KR20220102045A - Pelvic implant and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 골반 임플란트 및 그것의 제조 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 환자의 골반의 골결손부위를 대체하며 고정되는 환자 맞춤형 골반 임플란트와 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a pelvic implant and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a patient-specific pelvic implant that is fixed and replaces a bone defect of a patient's pelvis, and a manufacturing method thereof.
골반은 사람의 허리 부분을 형성하고 있는 골격으로 내장 기관을 보호하고 척추와 양쪽 다리를 이어준다. 특히, 골반은 척추를 통해 하부로 내려오는 체중을 다리로 전달하는 기능을 수행하므로 사람의 보행에 있어서 매우 중요하다. 골반은 좌우의 요대를 이루는 장골(ilium), 좌골(ischium), 치골(pubis)과, 이것을 결합하는 천추 부분을 포함하며, 전체적으로 깔때기 형상을 가진다.The pelvis is a skeleton that forms the lower back of a person, protects internal organs and connects the spine and both legs. In particular, the pelvis is very important for a person's gait because it performs a function of transferring the weight coming down through the spine to the legs. The pelvis includes the ilium, ischium, and pubis that form the left and right girdle, and the sacrum portion that combines them, and has a funnel shape as a whole.
교통 사고 등의 외상으로 인한 골절, 골 종양 등으로 인해 골반에 골결손이 발생할 수 있다. 골반에 골결손이 발생한 경우 골결손 부위에 대체물을 삽입 고정하여 골반의 기능을 유지 또는 복원한다.Bone defects in the pelvis can occur due to fractures caused by trauma such as traffic accidents, or bone tumors. When a bone defect occurs in the pelvis, a substitute is inserted and fixed in the bone defect to maintain or restore the function of the pelvis.
종래에는 골결손 부위에 삽입 고정되는 대체물로서 자가골 또는 동종골이 고려되기도 한다. 그러나 자가골을 이식할 경우 삽입물의 강도가 약한 것이 문제로 지적되고 있고, 동종골 이식의 경우 환자의 골반 크기에 적합한 뼈를 구하는 것이 쉽지 않다.Conventionally, autogenous bone or allogeneic bone is considered as a substitute for insertion and fixation in the bone defect site. However, when autogenous bone is transplanted, the weak strength of the implant is pointed out as a problem, and in the case of allograft, it is not easy to obtain a bone suitable for the size of the patient's pelvis.
이와 같은 배경에서 골반의 골결손 부위를 대체할 수 있는 골반 임플란트가 사용된다. 그러나 환자마다 다른 골반의 크기, 골결손 부위 등이 고려되지 않고 제작되는 종래 기성품 형태의 골반 임플란트는 기능적 재건이 불완전하다는 단점이 있다.In this background, a pelvic implant that can replace the bone defect of the pelvis is used. However, the conventional ready-made type of pelvic implant, which is manufactured without considering the size of the pelvis, the bone defect site, etc. different for each patient, has a disadvantage in that the functional reconstruction is incomplete.
한편, 이러한 문제의 해결을 위해 3D 프린팅을 통해 환자 맞춤형으로 제작되는 골반 임플란트도 선보이고 있다. 그러나 종래 3D 프린팅 방식을 통해 제작되는 골반 임플란트는 단순히 압박 금속판과 나사못(compression plate and screws)을 통해 골대체부를 자가골에 고정하는 형태가 일반적이다. 이에 따라 만족스러운 초기 고정력이나 장기 지속성(longevity)을 기대하기 어려운 실정이다.Meanwhile, to solve this problem, a pelvic implant that is custom-made for a patient through 3D printing is also being introduced. However, the conventional pelvic implant manufactured through 3D printing method is generally in the form of simply fixing the bone substitute to the autogenous bone through a compression plate and screws (compression plate and screws). Accordingly, it is difficult to expect satisfactory initial fixation power or longevity.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 환자 맞춤형으로 제작가능하면서도 초기 고정력과 장기 지속성이 우수한 골반 임플란트 및 그것의 제조 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is to solve the problems of the prior art described above, and an object of the present invention is to provide a pelvic implant having excellent initial fixation strength and long-term durability while being able to be manufactured to a patient's customization, and a method for manufacturing the same.
본 발명의 일 측면에 따르면, 골반의 골결손부위를 대체하며 배치되는 몸체를 포함하는 골대체부 및 상기 골대체부와 연결되어 상기 골반의 골잔존부위에 고정되는 고정부를 포함하고, 상기 고정부는, 상기 골대체부와 연결되어 상기 골반의 골잔존부위의 표면에 접하여 배치되는 고정 플레이트 및 상기 골대체부와 연결되어 상기 골반의 골잔존부위의 내부에 삽입되어 정착되는 스파이크를 포함하는 골반 임플란트가 제공된다.According to an aspect of the present invention, it comprises a bone replacement part including a body disposed to replace the bone defect of the pelvis, and a fixing part connected to the bone replacement part and fixed to the bone residual part of the pelvis, wherein the fixing part, There is provided a pelvic implant comprising a fixing plate connected to the bone replacement unit and disposed in contact with the surface of the bone remnant portion of the pelvis, and a spike connected to the bone replacement portion and inserted into and fixed to the bone remnant portion of the pelvis.
이때, 상기 몸체는 상기 골잔존부위와 접하는 부분에 다공성층을 구비할 수 있다.At this time, the body may be provided with a porous layer in the portion in contact with the bone residual portion.
또한, 상기 몸체는 신경과 인접하여 배치되는 부분에 연마 가공 또는 절삭 가공된 가공 처리부를 구비할 수 있다.In addition, the body may be provided with a processing unit abrasive processing or cutting processing in a portion disposed adjacent to the nerve.
또한, 상기 골대체부는 연부 조직과의 결합을 위한 봉합사가 체결되도록 상기 몸체에 관통 형성된 봉합사홀을 구비할 수 있다.In addition, the bone replacement unit may include a suture hole formed through the body so that a suture for coupling with the soft tissue is fastened.
또한, 상기 고정 플레이트는 상기 골잔존부위의 표면에 밀착될 수 있는 형태로 굴곡지게 형성될 수 있다.In addition, the fixing plate may be formed to be bent in a form that can be in close contact with the surface of the bone remaining.
또한, 상기 고정 플레이트는 상기 고정 플레이트를 상기 골잔존부위에 결합시키는 나사못이 관통하여 배치되는 나사홀을 구비할 수 있다.In addition, the fixing plate may have a screw hole through which a screw for coupling the fixing plate to the bone remaining portion is disposed.
또한, 상기 스파이크는 상기 골잔존부위의 골수강 내에 삽입되도록 배치될 수 있다.In addition, the spike may be arranged to be inserted into the bone marrow cavity of the bone remnant site.
또한, 상기 스파이크는 표면에 다공성층을 구비할 수 있다.In addition, the spike may have a porous layer on the surface.
본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 환자의 골반 이미지 및 골반 정역학을 분석하는 단계; 상기 환자의 골반의 골결손부위를 대체하며 배치될 골대체부를 설계하는 단계 및 상기 골대체부와 연결되어 상기 골반의 골잔존부위에 고정되는 고정부를 설계하는 단계를 포함하는 골반 임플란트 제조 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, analyzing the patient's pelvic image and pelvic statics; A method for manufacturing a pelvic implant comprising the steps of designing a bone replacement part to be disposed to replace the bone defect part of the pelvis of the patient and designing a fixing part connected to the bone replacement part and fixed to the bone residual part of the pelvis is provided do.
이때, 상기 골반 임플란트 제조 방법은, 상기 골대체부 및 상기 고정부를 3D 프린팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.In this case, the method for manufacturing the pelvic implant may further include 3D printing the bone replacement part and the fixing part.
또한, 상기 골반 임플란트 제조 방법에 있어서, 상기 고정부는, 상기 골대체부와 연결되어 상기 골반의 골잔존부위의 표면에 접하여 배치되는 고정 플레이트 및 상기 골대체부와 연결되어 상기 골반의 골잔존부위의 내부에 삽입되어 정착되는 스파이크를 포함할 수 있다.In addition, in the pelvic implant manufacturing method, the fixing part is connected to the bone replacement part and is connected to a fixing plate disposed in contact with the surface of the bone residual part of the pelvis and the bone substitute part to the inside of the bone residual part of the pelvis. It may include a spike that is inserted and fixed.
본 발명에 따른 골반 임플란트 및 그것의 제조 방법은, 골반의 골결손부위를 대체하며 배치되는 골대체부가 골대체부와 연결되어 골반의 골잔존부위의 표면에 접하여 배치되는 고정 플레이트 및 골대체부와 연결되어 골반의 골잔존부위의 내부에 삽입되어 정착되는 스파이크를 포함하는 고정부에 의해 고정되도록 함으로써 골반 임플란트의 초기 고정력과 장기 지속성을 향상시키는 효과를 제공한다.In the pelvic implant and its manufacturing method according to the present invention, a bone replacement part disposed to replace a bone defect in the pelvis is connected to the bone replacement part, and is connected to a fixed plate and a bone replacement part disposed in contact with the surface of the bone residual part of the pelvis. It provides the effect of improving the initial fixation power and long-term sustainability of the pelvic implant by allowing it to be fixed by a fixing unit including a spike inserted and fixed inside the bone remnant of the pelvis.
본 발명에 따른 골반 임플란트 및 그것의 제조 방법은, 골반의 골결손부위를 대체하는 골대체부가 환자에 따라 적합한 형상을 가지도록 함으로써 환자 맞춤형 골반 임플란트 수술을 가능하게 하는 효과를 제공한다.The pelvic implant and its manufacturing method according to the present invention provide an effect of enabling a patient-specific pelvic implant surgery by allowing the bone replacement part to replace the bone defect portion of the pelvis to have a shape suitable for each patient.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 골반 임플란트의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 골반 임플란트를 다른 각도에서 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 골반 임플란트가 시술된 상태를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 골반 임플란트 제조 방법의 순서도이다.1 is a perspective view of a pelvic implant according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a perspective view showing the pelvic implant according to an embodiment of the present invention from another angle.
3 is a view showing a state in which the pelvic implant is operated according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart of a method for manufacturing a pelvic implant according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention, parts irrelevant to the description are omitted from the drawings, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 설명하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this specification, terms such as "comprises" or "have" are intended to describe the existence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features It is to be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
본 명세서에서, 도면에 도시된 구성 요소들과의 상관 관계를 설명하기 위해 공간적으로 상대적인 용어인 "전방", "후방", "상부" 또는 "하부" 등이 사용될 수 있다. 이들은 도면 상 도시된 것을 기준으로 정하여진 상대적인 용어들로서 배향에 따라 위치 관계는 반대로 해석될 수도 있다. 또한, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결"되어 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 서로 직접 연결되는 것뿐만 아니라 간접적으로 서로 연결되는 경우도 포함한다.In this specification, spatially relative terms "front", "rear", "upper" or "lower" may be used to describe a correlation with the components shown in the drawings. These are relative terms determined based on what is shown in the drawings, and the positional relationship may be conversely interpreted according to the orientation. In addition, when a component is "connected" with another component, it includes not only direct connection to each other but also indirect connection to each other unless otherwise specified.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 골반 임플란트의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 골반 임플란트를 다른 각도에서 나타낸 사시도이다. 또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 골반 임플란트가 시술된 상태를 나타낸 도면이다.1 is a perspective view of a pelvic implant according to an embodiment of the present invention. Figure 2 is a perspective view showing the pelvic implant according to an embodiment of the present invention from another angle. In addition, FIG. 3 is a view showing a state in which the pelvic implant is operated according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 골반 임플란트는 환자의 골반의 골결손부위를 대체하며 환자 골반의 골잔존부위에 결합되어 환자 골반의 기능을 유지 또는 복원시킨다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 골반 임플란트는 환자 맞춤형으로 제작될 수 있으며, 환자 골반의 골잔존부위에 안정적으로 고정될 수 있는 구조를 제공한다.The pelvic implant according to an embodiment of the present invention replaces the bone defect portion of the patient's pelvis and is coupled to the bone residual portion of the patient's pelvis to maintain or restore the function of the patient's pelvis. In addition, the pelvic implant according to an embodiment of the present invention can be customized to the patient and provides a structure that can be stably fixed to the bone remaining portion of the patient's pelvis.
본 발명의 일 실시예에 따른 골반 임플란트는 환자의 골반 이미지, 골반 정역학 등을 고려하여 환자 맞춤형으로 설계 및 제작될 수 있다. 더욱 상세하게, 3D 프린팅 방식을 통해 환자의 골반, 환자 골반의 골결손부위에 따라 각기 상이한 형상으로 제작될 수 있다.The pelvic implant according to an embodiment of the present invention may be designed and manufactured to be customized to the patient in consideration of the patient's pelvic image, pelvic statics, and the like. More specifically, the 3D printing method can be manufactured in different shapes depending on the patient's pelvis and the bone defect region of the patient's pelvis.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 골반 임플란트는 골대체부(10) 및 고정부(20)를 포함할 수 있다.1 and 2 , the pelvic implant according to an embodiment of the present invention may include a bone replacement unit 10 and a fixing unit 20 .
골대체부(10)는 골반의 골결손부위를 대체하며 배치된다. 본 발명의 일 실시예에서, 골대체부(10)는 몸체(11) 및 봉합사홀(13)을 포함할 수 있다.The bone replacement unit 10 is disposed to replace the bone defect portion of the pelvis. In one embodiment of the present invention, the bone replacement part 10 may include a
몸체(11)는 골반의 골결손부위를 대체하며 배치된다. 다시 말하면, 몸체(11)는 환자 골반의 골결손부위의 기능을 대체하기 위해 형성된다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서, 골반 임플란트는 환자의 왼쪽 골반의 골결손부위를 대체하고 있으며, 고정부(20)에 의해 환자 왼쪽 골반의 장골(B1) 부위에 고정되어 있다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 골반 임플란트는 환자 맞춤형으로 제작될 수 있다. 이에 따라 골반 임플란트의 몸체(11)는 환자 맞춤형으로 환자 골반의 골결손부위에 적합한 형상을 가질 수 있다.The pelvic implant according to an embodiment of the present invention may be customized to a patient. Accordingly, the
본 발명의 일 실시예에서 환자 맞춤형의 의미는 골반 임플란트의 몸체(11)의 형상이 환자 골반의 골결손부위의 본래 형상을 그대로 재현하는 것을 뜻하지는 않는다.In an embodiment of the present invention, customized to the patient does not mean that the shape of the
골반 임플란트는 환자 인체 내에서 이물질에 해당하며, 골반 임플란트의 크기가 클수록 시술 과정 및 이후에 감염의 위험성이 높다. 또한, 종양에 대한 광범위 절제술 후에는 연부 조직 결손이 커서 골반 임플란트가 커질수록 수술 후 일차 봉합(Primary repair)이 힘들 수도 있다.The pelvic implant is a foreign substance in the patient's body, and the larger the size of the pelvic implant, the higher the risk of infection during and after the procedure. In addition, after extensive resection of the tumor, the soft tissue defect is large, and the larger the pelvic implant is, the more difficult it may be to perform primary repair after surgery.
이와 같은 사항들을 고려하여, 본 발명의 일 실시예에서, 몸체(11)는 환자 골반의 골결손부위의 본래 형상을 재현하도록 이루어지지 않으며, 골반 기능의 복원 또는 유지에 있어 불필요한 부분들을 최소화하여 실제 대체(replacement)하는 부분보다 작게 이루어질 수 있다.In consideration of these matters, in one embodiment of the present invention, the
예를 들어, 몸체(11)는 불필요한 부분을 최소화하기 위하여 요추, 골반골 및 대퇴골 부위의 생체역학(Biomechanics)적 정보를 고려하여 제작될 수 있다. 더욱 상세하게, 정형외과적 재건에 있어서는 천장관절(sacroiliac joint)의 축상 골격(주로 척추)과 하지 사이에 하중 전달(load transfer)의 안정 수단(stable mean)으로서의 기능을 유지하는 것이 중요한데, 골대체부(10)의 몸체(11)는 환자 골반의 골결손부위 중 이와 같은 하중 전달의 안정 수단으로 필수적인 부분만 재건하고 나머지 부분에 대해서는 재건하지 않는 형태로 이루어질 수 있다.For example, the
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서, 골반 임플란트는 후방 아치 부분을 통한 하중 전달 경로(화살표 방향)만을 재건하고 있으며, 하중 전달에 필수적이지 않은 전방 아치의 지지는 재건하지 않고 있다.Referring to FIG. 3 , in one embodiment of the present invention, the pelvic implant reconstructs only the load transmission path (arrow direction) through the posterior arch portion, and does not reconstruct the support of the anterior arch, which is not essential for load transmission.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 골반 임플란트의 인체 삽입 시 골대체부(10)는 가까운 신경혈관 구조물들에 자극(irritation)을 줄 수 있으므로 골대체부(10)의 몸체(11)는 가급적 신경혈관 구조물들과의 유격(gap)을 고려하여 제작되는 것이 바람직하다.In addition, when inserting the pelvic implant into the human body according to an embodiment of the present invention, since the bone replacement unit 10 can give stimulation to nearby neurovascular structures, the
도 3에 가장 잘 나타난 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서 골대체부(10)의 몸체(11)는 환자 왼쪽 골반의 장골(B1), 치골(B2) 및 좌골(B3) 각각의 골결손부위의 일부만을 재건하고 있다. 더욱 상세하게, 몸체(11)는 비구를 포함하여 하중 전달에 필수적인 경로를 형성하는 부분에 대응되는 골결손부위만을 재건하는 형태를 가질 수 있다.As best shown in FIG. 3 , in an embodiment of the present invention, the
본 발명의 일 실시예에서, 몸체(11)는 골잔존부위와 접하는 부분에 다공성층(111)을 구비할 수 있다. 다공성층(111)은 상기 골잔존부위의 뼈가 생장할 공간을 제공한다. 몸체(11)의 다공성층(111)은 다공성 코팅층으로 이루어질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the
다공성층(111)은 상기 골잔존부위의 뼈가 생장할 수 있는 공간을 제공하여 상기 골잔존부위의 뼈가 다공성층(111)으로 생장하면서 상기 골잔존부위와 몸체(11) 사이의 결합력이 증가될 수 있다. 즉, 다공성층(111)은 몸체(11)와 상기 골잔존부위와의 체결력을 증대시키는 역할을 수행할 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에서, 몸체(11)는 신경과 인접하여 배치되는 부분에 연마(polishing) 가공 또는 절삭 가공된 가공 처리부(113)를 구비할 수 있다. 앞서 살펴본 바와 같이 골반 임플란트의 인체 삽입 시 골대체부(10)는 가까운 신경혈관 구조물들에 자극을 줄 수 있는데, 가공 처리부(113)는 이러한 자극의 저감 또는 회피를 위한 것이다.In one embodiment of the present invention, the
예를 들면, 가공 처리부(113)는 몸체(11) 가운데 골반을 지나가는 좌골 신경과 인접하는 부분에 연마 가공된 형태로 형성되어 좌골 신경에 대한 자극을 최소화할 수 있다. 또한, 가공 처리부(113)는 몸체(11) 가운데 골반을 지나가는 좌골 신경과 인접하는 부분에 절삭 가공된 형태로 형성되어 몸체(11)와 좌골 신경과의 접촉을 방지할 수도 있다.For example, the
본 발명의 일 실시예에서, 비단 신경과 가까운 부분이 아니더라도 연부조직과 닿는 부분은 자극 회피가 필요하다면 가공 처리부(13)는 몸체(11)의 임의의 부분에 형성될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 골반 임플란트의 몸체(11)는 환자 골반의 골결손부위가 비구를 포함하는 경우 본래의 비구를 대체하는 비구대체부(115)를 더 포함할 수 있다. 비구대체부(115)는 대퇴골과 골반을 연결하며 하중 전달에 중요한 비구를 재건한다.Meanwhile, the
비구대체부(115)는 대퇴골두가 삽입될 수 있는 홈 형상을 가진다. 비구대체부(115)는 내측면에 메쉬 구조(115a)를 구비할 수 있다. 골반 임플란트의 비구대체부(115)의 내측면에는 폴리라이너가 결합되며, 폴리라이너의 고정을 위해 시멘트가 사용될 수 있다. 이때, 비구대체부(115)의 내측면에 메쉬 구조(115a)가 형성되어 있을 경우 폴리라이너 고정 시 시멘트가 잘 정착될 수 있어 폴리라이너의 고정이 안정적으로 이루어질 수 있다.The
봉합사홀(13)은 연부 조직과의 결합을 위한 봉합사가 체결되도록 몸체(11)에 관통 형성된다. 본 발명의 일 실시예에서, 봉합사홀(13)은 몸체(11)의 가장자리 부분에 상하 방향으로 다수개 형성될 수 있다. 또한, 봉합사홀(13)은 몸체(11)의 비구대체부(115) 주위에도 형성될 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에 따른 골반 임플란트의 인체 삽입 후 안정적인 고정 및 기능 발휘를 위해서는 골반 임플란트와 환자 골반의 골잔존부위와의 결합도 중요하지만 종양 절제 후 남아 있는 연부 조직을 이용한 재건도 중요하다. 봉합사홀(13)은 봉합사가 통과할 수 있는 통로를 제공함으로써 종양 절제 후 남아 있는 연부 조직을 이용한 재건을 용이하게 한다.In order to achieve stable fixation and functional performance of the pelvic implant according to an embodiment of the present invention, it is important to combine the pelvic implant with the bone remnant of the patient's pelvis, but also to reconstruct it using the soft tissue remaining after tumor resection. The
고정부(20)는 골대체부(10)와 연결되어 골반의 골잔존부위에 고정된다. 본 발명의 일 실시예에서, 고정부(20)는 골대체부(10)를 환자 골반의 골잔존부위에 안정적으로 고정시키도록 이중적인 구조를 가지고 있다. 더욱 상세하게, 고정부(20)는 고정 플레이트(21) 및 스파이크(23)를 포함할 수 있다.The fixing unit 20 is connected to the bone replacement unit 10 and is fixed to the bone remaining portion of the pelvis. In one embodiment of the present invention, the fixing unit 20 has a dual structure to stably fix the bone replacement unit 10 to the bone remaining portion of the patient's pelvis. In more detail, the fixing part 20 may include a fixing
고정 플레이트(21)는 골대체부(10)와 연결되어 골반의 골잔존부위의 표면에 접하여 배치된다. 본 발명의 일 실시예에서, 고정 플레이트(21)는 골잔존부위의 표면에 밀착될 수 있는 형태로 굴곡지게 형성될 수 있다. 예를 들면, 고정 플레이트(21)는 몸체(11)에서 골잔존부위 측으로 연장되어 골잔존부위의 일부를 커버하거나 감싸는 형태로 이루어질 수 있다.The fixing
또한, 고정 플레이트(21)는 고정 플레이트(21)를 상기 골잔존부위에 결합시키는 나사못(S)이 관통하여 배치되는 나사홀(211)을 구비할 수 있다. 다시 말하면, 고정 플레이트(21)의 나사홀(211)에 나사못(S)이 결합됨으로써 고정 플레이트(21)가 상기 골잔존부위에 고정되고, 이를 통해 골반 임플란트의 고정이 이루어질 수 있다.In addition, the fixing
스파이크(23)는 골대체부(10)와 연결되어 골반의 골잔존부위의 내부에 삽입되어 정착된다. 본 발명의 일 실시예에서, 스파이크(23)는 골잔존부위의 골수강 내에 삽입되도록 배치될 수 있다. 골수강 내의 효율적 삽입을 위해 스파이크(23)는 외측 말단이 뾰족하게 형성될 수 있다. 더욱 상세하게, 스파이크(23)는 원뿔형으로 이루어질 수 있다.The
또한, 스파이크(23)는 표면에 다공성층(231)을 구비할 수 있다. 다공성층(111)은 상기 골잔존부위의 뼈가 생장할 공간을 제공한다. 스파이크(23)의 표면에 구비된 다공성층(231)은 다공성 코팅층으로 형성될 수 있다. 다공성층(231)은 골잔존부위의 뼈가 생장할 수 있는 공간을 제공한다. 다공성층(231)으로 골잔존부위의 뼈가 자라나면 스파이크(23)와 골잔존부위 사이의 결합력이 증대되며, 이에 따라 골반 임플란트의 고정이 더욱 안정적으로 이루어질 수 있다.In addition, the
만약, 본 발명의 일 실시예에서, 고정부(20)가 고정 플레이트(21)만을 포함할 경우 만족스러운 초기 고정력이나 장기 지속성(longevity)을 기대하기 어렵다. 환자 맞춤형 골반 임플란트의 제작을 위해 3D 프린팅 기술을 사용한다고 할 때, 현재 기술로 잠김 금속판(locking plate)의 세밀한 구조를 재현하는 데에 한계가 있기 때문이다.If, in one embodiment of the present invention, when the fixing part 20 includes only the fixing
그러나 본 발명의 일 실시예에 따른 골반 임플란트의 고정부(20)는 고정 플레이트(21) 외에 피질공 사이 골수강 내에 삽입되는 스파이크(23)를 더 포함하고 있다. 전술한 바와 같이 스파이크(23)는 고정 플레이트(21)의 부족한 고정력을 보완하며 골반 임플란트의 고정력을 증대시켜 준다.However, the fixing part 20 of the pelvic implant according to an embodiment of the present invention further includes a
한편, 고정부(20)가 단순히 피질골 사이 골수강내에 삽입되는 단수의 원뿔형 구조의 스파이크(23)만 포함할 경우 골반 임플란트의 고정에 있어 회전 불안정성(rotational instability)이 발생할 위험이 있다. 그러나 본 발명의 일 실시예에서, 고정부(20)는 스크류를 통해 상기 골잔존부위의 표면에 고정되는 고정 플레이트(21)를 함께 가지고 있어 회전 불안정성이 발생하지 않는다.On the other hand, when the fixing unit 20 includes only a single cone-shaped
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 골반 임플란트의 고정부(20)는 고정 플레이트(21) 및 스파이크(23)를 포함하는 이중적인 고정 구조를 통하여 골대체부(10)를 환자 골반의 골잔존부위에 안정적으로 고정시킨다. 이에 따라 고정부(20)는 골반 임플란트에 충분한 초기 고정력 및 장기 지속성을 제공한다.As described above, the fixing part 20 of the pelvic implant according to an embodiment of the present invention attaches the bone replacement part 10 to the bone remaining part of the patient's pelvis through a dual fixing structure including the fixing
한편, 플레이트(21)의 나사홀(211)에 결합된 나사못(S)은 스파이크(23)까지 도달하여 삽입되거나 관통될 수 있다. 만약, 나사못(S)이 플레이트(21)뿐만 아니라 스파이크(23)를 관통하여 배치된다면 안정성은 더욱 높아질 것이다. On the other hand, the screw (S) coupled to the screw hole (211) of the plate (21) reaches up to the spike (23) can be inserted or penetrated. If the screw (S) is disposed through the spike (23) as well as the plate (21), the stability will be further increased.
본 발명의 일 실시예에서, 골반 임플란트는 생체 적합성이 있는 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 골반 임플란트는 생체 적합성이 있는 금속으로 이루어질 수 있다. 더욱 상세하게, 골반 임플란트는 티타늄으로 이루어질 수 있다.In one embodiment of the present invention, the pelvic implant may be made of a biocompatible material. For example, the pelvic implant may be made of a biocompatible metal. More specifically, the pelvic implant may be made of titanium.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 골반 임플란트는 3D 프린팅 방식을 통해 제조될 수 있다. 3D 프린팅 방식을 적용할 경우 환자 개개인의 골반 형상, 골반의 골결손부위에 따라 각기 다르게 설계되는 골반 임플란트를 경제적으로 제조할 수 있다.In addition, the pelvic implant according to an embodiment of the present invention may be manufactured through a 3D printing method. When the 3D printing method is applied, it is possible to economically manufacture pelvic implants that are designed differently depending on the shape of the pelvis of each patient and the bone defect area of the pelvis.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 골반 임플란트 제조 방법에 관해 설명한다.Hereinafter, a method for manufacturing a pelvic implant according to an embodiment of the present invention will be described.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 골반 임플란트 제조 방법의 순서도이다.4 is a flowchart of a method for manufacturing a pelvic implant according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 골반 임플란트 제조 방법은 환자의 골반 이미지 및 골반 정역학을 분석하는 단계(S10), 환자의 골반의 골결손부위를 대체하며 배치될 골대체부(10)를 설계하는 단계(S20), 골대체부(10)와 연결되어 상기 골반의 골잔존부위에 고정되는 고정부(20)를 설계하는 단계(S30) 및 골대체부(10)와 고정부(20)를 3D 프린팅하는 단계(S40)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4 , in the method for manufacturing a pelvic implant according to an embodiment of the present invention, the step of analyzing the patient's pelvic image and pelvic statics (S10), the bone replacement part 10 to be disposed while replacing the bone defect part of the patient's pelvis ) designing step (S20), the step of designing the fixing part 20 connected to the bone replacement part 10 and fixed to the bone residual portion of the pelvis (S30) and the bone replacement part 10 and the fixing part 20 3D printing may include (S40).
골반 이미지 및 골반 정역학을 분석하는 단계(S10)에서, 골반 이미지는 환자 골반의 골결손부위 및 골잔존부위를 판단하기 위한 자료로 활용된다. 예를 들면, 골반 이미지는 환자 골반의 엑스 레이(X-ray) 이미지, CT 이미지, MRI 이미지 등이 될 수 있다.In the step of analyzing the pelvic image and pelvic statics (S10), the pelvic image is used as data for determining the bone defect portion and the bone residual portion of the patient's pelvis. For example, the pelvic image may be an X-ray image, a CT image, or an MRI image of a patient's pelvis.
전술한 바와 같이, 정형외과적 재건에 있어서는 천장관절(sacroiliac joint)의 축상 골격(주로 척추)과 하지 사이에 하중 전달의 안정 수단으로서의 기능을 유지하는 것이 중요하다. 조금 더 상세하게 살펴보면, 하중 전달 기능을 고려할 때 골반은 전방 아치(anterior arch)와 후방 아치(posterior arch)로 해부학적 부위가 구분될 수 있으며, 이 가운데 후방 아치가 체간의 하중을 전달하는데 중요한 기능을 담당한다. 그러므로 필요에 따라 하중 전달에 중요하지 않은 장골익(B1)과 치골(B2)에 대한 지지는 무시될 수도 있다.As described above, in orthopedic reconstruction, it is important to maintain the function as a means of stabilizing the load transmission between the axial skeleton (mainly the spine) of the sacroiliac joint and the lower extremities. Looking in a little more detail, when considering the load transfer function, the pelvis can be anatomically divided into an anterior arch and a posterior arch. is responsible for Therefore, if necessary, the support for the iliac wing (B1) and the pubis (B2), which are not important for load transfer, may be neglected.
한편, 종양의 광범위 절제 후라는 특수한 상황에서는 연부 조직 결손이 커서 골반 임플란트의 크기가 클수록 수술 후 일차 봉합이 힘들 뿐만 아니라 가까운 신경혈관 구조물들에 자극을 줄 수 있으므로 가급적 유격을 고려하여 설계되는 것이 필요하다.On the other hand, in a special situation after extensive resection of the tumor, the larger the size of the pelvic implant due to the large soft tissue defect, the more difficult the primary suturing after surgery and the stimulation of nearby neurovascular structures. do.
이와 같은 관점에서, 본 발명의 일 실시예에서 골반 정역학(Statics and mechanics)이란 골반 임플란트가 골반의 하중 전달의 안정 수단으로서의 기능을 수행하는 데에 필요한 부분을 제외한 나머지 불필요한 부분을 최소화하기 위하여 사용되는 요추, 골반골 및 대퇴골 부위의 생체역학(Biomechanics)적 정보를 의미할 수 있다.From this point of view, in one embodiment of the present invention, pelvic statics and mechanics is used to minimize the remaining unnecessary parts except for the part necessary for the pelvic implant to function as a means of stabilizing the load transfer of the pelvis. It may mean biomechanics information of the lumbar spine, pelvic bone, and femur.
환자 골반의 골결손부위를 대체하며 배치될 골대체부(10)를 설계하는 단계(S20)에서, 골대체부(10)는 골반 이미지 및 골반 정역학 분석 결과에 따라 설계될 수 있다.In the step ( S20 ) of designing the bone replacement part 10 to replace the bone defect part of the patient's pelvis and to be disposed, the bone replacement part 10 may be designed according to the pelvic image and the pelvic static analysis result.
앞서 살펴본 바와 같이 본 발명의 일 실시예에서, 골대체부(10)는 몸체(11) 및 봉합사홀(13)을 포함할 수 있다. 몸체(11) 및 봉합사홀(13)에 관해서는 본 발명의 일 실시예에 따른 골반 임플란트와 관련하여 설명한 바와 같다.As described above, in one embodiment of the present invention, the bone replacement part 10 may include a
골대체부(10)와 연결되어 상기 골반의 골잔존부위에 고정되는 고정부(20)를 설계하는 단계(S30)에서, 고정부(20)는 위의 골대체부(10)의 형상에 따라 설계될 수 있다.In the step (S30) of designing the fixing part 20 connected to the bone replacement part 10 and fixed to the bone remaining part of the pelvis (S30), the fixing part 20 is to be designed according to the shape of the bone replacement part 10 above. can
고정부(20)는 골대체부(10)와 연결되어 상기 골반의 골잔존부위의 표면에 접하여 배치되는 고정 플레이트(21) 및 골대체부(10)와 연결되어 상기 골반의 골잔존부위의 내부에 삽입되어 정착되는 스파이크(23)를 포함할 수 있다. 즉, 본 단계에서 설계되는 고정부(20)는 고정 플레이트(21) 및 스파이크(23)를 포함하는 이중적인 고정 구조를 통하여 골대체부(10)를 환자 골반의 골잔존부위에 안정적으로 고정시키며, 충분한 초기 고정력 및 장기 지속성을 제공할 수 있다.The fixing part 20 is connected to the bone replacement part 10 and connected to the fixing
고정 플레이트(21) 및 스파이크(23)에 관한 상세한 내용은 본 발명의 일 실시예에 따른 골반 임플란트와 관련하여 설명한 바와 같다. 따라서 더 이상의 자세한 설명은 생략한다.Details of the fixing
골대체부(10) 및 고정부(20)를 3D 프린팅하는 단계(S40)에서, 3D 프린팅을 통해 골대체부(10) 및 고정부(20)가 제작될 수 있다. 구체적으로, 골대체부(10) 및 고정부(20)는 일체로 한번에 제작될 수도 있고, 골대체부(10)와 고정부(20)가 각각 따로 제작된 후 결합되는 것도 가능하다.In the step (S40) of 3D printing the bone replacement part 10 and the fixing part 20, the bone replacement part 10 and the fixing part 20 may be manufactured through 3D printing. Specifically, the bone replacement part 10 and the fixing part 20 may be integrally manufactured at once, and it is also possible that the bone replacement part 10 and the fixing part 20 are separately manufactured and then combined.
골반은 입체적인 형태를 가지고 있어 골결손부위의 재건이 필요한 경우 3D프린팅 기술로 제작한 골반 임플란트를 이용하면 양호한 결과를 기대할 수 있다. 또한, 3D프린팅 기술을 통해 환자 맞춤형 골반 임플란트를 용이하게 구현할 수 있다.Since the pelvis has a three-dimensional shape, good results can be expected by using a pelvic implant made with 3D printing technology when reconstruction of a bone defect is required. In addition, it is possible to easily implement a patient-specific pelvic implant through 3D printing technology.
한편, 골반 임플란트는 생체 적합성이 있는 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 전술한 바와 같이 골반 임플란트의 재질로는 티타늄이 사용될 수 있다.Meanwhile, the pelvic implant may be made of a biocompatible material. For example, as described above, titanium may be used as a material of the pelvic implant.
이와 같이 본 발명에 따른 골반 임플란트 및 그것의 제조 방법에 의할 경우, 환자 골반의 골결손부위를 환자 맞춤형으로 대체하며 배치되는 골대체부(10)가 골대체부(10)와 연결되어 골반의 골잔존부위의 표면에 접하여 배치되는 고정 플레이트(21) 및 골대체부(10)와 연결되어 골반의 골잔존부위의 내부에 삽입되어 정착되는 스파이크(23)를 포함하는 고정부(20)에 의해 안정적으로 고정될 수 있어 골반 임플란트의 초기 고정력과 장기 지속성의 확보가 가능해진다.As described above, according to the pelvic implant and its manufacturing method according to the present invention, the bone replacement part 10 arranged to replace the bone defect portion of the patient's pelvis is connected to the bone replacement part 10 and remains of the pelvis. It is stably fixed by the fixing part 20 including the fixing
본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예에 의해 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.Although one embodiment of the present invention has been described, the spirit of the present invention is not limited by the embodiments presented herein, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention can add components, within the scope of the same spirit, Other embodiments may be easily proposed by changes, deletions, additions, etc., but these will also fall within the scope of the present invention.
10: 골대체부
11: 몸체부
13: 봉합사홀
20: 고정부
21: 고정 플레이트
23: 스파이크10: bone substitute
11: body part 13: suture hole
20: fixed part
21: fixing plate 23: spike
Claims (11)
상기 골대체부와 연결되어 상기 골반의 골잔존부위에 고정되는 고정부를 포함하고,
상기 고정부는,
상기 골대체부와 연결되어 상기 골반의 골잔존부위의 표면에 접하여 배치되는 고정 플레이트 및
상기 골대체부와 연결되어 상기 골반의 골잔존부위의 내부에 삽입되어 정착되는 스파이크를 포함하는 골반 임플란트.A bone replacement part including a body disposed to replace the bone defect part of the pelvis, and
It is connected to the bone substitute and includes a fixing part fixed to the bone remaining portion of the pelvis,
The fixing part,
A fixing plate connected to the bone substitute and disposed in contact with the surface of the bone remaining portion of the pelvis; and
A pelvic implant comprising a spike that is connected to the bone substitute and is inserted into and fixed to the inside of the bone remaining portion of the pelvis.
상기 몸체는 상기 골잔존부위와 접하는 부분에 다공성층을 구비하는 골반 임플란트.The method of claim 1,
The body is a pelvic implant having a porous layer in contact with the bone residual portion.
상기 몸체는 신경과 인접하여 배치되는 부분에 연마 가공 또는 절삭 가공된 가공 처리부를 구비하는 골반 임플란트.The method of claim 1,
The body is a pelvic implant having a processing unit abrasive processing or cutting processing in a portion disposed adjacent to the nerve.
상기 골대체부는 연부 조직과의 결합을 위한 봉합사가 체결되도록 상기 몸체에 관통 형성된 봉합사홀을 구비하는 골반 임플란트.The method of claim 1,
The bone replacement part is a pelvic implant having a suture hole formed through the body so that a suture for coupling with the soft tissue is fastened.
상기 고정 플레이트는 상기 골잔존부위의 표면에 밀착될 수 있는 형태로 굴곡지게 형성된 골반 임플란트.The method of claim 1,
The fixing plate is a pelvic implant formed to be curved in a form that can be in close contact with the surface of the bone remaining.
상기 고정 플레이트는 상기 고정 플레이트를 상기 골잔존부위에 결합시키는 나사못이 관통하여 배치되는 나사홀을 구비하는 골반 임플란트.6. The method of claim 5,
The fixing plate is a pelvic implant having a screw hole through which a screw for coupling the fixing plate to the bone remains is disposed.
상기 스파이크는 상기 골잔존부위의 골수강 내에 삽입되도록 배치된 골반 임플란트.The method of claim 1,
The spike is a pelvic implant disposed to be inserted into the bone marrow cavity of the bone remnant.
상기 스파이크는 표면에 다공성층을 구비하는 골반 임플란트.The method of claim 1,
The spike is a pelvic implant having a porous layer on its surface.
상기 환자의 골반의 골결손부위를 대체하며 배치될 골대체부를 설계하는 단계 및
상기 골대체부와 연결되어 상기 골반의 골잔존부위에 고정되는 고정부를 설계하는 단계를 포함하는 골반 임플란트 제조 방법.analyzing the patient's pelvic image and pelvic statics;
designing a bone replacement part to be placed and replacing the bone defect part of the patient's pelvis; and
The method of manufacturing a pelvic implant comprising the step of designing a fixing part connected to the bone replacement part and fixed to the bone remaining part of the pelvis.
상기 골대체부 및 상기 고정부를 3D 프린팅하는 단계를 더 포함하는 골반 임플란트 제조 방법.10. The method of claim 9,
The pelvic implant manufacturing method further comprising the step of 3D printing the bone replacement part and the fixing part.
상기 고정부는,
상기 골대체부와 연결되어 상기 골반의 골잔존부위의 표면에 접하여 배치되는 고정 플레이트 및
상기 골대체부와 연결되어 상기 골반의 골잔존부위의 내부에 삽입되어 정착되는 스파이크를 포함하는 골반 임플란트 제조 방법.10. The method of claim 9,
The fixing part,
A fixing plate connected to the bone substitute and disposed in contact with the surface of the bone remaining portion of the pelvis; and
A method for manufacturing a pelvic implant comprising a spike connected to the bone replacement part and inserted into and fixed to the inside of the bone remaining part of the pelvis.
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