KR20190044181A - 생체 분해성 본 고정 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 골절 치료를 위한 생체 분해성 본 고정 시스템을 개시한다. 본 발명은 생체 분해성 소재로 제조되어 있고, 윗면, 뼈를 향하여 배치되는 아랫면, 윗면과 아랫면을 관통하는 하나 이상의 구멍을 구비하며, 체액과의 접촉 면적을 증가시켜 분해를 촉진시킬 수 있도록 복수의 미세 구멍이 외면에 형성되어 있는 본 플레이트를 구비한다. 또한, 본 발명은 생체 분해성 소재로 제조되어 있고, 체액과의 접촉 면적을 증가시켜 분해를 촉진시킬 수 있도록 복수의 미세 구멍이 외면에 형성되어 있는 본 스크루를 포함한다. 본 발명에 의하면, 생체 분해성 본 플레이트 및 본 스크루에 형성되어 있는 미세 구멍에 의해 체액과의 접촉 면적이 증가되어 분해를 촉진시킴으로써, 이물질 반응에 의한 염증 등의 발생을 방지시킬 수 있다.

Description

생체 분해성 본 고정 시스템{BIODEGRADABLE BONE FIXATION SYSTEM}
본 발명은 본 고정 시스템(Bone fixation system)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 골절 치료(Fracture surgery)를 위한 생체 분해성 본 고정 시스템에 관한 것이다.
본 고정 시스템은 환자의 골절 치료를 위하여 골절되어 있는 골편(Bone fragment, 뼛조각)들을 압박하고, 골편들이 서로 밀착되도록 당겨서 치료를 촉진시킨다. 본 고정 시스템은 본 플레이트와 본 스크루(Bone screw)를 포함하며, 본 플레이트 시스템(Bone plate system)이라 부르고도 있다. 본 플레이트는 암나사(Internal thread)가 형성되어 있는 구멍과 암나사가 형성되어 있지 않은 구멍을 포함할 수 있다. 본 스크루는 수나사(External thread)가 헤드(Head)에 형성되어 있는 로킹 스크루(Locking screw)와 수나사가 헤드에 형성되어 있지 않은 논로킹 스크루(Non-locking screw)가 있다. 로킹 및 논로킹 스크루는 모두 뼈에 결합되기 위한 수나사가 형성되어 있는 샤프트(Shaft)를 구비한다. 로킹 스크루는 헤드에 형성되어 있는 수나사가 본 플레이트의 암나사에 결합되어 뼈에 결합되는 샤프트의 각도를 고정할 수 있다. 논로킹 스크루는 다양한 각도로 뼈에 결합될 수 있다.
본 고정 시스템은 미국 특허 제8,480,716호, 미국 특허 제8,535,355호, 한국 등록특허 제10-1471627호, 한국 등록특허 제10-1722747호 등 많은 특허 문헌들에서 쉽게 찾아볼 수 있다. 이 특허 문헌들의 본 고정 시스템은 골편의 표면에 부착하여 골절 치료에 적합하도록 다양한 형태와 구조로 설계되어 있으며, 생체적합성(Biocompatibility)과 생체기능성(Biofuntionability)을 보유한 소재, 예를 들면 티타늄(Titanium)으로 제조되고 있다. 하지만, 티타늄과 같은 비분해성 소재(Nonabsorbable material)의 본 고정 시스템은 컴퓨터 단층촬영(Computed tomography, CT), X선 촬영(X-ray examinations) 시 노출될 수 있고, 일정 기간이 지나면 본 고정 시스템을 제거하기 위한 추가 수술을 받아야 한다.
유럽 공개특허 EP 0266146 A3와 미국 특허 제6,540,746호의 본 플레이트는 생체 분해성 소재(Biodegradable material) 또는 생체 흡수성 소재(Bioabsorbable material)로 제조되어 있다. 분해성 소재의 본 플레이트는 시간이 지나면 자연적으로 뼈에 흡수되기 때문에 뼈를 더 단단하게 하고, 흡수되는 동안 움직임 없이 그대로 고정될 수 있다. 또한, 본 플레이트가 완전히 흡수된 후에는 CT, X선 촬영 시에도 수술 흔적이 남지 않고, 본 고정 시스템을 제거하기 위한 추가 수술을 받을 필요가 없어 환자의 부담을 줄일 수 있다. 위 특허문헌들에 개시되어 있는 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다.
상기한 바와 같은 생체 분해성 본 고정 시스템은 인체에 완전히 흡수되기 까지 구성성분에 따라 6개월에서 2년의 기간이 소요되며, 분해속도는 구성성분 외에 표면적과도 비례하여 결정된다.
분해성 본 고정 시스템의 일부 중 인체 내에서의 흡수 또는 분해 기간이 길어지면서 연부조직 감염부터 골 융해에 이르는 이물질 반응에 의한 염증 등을 발생시키는 경우가 있다. 따라서 흡수 기간을 단축시킬 수 있는 분해성 본 고정 시스템이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 요구를 충족할 수 있는 새로운 생체 분해성 본 고정 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 생체 분해성 본 고정 시스템이 제공된다. 본 발명에 따른 생체 분해성 본 고정 시스템은, 생체 분해성 소재로 제조되어 있고, 윗면, 뼈를 향하여 배치되는 아랫면, 윗면과 아랫면을 관통하는 하나 이상의 구멍을 구비하며, 체액과의 접촉 면적을 증가시켜 분해를 촉진시킬 수 있도록 복수의 미세 구멍이 외면에 형성되어 있는 본 플레이트를 구비한다.
또한, 본 발명에 따른 생체 분해성 본 고정 시스템은 생체 분해성 소재로 제조되어 있고, 체액과의 접촉 면적을 증가시켜 분해를 촉진시킬 수 있도록 복수의 미세 구멍이 외면에 형성되어 있는 본 스크루를 더 포함한다.
본 발명에 따른 생체 분해성 본 고정 시스템은, 생체 분해성 본 플레이트 및 본 스크루에 형성되어 있는 미세 구멍에 의해 체액과의 접촉 면적이 증가되어 분해를 촉진시킴으로써, 이물질 반응에 의한 염증 등의 발생을 방지시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 생체 분해성 본 고정 시스템을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 본 고정 시스템에서 본 플레이트를 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 본 고정 시스템에서 본 플레이트를 부분적으로 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 본 고정 시스템에서 본 스크루를 나타낸 정면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 본 고정 시스템에서 본 스크루를 부분적으로 확대하여 나타낸 단면도이다.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들과 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다.
이하, 본 발명에 따른 생체 분해성 본 고정 시스템에 대한 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 1, 도 2와 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 생체 분해성 본 고정 시스템(10)은 본 플레이트(20)와 본 스크루(30)를 포함한다. 본 플레이트(20)와 본 스크루(30)는 골절 치료를 위하여 생체 내에서 안정된 기능을 유지하기 위하여 기계적 특성이 우수하고, 생체적합성과 생체기능성을 갖는 생체 분해성 소재로 제조되어 있다. 생체 분해성 소재는 일례로 PLLA(Poly-L-lactic Acid)와 뼈의 주성분인 칼슘성분(u-HA)으로 구성될 수 있다.
본 플레이트(20)는 윗면(22), 뼈를 향하여 배치되는 아랫면(24), 윗면(22)과 아랫면(24)을 관통하는 하나 이상의 구멍으로 로킹구멍(26)을 구비한다. 몇몇 실시예에 있어서, 본 플레이트(20)는 논로킹 스크루의 체결을 위한 압박구멍(Compression hole), 케이 와이어(K-wire)의 고정을 위한 작은 구멍(Small hole) 위치 조정을 위하여 형성되어 있는 병진 슬롯(Translation slot)을 구비할 수 있다. 압박구멍은 암나사가 형성되지 않은 구멍으로 논로킹 스크루가 삽입되어 뼈에 고정된다. 케이 와이어는 골편들에 박혀 골편들을 붙들어 주는 핀(Pin)이다. 또한, 본 플레이트(20)는 아랫면(24)이 뼈에 보다 밀착되도록 벤딩(Banding)될 수 있다.
본 발명에 따른 생체 분해성 본 고정 시스템(10)의 본 스크루(30)는 로킹 스크루(32)로 구성되어 있다. 로킹 스크루(32)는 헤드(34)와, 헤드(34)로부터 축선 방향을 따라 연장되어 있는 샤프트(36)를 구비한다. 제1 수나사(38)가 로킹구멍(26)에 결합할 수 있도록 헤드(34)에 형성되어 있다. 제2 수나사(40)가 뼈에 결합할 수 있도록 샤프트(36)에 형성되어 있다. 셀프 태핑(Self-tapping) 또는 셀프 드릴링(Self-drilling)이 가능하도록 플루트(Flute: 42)가 샤프트(36)의 선단부에 형성되어 있다. 몇몇 실시예에 있어서, 본 스크루(30)는 논로킹 스크루로 구성될 수도 있다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 생체 분해성 본 고정 시스템(10)의 본 플레이트(20)와 본 스크루(30) 각각은 그 외면에 체액과의 접촉 면적을 증가시켜 분해를 촉진시킬 수 있도록 형성되어 있는 복수의 미세 구멍(Fine hole: 50) 또는 마이크로 구멍(Micro hole)을 구비한다. 미세 구멍(50)들은 원형, 다각형, 타원형 등 다양한 형태로 형성될 수 있다.
도 3과 도 5에 명확히 도시되어 있는 바와 같이, 미세 구멍(50)들은 본 플레이트(20)와 본 스크루(30) 각각을 관통하는 관통 구멍(Through hole: 52)으로 형성되거나 본 플레이트(20)와 본 스크루(30) 각각에 소정 깊이의 막힌 구멍(Blind hole: 54)으로 형성될 수 있다.
미세 구멍(50)들의 단면적은 0.0001mm2 ~ 0.0079mm2로 형성되어 있다. 단면적 0.0001mm2 미만의 미세 구멍(50)은 체액의 유입에 지장을 줄 수 있으며, 가공이 어렵다. 단면적 0.0079mm2를 초과하는 미세 구멍(50)은 본 플레이트(20)와 본 스크루(30) 각각의 기계적 강성을 저하시킬 수 있다. 본 플레이트(20)와 본 스크루(30) 각각의 기계적 강성이 저하될 경우, 골절 치료 시 본 플레이트(20)와 본 스크루(30)의 손상이 발생될 수 있다. 미세 구멍(50)들은 마이크로 드릴링 머신(Micro drilling machine)에 의해 가공될 수 있다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 생체 분해성 본 고정 시스템(10)의 본 플레이트(20)와 본 스크루(30)는 골유합(Synostosis)이 완료된 후 미세 구멍(50)들 안으로 체액이 유입되는 것에 의해 체액과의 접촉 면적이 증가하게 된다. 따라서 본 플레이트(20)와 본 스크루(30) 각각의 흡수 기간이 단축되어 이물질 반응에 의한 염증 등의 발생을 방지시킬 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 생체 분해성 본 고정 시스템(10)에 있어서 본 플레이트(20)와 본 스크루(30) 각각의 흡수 또는 분해 기간은 체액과 접촉되는 표면적에 의해 결정된다. 본 플레이트(20)와 본 스크루(30) 각각의 표면적은 미세 구멍(50)의 단면적 및 개수에 의해 쉽게 결정할 수 있다.
이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
10: 생체 분해성 본 고정 시스템 20: 본 플레이트
26: 로킹 구멍 30: 본 스크루
32: 로킹 스크루 50: 미세 구멍
52: 관통 구멍 54: 막힌 구멍

Claims (5)

  1. 생체 분해성 소재로 제조되어 있고, 윗면, 뼈를 향하여 배치되는 아랫면, 상기 윗면과 상기 아랫면을 관통하는 하나 이상의 구멍을 구비하며, 체액과의 접촉 면적을 증가시켜 분해를 촉진시킬 수 있도록 복수의 미세 구멍이 외면에 형성되어 있는 본 플레이트를 구비하는 생체 분해성 본 고정 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    생체 분해성 소재로 제조되어 있고, 체액과의 접촉 면적을 증가시켜 분해를 촉진시킬 수 있도록 복수의 미세 구멍이 외면에 형성되어 있는 본 스크루를 더 포함하는 생체 분해성 본 고정 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 본 플레이트와 상기 본 스크루 각각의 상기 복수의 미세 구멍은 단면적이 0.0001mm2 ~ 0.0079mm2 로 형성되어 있는 생체 분해성 본 고정 시스템.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 본 플레이트와 상기 본 스크루 각각의 상기 복수의 미세 구멍은 상기 본 플레이트와 상기 본 스크루 각각을 관통하는 관통 구멍으로 형성되어 있는 생체 분해성 본 고정 시스템.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 본 플레이트와 상기 본 스크루 각각의 상기 복수의 미세 구멍은 상기 본 플레이트와 상기 본 스크루 각각에 소정 깊이의 막힌 구멍으로 형성되어 있는 생체 분해성 본 고정 시스템.
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