KR20020089867A - 신경 문합 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절단된 신경을 문합하는 장치로서, 단면 형상이 원형이며 내부가 비어있고 인장력을 가할 경우 용이하게 연장될 수 있는 연장형 본체; 상기 원통형 부재의 양 단부에 위치하여 절단된 신경의 외관을 감싸듯이 연결하며, 상단이 벌어져 있는 연결 단부; 및 상기 연결 부재의 벌어진 상단을 체결할 수 있도록 연결 부재의 벌어진 단부에 부설된 체결부를 포함하는 것으로 구성되어 있다.

본 발명의 신경 문합 장치는 간단한 조작만으로 절단된 신경을 문합할 수 있으므로 수술 시간을 대폭 줄일 수 있고, 접혀진 상태에서는 그 크기가 매우 작으므로 많은 부위를 절개하지 않더라도 손쉽게 삽입하여 문합할 수 있어서 환자의 고통을 줄일 수 있다. 또한, 절단된 신경이 상호 일직선상에 있지 않더라도 문합할 수 있으며, 경우에 따라서는 씨토카인(cytokine)과 같은 NGF(nerve growth factor)를 내면에 코팅함으로써 신경 섬유의 재생 속도를 크게 향상시킬 수도 있다.

Description

신경 문합 장치 {Nerve anastomosis device}

본 발명은 신경 문합(nerve anastomosis) 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 절단된 신경의 양단부 사이에 위치시킨 뒤 이를 펼쳐 체결하는 간단한 방법에 의해 문합이 이루어질 수 있는 장치에 관한 것이다.

인체내의 신경이 절단되면 해당 부위의 조직은 감각 및 운동이 마비되게 되는데, 신경은 다른 신체 조직에 비해 재생률이 현저히 떨어지므로 이를 절단전의 상태로 완전히 치료하는 것은 결코 용이하지 않다.

일단 신경이 절단되면, 대뇌 방향의 신경인 근위부 신경조직내의 섬유("신경 섬유")들은 그대로 유지됨에 반하여, 말초 신경이 도달하는 근육 등의 조직 방향의 신경인 원위부의 신경섬유는 분해되어 흡수되고 만다(Wallerian degeneration). 더욱이, 시간이 흐를수록 내부의 신경 섬유가 분해/흡수되어 버린 신경관은 쭈그러들게(붕괴: collapse) 되는데, 근위부의 신경 말단에서 새롭게 성장하는 신경 섬유가 도달하기 전에 이러한 붕괴 현상이 진행되면 재생이 불가능한 상태에 도달할 수 있다.

일반적으로, 절단된 신경을 문합해 놓으면, 하루 평균 약 0.3㎜ 씩 근위부의 신경 섬유가 원위부의 신경으로 자라들어 가게 되는데, 신경 섬유가 완전히 재생되기 전에 근육 등의 조직에 가까운 신경들은 이미 붕괴 현상이 일어난다.

우선, 절단된 신경을 문합하는 종래의 방법을 보면, 실리콘 링, 혈관(정맥), 인공 신경관(이른바, N-튜브) 등을 씌우는 방법(체결 방법)이 있다. 실리콘 링을 사용하는 방법은 물질 투과성이 없는 실리콘의 특성으로 인하여 신경조직 주위로부터의 혈액 순환이 차단되고 결국에는 붕괴되는 문제점이 있고, 정맥을 사용하는 방법은 환자의 다른 곳의 정맥을 절단하여야 하고 상기 붕괴 현상이 크다는 문제점이 있으며, N-튜브를 사용하는 방법은 절단 부위를 완전히 노출시킨 상태에서 문합해야 하므로 수술 시간이 길고 환자의 고통이 크다는 문제점이 있다.

한편, 이러한 문제점을 다소나마 해결하고, 신경의 문합을 더욱 효과적으로 행하기 위하여 다수의 장치 및 방법들이 개발되었는데, 그 예를 들어보면 다음과 같다.

미국특허 제4,534,349호에는 흡수성 비봉합 신경 재생 장치(absorbable sutureless nerve repair device)가 개시되어 있는데, 이 장치는 길이 방향으로 분리되고 다공성이며 표면이 거칠게 되어 있어서, 장치를 분리하여 그 사이에 절단된 신경을 위치시키고 조립함으로써 문합을 실행한다. 따라서, 신경이 절단된 부위를 완전히 개봉하여 문합하여야 하므로 환자의 고통이 크고 수술 시간이 길다는 문제점이 있다.

미국특허 제4,920,962호에는 기다란 부목 형상 요소(splint-like element)를 사용하여 절단된 신경을 문합하는 장치가 개시되어 있는바, 이 장치는 다소 유연성 있는 기다란 본체와 적어도 하나 이상의 봉합부로 이루어져 있다. 그러나, 이러한 장치는 두 신경의 측면에 접합하여 사용하므로 접합부가 신경의 일부분에 지나지 않아 두 신경이 재차 떨어지기 쉽고, 문합을 견고히 하기 위해서는 둘 또는 그 이상의 장치를 사용해야 하므로 수술 시간이 길어지는 문제점이 있다.

미국특허 제6,102,921호에는 유연한 다공성 반투과 막 물질로 이루어진 사각건(sling) 모양의 문합 장치가 개시되어 있다. 신경의 문합은 상기 사각 건에 두 신경의 단부를 위치시키고 이를 접어서 체결하는 방식이므로, 수술 부위를 완전히 개봉한 뒤 상기 장치를 위치시키고 사각 건을 말어서 체결하기 때문에 매우 불편하다는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제2000-57129호에는 생체 분해흡수성 재료로 이루어진 튜브의 내면과 외면에 젤라틴 등으로 이루어진 피복층을 갖는 튜브와, 그 내공에 이 튜브의 축선에 거의 평행하게 튜브를 관통하는 공극을 가진 콜라겐체로 이루어지며, 그러한 공극에 성장 인자 등을 함유하는 매트릭스 겔로 충전되어 있는 인공 신경관이 개시되어 있다. 그러나, 이러한 인공 신경관은 높은 신경 재생 속도에도 불구하고, 봉합사를 사용하여 상기 신경관을 일일이 봉합하여야 하므로, 결국은 봉합 방식 문합 장치라는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 일거에 해결하는 것을 목적으로 하는바, 본 발명의 목적은 간단한 방법으로 신경의 문합을 행할 수 있는 장치의 제공을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 신경이 절단된 부위를 완전히 개봉하지 않고 내시경을 이용하여 문합할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 절단된 신경의 위치 형상이 곡선이라 하더라도 용이하게 문합할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 기타 목적은 신경 재생 속도를 촉진하여 재생 불능 상태인 신경관의 붕괴 현상을 방지하는 장치의 제공을 목적으로 한다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 신경 문합 장치를 접은 상태와 일부 펼친 상태의 측면도이고;

도 2는 도 1a의 신경 문합 장치를 더욱 펼친 상태의 사시도이고;

도 3a 및 도 3b는 신경 문합 장치의 연결 단부의 다른 형태들의 정면도이고;

도 4a 내지 도 4d는 도 1a의 신경 문합 장치를 사용하여 절단된 신경을 문합하는 과정의 단계도들이다.

도면의 주요 부호에 대한 설명

100: 신경 문합 장치200: 연장형 본체

300: 연결 단부400: 체결부

510, 520: 절단 혈관

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 신경 문합 장치는,

단면 형상이 원형이며 내부가 비어있고 인장력을 가할 경우 용이하게 연장될수 있는 연장형 본체;

상기 연장형 본체의 양 단부에 위치하여 절단된 신경의 외관을 감싸듯이 연결하며, 상단이 벌어져 있는 연결 단부; 및

상기 연결 부재의 벌어진 상단을 체결할 수 있도록 연결 부재의 벌어진 단부에 부설된 체결부를 포함하는 것으로 구성되어 있다.

따라서, 상기 연결 단부의 한쪽을 절단된 근위부(또는 원위부) 신경 단부에 연결한 뒤, 다른 쪽 연결 단부를 절단된 원위부(또는 근위부) 신경 단부에 연결하기 위하여 잡아당기면, 상기 본체는 쉽게 늘어나서 전체적으로 원통형이 된다.

절단된 신경의 양 단부를 직접 문합시키지 않더라도, 본 발명과 같이 원통형의 관을 씌우면 신경내의 신경 섬유는 관을 따라서 원래의 방향대로 일정하게 성장한다는 것이 신경 섬유의 재생 특성으로서 이미 공지되어 있다. 오히려, 직접 문합의 경우에는 신경 섬유의 재생 방향이 무작위로 바뀌는 경향이 있다.

신경은 혈관과 달리 탄력성이 적은 생체 조직이다. 따라서, 절단된 신경을 신장시켜 문합하게 되면 흉터 조직이 생겨 재생이 불가능하게 된다. 종래에 실시되고 있는 봉합사를 사용한 신경의 직접 문합법(봉합법)의 경우에도 신경이 최대한 긴장되지 않도록 유지한 상태에서 시행되고 있다. 이러한 특성을 감안하여, 상기 연장형 본체는 작은 인장력만으로도 쉽게 늘어날 수 있는 구조를 가지고 있다.

바람직한 연장형 본체의 구조로는 원통형의 외주면을 따라 골과 마루로 이루어진 연장 단위가 연속하여 다수 반복되어 있다. 따라서, 본체를 압축하면 연장 단위의 마루와 마루가 인접하게 되어 본체 전체의 크기가 작아지고, 이를 펼치면(인장력을 가하면) 마루와 마루가 최대한 벌어지면서 크게 늘어나고 전체적으로 거의 원통형으로 된다. 이러한 구조는 아코디언과 같은 자바라 구조와 유사하다. 상기 연장 단위의 수는 특별히 한정되는 것은 아니고 문합의 길이에 따라 달리할 수도 있다. 다만, 신경 섬유의 재생 속도와 신경관의 붕괴 현상을 감안하여 1㎝ 이내인 것이 바람직하다.

연장형 본체의 소재는 생체 적합성 소재로서 펼쳐진 상태에서 내부와 외부를 관통하는 공극이 다수 포함되어 있는 것이 바람직하다. 경우에 따라서는, 일정한 시간이 경과한 후에 생체에 녹아 흡수될 수 있는 천연 또는 인공 흡수성 고분자 등을 재료로 하여 만들 수도 있다. 그러한 천연 또는 인공 흡수성 고분자 소재는 다수 공지되어 있는바, 부분 산화 셀룰로우즈, 키틴 유도체, 콜라겐, 폴리글리콜산, 폴리젖산, 부분 에스테르화 폴리-L-글루탐산과 같은 폴리아미노산 유도체, 디올과 숙신산 등으로 생성된 폴리에스테르, 폴리히드록시부틸레이트, 폴리글리콜산 등을 예로서 들 수 있다. 이러한 소재 또는 그러한 소재의 유도체를 개시하고 있는 미국특허 3.225,766호, 미국특허 제3,364,200호, 미국특허 제3,371,069호, 미국특허 제4,032,993호, 미국특허 제4,074,366호, 미국특허 제4,118,470호 등은 본 발명의 내용에 합체되지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.

연장형 본체의 양 단부에 위치하는 상기 연결 단부는 신경의 단부에 끼워 결합하는 부위로서 다소 경직된 구조이고, 결합전의 상태에서는 상단이 벌어져 있다. 따라서, 신경을 삽입하기가 매우 용이하고, 신경을 결합된 상태에서는 신경의 외주면에 밀착되게 된다. 결합된 상태에서의 연결 단부의 내면 직경은 신경의 외면 직경과 동일하거나 또는 이보다 약간 작은 정도이다.

경우에 따라서는, 연결 단부가 신경에 결합되는 것을 더욱 견고히 하기 위하여, 연결 단부의 내면을 따라 다수의 미세 돌출부를 포함하는 구조일 수도 있다. 또는, 연결 단부의 내면을 거칠게 하여 신경 외면과의 마찰력을 강화시켜 결합을 더욱 견고히 할 수도 있다. 연결 단부 역시 생체 적합성 소재로 되어있고, 경우에 따라서는 상기 연장형 본체와 동일한 소재일 수도 있다.

연결 단부의 벌어진 상단에 부설된 상기 체결 부재는 연결 부재의 상단을 체결하여 연결 부재가 신경에 결합되도록 하는 역할을 한다. 체결 부재는 상기 기능을 발휘할 수 있는 것이라면 어떠한 구조라도 무관하지만, 신경이라는 미세한 기관을 상호 연결하는 문합 과정의 특성상 한번의 힘을 가하는 것만으로 용이하게 체결될 수 있는 구조가 바람직하다. 따라서, 상기 체결 부재의 바람직한 예로는, 그것이 한 쌍의 암수구조로서 하나는 화살촉 모양의 수 구조이고 다른 하나는 상기 수 구조가 삽입되어 체결될 수 있도록 함몰되어 있는 암 구조인 것을 들 수 있다.

한편, 신경의 재생 과정에서는 앞서 설명한 바와 같이 신경 성장 유도 물질(NGF)이 분비되어 재생을 촉진시킨다. 따라서, 본 발명의 바람직한 예로는, 상기 연장형 본체의 내면에 NGF를 코팅하는 구조를 들 수 있다. 유전자 조작에 의한 미생물로부터 NGF를 인위적으로 생성하는 방법이 개발되어 있으며, 최근에는 무세포 단백질 합성법에 의한 생산법의 개발이 시도되고 있다. 경우에 따라서는, 상기 연장형 본체 내면의 일부에만 코팅할 수도 있는데, 예를 들어, 연장형 본체를 압축하게 되면, 그 내부는 골에 해당하는 부분들이 서로 인접하게 되므로 이러한상태에서 코팅함으로써 고가의 NGF를 부분적으로 고르게 코팅할 수 있다.

이하, 도면상의 실시예를 참조하여 본 발명의 내용을 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 범주가 이들에 한정되는 것은 아니다.

도 1a 및 1b와 도 2에는 연장형 본체(200), 연결 단부(300) 및 체결부(400)로 구성된 신경 문합 장치(100)의 하나의 예가 도시되어 있다. 도 1a에는 신경 문합 장치(100)를 압축한 상태(접은 상태)가 도시되어 있고, 도 1b에는 이를 약간 펼친 형상이 도시되어 있다. 연장형 본체(200)는 다수개의 연장 단위(210)가 연속적으로 반복되어 있으며, 연장 단위(210)는 마루(212)와 골(214)로 이루어져 있다. 따라서, 도 1b의 신경 문합 장치(100)를 더욱 펼친 형상이 도시되어 있는 도 2를 보면, 도 1a와 비교하여 연장형 본체(200)가 매우 늘어나는 것을 볼 수 있다. 이러한 구조적 특징으로 인해, 신경이 절단된 상처 부위를 일부 절개하여 도 1a 상태(접혀진 상태)의 신경 문합 장치(100)를 삽입할 수 있으므로, 사용시 환자의 고통이 적고 수술 시간을 매우 단축할 수 있는 장점을 갖는다.

도 3a 및 도 3b에는 본 발명 신경 문합 장치의 연결 단부(300 및 302)가 도시되어 있다. 연결 단부(300)는 신경에 결합하기 전에는 상단이 벌어져 있고 다소 타원형으로 되어있다. 벌어진 상단의 마주보는 단부에는 이를 결합하기 위한 체결부(400)가 부설되어 있다. 체결부(400)를 상호 체결하면 연결 단부(300)는 신경의 외관과 동일한 원형이 된다. 도 3b에는 연결 단부(300)가 신경에 결합되는 것을 더욱 견고히 하기 위한 다수개의 미세 돌출부(330)가 내면을 따라 형성되어 있는 또다른 형태의 연결 단부(302)가 도시되어 있다.

본 발명의 문합 장치(100)를 사용하여 절단된 신경(500)을 문합하는 과정이 도 4a 내지 도 4d에 도시되어 있다.

도 4a의 단계에서, 절단된 신경(500)의 한쪽 단부(510)에 신경 문합 장치(100)를 끼운다. 먼저 끼우는 절단된 신경 단부(510)는 근위부 신경 또는 원위부 신경의 어느 쪽 단부라도 무방하다. 이 과정에서, 연장형 본체(200)는 접혀진 상태로 유지되어 있다.

도 4b의 단계에서, 삽입된 신경(510) 방향의 연결 단부(310)를 결합하여 신경 문합 장치(100)를 고정한다. 연결 단부(310)의 결합은 연결 단부(310)의 벌어진 상단에 부설되어 있는 체결 부재(도시하지 않음)를 상호 밀착시키는 것만으로 용이하게 실행될 수 있다.

도 4c의 단계에서, 연결 단부(320)를 잡아당겨 다른 신경 단부(520)에 끼운다. 이때, 연장형 본체(200)가 늘어나게 되어 전체적으로 내부가 비어있는 얇은 원통 형상을 이루게 된다. 굴곡성이 있는 연장형 본체부(200)의 특성상 절단된 신경(510 및 520)이, 도면에서와는 달리, 상호 일적선상에 있지 않더라도 굴곡시켜 용이하게 문합할 수 있다.

도 4d의 단계에서, 연결 단부(320)를 신경 단부(320)에 결합한다. 본 과정은 상기 도 4b에서도 동일한 방법으로 진행된다. 본 단계로서 절단된 신경(500)을 문합하는 과정이 완료되며, 근위부의 신경으로부터 신경 섬유가 연장형 본체의 원통 내부를 따라 절단된 반대편 신경쪽으로 자라게 된다.

본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 상기 설명을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 변형 및 응용이 가능할 것이다.

본 발명의 신경 문합 장치는 간단한 조작만으로 절단된 신경을 문합할 수 있으므로 수술 시간을 대폭 줄일 수 있고, 접혀진 상태에서는 그 크기가 매우 작으므로 많은 부위를 절개하지 않더라도 손쉽게 삽입하여 문합할 수 있어서 환자의 고통을 줄일 수 있다. 또한, 절단된 신경이 상호 일직선상에 있지 않더라도 문합할 수 있으며, 경우에 따라서는 NGF를 내면에 코팅함으로써 신경 섬유의 재생 속도를 크게 할 수도 있다.

Claims (5)

1. 절단된 신경을 문합하는 장치로서,

   단면 형상이 원형이며 내부가 비어있고 인장력을 가할 경우 용이하게 연장될 수 있는 연장형 본체;

   상기 연장형 본체의 양 단부에 위치하여 절단된 신경의 외관을 감싸듯이 연결하며, 상단이 벌어져 있는 연결 단부; 및

   상기 연결 부재의 벌어진 상단을 체결할 수 있도록 연결 부재의 벌어진 단부에 부설된 체결부를 포함하는 구성인 것을 특징으로 하는 혈관 문합 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 연장형 본체는 원통형의 외주면을 따라 골과 마루로 이루어진 연장 단위가 연속하여 다수 반복되는 구조로 되어 있어서, 본체를 압축하면 연장 단위의 마루와 마루가 인접하게 되어 본체 전체의 크기가 작아지고, 이를 펼치면(인장력을 가하면) 마루와 마루가 최대한 벌어지면서 크게 늘어나고 전체적으로 거의 원통형으로 되는 것을 특징으로 하는 신경 문합 장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 연장형 본체의 소재는 생체 적합성 소재로서 펼쳐진 상태에서 내부와 외부를 관통하는 공극이 다수 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 신경 문합 장치.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 연결 단부의 내면을 따라 다수의 미세 돌출부를 포함하는 구조이거나, 또는 연결 단부의 내면을 거칠게 하여 신경 외면과의 마찰력을 강화시킨 구조인 것을 특징으로 하는 신경 문합 장치.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 연장형 본체 내면의 일부 또는 전부에 신경 성장 유도 물질(NGF)이 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 신경 문합 장치.