KR20190011729A - 체내 신축식 뼈 신연 디바이스, 체외 힘 생성 디바이스, 뼈 연장을 위한 방법 및 뼈 연장 장치 - Google Patents

체내 신축식 뼈 신연 디바이스, 체외 힘 생성 디바이스, 뼈 연장을 위한 방법 및 뼈 연장 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 뼈(3)의 길이를 잠그고 축 방향, 뒤틀림 및 굽음 안정성을 제공하기 위한 체내 신축식 뼈 신연 디바이스(1); 뼈(3) 및 체내 디바이스(1)의 연장을 초래하는 연장을 위한 힘을 생성하기 위한 체외 힘 생성 디바이스(4a, 4b); 본 발명의 디바이스들(1 및 4a, 4b)을 사용하는 뼈를 연장하기 위한 방법 및 뼈 연장 장치에 관한 것이다.

Description

체내 신축식 뼈 신연 디바이스, 체외 힘 생성 디바이스, 뼈 연장을 위한 방법 및 뼈 연장 장치
본 발명은 뼈 연장 및 점진적인 골격 기형 교정에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 편리하고 낮은 비용의 방식의 뼈 연장에 관한 것이다.
뼈 연장 및 점진적인 골격 기형 교정 기술들은 적어도 다음과 같은 치료들에 루틴하게 적용된다: 대퇴골과 경골의 양측 및 일측 연장, 대퇴골, 경골, 상완골 및 손가락의 스텀프(stump) 연장, 탈수 및 종골 절골술을 통한 발목의 점진적 교정, 진행성 선천성, 신경근성, 특발성 또는 신드롬성 척추 측만증의 적응적 로딩(rodding), 중족골 및 중수골 연장, 얼굴 윤곽 기형의 점진적인 교정, 및 개방형 설상(wedge) 절골술(예를 들어, 경골 고위 절골술)에 의한 하지 기형의 점진적인 교정.
뼈 연장을 위한 종래 기술의 외부 고정기(fixator)들로부터 알려져 있다. 이들의 이점은 낮은 비용 및 접근성이다. 그러나, 치료는 전형적으로 환자가 고통스럽고 불편하다.
언급할 수 있는 외부 고정기들의 추가적인 문제들은, 적어도 감염률, 재활 기간, 환자에게 부착되는 몹시 눈에 띄고 불편한 디바이스들, 환자의 수면 방해, 상처 및 상처의 관리, 핀이 파손되거나 또는 감염될 가능성 및 핀들이 변형될 가능성, 열악한 미용적 결과, 특수 의복의 필요성, 및 귀찮은 물리치료이다.
사지 연장을 위한 전통적인 링 프레임은 전형적으로 그것의 발명자를 따라 일리자로프 프레임(Ilizarov Frame)으로서 불린다.
추가로 뼈 연장을 위한 골수내(intramedullary) 주입물들이 알려져 있다. 이들은 더 편리하고 환자들에 대한 합병증을 덜 초래한다. 그러나, 이들은 매우 비싸며 접근성이 낮다.
언급할 수 있는 골수내 주입물들의 추가적인 문제들은 적어도 특정 시장에서만의 이용가능성, 부분적인 체중 지탱 및 물리 치료를 전적으로 허용하지 않는 것, 수술을 필요로 하는 것, 모든 환자 그룹이 이용할 수 있는 것은 아니라는 것, 연장의 간접 측정, 많은 양의 기술적인 이슈들 및 재밍(jamming)의 경우에 주입물 관리가 불가능하다는 것, 파손 및 제어불가능성, 자기 공명 촬영(magnetic resonance imaging; MRI)과의 비호환성, 및 제품 규제가 엄격하다는 것이다.
종래 기술의 단점들을 보았을 때, 더 편리하고 환자에게 합병증을 덜 초래하지만 동시에 접근이 가능하고 저렴한 하이브리드 해법이 분명히 필요하다.
추가적인 종래 기술의 하나의 하이브리드-형 해법은 주입가능 골수내 네일(nail) 및 외부 고정기를 이용하는 것이다. 이른바 LON(Lengthening Over Nail)-접근 방식은 2번의 수술(골수내 네일의 주입 및 연장 후 원위 고정 나사를 고정하기 위한 별도의 수술)을 필요로 하기 때문에, 심각한 감염의 위험이 높다. 해법의 주입가능 부분들은 연장 시 비틀림 안정성 또는 축 방향 안정성을 제공하지 않는다.
연장이 완료될 때 원위 나사들을 삽입하기 위하여 수술실에서의 추가적인 수술을 필요로 하는 LON에 더하여, 이는 또한 원위 나사 고정을 위한 최소 거리 및 의도된 연장 거리의 길이만큼 골수 공간을 깎아 낼 것을 요구하며 연장 이후에 뼈의 원위 조각에서 낮은 생체기계적 안정성을 제공한다.
일부 추가적인 하이브리드-형 해법들이 종래 기술에서 알려져 있다. 소위 LATN(Lengthening And Then Nailing), LOP(Lengthening Over Plate), 및 LATP(Lengthening And Then Plating)가 존재한다.
LATN은 연장이 완료된 이후에 골수내 네일을 삽입하기 위하여 침습 및 감염의 경향이 있는 삽입 수술을 필요로 하며, 이는 또한 일반적으로 감염된 핀 트랙(pin tract)들이 삽입될 골수내 네일의 주변 조직을 감염시키는 것을 방지하기 위하여 몇몇 추가적인 안전 조치들을 필요로 한다. 추가고, LATN에서 외부 프레임의 배치는, 장래에 삽입될 골수내 네일이 네비게이션을 위한 그리고 기준으로서 제 위치에 있는 네일 없이 고려되어야만 하기 때문에 매우 까다롭다.
LOP는 플레이트를 안정화시키기 위하여 원위 나사들을 삽입하기 위해 수술실에서의 2차 수술을 필요로 한다. 불안정한 골절(fracture)들은 플레이트로 고정될 때 골수내 네일들보다 항상 생체기계적으로 덜 안정적이다.
LATP는 연장이 완료된 이후에 플레이트를 삽입하기 위하여 침습 및 감염의 경향이 있는 삽입 수술을 필요로 하며, 이는 일반적으로 감염된 핀 트랙들이 삽입될 골수내 플레이트를 감염시키는 것을 방지하기 위하여 몇몇 추가적인 안전 조치들을 필요로 한다. 이상과 같이, 신연 골형성(distraction osteogenesis)에서 나타나는 불안정한 골절들은 플레이트로 고정될 때 골수내 네일들을 가지고 고정되는 것보다 항상 생체기계적으로 덜 안정적이다.
본 발명의 목적은, 치료가 더 편리하고 환자에게 합병증을 덜 초래하지만 동시에 접근이 가능하고 저렴한 뼈 연장을 위한 해법을 제공하는 것이다. 추가로, 본 발명의 목적은, 오로지 한번의 수술만이 요구되며 연장 시에 비틀림 안정성 및 축 방향 안정성이 존재하는 해법을 제공하는 것이다. 추가로, 본 발명의 목적은 골수내 주입물들보다 더 양호한 제어성을 제공하고 치료 동안 연장력 생성 수단 또는 디바이스의 유지보수를 가능하게 하는 것이다.
본 발명의 목적은 청구항 1의 체내 신축식 뼈 신연(intra-corporal telescopic osteodistraction) 디바이스, 청구항 8의 체외(extra-corporal) 힘 생성 디바이스, 청구항 10의 뼈 연장을 위한 방법, 및 청구항 12의 뼈 연장 장치에 의해 달성된다. 본 발명의 선호되는 실시예들이 추가적인 청구항들에서 소개된다.
본 발명의 체내 신축식 뼈 신연 디바이스는, 제어되는 방식으로 고정 지점들 사이의 거리를 증가시키는 것을 가능하게 하는 방식으로 뼈에 대한 부착을 위한 2개의 고정 지점들을 포함하며, 고정 지점들 사이의 거리를 증가시키는 방향에서의 단방향 움직임을 허용하고 복귀 방향에서의 움직임을 방지하며 디바이스 및 뼈의 꼬임(twisting)을 방지하는 수단을 갖는다. 본 발명의 디바이스는, 뼈의 연장 움직임이 연장될 뼈에 연결된 체외 힘 생성 디바이스에 의해 배열되며, 여기에서 뼈 신연 디바이스는 단방향의 뼈의 연장 움직임을 가지고 연장되도록 배열되는 것을 특징으로 한다.
뼈에 대한 디바이스 연결은, 핀들, 와이어 나사들, 피질-외 클램프들 또는 유사한 것에 의한 뼈에 대한 직접 부착에 의해 실현될 수 있다. 대안적으로, 연결은, 추가로 뼈에 연결되거나 또는 다른 방식으로 뼈의 움직임 및 연장을 초래하는 물리적 또는 해부학적 특징부들에 대한 연결에 의해 실현될 수 있다.
단방향 움직임을 허용하며, 복귀 방향에서의 움직임을 방지하고 디바이스의 바람직하지 않은 꼬임 및 굽음을 방지하는 수단은 동일한 단일 엔티티니 내에 일체적으로 제공될 수 있다. 대안적으로, 수단은 더 많은 물리적인 엔티티들로 구성될 수 있다. 전형적인 실시예에 있어서, 꼬임을 방지하기 위한 엔티티는, 고정 지점들 사이의 거리를 증가시키는 방향으로의 단방향 움직임을 허용하고 복귀 방향으로의 움직임을 방지하는 엔티티와는 별개의 물리적인 몸체들로 구성될 수 있다.
이러한 맥락에 있어서, 바람직하지 않은 꼬임은 그들의 길이 방향 축에 걸친 로드(rod), 신축식 튜브들, 뼈, 뼈 세그먼트들 또는 유사한 것의 비의도적인 비-자유(non-free) 회전을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 체내 신축식 뼈 신연 디바이스는 그것의 연장의 양을 표시하는 수단을 가질 수 있다. 추가로, 표시 수단은 가청 신호를 생성할 수 있거나 또는 표시 수단은 RF-신호를 생성하기 위한 수단을 포함한다.
대안적으로, 표시 수단은 감지가능 정적(static) 또는 영구 자기장에서의 변화를 생성하기 위한 수단을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 체내 신축식 뼈 신연 디바이스는 뼈 상에 또는 뼈 내에 주입이 가능하다.
체내 신축식 뼈 신연 디바이스에 있어서, 고정 지점들 사이의 거리를 증가시키는 것을 가능하게 하는 상기 방식은 또한 상기 거리를 감소시키는 것, 즉, 견인(retraction)을 가능하게 할 수 있다.
원하는 견인 및 거리를 감소시키는 것은, 예를 들어, 슬롯형 나사 구멍들, 고정 지점들의 역동화(dynamization), 이중-기능 또는 다른 스프링들의 사용, 자석들 또는 외부 에너지의 다른 수단에 의한 내부 잠금 장치의 릴리즈(release), 나사 제거, 의도된 연장 단계보다 더 큰 투스(tooth) 길이를 갖는 별개의 래칫(ratchet) 메커니즘, 주입물의 별개의 견인 부분 및/또는 고정 지점들 주위의 나사 구성의 변경에 의해 달성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 뼈의 연장 움직임을 이용한 디바이스 연장 다음의 연장된 위치는 주입물 래칫 메커니즘 또는 단방향 움직임을 허용하는 다른 수단에 의해 유지되거나 및/또는 잠길 수 있다.
본 발명의 체외 힘 생성 디바이스는 뼈 상에 또는 뼈 내에 주입된 체내 신축식 뼈 신연 디바이스를 갖는 뼈의 연장을 배열한다.
본 발명이 또 다른 실시예에 있어서, 체외 힘 생성 디바이스는 체내 신축식 뼈 신연 디바이스의 연장의 양의 표시를 수신하기 위한 수단을 가질 수 있다. 추가로, 체내 신축식 뼈 신연 디바이스의 연장의 양의 표시의 정보는 뼈의 연장을 제어하기 위하여 사용될 수 있다.
추가로, 체외 힘 생성 디바이스는 와이어들, 핀들, 하프-핀들 또는 피질-외 클램프들을 이용하여 뼛조각에 고정될 수 있다. 대안적으로, 체외 힘 생성 디바이스는 임의의 경피 부분들 없이 완전히 신체 외부에 존재할 수 있다.
본 발명에 따른 뼈를 연장하기 위한 방법에 있어서, 체내 신축식 뼈 신연 디바이스가 뼈 상에 또는 뼈 내에 주입되며; 및 다음의 단계들이 반복적으로 실행된다:
체외 힘 생성 디바이스가 연장될 뼈에 연결된다;
체내 신축식 뼈 신연 디바이스의 고정 지점들 사이의 거리가 체외 힘 생성 디바이스에 의해 증가된다;
체외 힘 생성 디바이스가 뼈에서 분리된다.
방법은, 각각의 반복적인 단계 동안, 체내 신축식 뼈 신연 디바이스의 수단이 뼈 및 체내 신축식 뼈 신연 디바이스의 길이를 잠그는(lock) 것을 특징으로 한다.
뼈 연장에 대한 동일한 결과들은 고정 지점들 사이의 거리를 증가시키는 단계들 사이에 외부 디바이스를 분리하는 단계 및 연결하는 단계를 수행하지 않음으로써 달성될 수 있다. 그러나, 분리되지 않는 경우, 외부 디바이스를 계속해서 지녀야 하기 때문에 환자에 대한 최대의 안락함이 달성되지 않을 수 있다.
추가로, 본 발명의 뼈를 연장하기 위한 방법에 있어서, 뼈의 희망되는 연장이 도달될 때, 체내 신축식 뼈 신연 디바이스가 제거된다.
본 발명의 뼈 연장 장치는, 뼈의 길이를 잠그기 위한 그리고 축 방향, 뒤틀림 및 굽힘 안정성을 제거하기 위한 체내 디바이스, 뼈 및 체내 디바이스의 연장을 초래하는 연장을 위한 힘을 생성하기 위한 체외 디바이스, 체내 디바이스의 연장에 관한 정보를 검출하고 송신하기 위한 수단, 및 연장에 과한 정보를 수신하고 체외 디바이스에서 연장을 제어하기 위한 수단을 포함한다.
추가로, 본 발명의 장치에 있어서, 상기 체내 디바이스는 뼈 상에 또는 뼈 내에 주입되며, 상기 체외 디바이스는 오로지 연장을 위하여 필요할 때에만 뼈에 또는 뼈의 림(limb)에 연결된다.
본 발명의 방법에 있어서, 전통적인 LON(Lengthening Over Nail)-치료는 신축 메커니즘을 갖는 연장 주입물로 고정된 길이의 주입가능 네일을 대체함으로써 개선된다. 최신 시장에 대한 더 값이 싼 해법을 달성하기 위하여, 힘 또는 토크를 생성하는 주입가능 엘리먼트들 및 무선 에너지 전송에 대한 어떠한 필요도 없이 단지 공지된 신축식 골수내 주입물들의 스마트 잠금 메커니즘만이 사용된다. 연장을 달성하기 위한 힘 생성을 위하여, 외부 디바이스가 사용된다. 외부 힘 생성 및 주입된 잠금 메커니즘에 더하여, 연장의 추가적인 제어를 위하여 주입물 연장에 관한 정보를 시스템으로 전송하는 것이 유익하다.
강건한 주입물의 사용은 외부 디바이스의 고정 시에 요구되는 핀들의 수를 최소화한다. 정적 자기장의 변화들의 센싱 또는 최신 전기 통신 또는 오디오-기반 정보 전송의 사용에 기인하여, 연장을 위한 힘 생성부로의 정보 전송은 디바이스들 사이의 어떠한 물리적인 연결들도 요구하지 않는다. 결과적으로, 본 기여는 더 적은 핀들을 가지고 또는 핀들 없이 더 유연한 고정을 허용함으로써 외부 디바이스의 침습을 최소화하기 위하여 모든 측면에서 도움이 되며, 이는 환자의 안락함을 최대화한다.
연장을 제어하기 위하여, 본 발명의 장치의 주입가능 부분은 연장 정보를 포함하는 신호들을 송신할 수 있다. 이러한 정보에 기초하여, 외부 부분의 연장이 제어되며, 결과적으로, 뼈 연장이 제어된다.
연장 검출 및 제어를 실현하기 위한 몇몇 방식들이 존재한다. 신호 생성은 단순하게 메커니즘의 기계적인 잠금에 의해 또는 별개의 래칫에 의해 초래되는 가청 신호의 생성에 기초할 수 있다. 대안적인 가능성들은, 예를 들어, 신축식 네일의 부분들 둘 모두 내에 포함될 수 있으며 따라서 태그들 사이의 거리를 검출하는 RFID 태그들일 수 있다. 유사한 구성들이 지능형 재료들을 가지고 구축될 수 있다. 연장 정보는, 예를 들어, 라디오 또는 가청 신호들의 형태로 외부 디바이스로 추가로 송신될 수 있다. 추가로, 정적 자기장의 변화가 측정될 수 있다. 대안적으로, 임의의 주입가능 전자 컴포넌트들, 예컨대 변형 게이지, 또는 저항성, 용량성, 유도성 위치 또는 변위 센서들이 사용될 수 있다.
본 발명의 선호되는 일 실시예에 있어서, 골수내 네일은 설상 수단의 잠금 기능을 갖는 공개공보 WO 2011/148047 A1에 기술되는 것과 같은 신축식 메커니즘을 갖는다. 본 발명의 이러한 종류의 하이브리드 접근방식에 있어서, 뒤틀림 및 축 방향 안정성은 네일에 의해 달성된다. 따라서, 외부 고정기는 더 이상 안정성을 위하여 기여할 필요가 없다. 따라서, 고정기의 외부 부분은 더 적은 핀들 또는 와이어들을 사용하거나 또는 핀들 또는 와이어들을 사용하지 않음으로써 덜 침습적이 되도록 단순화될 수 있다. 일 실시예는 뼈에 고정되고 요구되는 경우 고정기의 부분으로부터 분리되는 단지 2개의 핀들만을 가질 것이다. 추가로, 골수내 신축식 네일 또는 뼈에 대한 임의의 경피적인 연결 없이 뼈를 외부적으로 연장하는 착용형 디바이스를 만들어 내는 것이 가능할 수 있다.
추가로, 외부 디바이스는 골수내 신축부(telescope)로부터 연장에 관한 데이터를 수신하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 대안적으로, 데이터는 별개의 디바이스에 의해 수집될 수 있다.
첨부된 도면들을 참조함으로써 본 발명의 실시예들이 더 상세하게 설명된다.
도 1은 신축식 주입가능 디바이스 및 외부 디바이스를 포함하는 본 발명의 제 1 실시예를 도시한다.
도 2는 신축식 주입가능 디바이스 및 외부 디바이스를 포함하는 본 발명의 제 2 실시예를 도시한다.
도 3a는 본 발명에 따른 주입가능 디바이스의 일 실시예를 도시한다.
도 3b는 도 3a의 실시예의 단면을 도시한다.
도 4는 도 3b의 세부사항 C를 도시한다.
도 5는 본 발명의 장치 내의 연장 정보 전송을 도시한다.
도 1은 본 발명의 선호되는 실시예를 도시한다. 신축식 주입가능 디바이스(1)는 뼈(3)에 고정된다. 뼈(3)는 절골술에 의해 적어도 2개의 섹션들로 커팅되었다. 그것의 고정 지점에서, 디바이스(1)는 각각의 단부에서 적어도 하나의 잠금 나사(2a, 2b)를 사용하여 뼈(3)에 고정된다. 전형적으로, 하나 내지 3개의 나사들이 근위에서 그리고 원위에서 사용된다. 외부 디바이스(4a)는 핀들(5), 하프-핀들 또는 피질-외 클램프들을 이용하여 뼛조각들에 고정된다. 외부 디바이스(4a)는 외부 디바이스(4a)를 연장하기 위한 수단(6a)을 포함한다.
도 2는 본 발명의 다른 선호되는 실시예를 도시한다. 신축식 주입가능 디바이스(1)는 절골술에 의해 커팅된 뼈(3)에 고정된다. 외부 디바이스(4b)는 신체의 해부학적 외부 특징부들에 부착되는 설계에 의해 비-침습적으로 실현된다. 선호되는 일 실시예에 있어서, 외부 디바이스는 환자의 해부학적 특징부들, 예를 들어, 무릎, 허리 또는 발목 상에 부착된다. 외부 디바이스(4b)는 수단(6b)에 의해 주기적으로 연장되며, 그에 따라서 신연 골형성 치료에 의해 요구되는 희망되는 1일 연장 목표를 달성한다.
본 발명의 신축식 네일 또는 신축식 주입가능 디바이스는, 2개의 고정 지점들이 당김 또는 인출에 의해 분리될 때 연장된다.
외부 디바이스(4a 또는 4b)를 연장하기 위한 수단(6a 또는 6b)은 나사들을 포함할 수 있다. 나사들은 외부 디바이스(4a 또는 4b)를 연장하기 위하여, 예를 들어, 수동으로 조정될 수 있다. 대안적으로, 수단(6a 또는 6b)은 전기 모터 또는 연장을 위한 다른 형태의 선형 작동기를 포함할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 2개의 섹션들(11 및 12)을 포함하는 주입물(1)의 구조체를 도시한다. 외부 디바이스(4a, 4b)의 연장은 섹션들(11 및 12)이 서로에 대하여 슬라이드하게끔 한다. 주입물(1)의 새로운 연장된 위치는 주입물 구조체(14)의 특징부들 또는 볼들, 롤러 또는 스프래그(sprag)들을 포함하는 선형 1-방향 클러치들과 같은 단방향 움직임을 허용하는 다른 수단 내에 맞물리는 주입물 래칫 메커니즘들(13)에 의해 유지되거나 및/또는 잠긴다. 이러한 특징부들은 매칭(matching), 예를 들어, 강선(rifling) 수단에 의해 주입물의 외부 구조체(12)에 직접적으로 실현될 수 있다. 특징부들은 또한 주입물 외부 구조체(12)에 부착되는 별개의 삽입부로서 실현될 수도 있다. 이는, 예를 들어, 레이저 커팅 또는 전기 방전 기계가공에 의해 마련되는 예를 들어 슬롯형 튜브로서 이루어질 수 있다.
도 4는 래칫 메커니즘(13)을 도시한다. 6:1로 스케일링된 도 3b의 마킹된 부분(C)은 메커니즘에 대한 선호되는 실시예의 세부사항들을 명확히 한다. 대안적인 메커니즘들 및 세부사항들은 예를 들어 공개공보 WO 2011/148047 A1에 개시된다.
티스(teeth)(131)는 주입물 구조체 내의 슬롯들(141)에 맞물린다. 외부 디바이스(4a, 4b)의 연장에 의해 연장력이 래칫 메커니즘(13)의 암(arm)(132)에 인가된다. 래칫 티스(131)가 슬롯(141)으로부터 분리되며, 새로운 슬롯(141) 내로 이동할 수 있다. 이에 의해, 주입물의 연장이 달성된다. 래칫 메커니즘들(131) 및 래칫 티스(131)의 양은 애플리케이션 면적 및 디바이스 크기에 의존하여 변화할 수 있다. 래칫 메커니즘들(13) 및 래칫 티스(131)의 수가 많아질 수록 디바이스의 하중 지탱 능력이 양호해진다. 래칫 메커니즘(13)은 정의된 간격들을 가지고 이산적인 방식으로 슬롯형 튜브 내에 맞물린다. 간격 또는 단계 크기는 변화되어 슬롯 특징부들(141)의 분해능(resolution)을 변화시킬 수 있다. 래칫 티스(131)의 전부가 반드시 동시에 맞물릴 필요는 없다. 티스(131) 또는 슬롯들(141)은, 상이한 티스(131)가 연속적인 연장들 상에서 특징부들 내에 잠길 때 더 높은 분해능 또는 더 작은 단계 크기를 허용하는 오프셋 패턴으로 제조될 수 있다.
래칫 티스(131) 및 래칫 암(132)은 또한 슬롯들(141) 내로 맞물릴 때 가청 신호가 발생하는 방식으로 설계될 수 있다. 이러한 가청 신호는, 예를 들어, 고정밀 마이크로폰을 이용하여 외부 디바이스(4a, 4b)에 의해 센싱되거나 및/또는 검출될 수 있다. 가청 신호의 정보는 연장 속도를 제어하기 위하여 사용될 수 있다.
추가적으로, 인장 스트링(tension string)이 주입물 내부에 위치될 수 있다. 인장 스트링은, 주입물이 연장될 때 슬라이드하고 연장되는 것이 허용된다. 외부 디바이스가 스피커를 통해 사운드 신호들의 스펙트럼을 주입물로 전송함에 따라, 스트링은 공진 진동으로 위치되어 별개의 주파수에서 가청 신호를 생성한다. 외부 디바이스는 정밀 마이크로폰을 이용하여 주파수를 검출할 수 있으며, 그에 따라 주입물 및 스트링의 길이를 검출할 수 있다.
대안적으로, 가청 신호는 전형적인 청진기를 이용하여 검출될 수 있으며, 외부 디바이스는 이러한 정보에 기초하여 수동으로 조정될 수 있다.
주입물 구조체(14)와 함께 래칫 메커니즘들(13)은 치료되는 뼈(3)에 대한 축 방향, 뒤틀림 및 굽음 안정성을 제공하도록 설계될 수 있다. 연장 치료 동안 원치 않는 꼬임을 방지하는 주입물의 뒤틀림 안정성은, 신축식 주입물 부분(11) 내의 홈들(111)에 맞물리는 키 잠금 링(key lock ring)(15)을 사용하여 추가로 개선될 수 있다. 주입물에 의해 고정 안정성이 제공됨에 따라, 외부 디바이스(4a, 4b)이 심지어 연속적인 연장 세션들 사이에서도 제거될 수 있다. 이는, 외부 디바이스의 프레임이 오로지 제한된 시간 동안에만 뼈 및/또는 사지에 부착되어야 함에 따라 환자에게 증가된 편안함을 제공한다.
도 5는 체내 디바이스로부터 체외 디바이스로 연장 정보를 전송하기 위한 일 실시예를 도시한다. 체내 디바이스(1)의 연장 부분 상의 수단(7)은 연장 정보를 검출하고 가청 또는 라디오 신호로서 전송하며, 체외 디바이스(4a, 4b)의 조정 부분 상의 수단(8)이 이러한 정보를 수신한다.
외부 디바이스의 중요성은 뼈 및 내부 디바이스를 연장하는 것이다. 뼈 및/또는 일부분(fraction)을 지지하도록 상정되지 않기 때문에, 연장 치료 동안 고정기가 또한 제거되는 것이 가능하다.
본 발명의 해법에 의해, 신규한 뼈 신연 치료가 달성된다. 신체 외부의 연결 핀들의 수가 감소되거나 또는 제거됨에 따라, 환자의 고통뿐만 아니라 감염률이 감소된다. 외부 프레임에 대한 연속적인 필요성이 존재하지 않기 때문에, 재활이 개선되고 가속된다. 분리가능 핀들을 가지면, 필요한 디바이스들이 지나치게 눈에 띄지 않으며, 이는 특수 의복의 필요성을 제거하고 환자의 수면이 불필요하게 방해받지 않는다. 더 적은 핀들을 가질 수록, 상처 관리의 더 적은 필요성, 더 적은 핀 사이트 감염들, 더 적은 핀 파손 및 더 양호한 미용적 결과가 존재한다. 주입물 내부에 어떠한 힘 생성 엘리먼트들도 요구되지 않기 때문에, 메커니즘에 대한 더 많은 공간이 존재하며 더 큰 재료 두께가 사용될 수 있고; 물리치료 또는 환자의 정상적인 일상 생황들에 대한 방해 없이 완전한 체중 지탱을 제공하는 것이 가능할 수 있다. 단순화된 신축식 골수내 네일을 이용하면, 비용 및 크기 및 형상의 의미에서 치료가 더 많이 이용될 수 있다. 또한 더 큰 재료 두께에 기인하여 더 비용 효율적인 재료들이 선택될 수 있다. 연장의 직접 측정은 제어성에 대한 이점이다. 외부 힘 생성 부분들을 용이하게 유지하기 위한 능력을 이용하면, 더 적은 재밍 및 파손이 일어난다. 자석들 또는 다른 양립할 수 없는 구조체들 또는 재료들에 대한 필요성이 없기 때문에, MRI가 또한 적용될 수 있다. 주입가능 부분들이 전적으로 단일의 잘 정립된 생체적합성 재료로 제조될 수 있으며 주입물 내부에 위험한 능동 엘리먼트들이 필요하지 않기 때문에, 필요한 제품들이 덜 규제될 것이다. 설치는 단지 1번의 수술을 필요로 하지만, 뼈의 연장 및 응고가 여전히 안정적이고 심각한 감염의 위험성을 낮춘다.
본 발명에 따르면, 연장 장치는 삽입 수술 이후에 제 위치의 근위 및 원위 나사들 둘 모두를 가지며, 외부 고정기의 제거는 LON, LOP, LATN 또는 LATP에서와 같은 주입물 또는 나사를 삽입하는 것보다 더 낮은 비용 및 감염률을 갖는 상당히 더 작은 수술이다. 이는 수술실에서의 단지 한번의 수술만을 필요로 하며, 만약 경피 외부 고정물이 사용되었던 경우 상당히 더 작은 외부 고정물 제거 수술이다. 단지 원위 나사 고정의 거리만을 깎아 내는 것이 요구되며, 이는 치료 및 수술들을 LON 기술에 비하여 상당히 덜 침습적으로 만든다. 이는, 임의의 다른 하이브리드-형 해법들에 비하여 네일 및 뼈의 더 긴 중첩 길이들 때문에 연장 이후에 훨씬 더 높은 안정성을 제공한다. 외부 고정기의 배치가 골수내 네임을 삽입한 이후에 이루어지기 때문에, 공지된 기술들에 비하여 삽입이 더 안전하고 용이하다. 골수내 네일은 더 양호한 안정성을 제공하며, 이는 디바이스 파손의 더 낮은 위험성 및 더 높은 하중 지탱 능력으로 이어진다.

Claims (12)

  1. 제어되는 방식으로 잠금 나사들(2a, 2b) 사이의 거리를 증가시키는 것을 가능하게 하는 방식으로 뼈(3)에 상기 잠금 나사들(2a, 2b)을 가지고 부착하기 위한 2개의 고정 지점들을 포함하는 체내 신축식 뼈 신연(osteodistraction) 디바이스(1)로서,
    상기 디바이스는 상기 고정 지점들 사이의 거리를 증가시키는 방향으로 단방향 움직임을 허용하고 상기 뼈 및 상기 디바이스의 꼬임을 방지하는 수단을 가지며, 상기 뼈 신연 디바이스(1)는 단방향의 상기 뼈(3)의 연장 움직임을 이용하여 연장되도록 배열되는 것을 특징으로 하는, 체내 신축식 뼈 신연 디바이스.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 디바이스(1)는 그것의 연장의 양을 표시하는 수단(7)을 갖는 것을 특징으로 하는, 체내 신축식 뼈 신연 디바이스.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 표시 수단(7)은 가청 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는, 체내 신축식 뼈 신연 디바이스.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 표시 수단(7)은 RF-신호를 생성하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 체내 신축식 뼈 신연 디바이스.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디바이스(1)는 상기 뼈 내에 주입할 수 있는, 체내 신축식 뼈 신연 디바이스.
  6. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디바이스(1)는 상기 뼈 상에 주입할 수 있는, 체내 신축식 뼈 신연 디바이스.
  7. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 뼈(3)의 연장 움직임을 이용한 상기 디바이스(1) 연장 다음의 연장된 위치는 주입물 래칫(ratchet) 메커니즘(13) 또는 단방향 움직임을 허용하는 다른 수단에 의해 유지되거나 및/또는 잠기는 것을 특징으로 하는, 체내 신축식 뼈 신연 디바이스.
  8. 상기 뼈 내에 또는 상기 뼈 상에 주입된 선행하는 청구항들 중 어느 한 항의 상기 체내 신축식 뼈 신연 디바이스(1)를 갖는 뼈(3)의 연장을 배열(arrange)하는 체외(extra-corporal) 힘 생성 디바이스(4a, 4b)로서, 상기 디바이스(4a, 4b)는 상기 뼈(3)에 연결되는, 체외 힘 생성 디바이스.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 디바이스(4a, 4b)는 상기 체내 신축식 뼈 신연 디바이스(1)의 연장의 양의 표시를 수신하기 위한 수단(8)을 갖는 것을 특징으로 하는, 체외 힘 생성 디바이스.
  10. 뼈를 연장하기 위한 방법으로서,
    청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항의 상기 체내 신축식 뼈 신연 디바이스(1)는 상기 뼈 내에 또는 상기 뼈 상에 주입되고; 및
    하기의 단계들이 반복적으로 실행되며, 상기 단계들은,
    청구항 8 내지 청구항 9 중 어느 한 항의 상기 체외 힘 생성 디바이스(4a, 4b)가 연장될 상기 뼈(3)에 연결되는 단계;
    상기 체내 신축식 뼈 신연 디바이스(1)의 고정 지점들(2a, 2b) 사이의 거리가 상기 체외 힘 생성 디바이스(4a, 4b)에 의해 증가되는 단계;
    상기 체외 힘 생성 디바이스(4a, 4b)가 상기 뼈에서 분리되는 단계를 포함하며,
    각각의 반복적인 단계 동안, 상기 체내 신축식 뼈 신연 디바이스(1)의 수단이 상기 뼈(3) 및 상기 체내 신축식 뼈 신연 디바이스(1)의 길이를 잠그는 것을 특징으로 하는, 뼈를 연장하기 위한 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 뼈(3)의 희망되는 연장이 도달될 때, 상기 체내 신축식 뼈 신연 디바이스(1)가 제거되는, 뼈를 연장하기 위한 방법.
  12. 뼈 연장 장치로서,
    상기 뼈(3)의 길이를 잠그고 축 방향, 뒤틀림 및 굽음 안정성을 제공하기 위한 체내 디바이스(1); 및
    상기 뼈(3) 및 상기 체내 디바이스(1)의 연장을 초래하는 연장을 위한 힘을 생성하기 위한 체외 디바이스(4a, 4b)를 포함하고,
    상기 체내 디바이스(1)의 연장에 관한 정보를 검출하고 송신하기 위한 수단(7); 및
    상기 연장에 관한 정보를 수신하고 상기 체외 디바이스(4a, 4b)에서의 연장을 제어하기 위한 수단(8)을 포함하는 것을 특징으로 하는, 뼈 연장 장치.
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