KR20220154959A - Patient-specific foot fixation plate - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 족부 고정 플레이트에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 3D프린팅으로 적층 제조되어 환자의 골절, 손실된 족부의 뼈에 맞춤형으로 제작되는 환자 맞춤형 족부 고정 플레이트에 관한 것이다.The present invention relates to a foot fixation plate, and more particularly, to a patient-customized foot fixation plate manufactured by additive manufacturing using 3D printing to be customized for a patient's fractured or missing foot bone.
도 1은 참조하면, 사람의 족부 뼈가 도시된다. 족부 뼈는 종골, 거골, 주상골, 설상골, 입방골, 중족골, 기절골, 중절골, 말절골을 포함한다. 교통사고, 산업 재해, 군대 사고 등 외상으로 인한 분쇄골절이 발생하거나, 종양, 선천성 기형, 골수염 등의 질병으로 인해 골 결손이 발생할 수 있다. Referring to Figure 1, a human foot bone is shown. The tarsal bones include the calcaneus, talus, scaphoid, cuneiform, cuboid, metatarsal, phalanx, metatarsal, and distal metatarsal. Comminuted fractures may occur due to trauma such as traffic accidents, industrial accidents, and military accidents, or bone defects may occur due to diseases such as tumors, congenital deformities, and osteomyelitis.
종래 기술에 따르면, 골 결손 발생 시 사용하는 외과 플레이트는 일반적으로 해외 제조사에서 정한 표준화된 사람의 체형에 맞추어 일괄적으로 제작되어 사용되어 지고 있어, 서양인보다 체구가 왜소한 동양인이나, 여성, 소아 환자, 노인환자 등에 사용했을 때 플레이트의 크기가 환부와 맞지 않아, 플레이트 절단 및 굽힘 작업등을 추가로 수술실에서 실시해야 하며, 이 또한 정확히 환자에게 맞추기가 어렵다는 문제가 있다.According to the prior art, surgical plates used in the event of bone defects are generally manufactured and used collectively according to the standardized human body shape determined by overseas manufacturers, so that Asians who are smaller than Westerners, women, pediatric patients, When used on elderly patients, etc., the size of the plate does not match the affected area, so plate cutting and bending work must be additionally performed in the operating room, and this also has a problem in that it is difficult to accurately fit the patient.
또한, 일반적인 프레스공법이나 공작기계를 사용한 절삭공법으로 제작된 플레이트의 경우 인체의 뼈처럼 굴곡진 면을 가공하는 것이 힘들어 대략적인 굴곡으로 일률화되어 제작되므로, 환자의 뼈에 정확히 안착하는 것이 어려운 문제가 있다. In addition, in the case of a plate manufactured by a general press method or a cutting method using a machine tool, it is difficult to process a curved surface like a human bone, so it is difficult to accurately seat on the patient's bone because it is produced with a uniform curve. there is
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 환자의 CT 데이터를 이용하여 환자의 환부와 정확하게 일치하는 플레이트를 설계하고, 3D 프린팅으로 설계 데이터를 정확히 제작하는 환자 맞춤형 족부 고정 플레이트에 관한 것이다.The present invention is intended to solve the above problems, and relates to a patient-customized foot fixation plate for designing a plate that accurately matches the affected part of the patient using CT data of the patient and accurately manufacturing the design data by 3D printing.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 골 결손부위에 삽입되는 환자 맞춤형 플레이트에 있어서, 결손된 뼈의 외형굴곡에 대응하여 굴곡된 부착면을 가진 바닥면; 상기 부착면의 반대측면에 형성되어 고정나사가 플레이트의 정확한 위치에 안착할 수 있도록 평평한 면을 가진 상단면; 상기 상단면에 형성되어 상기 고정나사를 수용할 수 있는 다수의 고정홀을 포함하는 환자 맞춤형 족부 플레이트가 제공된다. 이로 인하여, 환자의 골절부위에 정확히 안착할 수 있고 수술시 별도의 절단(cutting) 혹은 굽힘(bending)이 필요하지 않으므로 수술편의성을 높이고 환자의 치료효과를 높일 수 있게된다.According to one embodiment of the present invention for solving the above problems, in a patient-specific plate inserted into a bone defect, the bottom surface having a curved attachment surface corresponding to the external curvature of the missing bone; a top surface formed on the opposite side of the attachment surface and having a flat surface so that the fixing screw can be seated in the correct position of the plate; A patient-customized foot plate including a plurality of fixing holes formed on the top surface and accommodating the fixing screws is provided. Due to this, since it can be accurately seated on the patient's fractured area and separate cutting or bending is not required during surgery, it is possible to increase the surgical convenience and enhance the patient's treatment effect.
상기 골 결손부위는 골절 등의 외상 및 종양 등의 질병에 의한 뼈의 결손일 수 있다.The bone defect may be a bone defect due to trauma such as a fracture or a disease such as a tumor.
상기 부착면 및 상기 상단면은 다공성 구조의 금속재질일 수 있다.The attachment surface and the top surface may be made of a metal material having a porous structure.
상기 고정홀은 나사산을 구비하여 상기 고정나사와 결합할 수 있다.The fixing hole may have a screw thread to be coupled with the fixing screw.
상기 플레이트는 CT로 촬영된 상기 골 결손부위의 영상을 기초하여 3차원 설계에 의한 3차원 금속 프린팅되는 것을 특징으로 할 수 있다.The plate may be characterized in that it is 3D metal printed by a 3D design based on the image of the bone defect region taken by CT.
본 발명에 따르면, 환자의 의료영상에 기초하여 1:1 맞춤 제작 되는 것으로 환자의 환부에 정확히 안착할 수 있으므로 환자의 치료 및 회복을 도울 수 있으며, 수술 중 불필요한 플레이트의 절단(cutting) 혹은 굽힘(bending)이 필요하지 않으므로 의료진의 수술편의성을 높일 수 있다.According to the present invention, as it is 1:1 customized based on the patient's medical image, it can be accurately seated on the patient's affected area, helping the patient's treatment and recovery, and unnecessary cutting or bending of the plate during surgery ( bending) is not required, so the medical staff can increase the convenience of surgery.
나아가, 짧은 시간 내에 골 결손 부위에 맞게 제작될 수 있어 수술시간 단축에 따른 출혈, 감염 등의 합병증을 최소화 할 수 있다.Furthermore, since it can be manufactured to fit the bone defect site within a short period of time, complications such as bleeding and infection can be minimized due to the shortened operation time.
또한, 플레이트가 다공성구조로 형성됨으로써 주위 정상 조직과의 결합력을 높일 수 있으므로 합병증 없이 오랜 사용이 가능하다. In addition, as the plate is formed in a porous structure, it is possible to use it for a long time without complications because it can increase the bonding force with surrounding normal tissues.
도 1은 사람의 족부 뼈를 도시한다.
도 2와 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플레이트를 도시한다.1 shows the human foot bones.
2 and 3 show a plate according to one embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해 질 것 이다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will become clear with reference to the detailed embodiments described below in conjunction with the accompanying drawings.
그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms, only the present embodiments make the disclosure of the present invention complete, and the common knowledge in the art to which the present invention belongs It is provided to fully inform the holder of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numbers designate like elements throughout the specification.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used in a meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in commonly used dictionaries are not interpreted ideally or excessively unless explicitly specifically defined. Terminology used herein is for describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, singular forms also include plural forms unless specifically stated otherwise in a phrase.
또한, 본 명세서에서 사용되는 포함한다(comprise) 및/또는 포함하는(comprise) 이란 용어는 언급한 형상들, 숫자, 단계, 부재, 요소 및 또는 이들의 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 언급되지 않은 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하고자 하는 것이 아니다.Also, as used herein, the terms comprise and/or comprise specify the presence of the mentioned shapes, numbers, steps, members, elements, and/or groups thereof, and The presence or addition of other shapes, numbers, operations, elements, elements and/or groups is not intended to be excluded.
또한 다른 형상에 인접하여(adjacent) 배치된 구조 또는 형상은 인접하는 형상에 중첩되거나 하부에 배치되는 부분을 가질 수 있다.Also, a structure or shape disposed adjacent to another shape may have a portion overlapping or disposed below the adjacent shape.
본 명세서에서 아래로(below), 위로(above), 상부의(upper), 하부의(lower), 수평의(horizontal) 또는 수직의(vertical)와 같은 상대적 용어들은 도면들 상에서 도시된 바와 같이, 일 구성 부재, 층 또는 영역들이 다른 구성 부재, 층 또는 영역과 갖는 관계를 기술하기 위하여 사용될 수 있다. 이들 용어들은 도면들에 표시된 방향뿐만 아니라 장치의 다른 방향들도 포괄한다.In this specification, relative terms such as below, above, upper, lower, horizontal, or vertical, as shown on the drawings, It can be used to describe the relationship that one component, layer or region has with another component, layer or region. These terms encompass directions indicated in the drawings as well as other orientations of the device.
이하에서, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들(및 중간구조 들)을 개략적으로 도시하는 단면도들을 참조하여 설명된다. 이들 도면들에 있어서 예를 들면, 부재들의 크기와 형상은 설명의 편의와 명확성을 위하여 과장될 수 있으며, 실제 구현 시, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상으로 한정되지 아니한다.Hereinafter, embodiments of the present invention are described with reference to cross-sectional views schematically illustrating ideal embodiments (and intermediate structures) of the present invention. In these drawings, for example, the size and shape of members may be exaggerated for convenience and clarity of explanation, and deformations of the illustrated shapes may be expected in actual implementation. Accordingly, embodiments of the present invention are not limited to the specific shape of the region shown in this specification.
도 1은 사람의 족부 뼈를 도시하고, 도 2와 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플레이트를 도시한다.1 shows a human foot bone, and FIGS. 2 and 3 show a plate according to an embodiment of the present invention.
도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플레이트(100)는 교통사고 등의 외상이나 종양 등의 질환에 의해 환자의 족부 뼈에 골절 혹은 결손이 발생된 경우 환부에 안착되어 인체에 삽입된다.Referring to the drawings, the
본 발명에 의한 플레이트(100)는 종골, 거골, 주상골, 설상골, 입방골, 중족골, 기절골, 중절골, 말절골 등족부 뼈의 전 부위에 적용될 수 있다.The
플레이트(100)는 상단면(200)과 닥면(300) 및 고정홀(400)을 포함한다.The
바닥면(300)은 다공성 금속재로 형성될 수 있다. 다공성 구조는 기존의 뼈와의 골 유합율(bone fusion rate)를 증가시키고 플레이트(100)의 무게를 감소하는 효과가 있다. 바닥면(300)은 뼈의 안착면의 굴곡에 대응하는 형상의 굴곡을 갖도록 형성된다. 플레이트(100)는 환부에 대해 컴퓨터단층촬영(CT)정보를 획득한 후, 획득한 정보에 기초하여 3차원 설계 이미지를 생성한 후, 생성된 이미지에 기초하여 3D프린팅 될 수 있다.The
플레이트(100)는 금속으로 형성될 수 있다. 예컨대, 플레이트(100)는 티타늄(Titanium)으로 제작될 수 있다. 플레이트(100)가 3D프린터로 제작되는 경우, 금속 재료를 녹인 후, 생성된 이미지와 동일하게 제작되는 적층 제조(Additive manufacturing) 방법을 사용하여 적층식으로 금속재료를 녹여 붙이는 방법이 수행 될 수 있다.The
100 - 플레이트
200 - 상단면
300 - 바닥면
400 - 고정홀100 - plate
200 - top side
300 - bottom surface
400 - fixed hole
Claims (5)
상기 환부의 굴곡면에 대응하는 외형을 갖는 바닥면;
상기 바닥면의 수직 반대방향에 형성되어 평평한 외형을 갖는 상단면; 및
고정나사를 수용하기 위한 고정홀을 포함하는 환자 맞춤형 족부 플레이트.
In the patient-specific foot plate inserted into the affected area
a bottom surface having an outer shape corresponding to the curved surface of the affected part;
a top surface formed in a direction perpendicular to the bottom surface and having a flat outer shape; and
A patient-specific foot plate including fixing holes for accommodating fixing screws.
상기 바닥면은 다공성 구조의 금속재질인 것을 특징으로 하는 환자 맞춤형 족부 플레이트.
According to claim 1,
The bottom surface is a patient-specific foot plate, characterized in that the metal material of the porous structure.
상기 상단면 및 상기 바닥면에는 고정나사를 수용하기 위한 고정홀을 적어도 하나 이상 포함하는 환자 맞춤형 족부 플레이트.
According to claim 1,
The patient-specific foot plate including at least one fixing hole for accommodating a fixing screw on the top surface and the bottom surface.
상기 고정홀은 상기 고정나사의 헤드에 형성된 숫나사산에 대응하는 암나사산이 형성된 것을 포함하는 환자 맞춤형 족부 플레이트.
According to claim 3,
The fixing hole is a patient-customized foot plate comprising a female screw thread corresponding to a male screw thread formed in the head of the fixing screw.
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---|---|---|---|
KR1020210062566A KR20220154959A (en) | 2021-05-14 | 2021-05-14 | Patient-specific foot fixation plate |
Applications Claiming Priority (1)
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