KR20000022125A - 연골내 또는 골연골의 구멍을 만드는 장치 - Google Patents

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술저 오소패디 악티엔게젤샤프트
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Abstract

본 발명은 실질적으로 하나의 단부는 원형 절삭 에지(11)가 형성된 공동 원통형 슬리브(10) 및 상기 슬리브(10) 내에서 회전하여 축방향으로 이동가능하게 배치된 평면 보어러(20)를 포함하는 연골내 또는 골연골 구멍을 만드는 장치를 제공한다. 상기 절삭 에지(11)로 상기 조직, 바람직하게 연골조직만을 압압함으로써, 조직 컬럼은 펀칭되고 절삭된 후 상기 평면 보어러(20)의 회전으로 제거된다. 이 중에서, 보어링은 절삭 에지(11)의 깊이 또는 그 이상까지 실시된다.

Description

연골내 또는 골연골의 구멍을 만드는 장치
다양한 인조 삽입물(implant) 및 실험실 내에서 배양되는 삽입물은 관절 연골내 손상 또는 관절 연골 및 이의 하부에 있는 골조직을 보수하는 수단으로 알려져 있다. 이러한 종류의 삽입물은 예를 들면 성형가능한 물질 또는 페이스트로서, 상기 손상에 펴바르거나 실질적으로 손상부의 형태로 적용되지만, 대부분의 경우, 이들은 수술 직후 가압될 수 있을 정도로 충분한 기계적 안정성을 가지지는 않는다.
삽입물은 또한 천연 연골 또는 뼈의 기계적 특성과 적어도 동등한 기계적 특성을 가진 것도 공지되어 있다. 이러한 종류의 삽입물은 이들이 대체될 조직(연골 또는 연골과 뼈)의 기계적 기능을 즉시 대체할 수 있다는 이점을 가진다. 이는 수술후 즉시 어느 정도까지 가압할 수 있다는 것을 의미한다. 그러나 이러한 종류의 삽입물 또는 이식 조직(transplant)도 손상부위의 형태에 알맞은 형태를 가져야만 한다거나 이 손상부위가 체내 이식 전에 예정된 형태로 절삭되거나 구멍이 만들어져야만 한다는 단점을 가지고 있다.
손상 부위의 형태에 삽입물의 형태를 가능한 정확하게 맞추는 것이 치료를 위해 바람직하다. 이러한 이유 때문에 해당 외과 수술에서 손상부위를 가능한 정밀한 형태의 함요(recess)로 절삭하고 그의 동일한 형태의 삽입물을 사용하는 것이 통상적인 것이다.
정상 부위에서 손상 부위로 연골 조직 또는 연골과 골조직을 이식하는 동안, 예를 들면 연골 조직과 그 하부에 있는 골조직에 원형 절삭 에지(circular cutting edge)를 가진 펀치 블레이드를 회전하여, 기저면에서 블레이드로 요동하여 펀칭된 컬럼을 부수고 블레이드로 이를 제거하는 것이 통상적인 것이다. 이 방법은 이식을 위해서 손상부위를 절삭하는 경우와 해당 조직 컬럼을 만드는 경우 모두에서 사용된다.
상기 명명된 펀치 블레이드의 요동으로 조직을 분리하는 것은 골조직에서만 가능하다. 즉, 이 방법은 골연골의 "구멍" 에 제한된다는 것을 의미하고, 연골층에만 영향을 미치는 손상도 연골내에만 구멍을 만드는 방법이 없기 때문에 골연골까지 구멍을 만들어야만 한다는 것을 의미한다. 이러한 단점은 동일한 방법으로 만들어진 이식 조직으로 조직 컬럼을 사용하는 경우 중요하지 않지만, 예를 들면 실험실 내에서 배양된 연골의 삽입에서는 불리하다.
또한, 펀칭과 파쇄를 통한 상기 방법에 따라서 만들어진 개구와 컬럼은 상당히 큰 굴곡을 가지고 정확하지 않은 기저면과 높이, 깊이를 각각 가진다는 것이, 이식 조직과 삽입물의 기저면 표면의 영역에서 교합의 정확성이 대부분 운에 따르는 것으로, 맞지 않으면 플라스틱 물질로 보강되어야만 한다는 것을 통해 입증된다. 동일한 이유 때문에, 종래의 방법으로 서로에 대해서 각각 이식 조직 또는 삽입물의 표면에 정확하게 배치하는 것이 어렵고, 이는 수술의 성공에서 중요한 인자이다.
본 발명의 목적은 연골내 및 골연골의 손상을 최소로 확장하도록 구멍을 만드는 것으로, 실험실내 배양되거나 인조의 해당 삽입물을 정확하게 삽입할 수 있는 방법으로 가능한 정밀한 평편한 기저면을 가지고 가능한 정확하게 맞는 깊이를 가진 연골내 또는 골연골의 구멍을 만들 수 있는 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은 의학적 기술 분야에 관한 것으로, 특허청구범위 제1항 전제부에 따른 연골내(endochondral) 또는 골연골의(osteochondral) 구멍을 만드는 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르는 예시적인 실시예는 다음의 도면을 참조하여 더욱 자세하게 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따르는 장치의 제1 실시예를 나타내는 축방향 단면도,
도 2는 원심 보어러 단부의 다른 실시예를 나타내는 도면,
도 3은 원심 보어러 단부의 또 다른 실시예를 나타내는 도면,
도 4는 보어러 샤프트의 다른 실시예를 나타내는 축방향 단면도,
도 5는 절삭 에지를 가지는 슬리브 단부의 다른 실시예를 나타내는 축방향 단면도,
도 6은 도 5의 접합부의 평면도,
도 7은 절삭 에지를 가진 슬리브 단부의 다른 실시예를 나타내는 도면.
상기 목적은 본 발명청구범위에 특징된 장치에 의해서 달성된다.
본 발명에 따르는 장치는 실질적으로 중공 원통형 슬리브(hollow cylindrical sleeve)의 조합물을 포함한다. 상기 중공 원통형 슬리브의 한 단면은 원통형 절삭 에지와 예를 들면 회전가능하고, 상기 슬리브에 축방향으로 이동가능하게 배치된 평면 보어러(borer)를 가진 원통형 절삭 에지가 형성된다. 절삭 에지로 조직, 바람직하게는 연골 조직만을 압압하면, 조직 컬럼이 펀칭되어 절삭되고 평면 보어러를 회전하여 제거된다. 이 경우, 보어링은 각 깊이에 맞추어 정확하게 기저면을 평편하게 보어링하여 절삭 에지의 깊이까지 또는 더 깊게 실시된다. 이 보어링 기저면은 관절 연골 또는 골조직 내 어떤 것에 위치하게 되더라도 상관없이 언제나 동일한 작용 능력을 가진다. 보어러는 손 또는 적당한 드릴에 의해서 운전된다.
도 1은 본 발명에 따르는 장치의 제1 실시예를 도시한다. 이는 실질적으로 슬리브(10) 및 상기 슬리브(10) 내에 배치된 평면 보어러(20)로 이루어진다. 상기 슬리브(10)는 실질적으로 공동의 원통으로, 적어도 이의 단부 영역에 일정한 지름을 가진 내부강(internal cavity)을 가지고 이 단부에서 원형 절삭 에지(11)까지 이어진다. 평면 보어러(20)는 상기 슬리브(10)의 적어도 이 영역에 마찰 없이 회전가능하고 축방향으로 이동가능하도록 상기 슬리브(10)의 단부에 맞춰진 지름을 가진다.
적어도 2개의 메인 블레이드(22)가 있는(평면 단부(21)의 평면도에서 도시됨)상기 평면 보어러(20)는 원위 평면 단부(21)이 절삭 에지(11)를 가진 상기 슬리브에 맞추어 슬리브(10)에 배치되고, 슬리브(10)의 내부와 슬리브의 외부의 위치로 회전과 관련된 축방향 이동(axial displacement)을 할 수 있도록 상기 절삭 에지의 영역에 제공될 수 있다. 이 회전성 이동은 예를 들면 축방향으로 연장된 보어러 샤프트(23)가 상기 슬리브를 통해 통과하고 슬리브(10) 내에 있는 해당 내부 나사산(thread)으로 회전되는 나사산(24)을 구비한다. 나사산(24)과 평면 보어러(20) 사이에서 보어러 샤프트(23)는 보다 작은 지름을 가지고, 축방향으로 연장된 영역(25)을 가지고, 보어러 샤프트(23)의 이 가는 영역(25)과 슬리브 사이의 공간은 적어도 시추된 조직 컬럼의 절삭된 부위에 대해서 충분하게 여유가 있을 정도로 큰 것이다.
절삭 에지(11)의 슬리브(10) 외부면 및 상기 보어러 샤프트(23)의 반대편 단부의 영역에는 눈금(30 및 31)(예를 들면 0.1㎜의 간격으로)이 제공되어서 한쪽은 상기 조직의 절삭 에지의 관통 깊이, 다른 쪽은 절삭 에지(11)에 대한 평면의 원위 보어러 단부(21) 깊이를 각각 판독할 수 있게된다. 2개의 위치 외에 도달된 구멍의 깊이를 인지하도록 할 수도 있다.
연골내 또는 골연골 구멍을 만들기 위해서, 절삭 에지(11)는 손상된 부위에 있는 조직 표면에 있고, 원위 보어러 단부(21)은 슬리브(10) 내로 회전해 들어가서 절삭 에지(11)에서 거리가 약 소망하는 구멍의 깊이에 해당하거나 이것보다 더 멀어지는 정도까지 도달한다. 이후, 절삭 에지(11)는 조직으로 가능하면 약간 회전하면서 소망하는 구멍의 깊이 까지 또는 소망하는 구멍의 깊이 미만의 깊이까지(골연골 구멍을 예를 들면 연골 및 골조직 사이의 경계면까지) 상기 조직으로 들어가는 방법으로 펀칭된다.
조직 컬럼으로 상기 절삭 에지(11)를 압압하는 것으로, 조직 컬럼은 펀칭된다. 절삭 깊이는 슬리브의 눈금(30)으로 판독될 수 있다.
평면 보어러(20)를 계속적으로 회전하여 펀칭된 조직 컬럼이 절삭되고 시추된 물질은 보어러에 의해서 슬리브(10) 내로 이송된다. 상기 보어러(20)는 펀칭되는 전체 조직 컬럼이 절삭되고 제거되기 위해서 원위 단부(21)이 절삭 에지(11)와 같은 높이가 되는 위치까지 회전된다. 만약 시추가 더욱 깊게 진행된다면 슬리브(10) 내에서 나사산(24)에 의해서 정밀하게 유도하면서 보어러(20)를 더욱 회전한다.
손으로 보어러를 회전하기 위해서, 도시되지 않은 손잡이 또는 적당한 장소에 두꺼운 마디가 슬리브(10)의 보어러 샤프트 돌출된 부위에 제공되는 것이 바람직하다. 원위 보어러 단부(21)의 메인 블레이드(22)를 평평하게 배치하여, 평편하고 말끔하게 절삭된 구멍 기저면이 모든 깊이에서 생긴다.
슬리브(10)는 부식 방지성, 살균가능한 물질(예를 들면 크롬-니켈 강)로 이루어지고, 예를 들면 약 1㎜의 벽두께를 가진다. 절삭 에지는 약 8°의 절삭각 α를 가진다.
예를 들면 평면 보어러(20)는 이의 원위 단부를 재연삭(re-grinding)하여 평면 보어러가 되도록 제작된 상업적으로 구입가능한 의료용 보어러이다. 이러한 의료용 보어러는 뼈를 측정하기 위한 것으로 멸균가능하고 부식 방지성 물질로 이루어지고 스틸 보어러보다 더 많은 트위스트(더 작은 트위스트각)를 가진다. 약 2×0.05㎜의 클리어런스가 보어러(20)와 슬리브(10)의 내부면 사이에 제공된다.
초기에 언급된 용도에서, 예를 들면 3㎜ 또는 5㎜의 지름을 가진 보어러가 적당하다. 더 큰 보어러 지름을 가진 장치는 그러나 더 이상의 수고 없이 달성될 수 있다. 초기에 언급된 용도에서는, 약 15㎜의 슬리브 내에서 축의 보어러 이동이 충분하다. 전체 장치의 축길이는 예를 들면 약 150 내지 170㎜에 달한다.
도 2 및 3은 상기 보어러의 기저면의 작동 기능을 더욱 개량하기 위한 수단으로 2개의 추가 원위 보어러를 도시한다. 도 2의 측면도로 도시된 것은 보어러 스템(borer stem)의 영역에서 다른 평면 단부 측에 스파이크(26)를 가지는 평면 보어러(20')의 원위 단부이다. 약 50°의 축각을 가지는 것이 바람직한 이 스파이크는 보어러의 이동으로 보어의 기저면으로 작동된다. 이를 통해서 비절삭 횡단 블레이드(27)에 의해서 도 1에 따르는 보어러의 사용으로 발생될 수 있는 기저면의 중앙 상승부를 가지지 않는다는 것을 보증할 수 있다. 도 3에서 도시된 바와 같은 3개의 메인 블레이드(22)를 가진 보어러는 같은 목적으로 사용될 수 있다. 이러한 종류의 보어러는 횡단 블레이드를 가지지 않는다.
도 4는 절삭 에지의 반대편에서 보어러 샤프트(23)의 단부가 슬리브(10)의 외부로 돌출된 추가의 실시예를 도시한다. 이 단부의 영역에서, 관통하는 보어(42)를 가진 홀더부(40)가 예를 들면 고정 나사(41)의 도움으로 보어러 샤프트(23)에 장착된다. 상기 홀더부(40)의 보어(42)는 접합부(43)가 형성되어, 슬리브(10)에 향하는 측에서 다른 면보다 큰 지름을 가진다. 보어러 또는 보어러 샤프트(23)는 홀더부(40)에 의해서 슬리브 단부가 접합부(43)에 도달할 정도까지만 슬리브(10)에서 펀칭될 수 있도록 하는 방법으로 접합부(43)는 단위설정 된다.
보어러 샤프트(23)에 해당 홀더부(40)를 장착함으로써, 절삭 에지에 대한 보어의 깊이는 시추 전에 설정될 수 있는 것으로, 즉, 미리 선택될 수 있다. 설정된 보어 깊이를 나타내기 위해서, 눈금(44)은 보어러 샤프트(23)의 맨 끝에 배치되는 것이 바람직하다.
물론 홀더부(40)는 상기 장치가 (절삭 에지로부터) 정확한 구멍 깊이에 대해서 미리 설정함으로써 상기 보어러 샤프트(23)상에서 단단하게 장착될 수도 있다(이동불가능).
도 1에 따르는 장치와는 반대로, 도 4에 따르는 장치는 보어러 샤프트 및 슬리브의 내부면에서 보어러를 향해서 회전성 푸싱을 위한 나사산을 가지지 않는다. 이로서 상기 보어러의 진출을 측정하도록 작동하여 상기 나사산이 필요하기 않게 될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 이의 가이드 기능은 슬리브 안에 배치된 가이드 링(28)에 의해서 대체되는 것이 바람직하다.
도 5는 예를 들면 고정 나사(41)를 가지는 접합 소자(50)가 장착된 절삭 에지(11)를 가진 슬리브 단부를 도시한다. 이 슬리브 단부으로 조직 표면을 압압하면, 상기 절삭 에지(11)의 근방에 있는 접합 소자(50)의 단부 면(51)이 조직의 표면에서 정지하여 상기 절삭 에지가 조직을 압압할 수 있을 때까지로 깊이를 제한한다. 접합 요소를 알맞게 장착하여 압압 깊이를 미리 선택할 수 있고 해당하는 눈금(30)을 판독할 수 있다.
접합 소자(50)는 홀더부(40)에서와 같이 상기 장치가 정확한 압압 깊이가 확보되도록하여 이것이 견고하게 장착되도록 고정한다.
절삭 에지를 압압하는 동안 접합 소자가 수술의 시야를 방해하지 않도록, 상기 슬리브에 대해서 폐쇄된 링으로 실행하지 말고 예를 들면 개방된 링으로 실행하는 것이 바람직하다. 이러한 종류의 접합 요소(50')는 도 6에서 평면도로 도시되어 있다.
견고하게 장착된 접합 요소는 도 7에서 도시하는 바와 같이 상기 슬리브 벽에 해당하는 실시예에 의해서 대체될 수도 있다. 접합 요소의 표면(51)은 이 경우 슬리브의 외부 지름의 계단형(step-shaped)으로의 확장이다.

Claims (15)

  1. 적어도 한 영역에서 일정한 내부 지름을 가지며, 이의 단부에 있는 절삭 에지(11)까지 이어지는 실질적으로 공동 원통형 슬리브(hollow cylindrical sleeve)(10); 및
    상기 슬리브(10)의 단부 영역 내부에 배치되며, 상기 절삭 에지(11)의 내로 이의 평면 원위 단부(distal end)(21)가 상기 슬리브(10) 내부와 외부로 이동가능하도록 제공되어, 슬리브(10) 내에서 회전되면서 축방향으로 이동가능한 평면 보어러(20)
    를 포함하는 연골내 또는 골연골의 구멍을 만드는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 평면 보어러를 축 방향으로 연장시키는 보어러 샤프트(23)가 평면 보어러(20)에 배치되어, 상기 절삭 에지(11)의 상대측에서 상기 슬리브(10)의 외부로 돌출되는 연골내 또는 골연골의 구멍을 만드는 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 보어러 샤프트(23)가 나사산(24) 또는 가이드 링(28)에 의해서 슬리브(10) 내로 가이드되는 연골내 또는 골연골의 구멍을 만드는 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    홀더부(40)가 상기 슬리브(10)의 외부로 돌출하는 보어러 샤프트의 일부에 장착되는 연골내 또는 골연골의 구멍을 만드는 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 슬리브(10)에 있는 평면 보어러(20)의 전진 나사산이 상기 홀더부(40)에 의해서 제한되는 연골내 또는 골연골의 구멍을 만드는 장치.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 홀더부(40)가 상기 보어러 샤프트(23)에 이동가능하게 장착되는 연골내 또는 골연골의 구멍을 만드는 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 하나 항에 있어서,
    상기 슬리브(10)가 압압 깊이의 한계에서 절삭 에지(11)에 대해서 일정 간격을 가진 접합면(51)을 가지는 연골내 또는 골연골의 구멍을 만드는 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 접합면(51)이 슬리브(10)에 장착될 수 있는 접합 소자(50)에 배치되는 연골내 또는 골연골의 구멍을 만드는 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 접합 소자(50)가 상기 슬리브(10)에 이동가능하게 장착된 연골내 또는 골연골의 구멍을 만드는 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    조직 내로의 절삭 에지(11)의 압압 깊이와, 상기 절삭 에지(11)에 대한 보어러의 상대적인 위치를 측정하기 위해서, 상기 슬리브(10)의 외부면에 있는 절삭 에지(11)의 영역 및 상기 슬리브(10)의 외부 단부로 부터 돌출된 보어러 샤프트(23)에 눈금(30, 31, 44)이 제공되는 연골내 또는 골연골의 구멍을 만드는 장치.
  11. 보어링 장치가 조직 표면에 위치하고, 이 보어링 장치에 의해서 상기 조직에 구멍을 만드는 방법으로 연골내 또는 골연골의 구멍을 만드는 방법에 있어서,
    제1항 내지 제10항 중 어느 하나에 따른 보어링 장치가 구멍을 만들기 위해 사용되며,
    먼저 슬리브(10)의 절삭 에지(11)는 소망하는 구멍 깊이 또는 소망하는 구멍 깊이 이하의 깊이까지 조직 내로 압압되고,
    평면 보어러(20)는 원위 단부가 절삭 에지와 적어도 같은 높이가 되는 위치 까지 전진하여 회전되는 연골내 또는 골연골의 구멍을 만드는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    시추된(bored out) 상기 조직이 보어러(20)에 의해 슬리브(10) 내로 이송되는 연골내 또는 골연골의 구멍을 만드는 방법.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 보어러(20)가 소망하는 깊이까지 슬리브(10)의 절삭 에지를 지나서 더욱 전진 방향으로 회전가능하고, 상기 절삭 에지(11) 상대편에 있는 보어러 샤프트(23)의 단부에서 슬리브의 외부로 돌출되며, 눈금(31, 44)을 가지는 보어러가 사용되고, 이 눈금의 도움으로 슬리브(10)의 절단 에지(11)에 대한 원위 보어러 단부(21)의 위치가 판독가능하며 이러한 방법으로 도달된 각각의 보어 깊이가 확인되는 연골내 또는 골연골의 구멍을 만드는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    절삭 에지(11)의 반대편에 있으며, 슬리브(10)의 외부로 돌출되는 보어러 샤프트(23)의 단부에서 접합부(43)를 구비한 홀더부(40)를 갖는 보어러가 사용되어,
    상기 접합부가 상기 슬리브 단부에 접촉할 때까지 상기 보어러(20)가 밀려나올 수 있는 연골내 또는 골연골의 구멍을 만드는 방법.
  15. 제11항 내지 제14항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 절삭 에지(11)에 향하는 단부 표면(51)을 가진 접합 요소(50)가 절삭 에지(11)를 가진 슬리브 단부에 장착되어 상기 슬리브 단부가 조직 표면에 압압되는 경우, 상기 절삭 에지(11)가 상기 조직에 압압될 수 있는 깊이가 제한되는 연골내 또는 골연골의 구멍을 만드는 방법.
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