KR20180072675A - 리빙 힌지를 구비한 확장형 추간 케이지 장치, 시스템 및 그의 제조 방법 - Google Patents

리빙 힌지를 구비한 확장형 추간 케이지 장치, 시스템 및 그의 제조 방법 Download PDF

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KR20180072675A
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Abstract

3D 프린팅을 이용하며 리빙 힌지들을 구비한 확장형 추간 케이지를 개시한다. 추간 케이지는 비확장 형태에서 확장 형태로 확장되도록 구성된다. 추간 케이지에 힘을 가하여 추간 케이지를 전개시키도록, 가변 체적형 파우치 또는 전개 케이블과 같은 전개 시스템이 추간 케이지에 포함될 수 있다.

Description

리빙 힌지를 구비한 확장형 추간 케이지 장치, 시스템 및 그의 제조 방법
관련 출원건들에 대한 상호 참조
본원은, 미국 가출원 제61/389,986호의 우선권을 주장하며 “추간 장치 및 사용 방법”(INTERVERTEBRAL DEVICE AND METHODS OF USE)이란 명칭으로 2011년 9월 29일에 출원된 미국특허출원 제13/248,747호; 2012년 8월 27일에 출원된 미국 가출원 제61/693,738호와 2013년 3월 12일에 출원된 미국 가출원 제61/778,271호의 우선권을 주장하며 2013년 8월 23일에 출원된 PCT 출원 제PCT/US2013/056500호의 35 U.S.C. §371에 따른 국내 단계 진입 출원으로서, “추간 케이지 장치 및 시스템 및 그의 사용 방법”(INTERVERTEBRAL CAGE APPARATUS AND SYSTEM AND METHODS OF USING THE SAME)이란 명칭으로 2015년 2월 20일에 출원된 미국 특허출원 제14/422,750호; 및 2013년 3월 12일에 출원된 미국 가출원 제61/778,220호의 우선권을 주장하며 “수직 확장형 추간 케이지, 전개 장치, 및 그의 사용 방법”(VERTICALLY EXPANDABLE INTERVERTEBRAL CAGE, DEPLOYMENT DEVICES, AND METHODS OF USING THE SAME)이란 명칭으로 2014년 2월 26일에 출원된 PCT 출원 제PCT/US2014/018772호와 관련이 있으며, 모든 전체 내용이 본원에 참조로 포함되어 있다.
본 발명은 전체적으로 척추 유합 시술에 사용되는 확장형 추간 케이지 또는 보형물에 관한 것으로, 더 구체적으로는 3D 프린팅 기법을 이용하여 상기 확장형 추간 케이지를 제조하기 위한 장치, 시스템 및 방법에 관한 것이다.
척추골은 척주를 구성하는 개별적 불규칙 뼈들이다. 정상적으로 인간에게는 33개의 척추골이 있는데, 그 중 5개는 유합되어 엉치뼈를 형성하고 있고(나머지는 추간판에 의해 이격됨), 4개의 미저골 뼈들은 꼬리뼈를 형성하고 있다. 남은 24개는 상부 세 구역에 포함되며, 이들 척추골이 점유하고 있는 구역에 따라 경추(7개의 척추골), 흉추(12개의 척추골) 및 요추(5개의 척추골)란 이름으로 그룹 지어진다. 때때로 이러한 개수는 한 구역 내 추가 척추골만큼 증가되거나 또는 한 구역 내에서 감소될 수 있으며, 그 부족분은 다른 구역 내 추가 척추골에 의해 종종 채워진다. 그러나 경추 개수가 증가하거나 감소되는 일은 극히 드물다.
전형적인 척추골은 2개의 주요 부분, 즉, 추체에 해당되는 전방(앞쪽) 분절과, 추공을 에워싸는 추(신경)궁에 해당되는 후방 부분으로 구성된다. 추궁은 한 쌍의 뿌리와 한 쌍의 고리판으로 형성되고, 4개의 관절돌기, 2개의 가로돌기 및 1개의 가시돌기로 이루어진 7개의 돌기를 지지하며, 이때 가시돌기는 신경 가시(neural spine)으로도 알려져 있다.
척추골이 서로 관절로 연결되었을 때, 추체들은 헤드부(head)와 몸통부(trunk)를 지지하기 위한 단단한 기둥을 형성하며, 추공들은 척수(등골)를 보호하기 위한 관(canal)을 구성하는 한편, 척수 신경 및 혈관 전달을 위해 모든 척추골 쌍 사이에는 추간공에 해당되는 2개의 개구가 양쪽에 하나씩 있게 된다.
종래의 척추 케이지 어셈블리(spinal cage assembly)는 척추골을 안정화시키기 위해 척추 유합 시술에 사용되고 있다. 통상적으로 척추 유합은 인접 척추골을 이격시키고 함께 유합시키는 케이지 어셈블리의 용도를 활용한 것이다. 척추 유합 기술은 척추골을 분리시키는 디스크 물질을 제거하는 것과, 뼈를 디스크 영역 내로 충돌시키는 것을 포함한다. 이들 케이지 어셈블리는 일반적으로 속이 비어 있으며, 그의 측면에는 뼈가 성장하도록 하기 위한 진입부를 제공하기 위해 구멍들이 마련되어 있다. 흔히 이러한 케이지들은 티타늄으로 형성되며, 다양한 형상과 크기로 유통되고 있다.
현재의 추간 또는 추체간 케이지들은 세 가지의 주요 원리, 즉, 수술적 접근법의 해부학적 제한사항, 뼈 유합을 촉진시키기 위한 골이식량의 최적화, 및 침강에 견디도록 척추 종판과의 장치 접촉 최적화를 이용하여 설계된다. 현재의 케이지들은 그 형상이나 부피를 변경할 수 없다는 점에서 정적이며, 이로써 해부학적 구조와 기술에 제약을 받고, 그리하여 최적의 골이식량 또는 표면 접촉을 제공하지 못한다.
많은 종래의 척추 케이지 어셈블리는, 보형물을 배치하기 전, 대향하는 척추골의 평행 신전을 이용한다. 그러나, 모든 척추골이 평행하게 대향하고 있지는 않다. 정상적이고 건강한 척추는 척추전만으로 불리는 자연 만곡을 가진다. 이러한 만곡의 결과로, 대향 척추골은 척추의 위치에 따라 그의 종판들과 비-평행 정렬 상태로 위치된다.
대향 척추골 사이에 원하는 척추전만을 유지 또는 실현하기 위해 최적의 골이식량 또는 표면 접촉을 제공하는 형상 및/또는 크기로 확장될 수 있는 추간 케이지 또는 보형물이 요구된다. 본 발명은 이러한 문제점들과 다른 문제점들을 해결하고자 한다.
본원의 특정 실시예들은 확장형 추간 케이지, 그리고 그의 제조 및 사용 방법에 관한 것이다. 몇몇 실시예들은 두 척추골 사이에, 구체적으로는 2개의 척추 종판 사이에 위치하도록 구성될 수 있는, 비제한적으로 환자 맞춤형 추간 케이지를 비롯한 추간 케이지에 관한 것이다.
이에 본원에서는 3D 프린팅으로도 알려져 있는 적층 가공에 의해 확장형 추간 케이지를 제조하는 방법을 개시한다. 확장형 추간 케이지는 단일 일체품으로 성형되고 한층 씩 아래에서 시작해 위로 적층시켜 구성됨에 따라 구성요소들이 하나의 리빙 힌지에 의해 일체로 연결된다.
본 발명의 일 양태에서는 인접 척추골 사이에 배치하기 위한, 리빙 힌지를 구비한 확장형 추간 케이지를 3D 프린팅가능 소재를 사용하여 제조하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 확장형 추간 케이지의 3D 데이터를 3D 프린터에 제공하는 단계로서, 확장형 추간 케이지는 선회성 몸체를 포함하되, 선회성 몸체는 비확장 형태에서 확장 형태로 전환되는 동안 휘어지거나 변형되도록 구성된 일체형 리빙 힌지들에 의해 회전가능하게 부착되는 복수의 측방 세그먼트들을 갖는 것인, 3D 데이터 제공 단계와; 하나 이상의 3D 프린팅가능 소재를 사용하여 선회성 몸체의 복수의 측방 세그먼트들과 일체형 리빙 힌지들을 프린팅 하는 단계를 포함한다.
몇몇 실시예에서, 상기 하나 이상의 3D 소재는 열가소성 수지, 광중합체, 금속 분말, 공융 금속, 티타늄 합금 및 이들의 조합물로 이루어진 군에서 선택된다. 몇몇 실시예에서, 상기 하나 이상의 3D 소재는 천연 생체적합성 소재, 합성 생체적합성 소재, 금속 생체적합성 소재, 적응성 소재, 4D 프린팅 및 이들의 조합물로 이루어진 군에서 선택된다. 몇몇 실시예에서, 상기 하나 이상의 3D 소재는 폴리에테르케톤(PEK), 폴리에테르이미드(PEI)(이를 테면, Ultem), 초고분자량 폴리에틸렌(UHMPE), 폴리페닐렌, 폴리에테르-에테르-케톤(PEEK)(예를 들어 PEEK Altera와 같은 기억 PEEK 물질 포함), 및 이들의 조합물로 이루어진 군에서 선택된다. 몇몇 실시예에서, 비교적 가요성인 3D 프린팅가능 소재는 비금속성 소재를 포함하며, 비교적 강성인 3D 프린팅가능 소재는 금속성 소재를 포함한다.
몇몇 실시예에서, 상기 추간 케이지는 플라즈마 스프레이, 수산화인회석 코팅, 생물제제(biologics), 항생제, 약물 또는 유전자 치료제, 나노기술 플랫폼(들) 및 이들의 조합물로 이루어진 군에서 선택된 외부 코팅을 포함한다.
몇몇 실시예에서, 상기 일체형 리빙 힌지들은 비교적 가요성인 3D 프린팅가능 소재를 포함하며, 상기 측방 세그먼트들은 비교적 강성인 3D 프린팅가능 소재를 포함한다.
몇몇 실시예에서, 상기 3D 데이터는 표준 케이지 크기에 대한 기정된 데이터이다. 몇몇 실시예에서, 상기 3D 데이터는 3D 영상 데이터이고, 상기 방법은 3D 영상 데이터를 생성하기 위해 환자의 인접 척추골을 수술 전 촬상하는 단계를 더 포함한다.
몇몇 실시예에서, 상기 리빙 힌지들은 선회성 몸체의 국부적 휨 또는 변형을 허용하도록 구성된, 선회성 몸체의 협소부들 및/또는 선회성 몸체의 절단부들을 포함한다.
몇몇 실시예에서, 상기 선회성 몸체는 횡축을 따라 대향 배치되는 근위측 단부와 원위측 단부를 포함하며, 비확장 형태에서 근위측 단부와 원위측 단부는 최대 거리 이격되고, 확장 형태에서 근위측 단부와 원위측 단부는 함께 더 가까이 있으며, 상기 확장형 추간 케이지는 인접 척추골 사이에서 수평 방향으로 비확장 형태에서 확장 형태로 확장되도록 구성된다.
몇몇 실시예에서, 상기 선회성 몸체는 상부 패널과 저부 패널을 포함하며, 각각의 상부 패널과 저부 패널은 일체형 리빙 힌지들에 의해 하나 이상의 측방 세그먼트에 회전가능하게 부착되고, 상기 확장형 추간 케이지는 인접 척추골 사이에서 수직 방향으로 비확장 형태에서 확장 형태로 확장되도록 구성된다.
몇몇 실시예에서, 상기 확장형 추간 케이지는 추간 케이지의 내부 용적 안에 위치될 수 있는 가변 체적형 파우치를 더 포함한다.
몇몇 실시예에서, 상기 확장형 추간 케이지는, 선회성 몸체에 결합되어 있고 선회성 몸체를 비확장 형태에서 확장 형태로 전환시키기 위해 선회성 몸체에 힘을 가하도록 구성된 전개 케이블을 더 포함한다.
몇몇 실시예에서, 상기 확장형 추간 케이지는, 선회성 몸체에 결합되어 있고 선회성 몸체를 비확장 형태에서 확장 형태로 전환시키기 위해 선회성 몸체에 힘을 가하도록 구성된 전개 도구를 더 포함한다.
몇몇 실시예에서, 상기 확장형 추간 케이지는 두 척추골의 종판들 사이에 위치하도록 구성되고, 추가로는 비확장 형태에서 확장 형태로 전환되도록 구성되어 확장형 추간 케이지의 치수 및 형상의 변화를 야기하고, 확장형 추간 케이지의 변형성 내부 용적을 증가시킨다.
본 발명의 다른 양태에서는, 인접 척추골 사이에 배치하기 위한, 리빙 힌지를 구비한 환자-맞춤형 확장형 추간 케이지를 3D 프린팅가능 소재를 사용하여 제조하고 이를 사용하는 방법을 제공하며, 상기 방법은 3D 영상 데이터를 생성하기 위해 환자의 인접 척추골을 수술 전 촬상하는 단계와; 3D 데이터를 3D 프린터에 제공하는 단계와; 하나 이상의 3D 프린팅가능 소재를 사용하여 확장형 추간 케이지를 프린팅 하는 단계로서, 확장형 추간 케이지는 선회성 몸체를 포함하되, 선회성 몸체는 비확장 형태에서 확장 형태로 전환되는 동안 휘어지거나 변형되도록 구성된 일체형 리빙 힌지들에 의해 회전가능하게 부착되는 복수의 측방 세그먼트들을 갖는 것인, 확장형 추간 케이지 프린팅 단계와; 수술을 통해 확장형 추간 케이지를 인접 척추골 사이에 위치시키는 단계와; 인접 척추골 사이에서 확장형 추간 케이지를 비확장 형태에서 확장 형태로 확장시키는 단계를 포함한다.
몇몇 실시예에서, 상기 하나 이상의 3D 소재는 열가소성 수지, 광중합체, 금속 분말, 공융 금속, 티타늄 합금, 천연 생체적합성 소재, 합성 생체적합성 소재, 금속 생체적합성 소재, 적응성 소재, 4D 프린팅, 폴리에테르케톤(PEK), 폴리에테르이미드(PEI)(이를 테면, Ultem), 초고분자량 폴리에틸렌(UHMPE), 폴리페닐렌, 폴리에테르-에테르-케톤(PEEK)(예를 들어 PEEK Altera와 같은 기억 PEEK 물질 포함), 및 이들의 조합물로 이루어진 군에서 선택된다.
본 발명의 또 다른 양태에서는, 인접 척추골 사이에 배치하기 위한, 리빙 힌지를 구비하며 3D 프린팅가능 소재를 사용하는 확장형 추간 케이지를 전개시키는 시스템을 제공하며, 상기 시스템은, 하나 이상의 3D 프린팅가능 소재로 만들어지고, 비확장 형태에서 확장 형태로 전환되도록 구성되며, 근위측 단부와 원위측 단부를 가지고, 선회성 몸체를 포함하는 확장형 추간 케이지로서, 선회성 몸체는 비확장 형태에서 확장 형태로 전환되는 동안 휘어지거나 변형되도록 구성된 일체형 리빙 힌지들에 의해 회전가능하게 부착되는 복수의 측방 세그먼트들을 갖는 것인 확장형 추간 케이지와; 추간 케이지 내부에 위치될 수 있고, 확장형 추간 케이지를 비확장 형태에서 확장 형태로 이동시키도록 구성된 가변 체적형 파우치를 포함한다.
본 개시의 전술된 특징 및 기타 다른 특징은 첨부된 도면과 함께 하기의 설명 및 기재된 청구범위로부터 보다 완전히 명확해질 것이다. 이들 도면은 본 개시에 따른 몇몇 실시예만 도시할 뿐 본 개시의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다는 점을 감안하고, 첨부된 도면을 이용함으로써 추가적인 특이사항 및 상세사항으로 본 개시를 설명하기로 한다.
도 1a는 비확장 위치에서의 추간 케이지의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 1b는 비확장 형태의 추간 케이지의 일 실시예를 나타내는 평면도이다.
도 2a는 확장 형태의 추간 케이지의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 2b는 확장 형태의 추간 케이지의 일 실시예를 나타내는 평면도이다.
도 3은 3D 모델 프린팅 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 4a는 비확장 형태의 가변 체적형 파우치의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 4b는 확장 형태의 가변 체적형 파우치의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 5a는 비확장 형태의 추간 케이지 및 가변 체적형 파우치를 포함한 추간 케이지 장치의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 5b는 플러그의 일 실시예를 나타내는 측면도이다.
도 6a는 확장 형태의 추간 케이지 및 가변 체적형 파우치를 포함한 추간 케이지 장치의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 6b는 확장 형태의 추간 케이지 장치의 일 실시예를 나타내는 평면 절취도이다.
도 7은 확장 형태의 가변 체적형 파우치 및 측방 분할부를 가진 추간 케이지를 포함한 추간 케이지 장치의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 8은 전개 시스템의 일 실시예를 나타내는 개략도이다.
도 9는 비확장 형태의 추간 케이지 및 전개 케이블을 포함한 추간 케이지 장치의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 10a는 확장 형태의 추간 케이지 및 전개 케이블을 포함한 추간 케이지 장치의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 10b는 확장 형태의 추간 케이지 및 전개 케이블을 포함한 추간 케이지 장치의 일 실시예를 나타내는 평면도이다.
도 11은 확장 형태의 가변 체적형 파우치, 전개 케이블 및 측방 분할부를 가진 추간 케이지를 포함한 추간 케이지 장치의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 12는 추간 케이지 및/또는 추간 케이지 장치의 사용 방법의 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.
도 13은 추간 케이지 장치의 일부로서의 가변 체적형 파우치 및 추간 케이지의 사용 방법의 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.
도 14는 추간 케이지 및 전개 케이블을 포함한 추간 케이지 장치의 사용 방법의 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.
도 15a는 비확장 위치에서의, 원위측 개구를 가진 추간 케이지 장치의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 15b는 도 15a에 표시된 A-A 절단면을 따라 취한 추간 케이지 장치의 일 실시예를 나타내는 횡단면도이다.
도 15c는 원위측 개구 상의 슬롯을 보여주는, 도 15b에 표시된 B-B 절단면을 따라 취한 추간 케이지 장치의 일 실시예를 나타내는 횡단면도이다.
도 16a는 추간 케이지 장치를 비확장 위치에서 확장 위치로 전환시키는데 이용될 수 있는 이식 도구(implantation tool)의 일 실시예를 나타내는 부분 횡단면도이다.
도 16b는 도 16a에 도시된 A-A 절단면을 중심으로 한 이식 도구의 일 실시예의 원위측 단부를 나타내는 확대도이다.
도 16c는 이식 도구의 일 실시예의 원위측 단부로부터 본 도면으로서, 연결부, 치형부 및 샤프트를 가진 추간 케이지 장치의 원위측 단부를 도시한다.
도 17은 원위측 개구를 가진 추간 케이지 장치의 일 실시예와, 연결되기 전의 상태인 이식 도구의 일 실시예를 나타내는 횡단면도이다.
도 18은 수직 확장형 추간 케이지의 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 19a는 제1 위치에서의 도 18의 추간 케이지의 측면도이다.
도 19b는 제2 위치에서의 도 18의 추간 케이지의 측면도이다.
도 19c는 제3 위치에서의 도 18의 추간 케이지의 측면도이다.
용어 ‘근위측’ 및 ‘원위측’은 본원에 기술되는 본 발명의 구성요소들의 특정 단부들을 표시하는데 적용된다. 근위측 단부는 한 구성요소가 이식되었을 때 전문 의료인에 더 가까운 상기 구성요소의 단부를 가리킨다. 원위측 단부는 한 구성요소가 이식되었을 때 전문 의료인에서 더 먼 상기 구성요소의 단부를 가리킨다.
확장형 추간 케이지에 대한 일부 상세사항을 본원에 제공하기는 하였지만, 추가 상세사항을 “추간 장치 및 사용 방법”이란 명칭으로 2012년 4월 5일에 공개된 미국특허공개 제2012/0083887호; “추간 장치 및 사용 방법”이란 명칭으로 2012년 4월 5일에 공개된 미국특허공개 제2012/0083889호; 및 “수직 확장형 추간 케이지, 전개 장치, 및 그의 사용 방법”이란 명칭으로 2014년 10월 2일에 공개된 국제특허공개 제WO2014/158619호에서 찾아볼 수 있으며, 이들 문헌은 본원에 그 전체가 참조로 포함되었다.
본원은 3차원 인쇄 또는 3D 프린팅으로도 알려져 있는 적층 가공에 의해 제조될 수 있는 확장형 추간 케이지의 실시예들을 개시한다. 3D 프린팅은 분말, 액체 또는 입상 형태의 각종 소재들을 프린터와 유사한 방식으로 증착시킬 수 있는 고속 적층 가공 기술이다. 증착된 층들은 입체 증착을 위해 한층 씩 또는 교대로 경화될 수 있으며, 중간 접착 단계를 이용하여 층상 입체들을 함께 입체 층(bed of granules)으로 함께 고정시키고, 이어서 이들 다수 층을 예를 들면 레이저 경화 또는 광경화를 통해 함께 경화시킬 수 있다.
본원에 사용된 것처럼, 3D 프린팅은 적층 가공, 신속 가공(RM), 계층적 가공(LM), 신속 조형(RP), 레이저 소결, 전자빔 용융(EBM) 등과 같은 많은 유형의 프린팅 기술을 포함한다. 3D 프린팅은 또한 적응성 소재와 4D 프린팅을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 4D 프린팅은 적층 가공을 이용하여 프린팅된 추간 케이지의 길이, 폭, 그리고 높이에 시간을 추가한다. 시간이 추가되면서, 추간 케이지는 적응형 변화 구조, 즉, 자가 진화 구조가 될 수 있다.
3D 프린팅 공정을 이용한 한 가지 특징은 확장형 추간 케이지가 통상의 가공 또는 주조 방법들에서 제기되는 것들과 같은 기존의 가공 방식 제약들에 제한될 필요가 없다는 것의 인식이다. 확장형 추간 케이지의 3D 프린팅 공정에는 열가소성 수지, 광중합체, 금속 분말, 공융 금속, 티타늄 합금 및 기타 재료를 포함한 다양한 소재가 사용될 수 있다.
확장형 추간 케이지의 3D 프린팅 공정에는 열가소성 수지, 광중합체, 금속 분말, 공융 금속, 티타늄 합금 및 기타 재료를 포함한 다양한 소재가 사용될 수 있다. 확장형 추간 케이지가 몸 속에 이식될 것이기 때문에, 바람직한 소재는 생체적합성 소재, 예를 들면, 천연 생체적합성 소재, 합성 생체적합성 소재, 금속 생체적합성 소재, 적응성 소재, 및/또는 임의의 다른 바람직한 생체적합성 소재이다. 보형물은 폴리에테르케톤(PEK), 폴리에테르이미드(PEI)(이를 테면, Ultem), 초고분자량 폴리에틸렌(UHMPE), 폴리페닐렌, 폴리에테르-에테르-케톤(PEEK)(예를 들어 PEEK Altera와 같은 기억 PEEK 물질 포함), 또는 임의의 다른 바람직한 생체적합성 소재로 만들어질 수 있다. 3D 프린팅 공정은 또한 혼성 소재 디자인, 즉 PEEK 및 티타늄을 포함할 수도 있다.
몇몇 실시예에서 확장형 추간 케이지는 비교적 낮은 밀도의 중합체 기판 내 증착되는 비교적 높은 밀도의 금속 소재를 사용한 3D 프린팅 공정을 이용하여 제조될 수 있다. 몇몇 실시예에서 확장형 추간 케이지는 비교적 강성인 3D 프린팅가능 소재로 만들어진 측방 세그먼트들과, 비교적 가요성인 3D 프린팅가능 소재로 만들어진 일체형 리빙 힌지들로 제조될 수 있다. 다른 조합물로는, 측방 세그먼트들과 일체형 리빙 힌지를 위한 금속, 중합체, 세라믹 또는 복합물질의 임의의 조합물이 포함될 수 있다. 몇몇 실시예에서 확장형 추간 케이지는 기존의 가공 공정들과 3D 프린팅 공정들의 조합을 이용하여 제조될 수 있다.
추간 케이지는 또한 외부 코팅, 예를 들면, 플라즈마 스프레이, 수산화인회석 코팅, 생물제제(biologics), 항생제, 약물 또는 유전자 치료제, 나노기술 플랫폼(들) 등을 포함할 수도 있다. 상기 코팅은 3D 프린팅 공정의 일부일 수 있거나, 이차적으로 적용될 수 있거나, 보형물과 통합될 수 있다.
확장형 추간 케이지의 3D 프린팅 공정은 또한 환자 맞춤형 및/또는 환자별 제작형 보형물에 관련된 것일 수 있다. 이러한 시스템을 이용하여, 확장형 추간 케이지는 수술 전에 시술 받을 환자로부터 획득한 비침습적 영상 데이터로부터 설계될 수 있으며, 이러한 해부학적 정보를 이용하여 해당 환자의 개인적 해부구조를 수용하도록 제조될 수 있다. 이를 행함으로써, 현재 행해지는 것처럼 재고 케이지들을 수술 전 여러 크기로 비축할 필요가 없어져 시간과 비용이 절약된다.
본원에 기술되는 추간 케이지는 전방 요추 추체간 유합술(ALIF), 후방 요추 추체간 유합술(PLIF), 경추간공 요추 추체간 유합술(TLIF), 측방 요추 추체간 유합술(XLIF)을 포함한 많은 척추유합 기술에 이용될 수 있거나 또는 골을 통한 방향을 포함한 임의의 방향으로부터 적용될 수 있다는 의미에서 “공간-독립적”일 수 있다.
본 발명은 전체적으로 추체간 척추 유합 보형물에 관한 것으로, 특히 척추의 두 인접한 척추골을 정확한 해부상의 각도 관계로 회복하고 이를 유지하도록 구성된 추간 케이지에 관한 것이다. 추간 케이지는 비확장 형태의 두 척추골의 종판 사이에 위치하도록 구성되며, 그런 후에는 확장 형태로 확장되어 추간 케이지의 치수와 형상이 변화된다. 추간 케이지는 척주전만을 유지하면서 대향 척추골을 유합하는데 도움을 준다.
도 1a와 도 1b 및 도 2a와 도 2b는 확장형 추간 케이지(100)의 일 실시예를 나타낸다. 추간 케이지(100)는 두 척추골 사이에 위치하도록, 구체적으로는 대향하는 척추골을 유합하기 위해 두 척추골의 종판 사이에 위치하도록 구성될 수 있다. 추간 케이지(100)는 도 1a와 도 1b에 도시된 것처럼 비확장 형태로 배치될 수 있으며, 도 2a와 도 2b에 도시된 것처럼 확장 형태로 배치될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 그리고 도 1a와 도 1b 및 도 2a와 도 2b에 도시된 것처럼, 추간 케이지(100)가 비확장 형태에서 확장 형태로 변하면 추간 케이지(100)의 치수와 형상이 변화될 수 있다.
추간 케이지(100)는 주연과 내부 용적을 한정 구획하는 선회성 몸체(102)를 포함할 수 있다. 몸체(102)는 추간 케이지(100)가 그 사이에 개재되어 있는 두 척추골에 접촉하도록 구성될 수 있고/있거나 추간 케이지(100)가 그 사이에 개재되어 있는 척추골들 중 하나로부터 추간 케이지가 그 사이에 개재되어 있는 척추골들 중 다른 하나로 힘이 전달되도록 구성될 수 있다. 몸체(102)는 이들 두 척추골 사이의 치수에 가까운 다양한 형상 및 크기로 구성될 수 있으며, 다양한 소재로 만들어질 수 있다.
도 1a와 도 1b 및 도 2a와 도 2b에 보이는 바와 같이, 몸체(102)의 실시형태는 일체형 가요성 연결부 또는 리빙 힌지들(118)에 의해 서로에 회전가능하게 연결되어 변형성 내부 용적(126)을 형성하는 세그먼트들(116)을 포함할 수 있다. 리빙 힌지(118)는 여러 번 굽혀질 수 있을 필요가 없다는 점에서 진짜 힌지일 필요는 없지만, 대신, 일단 비확장 형태에서 확장 형태로 구부러질 정도로 강건하기만 하면 된다.
몇몇 실시예에서 리빙 힌지들(118)은 내부 용적(126)에 근접한 몸체(102) 내면 상에 위치할 수 있고, 몇몇 실시예에서 리빙 힌지들(118)은 몸체(102)의 외면 상에 위치할 수 있다. 몇몇 실시예에서 리빙 힌지들(118)은 구부러지도록 구성된 몸체(102) 부분들을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서 리빙 힌지들(118)은 그 휨이 몸체(102) 상의 하나 또는 여러 위치에서 국부적일 수 있다는 점에서 개별 요소들일 수 있으며, 몇몇 실시예에서 리빙 힌지들(118)은 그 휨이 국부적인 것이 아니라 오히려 몸체(102)의 모든 또는 상당한 부분에 걸쳐 발생할 수 있다는 점에서 비-개별 요소들일 수 있다. 리빙 힌지(118)가 개별 요소로 구성된 몇몇 실시예에서, 가요성 연결부는 응력 및/또는 변형을 집중시키는 형상, 특징, 소재 특성 또는 기타 다른 양상을 포함할 수 있다. 도 1a와 도 1b 및 도 2a와 도 2b에 구체적으로 도시된 것처럼, 몇몇 실시예에서, 리빙 힌지(118)는 몸체(102)가 비확장 형태에서 확장 형태로 이동할 때 몸체(102)의 국부적 변형을 허용하기 위해 몸체(102) 협소부들 및/또는 몸체(102) 절단부들을 포함할 수 있다.
몸체(102)는 근위측 단부(110)와 원위측 단부(112)를 가질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 근위측 단부(110) 및/또는 원위측 단부(112)는 몸체(102)와 일체로 된 부분일 수 있고, 몸체(102)의 내부 용적을 부분적으로 한정 구획할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 그리고 도 2a에 보이는 바와 같이, 몸체(102)의 근위측 단부(110)는 근위측 개구(124)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 예를 들어, 근위측 개구(124)는 몸체(102)의 근위측 단부(110)를 거쳐 몸체(102)의 내부 용적(126) 안까지 확장될 수 있다. 유리하게, 근위측 단부(124)가 몸체(102)의 근위측 단부(110)를 거쳐 몸체(102)의 내부 용적(126) 안까지 확장되는 실시예들에서, 근위측 개구(124)는 내부 용적(126) 안에 위치되는 추간 케이지 장치의 내부 용적(126) 및/또는 구성요소들 또는 특징부들로의 접근을 제공할 수 있다. 근위측 단부(110)는 다양한 형상 및 크기로 구성될 수 있다. 마찬가지로, 근위측 개구(124) 역시 다양한 형상 및 크기로 구성될 수 있다.
몸체(102)의 원위측 단부(112)는 척추골 사이로의 추간 케이지(100) 삽입을 용이하게 하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 예를 들어, 몸체(102)의 원위측 단부(112)는 척추골 사이 공간으로의 몸체(102) 삽입을 용이하게 하는 테이퍼형 및/또는 끝이 뾰족한 형상으로 구성될 수 있다. 유리하게, 몸체(102)의 원위측 단부까지의 이러한 테이퍼형 및/또는 끝이 뾰족한 형상은 척추골 사이를 적당히 이격시키는 것을 용이하게 할 수 있고/있거나, 추간 케이지(100)의 몸체(102)를 척추골 사이의 공간에 삽입하는데 요구되는 삽입력을 최소화시킬 수 있다.
도 1a에 보이는 바와 같이, 몸체(102)의 종축(104)은 몸체의 근위측 단부(110)와 원위측 단부(112) 사이로 뻗을 수 있다. 도 1a에 또 보이는 바와 같이, 몸체(102)는 상부(120)와 저부(122)를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상부(120)와 저부(122) 각각은 추간 케이지(100)가 그 사이에 개재된 척추골들 중 하나와 상호작용하도록, 구체적으로는 추간 케이지(100)가 그 사이에 개재된 척추골들의 종판 중 하나와 상호작용하도록 구성될 수 있다. 또한 도 1a에 보이는 바와 같이, 몸체(102)는 그 종축(104)에 직각인 방향으로 몸체(102)의 상부(120)와 저부(122) 사이로 뻗는 수직축(108)을 정의할 수 있다. 도 1a에 또 보이는 바와 같이, 몸체(102)는 종축(104)과 수직축(108)에 직각인 방향으로 뻗는 횡축(106)을 정의할 수 있다.
도 1a과 도 1b 및 도 2a와 도 2b에 보이는 바와 같이, 세그먼트들(116)과 리빙 힌지들(118)이 결합되면 추간 케이지(100)의 몸체(102)가 전개될 수 있으며, 이러한 전개로 인해 근위측 단부(110)와 원위측 단부(112) 사이의 간격이 좁혀지고, 횡축(106)을 따라 측정한 결과 몸체(102)의 폭이 증가한다.
세크먼트(116)와 리빙 힌지(118)는 다양한 형상 및 크기로 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 예를 들어, 세그먼트(116)와 리빙 힌지(118)의 형상 및 크기는 추간 케이지(100)에 목표로 하는 크기, 목표로 하는 전개력, 확장 결과로 얻길 원하는 형상, 원하는 비확장 형상, 및/또는 많은 기타 고려사항에 따라 결정될 수 있다.
몸체(102)는 공지된 적층 가공 또는 3D 프린팅 방법을 이용하여 제조될 수 있다. 예를 들어, 몸체(102)는 생체적합성 소재를 이용하여 한층 씩 아래에서 시작해 위로 적층시켜 구성될 수 있어, 세그먼트들(116)이 리빙 힌지들(118)에 의해 일체로 연결된다. 몸체(102)는 단일 일체품으로서 몸체를 나누지 않으면 분해될 수 없게 제조될 수 있다. 이러한 단일품은 3D 프린팅 공정으로 제조될 수 있다. 유사한 제조 공정들이 다음과 같은 명칭으로 알려져 있다: 적층 가공, 신속 가공(RM), 계층적 가공(LM), 신속 조형(RP), 레이저 소결, 전자빔 용융(EBM) 등. 이들 제조 공정 모두는, 전체 구성요소가 완성될 때까지, 소재 층에 활성화된 빔을 주사하여 해당 소재의 정확한 패턴을 굳히는 방식으로 각 층을 형성한다는 비슷한 작동 원리를 이용한다.
몇몇 실시예에서, 추간 케이지(100)는 비확장 형태에서 확장 형태로 추간 케이지(100)가 이동될 때 위에 설명한 축들(104, 106, 108) 중 하나, 둘 또는 셋을 따라 추간 케이지(100)의 치수가 변하도록 구성될 수 있다.
도 3은 3D 프린팅 공정 흐름의 일 실시예를 도시한다. 케이지를 제조하는데 사용되는 데이터로, 표준 케이지 크기에 대한 기정된 데이터가 이용될 수 있거나, 시술을 받는 환자를 촬영한 영상 데이터가 이용될 수 있다. 이러한 데이터는, 3D 프린터가 지원하는 데이터 포맷의 3D 물리적 모델의 기하학적 표현을 생성하고, 상기 기하학적 표현을 3D 프린터에 전송하여 3D 물리적 모델을 생성하는 소프트웨어 프로그램으로부터 제공될 수 있다.
3D 프린터는 3D 물리적 모델을 만드는데 요구되는 기하학적 형상을 형성하기 위해 해당 객체의 기하학적 표현을 필요로 한다. 한 객체의 전형적인 기하학적 표현에는 다음과 같은 형태들 중 하나 또는 조합이 포함될 수 있다: 객체의 전체적인 몸체에 대한 3D 포인트들의 리스트로서, 각 3D 포인트에 정의된 위치 및 소재 정보를 포함한 리스트; 각 형상면에서 객체의 형상을 정의하는 3D 등고선들의 집합; 또는 객체의 몸체를 묘사하는 삼각형, 다각형 또는 표면 패치들로 이루어진 표면 모델들.
케이지의 3D 물리적 모델은 하나 이상의 편(piece), 그리고 하나 또는 복수의 색상을 가질 수 있으며, 하나 또는 복수의 소재로 만들어질 수 있다. 입력 영상 데이터 세트를 3D 프린터가 인식하는 기하학적 표현으로 전환시키는 과정은 촬상 기법 또는 임의의 다른 영상 정보에 의존하거나 독립적일 수 있다. 상기 과정은 3D 프린터의 컨트롤러 보드, 컴퓨터 처리 보드 또는 컴퓨터 상에 소프트웨어 프로그램으로 구현될 수 있다. 상기 과정은, 비제한적으로, 처리 명령 및 매개변수들을 갖춘 프로그램 스크립트, 처리 명령 및 매개변수들을 갖춘 이진 실행가능 프로그램, 동적 링크 라이브러리(DLL), 응용 프로그램 플러그-인, 또는 프린터 장치 드라이버로 구현될 수 있다. 프린팅 데이터 프로그램은 3D 프린터 컴퓨터에 국부적으로 로딩될 수 있거나, 컴퓨터 네트워크를 통해 연결된 원격 서버에 있을 수 있다.
일단 데이터가 수신되면, 3D 프린터는 케이지를 프린트하고, 그런 후 케이지는 환자에 이식되도록 수술실에 전달될 수 있다.
가변 체적형 파우치
추간 케이지 장치의 몇몇 실시예는 가변 체적형 파우치를 포함할 수 있다. 도 4a는 비확장 상태의 가변 체적형 파우치(400)의 일 실시예의 사시도를 도시하고, 도 4b는 확장 상태의 가변 체적형 파우치(400)의 일 실시예를 도시한다. 가변 체적형 파우치(400)는 그 내부 부분에 수용되는 소재에 대응하여 확장하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 가변 체적형 파우치(400)는 소재로 충전되었을 때 압축력에 저항하도록 구성될 수 있다. 가변 체적형 파우치의 한 가지 예는 Spineology사에서 시판 중인 OptiMesh®전개형 이식 시스템이다. 가변 체적형 파우치(400) 및 사용 방법에 대한 일부 상세사항이 본원에 제공되어 있기는 하지만, 추가 상세사항을 “척추 운동 분절을 안정화시키기 위한 확장형 패브릭 보형물”이란 명칭으로 1995년 3월 1일에 공개된 미국 특허 제5,549,679호와, “척추 운동 분절을 안정화시키기 위한 확장형 패브릭 보형물”이란 명칭으로 1996년 11월 5일에 공개된 미국 특허 제5,571,189호에서 찾아볼 수 있으며, 이들 두 문헌의 전체가 본원에 참조로 포함되었다.
가변 체적형 파우치는 다양한 형상 및 크기로 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 예를 들어, 가변 체적형 파우치(400)는 그 내부 부분에 소재가 첨가되었을 때 가변 체적형 파우치(400)의 균일한 확장을 허용하는 형상일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 예를 들어, 가변 체적형 파우치는 대략 구형, 난형, 세장형, 원통형, 직사각형일 수 있거나, 임의의 다른 원하는 형상을 가질 수 있다. 도 4a와 도 4b에 도시된 실시예에서, 가변 체적형 파우치(400)는 대략 기구(balloon) 형상이다. 또한 도 4a와 도 4b에 보이는 바와 같이, 가변 체적형 파우치(400)는 제1 단부(402) 및 상기 제1 단부(402)의 반대쪽에 위치한 제2 단부(404)를 포함한다. 도 4a와 도 4b에 보이는 바와 같이, 가변 체적형 파우치(400)는 제1 단부(402)에 배치된 단일 구멍(406)을 더 포함한다.
몇몇 실시예에서, 가변 체적형 파우치(400)는 구명(406)의 선택적 밀봉 및/또는 밀폐를 허용하도록 구성된 특징부들을 포함할 수 있다. 이러한 특징부들로는, 예를 들면, 하나 또는 여러 개의 타이(tie), 하나 또는 여러 개의 드로스트링(drawstring), 하나 또는 여러 개의 플러그, 또는 구멍(406)의 밀봉 및/또는 밀폐를 허용하도록 구성된 기타 다른 기계적 혹은 기타 특징부가 포함될 수 있다.
가변 체적형 파우치(400)는 다양한 소재로 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 가변 체적형 파우치는 천연 소재, 합성 소재, 인조 소재, 중합체, 복합 소재, 탄성 소재, 비탄성 소재 및/또는 임의의 다른 바람직한 소재로 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 그리고 도 4a와 도 4b에 도시된 바와 같이, 가변 체적형 파우치(400)는 직조 소재로 구성될 수 있다. 유리하게, 직조 소재는 가변 체적형 파우치(400)가 목표 최대 크기로 확장될 수 있게 한다.
가변 체적형 파우치(400)는 다양한 크기로 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 가변 체적형 파우치(400)는 두 척추골 사이로의 배치가 허용되는 크기일 수 있다. 특히, 몇몇 실시예에서, 가변 체적형 파우치(400)는 두 척추골 사이에, 구체적으로는 두 척추골의 종판 사이에 끼워 맞춰지는 크기일 수 있다.
추간 케이지 장치
도 5a는 추간 케이지 장치(500)의 일 실시예에 대한 사시도를 도시한다. 추간 케이지 장치(500)는 추간 케이지(100)와, 상기 추간 케이지(100)의 내부 용적(126) 안에 배치되는 가변 체적형 파우치(400)를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 가변 체적형 파우치(400)는 추간 케이지(100)의 전체 또는 여러 부분에 고정될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 예를 들어, 가변 체적형 파우치(400)는 그의 제2 단부(404)가 추간 케이지(100)의 원위측 단부(112)에 근접하고 그의 제1 단부(402)는 추간 케이지(100)의 근위측 단부(110)에 근접하도록 추간 케이지(100)의 내부 용적(126) 안에 삽입될 수 있다. 제1 단부(402)가 추간 케이지(100)의 근위측 단부(110)에 근접해 있는 몇몇 유리한 실시예에서, 가변 체적형 파우치(400)의 구멍(406)은 추간 케이지(100)의 몸체(102)에 형성된 근위측 개구(124)에 근접하게 배치된다. 이에 따라, 몇몇 실시예에서, 가변 체적형 파우치(400)는 이러한 근위측 개구(124)를 경유해 추간 케이지(100) 몸체(102)의 내부 용적(126) 안에 삽입될 수 있다. 이러한 실시예에 의하면, 가변 체적형 파우치(400)가 근위측 개구(124)를 통해 몸체(102)의 내부 용적(126) 안까지 삽입된 후, 가변 체적형 파우치(400)는 추간 케이지(100)의 몸체(102)에 부분적으로 또는 완전히 고정될 수 있다. 몇몇 실시예에서는 가변 체적형 파우치(400)가 확장되었을 때 추간 케이지(100)의 몸체(102)가 전개될 수 있도록 가변 체적형 파우치(400)가 추간 케이지(100)의 몸체(102)에 고정될 수 있고, 몇몇 실시예에서는 가변 체적형 파우치(400)가 추간 케이지(100)의 몸체(102)에 고정되면 그 결과로 추간 케이지(100)의 몸체(102)가 확장될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 추간 케이지 장치(500)는 플러그(502)를 더 포함할 수 있다. 플러그(502)는 근위측 개구(124) 안에 밀봉 끼워맞춤 될 수 있어, 근위측 개구를 밀봉하고, 가변 체적형 파우치(400)의 제1 단부(402)를 추간 케이지(100)의 근위측 단부(110)에 고정시키고, 가변 체적형 파우치의 구멍(406)을 밀봉하게 된다. 몇몇 실시예에서, 플러그(502)는 또한 추간 케이지(100)의 전개를 용이하게 하도록 구성될 수 있다. 플러그(502)는 다양한 형상 및 크기로 구성될 수 있고, 예를 들면 상기 추간 케이지(100)의 재질들 모두를 비롯한 다양한 소재로 만들어질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 플러그(502)는 근위측 샤프트(504)와 원위측 헤드부(506)를 포함할 수 있다. 근위측 샤프트(504)는 다양한 형상 및 크기로 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 근위측 샤프트(504)는 근위측 개구(124)를 밀봉하기 위한 크기와 형상을 가질 수 있으며, 구체적으로는 근위측 개구(124)보다 큰 치수의 크기 및 형상을 가질 수 있다. 몇몇 실시예에 의하면, 근위측 샤프트(504)를 근위측 개구(124)보다 큰 치수로 구성함으로써 플러그(502)를 근위측 개구(124) 내에 유지하기가 수월해질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 원위측 헤드부(506)는 다양한 형상 및 크기로 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 원위측 헤드부(506)는 원뿔형일 수 있으며, 원위측 밑면(508)을 가지고 있고, 근위측 샤프트(504) 방향으로 꼭지점 쪽으로 뻗는다. 몇몇 실시예에서의 원위측 헤드부(506)는 추간 케이지(100)의 전개를 용이하게 하는 형상일 수 있다.
도 6a는 확장 형태의 추간 케이지 장치(500)의 일 실시예를 도시하는 도면으로서, 추간 케이지(100)의 몸체(102)가 확장되어 있고, 가변 체적형 파우치(400)가 확장 형태로 있다. 도 6a에 보이는 바와 같이, 확장 형태의 가변 체적형 파우치(400)는 추간 케이지(100)의 내부 용적(126)을 가득 채우고/채우거나 상당히 채운다.
도 6b는 확장 형태의 추간 케이지 장치(500)의 평면 절취도이다. 도 6b에 보이는 바와 같이, 플러그(502)의 근위측 샤프트(504)는 추간 케이지(100)의 몸체(102)에 형성된 근위측 개구(124)에 배치된다. 또한 도 6b에 보이는 바와 같이, 플러그의 근위측 샤프트(504)는 근위측 개구(124)의 직경을 확장시킴에 따라 근위측 개구(124) 내부에 고정된다. 또한 도 6b에 보이는 바와 같이, 플러그(502)가 근위측 개구(124) 내부에 위치됨으로써 가변 체적형 파우치(400)의 제1 단부(402)의 일 부분이 근위측 샤프트(504)와 근위측 개구의 벽 사이에 놓이게 되어, 가변 체적형 파우치(400)를 고정시킨다.
도 6b는 추간 케이지(100)의 내부 용적(126) 안으로 확장되는, 플러그(502)의 원위측 헤드부(506)를 또한 도시한다. 도 6b에 보이는 바와 같이, 원위측 헤드부(506)가 몸체(102)의 일부와 결합되며, 이로써 추간 케이지(100)의 몸체(102)가 확장 형태를 향하여 편향된다.
플러그(502)가 추간 케이지 장치(500)와 연결되어 사용되는 몇몇 실시예에서, 가변 체적형 파우치(400)는 그의 제1 단부(402)와 구멍(406)이 근위측 개구(124)에 근접하게 되도록 근위측 개구(124)를 통해 추간 케이지(100) 안에 삽입되어 배치될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 가변 체적형 파우치(400)는 추간 케이지(100)에 적어도 부분적으로 고정될 수 있다. 가변 체적형 파우치(400)가 추간 케이지(100) 안에 삽입되어 배치되고, 만일 원한다면, 추간 케이지(100)에 적어도 부분적으로 고정된 후에, 가변 체적형 파우치가 충전될 수 있고/있거나 추간 케이지(100)가 확장될 수 있다.
도 7은 추간 케이지 장치(500)의 대안적 실시예를 도시한다. 구체적으로, 도 7은 본 도면에 확장 상태로 표시된 가변 체적형 파우치(400)와, 완전히 확장된 형태로 표시된 측방 분할부(302)를 가진 추간 케이지(300)를 포함하는 추간 케이지 장치(500)의 일 실시예를 도시한다. 도 7에 보여진 바와 같이, 추간 케이지(300)는 횡축(106)을 따라 측정한 결과 횡방향(106)으로도 확장되고, 수직축(108)을 따라 측정한 결과 수직 방향으로도 확장된다. 도 7에 보이는 바와 같이, 가변 체적형 파우치(400)는 추간 케이지(300)의 내부 용적(126)을 상당히 채우고/채우거나 가득 채운다.
전개 시스템
몇몇 실시예는 추간 케이지 장치(500)의 및/또는 추간 케이지(100, 300)(도 11과 관련하여 더 설명됨)의 삽입 및 전개를 위한 시스템 및 장치에 관한 것이다. 도 8은 삽입 전개 시스템(800)의 일 실시예를 도시한다. 도 8에 보이는 바와 같이, 전개 시스템(800)은 전개 도구(802)를 포함할 수 있다. 전개 도구(802)는 추간 케이지 장치(500) 및/또는 추간 케이지(100, 300)의 삽입을 용이하게 하도록, 그리고 추간 케이지 장치(500) 및/또는 추간 케이지(100, 300)의 전개를 제어하도록 구성될 수 있다.
전개 도구(802)는 다양한 형상 및 크기로 구성될 수 있으며, 다양한 특징부를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 예를 들어, 전개 도구(802)는 기계 장치, 전자기계 장치 및/또는 전기 장치일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 예를 들어, 전개 도구(802)는 수동으로 조작될 수 있거나, 전기 제어될 수 있거나, 및/또는 임의의 다른 바람직한 제어 기술을 이용하여 제어될 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 전개 도구(802)는 컨트롤 인터페이스(804)를 포함할 수 있다. 컨트롤 인터페이스(804)는 사용자가 전개 도구(802)를 제어하고 추간 케이지 장치(500) 및/또는 추간 케이지(100, 300)의 삽입 및/또는 전개를 제어할 수 있게 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 예를 들어, 컨트롤 인터페이스는 사용자 입력을 수신하도록, 그리고 이러한 입력을 이용하여 추간 케이지 장치(500) 및/또는 추간 케이지(100, 300)의 전개를 실행시키도록 구성된 임의의 특징부, 시스템, 및/또는 모듈을 포함할 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 컨트롤 인터페이스(804)는 전개 케이블(806)의 한 단부에 힘을 가하도록 구성된 단순 수동식 제어부를 포함할 수 있다.
추간 케이지(100, 300)를 삽입시키기 위해 전개 도구(802)가 다른 특징부들과 연결되어 사용될 수 있는 몇몇 실시예에서, 전개 도구(802)는 강성 샤프트와 함께 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 강성 샤프트는 전개 도구(802)에 고정된 근위측 단부와, 추간 케이지(100, 300)와 결합되도록 구성된 원위측 단부를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 추간 케이지(100, 300)와 결합하도록 구성되며 강성 샤프트의 원위측 단부에 배치되는 이들 특징부는 추간 케이지(100, 300)의 여러 부분과 맞물리도록 구성된 하나 또는 여러 개의 프롱(미도시)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 추간 케이지(100, 300)를 전개 도구(802)에 선택적으로 고정시키도록 구성된 특징부들은 추간 케이지(100, 300)의 축들(104, 106, 108) 중 어느 하나를 따른 및/또는 둘레로 한 추간 케이지(100, 300)의 조작 및 이동을 허용할 수 있다.
몇몇 실시예에 의하면, 강성 샤프트는 전개 케이블(806)이 전개 도구(802)로부터 추간 케이지(100, 300)까지 관통할 수 있게 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 전개 케이블(806)은 전개 도구(802)로부터 추간 케이지(100, 300)까지 강성 샤프트를 따라 및/또는 강성 샤프트를 통해 지나갈 수 있다. 강성 샤프트 내부에 위치된 하나 또는 여러 개의 채널에 의해, 전개 도구(802)로부터 추간 케이지(100, 300)까지의 전개 케이블(806)의 이동이 용이해질 수 있다. 몇몇 실시예에 의하면, 이러한 강성 채널들은 강성 샤프트의 외면 상에 위치될 수 있거나, 강성 샤프트 내부에 위치될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 채널들은 강성 샤프트의 전체 길이로 뻗을 수 있고/있거나 강성 샤프트의 일부를 따라 뻗을 수 있다.
전개 도구(802)가 오로지 추간 케이지(100, 300)의 전개 용도로만 사용되는 몇몇 실시예에서는 별도의 삽입 도구 및/또는 도구들을 추간 케이지(100, 300)의 삽입에 사용할 수 있다. 이러한 삽입 도구 및/또는 이식 도구의 몇몇 실시예는 본원에 그 전체가 참조로 포함된, 2012년 4월 5일에 공개된 미국특허공개 제2012/0083887호에서 찾아볼 수 있다.
전개 케이블(806)은 전개 도구(802)로부터 추간 케이지 장치(500) 및/또는 추간 케이지(100, 300)까지 힘을 전달하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 전개 케이블(806)은 추간 케이지 장치(500) 및/또는 추간 케이지(100, 300)의 전개를 용이하게 하도록, 및/또는 추간 케이지 장치(500) 및/또는 추간 케이지(100, 300)를 확장 형태에 유지시키는 것을 용이하게 하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 전개 케이블(806)은 마커로서 사용되도록 구성될 수 있으며, 구체적으로는, 추간 케이지(100, 300)의 위치를 표시하기 위한 마커로서, 및/또는 추간 케이지(100, 300)의 확장 여부 및 확장 정도를 결정하기 위한 마커로서 이용될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 예를 들어, 전개 케이블(806)은 일정하게 이격된 특징부들을 포함할 수 있으며, 이들 특징부는 추간 케이지(100, 300) 내부의 전개 케이블(806)의 길이 측정을 가능하게 하여 추간 케이지(100, 300)의 확장 여부 및/또는 확장 정도를 결정할 수 있게 한다. 추간 케이지(100, 300)의 전개로 인해 몇몇 실시예에서는 추간 케이지(100, 300)의 한 치수가 변경되기도 하므로, 추간 케이지 내부에 배치된 전개 케이블(806)의 해당 부분의 길이를 측정하면 추간 케이지(100, 300)의 확장 여부 및/또는 확장 정도의 결정이 용이해질 수 있다.
전개 케이블(806)은 다양한 형상 및 크기로 구성될 수 있으며, 다양한 소재로 만들어질 수 있다. 전개 도구 전부 또는 일부를 3D 프린팅으로 제조할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 전개 케이블(806)은 임의의 형상 및 크기로 구성될 수 있으며, 추간 케이지 장치(500) 및/또는 추간 케이지(100, 300)를 전개시키는데 필요한 힘을 가하고 견딜 수 있는 임의의 소재로 만들어질 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 전개 케이블(806)은 제1 단부(808)와 제2 단부(810)를 포함한다. 몇몇 실시예에서, 제1 단부(808)는 부착 특징부(812)를 포함할 수 있다. 부착 특징부(812)는 전개 케이블(806)을 추간 케이지(100, 300)의 일 부분에 부착시킬 수 있도록 및/또는 전개 케이블(806)이 추간 케이지(100, 300)에 대해 한 특정 방향 또는 여러 특정 방향으로 이동하는 것을 막도록 구성된 임의의 특징부일 수 있다.
부착 특징부(812)는 다양한 형상 및 크기로 구성될 수 있으며, 다양한 소재로 만들어질 수 있다. 일 실시예에서, 예를 들면, 부착 특징부(812)의 형상 및/또는 크기는 부착 특징부(812)가 추간 케이지(100, 300)의 일 부분과 맞물림으로써 추간 케이지(100, 300)에 대한 전개 케이블(806)의 이동을 제한시킬 수 있도록 구성될 수 있다. 도 8에 구체적으로 보이는 바와 같이, 몇몇 실시예에서, 부착 특징부는 전개 케이블(806)의 제1 단부(808)에 배치되는 구형 특징부를 포함할 수 잇다.
몇몇 실시예에서, 전개 케이블(806)은 파단점(breakage point)(미도시)을 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 파단점은 힘 한계치가 초과되었을 때 절단, 파단 및/또는 분리되도록 이루어진, 전개 케이블(806)의 일 부분일 수 있다. 몇몇 실시예에서, 파단점에 대한 힘 한계치는 예를 들어 전개 케이블(806)의 부착 특징부(812) 및/또는 로킹 특징부(814)와 같은 다른 부분들의 파단 또는 파손을 야기하게 되는 힘 한계치보다 낮을 수 있다. 몇몇 실시예에서, 파단점은 예컨대 전개 케이블(806)의 로킹 특징부(814)와 제2 단부(810) 사이에 위치될 수 있다. 유리하게는, 힘 한계치를 초과하는 힘을 가했을 때 파단점에서 전개 케이블(806)이 파단되는 결과가 생기므로, 파단점의 이러한 위치 설정은 추간 케이지(100, 300)가 확장된 후 전개 케이블(806)의 절단이 필요 없게 할 수 있다.
또한 도 8에 보이는 바와 같이, 전개 케이블(806)의 제2 단부(810)는 전개 도구(802)의 일 부분에 연결될 수 있다. 도 8에 또 보이는 바와 같이, 몇몇 실시예에서, 전개 케이블(806)은, 예컨대, 전개 케이블을 따라 임의의 위치에 배치될 수 있는, 그리고 몇몇 실시예에서는 전개 케이블(806)의 부착 특징부(812)와 제2 단부(810) 사이에 배치될 수 있는 로킹 특징부(814)를 더 포함한다. 로킹 특징부(814)는 사용자가 추간 케이지(100, 300)를 확장 형태에 고정 및/또는 고착시킬 수 있게 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 로킹 특징부(814)는 추간 케이지(100, 300)의 일 부분과 상호작용함으로써 추간 케이지(100, 300)가 확장된 후에 추간 케이지(100, 300)가 비확장 형태로 되돌아가는 것을 막도록 이루어진 크기 및/또는 형상으로 구성될 수 있다.
몇몇 실시예에 의하면, 예를 들어, 부착 특징부(812)와 로킹 특징부(814) 사이의 간격은 각기 다를 수 있다. 구체적으로, 예를 들어, 부착 특징부(812)와 로킹 특징부(814) 사이의 간격은 추간 케이지(100, 300)의 크기, 추간 케이지(100, 300)가 전개되기 전에 이동되어야 하는 전개 케이블(806)의 이동 거리, 및/또는 기타 다른 바람직한 매개변수들에 근거하여 각기 다를 수 있다.
도 9, 도 10a 및 도 10b는 추간 케이지 장치(900)의 일 실시예의 사시도를 도시한다. 구체적으로, 도 9는 비확장 형태에서의 추간 케이지 장치(900)의 일 실시예를 도시하고, 도 10a와 도 10b는 확장 형태에서의 추간 케이지 장치(900)의 일 실시예의 사시도를 도시한다. 도 9, 도 10a 및 도 10b에 보이는 바와 같이, 추간 케이지(100)는 전개 케이블(806)과 사용하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 예를 들어, 추간 케이지(100)는 전개 케이블의 일 부분을 수용, 안내 및/또는 유지하도록 구성된 하나 또는 여러 개의 구멍 및/또는 하나 또는 여러 개의 채널을 포함할 수 있다. 이들 구멍은 다양한 형상 및 크기로 구성될 수 있고, 추간 케이지의 임의의 바람직한 부분에 위치될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 이들 구멍의 크기 및 형상은 그 구멍들에 수용되는, 예를 들면, 전개 케이블(806), 부착 특징부(812) 및/또는 로킹 특징부(814)와 같은 특징부들의 크기 및 형상에 의해 결정될 수 있다. 구체적으로, 예를 들어, 추간 케이지(100)는 그 몸체(102)의 원위측 단부(112)에 근접하여 배치되는 하나 또는 여러 개의 원위측 구멍들(902)과, 추간 케이지(100)의 근위측 단부(110)에 근접하여 배치되는 제1 및/또는 제2 근위측 구멍(906, 908)을 포함할 수 있다.
원위측 구멍(들)(902), 제1 근위측 구멍(906), 및 제2 근위측 구멍(908)은 전개 케이블(806)의 일 부분을 수용하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 예를 들어, 원위측 구멍(들)(902), 제1 근위측 구멍(906), 및/또는 제2 근위측 구멍(908)은 전개 케이블(806)을 추간 케이지(100)의 일 부분 내부로, 그리고 외부로 안내할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 이들 구멍(902, 906, 908)은 추간 케이지(100)의 전체 또는 일 부분을 관통하는 하나 또는 여러 개의 채널에 연결될 수 있다. 이로써, 몇몇 실시예에 의하면, 전개 케이블은 제1 근위측 구멍(906)을 통해 추간 케이지(100) 안으로 진입할 수 있고, 추간 케이지(100)의 전체 또는 여러 부분을 관통한 후의 전개 케이블(806)은 예를 들어 원위측 구멍(902) 및/또는 제2 근위측 구멍(908)과 같은 또 다른 구멍을 경유해 추간 케이지(100) 내부의 채널에서 빠져나갈 수 있다.
도 9에 또 보이는 바와 같이, 몇몇 실시예에서, 전개 케이블(806)은 추간 케이지(100) 몸체(102)의 내부 용적(126)을 통과할 수 있다. 구체적으로, 몇몇 실시예에서, 전개 케이블(806)의 전체 또는 일부가 제1 근위측 구멍(906)에서 원위측 구멍(902)까지, 및/또는 원위측 구멍(902)에서 제2 근위측 구멍(908)까지 케이지(100)의 내면과 나란히 뻗을 수 있다.
몇몇 실시예에서는 복수의 전개 케이블(806)이 단일 추간 케이지(100, 300)와 연관되어 사용될 수 있다. 몇몇 실시예에 의하면, 전개 케이블(806)의 개수는 원하는 전개 유형에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 몇몇 실시예에서는 보다 복잡한 전개 동작을 달성하기 위해 더 많은 전개 케이블(806)이 사용될 수 있다.
도 11은 복수의 전개 케이블을 사용하는 일 실시예를 도시한다. 구체적으로, 도 11은 추간 케이지 장치(1100)의 또 다른 실시예를 도시한다. 도 11에 보이는 바와 같이, 추간 케이지 장치(1100)는 근위측 단부(110)와 원위측 단부(112)를 가진 몸체(102)를 포함한 추간 케이지(300)를 포함한다. 몸체(102)는 그 중심 아래로, 그리고 근위측 단부(110)와 원위측 단부(112) 사이로 뻗는 종축(104)을 정의한다. 추간 케이지(300)의 몸체(102)는 리빙 힌지들(118)에 의해 연결되어 몸체의 내부 용적(126), 상부(120) 및 저부(122)를 한정 구획하는 복수의 세그먼트(116)를 더 포함하며, 상기 상부(120)와 저부(122) 사이로 뻗고 종축(104)에 직각인 수직축(108)을 정의한다. 추간 케이지(300)의 몸체(102)는 종축(104)과 수직축(108) 모두에 직각 방향으로 뻗는 횡축(106)을 더 정의한다.
또한 도 11에 보이는 바와 같이, 추간 케이지(300)의 몸체(102)는 측방 분할부(302)를 포함한다. 측방 분할부(302)는 추간 케이지(300)의 몸체(102)의 확장을 허용하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 예를 들어, 측방 분할부(302)는 추간 케이지(300) 몸체(102) 전체 또는 일 부분이 측방 분할부(302)에 직각인 방향으로 확장될 수 있게 구성될 수 있다. 측방 분할부(302)는 제1 단부(304)와 제2 단부(306)를 포함한다. 측방 분할부(302)의 제1 단부(304)는 몸체(102)의 원위측 단부(112)에 근접하게 배치되며, 측방 분할부(302)의 제2 단부(306)는 몸체(102)의 대략 중간에 배치된다. 측방 분할부(302)는 몸체(102)를 적어도 부분적으로는 상부 부분(308)과 저부 부분(310)으로 나눈다. 유리하게, 측방 분할부(302)에 의해 몸체(102)가 상부 부분(308)과 저부 부분(310)으로 나뉨으로써 추간 케이지(300) 몸체(102)의 확장이 허용된다. 몇몇 실시예에서, 예를 들어, 이러한 추간 케이지(300) 몸체(102)의 확장은 측방 분할부(302)에 직각 방향일 수 있고, 몇몇 실시예에서는 이러한 몸체(102)의 확장이 측방 분할부(302)에 비-직각 방향일 수 있다. 몸체(102)의 상부 부분(308)과 저부 부분(310)은 측방 분할부(302)의 확장에 의해 몸체(102)가 횡축(106)에 평행한 방향으로 확장될 수 있도록 한다.
또 도 11에 보이는 바와 같이, 추간 케이지(300)는 하부(lower) 제1 근위측 구멍(1102), 하부 제2 근위측 구멍(1104), 상부(upper) 제1 근위측 구멍(1106), 상부 제2 근위측 구멍(1108), 하부 원위측 구멍(1110) 및 상부 원위측 구멍(1112)을 추가로 포함한다.
또한 도 11에 보이는 바와 같이, 추간 케이지 장치(1100)는 두 개의 전개 케이블(806)을 포함한다. 도 11에 도시된 전개 케이블들(806) 중 하나는 하부 제1 근위측 구멍(1102)을 삽입된 후 가변 체적형 파우치(400)를 통과하고, 이때 하나 이상의 하부 원위측 구멍들(1110) 중 하나를 통해 빠져 나온 다음 다시 가변 체적형 파우치를 통과하고 하부 제2 근위측 구멍(1104)쪽으로 간다. 이러한 전개 케이블(806)의 경로에 의해 가변 체적형 파우치(400)의 일 부분이 추간 케이지(300)에, 구체적으로는 추간 케이지(300)의 저부 부분(310)에 고정된다.
도 11에 또한 보이는 바와 같이, 다른 한 전개 케이블(806)은 상부 제1 근위측 구멍(1106)에 이어 가변 체적형 파우치를 통과하여 상부 원위측 구멍들(1112) 중 적어도 하나로 간 다음 다시 가변 체적형 파우치를 통과하고 상부 제2 근위측 구멍(1108)쪽으로 간다. 하부 구멍들(1102, 1104, 1110)을 통과하는 전개 케이블(806)과 유사하게, 상부 구멍들(1106, 1108, 1112)을 통과하는 전개 케이블(806)에 의해 가변 체적형 파우치(400)의 일 부분이 추간 케이지(300)에, 구체적으로는 추간 케이지(300)의 상부 부분(308)에 고정된다. 유리하게는, 가변 체적형 파우치(400)가 상부 부분(308)과 저부 부분(310)에 고정되면 가변 체적형 파우치(400)의 내부 부분이 채워짐으로써 가변 체적형 파우치(400)를 이용하여 추간 케이지(300)를 수직축(108)에 대해 적어도 부분적으로 수직 방향으로 전개시킬 수 있게 된다.
도 11은 두 개의 전개 케이블(806)이 사용된 실시예를 도시하면서 구멍들(1102, 1104, 1106, 1108, 1110, 1112)의 구체적인 위치들을 나타내고 있지만, 당업자는 추간 케이지(300)와 연관되어 임의의 개수의 전개 케이블(806)을 사용할 수 있고, 구멍들에 대해서도 매우 다양한 위치가 이용될 수 있음을 인지할 것이다.
추간 케이지 장치의 사용 방법
도 12는 추간 케이지(100, 300) 및/또는 추간 케이지 장치(500, 1100)의 사용 과정(1200)의 일 실시예를 설명하는 흐름도이다. 상기 과정은, 예를 들어, 섬유륜(annulus)의 일부를 제거하고, 수핵을 사출시킨 다음, 연골 종판을 제거함으로써 추간판 공간을 마련하는 단계인 블록(1210)에서 시작된다.
추간판 공간이 마련된 후에, 상기 과정(1200)은 추간 케이지(100, 300)를 추간판 공간 안에 배치하는 단계인 블록(1212)으로 진행된다. 일 실시예에 의하면, 추간 케이지(100, 300)는 그 종축(104)을 중심으로 회전하며, 추간 케이지(100, 300)의 몸체(102)의 수직축(108)이 척추 종판에 평행하도록 추간판 공간 안에 배치된다.
상기 과정(1200)은 추간 케이지(100, 300)를 그 종축(104)을 기준으로 90도 회전시키는 단계인 블록(1214)으로 진행된다. 추간 케이지(100, 300)의 회전 이후, 상부(120) 및 저부(122)가 척추 종판들에 닿게(contact) 된다. 횡축(106)에 평행하게 측정하였을 때 추간 케이지(100, 300) 몸체(102)의 상부(120)와 저부(122) 사이의 간격이 추간 케이지(100, 300) 몸체(102)의 폭보다 큰 몇몇 실시예에서, 몸체(102)가 그의 종축(104)을 따라 90도 회전하면 추간판 공간의 높이가 증가된다.
추간 케이지(100, 300)가 그의 종축(104)을 중심으로 90도 회전한 후, 상기 과정(1200)은, 몸체(102)에 의해 한정 구획되는, 몇몇 실시예에서는 몸체(102)를 형성하는 세그먼트들(116) 및 리빙 힌지들(118)에 의해 한정 구획되는 내부 용적(126)을 증가시키기 위해 추간 케이지(100, 300)를 확장시키는 단계인 블록(1216)으로 진행된다. 몇몇 실시예에서, 추간 케이지(100, 300)의 확장은 도 14에 도시된 단계 1406에 개략적으로 설명한 대로 진행될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 몸체(102)는 확장 형태에 이를 때까지 확장된다. 예를 들어, 추간 케이지(100, 300)가 전개 도구(802)와 연관되어 사용되는 몇몇 실시예에서, 전개 도구(802)가 작동되면 추간 케이지(100, 300)의 전개, 이에 따라 추간 케이지(100, 300)의 확장 및 추간 케이지(100, 300) 내부 용적(126)의 확장이 야기될 수 있다. 추간 케이지(100, 300)가 예컨대, PEEK AlteraTM과 같은 기억 물질로 만들어진 몸체(102)를 포함하는 몇몇 실시예에서는 추간 케이지(100, 300)가 이러한 기억 물질의 트리거링에 의해 확장될 수 있게 되어, 추간 케이지(100, 300)가 비확장 제2 위치에서 확장 제1 위치로 변환된다. 몇몇 실시예에서, 트리거링은 온도에 의해, 응력에 의해, 전기적 및/또는 기계적으로, 화학적으로, 및/또는 임의의 다른 트리거링 기전을 통해 유도될 수 있다. 몇몇 특정 실시예에서, 트리거링은 추간 케이지(100, 300)의 온도 문턱값이 초과되거나 추간 케이지(100, 300)에 대한 응력 문턱값이 초과되었을 때 유도될 수 있다.
추간 장치가 확장되어, 몸체(102)에 의해 한정 구획된 내부 용적(126)이 증가한 후, 몇몇 실시예에서, 상기 과정(1200)은 예컨대 전개 케이블(806)과 같은 로킹 기구를 사용하여 추간 장치를 확장 형태로 체결하는 단계인 블록(1218)으로 진행된다. 몇몇 실시예에서는 상기 과정(1200)이 블록(1218)을 포함하지만, 이 블록의 단계들이 생략될 수 있으며, 상기 과정(1200)이 블록(1220)으로 진행될 수도 있다.
이어서 상기 과정(1200)은 블록(1220)으로 진행되며, 여기서는 추간 케이지(100, 300) 몸체(102)의 내부 용적(126)이 뼈 이식 소재로 채워져 인접 척추골 사이의 뼈 유합을 허용하게 된다. 몇몇 실시예에서, 추간 케이지(100, 300) 몸체(102)의 내부 용적(126)은 추간 케이지(100, 300) 몸체(102)의 근위측 단부(110)에 배치된 근위측 개구(124)를 통해 전술된 소재로 채워진다.
당업자는 위에 언급한 과정의 단계들을 상기와 동일한 순서나 상이한 순서로 수행할 수 있음을 인지할 것이다. 또한 당업자는 상기 과정(1200)이 위에 개략적으로 설명된 것보다 더 많거나 더 적은 단계들을 포함할 수 있음을 인지할 것이다.
도 13은 추간 케이지 장치(500)의 사용 과정(1300)의 일 실시예를 설명하는 흐름도이다. 몇몇 실시예에서는 상기 과정(1300)의 일부를 추간 케이지 장치(500)가 추간 공간에 삽입되기 전에 수행할 수 있으며, 몇몇 실시예에서는 상기 과정(1300)의 일부를 추간 케이지 장치가 추간 공간에 삽입된 후에 수행할 수 있다.
상기 과정(1300)은 가변 체적형 파우치(400)를 추간 케이지(100, 300) 안에 삽입하는 단계인 블록(1302)에서 시작된다. 몇몇 실시예에서, 예를 들어, 가변 체적형 파우치(400)를 추간 케이지(100, 300) 안에 삽입하는 단계는 다양한 도구와 기술을 이용하여 수행될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 예를 들어, 가변 체적형 파우치를 추간 케이지(100, 300) 몸체(102)의 근위측 단부(110)에 있는 근위측 개구(124)를 경유해 추간 케이지(100, 300) 안에 삽입할 수 있다. 몇몇 실시예에서는, 가변 체적형 파우치(400)를 추간 케이지(100, 300)의 근위측 단부(110)에 배치된 근위측 개구(124)를 경유해 추간 케이지(100, 300)의 내부 용적(126) 안에 삽입할 수 있다. 몇몇 실시예에서는, 가변 체적형 파우치(400)를 추간 케이지(100, 300) 안에 미리 삽입할 수 있으며, 그러면 상기 공정(1300)은 블록(1302)이 아닌 블록에서 시작될 수 있다.
가변 체적형 파우치(400)를 추간 케이지(100, 300) 안에 삽입한 후, 상기 공정(1300)은 가변 체적형 파우치(400)의 구멍(406)을 추간 케이지(100, 300)의 근위측 개구(124)에 근접하게 위치시키는 단계인 블록(1304)으로 진행된다. 몇몇 실시예에서, 가변 체적형 파우치(400)의 구멍(406)을 추간 케이지(100, 300)의 근위측 개구(124)에 근접하게 위치를 설정하는 것은, 예를 들어, 가변 체적형 파우치(400)의 제1 단부(402)를 근위측 개구(124)를 통해 삽입하기 전에 가변 체적형 파우치(400)의 제2 단부(404)를 근위측 개구(124)를 통해 삽입함으로써 달성될 수 있다. 이러한 삽입 절차를 따름으로써, 그리하여 가변 체적형 파우치(400)의 제2 단부(404)를 먼저 근위측 개구를 통해 삽입함으로써, 가변 체적형 파우치(400)의 제1 단부(402)에 배치된 가변 체적형 파우치(400) 구멍(406)을 쉽게 추간 케이지(100, 300)의 근위측 개구(124)에 근접하게 위치시킬 수 있다. 가변 체적형 파우치(400)가 추간 케이지(100, 300) 안에 미리 삽입되는 몇몇 실시예에서는 상기 과정(1300)이 블록(1304)에서 시작될 수 있다. 몇몇 실시예에 의하면, 가변 체적형 파우치(400)의 구멍(406)을 추간 케이지(100, 300)의 근위측 개구(124)에 근접하게 미리 위치시킬 수 있으며, 그러면 상기 과정(1300)은 블록(1304)이 아닌 블록에서 시작될 수 있다.
가변 체적형 파우치(400)의 구멍(406)을 추간 케이지(100, 300)의 근위측 개구(124)에 근접하게 위치시킨 후, 상기 과정(1300)은 가변 체적형 파우치(400)를 추간 케이지(100, 300)에 고정시키는 단계인 블록(1306)으로 진행된다. 몇몇 실시예에서, 예를 들어, 가변 체적형 파우치(400)를 추간 케이지(100, 300)의 전체 또는 여러 부분에, 구체적으로는 추간 케이지(100, 300) 몸체(102)의 전체 또는 여러 부분에 고정시킬 수 있다. 몇몇 실시예에서는, 예를 들어, 가변 체적형 파우치(400)를 내부 용적(126)을 한정 구획하는 몸체(102)의 여러 부분을 따라 추간 케이지(100, 300)의 몸체(102)에 고정시킬 수 있다. 구체적으로는, 가변 체적형 파우치(400)의 여러 부분이 몸체(102)를 구성하는 세그먼트들(116) 및 리빙 힌지들(118)에 고정될 수 있다.
몇몇 실시예에서는, 가변 체적형 파우치(400)를 추간 케이지(100, 300)의 몸체(102) 상에 배치된 특징부, 예컨대, 하나 또는 여러 개의 체결구, 하나 또는 여러 개의 후크, 하나 또는 여러 개의 스냅, 하나 또는 여러 개의 접착제 영역, 및/또는 가변 체적형 파우치(400)와 추간 장치(100, 300)의 몸체(102) 중 어느 하나 혹은 둘 다에 배치된 기타 다른 바람직한 특징부를 사용하여 추간 케이지(100, 300)의 몸체(102)에 고정시킬 수 있다. 몇몇 실시예에서는, 예를 들어, 가변 체적형 파우치(400)를 추간 케이지(100, 300)의 몸체(102) 또는 가변 체적형 파우치(400)와 일체로 된 부분이 아닌 추가 특징부들을 통해 추간 케이지(100, 300)에 고정시킬 수 있다. 몇몇 실시예에 의하면, 이들 특징부로는 예를 들어 하나 또는 여러 개의 전개 케이블(806)이 포함될 수 있다. 몇몇 실시예에서는, 예를 들어, 전개 케이블(806)을 융착시켜 가변 체적형 파우치(400)를 추간 케이지(100, 300)에 고정시킬 수 있다. 몇몇 특정 실시예에서, 전개 케이블(806)은 추간 케이지(100, 300)의 일 부분, 예컨대 몸체(102)를 통해 삽입되고, 가변 체적형 파우치(400)의 일 부분을 통해 나사 연결된 다음, 다시 추간 케이지(100, 300)의 일 부분을 통해 삽입될 수 있다. 몇몇 실시예에 의하면, 전개 케이블(806)이 추간 케이지(100, 300)의 여러 부분과 가변 체적형 파우치(400)의 여러 부분에 관통됨에 따라 가변 체적형 파우치(400)를 추간 케이지(100, 300)에 고정시킬 수 있게 된다.
몇몇 실시예에서는 가변 체적형 파우치(400)를 내부 용적(126)의 전체 주연을 따라 추간 케이지(100, 300)에 연결할 수 있으며, 몇몇 실시예에서는 가변 체적형 파우치(400)를 이산 지점들에서 추간 케이지(100, 300)에 연결할 수 있다. 몇몇 실시예에 의하면, 가변 체적형 파우치(400)는 1개 지점, 2개 지점, 3개 지점, 4개 지점, 5개 지점, 6개 지점, 8개 지점, 10개 지점, 20개 지점, 50개 지점, 또는 기타 다른 개수나 이들 사이 개수의 지점들에서 추간 케이지(100)에 연결될 수 있다. 가변 체적형 파우치(400)를 추간 케이지(100, 300) 안에 미리 설치하고, 가변 체적형 파우치(400)의 구멍(406)을 추간 케이지(100, 300)의 근위측 개구(124)에 근접하게 미리 위치 설정하는 몇몇 실시예에서는 상기 과정(1300)이 블록(1306)에서 시작될 수 있다. 몇몇 실시예에서는 가변 체적형 파우치(400)를 추간 케이지(100, 300)에 미리 고정시킬 수 있으며, 그러면 상기 과정(1300)은 블록(1306)이 아닌 블록에서 시작될 수 있다. 추간 케이지 장치(500)의 조립과 추간 케이지 장치(500)의 사용이 시간상으로 떨어져 있는 몇몇 실시예에서는 상기 과정(1300)이 블록(1306)으로 종료될 수 있다. 추간 케이지 장치(500)의 조립과 추간 케이지 장치(500)의 사용이 시간상으로 가까운, 상기 과정(1300)의 몇몇 실시예에 의하면, 가변 체적형 파우치(400)가 추간 케이지(100, 300)에 고정된 후, 상기 과정(1300)은 추간 케이지(100, 300)를 확장시키는 단계인 블록(1308)으로 진행될 수 있다. 몇몇 실시예에서는, 블록(1308) 이전에, 추간 공간을 마련하는 공정과 추간 케이지 장치(500)를 삽입하는 공정이 선행될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 이러한 공정들로는, 예를 들어, 도 12에 도시된 과정(1200)의 단계들 중 몇몇 또는 모두가 포함될 수 있다.
몇몇 실시예에 의하면, 임의의 바람직한 전개 기술 및/또는 전개 장치를 사용하여 추간 케이지(100, 300)를 확장시킬 수 있다. 몇몇 특정 실시예에서는, 예를 들어, 전개 도구(802) 및 전개 케이블(806)을 포함한 전개 시스템(800)을 사용하여 추간 케이지를 확장시킬 수 있다. 몇몇 실시예에서, 추간 케이지(100, 300)가 전개되면, 종축(104), 횡축(106) 및/또는 수직축(108) 중 하나 또는 그 이상을 따라 측정한 결과, 추간 케이지(100, 300)의 치수들이 변경될 수 있다.
추간 케이지(100, 300)가 확장된 후, 상기 과정(1300)은 가변 체적형 파우치(400)를 충전하는 단계인 블록(1310)으로 진행된다. 몇몇 실시예에서, 예를 들어, 가변 체적형 파우치(400)는 가변 체적형 파우치(400)에 있는 구멍(406)을 통해 채워질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 가변 체적형 파우치(400)는 추간 케이지(100, 300)의 근위측 단부(110)에 배치된 근위측 개구(126)와 가변 체적형 파우치의 구멍(406)을 통해 채워질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 가변 체적형 파우치는, 예컨대, 기체 소재, 액체 소재 및/또는 고체 소재로 충전될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 가변 체적형 파우치(400)는, 예를 들어, 고체 소재, 구체적으로는 복수 편의 고체 소재를 포함할 수 있는 그래프 소재로 충전될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 이러한 소재들로는 골편 및/또는 뼈 조각들, 및/또는 생체적합성 소재가 포함될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 가변 체적형 파우치(400)는 바람직한 양의 필름(film) 소재로 충전될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 바람직한 양의 막 소재는 확장 상태에 있을 때의 가변 체적형 파우치(400)에 바람직한 크기에 근거할 수 있다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 필름 소재의 양은 확장 상태에 있을 때의 가변 체적형 파우치(400)에 바람직한 크기에 의해 정해질 수 있다. 가변 체적형 파우치(400)가 충전된 후, 가변 체적형 파우치(400) 내부에 필름 소재를 유지하기 위한 조치가 취해질 수 있다. 몇몇 실시예에서, 이러한 조치들로는, 예를 들어, 구멍(406)을 밀봉하기, 구멍(406)을 밀폐하기, 구멍(406) 막기, 또는 필름 소재가 가변 체적형 파우치(400)에서 빠져 나오지 않도록 막을 수 있는 임의의 다른 작용이 포함될 수 있다.
도 14는 가변 체적형 파우치(400)를 구비하거나 구비하지 않을 수 있는 추간 케이지 장치(900, 1100)를 준비 및/또는 사용 과정(1400)의 일 실시예를 설명하는 흐름도이다. 몇몇 실시예에서는 상기 과정(1400)이 추간 케이지 장치(900, 1100)를 추간 공간에 삽입하기 전에 수행될 수 있고, 몇몇 실시예에서는 상기 과정(1400)이 추간 케이지 장치를 추간 공간에 삽입한 후에 수행될 수 있다.
상기 과정(1400)은 전개 케이블(806)을 추간 케이지(100, 300)의 근위측 단부(110)를 통해 삽입하는 단계인 블록(1402)에서 시작된다. 몇몇 실시예에서, 예를 들어, 전개 케이블(806)을 제1 근위측 구멍(906, 1104, 1108)을 통해 삽입하는 것을 통해, 전개 케이블(806)을 추간 케이지(100, 300)의 근위측 단부(110)를 통해 삽입한다. 몇몇 실시예에 의하면, 제1 근위측 구멍(906, 1104, 1108)을 통해 삽입된 전개 케이블(806)은 추간 케이지(100, 300)의 근위측 단부(110)를 통과하여 추간 케이지(100, 300)의 내부 용적(126) 안으로 들어간다. 몇몇 실시예에서는 제1 근위측 구멍(906, 1104, 1108)을 통해 삽입된 전개 케이블(806)이 채널 내로 들어가, 추간 케이지(100, 300)의 전체 또는 여러 부분을 관통한다. 몇몇 실시예에서, 전개 케이블(806)은 추간 케이지(100, 300)의 근위측 단부(110)를 통해 미리 삽입될 수 있으며, 그러면 상기 과정(1400)은 블록(1402)이 아닌 블록에서 시작될 수 있다. 몇몇 실시예에 의하면, 전개 케이블(806)이 추간 케이지(100, 300)의 근위측 단부(110)를 통해 삽입될 필요는 없으며, 그보다는 추간 케이지(100, 300)의 근위측 단부(110)에 또는 근위측 단부 가까이에 단순히 부착되거나 고정된다.
전개 케이블(806)이 추간 케이지(100, 300)의 근위측 단부(110)를 통해 삽입된 후나 근위측 단부에 고정된 후, 상기 과정(1300)은 블록(1304)으로 진행되어 전개 케이블(806)을 추간 케이지(100, 300)의 원위측 단부(112)를 통해 삽입한다. 몇몇 실시예에서는 전개 케이블(806)을 원위측 구멍(902, 1110, 1112) 속으로 및/또는 통해 삽입함으로써 전개 케이블(806)을 추간 케이지(100, 300)의 원위측 단부(112) 내에 삽입할 수 있다. 전개 케이블(806)이 추간 케이지(100, 300)의 근위측 단부(1110)를 관통하여 내부 용적(126) 안으로 들어가는 몇몇 실시예에서, 전개 케이블(806)은 내부 용적(126)으로부터 원위측 구멍(902, 1110, 1112)을 경유하여 원위측 단부(112)에 삽입될 수 있다. 전개 케이블(806)이 제1 근위측 구멍(906, 1104, 1108)으로부터 채널을 통과하는 몇몇 실시예에서, 전개 케이블(806)은 추간 케이지(100, 300)의 원위측 단부(1112)를 통해 지나가는 채널을 통과함으로써 추간 케이지의 원위측 단부(1112)를 통해 삽입될 수 있다. 몇몇 실시예에서는 전개 케이블(806)이 추간 케이지(100, 300)의 근위측 단부(110)를 통해 미리 삽입될 수 있으며, 그러면 상기 과정(1404)은 블록(1404)에서 시작될 수 있다. 몇몇 실시예에서는 전개 케이블(806)이 추간 케이지(100, 300)의 근위측 단부(110)를 통해 미리 삽입될 수 있으며, 그러면 상기 과정은 블록(1404)이 아닌 블록에서 시작될 수 있다. 추간 케이지 장치(900, 1100)의 조립과 추간 케이지 장치(900, 1100)의 사용이 시간상으로 떨어져 있는 몇몇 실시예에서는 상기 과정(1400)이 블록(1404)으로 종료될 수 있다.
몇몇 실시예에 의하면, 전개 케이블(806)이 추간 케이지(100, 300)의 원위측 단부(112)를 통해 삽입된 후, 전개 케이블(806)이 추간 케이지(100, 300)의 근위측 단부(110)로 복귀될 수 있다. 몇몇 실시예에서는 전개 케이블(806)이 제2 원위측 구멍(902, 1110, 1112) 속으로 및/또는 통해 삽입됨으로써 전개 케이블(806)이 추간 케이지(100, 300)의 근위측 단부(110)로 복귀될 수 있다. 전개 케이블(806)이 제2 원위측 구멍(902, 1110, 1112) 속으로 및/또는 통해 삽입된 후, 전개 케이블(806)은 추간 케이지(100, 300)의 원위측 단부(112)를 통과하여 추간 케이지(100, 300)의 내부 용적(126) 안으로 들어간다. 몇몇 실시예에서, 원위측 구멍(902, 1110, 1112) 속으로 삽입된 전개 케이블(806)은 채널 내로 들어가 추간 케이지(100, 300)의 전체 또는 여러 부분을 관통한다.
전개 케이블(806)이 추간 케이지(100, 300)의 근위측 단부(110)로 복귀된 후, 전개 케이블(806)은 제2 근위측 구멍(908, 1102, 1106)을 통해 삽입됨으로써 전개 케이블(806)이 추간 케이지(100, 300)의 근위측 단부(110)를 통해 삽입될 수 있다. 몇몇 실시예에서는 제2 근위측 구멍(908, 1102, 1106)을 통해 삽입된 전개 케이블(806)이 추간 케이지(100, 300)의 내부 용적(126)으로부터 추간 케이지(100, 300)의 근위측 단부(110)를 통과한다. 몇몇 실시예에서, 전개 케이블(806)은 추간 케이지(100, 300)의 근위측 단부(110)를 통해 미리 삽입될 수 있다. 몇몇 실시예에 의하면, 전개 케이블(806)이 추간 케이지(100, 300)의 근위측 단부(110)를 통해 삽입될 필요는 없으며, 그보다는 추간 케이지(100, 300)의 근위측 단부(110)에 또는 근위측 단부 가까이에 단순히 부착되거나 고정될 수 있다.
전개 케이블(806)이 추간 케이지(100, 300)의 근위측 단부(110)를 통해 삽입되거나 근위측 단부에 고정된 후, 전개 케이블(806)은 전개 도구(802)에 연결될 수 있으며, 그런 후에는 추간 케이지(100, 300)를 전개시키는데 이용될 수 있다.
추간 케이지 장치(900, 1100)의 조립과 추간 케이지 장치(900, 1100)의 사용이 시간상으로 가까운 상기 과정(1400)의 몇몇 실시예에 의하면, 상기 과정(1400)은, 전개 케이블(806)을 경유하여 추간 케이지(100, 300)에 힘을 가함으로써 추간 케이지(100, 300)를 확장시키는 단계인 블록(1406)으로 진행된다. 전개 케이블(806)을 경유하여 추간 케이지(100, 300)에 가해지는 힘은 다양한 도구 및/또는 기술을 이용하여 발생될 수 있다. 전개 케이블(806)이 전개 도구(802)를 포함한 삽입 시스템(800)의 일부인 몇몇 실시예에서는, 예를 들어, 컨트롤 인터페이스(804) 사용을 통해 힘이 전개 케이블(806)을 경유하여 추간 케이지(100, 300)에 가해져 전개 케이블(806)이 팽팽하게 될 수 있다(tension). 몇몇 실시예에 의하면, 힘이 전개 케이블(806)을 경유해 추간 케이지(100, 300)에 가해졌을 때, 전개 도구(802)를 거쳐 사용자에게 피드백을 제공함으로써 사용자가 전개 상태를 이해할 수 있게 한다. 구체적으로, 몇몇 실시예에서, 전개 도구(802)는 추간 케이지(100, 300)에 힘이 추가로 가해지면 추간 케이지(100, 300)가 확장 형태에 고정될 것임을 표시하는 피드백을 사용자에게 제공하도록 구성될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 예를 들어, 이러한 피드백은 추간 케이지(100, 300)가 고정 및/또는 확장 형태에 가까워지고 있음을 표시하는 청각적, 시각적 및/또는 촉각적 신호를 포함할 수 있다. 몇몇 실시예에서는, 블록(1406) 이전에, 추간 공간을 마련하는 공정과 추간 케이지 장치(900, 1100)를 삽입하는 공정이 선행될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 이러한 공정들로는, 예를 들어, 도 12에 도시된 과정(1200)의 단계들 중 몇몇 또는 모두가 포함될 수 있다.
전개 케이블(806)을 경유하여 힘이 추간 케이지(100, 300)에 가해져 추간 케이지(100, 300)가 확장된 후, 상기 과정(1400)은 추간 케이지(100, 300)를 확장 형태로 체결하는 단계인 블록(1408)으로 진행된다. 전개 케이블(806)이 로킹 특징부(814)를 포함하는 몇몇 실시예에서, 전개 케이블(806) 상에 로킹 특징부(814)를 사용함으로써 추간 케이지(100, 300)가 확장 형태로 체결될 수 있다. 추간 케이지(100, 300)를 확장 형태로 체결하기 위해 로킹 특징부(814)를 추간 케이지(100, 300)와 관련하여 어떻게 사용할 수 있는 지에 대한 한 특정 실시예에서, 로킹 특징부는 전개 케이블(806)의 직경보다 큰 치수 및/또는 직경을 가진 부재를 포함할 수 있다. 추간 케이지(100, 300)를 전개시키기 위해 전개 케이블(806)이 제2 근위측 구멍(908, 1104, 1108)으로부터 후퇴되면, 로킹 특징부(814)는 추간 케이지(100, 300)의 근위측 단부(110)를 통해 그리고 제2 근위측 구멍(908, 1104, 1108) 외부로 이동될 수 있다. 추간 케이지(100, 300)를 확장 및/또는 체결 형태로 고정시키는데 있어서 로킹 특징부(814)가 사용되는 몇몇 실시예에서, 제2 근위측 구멍(908, 1104, 1108)은 로킹 특징부(814)가 추간 케이지(100, 300)의 근위측 단부(110)를 통과해 제2 근위측 구멍(908, 1104, 1108) 외부로 나가는 것을 허용하되, 로킹 특징부(814)가 제2 근위측 구멍(908, 1104, 1108)을 통해 후퇴하여 추간 케이지(100, 300)의 근위측 단부(110) 내로 되돌아가는 것을 막도록 구성될 수 있다. 따라서, 몇몇 실시예에 의하면, 일단 로킹 특징부가 제2 근위측 구멍(908, 1104, 1108)을 경유하여 추간 케이지(100, 300)의 근위측 단부(110)로부터 후퇴되면, 로킹 특징부는 제2 근위측 구멍(908, 1104, 1108)의 여러 부분과 맞물릴 수 있어 추간 케이지(100, 300)가 체결 및/또는 확장 형태로 고정되도록 한다. 몇몇 실시예에서는, 추간 케이지(100, 300)가 확장 형태로 체결된 후, 문턱값 힘이 초과될 수 있으며, 전개 케이블(806)이 파단점에서 파손될 수 있다. 몇몇 실시예에서는, 추간 케이지(100, 300)가 체결 및/또는 확장 형태로 된 후, 근위측 개구(124)를 경유하여 충전 및/또는 이식 소재가 추간 케이지(100, 300) 몸체(102)의 내부 용적(126) 안에 투입될 수 있다.
당업자는 상기 과정(1300 및 1400)이 위에 개략적으로 설명된 것보다 더 많거나 더 적은 단계들을 포함할 수 있음을 인지할 것이다. 당업자는 또한 상기 과정(1300 및 1400)과 관련하여 위에 개략적으로 설명된 단계들이 임의의 원하는 순서대로 수행될 수 있다는 것과, 하위 단계들이나 하위공정들을 포함할 수 있다는 것을 인지할 것이다. 당업자는 또한 추간 케이지(100, 300)를 확장 형태로 체결하는 특정 방법들이 본원에 열거된 특정 실시예들로 제한되는 것이 아니라, 추간 케이지(100, 300)를 확장 및/또는 체결 형태로 체결하는데 있어서 매우 다양한 기법과 장치를 사용할 수 있음을 인지할 것이다. 당업자는 또한 도 12, 도 13 및 도 14에 설명된 과정들을 통합할 수 있다는 것과, 따라서 추간 케이지(100, 300)를 가변 체적형 파우치(400) 및 전개 케이블(806) 둘 다와 사용할 수 있다는 것을 인지할 것이다.
도 15a 내지 도 15c는 몸체(102)의 원위측 단부에 원위측 개구(1502)가 형성되어 있는 추간 케이지 장치(1500)의 일 실시예를 나타내는 도면들이다. 추간 케이지 장치(1500)의 사시도인 도 15a를 참조하면, 원위측 개구(1502)는 종축(104)의 중간에 있되, 대안적 실시예에서는 상기 개구(1502)가 종축(104)으로부터 오프셋 될 수 있다. 도시된 실시예에서, 원위측 개구(1502)는 근위측 개구(124)의 직경보다 작은 직경을 가지며, 그 내면을 따라 결합(coupling) 기구가 포함되어 있다. 특정 실시예에서, 이러한 결합 기구는 베이어닛 마운트(bayonet mount) 형태를 취한다. A-A 절단면(도 15a에 표시됨)을 따라 취한 추간 케이지 장치(1500)의 횡단면도인 도 15b에 나타낸 바와 같이, 원위측 개구는 이식 도구(1600)(도 16a 내지 도 16c와 관련하여 더 설명됨)의 원위측 단부 상의 2개 이상의 핀(1618)을 수용하도록 구성된 2개 이상의 슬롯(1504)을 가질 수 있다.
도시된 실시예에서, 이들 슬롯(1504)은 원위측 개구의 내면을 따라 형성된 “L자형” 슬롯이며, 이로써 슬롯의 제1 부분은 원위측 개구(1502)의 근위측 단부로부터 원위 방향으로 개구(1502)의 근위측 단부와 원위측 단부 사이의 한 위치까지 연장된다. B-B 절단면(도 15b에 표시됨)을 따라 취한 추간 케이지 장치(1500)의 횡단면도인 도 15c에 더 명확히 보이는 것처럼, 슬롯(1504)의 제2 부분은 원위측 개구의 내면의 내주연을 따라 반경 방향으로 연장된다. 이러한 반경 방향 연장은 종축(104)을 기준으로 약 45도 내지 약 135도일 수 있다. 도시된 실시예에서, 주연방향 연장은 약 90도이다. 몇몇 실시예에서는 더 적거나 더 많은 개수의 슬롯(1504)이 사용될 수 있다. 그 외에도, 몇몇 실시예에 의하면, 이들 슬롯(1504)은 슬롯(1504)의 제1 부분이 축들(104 및 108)에 의해 형성되는 평면의 중앙에 있도록 배치될 수 있다. 이로 인해 유리하게는 더 큰 핀들(1618)을 사용할 수 있게 되어, 장치를 전개할 때 응력 국부화 및 변형률 국부화를 감소시킨다.
다른 실시예에서, 원위측 개구(1502)의 슬롯들(1504)은 제2 부분을 가지고 있지 않아, 제1 부분이 개구(1502)의 근위측 단부로부터 개구(1502)의 원위측 단부까지 전부 뻗어 있으며, 여기를 핀들(1618)이 전체 통과할 수 있게 되어 있다. 이러한 실시예에서는 이식 도구의 핀들(1618)이 대신에 추간 케이지 장치(1500)와 결합되고 상기 추간 케이지 장치의 원위 면(1505)에 맞닿도록 사용될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 원위측 개구(1502)는 근위측 개구(124)의 직경과 같거나 더 큰 직경을 가진다. 또한, 다른 실시예에서는 다른 유형의 결합 기구, 이를테면 비제한적으로 압입 끼워맞춤, 억지 끼워맞춤, 마찰식 끼워맞춤, 나사, 및 당해 분야에 공지된 다른 결합 기구를 이용하여 이식 장치를 몸체(102)와 결합시킬 수 있다.
도 15b를 참조하면, 몸체(102)의 근위측 단부(110)에는 도 16a 내지 도 16c에 나타낸 이식 도구(1600)의 정합 부분들(1608)을 수용하도록 구성된 절단부들(1506)이 마련되어 있다. 도시된 실시예에서는 근위측 단부(110)의 외주를 따라 2개의 절단부(1506)가 배치되어 있다. 다른 실시예에서는 다른 개수의 절단부(1506)가 사용될 수 있으며, 이들의 배치 또한 몸체(102) 근위측 단부(110)의 외주를 따라 배치된다는 것에 제한되지 않는다.
도 16a 내지 도 16c는 본원에 기술된 추간 케이지 장치(1500) 또는 다른 케이지 장치들을 비확장 위치에서 확장 위치로 전환시키는데 사용될 수 있는 이식 도구(1600)의 일 실시예를 나타내는 도면들이다. 이식 도구(1600)의 일 실시예의 부분 횡단면도인 도 16a를 참조하면, 이식 도구(1600)는 그의 근위측 단부와 원위측 단부 사이로 뻗어 있고 내강 축(1604)에 중심을 둔 외부 캐뉼라(1602)를 구비한다. 외부 캐뉼라(1602)의 원위측 단부에는 몸체(102)의 근위측 단부(110)와 접촉하도록 구성된 연결부(1606)가 있다. 이식 도구(1600)의 원위측 단부 도면인 도 16c에 더 명확히 보이는 것처럼, 일 실시예에서 연결부(1606)는 몸체(102) 근위측 단부(110)의 치수들과 같거나 더 큰 치수들을 가짐으로써, 유리하게 연결부(1606)는 임의의 접촉 압력을 근위측 단부(110)의 전체 표면적에 걸쳐 분포시킨다. 몇몇 실시예에서, 연결부(1606)는 그로부터 원위 방향으로 돌출된 치형부와 같은 2개의 정합 부분(1608)을 가지며, 이들 정합 부분은 삽입되어 몸체(102) 근위측 단부(110) 상의 절단부들(1506)과 맞물리도록 구성된다. 다른 실시예에서, 연결부(1606)는 몸체(102) 근위측 단부(110) 상의 절단부들(1506)의 양에 따라 더 적거나 더 많은 개수의 정합 부분(1608)을 가질 수 있다. 일단 맞물려진 후, 정합 부분들(1608)은 몸체(102)의 회전을 외부 캐뉼라(1602)의 회전과 직접 연결하도록 구성되며, 이로써 이식 도구(1600)의 사용자로 하여금 이식 시술 동안 몸체(102)의 회전을 직접 조정하게 한다.
외부 캐뉼라(1602)의 근위측 단부에는 이식 도구(1600)의 사용자가 쥐도록 구성된 핸들(1610)이 있다. 핸들(1610)은 외부 캐뉼라(1602)에 직접 부착되어 있어, 핸들(1610)이 회전하면 외부 캐뉼라(1602)도 회전하게 된다. 이에 따라, 이식 도구(1600)의 사용자가 핸들(1610)을 통해 몸체(102)의 회전을 유리하게 조정할 수 있다. 또한 이식 도구(1600)는 내강 축(1604)의 대략 중간에 내부 샤프트(1612)를 가지며, 이러한 내부 샤프트는 외부 캐뉼라(1602) 내부에서 슬라이딩 식으로 병진이동이 가능하고, 슬라이딩 식으로 회전도 가능하다. 도시된 실시예에서는 내부 샤프트(1612)가 제어 부재(1614)에 직접 부착되어 있어, 제어 부재(1614)가 회전 및 병진이동하면 내부 샤프트(1612)가 회전 및 병진이동된다. 이러한 실시예에서, 제어 부재(1614)는 핸들 내 개구(1616) 안에 전부가 수용된다. 다른 실시예에 의하면, 이러한 개구는 내부 샤프트(1612)를 수용하기만 하면 되는 크기를 가짐에 따라, 제어 부재(1614)는 핸들의 바깥 측에 남게 된다. 제어 부재(1614)는 장치 사용자가 제어 부재(1614)를 회전 및 병진이동 시키는 것에 도움이 되도록 돌출 리지, 돌기, 텍스쳐링, 그립 또는 다른 기구를 가질 수 있다.
몇몇 실시예에서, 샤프트의 원위측 단부에는 추간 케이지 장치(1500)의 원위측 개구(1502) 상에 위치된 슬롯들(1504) 형태의 결합 기구에 대응되는 핀들(1618)이 있다. 샤프트(1612)가 외부 캐뉼라(1602) 내부에서 슬라이딩 식으로 병진이동이 가능하고 슬라이딩 식으로 회전도 가능하기 때문에, 샤프트(1612)는 병진이동도 하고 회전도 하면서 원위측 개구(1502)의 “L자형” 슬롯(1504)과 맞물리게 될 수 있는 한편, 정합 부분(1608)과 절단부(1506)의 맞물림으로 인해 역방향 힘이 외부 캐뉼라(1602)를 경유해 몸체(102)에 가해진다.
도 17은 본원에 기술된 추간 케이지 장치(1500) 및 기타 다른 장치를 비확장 위치에서 확장 위치로 전환시키기 위해 이식 도구(1600)를 사용할 수 있도록 하는 한 가지 방법을 도시한다. 도시된 실시예에서는 핀들(1618)을 구비한 샤프트(1612)와, 슬롯들(1504)이 형성되어 있는 원위측 개구(1502)를 가진 추간 케이지 장치(1500)가 이용된다. 제1 단계 동안, 이식 도구(1600)는 비확장 형태의 추간 케이지 장치(1500)의 근위측 단부(110) 쪽으로 전방 이동됨에 따라, 연결부(1606)가 몸체(102)의 근위측 단부(110)에 인접하여 근위측 단부와 접촉되는 곳에 배치된다. 이러한 전방 이동 과정시, 정합 부분들(1608)이 절단부들(1506)에 동시에 삽입되어 맞물리게 되며, 이로써 몸체(102)의 회전이 외부 캐뉼라(1602)의 회전과 연결된다.
제2 단계 동안에는 샤프트(1612)가 외부 캐뉼라(1602)를 통해 원위 방향으로 슬라이딩 식으로 전방 이동하여 추간 케이지 장치(1500) 내로 들어 간다. 샤프트는 먼저 근위측 개구(124)를 통해 전방 이동하고, 이어서 내부 용적(126)을 통해 전방 이동하고, 마지막으로는 원위측 개구(1502)의 후연부에 인접하여 후연부와 접촉되는 곳에 배치된다. 이 실시예에서, 원위측 개구(1502)는 샤프트(1612)의 원위측 단부에 있는 상기 핀들(1618)에 대응되는 슬롯들(1504)을 가지므로, 샤프트(1612)는 슬롯(1504)의 프로파일을 따라감으로써 원위측 개구(1502) 내로 더 전방 이동될 수 있다. 그런 후에는 샤프트(1612)가 회전되어 원위측 개구(1502)와 맞물리게 될 수 있다. 이렇게 맞물린 위치에서, 샤프트(1612)와 몸체(102)가 연결되며, 이로써 샤프트(1612)가 병진이동하면 몸체(1502)이 병진이동한다. 위 단계들을 “제1” 및 “제2”로 명명하는 것은 단지 본원에 기술된 추간 케이지 장치(1500)와 다른 케이지 장치들을 전개하는 한 가지 방법을 설명하고자 이용된 것뿐임을 주목한다. 다른 실시예에서는, 제1 단계 전에 제2 단계가 완료되도록 상기 순서를 뒤바꿀 수 있다.
추간 케이지 장치(1500)에 원위측 개구(1502)의 전체 길이로 뻗어 있는 슬롯들(1504)이 형성되어 있는 실시예에서, 샤프트는 원위측 개구(1502)를 통해 전체가 전방 이동된다. 핀들(1618)은 몸체(102)의 원위 면(1505)에서 먼 쪽에 있기 때문에, 샤프트(1612)가 회전하고 후퇴함으로써, 핀들(1618)이 원위 면(1505)에 맞닿게 되도록 한다.
더욱이, 전술된 단계들은 추간 케이지 장치(1500)가 추간 공간에 삽입되기 전 또는 삽입된 후에 수행될 수 있다. 전술된 단계들이 추간 케이지 장치가 추간 공간에 삽입되기 전에 수행되는 실시예에서는 이식 도구(1600)를 사용하여 상기 장치를 해당 공간에 전달한다. 전술된 단계들이 추간 케이지 장치가 추간 공간에 삽입된 후에 수행되는 실시예에서는 별도의 도구를 사용하여 상기 장치를 해당 공간에 전달할 수 있다.
제3 단계 동안에는, 샤프트(1612)가 원위측 개구(1502)와 맞물려진 후, 몸체(102)의 근위측 단부(110)에 힘이 원위 방향으로 가해지는 반면에 샤프트(1612)는 제자리에 유지된다. 근위측 단부(110)에 가해진 힘으로 리빙 힌지들(118)을 따른 변형으로 인해 몸체(102)가 비확장 위치에서 확장 위치로 전환된다. 대안적 실시예에서는, 원위측 개구(1502)에서 몸체(102)의 원위측 단부에 힘이 근위 방향으로 가해지는 반면에 외부 캐뉼라(1602)는 제자리에 유지되어, 몸체(102)가 비확장 위치에서 확장 위치로 전환된다.
마지막 단계 동안에는 핀들(1618)을 원위측 개구(1502)의 “L자형” 슬롯으로부터 분리해제하기 위해 샤프트(1612)가 회전된다. 이어서 샤프트(1612)는 추간 케이지 장치(1500)로부터 슬라이딩 식으로 후퇴됨으로써 상기 샤프트(1612)가 몸체(102)로부터 분리된다. 그런 후에는 연결부(1606)가 후퇴될 수 있어, 정합 부분(1608)이 절단부(1506)로부터 분리된다. 다음으로는 도구가 추간 공간 및 환자의 몸체로부터 분리될 수 있다.
수직 확장형 추간 케이지
도 18은 확장 형태의 추간 케이지(1800)의 일 실시예를 나타내는 도면이다. 추간 케이지(1800)는 전방 패널(1802)과 선회성 몸체(1805)를 구비한다. 확장 형태에서, 전방 패널(1802)은 케이지(1800)에 대해 구조적 지지를 제공하도록 지지대 형태로 구성된다. 일 실시예에서, 전방 패널(1802)은, 상부 가장자리(1812)와 저부 가장자리(1814)로부터 같은 간격을 두고 위치된 리빙 힌지(1810)를 포함하며, 이러한 리빙 힌지에 의해 전방 패널(1802)은 다시 상부 섹션(1816a)과 저부 섹션(1816b)로 나뉜다. 다른 실시예에서는, 비확장 형태 및 확장 형태에 바람직한 기하학적 구조에 따라, 리빙 힌지(1810)가 상부 가장자리(1812) 또는 저부 가장자리(1814)에 더 가까이 배치될 수 있다. 또한, 또 다른 실시예에서는 둘 이상의 리빙 힌지가 전방 패널(1802) 상에 포함될 수 있다.
일부 실시예에서, 상부 섹션(1816a)과 저부 섹션(1816b)은 힌지(110)에 회전가능하게 부착되어 전방 패널(102)을 형성하는 개별 유닛들이다. 이들 실시예에서, 상부 및 저부 섹션들(1816a, 1816b)을 회전가능하게 부착시키는 일은 탄성 변형을 허용하는 소재들을 통해, 이를테면, 리빙 힌지(1810)과 함께, 리빙 힌지(1810)를 따른 변형이 가능하도록 구성된 전방 패널(1802)의 리빙 힌지 또는 더 얇은 두께로 형성된 힌지를 통해, 달성될 수 있다.
도 18에 도시된 것과 같은 일 실시예에서, 전방 패널(1802)은 개구(1818)를 가지며, 상기 개구는 전방 패널(1802)의 대체로 중앙에 형성되어 있다. 다른 실시예에 의하면, 전방 패널(1802)은 상부 섹션(1816a)과 저부 섹션(1816b) 모두에 배치되는 복수의 개구를 가진다. 개구(1818)는 이식 장치의 원위측 부분이 추간 케이지(1800)의 후연부(1808)를 통해 진입하고 개구(1818)를 통과할 수 있게 구성될 수 있으며, 이로써 이식 장치의 원위측 부분이 전방 패널(1802)로부터 먼 쪽에 있게 된다. 상부 섹션(1816a)과 저부 섹션(1816b)에 복수의 개구가 형성되어 있는 실시예에서, 이들 개구는 가이드와이어가 제1 개구를 통해 추간 케이지(1800)의 후연부(1808)를 통해 삽입되고 제2 개구를 통해 후연부(1808)로 되돌아갈 수 있게 구성될 수 있다. 추간 케이지(1800)를 비확장 형태에서 확장 형태로 전환시키기 위해 힘을 가하는데 있어서 이식 장치 또는 가이드와이어가 사용될 수 있다.
다른 예로서, 팽창형 장치(이를 테면, 팽창형 주머니)가 내부 용적 안에 배치될 수 있다. 팽창형 장치가 팽창됨에 따라 내부 용적 안에 있는 팽창형 장치의 부피가 증가될 수 있다. 팽창형 장치가 추간 케이지(1800)의 여러 부분을 접촉함으로써 힘이 추간 케이지에 가해져 케이지(1800)가 전개될 수 있다. 이러한 방법들 및 장치들이 미국특허출원 제14/422,750호에 더 상세히 기술되어 있으며, 상기 문헌의 그 전체 내용이 본원에 참조로 포함되었다.
도시된 실시예에서, 상부 및 저부 섹션들(1816a, 1816b)은 개구(1818)가 있음에도 불구하고 대체로 직사각형이다. 이러한 형태에서, 상부 가장자리(1812)와 저부 가장자리(1814)는 일반적으로 평행을 유지한다. 다른 실시예에서는 상부 및 저부 섹션들이 직사각형이 아니라 웨지(쐐기) 형상이므로, 상부 및 저부 가장자리들(1812, 1814)이 평행하지 않다. 이들 실시예는 지지 대상인 두 표면들이 경사를 이루고 있고 높이가 서로 상이할 필요가 있을 때 이용될 수 있다. 다른 형상으로는 사각형, 이를테면, 비제한적으로, 정사각형, 직사각형, 평행사변형 및 사다리꼴이 포함될 수 있다. 또한 이러한 형상으로, 변이 5개 이상인 다각형, 부분 타원형(이를 테면, 반원), 및 당업자에 의해 선택될 수 있는 기타 다른 형상이 포함될 수 있다.
당업자에게는 리빙 힌지를 통해 추간 케이지(1800)의 패널들이 인접 패널들과 일체형 유닛을 형성할 수 있다는 것 또는 인접 유닛으로부터 분리될 수 있고 전술된 부착 기구를 통해 회전가능하게 부착될 수 있다는 것이 명백할 것이다. 장치의 몇몇 실시예에서는 리빙 힌지 및 다른 부착 기구 모두가 동시에 사용된다. 이는 장치를 후-제조공정으로 조립할 수 있게 하며, 잠재적으로는 비용 절감 효과를 제공한다. 다른 실시예에서는 리빙 힌지가 전체 장치에 두루 사용된다.
작동
위에서 논의한 바와 같이, 추간 케이지(1800)의 패널들 및 섹션들은 리빙 힌지에 의해 인접 패널들 및 인접 섹션들에 회전가능하게 연결된다. 이에 따라, 추간 케이지(1800)의 개별 패널들은 비확장 형태에서 확장 형태로 회전할 수 있다. 도 19a 내지 도 19c는 추간 케이지(1800)의 좌측에서 본 도면으로서, 추간 케이지(1800)를 비확장 형태에서 확장 형태로 전환시키는 한 가지 비제한적 방법을 예시한다. 세 가지의 개별적 형태들, 즉 비확장 형태(도 19a에 도시), 중간 형태(도 19b에 도시) 및 확장 형태(도 19c에 도시)를 도시하였다.
도 19a를 참조하면, 비확장 형태로 있는 동안, 전방 패널(1802)이 접철되어 있으므로 상부 섹션(1816a)와 저부 섹션(1816b)은 웨지의 측면들을 형성하고, 리빙 힌지(1810)는 상기 웨지의 첨단부를 형성한다. 다른 실시예에 의하면, 이러한 측방 패널들이 내부 쪽으로 접철된다. 도시된 실시예에서는, 리빙 힌지(1810)가 원위 방향으로 외부 쪽으로 뻗어짐에 따라, 추간 케이지(1800)가 웨지-형상 또는 테이퍼형의 전단부(leading end)(1806)를 갖게 된다. 이식 시술 동안, 수술 부위 및 추간 공간에 진입하는 첫 추간 케이지(1800) 부분이 전방 패널(1802)이기 때문에, 이러한 웨지-형상 또는 테이퍼형 형태는 이식 시술 도중에 추간 케이지(1800)가 환자 몸 속에 용이하게 삽입되도록 한다. 첫째로, 사용자가 케이지(1800)를 두 척추 종판에 의해 형성된 공간 속으로 전방 이동시킬 때 케이지(1800)를 상기 공간의 중앙에 두는 일에 있어서 상기 웨지 형상이 도움이 된다. 둘째로, 추간 케이지(1800)의 높이는 비확장 형태로 있을 때 더 낮으므로, 케이지(1800)의 여러 부분, 이를테면 상부 및/또는 저부 패널들(1850, 1860)이 종판들과 접촉하게 됨으로써 시술 동안 케이지(1800)의 전방 이동을 방해하게 되는 가능성을 낮춘다.
몇몇 실시예에 의하면, 비확장 형태에서 확장 형태로의 장치 전환은 전방 패널(1802)에 후연부(1808) 방향으로 힘을 가함으로써 수행될 수 있다. 이는 척추 종판들에 평행한 평면에서의 장치의 모든 병진 이동을 (즉, 예컨대, 상부 및 저부 플레이트들(1850, 1860)에 역방향 힘을 가하여) 억제시키면서 전방 패널(1802)을 당김으로써 달성될 수 있다. 전방 패널(1802)에 가해지는 힘뿐만 아니라 상부 및 저부 섹션들(1816a, 1816b)의 회전가능식 부착으로 인해, 리빙 힌지(1810)가 후연부(1808)를 향해 당겨진다. 이 움직임은 상부 섹션(1816a)과 저부 섹션(1816b) 사이에 형성된 각도를 증가시켜, 케이지(1800)가 수직방향으로 확장되게 만든다.
또한 다른 방법들을 이용하여 케이지(1800)를 개방시킬 수 있다는 것을 주목한다. 예를 들어, 전방 패널(1802) 또는 더 구체적으로는 리빙 힌지(1810)가 같은 방향으로 병진 이동하는 것을 억제시키면서 전단부(1806) 쪽으로 선회성 몸체(1805)에 대신 힘을 가할 수 있다. 또 다른 예로, 측방 패널들이 접철되는 방향의 반대 방향으로 측방 패널들에 대신 힘을 가할 수 있다. 따라서, 내부 용적(1890)을 향해 내부 쪽으로 접철되었다면, 각 측방 패널에는 내부 용적(1890)에서 멀어지는 방향으로 개별적 힘이 가해질 수 있다. 내부 용적(1890)으로부터 외부 쪽으로 접철되었다면, 각 측방 패널에는 내부 용적(1890)을 향하는 방향으로 개별적 힘이 가해질 수 있다. 또 다른 예로, 전환 과정이 시작되도록, 상부 패널의 저면에 상향 수직력이 가해질 수 있고, 저부 패널의 상면에는 하향 수직력이 가해질 수 있다. 케이지(100)를 비확장 형태에서 확장 형태로 전환시키는 과정시, 전술된 방법들의 일부 또는 모두가 함께 통합될 수 있다.
변형, 수정 및 통합
당업자라면 본 개시에 기술된 구현예들에 대한 다양한 변형을 쉽게 알 수 있을 것이며, 본원에 정의된 보편적 원리들은 본 개시의 사상 또는 범위를 벗어나지 않으면서 다른 구현예들에 적용될 수 있다. 더욱이, 본원에 기술된 단계들 중 일부는 동시에 수행될 수 있거나 또는 본원에 순서 매겨진 단계들과는 상이한 순서로 수행될 수 있다. 또한, 명백하겠지만, 본원에 개시된 구체적인 실시예들의 특징들과 특성들은 다양한 방식으로 통합되어 추가 실시예들을 형성할 수 있으며, 이러한 추가 실시예들 모두는 본 개시의 범위 내에 속한다. 따라서, 본 개시는 본원에 나타낸 구현예들에 제한되는 것이 아니라, 본원에 개시된 원리들 및 특징들과 일치되는 가장 넓은 범위에 따르도록 의도된다.
본원에 사용된 조건적 용어, 이를테면, 그 중에서, “- 수 있는(다)(can, could, might, may)”, “예컨대” 등은, 달리 구체적으로 명시하지 않는 한, 혹은 이들이 사용된 맥락 내에서 달리 해석되지 않는 한, 특정 실시예가 특정한 특징, 구성요소 및/또는 상태를 포함하는 반면에 다른 실시예들은 포함하지 않는다는 것을 통상 의미하고자 한다. 따라서, 이러한 조건적 용어는 일반적으로 특징, 구성요소 및/또는 상태가 어느 방식으로든 하나 이상의 실시예에 요구된다는 것, 또는 이러한 특징, 구성요소 및/또는 상태가 포함되는지, 혹은 임의의 특정 실시예에서 수행되어야 하는지를, 저자의 의견 또는 제안 유무와 상관없이, 판단하기 위한 논리가 하나 이상의 실시예에 반드시 포함된다는 것을 의미하고자 함이 아니다.

Claims (20)

  1. 인접 척추골 사이에 배치하기 위한, 리빙 힌지를 구비한 확장형 추간 케이지를 3D 프린팅가능 소재를 사용하여 제조하는 방법에 있어서,
    확장형 추간 케이지의 3D 데이터를 3D 프린터에 제공하는 단계로서, 확장형 추간 케이지는 선회성 몸체를 포함하되, 선회성 몸체는 비확장 형태에서 확장 형태로 전환되는 동안 휘어지거나 변형되도록 구성된 일체형 리빙 힌지들에 의해 회전가능하게 부착되는 복수의 측방 세그먼트들을 갖는 것인, 3D 데이터 제공 단계와;
    하나 이상의 3D 프린팅가능 소재를 사용하여 선회성 몸체의 복수의 측방 세그먼트들과 일체형 리빙 힌지들을 프린팅 하는 단계
    를 포함하는 확장형 추간 케이지의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 3D 소재는 열가소성 수지, 광중합체, 금속 분말, 공융 금속, 티타늄 합금 및 이들의 조합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 3D 소재는 천연 생체적합성 소재, 합성 생체적합성 소재, 금속 생체적합성 소재, 적응성 소재, 4D 프린팅 및 이들의 조합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 3D 소재는 폴리에테르케톤(PEK), 폴리에테르이미드(PEI)(이를 테면, Ultem), 초고분자량 폴리에틸렌(UHMPE), 폴리페닐렌, 폴리에테르-에테르-케톤(PEEK)(예를 들어 PEEK Altera와 같은 기억 PEEK 물질 포함), 및 이들의 조합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 추간 케이지는 플라즈마 스프레이, 수산화인회석 코팅, 생물제제(biologics), 항생제, 약물 또는 유전자 치료제, 나노기술 플랫폼(들) 및 이들의 조합물로 이루어진 군에서 선택된 외부 코팅을 포함하는 것인 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 일체형 리빙 힌지들은 비교적 가요성인 3D 프린팅가능 소재를 포함하며, 상기 측방 세그먼트들은 비교적 강성인 3D 프린팅가능 소재를 포함하는 것인 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 비교적 가요성인 3D 프린팅가능 소재는 비금속성 소재를 포함하며, 상기 비교적 강성인 3D 프린팅가능 소재는 금속성 소재를 포함하는 것인 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 3D 데이터는 표준 케이지 크기에 대한 기정된 데이터인 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 3D 데이터는 3D 영상 데이터이고, 상기 방법은 3D 영상 데이터를 생성하기 위해 환자의 인접 척추골을 수술 전 촬상하는 단계를 더 포함하는 방법.
  10. 제5항에 있어서, 상기 외부 코팅은 3D 프린팅가능 소재인 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 리빙 힌지들은 선회성 몸체의 국부적 휨 또는 변형을 허용하도록 구성된, 선회성 몸체의 협소부들 및/또는 선회성 몸체의 절단부들을 포함하는 것인 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 선회성 몸체는 횡축을 따라 대향 배치되는 근위측 단부와 원위측 단부를 포함하며, 비확장 형태에서 근위측 단부와 원위측 단부는 최대 거리 이격되고, 확장 형태에서 근위측 단부와 원위측 단부는 함께 더 가까이 있으며, 상기 확장형 추간 케이지는 인접 척추골 사이에서 수평 방향으로 비확장 형태에서 확장 형태로 확장되도록 구성되는 것인 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상부 패널과 저부 패널을 프린팅 하는 단계를 더 포함하며, 각각의 상부 패널과 저부 패널은 일체형 리빙 힌지들에 의해 하나 이상의 측방 세그먼트에 회전가능하게 부착되고, 상기 확장형 추간 케이지는 인접 척추골 사이에서 수직 방향으로 비확장 형태에서 확장 형태로 확장되도록 구성되는 것인 방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 확장형 추간 케이지는 추간 케이지의 내부 용적 안에 위치될 수 있는 가변 체적형 파우치를 더 포함하는 것인 방법.
  15. 제1항에 있어서, 상기 확장형 추간 케이지는, 선회성 몸체에 결합되어 있고 선회성 몸체를 비확장 형태에서 확장 형태로 전환시키기 위해 선회성 몸체에 힘을 가하도록 구성된 전개 케이블을 더 포함하는 것인 방법.
  16. 제1항에 있어서, 상기 확장형 추간 케이지는, 선회성 몸체에 결합되어 있고 선회성 몸체를 비확장 형태에서 확장 형태로 전환시키기 위해 선회성 몸체에 힘을 가하도록 구성된 전개 도구를 더 포함하는 것인 방법.
  17. 제1항에 있어서, 상기 확장형 추간 케이지는 두 척추골의 종판들 사이에 위치하도록 구성되고, 추가로는 비확장 형태에서 확장 형태로 전환되도록 구성되어 확장형 추간 케이지의 치수 및 형상의 변화를 야기하고, 확장형 추간 케이지의 변형성 내부 용적을 증가시키는 것인 방법.
  18. 인접 척추골 사이에 배치하기 위한, 리빙 힌지를 구비한 환자-맞춤형 확장형 추간 케이지를 3D 프린팅가능 소재를 사용하여 제조하고 이를 사용하는 방법에 있어서,
    3D 영상 데이터를 생성하기 위해 환자의 인접 척추골을 수술 전 촬상하는 단계와;
    3D 데이터를 3D 프린터에 제공하는 단계와;
    하나 이상의 3D 프린팅가능 소재를 사용하여 확장형 추간 케이지를 프린팅 하는 단계로서, 확장형 추간 케이지는 선회성 몸체를 포함하되, 선회성 몸체는 비확장 형태에서 확장 형태로 전환되는 동안 휘어지거나 변형되도록 구성된 일체형 리빙 힌지들에 의해 회전가능하게 부착되는 복수의 측방 세그먼트들을 갖는 것인, 확장형 추간 케이지 프린팅 단계와;
    수술을 통해 확장형 추간 케이지를 인접 척추골 사이에 위치시키는 단계와;
    인접 척추골 사이에서 확장형 추간 케이지를 비확장 형태에서 확장 형태로 확장시키는 단계를 포함하는 확장형 추간 케이지의 제조 및 사용 방법.
  19. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 3D 소재는 열가소성 수지, 광중합체, 금속 분말, 공융 금속, 티타늄 합금, 천연 생체적합성 소재, 합성 생체적합성 소재, 금속 생체적합성 소재, 폴리에테르케톤(PEK), 폴리에테르이미드(PEI)(이를 테면, Ultem), 초고분자량 폴리에틸렌(UHMPE), 폴리페닐렌, 폴리에테르-에테르-케톤(PEEK)(예를 들어 PEEK Altera와 같은 기억 PEEK 물질 포함), 및 이들의 조합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인 방법.
  20. 인접 척추골 사이에 배치하기 위한, 리빙 힌지를 구비하며 3D 프린팅가능 소재를 사용하는 확장형 추간 케이지를 전개시키는 시스템에 있어서,
    하나 이상의 3D 프린팅가능 소재로 만들어지며, 비확장 형태에서 확장 형태로 전환되도록 구성되고, 근위측 단부와 원위측 단부를 가지며, 선회성 몸체를 포함하는 확장형 추간 케이지로서, 선회성 몸체는 비확장 형태에서 확장 형태로 전환되는 동안 휘어지거나 변형되도록 구성된 일체형 리빙 힌지들에 의해 회전가능하게 부착되는 복수의 측방 세그먼트들을 갖는 것인 확장형 추간 케이지와;
    추간 케이지 내부에 위치될 수 있고, 확장형 추간 케이지를 비확장 형태에서 확장 형태로 이동시키도록 구성된 가변 체적형 파우치
    를 포함하는 추간 케이지 전개 시스템.
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