KR20070102746A - 체내에 캐비티를 제공하는 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR20070102746A
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KR
South Korea
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inflatable portion
cannula
shaft
distal end
cavity
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KR1020077020648A
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아론 디. 마크워스
브라이스 안톤 웨이
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키폰 인크.
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Abstract

체내에 캐비티를 제공하는 시스템 및 방법이 개시되어 있다. 일례로, 제1 캐뉼러(20, 60)의 말단부(24)를 넘어서 연장되도록 구성된 팽창 가능한 부분(42)을 포함하는 샤프트(40)는 제1 캐뉼러를 통해 삽입된다. 그 후, 팽창 가능한 부분은 팽창되어 캐비티를 형성한다. 팽창 가능한 부분이 팽창되는 동안, 골 시멘트가 캐비티에 주입될 수 있다. 팽창 가능한 부분은 이어서 수축될 수 있고, 샤프트는 제1 캐뉼러를 통해 제거된다.
캐비티, 캐뉼러, 팽창 가능한 부분, 내부 샤프트, 외부 샤프트, 키트, 풍선, 제어부.

Description

체내에 캐비티를 제공하는 시스템 및 방법 {SYSTEMS AND METHODS FOR PROVIDING CAVITIES IN INTERIOR BODY REGIONS}
본 발명은 진단 또는 치료 목적으로 체내에 캐비티를 제공하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
소정의 진단 또는 치료 과정은 체내에 캐비티를 제공할 것을 요한다. 예를 들어, 미국 특허 공보 제4,969,888호 및 제5,108,404호에 개시되어 있는 바와 같이, 골절 또는 태생적 골다공증 및 비골다공증(non-osteoporotic) 양자의 다른 비정상적인 뼈의 상태를 고정하는 치료 과정의 일부로서 팽창 가능한 본체가 해면뼈 조직 내에 캐비티를 형성하기 위해 배치될 수 있다. 팽창 가능한 본체는 내부 캐비티를 형성하기 위해 해면뼈를 압박할 수 있다. 캐비티는 골 시멘트와 같은 충전 재료를 수용할 수 있고, 이는 피질성 골을 지지하는 재생 내부 구조를 제공한다.
이러한 과정은 골다공증, 무혈관괴사, 암, 외상, 또는 다른 질병으로 인해 골절되거나 압박 골절 또는 허탈하기 쉬운 피질성 골을 치료하는데 사용될 수 있다. 이러한 상태는 충분히 치료되지 않는다면 변형, 만성 합병증을 가져올 수 있으며, 전체적으로 삶에 유해한 효과를 가져올 수 있다.
뼈나 다른 체내에 안전하면서도 효과적인 방법으로 캐비티를 제공할 수 있는 더 나은 시스템 및 방법이 요구된다.
본 발명의 실시예는 체내에 캐비티를 제공하는 시스템 및 방법을 제공한다. 일 실시예는 제1 캐뉼러의 말단부를 넘어서 팽창하도록 구성된 팽창 가능한 부분을 포함하는 샤프트를 제1 캐뉼러를 통해 삽입하는 단계를 포함한다. 이 실시예는 팽창 가능한 부분을 팽창시킴으로써 캐비티를 생성하는 단계와, 팽창 가능한 부분이 팽창되는 동안에 캐비티 내에 골 시멘트를 주입하는 단계를 더 포함한다. 팽창 가능한 부분은 이어서 수축될 수 있고, 샤프트는 제1 캐뉼러를 통해 제거될 수 있다. 골 시멘트는 척추뼈 몸통과 같은 주위 구조를 지지하기 위해 잔류할 수 있다.
이 실시예는 본 발명을 제한하지 않으며, 단지 이해를 돕기 위해 본 발명의 대표적인 실시예를 설명한다. 실시예는 실시예 부분에서 설명할 것이며, 본 발명에 대한 추가적인 설명은 그 부분에서 제공될 것이다. 본 발명의 여러 실시예에 의해 제공되는 이점들은 명세서를 살펴봄으로써 더 잘 이해될 것이다.
본 발명의 위와 같은 또는 다른 특징, 태양, 이점들은 이하의 도면을 참조하여 실시예 부분을 살펴봄으로써 더 쉽게 이해될 것이다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도구의 사시도이다.
도2는 팽창 가능한 부분이 비팽창 상태에 있는 도1의 도구의 확대 단부도이다.
도3은 팽창 가능한 부분이 팽창 상태에 있는 도1의 도구의 확대 단부도이다.
도4는 팽창 가능한 부분이 후퇴 위치에 있는 도1의 도구의 정면도이다.
도5는 팽창 가능한 부분이 팽창 상태에 있는 도1의 도구의 사시도이다.
도6은 팽창 가능한 부분이 일부 후퇴 위치에 있는 도1의 도구의 정면도이다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 도구의 풍선-작동식 팽창 가능한 부분의 사시도이다.
도8은 캐뉼러가 몇 개의 척추뼈 중 하나의 척추뼈 몸통으로 축을 따라 피부 경유 통로를 형성하고 있는 몇 개의 인간 척추뼈의 측면도이다.
도9는 캐뉼러에 의해 접근되는 척추뼈의 척추뼈 몸통 내에 피질성 골을 드러내도록 제거된 부분의 평면도이다.
도10은 수직 압박 골절 상태를 포함하는 인간의 척추뼈와, 척추뼈 내에 캐비티를 제공하도록 배치되는 본 발명의 일 실시예에 따라 비팽창 상태에서 풍선-팽창식 팽창 가능한 부분을 포함하는 도구의 측면도이다.
도11은 도구의 팽창 가능한 부분이 팽창 상태에 있고 팽창 가능한 부분의 팽창으로 인해 척추뼈가 증가된 내부 치수를 갖는 것으로 도시된 도10의 척추뼈와 도구의 정면도이다.
도12는 도구가 해면뼈에서 회전하는 것으로 도시된 도10의 도구와 척추뼈의 (해부) 평면도이다.
도13은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법의 흐름도이다.
도14는 본 발명의 일 실시예에 따른 일회용 도구를 저장하도록 구성된 무균 키트의 평면도이다.
도15는 도14의 무균 키트의 분해 사시도이다.
본 발명의 실시예는 체내에 캐비티를 제공하는 시스템 및 방법을 제공한다. 본 발명을 구현하는 방법 및 시스템은 치료 또는 진단 목적으로 조직의 하나 이상의 층 내에 또는 이에 인접하여 캐비티를 형성할 필요가 있다면 언제라도 다수의 적합한 체내에서 사용되도록 구성될 수 있다. 일 실시예는 뼈를 치료하는데 사용되는 시스템 및 방법과 관련된 본 발명을 나타낸다. 다른 실시예에서는, 본 발명이 다른 체내 또는 다른 종류의 조직에서 사용될 수 있다.
도면을 참조하면, 도면 전체에서 동일한 참조번호는 동일한 요소를 지칭하며, 도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도구(10)의 사시도이다. 도1에 도시된 도구(10)는 외과용 도구를 포함하며, 수술자가 목표로 하는 치료 부위에 캐비티를 제공하는 것을 허용하도록 구성된다. 도구(10)는 선단부(22)와, 말단부(24)를 갖는 외부 샤프트(20)를 포함한다. 외부 샤프트(20)는 비틀림 전달 능력을 제공하는 탄성 비활성 물질(resilient inert material)(예를 들어, 스테인리스 강, 니티놀과 같은 니켈-티타늄 합금과, 다른 적합한 금속 화합물)로 제조될 수 있다. 외부 샤프트(20)는 외부 샤프트(20)를 파지 및 조작하는 것을 돕는 손잡이(26)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 손잡이(26)는 외부 샤프트(20)에 대해 고정된 발포체로 만들어질 수 있다.
도1에 도시된 도구(10)는 외부 샤프트(20)에 대해 이동하도록 구성된 내부 샤프트(40)를 더 포함한다. 내부 샤프트(40)는 비틀림 전달 능력을 제공하는 탄성 비활성 물질(예를 들어, 스테인리스 강, 니티놀과 같은 니켈-티타늄 합금과, 다른 적합한 금속 화합물)로 제조될 수 있다. 다른 실시예에서, 내부 샤프트(40)는 탄소 섬유, 유리 또는 플라스틱이나 고무와 같은 가요성 재료를 포함하는 다양한 적합한 재료로 제조될 수 있다. 가요성 내부 샤프트(40)를 포함하는 일 실시예에 있어서, 내부 샤프트(40)는 예를 들어 스테인리스 강, (니티놀과 같은) 니켈-티타늄 합금과, 다른 적합한 금속 화합물과 같은 꼬여진 와이어 필라멘트(twisted wire filament)로 제조될 수 있다.
도1에 도시된 실시예에 있어서, 외부 샤프트(20)와 내부 샤프트(40)는 모두 정방형 튜브로 제조되고, 실질적으로 정방형 단면과, 공통축을 따라 보어를 포함한다. 다른 실시예에 있어서, 외부 샤프트(20)와 내부 샤프트(40) 중 하나 또는 양자는 단면에 있어서 원형, 직선형, 타원형, 다각형 또는 소정의 다른 적합한 형상일 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 내부 샤프트(40)의 적어도 일부는 속이 차 있을 수 있다.
내부 샤프트(40)는 선단부(44)와 말단부(46) 사이에 배치되는 팽창 가능한 부분(42)을 포함한다. 팽창 가능한 부분(42)은 선단부(44)와 말단부(46)에 의해 팽창 치수를 넘어서 팽창되는 것이 억제된다. 도시된 실시예에서, 선단부(44)의 단면은 팽창 가능한 부분(42)이 팽창 상태이든지 비팽창 상태이든지 간에 실질적으로 말단부(46)의 단면과 유사하다.
도시된 실시예에서, 팽창 가능한 부분(42)은 복수의 외향 팽창 빔(50)을 포함한다. 도1 내지 도6에 도시된 실시예에 있어서, 복수의 빔(50)은 팽창 가능한 부분(42)을 따라 내부 샤프트(40)의 네 개의 모서리 각각에서 소재를 제거함으로써 제공된다. 다른 실시예에서, 팽창 가능한 부분(42)은 다른 적합한 방법을 사용함으로써 제공될 수 있다. 예를 들어, 팽창 가능한 부분(42)은 내부 샤프트(40)의 일부를 신장함으로써, 또는 선단부(44)와 말단부(46) 사이에 위치하는 내부 샤프트(40)의 일부에 하나 이상의 슬릿, 그루브, 구멍을 제공함으로써 구비될 수 있다.
도1에 도시된 실시예에서, 복수의 빔(50)은 내부 샤프트(40)와 동일한 소재로 제조된다. 다른 실시예에서, 내부 샤프트(40)의 팽창 가능한 부분(42)은 적어도 내부 샤프트(40)의 다른 부분과 다른 소재로 제조될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 팽창 가능한 부분(42)은 니켈 티타늄 합금과 같이 탄성 기억을 갖고 형성되는 수술 등급 형상 기억 물질(surgical grade shape memory material)으로 제조될 수 있고, 내부 샤프트(40)의 선단부(44)는 수술 등급 스테인리스 강, 플라스틱, 또는 다른 적합한 재료로 제조될 수 있다.
도1에 도시된 복수의 빔(50)은 사다리꼴 단면을 각각 포함한다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 빔(50)은 단면에 있어서, 원형, 선형, 또는 다른 적합한 형상일 수 있다.
도1에 도시된 실시예에 있어서, 팽창 가능한 부부(42)의 복수의 빔(50) 각각은 내부 샤프트(40)의 정방형 튜브의 하나 이상의 모서리로부터 적당한 각도로 소재를 제거함으로써 형성되는 적어도 하나의 경사 에지(52)를 포함한다. 다른 실시예에 있어서, 빔(50) 중 어떠한 것도 하나 이상의 경사 에지(52)를 포함하지 않거나, 일부 빔(50)만이 하나 이상의 경사 에지(52)를 포함한다. 또 다른 실시예에 서, 팽창 가능한 부분(42)의 다른 부분은 조직의 적어도 한 층과 직접 접촉하여 이를 절단하도록 구성된 면을 포함할 수 있다.
팽창 가능한 부분(42)이 도3, 도5 및 도6에 도시된 바와 같이 적어도 일부 팽창될 때, 복수의 빔(50) 중 하나 이상의 빔(50)의 하나 이상의 경사 에지(52)는 내부 샤프트(40)가 회전함에 따라 팽창 가능한 부분(42)에 인접한 신체 조직의 적어도 하나의 층과 직접 접촉하여 이를 절단하는데 사용될 수 있다. 도시된 실시예에서, 팽창 가능한 부분(42)은 회전할 때 목표로 하는 치료 부위에서 인접한 조직 덩어리를 절단하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 외부 샤프트(20)와 내부 샤프트(40) 중 적어도 하나의 선단부는 사용 중에 전동 모터(도시 안 됨)에 결합될 수 있는 피팅(도시 안 됨)을 보유할 수 있다. 따라서, 모터는 내부 샤프트(40)와 외부 샤프트(20) 중 하나 또는 양자를 회전시킬 수 있고, 이로써 팽창 가능한 부분(42)을 회전시킨다.
도1 내지 도6에 도시된 실시예에 있어서, 내부 샤프트(40)는 한 편의 연속된 소재를 포함하고, 복수의 빔(50)은 이로부터 소정의 연속된 소재를 제거함으로써 제공된다. 다른 실시예에서, 팽창 가능한 부분(42)은 다른 적합한 방법을 통해 선단부(44)와 말단부(46) 중 적어도 하나에 결합될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에 있어서, 팽창 가능한 부분(42)의 팽창 가능한 빔(50)은 용접, 접착, 용융, 또는 소정의 다른 적합한 결합구[나사, 리벳, 택(tack), 스테이플, 못 등)를 사용함으로써 선단부(44)와 말단부(46) 양쪽에 결합될 수 있다.
도1 내지 도6에 도시된 내부 샤프트(40)의 팽창 가능한 부분(42)은 제어 부(48)와 연통된다. 도1, 도4 내지 도6에 도시된 제어부(48)는 활주 제어부를 포함한다. 다른 실시예에서, 내부 샤프트(40)의 팽창 가능한 부분(42)은 적어도 피스톨 파지 제어부(pistol grip controller), 래칫 제어부(ratcheting controller), 나사식 제어부와 같이 적합한 다른 유형의 제어부, 또는 팽창 가능한 부분(42)이 외부 샤프트(20)의 말단부(24)를 넘어서 연장되는 범위와 팽창 가능한 부분(42)이 팽창되는 범위 중 적어도 하나를 제어하는 것을 도구(10)의 조작자에게 허용하도록 구성될 수 있는 소정의 적합한 다른 유형의 제어부와 연통될 수 있다.
도2를 살펴보면, 도1에 도시된 도구(10)의 확대 단부도가 도시되어 있으며, 팽창 가능한 부분(42)은 비팽창 상태에 있다. 도2에 도시된 바와 같이, 내부 샤프트(40)의 팽창 가능한 부분(42)이 비팽창 상태에 있는 동안, 내부 샤프트(20)의 축에 수직으로 측정할 때, 팽창 가능한 부분(42)의 비팽창 치수는 중공 외부 샤프트(20)의 최소 내부 보어 치수보다 작은 치수를 포함하고, 이로써 내부 샤프트(40)가 외부 샤프트(20)의 축 내에서 이를 따라 이동을 허용하도록 내부 샤프트(40)와 외부 샤프트(20) 사이에 간극을 제공한다. 다른 실시예에서, 내부 샤프트(40)는 외부 샤프트(20)에 대해 회전하도록 구성될 수 있다.
도2에 도시되고 상술한 바와 같이, 팽창 가능한 빔(50)은, 내부 샤프트(40)가 팽창 가능한 부분(42)을 따라 형성되는 정방형 튜브의 네 개의 모서리를 제거함으로써 형성된다. 도시된 실시예에서, 정방형 튜브식 내부 샤프트(40)의 네 개의 모서리 각각은 소정 각도로 제거되고, 결과적으로 팽창 가능한 빔(50)은 사다리꼴 단면 형상을 포함하고 사다리꼴 각각의 측면은 경사 에지(52)를 포함한다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 빔(50)은 원형, 직선형, 다각형, 비대칭형과 같이 또 다른 적합한 형상의 단면을 포함할 수 있다.
도3을 살펴보면, 도구(10)의 확대 단부도가 도시되어 있고, 팽창 가능한 부분(42)은 팽창 상태에 있다. 도3에 도시된 바와 같이, 팽창 상태에서 내부 샤프트(40)의 축에 수직으로 측정해보면, 팽창 가능한 부분(42)은 적어도 외부 샤프트(20)의 내부 보어의 최대 내부 치수만큼 큰 크기의 팽창 치수를 포함한다. 또한, 이러한 팽창 상태에서, 말단부(46)는 도2에 도시된 비팽창 상태로부터 치수가 실질적으로 변경되지 않은 채 유지된다는 점을 알 수 있다. 본 실시예에 있어서, 팽창 가능한 부분(42)은 비팽창 선단부(44)와 비팽창 말단부(46)에 의해 도3에 도시된 바와 같이 팽창 치수를 넘어 팽창되는 것이 억제된다.
도1 내지 도6에 도시된 실시예에서, 팽창 가능한 빔(50)의 경사 에지(52)는 팽창 가능한 부분(42)이 도3에 도시된 팽창 상태에 있을 때 인접한 조직과 직접 접촉하여 이를 절단하는데 사용될 수 있는 면을 제공하며, 적어도 내부 샤프트(40)는 축을 따라 회전한다.
도4를 살펴보면, 도구(10)의 정면도가 도시되어 있으며, 팽창 가능한 부분(42)은 후퇴 위치에 있다. 도4에 도시된 바와 같이, 제어부(48)를 선단 방향(도4의 화살표 A)으로 활주시키면, 팽창 가능한 부분(42)이 외부 샤프트(20)의 말단부(24)로부터 연장되는 거리는 짧아지거나 없어지고, 이로써 팽창 가능한 부분(42)의 팽창이 적어도 일부 제한된다. 도4에 도시된 바와 같이, 최외곽 선단 위치에서 팽창 가능한 부분(42)은 외부 샤프트(20)의 말단부(24) 내 지점으로 후퇴되고, 이 로써 내부 샤프트(40)의 팽창 가능한 부분(42)의 팽창 가능한 빔(50)은 도2에 도시된 비팽창 상태로 압박된다.
도5를 살펴보면, 도구(10)의 사시도가 도시되어 있으며, 팽창 가능한 부분(42)은 팽창 상태로 도시되어 있다. 도5에 도시된 바와 같이, 제어부(48)를 말단 방향(도5의 화살표 F)으로 활주시키면, 팽창 가능한 부분(42)은 외부 샤프트(20)의 말단부(24)를 넘는 지점으로 전진하고, 팽창 가능한 부분(44)의 빔(50)이 인접한 신체 조직에 노출된다. 내부 샤프트(40)의 팽창 가능한 부분(42)이 외부 샤프트(20)의 말단부(24) 외부에 적어도 일부 있으면, 의사는 비팽창 상태(도2 참조)로부터 팽창 상태(도3 및 도5 참조)로 또는 소정의 중간 단계(도6 참조)로 팽창 가능한 부분(42)의 치수를 확대시킬 수 있다.
도6을 살펴보면, 도구(10)의 정면도가 도시되어 있고, 팽창 가능한 부분(42)이, 외부 샤프트(20)(도5 참조)의 말단부(24)를 넘어선 지점으로부터 팽창 가능한 부분(42)의 적어도 일부가 있는 외부 샤프트(20)의 말단부(24) 내 지점으로 일부 후퇴된 것이 도시되어 있다. 도6에 도시된 바와 같이, 도구(10)의 조작자는 제어부(48)를 최외곽 말단 위치로부터 선단 방향으로 활주시킴으로써 도3 및 도5에 도시된 팽창 상태로부터 도2에 도시된 비팽창 상태로 또는 소정의 중간 상태로 다시 팽창 가능한 부분(42)을 후퇴시킬 수 있다. 제어부(48)가 선단 방향으로 활주됨에 따라, 내부 샤프트(40)의 팽창 가능한 부분(42)은 외부 샤프트(20)(도6 참조)의 말단부(24) 내 지점으로 적어도 일부 복귀한다. 도1 내지 도6에 도시된 실시예에 있어서, 외부 샤프트(20)와 복수의 빔(50) 사이의 접촉으로 인한 압력은 팽창 가능한 부분(42)의 빔(50)이 내부 샤프트(40)의 중심축을 향해 편향되도록 하고, 이로써 팽창 가능한 부분을 (예를 들어, 도6의 팽창된 정도와 비교하여, 도5의 팽창 가능한 부분(42)이 팽창된 정도로) 적어도 일부 억제한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제어부(48)는 또한 표시부를 포함할 수 있고, 이를 통해 의사는 팽창 가능한 부분(42)이 외부 샤프트(20)의 말단부(24)를 넘어서 연장되는 정도 또는 팽창 가능한 부분(42)이 팽창되는 정도를 시각적으로 알 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 팽창 가능한 부분(42)의 적어도 일부는 하나 이상의 방사성 물질에 의한 표지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도1 내지 도6에 도시된 바와 같이, 복수의 빔(50) 중 하나 이상은 하나 이상의 방사성 물질에 의한 표지를 포함할 수 있다. 표지는 백금, 금, 칼슘, 탄탈륨과, 다른 중금속과 같은 방사성 불투과성 재료로 제조될 수 있다.
복수의 방사성 물질에 의한 표지를 사용하는 실시예에 있어서, 제1 표지는 팽창 가능한 부분(42)이 말단부(46)와 결합하는 지점에, 또는 이에 인접하여 위치될 수 있고, 다른 표지는 제1 표지로부터 이격된 팽창 가능한 부분(42)의 위치에 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 내부 샤프트(40)의 말단부(46) 또는 외부 샤프트(20)의 말단부(24)는 하나 이상의 표지를 보유할 수 있다. 방사성 물질에 의한 표지는 목표로 하는 치료 부위 내에 팽창 가능한 부분(42)과 외부 샤프트(20)의 방사성 시각화를 허용할 수 있다. 다른 실시예에서, 수술자가 목표로 하는 치료 부위 내에서 적어도 팽창 가능한 부분(42)의 위치와 형상을 볼 수 있도록 허용하는 다른 형상의 표지가 사용될 수 있다. 예를 들어, 팽창 가능한 풍선(도7 참조)에 의해 제공되는 힘을 사용하여 팽창 가능한 부분(42)이 팽창되는 일 실시예에 있어서, 풍선은 방사선 불투과성 재료로 팽창될 수 있다.
도1 내지 도6에 도시된 도구(10)와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 도구는 내부 관내강(lumen)을 포함할 수 있다. 관내강은 Y-밸브를 통해 외부 유체원(external source of fluid)과 외부 진공원(external vacuum source)에 결합될 수 있다. 이러한 일 실시예에 있어서, 헹굼 액체(rinsing liquid), 예를 들어 살균된 식염수(sterile saline)는 도구(10)가 조직 덩어리에 캐비티를 제공하기 전, 제공하는 동안 또는 제공한 이후 유체원으로부터 관내강을 통해 목표로 하는 조직 부위로 주입될 수 있다. 헹굼 액체는 절삭 작업 중에 마찰을 감소시키며 조직으로부터 열을 멀리 전달할 수 있다. 헹굼 액체는 조직 덩어리가 절단되는 동안에 연속적 또는 간헐적으로 주입될 수 있다. 또한, 헹굼 액체는 항응고제(anticoagulant) 또는 다른 항-응고 작용제(anti-clotting agent)를 수반할 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, 관내강은 진공원에 결합될 수 있고, 액체 및 조직 파편은 목표로 하는 조직 부위로부터 관내강으로 흡인될 수 있다.
도7을 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 도구(210)의 풍선-작동식 팽창 가능한 부분(242)의 사시도가 도시되어 있다. 도7에 도시되어 있는 바와 같이, 내부 샤프트(240)의 팽창 가능한 부분(242)은 외부 샤프트(22)의 말단부(224)를 넘어 연장된다. 팽창 가능한 풍선(280)은 외부 샤프트(220)의 축을 따라서 내부 샤프트(240)를 통해 연장되는 내부 보어로 삽입된다. 도시된 풍선(280)은 내부 샤프 트(240)의 선단부(244)를 향하는 개구(도시 안 됨)를 통해 (상술한 바와 같이 방사선 불투과성 재료와 같은) 물질로 팽창된다.
도시된 실시예에서, 풍선(280)이 팽창함에 따라 풍선(280) 표면의 압력은 내부 샤프트(240)의 팽창 가능한 부분(242)이 팽창하도록 한다. 도시된 실시예에서, 팽창 가능한 부분(242)은 복수의 팽창 가능한 빔(250)을 포함하고, 이들 각각은 내부 샤프트(240)의 선단부 및 말단부(244, 246)에서 선단부 및 말단부 양쪽에서 각각 결합된다.
도7에 도시된 실시예에 있어서, 풍선(280)은 팽창 가능한 부분(242)이 팽창될 때 내부 샤프트(240)로부터 수축되고 제거될 수 있다. 내부 샤프트의 팽창 가능한 부분(242)은 적어도 풍선(280)이 수축되고 제거되고 난 이후 도7에 도시된 팽창 상태로 팽창 가능한 부분(242)을 실질적으로 유지할 수 있는 소재로 제조될 수 있다.
도시된 실시예에 있어서, 풍선(280)이 수축되고 제거될 때, 골 시멘트와 같은 재료는 이어서 풍선(280)과의 화학 작용 가능성과 무관하게 팽창 가능한 부분(242)의 팽창에 의해 제공되는 캐비티를 충전하는데 사용될 수 있다. 이러한 실시예는 도구(210)가 척추뼈 몸통(도10 내지 도13 참조)에서 높이를 회복하기 위해 사용되는 상황에서 유용하고, 풍선(280)을 제조하는 소재는 캐비티를 충전하는데 사용되는 골 시멘트와 화학적으로 맞지 않다. 이러한 상황에서, 도구(210)의 팽창 가능한 부분(242)은 풍선(280)이 수축되고 제거된 이후 척추뼈 몸통에서 회복된 높이를 유지할 것이다. 이어서, 골 시멘트가 도구(210) 내부 샤프트(240)를 통해 연 장되는 보어를 통하거나, (반대쪽 캐뉼러와 같이) 별개의 캐뉼러를 통해 주입될 수 있다. 도구(210)는 이어서 골 시멘트가 경화되기 전에 치료 부위로부터 제거될 수 있다.
도8을 살펴보면, 몇 개의 인간 척추뼈(90)의 측면도가 도시되어 있고, 캐뉼러(60)는 몇 개의 척추뼈 중 하나의 척추뼈 몸통으로 축을 따라 피부 경유 통로를 형성한다. 척추뼈 몸통(92)은 척추뼈(90)의 앞쪽(즉, 전방 또는 가슴)으로 연장된다. 척추뼈 몸통(92)은 소형 피질성 골(94)로 형성되는 외부를 포함한다. 피질성 골(94)은 망상 해면뼈(reticulated cancellous, or spongy, bone, 96)(소위 속질 골 또는 해면 뼈 조직이라고 함, 도9 내지 도12 참조)의 내부 체적을 에워싼다.
척추뼈 몸통(92)은 타원형 디스크 형상이다. 도8 내지 도12에 도시된 바와 같이, 척추뼈 몸통(92)의 내부 체적으로의 접근은, 예를 들어 척추뼈 몸통(92)(뒤쪽 측방향 접근)의 후방 측방향을 통해 접근 입구(access portal)를 천공함으로써 이루어질 수 있다. 뒤쪽 측방향 접근을 위한 입구는 척추뼈 몸통(92)의 후방 측방향에서 시작되고, 척추뼈 몸통(92)으로 전방 연장된다. 입구는 최소 침입 폐쇄 방식(closed, minimally invasive procedure) 또는 개방 방식(open procedure)으로 제공될 수 있다.
이와 달리, 내부 체적으로의 접근은 척추뼈(90)의 뿌리 중 하나 또는 양쪽을 통해 접근 입구를 천공함으로써 이루어질 수 있다. 이는 척추뼈 뿌리 통과 접근법으로 불린다. 어느 접근 위치를 지시할 것인지를 결정하는 것은 수술자이다.
본 발명에 따른 도구는 캐뉼러(60) 내에 축을 따라 이동함에 의해 조직의 적 어도 하나의 층에 인접 배치되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도8에 도시된 바와 같이, 캐뉼러(60)는 상술한 도구(10, 210)와 같은 도구를 제공할 수 있고, 캐비티를 제공하기 위해 척추뼈(90)의 척추뼈 몸통(92) 내 피질성 골에 접근한다. 이러한 캐비티는 척추뼈 몸통(92)에 골 시멘트를 주입하기에 앞서 수직 압박 골절 또는 다른 병리학 또는 외상으로 인해 척추뼈 몸통의 소정 높이 손실을 회복하는 과정 중에 제공될 수 있다.
그러나, 본 발명에 따른 시스템 및 방법은 인간의 척추뼈에 대한 용도에 제한되지 않으며, 생물 및 비생물 기관의 다른 부분 내에 캐비티를 제공하거나 또는 다른 부분을 큐렛(curette)하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 도구(10)는 다른 뼈 유형에서와 척추 디스크, 무릎 관절 등과 같이 다른 조직 유형 내에 또는 이에 인접하여 다른 실시 형태로 배치될 수 있다.
도9를 살펴보면, 캐뉼러(60)에 의해 접근되는 척추뼈(90)의 평면도가 도시되어 있으며, 척추뼈 몸통(92) 내에 피질성 골(96)을 드러내도록 제거된 부분이 도시되어 있다. 도9에 도시된 바와 같이, 도1 내지 도6에 대해 상술한 바와 같은 도구(10)는 척추뼈(90)의 척추뼈 몸통(92)에 접근하기 위해 캐뉼러(60)로 삽입된다. 도구(10)는 캐뉼러(60)의 축 내에서 이를 따라 이동하도록 구성된다.
도9에 도시된 실시예에서, 내부 샤프트(40)의 팽창 가능한 부분(42)은 캐뉼러(60)의 내부벽에 의해 도3에 도시된 팽창 상태로 팽창되는 것이 억제되고 있다. 그러나, 캐뉼러(60)의 말단부(62)를 넘어서고 나면, 팽창 가능한 부분(42)은 피질성 골(96) 내에 캐비티를 제공하기 위해 비팽창 상태로부터(도2 참조) 팽창 상태로 (도3 참조) 팽창될 수 있다.
사용 시에, 외부 샤프트(20)는 캐뉼러(60) 내에서 활주 및 회전하도록 지지된다. 도구(10)의 사용자는 목표로 하는 치료 부위에 도구(10)를 배치하기 위해 캐뉼러(60) 내에서 축방향으로 외부 샤프트(20)를 자유로이 활주시킬 수 있다. 해당 부위에 배치될 때, 사용자는 팽창 가능한 부분(42)을 외부 샤프트(20)의 말단부(24) 외부로 배치할 수 있다. 또한, 사용자는 캐뉼러(60) 내에서 외부 샤프트(20)를 회전시킬 수 있고, 이로써 팽창 가능한 부분(42)의 방향과 주행 통로를 조정하기 위해 내부 샤프트(40)의 팽창 가능한 부분(42)을 회전시킬 수 있다.
도9에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 있어서, 캐뉼러(60)에 의해 완전히 구속되면, 팽창 가능한 부분(42)은 외부 샤프트(20)의 말단부(24)를 확실히 넘어선 거리만큼 돌출되었더라도 캐뉼러(60)에 의해 수축된다. 이러한 일 실시예에 있어서, 내부 샤프트(40)의 팽창 가능한 부분(42)은 팽창 가능한 부분(42)이 외부 샤프트(20)의 말단부(24)를 넘어서 연장되지 않는 경우에는 외부 샤프트(20)에 의해 억제되고, 또한 캐뉼러(60)를 통해 통과할 동안 외부 샤프트(20)의 말단부(24)를 넘어 연장되는 경우에는 캐뉼러(60)에 의해 억제된다.
내부 샤프트(40)의 팽창 가능한 부분(42)이 적어도 형상 기억 합금으로 제조되는 일 실시예에 있어서, 캐뉼러(60)의 말단부(62)를 넘고나면, 팽창 가능한 부분(42)은 미리 조절한 원래 팽창 수치를 취하도록 탄성적으로 펴질 수 있다. 이후, 수술자는 팽창 가능한 부분(42)이 캐뉼러(60)의 말단부(62)를 넘어 연장되는 범위와 팽창 가능한 부분(42)이 팽창되는 범위 중 적어도 하나를 변경하도록 제어 부[상술한 제어부(48)와 같은]를 조작할 수 있다.
도9에 도시된 실시예에서, 팽창 가능한 부분(42)이 캐뉼러(60)의 말단부(62)를 넘으면, 도구(10)의 사용자는 또한 캐뉼러(60) 내에서 외부 샤프트(20)와 내부 샤프트(40)를 회전시킴으로써 배치된 팽창 가능한 부분(42)을 회전시킬 수 있다. 도12와 관련하여서는 아래에서 설명하겠지만, 팽창 가능한 부분(42)의 회전은 주위 조직 덩어리를, 이 경우에는 피질성 골(96)을 분할하거나 절단할 수 있다.
캐뉼러(60)를 제조하는 소재는 팽창 가능한 부분(42)의 전진 및 회전을 용이하게 하도록 선택될 수 있다. 캐뉼러(60)는, 예를 들어 비닐, 나일론, 폴리에틸렌, 이오노머, 폴리우레탄과, PET(polyethylene terephthalate)와 같은 표준 가요성, 의료용 플라스틱 소재를 사용하여 구성될 수 있다. 외부 샤프트(20) 또는 내부 샤프트(40)의 적어도 소정 부분은 또한 큰 강성을 얻기 위해 더 강성인 재료를 포함할 수 있고, 이로써 조작과 토크 전달 능력을 도울 수 있다. 이러한 목적으로 사용 가능한 강성인 재료로는 스테인리스 강, 니켈-티타늄 합금(니티놀)과, 다른 금속 합금이 포함된다.
다른 실시예에서, 팽창 가능한 부분(42)과 캐뉼러(60)의 말단 부분(62) 중 적어도 하나는, 이미 설명한 바와 같이 하나 이상의 방사성 물질에 의한 표지를 보유할 수 있다. 표지는 목표로 하는 치료 부위 내에 사용하는 동안 캐뉼러(60)에 대한 위치와 팽창 가능한 부분(42)을 방사상 시각화할 수 있다.
도10을 살펴보면, 수직 압박 골절 상태를 포함하는 인간의 척추뼈(90)의 측면도가 도시되어 있다. 도10에 도시된 바와 같이, 척추뼈(90)의 척추뼈 몸통(92) 은 피질성 골(96)의 골다공증 상태로 인하여 일부 압궤된다. 척추뼈 몸통(92)의 치수 H1은 이러한 골절로 인해 감소된다. 캐뉼러(60)는 척추뼈 몸통(92) 내에 피질성 골(96)에 접근을 제공하도록 피부를 통해 삽입된다.
도10에 도시된 실시예에 있어서, 도7과 관련하여 설명한 도구(210)의 팽창 가능한 부분(242)은 비팽창 상태로 캐뉼러(60)를 통해 척추뼈 몸통(94)으로 삽입된다. 도구(210)의 사용자는 골절이 생겼을 때 척추뼈 몸통(92) 내에 캐비티를 제공하고 잃어버린 척추뼈 몸통(92)의 높이를 회복하기 위해 이를 사용하기를 원할 수 있다.
도11을 살펴보면, 도10에 도시된 바와 같이 치수 H1으로부터 치수 H2로 척추뼈 몸통(92)의 높이를 도구(210)로 증가시킨 후의 인간의 척추뼈(90)의 측면도가 도시되어 있다. 도11에 도시된 바와 같이, 도구(210)의 내부 샤프트(240)의 팽창 가능한 부분(242)은 풍선(280)의 팽창으로 인해 완전 팽창 상태로 팽창된다. 팽창 가능한 부분(242)이 팽창되는 반면에, 내부 샤프트(240)의 선단부 및 말단부(244, 246) 각각은 모두 팽창되지 않는다. 치수 H2의 이러한 증가는 수술자로 하여금 도구(210)를 사용하여 척추뼈(90)의 적어도 일부를 수직 압박 골절 상태 이전과 유사한 형태로 회복하는 것을 허용할 수 있다.
도10 및 도11에 도시된 실시예에 있어서, 팽창 가능한 부분(242)이 도11에 도시된 바와 같이 팽창되면, 풍선(280)은 수축되고 도구(210)로부터 제거될 수 있다. 도시된 팽창 가능한 부분(242)은 풍선(280)이 수축되고 제거되고 난 이후 치수 H2를 회복한 높이를 유지하도록 구성된다.
도10 및 도11에 도시된 실시예에 있어서, 도구(210)의 외부 샤프트(220)와 내부 샤프트(240)는 캐뉼러(260) 내에서 축방향 및 회전방향 이동을 하도록 조작될 수 있다. 다른 실시예에서, 외부 샤프트(220)는 그 자체로 캐뉼러와 같은 작용을 할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 도10 및 도11에 도시된 캐뉼러(260)는 외부 샤프트(220)와 같은 작용을 할 수 있고, 내부 샤프트(240)의 팽창 가능한 부분(242)과 캐뉼러(60) 사이의 접촉력은 팽창 가능한 부분(242)이 도11의 팽창 상태로부터 도10의 비팽창 상태로, 또는 중간 상태로 수축되도록 할 수 있다.
도10 및 도11에 도시된 실시예에 있어서, 도구(210)의 사용자는 외부 샤프트(220)와 내부 샤프트(240) 중 적어도 하나를 캐뉼러(60) 내에서 자유로이 축방향 활주하여 척추뼈 몸통(92) 내에 목표로 하는 치료 부위에 배치할 수 있다.
도12를 살펴보면, 도10 및 도11에 도시된 도구(210)와 척추뼈(90)의 평면도가 도시되어 있고, 도구(210)는 척추뼈 몸통(92)의 피질성 골(96)에서 회전되는 것으로 도시되고 있다. 도12에 도시된 바와 같이, 내부 샤프트(240)의 팽창 가능한 부분(242)이 팽창되면, 풍선(280)(도12에 도시 안 됨)은 수축 및 제거되고, 도구(210)는 캐뉼러(60)에서 (화살표 R로 표시된 바와 같이) 회전될 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, 팽창되고 나면, 팽창 가능한 부분(242)의 팽창 가능한 빔(250) 상에 경사 에지(252)는 도구(210)가 사용자에 의해 주위 피질성 골(96)(도12에서 화살표 R로 표시된 바와 같이)을 통해 회전될 때 큐렛과 같은 작용을 할 수 있다. 이와 같이, 회전 팽창 가능한 부분(42)을 회전시킴으로써, 척추뼈 몸통(92)에서 피질성 골(96)을 절단할 수 있다. 도12에 도시된 실시예에서, 빔(250)의 경 사 에지(252)는 도구(210)의 사용자가 원하는 형상 및 치수의 캐비티(C)를 제공하는 것을 돕기 위해 피질성 골(96)과 직접 접촉하여 이를 절단하도록 구성된다.
일 실시예에서, 흡입 튜브는 또한 캐뉼러(60)를 통해 배치되어 팽창 가능한 부분(242)에 의해 절단된 피질성 골을 제거할 수 있다. 다른 실시예에서, 외부 샤프트(220)와 내부 샤프트(240) 중 적어도 하나는, 흡입 튜브로서 작용할 뿐만 아니라 형성된 그 자체로 캐비티에 헹굼 액체를 운반하는 내부 관내강을 포함할 수 있다. 흡입 튜브[또는, 외부 또는 내부 샤프트(220, 240)의 관내강]로는 (필요하다면, 항응고제를 포함한) 헹굼 액체를 주입할 수 있고, 팽창 가능한 부분(242)에 의해 절단된 피질성 골을 제거할 수 있다. 이와 달리, 외부 샤프트(220)와 내부 샤프트(240) 중 적어도 하나는 흡입 튜브로 작용하는 제1 내부 관내강과, 치료 부위를 씻어내는 작용을 하는 제2 내부 관내강을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 팽창 가능한 부분(242)을 주기적으로 팽창시키거나, 팽창될 때 팽창 가능한 부분(242)을 회전시킴으로써, 사용자는 원하는 치수를 갖는 캐비티(C)를 제공할 수 있다.
원하는 캐비티(C)가 형성되고 나면, 도구(10 또는 210)와 같은 캐비티-제공 도구가 캐뉼러(60)를 통해 후퇴될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에 있어서, 도구(210)의 사용자는 우선 내부 샤프트(240)의 팽창 가능한 부분(242)을 외부 샤프트(220)로 후퇴시켜서 팽창 가능한 부분을 수축시킬 수 있다. 도구(210)는 이어서 캐뉼러(60)를 통해 치료 부위로부터 제거될 수 있다. 다른 실시예에서는 팽창 가능한 부분(242)을 외부 샤프트(220)로 먼저 후퇴시키지 않더라도, 팽창 가능한 부 분(242)은 단순히 도구(210)를 치료 부위로부터 캐뉼러(60)를 통해 후퇴시킴으로써 수축될 수 있다.
이와 달리, 일 실시예에 있어서, 캐비티(C)는 골 시멘트와 같은 재료로 적어도 일부가 충전될 수 있고, 반면에 도구(210)의 팽창 가능한 부분(242)은 척추뼈 몸통(96) 내에 팽창 상태로 여전히 배치된다. 이어서 소정의 다른 적합한 도구가 캐뉼러(60) 또는 (반대쪽 캐뉼러와 같은) 다른 캐뉼러를 통해 형성된 캐비티(C)로 배치될 수 있다. 제2 도구는, 예를 들어 [골 시멘트로 캐비티(C)를 충전하는 것과 같은] 진단 또는 치료 과정을 수행할 수 있다. 다른 실시예에서는, 팽창 가능한 부분(242)이 팽창 상태로 척추뼈 몸통(92)에 배치되는 동안, (치료 물질과 같은) 다른 물질이 팽창 가능한 부분(242)에 의해 캐비티(C)로 제공될 수 있다. 예를 들어, 동종이식 물질(allograft material), 합성 골 대체재, 투약제 또는 경화된 상태로 될 수 있는 유동 가능한 재료가 캐비티(C)에 제공될 수 있다. 또한, 이러한 방식은 방사선 치료 또는 화학 요법을 적용하는데 사용될 수 있다. 치료를 목적으로 이러한 물질(106)을 캐비티(C)에 주입하는 것에 대한 상세한 내용은 본 명세서에서 참조로서 인용하고 있는 미국 특허 제4,969,888호, 제5,108,404호와, 미국 동시계속출원 제2003/0229372호를 통해 알 수 있다.
도13을 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 방법의 흐름도(600)가 도시되어 있다. 실시예는 박스(615)에 도시되어 있는 바와 같이, 수직 압박 골절 상태를 포함하는 척추뼈의 척추뼈 몸통으로 [상술한 캐뉼러(60)와 같은] 캐뉼러를 피부를 통해 삽입하는 단계를 포함한다.
방법(600)은 박스(625)에 도시된 바와 같이, 팽창 가능한 부분을 포함하는 샤프트를 캐뉼러를 통해 척추뼈 몸통으로 삽입하는 단계를 더 포함한다. 팽창 가능한 부분은, 예를 들어 상술한 팽창 가능한 부분(42)을 포함할 수 있고, 샤프트는 적어도 상술한 내부 샤프트(40)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 샤프트는 상술한 내부 및 외부 샤프트(40, 20)를 모두 포함할 수 있다.
방법(600)은 박스(635)에 도시된 바와 같이, [상술한 풍선(280)과 같은] 비팽창 풍선을 샤프트를 통해 샤프트의 팽창 가능한 부분 내에 있는 지점으로 삽입하는 단계를 더 포함한다.
풍선은 이어서 팽창되고, 이로써 박스(645)에 도시된 바와 같이 샤프트의 팽창 가능한 부분을 팽창시킨다. 팽창 가능한 부분의 팽창은 척추뼈 몸통 내에 [상술한 캐비티(C)와 같은] 캐비티를 제공할 수 있다.
방법(600)은 박스(655)에 도시된 바와 같이, 풍선을 수축시키고 제거하는 단계를 더 포함한다. 예를 들어, 풍선은 팽창 가능한 부분이 척추뼈 몸통에서 캐비티를 유지하는 동안 수축되고 이어서 샤프트를 통해 연장된 보어를 통해 제거될 수 있다.
방법(600)은 박스(665)에 도시된 바와 같이, 팽창 가능한 부분이 팽창되는 동안 팽창 가능한 부분에 의해 형성되는 캐비티에 골 시멘트를 주입하는 단계를 더 포함한다. 골 시멘트는 샤프트가 삽입된 캐뉼러와 동일한 캐뉼러를 통해 주입될 수 있고, 또는 반대쪽 캐뉼러와 같이 다른 캐뉼러를 통해 척추뼈 몸통으로 제공될 수 있다. 이와 같이, 또는 이와 달리, 스코프(scope)와 같은 다른 수술용 도구가 샤프트를 통한 보어를 통해 캐비티에 삽입될 수 있다.
방법(600)은 박스(675)에 도시된 바와 같이, 골 시멘트가 캐비티에 주입되고 나면 팽창 가능한 부분을 수축시키는 단계를 더 포함한다. 일 실시예에서, 팽창 가능한 부분을 가압함으로써 팽창 가능한 부분은 수축되고, 이로써 팽창 가능한 부분의 팽창 치수보다 작은 치수의 내경을 포함하는 캐뉼러의 말단부 내에 있는 지점으로 축방향 이동될 수 있다. 캐비티에 남아있는 골 시멘트는 샤프트의 팽창 가능한 부분이 수축된 후 척추뼈 몸통의 안정적인 치수를 제공할 수 있다.
방법(600)은 마지막으로 박스(685)에 도시된 바와 같이, 팽창 가능한 부분을 포함하는 샤프트를 캐뉼러를 통해 제거하는 단계를 포함한다. 다른 실시예에서, 팽창 가능한 부분은 샤프트로부터 분리될 수 있고, 샤프트의 적어도 소정의 다른 부분이 캐뉼러를 통해 제거되는 동안, 척추뼈 몸통 내에 팽창 또는 비팽창 상태로 남겨질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 도구는 뼈 또는 다른 조직에 배치되기에 앞서 무균 키트(sterile kit)(500)(도14 및 도15 참조)로 포장될 수 있다. 이러한 일 실시예에서, 도구는 일회용 도구를 포함할 수 있다.
도14 및 도15를 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 일회용 캐비티-형성 도구를 저장하는 무균 키트의 평면도와 분해 사시도가 각각 도시되어 있다. 도14 및 도15에 도시된 바와 같이, 키트(500)는 내부 트레이(508)를 포함한다. 트레이(508)는 사용하기에 앞서 멸균 및 저장을 하는 동안 곧고 평평하게 펴진 상태로 (일반적으로 502로 표시되는) 특정한 캐비티-형성 도구를 유지한다. 트레이(508) 는 다이 컷 판지(die cut cardboard) 또는 열성형 플라스틱 소재로 형성될 수 있다. 트레이(508)는 원하는 곧고 평평하게 펴진 상태로 도구(510)를 유지하는 하나 이상의 이격 배치된 탭(509)을 포함한다.
키트(500)는 도시된 실시예에 있어서, 외부 환경과의 접촉으로부터 트레이(508)를 둘러싸도록 열 등에 의해 주연방향 밀봉된 내부 랩(512)을 포함한다. 내부 랩(512)의 일단부는 종래의 필 어웨이 시일(peal-away seal, 514)(도15 참조)을 포함하고, 이로써 수술실 내에서와 같은 무균 환경에서 사용할 때 트레이(508)에 빠르게 접근할 수 있다.
도시된 키트(500)는 또한 내부 랩(512)을 둘러싸도록 열 등에 의해 마찬가지로 주연방향 밀봉된 외부 랩(516)을 포함한다. 외부 랩(516)의 일단부는 종래의 필 어웨이 시일(518)(도15 참조)을 포함하고, 이로써 도구(510)를 절박하게 사용해야 할 때 도구(510)의 무균 상태를 더럽히지 않으면서 외부 랩(516)으로부터 제거가능한 내부 랩(512)에 접근할 수 있다.
내부 및 외부 랩(512, 516)(도15 참조)은 주연방향 밀봉된 상부 시트(520)와 저면 시트(522)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 상부 시트(520)는 키트(500)의 내용물을 시각적으로 구별할 수 있도록 폴리에틸렌 또는 MYLARTM 소재와 같은 투명한 플라스틱 필름으로 만들어진다. 저면 시트(522)는 (DuPont사로부터 입수가능한) TYVECTM 플라스틱 소재와 같이, 산화에틸렌 소독 가스(ethylene oxide sterilization gas) 투과성 소재로 만들어질 수 있다.
무균 키트(500)는 또한 라벨 또는 인서트(506)를 보유하며, 이는 키트(500) 내용물을 재사용함에 대해 확실히 주의를 주기 위해 "한 명의 환자에게만 사용할 것"이라는 문구 (또는 이와 유사한 문구)를 포함한다. 라벨(506)은 또한 도구(510)의 재소독에 대해 확실하게 알려줄 수 있다. 라벨(506)은 또한 수술자 또는 사용자에게 사용시 키트(500) 전체 내용물과 도구(510)의 처치를 적절한 생물학적 폐기 절차에 따라 지시할 수 있다. 키트(500) 내에 도구(510)가 포장되어 있다는 사실은 그 도구(510)가 무균이며 이전에 사용된 적이 없다는 점을 수술자 또는 사용자에게 확인해준다. 수술자 또는 사용자는 이로써 도구(510)가 성능이 확인되었고 무균 규격에 부합하며, 사용하는 동안 팽창될 때 원하는 형상을 가진다는 점을 확신한다.
키트(500)는 또한 사용법(524)을 포함할 수 있고, 이는 수술자에게 피질성 골에 캐비티를 형성하기 위해 이미 설명한 방식으로 도구(510)를 사용할 것을 지시한다. 예를 들어, 사용법(524)은 수술자에게 캐비티를 제공하기 위해 뼈 내에 도구(510)를 배치 및 조작하는 것을 지시한다. 사용법(524)은 또한 수술자에게, 예를 들어 골 시멘트, 동종이식 물질, 합성 골 대체재, 투약제, 또는 도구(510)가 캐비티를 제공하기 전, 제공 중, 또는 제공한 후 경화 상태가 되는 유동 가능한 재료 등의 재료로 캐비티를 충전할 것을 지시할 수 있다.
본 발명의 실시예에 대한 이상의 설명은 예시적일 뿐이며, 본 발명은 개시된 형태에 한정되거나 의도되지 않는다. 본 기술분야의 당업자라면 본 발명의 기술 사상 및 범위를 벗어나지 않고도 수많은 변형례와 개조를 생각할 수 있을 것이다.

Claims (25)

  1. 선단부와, 말단부와, 내부 보어 치수와, 통로를 형성하는 축을 포함하는 캐뉼러와,
    캐뉼러 내에서 캐뉼러의 축을 따라 이동함으로써 조직에 인접 배치되도록 구성된 샤프트를 포함하며,
    상기 샤프트는 선단부와, 말단부와, 상기 선단부와 말단부 사이에 배치되는 팽창 가능한 부분을 포함하고, 상기 팽창 가능한 부분은 상기 선단부와 말단부에 의해 팽창 치수를 넘어서 팽창되는 것이 억제되는, 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 팽창 가능한 부분은 캐비티가 골 시멘트로 충전되는 동안 조직에 인접한 캐비티의 치수를 유지하도록 구성되는 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 팽창 가능한 치수는 적어도 내부 보어 치수이고, 상기 팽창 가능한 부분은 내부 보어 치수보다 작은 비팽창 치수를 포함하는 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 팽창 가능한 부분은 상기 팽창 가능한 부분이 상기 캐뉼러의 말단부를 넘어선 지점으로부터 상기 캐뉼러의 말단부 내로 인입되면 팽창 치수로부터 비팽창 치수로 수축되도록 구성되는 시스템.
  5. 제3항에 있어서, 상기 팽창 가능한 부분은 상기 팽창 가능한 부분이 상기 캐뉼러의 말단부를 넘어선 지점으로 연장되면 비팽창 치수로부터 팽창 치수로 팽창되도록 구성되는 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 샤프트의 선단부는 상기 샤프트의 말단부의 단면과 실질적으로 유사한 단면을 포함하는 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 선단부와 말단부의 단면 모두는 다각형 형상을 포함하고, 상기 팽창 가능한 부분은 다각형 형상의 적어도 한쪽 모서리를 제거하여 제공되는, 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 팽창 가능한 부분은 적어도 하나의 외향 팽창 빔을 포함하고, 상기 적어도 하나의 외향 팽창 빔은 상기 샤프트의 선단부에 결합되는 선단부와, 상기 샤프트의 말단부에 결합되는 말단부를 포함하는 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 팽창 가능한 부분은 조직과 직접 접촉하여 이를 절단하도록 구성된 면을 포함하는 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 면은 경사 에지 면을 포함하는 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 상기 샤프트는 상기 캐뉼러의 축을 따라 연장되는 보어를 포함하는 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 보어는 스코프를 수용하도록 구성되는 시스템.
  13. 제11항에 있어서, 상기 보어는 비팽창 풍선을 수용하도록 구성되는 시스템.
  14. 제11항에 있어서, 상기 팽창 가능한 부분은 상기 비팽창 풍선이 팽창될 때 팽창되도록 구성되는 시스템.
  15. 제1항에 있어서, 상기 샤프트의 팽창 가능한 부분은 적어도 형상 기억 물질을 포함하는 시스템.
  16. 캐뉼러의 말단부를 넘으면 팽창하도록 구성되는 팽창 가능한 부분을 포함하는 샤프트를 캐뉼러를 통해 삽입하는 단계와,
    캐비티를 생성하도록 상기 팽창 가능한 부분을 팽창시키는 단계와,
    상기 팽창 가능한 부분이 팽창되는 동안 상기 캐비티에 골 시멘트를 주입하는 단계와,
    상기 팽창 가능한 부분을 수축시키는 단계와,
    상기 샤프트를 캐뉼러를 통해 제거하는 단계를 포함하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 팽창 가능한 부분을 팽창시키는 단계는 비팽창 풍선을 상기 샤프트의 보어를 통해 상기 팽창 가능한 부분 내의 지점으로 삽입하는 단계와, 상기 풍선을 팽창시키는 단계를 포함하고, 상기 풍선은 풍선이 팽창되면 상기 팽창 가능한 부분을 팽창시키도록 구성되는, 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 풍선을 수축시키는 단계와,
    상기 풍선을 상기 샤프트의 보어를 통해 제거하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  19. 제16항에 있어서, 상기 팽창 가능한 부분은 캐비티에 인접한 조직과 직접 접촉하여 이를 절단하도록 구성된 면을 포함하고, 상기 방법은 상기 면과 조직을 접촉시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 면은 경사 에지 면을 포함하는, 방법.
  21. 제16항에 있어서, 상기 캐뉼러는 제1 캐뉼러를 포함하고, 상기 골 시멘트를 캐비티로 주입하는 단계는 골 시멘트를 제2 캐뉼러를 통해 주입하는 단계를 포함하는, 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 제2 캐뉼러는 반대쪽 캐뉼러를 포함하는, 방법.
  23. 제16항에 있어서, 상기 캐비티는 조직에 인접한, 방법.
  24. 제16항에 있어서, 상기 팽창 가능한 부분은 상기 샤프트의 선단부와 상기 샤프트의 말단부 사이에 배치되고, 상기 팽창 가능한 부분은 상기 선단부와 말단부에 의해 팽창 치수를 넘어서 팽창되는 것이 억제되는, 방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 샤프트의 선단부의 단면은 상기 샤프트의 말단부의 단면과 실질적으로 유사한, 방법.
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