KR20000037716A - 모듈형 척추 추체간 유합 케이지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 요추 추간판의 퇴행성 질환으로 좁아져 있거나 불안정해진 척추분절의 추간판을 제거하고 그 부위에 골 이식편 혹은 수산화 아파타이트와 함께 삽입하여 추체간 유합을 촉진시키고 넓혀놓은 추체간의 간격을 확고히 유지함과 동시에 정상적인 척추 만곡의 복원과 복원의 유지를 위한 추체간 유합 케이지에 관한 것으로,

등쪽이나 배쪽으로 접근하여 추간판을 제거하고, 추체 사이에 삽입, 고정되며 원형, 장방형 또는 만곡형의 단면적, 추체의 상하면과 접촉하는 부분에 구슬 혹은 톱니모양의 돌기, 측면에 케이지 삽입기구와 연결되는 원형 나사 구멍과 일정한 간격으로 원형 또는 장방형의 골유합통로를 가지는 고리형태로서 각 케이지의 형태를 다양화하고 모듈화 함으로써 삽입방향, 수술방법, 삽입될 추체간의 형태에 따라 적용이 용이하도록 한다.

Description

모듈형 척추 추체간 유합 케이지

본 발명은 척추 추체간 유합 케이지에 관한 것으로 좀더 상세하게는 척추 그 중 특히 요추에 있어 퇴행성 질환에 의한 추체간판의 협소, 불안정성, 또는 요추전만곡의 감소로 인한 후만곡증과 같은 척추 변형, 추체간판 내장증과 같이 추체간판을 제거하고 추체간 유합술을 시행해야 하는 경우 추체간 골유합을 촉진시키고, 추체 간의 간격을 확실히 복원, 유지하여 척추의 안정성을 되찾고 변형을 교정하는 모듈형 척추체간 유합 케이지에 관한 것이다.

추체간의 유합 성공여부는 크게 골편에 따른 요인과 생체역학적인 요인으로 나눌 수 있으며, 골편에 따른 요인으로는 유합시 사용되는 골편의 종류(자가골 또는 동종골), 골편의 강도 및 골편이 추체와 접촉하는 면적 등이 있으며 생체역학적인 요인으로는 유합이 이루어지는 동안 분절의 안정성이 매우 중요하다. 따라서 추체간 유합 케이지는 유합이 이루어지는 동안 장골에서 커다란 크기의 단단한 지주골을 얻지 않고도 부스러기 형태의 뼈를 채워 체중부하를 견디며 추체간의 간격을 그대로 유지시키는데 중요한 의미를 갖는다.

현재 일반적으로 사용되고 있는 케이지는 그 형태에 따라 직육면체 케이지와 속이 빈 나사모양의 원통형 케이지, 그리고 고리모양의 케이지를 들 수 있고, 이때 케이지 내부에 환자의 추체간골 유합을 가속화하고 안정화하기 위해 환자 자신의 장골에서 채취한 골편이나 타인의 골편, 또는 골편 대체물을 넣어 사용한다.

직육면체의 케이지는 추체골 단면과의 접촉면적이 다른 형태의 케이지에 비해 넓으나 케이지가 들어갈 부위의 디스크만을 제거하도록 되어 있어 유합의 최적 조건을 만족시킨다고 보기는 어렵다. 또 재료에 따라 탄소섬유 케이지와 티타늄 케이지로 나뉠 수 있는데, 탄소섬유는 피질골과 같은 탄력상수를 갖고 있다는 장점 이외에는 생체와의 이물질 반응과 탄소섬유의 해리 및 이웃 조직으로의 파급 등 단점이 많이 보고되어 사용이 줄고 있다.

나사형태의 케이지는 케이지가 들어갈 부위의 디스크만 제거하여 비교적 쉽게 삽입할 수 있는 장점이 있으나 디스크를 완전히 제거하지 않는 것은 골유합이 일어날 수 있는 최적의 환경을 만들어 주지 못하며 나사산이 차지하는 두께로 인하여 골편을 넣을 수 있는 부피가 상대적으로 줄어들고 그나마 척추체의 골단면과 골편이 접촉할 수 있는 부위가 조그마한 여러 개의 구멍으로 이루어져 확실한 골유합을 기대하기가 어렵다. 또한 추체 상하의 단단한 골단면을 제거해야 하기 때문에 추체간 높이를 확고히 유지하지 못하고 추체간 간격이 가라앉는 단점도 지적되고 있다.

이들 케이지는 모두 분절의 안정성을 높여주는 생체역학적인 목적은 달성하였으나 골유합을 확실히 이룬다는 면에서는 아직 보완해야 할 부분이 많다. 또한 삽입방향이 정전방이나 정후방에서만 삽입이 가능하여 측방에서의 삽입은 어려운 단점도 있다.

따라서 본 발명은 고리형태로 디자인에 있어 두께를 얼마나 두껍게 해야 뼈로 파고 들어가는 것을 막아 디스크 간격을 유지시킬 수 있느냐, 뼈와의 접촉면적을 얼마나 넓히느냐, 얼마나 쉽게 삽입할 수 있는가 등을 고려하여 최적 설계하였다.

현재 일반적으로 사용하고 있는 케이지는 케이지가 들어갈 부위의 디스크만을 제거하고 그 부위에 케이지를 삽입하도록 되어 있으나 본 제품은 추간판을 일측 또는 양측에서 모두 제거한 후 삽입하며 케이지 사이에도 뼈를 채워 골유합의 최적의 환경을 갖도록 하였고, 추체와의 접촉면적을 다른 어떤 형태의 케이지보다 넓혔다.

또 케이지 내부에 망을 삽입함으로써 케이지의 측면에 뚫린 구멍을 통해 유합과정을 확인함과 동시에 뼈가 보다 치밀하고 안정적으로 잘 자라 들어가도록 하고, 골편의 이탈을 방지하도록 하였다. 요추만곡의 형태에 맞춰 케이지의 앞쪽을 뒤쪽보다 높게 설계하여 요추 전만을 회복시킬 수 있도록 하였으며, 단면적이 원형, 장방형, 또 추체간골의 해부학적 단면적과 유사한 휘어진 만곡형으로 설계, 제작하여 이들을 조합하여 시술함으로써 후방, 전방, 측방 어느 방향으로도 쉽게 삽입할 수 있고 추체간의 면적에 따라 적합하게 조합을 할 수 있게 하였다.

도 1은 본 발명의 제1실시 예에 따른 모듈형 척추 추체간 유합 케이지의 적용상태를 도시한 측면도.

도 2는 본 발명의 원모양의 횡단면과 측면에 작은 구멍을 뚫어 원형의 골유합통로를 갖는 원형 고리형태의 추체간 유합 케이지를 도시한 사시도.

도 3은 본 발명의 원모양의 횡단면과 측면에 작은 구멍을 뚫어 장방형의 골유합통로를 갖는 원형 고리형태의 추체간 유합 케이지를 도시한 사시도.

도 4는 본 발명의 원모양의 횡단면과 측면에 원 또는 장방형의 구멍을 가지고 있으며, 내부 혹은 외부에서 원형의 금속 망과 결합하여 사용하는 고리형태의 추체간 유합 케이지를 도시한 사시도.

도 5는 본 발명의 원형 고리 형태의 추체간 유합 케이지와 결합하여 사용되는 고리형태의 금속 망의 모양을 도시한 사시도.

도 6은 본 발명의 원모양의 횡단면과 위아래 엇갈리게 홈이 파져있는 원형고리형태의 추체간 유합 케이지를 도시한 사시도.

도 7은 본 발명의 원기둥형태를 가지며 뼈가 자랄 수 있는 통로가 있는 추체간 유합 케이지를 도시한 사시도.

도 8은 본 발명의 장방형의 횡단면과 측면에 작은 구멍을 뚫어 원형의 골유합경로를 갖는 추체간 유합 케이지를 도시한 사시도.

도 9는 본 발명의 추체간판의 해부학적 단면적과 유사한 만곡형 횡단면과 측면에 작은 구멍을 뚫어 원형의 골유합경로를 갖는 추체간 유합 케이지를 도시한 사시도.

도 10은 본 발명의 원형의 횡단면과 측면에 원형구멍을 가지며 5가지 모듈로 나눠 조합하여 적용하는 추체간 유합 케이지를 도시한 사시도.

도 11은 본 발명의 제1실시예에 따른 추체간 유합 케이지의 적용상태를 도시한 단면도.

제 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 추체간 유합 케이지의 적용상태를 도시한 단면도.

제 13은 본 발명의 제3실시예에 따른 추체간 유합 케이지의 적용상태를 도시한 단면도.

제 14는 본 발명의 제4실시예에 따른 추체간 유합 케이지의 적용상태를 도시한 단면도.

제 15는 본 발명의 제5실시예에 따른 추체간 유합 케이지의 적용상태를 도시한 단면도이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 모듈로서 여러 형태를 조합해서 사용가능하고, 하나의 모듈 또한 다시 여러 개의 세부 모듈로서 조합할 수 있는 추체간 유합 케이지로서 척추체와 접하는 부분을 횡단면으로 보았을 때 원형, 장방형, 만곡형의 3가지 종류로 이루어져 있으며, 원형의 추체간 유합 케이지의 경우, 가운데 연결부분(3)을 기준으로 척추체의 상하단 부분과 접하는 부분(4) 및 유합 케이지의 몸통부분(2)을 나사산(10)을 통해 하나로 조합하여 사용할 수 있는 세부적 모듈 타입으로 구성되어 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시 예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

상기한 척추 추체간 유합 케이지는 척추체의 상하단(1)과 접하는 윗부분과 아랫부분을 돌기모양으로 가공하여 척추체의 비틀림이나 굽힘에 대해 미끌리지 않도록 하였으며, 세부적인 조합이 가능한 원통형 추체간 유합 케이지의 경우 이 돌기(5)의 높이를 다르게 선택하여 사용함으로써 각 환자의 추간골의 골밀도 상태에 따라 적용할 수 있도록 하였고, 측면에는 원형(6)이나 장방형(7)의 골유합 통로를 만들어, 크게 홀을 내고 그 안 또는 밖에 망사(8)를 대거나 골유합통로의 전체 모양이 원형이나 장방형이 되도록 작은 구멍(9)들을 뚫어줌으로써 뼈가 보다 잘 밀착하여 안정되게 자라고 골편(10)이 이탈되지 않도록 하였다.

상기한 척추 추체간 유합 케이지는 측면의 모양으로 볼 때 앞쪽의 높이(11)가 뒤쪽의 높이(12)와 같은 스트레이트 형태와 앞쪽의 높이가 뒤쪽보다 높아 인체의 해부학적 구조에 맞는 형태로 제작하여 각 환자마다 분절의 전만곡이 회복되도록 하였고, 세부적인 조합이 가능한 원통형 추체간 유합 케이지는 가운데 연결부분(3)을 기준으로 위아래에 임의의 높이를 갖는 고리형태의 몸통 부분(2)과 그 위에 상하 추간골(1)과 접하는 돌기가 있는 구조(4)를 연결하여 높이를 조절하면서 가운데 연결 부분(3)을 바깥쪽으로 대어 하중이 전달될 때 추체간 유합 케이지의 안정도를 높여주었다.

상기한 척추 추체간 유합케이지의 다른 형태로 척추 추체간 유합 케이지의 측면에 케이지 삽입시 삽입기구와 연결되는 원형 나사구멍(13)을 제외하고, 양단에서 가운데 부분까지 라운딩한 홈(14)을 냄으로써 케이지 안팎으로 골유합이 보다 잘 이루어지도록 하고 방사선 촬영시 골유합의 상태확인도 용이하게 하였으며, 이때 홈은 척추체와 접촉하는 부위에 있는 돌기(5)와 세로축이 일치하지 않고 일정한 간격으로 어긋나게 하여 케이지가 체중부하시 압박력에 견디는 능력이 약화되지 않도록 하였다.

또 고리형태의 추체간 유합 케이지를 변형하여 원통형 내부에 원통형의 구멍(15)을 내고 그 구멍에서 케이지의 바깥쪽으로 슬릿(16)을 내어 줌으로써 하중이 전달되는 축을 증가시켜 체중지지기능을 보다 향상시켜 주었다.

도1,2,3,4,5,6,7,8,9, 그리고 도10을 참조하면, 본 발명의 모듈형 척추 추체간 유합 케이지는 단면적으로 구분하였을 때 3가지 형태의 케이지를 모듈형태로, 두 개 이상의 같은 또는 다른 형태의 케이지와 조합하여 추체간판을 제거한 자리에 삽입할 수 있어 도11,12,13,14, 그리고 도15와 같이 다양하게 조합하여 사용할 수 있다.

상기한 모듈형 추체간 유합 케이지는 기존의 케이지들보다 폭을 조금 좁게 하여 삽입시 신경의 과도한 견인을 막고 삽입이 용이하도록 하였고, 케이지 내에는 후궁 제거술시 얻어진 뼈를 채워 사용할 수 있어 따로 커다랗고 단단한 지주골 이식편을 얻어야 하는 불편을 없앰으로써 골 공여부에서 발생하는 수술후 통증을 줄이거나 없앨 수 있도록 하였고, 경우에 따라 케이지 내에 골편 대신 수산화 아파타이트를 삽입하여 뼈 대신에 사용함으로써 골이식편을 따로 채취해야 하는 번거로움과 골 공여부의 합병증을 줄일 수 있도록 하였다.

이 케이지는 벽이 두껍지 않아 같은 부피의 다른 케이지에 비해 많은 양의 골편을 채울 수 있고 케이지의 단면적이 그대로 추체골과의 접촉면을 이룬다. 또한 케이지 사이사이에도 골편을 채움으로써 확실한 골유합을 기대할 수 있고, 척추의 전방이나 후방 추체간 유합술시 모두 사용이 가능하도록 설계하였으며, 현재까지 알려진 생체용 금속재료로는 생체적합성이 가장 뛰어난 티타늄을 재료로 하였다. 특히 원형이나 만곡형 케이지는 정후방이나 정전방뿐 아니라 측방에서의 삽입도 용이하여 어떠한 수술위치에서도 삽입이 가능하도록 하였다. 세부적인 조합이 가능한 원통형 추체간 유합 케이지는 척추의 종양이나 감염시 추간판을 포함하여 추체의 일부 또는 전부를 제거하였을 때 생기는 커다란 골결손 부위의 길이에 맞게 조정하여 대체하여 줄 수 있다.

이상 설명한 것과 같이 본 발명은 척추, 특히 요추 추간판의 퇴행성 질환으로 인한 분절간 불안정, 퇴행성 척추 측만증이나 후만증과 같은 변형, 추간판 내부장애와 같이 추간판을 제거하고 추체간 유합술을 요하는 모든 질환에서 유합에 필요한 최적의 환경을 만들어 주어 유합을 촉진시키고 불유합율을 감소시킬 수 있다. 또한 변형이 된 분절의 교정을 도울 뿐만 아니라 교정된 변형을 교정된 상태로 그대로 유지시켜 줌으로써 수술의 결과를 좋게 하고 향후 발생할 수 있는 후유증을 예방할 수 있다.

Claims (6)

1. 등쪽이나 배쪽으로 접근하여 추간판 사이에 삽입이 가능하며 단면적이 원형, 타원형 또는 만곡형인 고리모양으로; 추체의 상하면과 접촉하는 부분에 구슬 혹은 톱니모양의 돌기를 가지고 있으며; 측면에 케이지 삽입기구와 연결되는 원형 나사 구멍과 일정한 간격으로 원형 또는 장방형의 골유합통로를 가지는 모듈형 척추 추체간 유합 케이지.
2. 제1항에 있어서, 상기한 모듈형 척추 추체간 유합 케이지의 위아랫부분이 척추 추체의 상하면과 접하도록 되어 있으며, 삽입후 배쪽 부분과 등쪽 부분의 높이비가 척추의 해부학적 형태에 맞게 m:n (m, n은 정수, m≥n)인 추체간 유합 케이지.
3. 제1항에 있어서, 상기한 척추 추체간 유합 케이지의 외부 혹은 내부에 부착되는 망구조의 고리.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기한 척추 추체간 유합 케이지의 위아래 양단에서 원형나사 구멍이 있는 높이까지 세로축으로 길게 라운딩 처리한 홈을 내준 추체간 유합 케이지.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기한 척추 추체간 유합 케이지의 원통형 내부에 작은 원통형으로 관통시킨 다음 바깥쪽으로 슬릿을 내어 준 추체간 유합 케이지.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기한 척추 추체간 유합 케이지의 가운데 연결부분을 기준으로 높이를 조정할 수 있고 측면에 홈이 있는 몸통부분과 상하 추간골과 접하는 돌기구조를 갖는 헤드 부분으로 조합하여 사용가능한 원통형 척추 추체간 유합 케이지.