KR20210002227A - 확장형 척추 케이지 - Google Patents

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KR20210002227A
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Abstract

본 발명의 형상기억 합금으로 제작되어, 외벽을 형성하는 각 프레임이 기설정된 온도에서 형상이 변형되는 확장형 척추 케이지는, 양 측벽을 형성하는 제1 및 제3 프레임, 상단벽을 형성하는 제2 프레임 및 하단벽을 형성하는 제4 프레임을 포함하여, 기설정된 온도를 벗어난 온도에서 수축시 확장형 척추 케이지의 내측으로 일부 영역이 인입되어 확장형 척추 케이지의 부피를 감소시킬 수 있다.

Description

확장형 척추 케이지{EXPANDABLE VERTEBRA CAGE}
본 발명은 확장형 척추 케이지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 척추뼈 사이에 디스크가 제거된 공간에 삽입되어 척추뼈를 지지하는 확장형 척추 케이지 에 관한 것이다.
최근 들어 생활 습관이나 환경의 영향으로 척추 질환이 증가하고 있고, 목 관련 질환 중 추간판이 신경관을 압박하여 통증이 유발되는 질환은 수술이 요구되고 있다. 특히, 경추 부위의 디스크가 퇴화되거나 변성되어 기능이 상실된 경우, 디스크 퇴행 현상으로 디스크 주변 신경공이 좁아져 신경이 압박받는 경우, 퇴화된 뼈에 경추 추간판 파열이 발생하여 인공디스크 삽입술이 어려운 경우, 경추 추간판 파열로 인해 극심한 통증이 발생한 경우, 장기간의 보존적 치료에도 증상 호전이 없는 경우에는 수술적 치료가 요구되는 실정이다.
한편, 수행되는 수술 방법 중 전방 경추 감압 및 유합술(Anterior Cervical Decompression and Fusion)은 목 앞쪽으로 추간판 및 신경관을 누르고 있는 탈출된 디스크 또는 병적 디스크를 제거하고 해당 추체를 유합시켜 주는 시술이다. 이러한 전방 경추 감압 및 유합술의 순서는 우선 전신마취 시행 후 경추 부위의 앞쪽 피부 주름선을 2 내지 3cm 절개하며, 이후 뼈와 뼈 사이의 병적 혹은 손상된 디스크를 제거하고 신경근을 짓누르는 압력을 제거하게 된다. 제거한 디스크의 위, 아래 공간에 가시뼈와 인대 등을 제거하여 뼈 이식을 위한 빈 디스크 공간을 만들고, 형성된 공간을 지탱해 주는 구조물을 채우게 된다. 이와 같이 구조물을 채운 후 척추골이 완치되는 동안 뼈를 고정시키는 위치 위에 작은 금속 판 임플란트를 나사못으로 부착해 단단히 고정시킨다.
이 때, 삽입되는 구조물이 케이지이며, 대체로 환자를 엎드려 뉘여 피부와 근육을 절개하고 척추뼈를 노출시킨 뒤, 케이지를 삽입하여 시술하게 된다.
이러한 케이지는 척추체와 척추체 사이의 병변 추간판을 제거하고, 본래의 추간판 대신 삽입되는 장치로서, 종래에 사용되던 케이지들은 케이지의 전측과 후측의 높이가 일정하여 시술 후 케이지가 이탈될 위험성이 높으며, 전측의 높이를 척추의 정상 만곡에 대응하도록 높게 만들게 되면 케이지 삽입시 인근 신경들의 손상의 위험성이 높은 문제점이 있다.
한편, 삽입 후 전방 부분을 벌리는 케이지는 위아래 벌어지는 정도가 똑같고 또한 벌어지는 각도도 일정하게 설계되어 있어 각 척추체 부위에 따라 조금씩 그 만곡도가 틀려지는 인체의 척추에 알맞게 대응하지 못하고 있으며, 벌리기 위한 장치가 케이지 내부의 공간을 대부분 차지하고 있으므로, 척추융합 이식물이 적게 식재되어 척추융합 이식물과 척추체가 잘 융합되지 못하는 문제점이 있다.
한국공개특허 제10-2012-0035682호
본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 내부 저장 공간을 충분히 확보하면서, 온도에 따라 변형가능한 확장형 척추 케이지를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 척추의 만곡도에 따라 양측면이 상이하게 확장되는 확장형 척추 케이지를 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시 예를 따르는 형상기억 합금으로 제작되어, 외벽을 형성하는 각 프레임이 기설정된 온도에서 형상이 변형되는 확장형 척추 케이지는, 상기 기설정된 온도에서 확장시 상기 확장형 척추 케이지의 일측벽을 형성하고, 상기 기설정된 온도를 벗어난 온도에서 수축시 상기 확장형 척추 케이지의 내측으로 일부 영역이 인입되어 상기 확장형 척추 케이지의 높이를 감소시키는 제1 프레임; 상기 제1 프레임과 연결되어 상기 확장형 척추 케이지의 상단벽을 형성하는 제2 프레임; 상기 기설정된 온도에서 확장시 상기 제1 프레임에 대향되는 타측벽을 형성하고, 상기 기설정된 온도를 벗어난 온도에서 수축시 상기 확장형 척추 케이지의 내측으로 일부 영역이 인입되어 상기 확장형 척추 케이지의 높이를 감소시키는 제3 프레임; 및 상기 제2 프레임과 대향하는 하단벽을 형성하고, 상기 제1 프레임 및 상기 제3 프레임의 수축 또는 확장에 따라 상기 제2 프레임과 이격거리가 변경되는 제4 프레임;을 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 확장형 척추 케이지는 상기 기설정된 온도에서 확장시, 내측에 합성 골재가 충진될 수 있다.
또한, 상기 제1 프레임은, 상기 제2 프레임과 상기 제4 프레임으로부터 동일한 거리만큼 이격된 지점이 상기 확장형 척추 케이지의 내측으로 인입되어 상기 확장형 척추 케이지의 높이를 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 제3 프레임은, 상기 제1 프레임의 인입되는 영역에 대응되는 영역이 상기 확장형 척추 케이지의 내측으로 인입되어 상기 확장형 척추 케이지의 높이를 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 제2 프레임은, 상기 기설정된 온도를 벗어난 온도에 노출시 상기 확장형 척추 케이지의 내측으로 일부 영역이 인입되어 상기 확장형 척추 케이지의 폭을 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 제4 프레임은, 상기 기설정된 온도를 벗어난 온도에 노출시 상기 확장형 척추 케이지의 내측으로 일부 영역이 인입되어 상기 확장형 척추 케이지의 폭을 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 제1 프레임은, 상기 확장형 척추 케이지 내측으로 인입되는 영역이 복수개 형성될 수 있다.
또한, 상기 제3 프레임은, 수축시 상기 제1 프레임이 인입되는 형상과 대응되도록 상기 확장형 척추 케이지 내측으로 인입되는 영역이 복수개 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제3 프레임은, 확장시 9 내지 15 mm 의 높이로 확장될 수 있다.
또한, 상기 제2 및 제4 프레임은, 확장시 6 내지 9 mm 의 폭으로 확장될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 확장형 척추 케이지는, 상기 기설정된 온도에 노출되어 상기 확장형 척추 케이지가 확장된 경우, 상기 확장형 척추 케이지의 위치를 고정시키는 플레이트와 일단이 결합될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 확장형 척추 케이지는, 상기 기설정된 온도에 노출되어 상기 확장형 척추 케이지가 확장된 경우, 상기 확장형 척추 케이지의 위치를 고정시키는 로드와 일단이 결합될 수 있다.
본 발명에 따른 확장형 척추 케이지는 형상기억 합금으로 제작된 각 프레임이 온도에 따라 수축/확장됨으로써 케이지의 부피변화를 유도하는 추가적인 구성요소가 배제되어, 내측에 넓은 저장 공간이 확보될 수 있으며, 이를 통해 종래의 케이지보다 부피대비 넓은 저장공간을 확보하여 다량의 합성 골재를 충진함으로써 척추뼈와 높은 결합력을 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 확장형 척추 케이지는 척추체간에 삽입된 상태에서 양측면에 위치한 프레임이 척추의 굴곡에 따라 상이한 정도로 확장되어 척추의 굴곡에 대응되는 형상으로 팽창함으로써 척추와 접촉하는 단면적이 증가할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 확장형 척추 케이지는 척추체간에 삽입된 상태에서 플레이트 또는 로드와 같은 지지대에 결합되어 위치가 고정될 수 있으며, 이를 통해 안정성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 확장형 척추 케이지가 수축된 상태를 나타낸다.
도 2는 도 1의 확장형 척추 케이지가 팽창되는 과정을 나타낸다.
도 3 은 도 1의 확장형 척추 케이지가 확장된 상태를 나타낸다.
도 4a 및 도 4b는 도 1의 확장형 척추 케이지가 척추체간에 삽입되어 작용하는 과정을 나타낸다.
도 5는 도 1의 확장형 척추 케이지가 확장된 상태에서 합성 골재가 충진된 상태를 나타낸다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 확장형 척추 케이지를 나타낸다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 확장형 척추 케이지를 나타낸다.
도 8a 및 도 8b는 도 1의 확장형 척추 케이지에 플레이트가 결합된 상태를 나타낸다.
도 9a 및 도 9b는 도 1의 확장형 척추 케이지에 로드가 결합된 상태를 나타낸다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 확장형 척추 케이지는 형상기억 합금으로 제작된 각 프레임이 온도에 따라 수축/확장됨으로써 케이지의 부피변화를 유도하는 추가적인 구성요소가 배제되어, 내측에 넓은 저장 공간이 확보될 수 있으며, 이를 통해 종래의 케이지보다 부피대비 넓은 저장공간을 확보하여 다량의 합성 골재를 충진함으로써 척추뼈와 높은 결합력을 나타낼 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 확장형 척추 케이지가 수축된 상태를 나타내고, 도 2는 도 1의 확장형 척추 케이지가 팽창되는 과정을 나타내며, 도 3 은 도 1의 확장형 척추 케이지가 확장된 상태를 나타낸다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 확장형 척추 케이지(1)는 제1 프레임(11), 제2 프레임(17), 제3 프레임(15) 및 제4 프레임(13)을 포함한다.
제1 프레임(11)은 기설정된 온도에서 확장시 확장형 척추 케이지(1)의 일 측벽을 형성할 수 있다. 제1 프레임(11)은 기설정된 온도를 벗어난 온도에서 수축시 확장형 척추 케이지(1)의 내측으로 일부 영역이 인입되어 확장형 척추 케이지(1)의 높이를 감소시킬 수 있다. 본 명세서에 기재된 기설정된 온도는 체온과 인접한 온도범위를 의미하며, 일반적으로 섭씨 30 내지 40도의 온도범위일 수 있다.
상세하게, 제1 프레임(11)은 체온을 벗어난 온도범위에서 수축된 형상을 기억하고, 체온과 유사한 온도범위에서 확장된 형상을 기억할 수 있다. 이처럼, 제1 프레임(11)은 기억하고 있는 형상에 온도에 따라 상이한 형태를 나타냄으로써 체내에 삽입된 상태에서 추가적인 조작 없이 원하는 형태로 변경되어, 제2 프레임(17)과 제4 프레임(13) 각각이 척추와 접촉하도록 확장형 척추 케이지(1)의 높이를 조절할 수 있다.
제1 프레임(11)은 제2 프레임(17)과 제4 프레임(13)으로부터 동일한 거리만큼 이격된 지점이 확장형 척추 케이지(1)의 내측으로 인입되어 확장형 척추 케이지(1)의 높이를 감소시킬 수 있다.
상세하게, 제1 프레임(11)은 제2 프레임(17)과 제4 프레임(13)에 각각 연결될 수 있다. 제1 프레임(11)은 제2 프레임(17)과 제4 프레임(13)을 이을 수 있다. 즉, 제1 프레임(11)의 형상이 수축 또는 확장됨에 따라 제2 프레임(17)과 제4 프레임(13) 간 간격이 변형될 수 있다. 또한, 제1 프레임(11)은 높이방향으로 복수의 브릿지로 분리되어, 각각의 브릿지가 상이한 높이로 수축 또는 확장될 수 있다. 즉, 제1 프레임(11)은 각 브릿지 간 이격된 공간에 통공이 형성될 수 있으며, 통공을 통해 외부에서 혈액, 체액 등이 유입되어 합성 골재의 성장을 유도하고 척추뼈와 합성 골재 간의 결합력을 향상시킬 수 있다.
더욱 상세하게, 도 1 내지 도 3과 같이 제1 프레임(11)은 세 개의 브릿지를 포함할 수 있다. 각각의 브릿지는 동일한 형태로 확장될 수 있으나, 척추체간에 삽입된 상태에서 척추간 이격된 거리, 척추의 굴곡 등에 따라 상이한 정도로 확장될 수 있다. 즉, 제2 프레임(17)과 제4 프레임(13) 각각이 척추에 접하게되면 제1 프레임(11)의 각 브리지는 더 이상 확장되지 않은 상태로 고정될 수 있다. 이를 통해, 척추와 제2 프레임(17) 및 제4 프레임(13)의 접촉면접이 향상될 수 있으며, 추후 충진되는 합성 골재에 의해 확장형 척추 케이지(1)와 척추 간 결합력이 향상될 수 있다.
해당 실시 예에서는 3개의 브릿지가 제1 프레임(11)에 포함되어 있지만, 설계상의 변형에 따라 브릿지의 개수가 변경될 수 있다.
제2 프레임(17)은 제1 프레임(11)과 연결되어 확장형 척추 케이지(1)의 상단벽을 형성할 수 있다.
상세하게, 제2 프레임(17)은 확장형 척추 케이지(1)의 상단에 배치되는 척추뼈를 지탱하는 상단벽을 형성할 수 있다. 제2 프레임(17)은 확장형 척추 케이지(1)의 내측과 외측을 유통시키기 위한 통공이 형성될 수 있다. 또한, 제2 프레임(17)은 척추뼈와 접촉하는 단면에 돌기구조가 형성될 수 있다. 즉, 제2 프레임(17)은 제1 프레임(11) 및 제3 프레임(15)이 확장되어 척추뼈와 접촉한 뒤, 확장형 척추 케이지(1) 내측에 충진된 합성 골재가 혈액과 체액에 의해 성장하는 경우, 돌기구조에 포함된 돌기와 돌기 사이에 오목한 부분으로 성장한 합성 골재가 채워질 수 있으며, 이를 통해 제2 프레임(17)과 척추뼈 간 결합력이 향상될 수 있다. 즉, 돌기구조는 제2 프레임(17)과 척추뼈를 결합시키는 합성 골재가 채워지는 공간을 형성하기 위한 구성으로 이해될 수 있다.
제2 프레임(17)은 기설정된 온도를 벗어난 온도에 노출시 확장형 척추 케이지(1)의 내측으로 일부 영역이 인입되어 확장형 척추 케이지(1)의 폭을 감소시킬 수 있다.
상세하게, 제1 프레임(11)과 제3 프레임(15)이 온도에 따라 수축 또는 확장되는 특성과 동일하게, 제2 프레임(17) 또한 형상기억 소재로 형성되어 온도에 따라 수축 또는 확장할 수 있다. 이와 관련된 설명은 하기의 도 7을 통해 상세히 설명하도록 한다.
제3 프레임(15)은 기설정된 온도에서 확장시 제1 프레임(11)에 대향되는 타측벽을 형성할 수 있다. 제3 프레임(15)은 기설정된 온도를 벗어난 온도에서 수축시 확장형 척추 케이지(1)의 내측으로 일부 영역이 인입되어 확장형 척추 케이지(1)의 높이를 감소시킬 수 있다.
상세하게, 제3 프레임(15)은 체온을 벗어난 온도범위에서 수축된 형상을 기억하고, 체온과 유사한 온도범위에서 확장된 형상을 기억할 수 있다. 이처럼, 제3 프레임(15)은 기억하고 있는 형상에 온도에 따라 상이한 형태를 나타냄으로써 체내에 삽입된 상태에서 추가적인 조작 없이 원하는 형태로 변경되어, 제2 프레임(17)과 제4 프레임(13) 각각이 척추와 접촉하도록 확장형 척추 케이지(1)의 높이를 조절할 수 있다.
제3 프레임(15)은 제1 프레임(11)의 인입되는 영역에 대응되는 영역이 확장형 척추 케이지(1)의 내측으로 인입되어 확장형 척추 케이지(1)의 높이를 감소시킬 수 있다.
상세하게, 제3 프레임(15)은 제2 프레임(17)과 제4 프레임(13)에 각각 연결될 수 있다. 제3 프레임(15)은 제2 프레임(17)과 제4 프레임(13)을 이을 수 있다. 즉, 제3 프레임(15)의 형상이 수축 또는 확장됨에 따라 제2 프레임(17)과 제4 프레임(13) 간 간격이 변형될 수 있다. 또한, 제3 프레임(15)은 높이방향으로 복수의 브릿지로 분리되어, 각각의 브릿지가 상이한 높이로 수축 또는 확장될 수 있다. 즉, 제3 프레임(15)은 각 브릿지 간 이격된 공간에 통공이 형성될 수 있으며, 통공을 통해 외부에서 혈액, 체액 등이 유입되어 합성 골재의 성장을 유도하고 척추뼈와 합성 골재 간의 결합력을 향상시킬 수 있다.
더욱 상세하게, 도 1 내지 도 3과 같이 제3 프레임(15)은 세 개의 브릿지를 포함할 수 있다. 각각의 브릿지는 동일한 형태로 확장될 수 있으나, 척추체간에 삽입된 상태에서 척추간 이격된 거리, 척추의 굴곡 등에 따라 상이한 정도로 확장될 수 있다. 즉, 제2 프레임(17)과 제4 프레임(13) 각각이 척추에 접하게되면 제3 프레임(15)의 각 브리지는 더 이상 확장되지 않은 상태로 고정될 수 있다. 이를 통해, 척추와 제2 프레임(17) 및 제4 프레임(13)의 접촉면접이 향상될 수 있으며, 추후 충진되는 합성 골재에 의해 확장형 척추 케이지(1)와 척추 간 결합력이 향상될 수 있다.
해당 실시 예에서는 3개의 브릿지가 제3 프레임(15)에 포함되어 있지만, 설계상의 변형에 따라 브릿지의 개수가 변경될 수 있다. 또한, 제1 프레임과 제3 프레임에 상이한 개수의 브릿지가 포함될 수 있다.
제4 프레임(13)은 제2 프레임(17)과 대향하는 하단벽을 형성할 수 있다. 제4 프레임(13)은 제1 프레임(11) 및 제3 프레임(15)의 수축 또는 확장에 따라 제2 프레임(17)과 이격거리가 변경될 수 있다.
상세하게, 제4 프레임(13)은 확장형 척추 케이지(1)의 하단에 배치되는 척추뼈와 접촉하여 확장형 척추 케이지(1)를 지지하는 하단벽을 형성할 수 있다. 또한, 제4 프레임(13)은 제2 프레임(17)과 유사하게 척추뼈와 접촉하는 단면에 돌기구조가 형성될 수 있다. 즉, 제4 프레임(13)은 제1 프레임(11) 및 제3 프레임(15)이 확장되어 척추뼈와 접촉한 뒤, 확장형 척추 케이지(1) 내측에 충진된 합성 골재가 혈액과 체액에 의해 성장하는 경우, 돌기구조에 포함된 돌기와 돌기 사이에 오목한 부분으로 성장한 합성 골재가 채워질 수 있으며, 이를 통해 제4 프레임(13)과 척추뼈 간 결합력이 향상될 수 있다. 즉, 돌기구조는 제4 프레임(13)과 척추뼈를 결합시키는 합성 골재가 채워지는 공간을 형성하기 위한 구성으로 이해될 수 있다.
제4 프레임(13)은 기설정된 온도를 벗어난 온도에 노출시 확장형 척추 케이지(1)의 내측으로 일부 영역이 인입되어 확장형 척추 케이지(1)의 폭을 감소시킬 수 있다.
상세하게, 제1 프레임(11)과 제3 프레임(15)이 온도에 따라 수축 또는 확장되는 특성과 동일하게, 제4 프레임(13) 또한 형상기억 소재로 형성되어 온도에 따라 수축 또는 확장할 수 있다. 이와 관련된 설명은 하기의 도 7을 통해 상세히 설명하도록 한다.
한편, 제1 프레임(11) 및 제3 프레임(15) 각각은 기설정된 높이까지 확장될 수 있다.
상세하게, 제1 프레임(11) 및 제3 프레임(15) 각각은 확장시 9 내지 15 mm 의 높이로 확장될 수 있다. 더욱 상세하게, 제1 프레임(11) 및 제3 프레임(15) 각각은 확장시 10 내지 14 mm 의 높이로 확장될 수 있다.
또한, 제2 프레임(17) 및 제4 프레임(13) 각각은 기설정된 폭까지 확장될 수 있다.
상세하게, 제2 프레임(17) 및 제4 프레임(13) 각각은 확장시 6 내지 9 mm 의 폭으로 확장될 수 있다. 더욱 상세하게, 제2 프레임(17) 및 제4 프레임(13) 각각은 확장시 7 내지 8 mm 의 폭으로 확장될 수 있다.
일반적으로, 목 디스크의 약 90% 정도가 제4번 경추와 제5번 경추 사이 또는 제6번 경추와 제7번 경추 사이에서 발생하며, 해당 경추의 사이에 용이하게 삽입되기 위해 확장형 척추 케이지(1)는 저온에서 수축된 상태를 유지할 수 있다. 경추 사이에 삽입된 이후, 확장형 척추 케이지(1)는 전술한 크기로 확장됨으로써 디스크가 제거된 공간에서 상부에 배치된 제4번 또는 제6번 경추뼈를 지탱할 수 있으며, 경추뼈로 전해지는 힘을 완화시킴으로써 환자의 신경으로 전달되는 충격을 감소시킬 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 확장형 척추 케이지(1)가 삽입되는 환자의 신체사이즈, 나이, 성별에 따라 전술한 크기에 제한되지 않고, 상이한 크기로 제작될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 도 1의 확장형 척추 케이지가 척추체간에 삽입되어 작용하는 과정을 나타낸다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 척추뼈(9) 사이에 디스크가 제거된 공간에 확장형 척추 케이지(1)가 삽입될 수 있다. 삽입 전, 확장형 척추 케이지(1)는 저온의 생리 식염수에 노출되어 수축된 상태로 삽입될 수 있다. 즉, 제1 프레임과 제3 프레임의 각 브릿지가 확장형 척추 케이지(1)의 내측으로 인입된 상태로 척추뼈(9) 사이로 삽입되며, 삽입과 동시에 체온에 노출됨으로써 제1 프레임과 제3 프레임이 점진적으로 확장됨으로써, 도 4b와 같이 척추뼈와 확장형 척추 케이지(1)가 접촉할 수 있다.
한편, 도면과 같이 척추뼈(9)는 단면에 굴곡이 형성되고, 척추뼈(9) 간 이격된 거리가 일정하지 않을 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 확장형 척추 케이지(1)의 제1 프레임 또는 제3 프레임은 각 브릿지가 상이한 정도로 확장되어 척추뼈(9)와 접촉면을 최대화 할 수 있다. 상세하게, 제1 프레임의 각 브릿지가 상이하게 확장되어, 제1 프레임과 연결된 제2 프레임이 좌상 방향으로 기울기를 가질 수 있다. 동시에, 제3 프레임의 각 브릿지는 제1 프레임의 각 브릿지가 확장된 형태와 대칭되는 형태로 확장될 수 있으며, 이때 제3 프레임과 연결된 제2 프레임이 좌하 방향으로 기울기를 가질수 있다. 즉, 제2 프레임은 제1 프레임 및 제3 프레임 각각과 연결된 부분이 상이한 기울기를 가질 수 있으며, 이는 척추뼈(9)의 굴곡 또는 척추뼈(9)간 이격된 공간에 따라 유동적으로 변경될 수 있다. 또한, 제1 프레임과 제3 프레임의 브릿지 수를 변형시킴으로써 각 브릿지의 확장 정도가 상이하게 조절될 수 있으며, 이를 통해 제2 프레임과 제4 프레임 각각이 척추뼈(9)와 접촉하는 면적이 향상될 수 있다.
이후, 확장형 척추 케이지(1)의 내측 공간에 합성 골재를 충진할 수 있다. 이와 관련된 설명은 하기의 도 5를 통해 상술하도록 한다.
도 5는 도 1의 확장형 척추 케이지가 확장된 상태에서 합성 골재가 충진된 상태를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 확장형 척추 케이지(1)는 기설정된 온도에서 각 프레임이 확장된 경우, 내측에 합성 골재(C)가 충진될 수 있다.
상세하게, 확장형 척추 케이지(1)의 내측에 충진되는 합성 골재(C)는 수산화아파타이트, 인산삼석회(TCP, tricalcium phosphate), 알루미나, 생체 활성유리, 생체 활성유리세라믹스 복합체 등을 포함하는 화합물(compound)일 수 있다.
이 같은 합성 골재(C)가 확장형 척추 케이지(1) 내측으로 충진되는 경우, 확장형 척추 케이지(1)의 외부에서 유입되는 혈액, 체액 등을 통해 성장할 수 있으며, 확장형 척추 케이지(1)를 구성하는 각 프레임의 내측 및 외측에 엉겨붙음으로써 각 프레임과 척추뼈의 결합력을 향상시킬 수 있다. 특히, 제2 프레임 및 제4 프레임에 형성된 돌기구조를 합성 골재(C)가 채우면서 척추뼈와 확장형 척추 케이지(1)의 결합력이 향상되며, 이를 통해 삽입된 확장형 척추 케이지(1)의 안정성이 향상될 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 확장형 척추 케이지를 나타낸다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 확장형 케이지(1)의 제1 프레임(11)은 확장형 척추 케이지(1) 내측으로 인입되는 영역이 복수개 형성될 수 있다. 또한, 제3 프레임(15)은 수축시 제1 프레임(11)이 인입되는 형상과 대응되도록 확장형 척추 케이지(1) 내측으로 인입되는 영역이 복수개 형성될 수 있다.
상세하게, 제1 프레임(11)과 제3 프레임(15)은 상호 대칭되는 형상을 유지하며, 확장형 척추 케이지(1) 내측으로 인입되거나 확장될 수 있다. 전술한 예시에서는 제1 프레임과 제3 프레임의 각 브릿지들의 중앙이 한번만 접히는 형태로 인입되었으나, 해당 실시 예에서는 제1 프레임(11)과 제3 프레임(15)의 각 브릿지들이 복수번 접히는 구조를 가짐으로써 척추뼈 사이에 삽입된 상태에서 환자의 움직임에 따라 척추로 가해지는 충격을 완화시킬 수 있다. 더욱 상세하게, 제1 프레임(11)과 제3 프레임(15)이 완전히 확장되지 않은 상태로 척추뼈 사이에 삽입되는 경우, 각 브릿지가 여러 번 인입된 구조는 쇽 옵저버(shock absorber)의 역할을 수행할 수 있다. 즉, 제1 프레임(11)과 제3 프레임(15) 각각의 브릿지가 복수번 인입된 구조를 통해 척추뼈에 가해지는 충격이 흡수될 수 있으며, 이를 통해 환자의 신경에 가해지는 압력 및 충격이 완화될 수 있다.
또한, 제1 프레임(11)과 제3 프레임(15)의 각 브릿지는 상이한 정도로 수축될 수 있으며, 이에 따라 제2 프레임(17)이 일정한 기울기를 갖거나, 비틀림을 가진 상태로 척추뼈에 접촉하여 넓은 접촉면적을 유지한 상태로 척추뼈를 지지할 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 확장형 척추 케이지를 나타낸다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 확장형 척추 케이지(1)는 제2 프레임(17)과 제4 프레임(13)이 노출되는 온도에 따라 수축 또는 팽창될 수 있다. 또한, 제2 프레임(17)과 제4 프레임(13)도 설계상의 변형에 따라 복수의 브릿지를 선택적으로 포함할 수 있다.
상세하게, 제2 프레임(17)과 제4 프레임(13) 각각의 양단의 중앙은 저온에 노출시 확장형 척추 케이지(1)의 내측으로 인입될 수 있다. 또한, 제2 프레임(17)과 제4 프레임(13) 각각의 양단의 중앙은 체온과 인접한 온도범위에 노출시 확장될 수 있다. 전술한 제1 프레임(11) 및 제3 프레임(15)의 특성과 유사하게 제2 프레임(17)과 제4 프레임(13)의 확장정도가 조절될 수 있으며, 이를 통해 제1 프레임(11)과 제3 프레임(15)의 간격이 조절될 수 있다. 즉, 척추뼈 사이에서 디스크가 제거되어 확보된 공간에 따라 제2 프레임(17)과 제4 프레임(13)이 확장되는 정도가 상이해질 수 있으며, 이를 통해 제1 프레임(11)과 제3 프레임(15) 간 이격된 거리가 조절되거나, 제1 프레임(11)과 제3 프레임(15)이 이루는 각도 또는 각 프레임이 비틀린 정도가 변형된 상태로 확장형 척추 케이지(1)가 배치될 수 있다.
또한, 제2 프레임과 제4 프레임 각각의 양단의 중앙은 여러 번 인입되는 구조를 가짐으로써, 복수의 요철형태를 형성할 수 있다. 이를 통해, 제2 프레임과 제4 프레임이 부분적으로 확장되는 경우 척추뼈로부터 이격된 오목한 영역에 합성 골재가 다량으로 채워져, 확장형 척추 케이지와 척추뼈 간 결합력이 향상될 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 도 1의 확장형 척추 케이지에 플레이트가 결합된 상태를 나타내고, 도 9a 및 도 9b는 도 1의 확장형 척추 케이지에 로드가 결합된 상태를 나타낸다.
도 8a를 참조하면, 본 발명에 따른 확장형 척추 케이지(1)는 플레이트와 결합될 수 있다. 상세하게, 확장형 척추 케이지(1)는 기설정된 온도에 노출되어 확장형 척추 케이지(1)의 각 프레임이 확장된 경우, 확장형 척추 케이지(1)의 위치를 고정시키는 플레이트와 일단이 결합될 수 있다.
도 9a를 참조하면, 본 발명에 따른 확장형 척추 케이지(1)는 로드와 결합될 수 있다. 상세하게, 확장형 척추 케이지(1)는 기설정된 온도에 노출되어 확장형 척추 케이지(1)의 각 프레임이 확장된 경우, 케이지의 위치를 고정시키는 로드와 일단이 결합될 수 있다.
즉, 도 8a 및 도 9a와 같이 척추뼈 사이에 삽입된 확장형 척추 케이지(1)가 척추체간에서 이탈되는 것을 방지하기 위해 플레이트 또는 로드와 같은 지지대(30)가 확장형 척추 케이지(1)에 연결될 수 있다. 또한, 도 8b 및 도9b와 같이 지지대(30)는 나사못(20)이 삽입될 수 있으며, 각 나사못(20)은 척추뼈(9)와 결합되어 지지대(30)의 위치를 고정시킬 수 있다.
이처럼, 본 발명에 따른 확장형 척추 케이지(1)는 플레이트 또는 로드와 같은 지지대(30)와 결합하여 위치가 고정될 수 있으며, 이를 통해 척추에 삽입된 상태에서 안정성이 향상될 수 있다. 특히, 플레이트 또는 로드와 같은 지지대(30)는 나사못을 통해 척추뼈(9)에 고정되며, 고정된 지지대(30)와 확장형 척추 케이지(1)가 볼트에 의한 체결, 추가적으로 형성된 걸쇠 구조에 의한 고정, 생체 친화성 접착제에 의한 부착 등의 방법으로 결합됨으로써 확장형 척추 케이지(1)의 유동이 차단되어 안정성이 더욱 향상될 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 확장형 척추 케이지는 척추체간에 삽입된 상태에서 양측면에 위치한 프레임이 척추의 굴곡에 따라 상이한 정도로 확장되어 척추의 굴곡에 대응되는 형상으로 팽창함으로써 척추와 접촉하는 단면적이 증가할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 확장형 척추 케이지는 척추체간에 삽입된 상태에서 플레이트 또는 로드와 같은 지지대에 결합되어 위치가 고정될 수 있으며, 이를 통해 안정성이 향상될 수 있다.
이상에서 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.
1: 확장형 척추 케이지
11: 제1 프레임
13: 제4 프레임
15: 제3 프레임
17: 제2 프레임
20: 나사못
30: 지지대
9: 척추뼈
C: 합성 골재

Claims (12)

  1. 형상기억 합금으로 제작되어, 외벽을 형성하는 각 프레임이 기설정된 온도에서 형상이 변형되는 확장형 척추 케이지에 있어서,
    상기 기설정된 온도에서 확장시 상기 확장형 척추 케이지의 일측벽을 형성하고, 상기 기설정된 온도를 벗어난 온도에서 수축시 상기 확장형 척추 케이지의 내측으로 일부 영역이 인입되어 상기 확장형 척추 케이지의 높이를 감소시키는 제1 프레임;
    상기 제1 프레임과 연결되어 상기 확장형 척추 케이지의 상단벽을 형성하는 제2 프레임;
    상기 기설정된 온도에서 확장시 상기 제1 프레임에 대향되는 타측벽을 형성하고, 상기 기설정된 온도를 벗어난 온도에서 수축시 상기 확장형 척추 케이지의 내측으로 일부 영역이 인입되어 상기 확장형 척추 케이지의 높이를 감소시키는 제3 프레임; 및
    상기 제2 프레임과 대향하는 하단벽을 형성하고, 상기 제1 프레임 및 상기 제3 프레임의 수축 또는 확장에 따라 상기 제2 프레임과 이격거리가 변경되는 제4 프레임;을 포함하는, 확장형 척추 케이지.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기설정된 온도에서 확장시, 내측에 합성 골재가 충진되는, 확장형 척추 케이지.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 프레임은,
    상기 제2 프레임과 상기 제4 프레임으로부터 동일한 거리만큼 이격된 지점이 상기 확장형 척추 케이지의 내측으로 인입되어 상기 확장형 척추 케이지의 높이를 감소시키는, 확장형 척추 케이지.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제3 프레임은,
    상기 제1 프레임의 인입되는 영역에 대응되는 영역이 상기 확장형 척추 케이지의 내측으로 인입되어 상기 확장형 척추 케이지의 높이를 감소시키는, 확장형 척추 케이지.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 프레임은,
    상기 기설정된 온도를 벗어난 온도에 노출시 상기 확장형 척추 케이지의 내측으로 일부 영역이 인입되어 상기 확장형 척추 케이지의 폭을 감소시키는, 확장형 척추 케이지.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제4 프레임은,
    상기 기설정된 온도를 벗어난 온도에 노출시 상기 확장형 척추 케이지의 내측으로 일부 영역이 인입되어 상기 확장형 척추 케이지의 폭을 감소시키는, 확장형 척추 케이지.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 프레임은,
    상기 확장형 척추 케이지 내측으로 인입되는 영역이 복수개 형성된, 확장형 척추 케이지.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제3 프레임은,
    수축시 상기 제1 프레임이 인입되는 형상과 대응되도록 상기 확장형 척추 케이지 내측으로 인입되는 영역이 복수개 형성된, 확장형 척추 케이지.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제3 프레임은,
    확장시 9 내지 15 mm 의 높이로 확장되는, 확장형 척추 케이지.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 및 제4 프레임은,
    확장시 6 내지 9 mm 의 폭으로 확장되는, 확장형 척추 케이지.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 기설정된 온도에 노출되어 상기 확장형 척추 케이지가 확장된 경우, 상기 확장형 척추 케이지의 위치를 고정시키는 플레이트와 일단이 결합되는, 확장형 척추 케이지.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 기설정된 온도에 노출되어 상기 확장형 척추 케이지가 확장된 경우, 상기 확장형 척추 케이지의 위치를 고정시키는 로드와 일단이 결합되는, 확장형 척추 케이지.

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