족골을 따르는 발의 내측 에지 및 엄지 발가락과 제 1 중족골 사이의 관절, 엄지 발가락의 지골들 간의 관절을 덮도록 성형된다. 포켓(42)은 플레이트(42)에 의해 덮일 부분에 대응하는 위치에서 층(40) 상에 형성된다. 포켓은 체결 라인(43)을 따라 층(40) 상에 층(41)을 부착함으로써 형성된다. 포켓은 포켓으로부터 플레이트(42)를 제거하거나 포켓 내로 플레이트를 삽입하기 위해서, 예를 들어, 슬리브(40)의 근위 개구(40a)를 따르는 개구를 갖는다. 층(41)에 의해 덮이지 않은 슬리브(40)의 부분은 특히 플레이트(42)의 열성형이 완료된 경우에, 보조기를 제거할 수 있도록 하는 충분한 탄성을 갖는다. 발을 두르는 층(40)의 장력은 플레이트가 발 위에서 제자리에 있으면서 보조기의 열성형 작업 중에 피부에 대해 플레이트(42)를 가압하기에 충분하다. 플레이트(42)의 열성형 중에, 엄지 발가락은 제 1 중족골 축에서 가능한 한 많이 유지된다. 일단 열성형되면, 플레이트(42)는 제 1 중족골과 엄지 발가락 간에서 지렛대 역할을 하여서 제 1 중족골 및 엄지 발가락의 근위 지골 간의 재정렬이 되도록 힘을 가한다. 이러한 플레이트는 고 강성을 갖는 지렛대 역할을 충분히 하기 위해서, 플레이트는 2 내지 5 mm, 예를 들어 약 3.2 mm의 두께를 가질 수 있다. 그러나, 일단 열성형된 플레이트(42)는 발의 축에 수직인 평면에서, 즉 플레이트가 높은 강성을 갖는 것이 바람직한 방향으로 만곡된 섹션을 갖는다는 것을 도 8에서 관찰할 수 있다. 이러한 만곡된 섹션은 상기 축을 따르는 플레이트(42)의 강성에 기여한다.
일 실시예에 따르면, 층(40)과 함께 포켓을 형성하는 층(41)은 실리콘 겔(또는 PDMS-폴리디메틸실록산)과 같은 폴리머 겔 층으로 일 측이 코팅된 탄성 직물로 형성되며, 0.4 내지 0.6 mm의 두께를 갖는다. 직물의 고분자 겔 코팅된 면은 피부와 접촉하도록 설계된다. 사용된 중합체 겔은 층(41)의 직물보다는 높은 피부와의 마찰 계수를 가지므로, 이러한 중합체 겔 층은 보조기가 발의 전방 또는 후방을 향해서 또는 엄지 발가락 주변에서 피부 상에서 미끄러지는 것을 방지하며 이로써 플레이트(42)의 불량 배치를 방지한다. 상기 고분자 겔 코팅된 직물은, 상기 발의 축에 평행한 방향에서의 직물의 탄성보다 크거나 같은, 발의 축에 수직인 방향에서의 상기 직물의 탄성을 갖는 것이 바람직하다.
일 실시예에 따르면, 가요성 펠릿(44)은 제 1 중족골과 엄지 발가락 사이의 관절을 덮도록 의도된 영역 상에, (보조기 내측의) 층(41) 상에서, 열성형 이전에 배치된다. 이러한 가요성 펠릿(44)은 열성형 후에 제거되어 갭을 남기고 이 갭은 보조기가 엄지 발가락과 제 1 중족골 사이의 관절에 압력을 가하는 것을 방지한다. 필요하다면, 보조기에 의해 가해지는 재정렬성 힘을 조절하고 보조기의 교정 작용을 계속하기 위해, 가용성 펠릿(44)의 존재 시에 플레이트(42)의 추가 열성형 작업이 수행될 수 있다.
가요성 펠릿(44)은 렌티큘러(lenticular) 형상을 가질 수 있고 부드러운 실리콘 겔과 같은 부드러운 폴리머 겔로 제조될 수 있다. 따라서, 실리콘 겔의 특성으로 인해, 펠릿(44)은 고분자 겔 층에 자연적으로 부착되고, 또한 층(41)을 부드럽게 코팅한다. 이러한 접착 효과는 특히 열성형 작업을 수행하기 위해서 보조기가 뜨거운 물에 담겨질 때에, 펠릿(44)이 제 위치에서 유지되는 것을 보장한다. 이러한 접착 효과는 흡착 효과를 야기하는 오목면을 갖는 펠릿(44)을 구성함으로써 강화될 수 있다. 이러한 오목면은 펠릿이 몰드 내로 주입된 액체로부터 성형되고 중합될 경우에 쉽게 얻어질 수 있다. 실제로, 액체의 표면 장력은 액체의 표면을 몰드의 에지를 따라 상승시킨다.
본 명세서에서 설명된 보조기들(2 내지 4)은 유지할 사지 또는 관절의 부위에 맞게 조절된다. 열성형 가능한 플레이트의 형상도 또한 유지될 부위에 맞게 조절된다. 또한, 플레이트는 보조기에 대해 고정된 포켓 내에 배치되고 포켓은 플레이트의 치수에 대응하는 치수를 가지므로, 플레이트는 포켓 내에서 움직일 수 없다. 이러한 구성들은 플레이트가 유지할 사지 또는 관절에 대해 정확하게 위치되도록 보장한다. 결과적으로, 환자에 맞게 보조기를 변형하는 것은 전문가의 개입을 필요로 하지 않게 된다. 또한, 플레이트의 열성형은 유지되어야 할 사지 또는 관절 상에 해당 직접 가열된 플레이트와 함께 보조기를 피팅함으로써 수행될 수 있으며, 유지되어야 할 사지 또는 관절 상에서의 보조기의 위치는 보조기의 형상에 의해 규정된다. 결과적으로, 열성형 작업은 다른 사람의 도움없이 환자 자신이 직접 수행할 수 있다. 사람들 간의 형상 상의 편차를 고려하기 위해, 각각의 유형의 보조기를 몇 개의 사이즈로, 예를 들어, 3 개 또는 4 개의 상이한 사이즈로 제조하는 것이 고려될 수 있다.
당업자는 본 발명이 다양하게 변형될 수 있으며 다양하게 적용될 수 있다는 것을 잘 알 것이다. 특히, 본 발명은 위에서 기술된 용도로만 한정되지 않고, 척추 동물의 사지 또는 관절을 포함하여, 임의의 다른 사지 또는 관절에 적용될 수 있다.
또한, 슬리브 및 포켓을 제조하기 위해, 직물 이외의 다른 재료, 예를 들어 용접에 의해 조립된 필름들 또는 미세 다공성 멤브레인들이 사용될 수 있다.

Claims (18)

  1. 인간 또는 척추 동물의 사지 또는 관절을 유지하기 위한 보조기로서,
    탄성 직물로 형성되고 사지 또는 관절을 압박하도록 형성된 슬리브(10);
    열성형 가능한 재료(thermoformable material)로 이루어진 플레이트(12);
    상기 플레이트를 수용하도록 상기 슬리브 상에 형성된 포켓으로서, 상기 플레이트의 형상에 맞게 조절된 형상을 갖는 포켓;을 포함하며,
    상기 플레이트(12)의 표면 및/또는 상기 포켓의 내측 표면은, 상기 포켓을 형성하는 직물(10,11)의 실의 상기 플레이트에 대한 엠베딩 효과(embedding effect)를 줄이도록 처리되어, 상기 플레이트가 상기 포켓 내에 배치된 상태에서 상기 보조기를 사지 또는 관절에 배치함으로써 수행되는 상기 플레이트의 열성형 작업 동안 및 후에, 상기 포켓을 형성하는 직물에 대한 상기 플레이트의 상대적인 움직임이 가능하게 되는 것을 특징으로 하는 보조기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 포켓은 상기 슬리브(10)의 내측 면 상에 부착된 층(11)에 의해 형성되고, 상기 층(11)은 유지될 사지 또는 관절의 피부와 접촉하도록 구성된, 보조기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 포켓은 상기 슬리브(10)에 부착되며 패딩된 직물로 제조된 층(11)에 의해 형성되는, 보조기.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 슬리브(10)에서 상기 포켓에 의해 덮이지 않은 부분은 탄성 직물로 이루어진, 보조기.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 슬리브(10)는 0.2 내지 1.5 mm의 두께를 갖는 탄성 직물로 이루어진, 보조기.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 플레이트(12)의 표면 및 상기 플레이트의 표면과 접촉하도록 구성된 상기 포켓의 내측 면들은, 상기 플레이트가 상기 포켓 내에 배치된 상태에서 상기 플레이트의 열성형 작업 동안 및 후에 상기 플레이트의 표면과 상기 포켓의 내측 면들 사이의 부착력이 저감되도록, 필름 또는 코팅부로 피복된, 보조기.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 플레이트(12)의 표면은, 상기 플레이트가 상기 포켓 내에 배치된 상태에서 상기 플레이트의 열성형 작업 동안 및 후에 상기 플레이트의 표면과 상기 포켓의 내측 면들 사이의 부착력이 저감되도록, 필름 또는 코팅부로 피복된, 보조기.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 플레이트의 표면과 접촉하도록 구성된 상기 포켓의 내측 면들은, 상기 플레이트가 상기 포켓 내에 배치된 상태에서 상기 플레이트의 열성형 작업 동안 및 후에 상기 플레이트의 표면과 상기 포켓의 내측 면들 사이의 부착력이 저감되도록, 필름 또는 코팅부로 피복된, 보조기.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 플레이트(12)는 접착-방지 처리된 시트 재료로부터 절취되고,
    상기 플레이트의 에지들의 일부는, 상기 포켓의 내측 면들에 부착되지 않고 상기 플레이트의 열성형 작업 동안 및 후에 상기 플레이트와 상기 포켓의 내측 면들 간의 접착을 억제하는 스트립(strip)으로 피복되는, 보조기.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 슬리브는,
    - 인간의 발목과 발의 형상으로서, 다리의 통과를 위한 근위 개구(20b)와 앞발의 통과를 위한 원위 개구(20d)와 발꿈치의 통과를 위한 중간 개구(20a)를 가지고, 발의 기저부(20c)와 상기 근위 개구(20b) 사이에서 연장되어 발목의 양측 복사뼈들을 덮는 두 개의 포켓들(21a, 21b)을 포함하며, 상기 두 개의 포켓들은 열성형 가능한 재료로 이루어진 2 개의 플레이트들(22a, 22b)을 각각 수용하도록 구성되는, 인간의 발목과 발의 형상;
    - 인간의 손목, 손의 근위 부분 및 엄지의 형상으로서, 엄지의 원위 부분의 통과를 위한 원위 개구(30b)와 팔의 통과를 위한 근위 개구(30a)와 손의 손가락들의 통과를 위한 중간 개구(30c)를 가지고, 손의 측면을 덮은 부분을 제외하고 전체 슬리브를 덮는 포켓(31)을 포함하며, 상기 포켓(31)은 열성형 가능한 재료로 이루어진 플레이트(32)를 수용하도록 구성되는, 인간의 손목, 손의 근위 부분 및 엄지의 형상;
    - 인간의 발 및 엄지 발가락의 근위 부분의 형상으로서, 엄지 발가락의 원위 부분을 통과시키기 위한 원위 개구(40b)와 발의 통과를 위한 근위 개구(40a)와 발의 다른 발가락들을 통과시키기 위한 중간 개구(40c)를 가지고, 발 및 엄지 발가락의 안쪽 측면의 일부를 덮도록 구성된 부분 상에 형성된 포켓(41)을 포함하며, 상기 포켓(41)은 열성형 가능한 재료로 이루어진 플레이트(42)를 수용하도록 구성되는, 인간의 발 및 엄지 발가락의 근위 부분의 형상; 중 하나를 가지는, 보조기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 슬리브는 인간의 발목과 발의 형상을 가지며,
    상기 슬리브는, 특히 상기 플레이트의 열성형 동안에, 발 및 발목을 두르는 상기 슬리브를 더 조이기 위하여 발 및 발목 둘레를 감싸도록 구성된 밴드(24)에 결합된, 보조기.
  12. 제 10 항에 있어서,
    유지될 사지 또는 관절의 피부와 접촉하도록 구성된 상기 포켓(41)의 외측 면은 폴리머 겔 층으로 코팅되고,
    상기 포켓의 폴리머 겔 층으로 코팅된 부분은, 사지의 축에 수직인 방향으로의 탄성이, 사지의 축에 평행한 방향으로의 탄성보다 크거나 같은, 보조기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 포켓(41)의 폴리머 겔 층으로 코팅된 외측 면에 제거 가능하게 부착된 폴리머 겔 펠릿(polymer gel pellet)(44)을 포함하는, 보조기.
  14. 인간 또는 척추 동물의 사지 또는 관절을 유지하기 위한 보조기를 제조하는 방법으로서,
    사지 또는 관절을 압박하도록 성형된 적어도 부분적으로 탄성인 직물 슬리브(10)를 제조하는 단계;
    열성형 가능한 재료로 이루어진 플레이트(12)의 형상을 사지 또는 관절의 일부분의 형상에 맞게 조절하는 단계; 및
    상기 플레이트를 수용하도록 구성된 포켓으로서, 상기 플레이트의 형상에 맞게 조절된 형상을 갖는 포켓을 형성하는 단계;를 포함하며,
    상기 플레이트(12)의 표면 및/또는 상기 포켓의 내측 표면을, 상기 포켓을 형성하는 직물(10,11)의 실의 상기 플레이트에 대한 엠베딩 효과(embedding effect)를 줄이도록 처리하는 단계를 포함하여, 상기 플레이트가 상기 포켓 내에 배치된 상태에서 상기 보조기를 사지 또는 관절에 배치함으로써 수행되는 상기 플레이트의 열성형 작업 동안 및 후에, 상기 포켓을 형성하는 직물에 대한 상기 플레이트의 상대적인 움직임이 가능하게 되는 것을 특징으로 하는, 보조기 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 포켓을 형성하는 단계는, 상기 슬리브(10)의 내측 면 상에 층(11)을 부착함으로써 수행되며, 상기 층(11)은 유지될 사지 또는 관절의 피부와 접촉하도록 구성되는, 보조기 제조 방법.
  16. 인간 또는 척추 동물의 사지 또는 관절을 유지하기 위한 보조기를 제조하는 방법으로서,
    제 14 항 또는 제 15 항에 따른 제조 방법을 구현하는 단계들;
    상기 포켓 내에 상기 플레이트(12)를 위치시키는 단계;
    상기 보조기를 열성형하는 단계;를 포함하며,
    상기 열성형하는 단계는,
    상기 플레이트를 연화시키기에 충분한 온도로 상기 보조기를 가열하는 단계; 및
    상기 플레이트가 경화되기 전에 사지 또는 관절을 둘러서 상기 슬리브를 배치시키는 단계;포함하는, 보조기 제조 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 열성형하는 단계는, 사지 또는 관절을 둘러서 상기 슬리브를 배치시키기 전에, 상기 사지 또는 관절을 필름으로 피복하는 단계를 포함하는, 보조기 제조 방법.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 열성형하는 단계는, 사지 또는 관절을 둘러서 상기 슬리브를 배치시키기 전에, 피부와 접촉하도록 구성된 포켓의 외측 면의 영역 상에 펠릿(44)을 배치하는 단계를 포함하며,
    상기 펠릿은, 상기 플레이트와 피부 사이에 갭을 형성하도록 상기 열성형 단계 후에 상기 슬리브로부터 제거되는, 보조기 제조 방법.
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