KR20190031940A

KR20190031940A - 최소 침습법 대응형 정형외과 시술용 관절 절삭을 위한 의료용 커터 툴

Info

Publication number: KR20190031940A
Application number: KR1020170120230A
Authority: KR
Inventors: 황적희
Original assignee: 황적희
Priority date: 2017-09-19
Filing date: 2017-09-19
Publication date: 2019-03-27
Also published as: KR101979106B1

Abstract

본 발명은 최소 침습법 대응형 정형외과 시술용 관절 절삭을 위한 의료용 커터 툴에 관한 것이고, 구체적으로 안정화 지르코니아 소재로 만들어지면서 절삭 과정에서 발생하는 마찰이 감소되는 구조를 가진 최소 칩습법 대응형 정형외과 시술용 관절 절삭을 위한 의료용 커터 툴에 관한 것이다. 최소 침습법 대응형 정형외과 시술용 관절 절삭을 위한 의료용 커터 툴은 실린더 형상의 커터 몸체(11); 커터 몸체(11)의 둘레 면에 길이 방향을 따라 경사진 형상으로 연장되는 적어도 세 개의 절삭 팁(12); 및 서로 인접하는 절삭 팁(12)을 분리시키는 배출 홈(13)을 포함하고, 상기 절삭 팁(12)은 지르코니아 소재를 포함하고, 배출 홈(13)은 오목한 곡면 형상이 된다.

Description

최소 침습법 대응형 정형외과 시술용 관절 절삭을 위한 의료용 커터 툴{A Minimum Invasion Type of a Medical Cutter Tool for Cutting a Part of Articulation Used in an Orthopedic Operation}

본 발명은 최소 침습법 대응형 정형외과 시술용 관절 절삭을 위한 의료용 커터 툴에 관한 것이고, 구체적으로 안정화 지르코니아 소재로 만들어지면서 절삭 과정에서 발생하는 마찰이 감소되는 구조를 가진 최소 칩습법 대응형 정형외과 시술용 관절 절삭을 위한 의료용 커터 툴에 관한 것이다.

관절염 또는 골종양으로 인하여 관절부의 뼈가 손상이 되어 관절 기능이 상실된 경우 인공 관절이 삽입되어 관절 기능이 유지되도록 할 수 있다. 이러한 인공 관절의 삽입을 위하여 예를 들어 삽입 부위가 되는 무릎 뼈의 일부가 절삭이 되어야 하고 이를 위한 다양한 구조를 가지는 의료용 커터가 이 분야에 공지되어 있다. 예를 들어 특허공개번호 제10-2016-0036694호는 커터의 회전시 이물질과 세척수가 슬리브의 내부로 역류되지 않도록 함으로써 절삭 커터의 내구성과 시술의 안전성을 향상시킬 수 있는 로봇을 이용한 관절 절삭용 절삭 커터에 대하여 개시한다. 또한 특허등록번호 제10-1200448호는 피부의 절개가 최소가 되도록 하면서 주변 조직의 손상이 없이 최대한 안전하고 정확하게 무릎 관절에 인공 관절을 결합할 수 있는 홈을 형성할 수 있는 절삭 커터에 대하여 개시한다.

선행기술 또는 공지 기술에서 개시하는 커터는 스테인리스 스틸 또는 이와 유사한 소재로 만들어진다. 그러나 이러한 소재는 내구성이 낮고 이물질을 발생시킬 수 있다는 단점을 가진다. 그러므로 의료용으로 적용될 수 있으면서 향상된 내구성을 가지고 이와 동시에 절삭 과정에서 커터 자체로부터 이물질이 발생되지 않도록 하는 소재 또는 구조로 된 절삭 커터가 개발될 필요가 있다.

본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.

선행기술 1: 특허공개번호 제10-2016-0036694호(큐렉소 주식회사, 2016년04월05일 공개) 로봇을 이용한 관절절삭용 절삭커터 선행기술 2: 특허등록번호 제10-1200448호(황적희, 2012년11월12일 공고) 인공관절 결합홈을 형성하는 절삭 커터

본 발명의 목적은 안정화 지르코니아 소재로 만들어지면서 마찰 감소 구조를 가지는 최소 침습법 대응형 정형외과 시술용 관절 절삭을 위한 의료용 커터 툴을 제공하는 것이다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 최소 침습법 대응형 정형외과 시술용 관절 절삭을 위한 의료용 커터 툴은 실린더 형상의 커터 몸체; 커터 몸체의 둘레 면에 길이 방향을 따라 경사진 형상으로 연장되는 적어도 세 개의 절삭 팁; 및 서로 인접하는 절삭 팁을 분리시키는 배출 홈을 포함하고, 상기 절삭 팁은 지르코니아 소재를 포함하고, 배출 홈은 오목한 곡면 형상이 된다.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 지르코니아 소재는 이트리아 안정화 지르코니아가 되고, 30 내지 100 HRC의 경도를 가진다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 절삭 팁의 끝 부분에 적어도 하나의 저항 감소 슬릿이 형성된다.

본 발명에 따른 커터 툴은 안정화 지르코니아 소재로 만들어지는 것에 의하여 커터의 경도가 향상되고 이로 인하여 절삭 효율이 향상되도록 한다. 또한 안정화 지르코니아 소재로 만들어지는 것에 의하여 커터 자체로부터 이물질이 발생되지 않도록 한다. 또한 절삭 팁에 형성된 마찰 감소 구조로 인하여 절삭이 안정적으로 이루어지면서 절삭 칩이 효과적으로 배출되도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 의료용 커터 툴의 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 의료용 커터 툴에 형성되는 절삭 팁과 배출 홈의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 의료용 커터 툴의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 의료용 커터 툴의 다른 실시 예를 도시한 것이다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 의료용 커터 툴(10)의 구조의 실시 예를 도시한 것이다.

의료용 커터 툴(10)은 실린더 형상의 커터 몸체(11); 커터 몸체(11)의 둘레 면에 길이 방향을 따라 경사진 형상으로 연장되는 적어도 세 개의 절삭 팁(12); 및 서로 인접하는 절삭 팁(12)을 분리시키는 배출 홈(13)을 포함하고, 상기 절삭 팁(12)은 안정화 지르코니아 소재를 포함하고, 배출 홈(13)은 오목한 곡면 형상이 된다.

의료용 커터 툴(10)은 인공 관절의 삽입을 위한 절삭 과정에 적용될 수 있고, 예를 들어 무릎 관절의 절삭에 적용될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 커터는 자루(shank)(S)의 끝 부분에 결합될 수 있고, 자루(S)에 작동 기기에 결합되도록 하는 체결 부분(C)이 일체로 또는 분리 가능하도록 연결될 수 있다. 자루(S) 또는 체결 부분(C)은 다양한 형상 또는 구조로 만들어질 수 있고 본 발명은 이에 제한되지 않는다.

커터 몸체(11)는 전체적으로 실린더 형상이 될 수 있고, 커터 몸체(11)의 둘레 면을 따라 나선 형상으로 서로 분리되어 적어도 세 개의 절삭 팁(12)이 형성될 수 있다. 절삭 팁(12)은 실린더 형상의 커터 소재를 예를 들어 다이아몬드 소재의 연마기에 의하여 연마하는 방식으로 만들어질 수 있다. 절삭 팁(12)이 형성되면서 커터 몸체(11)와 배출 홈(13)이 동시에 만들어질 수 있다. 커터 소재는 안정화 지르코니아 소재가 될 수 있고, 예를 들어 안정화 지르코니아(ZrO₂)가 될 수 있고, 바람직하게 이트리아(Y₂O₃) 안정화 지르코니아가 될 수 있다. 구체적으로 커터 소재는 1 내지 10 mol%의 이트리아를 포함할 수 있고, 추가적으로 0.1 내지 10 wt%의 알루미나를 포함할 수 있다. 커터 소재는 지르코니아 분말, 이트리아 분말 또는 알루미나 분말의 소결 공정에 의하여 만들어질 수 있고, 이와 같이 만들어진 커터 소재는 30 내지 100 HRC의 경도를 가질 수 있다. 이와 같이 안정화 지르코니아 소재로 이루어진 커터 소재로부터 절삭 팁(12)을 형성하기 위하여 다이아몬드 소재의 연마기가 사용될 수 있다. 절삭 팁(12)은 실린더 형상의 커터 몸체(11)의 둘레 면에 길이 방향을 따라 경사진 형상으로 연장될 수 있다. 다수 개의 절삭 팁(12)이 커터 몸체(11)의 둘레 면에 형성될 수 있고, 예를 들어 3 내지 5개의 절삭 팁(12)이 서로 분리되어 커터 몸체(11)의 둘레 면을 따라 연장될 수 있다.

서로 인접하는 절삭 팁(12) 사이에 배출 홈(13)이 형성될 수 있고, 배출 홈(13)은 뼈의 절삭 과정에서 발생되는 칩을 배출하는 기능을 가질 수 있다. 배출 홈(13)은 절삭 팁(12)의 형성에 따라 생성될 수 있고, 도 1에 도시된 것처럼 정면에서 바라볼 때 오목한 곡면 형상이 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다.

커터 툴(10)은 자루(S)와 독립적으로 만들어져 결합될 수 있고, 자루(S)는 스테인리스 스틸 또는 이와 유사한 소재로 만들어질 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 위에서 설명된 것처럼 안정화 지르코니아 소재의 커터 툴(10)은 절삭 공정으로 제조되기 어렵고 다이아몬드 소재에 의한 연삭 또는 연마 공정으로 만들어질 수 있다. 또한 큰 경도 값으로 인하여 절삭 팁(12)이 관절의 절삭에 유리한 구조로 만들어질 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 의료용 커터 툴에 형성되는 절삭 팁과 배출 홈의 실시 예를 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 절삭 팁(12)의 끝 부분에 적어도 하나의 저항 감소 슬릿(14)이 형성될 수 있다. 절삭 팁(12)은 커터 몸체(11)가 자루와 결합되는 부분의 위쪽으로부터 형성될 수 있고, 커터 몸체(11)의 한쪽으로부터 다른 쪽으로 경사진 형상으로 연장될 수 있다. 또한 서로 다른 절삭 팁(12)의 연장 끝 부분은 커터 몸체(11)의 한쪽 면으로 수렴되는 형상이 될 수 있고, 각각의 절삭 팁(12)은 연장 방향의 수직 방향에 대하여 경사진 경사 끝(12a)을 형성할 수 있다. 이와 같은 경사 끝(12a)은 절삭 팁(12)의 형성 구조에 따라 만들어질 수 있고, 이에 의하여 절삭 효율이 향상될 수 있다. 구체적으로 절삭 팁(12)은 커터 몸체(11)의 아래쪽으로부터 경사지도록 연장되면서 커터 몸체(11)의 둘레 면으로부터 돌출되는 높이가 점차로 증가되도록 형성될 수 있다. 또한 절삭 팁(12)의 둘레 면으로부터 돌출되는 방향은 경사 방향에 대하여 수직이 될 수 있다. 이와 절삭 팁(12)의 구조로 인하여 배출 홈(13)은 커터 몸체(11)의 위쪽 끝으로부터 아래쪽 끝으로 점차로 깊이가 작아지면서 단면적이 커질 수 있다. 이와 동시에 배출 홈(13)의 개방 부분은 커터 몸체(11)의 아래쪽으로 갈수록 커지게 된다. 이러한 구조는 절삭 팁(12)이 날카로운 끝을 형성하는 것에 의하여 관절의 절삭이 효율적으로 진행되도록 하고, 이와 동시에 배출 홈(13)을 통한 칩 또는 브레이커가 신속하게 배출되도록 한다. 절삭 팁(12)은 커터 몸체(11)의 둘레 면으로부터 외부로 점차로 날카로운 형상으로 만들어질 수 있고, 이로 인하여 절삭 과정에서 절삭 팁(12)의 끝 부분에 가해지는 저항으로 인하여 손상이 발생할 수 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 절삭 팁(12)의 끝 부분에 저항 감소 슬릿(14)이 형성될 수 있다. 도 2에 도시된 것처럼, 저항 감소 슬릿(14)은 절삭 팁(12)의 연장 방향을 따라 끝 부분에 형성될 수 있고, 삼각 형상이 되면서 일정한 간격으로 다수 개가 형성될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 예를 들어 저항 감소 슬릿(14)은 반원형, 사각형 또는 이와 유사한 형상이 될 수 있고, 다양한 개수로 형성될 수 있다. 저항 감소 슬릿(14)은 절삭 팁(12)의 끝 부분을 보호하면서 이와 동시에 마찰저항을 감소시켜 절삭 효율이 향상되도록 한다. 이와 동시에 칩 또는 브레이커의 배출이 효과적으로 이루어지도록 한다.

저항 감소 슬릿(14)은 다양한 구조로 만들어질 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

도 3은 본 발명에 따른 의료용 커터 툴의 실시 예를 도시한 것이다.

도 3을 참조하면, 절삭 팁(12)의 커터 몸체(11)의 위쪽 끝 부분에서 위쪽으로 돌출되는 형상이 될 수 있다. 또한 절삭 팁(12)의 연장 방향을 따라 끝 부분에 형성되는 저항 감소 슬릿(14)이 외부로 돌출된 형상이 될 수 있다. 절삭 팁(12)의 끝 부분과 저항 감소 슬릿(14)이 형성된 부분은 관절에 접촉되어 절삭이 진행되는 부분에 해당한다. 커터 툴(10)의 전체 길이는 예를 들어 8 내지 12 ㎜가 되고, 커터의 지름은 4 내지 6 ㎜가 될 수 있다. 커터 몸체(11)의 아래쪽에 자루(S)에 영구 결합이 되거나 분리 가능하도록 결합될 수 있다.

커터 툴(10)의 길이 또는 지름은 다양하게 선택될 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 의료용 커터 툴의 다른 실시 예를 도시한 것이다.

도 4는 도 3에 제시된 실시 예와 동일 또는 유사한 구조를 가지면서 커터 툴(20)의 길이가 예를 들어 15 내지 25 ㎜가 될 수 있다. 절삭 팁(22)의 경사 각도는 연장 방향에 대하여 예를 들어 25 내지 40도가 될 수 있고, 커터 툴(20)의 길이에 관계없이 경사 각도는 일정하게 유지될 수 있다. 이로 인하여 커터 몸체(21)의 둘레 면을 따라 절삭 팁(22)은 두 번 회전하는 구조로 형성될 수 있고, 배출 홈(23)도 또한 커터 몸체(21)의 둘레 면을 따라 두 번 회전하는 구조로 형성될 수 있다. 저항 감소 슬릿(24)은 도 3의 실시 예와 동일 또는 유사한 구조로 형성될 수 있다.

절삭 팁(22) 또는 배출 홈(23)은 다양한 길이, 지름 또는 구조로 형성될 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

본 발명에 따른 의료용 커터 툴은 안정화 지르코니아 소재로 만들어지는 것에 의하여 커터의 경도가 향상되고 이로 인하여 절삭 효율이 향상되도록 한다. 또한 안정화 지르코니아 소재로 만들어지는 것에 의하여 커터 자체로부터 이물질이 발생되지 않도록 한다. 또한 절삭 팁에 형성된 마찰 감소 구조로 인하여 절삭이 안정적으로 이루어지면서 절삭 칩이 효과적으로 배출되도록 한다.

위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

10: 의료용 커터 툴 11: 커터 몸체
12: 절삭 팁 12a: 경사 끝
13: 배출 홈 14: 저항 감소 슬릿
20: 커터 툴 21: 커터 몸체
22: 절삭 팁 23: 배출 홈
24: 저항 감소 슬릿 C: 체결 부분
S: 자루

Claims

실린더 형상의 커터 몸체(11);
커터 몸체(11)의 둘레 면에 길이 방향을 따라 경사진 형상으로 연장되는 적어도 세 개의 절삭 팁(12); 및
서로 인접하는 절삭 팁(12)을 분리시키는 배출 홈(13)을 포함하고,
상기 절삭 팁(12)은 지르코니아 소재를 포함하고, 배출 홈(13)은 오목한 곡면 형상이 되는 것을 특징으로 하는 의료용 커터 툴.
청구항 1에 있어서, 상기 지르코니아 소재는 이트리아 안정화 지르코니아가 되고, 30 내지 100 HRC의 경도를 가지는 것을 특징으로 하는 의료용 커터 툴.
청구항 1에 있어서, 절삭 팁(12)의 끝 부분에 적어도 하나의 저항 감소 슬릿(14)이 형성되는 것을 특징으로 하는 의료용 커터 툴.