KR200496010Y1 - 환자의 뼈 내에 또는 환자의 뼈 사이에 이식을 위한 지지요소 및 이를 포함하는 임플란트 구성요소 및 임플란트 시스템 - Google Patents

환자의 뼈 내에 또는 환자의 뼈 사이에 이식을 위한 지지요소 및 이를 포함하는 임플란트 구성요소 및 임플란트 시스템 Download PDF

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Abstract

본 고안은 환자의 뼈 내에 또는 환자의 뼈 사이에 이식하기 위한 지지요소를 제공하는데, 상기 지지요소는 팽창 가능한 탄성을 가지는 중공의 중첩 가능한 구조이고, 수축된 형태 또는 팽창된 형태일 수 있는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 고안은 지지요소; 및 상기 지지요소가 팽창하는 것을 방지하여 상기 지지요소를 수축된 형태로 유지하는 제한부재를 포함하는 임플란트 구성요소를 제공한다. 또한, 본 고안은 환자의 척추(spine)에 적용 가능한 임플란트 시스템을 제공하며, 상기 임플란트 시스템은 제1지지요소로서 상기 지지요소; 및 상기 제1지지요소의 중공의 중첩 가능한 구조에 선택적으로 하나 또는 복수의 지지요소들을 포함한다. 상기 지지요소는 전체 임플란트 시스템에 의해 제공된 지지력이 원하는 수준에 도달할 때까지 중첩될 수 있다.

Description

환자의 뼈 내에 또는 환자의 뼈 사이에 이식을 위한 지지요소 및 이를 포함하는 임플란트 구성요소 및 임플란트 시스템{SUPPORT ELEMENT FOR IMPLANTATION INTO OR BETWEEN SUBJECT'S BONES, AND IMPLANT COMPONENT AND IMPLANT SYSTEM CONTAINING THE SAME}
본 고안은 환자의 뼈 내에 또는 2 개의 연결된 뼈 사이에 이식되는 장치에 관한 것이다. 특히, 본 고안은 환자의 뼈 내에 또는 환자의 뼈 사이에 이식하기 위한 탄성적으로 팽창 가능한 지지요소, 및 이를 포함하는 임플란트 구성요소 및 임플란트 시스템에 관한 것이다.
우리가 살고 있는 사회는 노화되거나 나이 들어 노인들의 건강 문제에 대하여 관심을 불러 일으킨다. 고령자는 신체 기능의 저하로 인해 골다공증(osteoporosis), 퇴행성 뼈 질환(degenerative bone diseases) 등으로 고통받는 경향이 있거나, 근육 강도의 부족으로 인한 부적절한 자세의 연장에 기인한 압박 골절(compression fracture) 및 퇴행성 디스크 질환(degenerative disc disease)에 걸리기 쉽다. 다음 단락에서는 환자의 뼈 내에 또는 환자의 뼈 사이의 치료에 대한 약간의 지시들과 그러한 치료들이 수행되는 방법을 간략하게 설명한다.
골다공증(osteoporosis)을 가진 노인들에게 공통적인 골절에 대한 환자의 뼈 내의 치료 또는 골수 내 치료가 지시될 수 있으며, 그 중 주목할 만한 예시는 척추의 압박 골절(compression fracture of the spine)이다. 대부분의 환자에서 척추골 압박 골절(vertebral compression fractures)이 수개월 내에 치료될 수 있지만 뒤따르는 회복 기간은 쉽지 않다. 허리 통증이나 신경 압박이 지속되면 환자가 누워만 있을 정도로 환자의 일상 생활을 불편하게 할 수 있으며, 환자의 합병증(complications)은 특히 욕창(bedsores), 폐렴(pneumonia), 및 요로 감염(urinary infection)을 포함한다. 일부 환자의 척추골 압박 골절은 전혀 치료되지 않으므로 전체 척추골 기둥(vertebral column)의 안정성을 저해할 수 있는 영구적인 통증을 유발한다. 만일 꼽추(hunchback)에 이르지 않으면 골절에 인접한 척추골(vertebrae)이 도미노 효과(domino effect)가 발생하는 것과 같이 압박 골절로 고통받을 수 있다. 이것은 침습적인 골수 내 치료(invasive intraosseous treatment)가 요구될 때이다.
척추골 압박 골절에 대한 치료는 많은 방법들로 수행 될 수 있다. "개방 후방 척추 고정술(Open posterior spinal fixation)"과 "골융합 수술(bone fusion surgery)"은 지지성을 제공하기 위해 골절된 척추골 내에 스크류를 조여 넣는 것을 포함한다. "최소 침습성 경피 척추골 성형술(Minimally invasive percutaneous vertebroplasty)"은 엑스레이 영상 가이드 절차(X-ray image-guided procedure)로서, 뼈를 천공하는 바늘로 작은 절개(tiny incision)와 척추골의 뿌리(pedicle of the vertebra)를 통해 붕괴된 골절 척추골에 골 시멘트를 주입하여 척추골을 채우고 통증을 완화시키는 방법이나, 그러나 이러한 절차는 변형된 척추골을 교정할 수 없다. 한편, "최소 침습성 경피 척추골 성형술"은 팽창 가능한 풍선을 사용하여 붕괴된 척추골의 높이를 회복시키고, 붕괴된 척추골의 변형을 어느 정도 교정하기 위해 풍선을 제거한 후 팽창된 풍선에 의해 형성된 캐비티(cavity)에 골 시멘트를 주입한다. 척추골 압박 골절의 회복을 가속시키는 상대적으로 새로운 방법은 골절된 척추골에 임플란트를 삽입하는 것을 수반한다; 그러나 과도하게 큰 임플란트는 이식하는 동안 통과하는 뿌리(pedicle)를 파열시켜 인접한 신경을 손상시킬 수 있으며, 고의로 붕괴된 척추골에 충분하게 크지 않은 임플란트는 척추골을 제한된 범위까지만 팽창시킬 수 있으며 따라서 척추골을 적절히 지지할 수 없다.
예컨대, 척추 측만증(scoliosis), 후만증(kyphosis), 척추골 골절(vertebral fracture), 척추 탈위증(spondylolisthesis), 척추 분리증(spondylolysis) 및 퇴행성 디스크 질환(degenerative disc disease)에 대한 환자의 뼈 사이의 치료 또는 골밀도 치료(interosseous treatment)가 지시되며, 요즘에는 엄격한 고정의 효과를 높이기 위해 전형적으로 "추간 융합(intervertebral fusion)"과 함께 "후척수 봉합술(posterior spinal fixation)"을 통합한다.
추간 융합을 필요로 하는 척추골은 전방 요추 체간 융합(anterior lumbar interbody fusion, ALIF) 접근법, 측방/경사 요추 체간 융합(lateral/obliquely lumbar interbody fusion, LLIF/OLIF) 접근법, 후 외측 요추 체간 융합(posterolateral lumbar interbody fusion, PLIF) 접근법, 또는 신경공 경추 체간 융합(transforaminal lumbar interbody fusion (TLIF) 접근법에 의해 이용될 수 있다. ALIF는 가장 큰 지지요소가 이식될 수 있게 하는 당 업계의 황금 표준(golden standard in the art)이지만, 비교적 큰 절개를 필요로 하고, 복강(abdominal cavity)을 통과하여 장 기관(intestinal tract), 복부 대동맥(abdominal aorta) 또는 요관(uteters)을 손상시킬 수 있다는 점에서 불리하다. 탈장(hernia)이나 퇴행성 사정(retrograde ejaculation)을 일으키지 않는 경우, 기술적으로, 따라서, 이러한 접근법은 정형 외과 및 신경 외과 의사 모두에게 까다로운 작업이다. LLIF/OLIF는 ALIF의 단점을 줄이지만 특수 장비를 요구한다. PLIF와 TLIF는 임상적으로 가장 광범위하게 사용되지만 척추와 척수 신경에 의해 외과적 개방이 막히거나 좁아지는 경향이 있어 적절한 크기의 지지요소를 사용하는 것을 어렵게 만든다. 현재, 추간 융합(intervertebral fusion)은 융합될 척추골(vertebrae) 사이에 임플란트를 위치시킴으로써 보조될 수 있다; 그러나 과도하게 큰 임플란트는 이식(implantation) 중에 주위의 신경들(nerves), 혈관들(blood vessels), 또는 다른 중요한 조직(tissues)을 손상시킬 수 있으며, 필요한 크기보다 작은 임플란트는 인접한 척추골(vertebrae)과의 접촉 영역이 지나치게 작아서 과도한 압력 집중으로 인한 문제들을 일으킨다.
환자의 뼈에 이식하는 것과 관련하여, 종래의 개방 후방 척추 고정 절차(open posterior spinal fixation procedure) 및 골융합 절차(bone fusion procedure)에는 다음과 같은 단점이 있다. 환자의 골다공증 상태 때문에 스크류가 쉽게 풀리는 경우에, 절개를 확대하고 더 많은 척추골을 고정하기 위해 더 많은 스크류를 사용하는 것 외에 다른 선택이 없으나 더 많은 합병증(complications)은 또한 척추 고정 수술(spinal fixation operation)로 인해 이러한 시간 소모적인 혈액 손실로 이어질 수 있다. 노인 환자에 발생할 수 있는 몇 가지 공통의 합병증은 등의 뻣뻣함(stiffness in the back), 심폐 기능 장애(cardiopulmonary failure) 및 감염(infection)이다. 최소 침습성 경피 척추골 성형술(invasive percutaneous vertebroplasty)이나 척추 성형술(kyphoplasty)과 관련하여 수술에 사용되는 "골 시멘트(bone cement)"가 누출될 수 있다. 혈관으로 골 시멘트의 심각한 누출은 동맥 혈전증(arterial thrombosis), 정맥 혈전증(venous thrombosis) 또는 뇌졸중(stroke)에 기인한다. 만일 많은 골 시멘트가 척수 또는 신경 뿌리로 누출되고 이어서 경화(경화 과정 중에 고열 발생)하면 주변 신경은 심하게 압축되거나 손상될 수 있다. 또한, 골 시멘트가 척추골에 충전제(filler)로서 영구적으로 존재할 때, 골 시멘트의 낮은 골-적합성(bone-compatibility) 및 매우 높은 경도(hardness)는 뼈의 재흡수를 일으키거나, 척추골에서의 골절의 치료를 방해하거나, 인접한 척추골을 골절시킬 수 있다.
환자의 뼈 사이의 이식과 관련하여, 종래의 추간 융합용 장치는 단일 구조체와 복합 구조로 크게 구별될 수 있는 추간 케이지(intervertebral cage)이다. 일반적인 단일 구조 케이지는 디스크-형(disc-shaped), 직선 총알-형(straight bullet-shaped), 또는 바나나-형(banana-shaped)의 형상으로, 예컨대, 이식 및 신경과 혈관 손상을 방지하기 위한 복잡한 도구에 의존하는 간단한 구조 설계로 이루어져 있다. 따라서 임상적으로, 단일 구조의 추간 케이지는 케이지와 인접한 척추골 사이의 접촉 영역이 압력 집중(이것은 척추골로부터의 추간 케이지의 침강 또는 돌출을 야기할 수 있음)을 피하거나 추간 융합을 촉진시키기에 충분히 크지 않도록 요구되는 치수에 종종 미치지 못한다(실수로 인해 가관절 형성으로 이어질 수 있음). 복합-구조의 추간 케이지는 스크류를 포함하거나 확장 가능한 구조를 가진다. 스크류-형 케이지는 개선된 고정을 특징으로 하지만 외과 수술의 어려움을 더하고 전방 추간 융합(anterior intervertebral fusion)에만 적용할 수 있다. 팽창 가능한-구조의 추간 케이지는 내측-외측 팽창형(medial-lateral expansion type) 및 후방-머리 팽창형(caudal-cranial expansion type)으로 더 분할될 수 있는데, 이들은 비교적 큰 접촉 영역 및 증가된 고정력을 가능하게 하지만, 예컨대 다수의 관절 및 응력 집중 점을 포함하는 다소 복잡한 기계적인 구조를 가진다. 이러한 복잡한 구조는 각 케이지에 넣을 수 있는 포장된 뼈 이식편(bone graft)의 양을 제한할 뿐만 아니라 장기간의 피로 파괴(fatigue failure) 및 척추골 사이의 가관절 형성(pseudoarthrosis formation)의 기회를 증가시킨다.
당업계에 공지된 바와 같이, 환자의 뼈 내에 또는 환자의 뼈 사이의 임플란트는 복잡한 기계 조립체가 아니어야 하며, 인체에 지속적으로 사용된 후에 피로(fatigue), 붕괴(disintegrate) 또는 실패(fail)하는 경향이 있다. 또한, 그러한 임플란트는 바람직하게는 생체 적합성이 높거나 골절 치료에 도움이 되며, 따라서 인체에서 거의 사용되지 않거나 사용이 허용되지 않은 재료를 포함해서는 안된다. 뼈 임플란트에 관한 전술한 모든 이슈(issues)는 의학 전문가와 과학 연구자가 해결해야 할 과제로 남는다.
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미국 등록특허 US9034039B2(2015.05.19 공고) 대한민국 공개특허공보 제2008-0081911호(2008.09.10 공개)
본 고안의 주된 목적은 뼈의 징후를 치료할 때의 종래 기술의 결함 및 단점을 고려하여, 환자의 뼈 내에 또는 환자의 뼈 사이에 이식하기 위한 지지요소를 제공하는 것이며; 상기 지지요소는 팽창 가능한 탄성을 가지는 중공의 중첩 가능한 구조이고, 뼈 내에 또는 뼈 사이에 이식되기 전에 수축된 형태로 존재하고 뼈 내에 또는 뼈 사이에 이식된 후 팽창된 형태로 팽창한다.
또한, 뼈는 척추골이다.
또한, 지지요소는 망상 구조이다.
또한, 지지요소의 재료는 금속 또는 엘라스토머(elastomer)를 포함한다.
또한, 지지요소의 재료는 니켈-티타늄 합금을 포함한다.
또한, 지지요소는 중공의 실린더이다.
본 고안의 다른 목적은, 환자의 뼈 내에 또는 환자의 뼈 사이에 이식하기 위한 임플란트 구성요소를 제공하는 것이며; 상기 지지요소; 및 지지요소가 팽창하는 것을 방지하기 위해 지지요소 주위로 제공하며, 이로써 지지요소를 수축된 형태로 유지하는 제한부재를 포함한다.
또한, 임플란트 구성요소는 상기 지지요소의 중공의 중첩 가능한 구조의 중심을 통과하도록 구성된 안내부재를 더 포함한다.
본 고안의 다른 목적은, 환자의 척추(spine)에 적용 가능한 임플란트 시스템을 제공하는 것이며, 척추(spine)는 뿌리(pedicle)를 가진 척추골(vertebra)을 포함하고, 임플란트 시스템은; 제1지지요소로서 상기 지지요소; 및 팽창된 형태의 제1지지요소의 중공의 중첩 가능한 구조 내의 선택적으로 하나 또는 복수의 지지요소들을 포함하되, 하나 또는 복수의 지지요소들은 팽창된 형태의 제1지지요소의 중공의 중첩 가능한 구조 내에서 팽창된 형태로 순차적으로 중첩된다.
본 고안의 다른 목적은, 환자의 척추(spine)에 적용 가능한 임플란트 시스템을 제공하는 것이며, 척추(spine)는 추간(intervertebral)을 포함하고, 임플란트 시스템은; 제1지지요소로서 상기 지지요소; 및 팽창된 형태의 제1지지요소의 중공의 중첩 가능한 구조 내의 선택적으로 하나 또는 복수의 지지요소들을 포함하되, 하나 또는 복수의 지지요소들은 팽창된 형태의 제1지지요소의 중공의 중첩 가능한 구조 내에서 팽창된 형태로 순차적으로 중첩된다.
따라서, 본 고안의 지지요소, 임플란트 구성요소 및 임플란트 시스템은 다음과 같은 유익한 효과를 가진다.
1. 본 고안은 이식을 용이하게 하고, 최소 침습성(minimally invasive)을 허용하고, 작은 절개의 외과 수술이 임상적으로 수행되도록 환자의 뼈 내에 또는 2개의 연결된 뼈 사이에 이식되기 전에 수축된 형태로 유지하고 이에 따라 상대적으로 작게 유지하는 지지요소를 제공한다.
2. 일단 환자의 뼈 내에 또는 연결된 뼈 사이에 이식되면, 본 고안의 지지요소는 팽창된 형태로 탄성적으로 팽창하고 치료될 뼈의 내벽 또는 치료될 뼈의 대응하는 외벽들과 접촉하며, 이로써 골절/붕괴된 뼈를 확장하거나 또는 연결된 뼈 사이에 지지력을 제공한다. 이러한 지지요소는 기존의 단일-크기의 임플란트가 "환자의 뼈 내에 또는 환자의 뼈 사이에 이식되기 전에 단일의 마이크로-유닛이 될 수 없고, 이식 후 더 크고 완전한 블록으로 변할 수" 없기 때문에 종래의 이식 기술에 사용된 단일-크기의 임플란트들보다 개선된 것이다. 또한, 종래의 단일-크기의 임플란트와는 달리, 본 고안의 지지요소는 이식 중에 영향을 받는 뼈 구조(예컨대, 척추(pedicle))를 파괴하거나 주변 신경(예컨대, 척수(spinal cord) 또는 척수 신경(spinal nerves)), 혈관(예컨대, 복부 대동맥(abdominal aorta) 또는 척추 동맥(vertebral arteries)), 또는 다른 중요한 조직들(예컨대, 요관(ureters))을 손상시키지 않을 것이다; 적절하지 않은 크기(expediently less-than-required size)로 인해 부적절한 지원을 제공할 수도 없다.
3. 필요하면, 본 고안의 복수의 지지요소는 뼈 내에 또는 2개의 연결된 뼈 사이에 이식된 후에 팽창된 형태로 서로 중첩될 수 있으며, 중첩 공정은 전체 이식 시스템에 의해 제공되는 지지력이 원하는 수준에 도달할 때까지 계속될 수 있다. 따라서, 단일 붕괴된 뼈의 제한된 작은 공간(tiny space) 또는 2개의 연결된 뼈 사이에서, 본 고안의 복수의 지지요소는 단일 붕괴된 뼈를 효과적으로 복원하거나 연결된 뼈 사이에 지지력을 제공할 수 있다. 이식할 지지요소의 수는 복원할 뼈의 높이 또는 지지할 연결된 뼈 사이의 간격에 따라 달라진다. 이론적으로, 하나의 뼈 또는 2개의 연결된 뼈 사이의 공간은 필요에 따라 본 고안의 많은 지지요소로 채워질 수 있다.
4. 본 고안의 복수의 지지요소가 이식될 때, 모든 지지요소는 동일한 방향으로 탄성적으로 팽창하고, 각 지지요소는 뼈의 내벽, 인접한 뼈의 대응하는 외벽, 또는 이전의 지지요소의 내벽 중 어느 하나에 단단히 접촉하여 느슨해지지 않을 것이다.
5. 본 고안의 지지요소는 골절된 뼈의 밀도를 증가시키고 성장시키며, 이로써 치료하는 것을 돕기 위해 임상적으로 필요한 바와 같이, 자가 이식(autologous), 이종(heterologous), 또는 인공 뼈 이식편(artificial bone graft)으로 채울 수 있는 중공의 중첩 가능한 구조를 가진다.
도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 지지요소를 수축된 형태로 도시한 개략적인 구조도이다;
도 2는 팽창된 형태의 도 1의 지지요소를 도시한 개략적인 구조도이다;
도 3은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 임플란트 구성요소의 제한부재의 개략적인 구조도이다;
도 4는 도 3에 도시된 제한부재가 도시된 임플란트 구성요소의 개략적인 조립도이다;
도 5는 도 4의 임플란트 구성요소의 또 다른 개략적인 조립도이다;
도 6은 인간의 척추의 좌측면도이다;
도 7은 압박 골절로 인해 손상된 제1인간의 요추의 축방향도(a) 및 좌측면도(b)를 포함한다;
도 8은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 임플란트 시스템이 (수축된 형태의 지지요소의 삽입을 안내하기 위해) 어떻게 작동되는지를 보여주는 축방향도(a) 및 좌측면도(b)를 포함한다;
도 9는 도 8의 임플란트 시스템이 (지지요소를 위치시키기 위해) 어떻게 추가로 작동되는지를 보여주는 축방향도(a) 및 좌측면도(b)를 포함한다;
도 10은 도 9의 임플란트 시스템이 (제한부재를 제거하기 위해) 어떻게 추가로 작동되는지를 보여주는 축방향도(a) 및 좌측면도(b)를 포함한다;
도 11은 도 10의 임플란트 시스템이 어떻게 추가로 작동되는지를 보여주는 축방향도(a) 및 좌측면도(b)를 포함한다(지지요소가 팽창된 형태로 확장할 수 있게 함);
도 12는 본 고안의 다른 바람직한 실시예에 따른 임플란트 시스템이 (서로 중첩된 복수의 지지요소를 구비하기 위해) 어떻게 작동되는지를 보여주는 축방향도(a) 및 좌측면도(b)를 포함한다;
도 13은 본 고안의 또 다른 바람직한 실시예에 따른 임플란트 시스템이 (수축된 형태 내의 지지요소의 삽입을 안내하기 위해) 어떻게 작동되는지를 보여주는 축방향도(a) 및 좌측면도(b)를 포함한다;
도 14는 도 13의 임플란트 시스템이 (지지요소를 위치시키기 위해) 어떻게 추가로 작동되는지를 보여주는 축방향도(a) 및 좌측면도(b)를 포함한다;
도 15는 도 14의 임플란트 시스템이 (제한부재를 제거하기 위해) 어떻게 추가로 작동되는지를 보여주는 축방향도(a) 및 좌측면도(b)를 포함한다;
도 16은 도 15의 임플란트 시스템이 어떻게 추가로 작동되는지를 보여주는 축방향도(a) 및 좌측면도(b)를 포함한다(지지요소가 팽창된 형태로 확장할 수 있게 함); 및
도 17은 본 고안의 또 다른 바람직한 실시예에 따른 임플란트 시스템이 (서로 중첩된 지지요소를 구비하기 위해) 어떻게 작동되는지를 보여주는 축방향도(a) 및 좌측면도(b)를 포함한다;
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 고안의 상세한 설명 및 기술적 해결 방법을 설명한다. 설명을 위해, 첨부 도면은 일정한 비율로 도시되어 있지 않다. 첨부 된 도면 및 크기는 본 고안을 제한하지 않는다.
"또는"의 사용은 다른 언급이없는 한 "및/또는"을 의미한다. "포함하다(comprise)"의 사용은 설명된 구성요소들, 단계들, 동작들 또는 요소들 각각에 하나 이상의 다른 구성요소들, 단계들, 동작들 또는 요소들의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것을 의미한다. 마찬가지로, "포함하다(comprise)", "포함하다(comprises)", "포함하다(comprising)", "포함하다(include)", "포함하다(includes)" 및 "포함하다(including)"는 상호 교환 가능하며 제한하려는 의도는 아니다. 본 명세서 및 첨부된 청구항들에서 사용된 것과 같이, 단수 형태 "a", "an" 및 "the"는 문맥이 달리 지시하지 않는 한 복수의 대상을 포함한다. 예컨대, "a", "an", "the", "하나 이상(one or more)" 및 "적어도 하나(at least one)"라는 용어는 여기서 상호 교환하여 사용될 수 있다.
이하, 본 고안은 실시예에 의하여 보다 상세히 설명된다. 예시적인 실시예는 본 명세서에 개시되어 있지만, 본 고안의 범위를 제한하는 것이 아니라 본 고안을 설명하기 위해 사용된 것임을 이해해야 한다.
본 고안은 인간의 뼈 내에 또는 인간의 뼈 사이에 이식될 뿐만 아니라 양서류, 파충류, 조류 및 포유류와 같은 다른 척추 동물에서 사용하기 위해 구성된 지지요소, 임플란트 구성요소 및 임플란트 시스템을 제공한다. 또한, 본 고안의 지지요소, 임플란트 구성요소 및 임플란트 시스템은 임의의 적합한 뼈, 바람직하게는 척추골(vertebrae) 내에 또는 척추골 사이에 사용될 수 있다.
본 고안의 바람직한 실시 예에 따른 환자의 뼈 내에 또는 환자의 뼈 사이에 이식하기 위한 지지요소의 개략적인 구조도에 대해서 도 1 및 도 2를 참조하기 바란다. 지지요소는 수축된(즉, 비팽창(non-expanded)) 형태로 도 1에 도시되고 팽창된(즉, 팽창된(expanded)) 형태로 도 2에 도시된다.
도 1 및 도 2에 도시 된 바와 같이, 환자의 뼈 내에 또는 환자의 뼈 사이에 이식하기 위한 지지요소는 팽창 가능한 탄성을 가지는 중공의 중첩 가능한 구조이고, 뼈 내에 또는 2개의 연결된 뼈 사이에 이식되기 전에 수축된 형태(도 1 참조), 뼈 내에 또는 연결된 뼈 사이에 이식 된 후에 팽창된 형태(도 2 참조)로 팽창된다.
바람직하게는, 수축된 지지요소(11) 및 팽창된 지지요소(12) 둘 다는 중공 구조를 가진다. 더욱 구체적으로, 각각의 수축된 지지요소(11) 및 팽창된 지지요소(12)는 적어도 바늘이 통과할 수 있는 중공 구조를 가진다. 수축된 지지요소(11)의 중공 구조에서의 빈 공간은 지지요소의 고유 탄성 팽창 특성(inherent elastic expansion property)으로 인해 팽창된 지지요소(12)의 물질 수용 공간(substance receiving space) 내로 바늘이 통과할 수 있는 공간으로부터 확장할 수 있는 것이 더욱 바람직하며, 예컨대, 수용될 물질은 자가 이식 뼈 이식편(autologous bone graft), 이종 뼈 이식편(heterologous bone graft), 인공 뼈 이식편(artificial bone graft), 또는 다른 지지요소 또는 수축된 지지요소(11) 및 팽창된 지지요소(12)와 동일한 구조 설계의 복수의 다른 지지요소 일 수 있으며; 본 고안은 이러한 물질들(substances)에 제한이 없다. 바람직한 실시예에서, 본 고안의 수축된 지지요소(11) 및 팽창된 지지요소(12)는 중공 입방체(cuboid), 중공 구(spheres), 중공 실린더(cylinders), 또는 캐비티(cavity)을 가지는 다른 규칙적인 또는 불규칙적인 3차원 구조들일 수 있으며, 여기서 수축된 지지요소(11) 및 팽창된 지지요소(12)는 각각 동일한 형상 또는 상이한 형상들을 가질 수 있다. 보다 바람직한 실시예에서, 본 고안의 수축된 지지요소(11) 및 팽창된 지지요소(12)는 모두 중공 실린더들이다. 다른 바람직한 실시예에서, 본 고안의 지지요소는 지주(trabeculae)의 지지 효과와 유사한 지지 효과를 생성할 뿐만 아니라 지지요소 자체 또는 그 내부의 충전제(filler)와 주위의 골질(ossein) 사이의 융합을 용이하게 하며, 이로써 뼈 골절의 치료를 돕는 장점이 있다. 게다가, 본 고안의 지지요소(수축된 지지요소(11) 및 팽창된 지지요소(12)를 포함)의 크기는 지지요소가 이식될 목표 공간의 치수들에 기초하는 것이 바람직하다. 예컨대, 이식(implantation)이 추간 원판(intervertebral disc)이 놓이는 곳에서 일어날 경우, 지지요소는 평평한 디스크-형 추간 공간에 적응하기 위한 가느다란 설계를 가질 수 있다. 즉, 본 고안의 지지요소는 크기의 제한 없이 필요에 따라 조정 및 변경될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 본 고안의 지지요소의 재료는 금속 및/또는 엘라스토머(elastomer)와 같은 생체적합성 재료(biocompatible material)를 포함한다. 적합한 금속들은 마그네슘 합금(magnesium alloys), 탄탈 합금(tantalum alloys)(예컨대, TaC 또는 TaN), 티타늄 합금(titanium alloys)(예컨대, Gummetal®), 니켈-티타늄 합금(nickel-titanium alloys), 니켈-티타늄-구리 합금(nickel-titanium-copper alloys), 코발트-크롬 합금(cobalt-chromium alloys)(예컨대, Elgiloy®) 코발트-크롬-니켈 합금(cobalt-chromium-nickel alloys)(예컨대, Phynox®), 크롬- 텅스텐-니켈 합금(chromium-tungsten-nickel alloys)(예컨대, L605), 코발트-크롬 -바나듐 합금(cobalt-chromium-vanadium alloys), 코발트-니켈-크롬-몰리브덴 합금(cobalt-nickel-chromium-molybdenum alloys)(예컨대, MP35N 또는 MP20N) , 스테인리스 스틸(stainless steel)(예컨대, 316, 316L 또는 304) 및 금속 유리를 포함하나 이에 한정되지 않는다. 적합한 엘라스토머는 스티렌계 엘라스토머(styrene-based elastomers), 올레핀계 엘라스토머(olefin-based elastomers), 폴리올레핀계 엘라스토머(polyolefin-based elastomers), 폴리우레탄계 열가소성 엘라스토머(polyurethane-based thermoplastic elastomers), 폴리아미드(polyamides), 폴리부타디엔(polybutadienes), 폴리이소부틸렌(polyisobutylene), 폴리(스티렌-부타디엔-스티렌tyrene-butadiene-styrene)폴리(2-chloro-1,3-butadiene)(2-클로로-1,3-부타디엔), 실리콘, 열가소성 폴리 우레탄(TPU), 폴리 우레탄(PU), 폴리실록산(PDMS 또는 h-PDMS), 폴리 (메틸 메타 크릴 레이트)(PMMA), 폴리 에테르에테르케톤(PEEK), 초고분자량폴리에틸렌(UHMWPE) 및 실리콘 고무와 같은 중합체(polymers), 공중합체(copolymers),복합 재료(composite materials) 및 이들의 혼합물들을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 보다 바람직한 실시예에서, 본 고안의지지요소의 재료는 니켈-티타늄 형상 기억 합금(예컨대, 니티놀 또는 니티놀 -DFT®-Pt)과 같은 니켈-티타늄 합금을 포함한다. 이러한 실시예는 니켈-티타늄 합금의 우수한 탄성 및 형상 기억이 의도된 팽창된 지지요소(12)의 치수를 미리 설정하여 이에 따라 팽창된 지지요소(12)를 제조하고, 더 작은 수축된 지지요소(11) 내로 팽창된 지지요소를 압축하거나 접는 것이 가능하도록 하며, 그 결과 일단 제한부재(limiting member)가 제거될 경우, 수축된 지지요소(11)는 "환자의 뼈 내에 또는 환자의 뼈 사이에 이식되기 전에 단일의 마이크로-유닛이 되고 이식 후에 더 크고 완전한 블록으로 팽창되는" 목적을 달성하기 위해 미리 설정된 치수로 자동 및 탄성적으로 팽창한다. 또한, 니켈-티타늄 합금은 압력(pressure), 인장(tension) 및 비틀림(torsion)에 대한 내성이 높은 기계적인 특성들을 가지며, 내식성(corrosion-resistant), 높은 생체 적합성(biocompatible), 및 충격 흡수성(shock-absorbent)이 있으며, 따라서, 뼈 내에 또는 뼈 사이의 이식에 적합하다.
본 고안의 바람직한 실시예에 따른 환자의 뼈 내에 또는 환자의 뼈 사이에 이식하기 위한 임플란트 구성요소(10)의 제한부재(13)의 개략적인 구조도, 임플란트 구성요소(10)의 개략적인 조립도, 및 제한부재(13)의 제거를 도시한 개략적인 조립도에 대해 각각의 도 3 내지 도 5를 참조하기 바란다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 환자의 뼈 내에 또는 환자의 뼈 사이에 이식하기 위한 임플란트 구성요소(10)는 지지요소의 중공의 중첩 가능한 구조의 중심을 통과하도록 구성된 전술한 지지요소, 제한부재(13)(도 3 참조), 및 바람직하게는(도 4 및 도 5 참조) 안내부재(guiding member)(14)를 포함한다. 제한부재(13) 및 안내부재(14)는 지지요소의 환자의 뼈 내에 또는 환자의 뼈 사이의 지지요소의 이식을 용이하게 하도록 설계된 보조 요소이며, 지지요소의 이식이 완료될 때 환자의 신체로부터 제거될 것이다.
제한부재(13)는 지지요소가 팽창하는 것을 방지하여 지지요소 주위로 제공되며, 이로써 지지요소를 수축된 형태로 유지한다. 다시 말해서, 제한부재(13)에 의해 지지요소에 부과된 구속이 적절한 시간(예컨대, 뼈 내에 또는 뼈 사이에 이식된 후)에 제거되어(도 5 참조), 지지요소가 자동 및 탄성적으로 그것의 미리 설정된 치수로 팽창할 수 있도록 한다. 바람직한 실시예에서, 본 고안의 제한부재(13)의 재료는 금속, 플라스틱, 고무, 유리 섬유, 세라믹, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 본 고안의 제한부재(13)는 수축된 지지요소(11)의 중공의 원통체를 수용하는 형상이다.
안내부재(14)는 지지요소를 이식 부위(implantation site)로 안내하도록 구성된 보조요소이고, 바람직하게는 강성이다. 바람직한 실시예에서, 본 고안의 안내부재(14)의 재료는 금속을 포함할 수 있다.
제1요추(L1)(도 7)의 구조 및 본 고안의 2개의 바람직한 실시예에 따른 임플란트 시스템(100, 200)은 어떻게 하나 또는 복수의 지지요소를 환자의 뼈(도 8 내지 도 12) 내에 이식하는지 인간 척추(human spine)(S)(도 6)에 대해 도 6 내지 도 12를 참조하기 바란다.
임플란트 시스템(100, 200)은 환자의 뼈에 이식되도록 구성되며, 바람직하게는 뿌리(pedicle)(P)를 갖는 척추골(vertebra)(V)을 포함하는 환자의 척추골 기둥(vertebral column) 또는 척추(spine)(S)에 적용한다. 도 6에 도시한 바와 같이, 완전한 인간 척추(spine)는 복수의 척추골(vertebrae)을 포함하고, 제1요추(lumbar vertebra)(L1)는 예시로서 여기에 언급된다. 도 7에 도시한 제1요추(lumbar vertebra)(L1)는 다양한 형태의 척추골 압박 골절 중 하나인 압박 골절(compression fracture)(F)에 기인한 붕괴된 엔드플레이트(collapsed endplate)를 가진다. 본 고안의 임플란트 시스템(100, 200)은 전술한 임플란트 구성요소(10)를 다음의 방식으로 압박 골절(F)로 제1요추(L1) 내에 이식하는데 사용될 수 있다.
우선, 도 8을 참조하면, 안내부재(14)는 제1요추(L1)의 척추(pediclle)(P)를 통해 (예컨대, 제1요추(L1)) 붕괴된 척추골(V)로 움직이게 된다. 중공의 뼈 천공 바늘(bone puncture needle, 미도시)은 안내부재(14)를 척추골(V)에 적절하게 위치시키기 위해 엑스레이 영상의 유도와 함께 척추(P)를 관통하는 구멍을 뚫고 따라서 붕괴된 척추골(V)로 진입하고, 스틸 유도 바늘(미도시)은 스틸 유도 바늘(steel guide needle)을 따라 안내부재(14)가 척추골(V)에 삽입되기 전에, 뼈 천공 바늘의 채널을 통해 척추골(V)에 위치되고 그 다음에 뼈 천공 바늘이 제거된다.
도 9를 참조하면, 일단 안내부재(14)가 제자리에 있게 될 경우, 제한부재(13) 내에 구속되는 수축된(예컨대, 비-팽창) 지지요소(11)는, 목표 위치에 도달할 때까지 예컨대 수축된 지지요소(11)가 골절(F)에 적절하게 위치될 때까지, 안내부재(14)를 따라 척추골(V) 내로 안내된다. 다음에, 도 10을 참조하면, 제한부재(13)는 수축된 지지요소(11)로부터 제거된다.
마지막으로, 도 11을 참조하면, 수축된 지지요소(11)는 그 형상 기억으로 인해 미리 설정된 치수(즉, 팽창된 지지요소(12)로 변함)로 탄성적으로 팽창하고 척추골(V)의 내벽에 단단히 접촉한다. 팽창된 지지요소(12)는 붕괴된 척추골(V)에 지지력을 제공하며, 이로써 척추골(V)을 부분적으로 회복시킨다. 필요하면, 복수의 지지요소는 지지된 영역을 확장하기 위해 수평 또는 수직으로(미도시) 이식될 수 있다. 따라서, 본 고안의 지지요소 및 이를 포함하는 임플란트 시스템(100, 200)은 척추골(V)에 배치된 단일-크기의 임플란트가 손상된 척추(affected pedicle) 주위의 신경을 손상시키거나 크기의 불일치로 인해 부적절한 지지력을 제공할 수 있다는 선행 기술의 단점을 극복한다.
임플란트 시스템(200)은 제1지지요소(221)로서 전술한 지지요소 및, 제1지지요소(221)의 팽창된 중공의 중첩 가능한 구조의 다른 전술한 지지요소(또는 복수의 다른 전술한 지지요소)를 포함한다. 하나 또는 복수의 다른 지지요소들은 도 12에 도시된 바와 같이 팽창된 형태로, 제1지지요소(221)의 중공의 중첩 가능한 구조에, 순차적으로 중첩된다. 복수의 지지요소(22)를 서로 중첩시키기 위해, 전술한 바와 동일한 방식으로 안내부재(24)의 안내에 의해 지지요소가 척추골(V)에 이식되고, 팽창된 형태로 팽창되어 척추골(V)의 내벽에 접촉하는 제1지지요소(221)로서 작용하고, 제1지지요소(221)보다 약간 작은 제2지지요소(222)가 동일한 방법으로 동일한 부위에 이식되고, 탄성 팽창 후, 제1지지요소(221)의 내벽과 밀접하게 접촉하여 더 복원되고 붕괴된 척추골(V)에 대해 더 많은 지지력을 제공한다. 필요하면, 적절한 수의 지지요소는 붕괴된 척추골(V)에 추가로 이식될 수 있다. 예컨대, 제3지지요소(223), 제4지지요소(224) 및 제5지지요소(225)는 도 12에 도시된 중첩 형태를 형성하기 위해 척추골(V) 내에 연속적으로 안내되고 중첩되며, 이로써 전체 복원에 대해 원하는 지지 높이를 달성한다.
도 13 내지 도 17은 본 고안의 다른 2개의 바람직한 실시예에 따른 임플란트 시스템(300, 400)이 어떻게 환자의 뼈 사이에 하나 또는 복수의 지지요소를 이식 하는지를 도시한다.
임플란트 시스템(300, 400)은 골수 내 이식을 위해 구성되고 바람직하게는 추간 디스크(D)를 포함하는 환자의 척추(S)에 적용된다. 임플란트 시스템(300, 400)에 사용되는 지지요소는 추간 디스크(D)가 있는 공간에 맞게 가느다란 형상을 가질 수 있다. 여기서, 도 6의 제12흉추(thoracic vertebra)(T12)와 제1요추(L1) 사이의 추간 디스크(D)는 예시로서 참조된다. 임플란트 시스템(300, 400)은 아래에서 설명된 바와 같이 임플란트 구성요소(30)를 제12흉추(T12)와 제1요추(L1) 사이의 흉간 사이 공간(즉, 추간 디스크(D))에 이식하는데 사용될 수 있다.
2개의 연결된 뼈 사이의 이식을 위한 지지요소는 바람직하게는 뼈 내로의 이식을 위한 것보다 더 길고 더 얇다는 것이 지적되어야 한다.
도 13을 참조하면, 이식 공정은 안내부재(34)를 추간 디스크(D)를 통해 흉간 사이 공간으로 삽입함으로써 시작된다. 안내부재(34)를 추간 디스크(D)에 적절하게 위치시키기 위해, X-레이 영상의 안내에 의해 중공의 뼈 천공 바늘(미도시)이 추간 디스크(D) 내로 움직이게 되고, 스틸 안내 바늘(미도시)은 뼈 천공 바늘의 채널을 통해 추간 디스크(D) 내에 위치시키고, 이어서 안내부재(34)가 스틸 안내 바늘을 따라 추간 디스크(D) 내로 삽입되기 전에, 뼈 천공 바늘이 제거된다.
일단 안내 부재(34)가 제 위치에 있게 될 경우, 도 14를 참조하면, 제한부재(33) 내에 수축된(즉, 비-팽창) 지지요소(31)는 목표 위치에 도달할 때까지, 예컨대, 지지요소(31)가 추간 디스크(D)의 중심에 적절하게 위치될 때까지 안내부재(34)를 따라 추간 디스크(D) 내로 안내된다. 다음에, 도 15를 참조하면, 제한부재(33)는 수축된 지지요소(31)로부터 제거된다.
마지막으로, 도 16을 참조하면, 수축된 지지요소(31)는 그 형상 기억으로 인해 미리 설정된 치수(즉, 팽창된 지지요소(32)로 변함)로 탄성적으로 팽창하고, 인접한 척추골(즉, 제12흉추(T12)와 제1요추(L1)는 추간 디스크(D)에 의해 연결됨)의 대응하는 외벽에 단단히 접촉한다. 팽창된 지지요소(32)는 추간 디스크(D)에 지지력을 제공하며, 이로써 연결된 척추골을 원하는 간격만큼 밀어낸다. 필요하면, 복수의 지지요소는, 연결된 척추골을 밀어내는 것에 의해 영역을 확대하도록 수평 또는 수직으로(미도시) 이식될 수 있다. 따라서, 본 고안의 지지요소 및 이를 포함하는 임플란트 시스템(300, 400)은 복잡한 공구의 필요성과 부적절한 크기의 지지요소(예컨대, 추간 케이지(intervertebral cage))를 사용하는 임상적 편리성의 필요성과 같은 종래의 골밀도 이식 수술(interosseous implantation operations)의 단점을 극복하며, 따라서, 이식된 지지요소와 인접한 뼈(예컨대, 척추골(vertebrae)) 사이의 접촉 영역이 불충분하게 되므로, 이식된 지지요소가 척추골로 가라 앉거나 척추골로부터 미끄러지거나 가관절(false joint)이 형성되도록 추간 융합(intervertebral fusion)에 거의 기여하지 못하게 한다. 또한, 본 고안의 지지요소는 구조적으로 단순하고 크기가 컴팩트해서 척수(spinal cord) 및 척수 신경(spinal nerves)에 의해 부과된 입구 제한을 받지 않고 후방 가측 접근법(posterolateral approach) 및 추간 융합의 추간공(intervertebral foramen approach) 접근법에 적용할 수 있다; 따라서, 본 고안은 충분한 지지력을 제공하기에 적절한 크기의 지지요소의 사용을 가능하게 한다.
임플란트 시스템(400)은 제1지지요소(421)로서의 전술한 지지요소 및 제1지지요소(421)의 팽창된 중공의 중첩 가능한 구조 내의 다른 전술한 지지요소(또는 복수의 다른 전술한 지지요소)를 포함한다. 도 17에 도시한 바와 같이, 하나 또는 복수의 다른 지지요소는 팽창된 형태로, 제1지지요소(421)의 중공의 중첩 가능한 구조에, 순차적으로 중첩된다. 복수의 지지요소(42)를 서로 중첩시키기 위해, 전술한 바와 동일한 방식으로 지지요소가 안내요소(44)의 안내에 따라 추간 디스크(D) 내로 이식되고, 이어서, 인접한 척추골의 대응하는 외벽과 접촉하는 제1지지요소(421)로서 작용하여 팽창된 형태로 팽창하고, 제1지지요소(421)보다 약간 작은 제2지지요소(422)가 동일한 방법으로 동일한 부위에 이식되고, 탄성 팽창 후, 제1지지요소(421)의 내벽에 단단히 접촉하여 더 많은 지지력을 제공하거나 연결된 척추골을 서로 더 멀리 밀어낸다. 필요하면, 적절한 수의 지지요소가 골밀도 공간(interosseous space)에 추가로 이식될 수 있다. 예컨대, 제3지지요소(423), 제4지지요소(424), 및 제5지지요소(425)는 도 17에 도시된 중첩된 형태를 형성하기 위해 환자의 추간 디스크(D) 내로 연속적으로 안내되고 중첩되며, 이로써 원하는 지지 높이를 달성한다.
상기에 따르면, 환자의 뼈 내에 또는 환자의 뼈 사이에 이식하기 위한 본 고안의 복수의 지지요소는 중첩된 형태를 형성하기 위해 뼈 내에 또는 2개의 연결된 뼈 사이에 순차적으로 이식될 수 있다. 본 고안의 단일 수축된 지지요소가 작고 이식하기에 용이하기 때문에, 충분한 수의 지지요소는 실질적인 필요에 따라 환자의 뼈 내에 또는 환자의 뼈 사이에 이식될 수 있다. 본 고안의 임플란트 시스템은 지지요소의 탄성 복원력을 이용하여, 일단 작은(즉, 수축된) 지지요소가 이식되고, 탄성 팽창 후, 뼈의 내벽 또는 2개의 연결된 뼈의 대응하는 외벽에 단단히 접촉하게 될 경우, 제2작은(즉, 수축된) 지지요소는 탄성적으로 팽창하고 제1지지요소의 내벽에 정확하게 접촉하기 전에 동일한 축(즉, 안내부재)을 따라 뼈 내에 또는 연결된 뼈 사이의 공간 내로 안내될 수 있다. 동일한 이유로(By the same token), 3개 이상의 지지요소가 차례로 환자의 뼈 또는 골밀도 공간으로 안내되고 중첩될 수 있다. 확대된 지지요소는 직접 또는 간접적으로 뼈 벽(들)에 단단히 접촉하기 때문에 목표 위치에서 떨어지거나 벗어나지 않을 것이다. 본 고안은 작은 절개(본 고안의 지지요소의 수축된 형태의 크기로 이루어진)만이 하나 또는 복수의 지지요소가 뼈를 충분히 지지하기 위해 또는 원하는 정도로 골밀도 공간을 확장하기 위해 뼈 내에 또는 2개의 연결된 뼈 사이에 이식하는데 필요하다는 점에서 유리하다.
상기한 바와 같이, 본 고안은 이식을 용이하게 하고, 최소 침습성(minimally invasive)을 허용하고, 작은 절개의 외과 수술이 임상적으로 수행되도록 환자의 뼈 내에 또는 2개의 연결된 뼈 사이에 이식되기 전에 수축된 형태로 유지하고 이에 따라 상대적으로 작게 유지하는 지지요소를 제공한다. 일단 환자의 뼈 내에 또는 연결된 뼈 사이에 이식되면, 본 고안의 지지요소는 팽창된 형태로 탄성적으로 팽창하고 치료될 뼈의 내벽 또는 치료될 뼈의 대응하는 외벽들과 접촉하며, 이로써 골절/붕괴된 뼈를 확장하거나 또는 연결된 뼈 사이에 지지력을 제공한다. 이러한 지지요소는 기존의 단일-크기의 임플란트가 "환자의 뼈 내에 또는 환자의 뼈 사이에 이식되기 전에 단일의 마이크로-유닛이 될 수 없고, 이식 후 더 크고 완전한 블록으로 변할 수" 없기 때문에 종래의 이식 기술에 사용된 단일-크기의 임플란트들보다 개선된 것이다. 또한, 종래의 단일-크기의 임플란트와는 달리, 본 고안의지지요소는 이식 중에 영향을 받는 뼈 구조(예컨대, 척추(pedicle))를 파괴하거나 주변 신경(예컨대, 척수(spinal cord) 또는 척수 신경(spinal nerves)), 혈관(예컨대, 복부 대동맥(abdominal aorta) 또는 척추 동맥(vertebral arteries)), 또는 다른 중요한 조직들(예컨대, 요관(ureters))을 손상시키지 않을 것이다; 적절하지 않은 크기(expediently less-than-required size)로 인해 부적절한 지원을 제공할 수도 없다. 필요하면, 본 고안의 복수의 지지요소는 뼈 내에 또는 2개의 연결된 뼈 사이에 이식된 후에 팽창된 형태로 서로 중첩될 수 있으며, 중첩 공정은 전체 이식 시스템에 의해 제공되는 지지력이 원하는 수준에 도달할 때까지 계속될 수 있다. 따라서, 단일 붕괴된 뼈의 제한된 작은 공간(tiny space) 또는 2개의 연결된 뼈 사이에서, 본 고안의 복수의 지지요소는 단일 붕괴된 뼈를 효과적으로 복원하거나 연결된 뼈 사이에 지지력을 제공할 수 있다. 이식할 지지요소의 수는 복원할 뼈의 높이 또는 지지할 연결된 뼈 사이의 간격에 따라 달라진다. 이론적으로, 하나의 뼈 또는 2개의 연결된 뼈 사이의 공간은 필요에 따라 본 고안의 많은 지지요소로 채워질 수 있다. 본 고안의 복수의 지지요소가 이식될 때, 모든 지지요소는 동일한 방향으로 탄성적으로 팽창하고, 각 지지요소는 뼈의 내벽, 인접한 뼈의 대응하는 외벽, 또는 이전의 지지요소의 내벽 중 어느 하나에 단단히 접촉하여 느슨해지지 않을 것이다. 또한, 본 고안의 지지요소는 골절된 뼈의 밀도를 증가시키고 성장시키며, 이로써 치료하는 것을 돕기 위해 임상적으로 필요한 바와 같이, 자가 이식(autologous), 이종(heterologous), 또는 인공 뼈 이식편(artificial bone graft)으로 채울 수 있는 중공의 중첩 가능한 구조를 가진다.
본 고안은 상기의 바람직한 실시예에 의해 더욱 상세하게 설명된다. 예시적인 실시예이 본 명세서에 개시되었지만, 다른 변형이 가능할 수 있음을 이해해야 한다. 이러한 변형은 본 출원의 예시적인 실시예의 의미 및 범위로부터 벗어나는 것으로 간주되어서는 안되며, 당업자에게 자명한 그러한 모든 수정은 다음의 청구항의 범위 내에 포함되는 것으로 의도된다.

Claims (10)

  1. 환자의 뼈 내에 또는 뼈 사이에 이식하기 위한 임플란트 시스템으로서,
    제1 지지요소, 및 단일 붕괴된 뼈를 효과적으로 복원하거나 연결된 뼈 사이에 지지력을 제공할 수 있는 복수의 추가 지지요소- 상기 복수의 추가 지지요소는 각각 제2 내지 제n 지지요소를 정의함 -를 포함하는 지지요소; 및
    상기 제1 지지요소 주위로 제공된 제한부재를 포함하며,
    상기 지지요소는 수축된 형태로부터 팽창된 형태로 변화하기 위해, 자동으로 팽창 가능한 탄성을 갖는 중공의 중첩 가능한 구조이며,
    상기 제2 지지요소는 상기 제1 지지요소보다 직경이 작고 탄성팽창 후 상기 제1 지지요소의 내벽에 밀착되도록 구성되며, 순차적으로, 상기 제n 지지요소는 상기 제n-1 지지요소보다 직경이 작고 탄성팽창 후 상기 제n-1 지지요소의 내벽에 밀착되도록 구성되어, 상기 제n 지지요소의 팽창된 형태가 상기 제n-1 지지요소의 팽창된 형태 내에 순차적으로 중첩 가능하며, 이에 따라 상기 제1 지지요소와 상기 복수의 추가 지지요소가 중첩 구조를 형성하며,
    상기 제한부재는 상기 지지요소가 이식되지 않은 때 상기 지지요소가 자동으로 팽창하는 것을 방지하여, 상기 지지요소를 수축된 형태로 유지하도록 구성되며, 상기 지지요소가 환자의 뼈 내에 또는 환자의 뼈 사이에 이식된 때 상기 제한부재가 제거되어 상기 지지요소가 수축된 형태에서 팽창된 형태로 자동 확장되도록 허용하는, 임플란트 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 뼈는 척추골(vertebra)인, 임플란트 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 지지요소는 망상 구조(reticular structure)인, 임플란트 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지지요소의 재료는 금속 또는 엘라스토머(elastomer)를 포함하는, 임플란트 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 지지요소의 재료는 니켈-티타늄 합금을 포함하는, 임플란트 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 지지요소는 중공의 실린더인, 임플란트 시스템.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 임플란트 시스템은 상기 지지요소의 중공의 중첩 가능한 구조의 중심을 통과하도록 구성된 안내부재를 더 포함하는, 임플란트 시스템.
  9. 삭제
  10. 삭제
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