허리통증은 나이가 들어감에 따라 발생되는 퇴행성 디스크로 인해 척수 및 신경근의 압박으로 인해 발생된다. 퇴행성 디스크로 인해 발생되는 증상에는 통증과 저림, 그리고 위약 등이 있으며 이러한 퇴행성 디스크를 치료하기 위해 추간체유합보형재가 일반적으로 사용되고 있다. 추간체유합보형재는 척추체 간격을 높여 추간공의 공간을 확보시켜 척추 및 추간공에 발생된 압박을 완화시켜 통증을 제거하는 역할과 완전한 회복이 발생되기 전까지 초기안정성을 제공해주는 역할을 수행하고 있다. 추간체유합보형재는 수술적 접근법에 따라 PLIF, TLIF, DLIF, ALIF, OLIF으로 분류할 수 있으며, 최근 큰사이즈 사용이 가능하며 수술 후 발생되는 부작용이 작은 OLIF 형태의 수술기법이 보고되고 있다. OLIF은 측전방에서 요근방향으로 시술하여 내부 근육 및 장기의 손상이 없이 큰사이즈의 추간체유합보형재가 사용할 수 있어 공격적인 고정이 가능하고 수술 후 신속한 거동이 가능한 장점을 가지고 있다. 그러나 추간체유합보형재는 임상에서 시술시 척추체 안으로 파고들어가는 침강현상, 척추체 밖으로 이탈되는 현상, 높은 강도로 인한 시술분절 운동성 감소와 이에대한 보상작용으로 인접분절의 운동성 증가로 인한 추가적인 2차 퇴행, 그리고 수술 후 천장관절의 운동성 증가로 인해 새로운 허리통증이 발생된다고 보고되고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점 해결을 위해 ...
허리통증은 나이가 들어감에 따라 발생되는 퇴행성 디스크로 인해 척수 및 신경근의 압박으로 인해 발생된다. 퇴행성 디스크로 인해 발생되는 증상에는 통증과 저림, 그리고 위약 등이 있으며 이러한 퇴행성 디스크를 치료하기 위해 추간체유합보형재가 일반적으로 사용되고 있다. 추간체유합보형재는 척추체 간격을 높여 추간공의 공간을 확보시켜 척추 및 추간공에 발생된 압박을 완화시켜 통증을 제거하는 역할과 완전한 회복이 발생되기 전까지 초기안정성을 제공해주는 역할을 수행하고 있다. 추간체유합보형재는 수술적 접근법에 따라 PLIF, TLIF, DLIF, ALIF, OLIF으로 분류할 수 있으며, 최근 큰사이즈 사용이 가능하며 수술 후 발생되는 부작용이 작은 OLIF 형태의 수술기법이 보고되고 있다. OLIF은 측전방에서 요근방향으로 시술하여 내부 근육 및 장기의 손상이 없이 큰사이즈의 추간체유합보형재가 사용할 수 있어 공격적인 고정이 가능하고 수술 후 신속한 거동이 가능한 장점을 가지고 있다. 그러나 추간체유합보형재는 임상에서 시술시 척추체 안으로 파고들어가는 침강현상, 척추체 밖으로 이탈되는 현상, 높은 강도로 인한 시술분절 운동성 감소와 이에대한 보상작용으로 인접분절의 운동성 증가로 인한 추가적인 2차 퇴행, 그리고 수술 후 천장관절의 운동성 증가로 인해 새로운 허리통증이 발생된다고 보고되고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점 해결을 위해 3D 프린팅 기술을 이용하여 골유합 및 탄성계수를 조절 할 수 있는 다공구조를 적용한 환자맞춤형 추간체유합보형재를 개발하여 다공구조 선정을 위해 동물실험, 기계적 강도실험을 바탕으로 최종디자인을 선정하고 유한요소법을 적용하여 최종디자인 제품과 상용제품을 생체역학적으로 비교하여 개발제품의 우수성을 예측하고자 한다. 골유합이 우수한 다공 구조체를 선정하기 위해 5종류의 φ26mm 시편을 토끼 대퇴부에 6주간 이식하여 골유합율을 분석하였고, 선정된 구조체의 기계적 강도 평가를 통해 탄성계수를 산출하였다. 환자맞춤형 디자인 개발을 위해 맞춤형 추간체유합보형재 제작 프로세스를 구축하여 강도를 평가(n=6)하고 임상적 합병증을 줄이기 위하여 3종의 임플란트-골조직 경계디자인을 개발하여 침강(subsidence, n=6) 및 이탈(Expulsion, n=6)을 분석하여 최종개발제품을 확정하였다. 유한요소법을 이용하여 병변이 빈번이 발생되는 L4-5 분절에 최종개발제품 및 상용제품의 수술모델을 구축하여 생체역학적 유효성을 분석하였다. 동물실험을 통해 가장 높은 골유합을 갖는 구조는 Type1으로 도출되었으며, 이 구조체는 2.1 GPa의 탄성계수를 갖는 것으로 분석되었으며 추간체유합보형재에 적용하였을 때 약 50kN 강도를 나타내었다. 또한 경계면 디자인에 따른 침강 하중은 큰차이 없으나 이탈의 경우 only porous 형태가 가장 높은 저항력을 보여줬다. 개발제품은 정상모델과 비교하여 인접분절에서 11~19% 운동성이 증가하는 것을 확인 할 수 있었으며, 다른 제품과 비교하여 최대 11% 낮은 운동성 증가를 예측하였다. 침강은 상용제품과 비교하여 가장 낮은 응력을 보여줬으며, 천장관절에서 발생되는 응력은 타제품과 비교하여 2~31%까지 감소되는 것으로 예측되었다. 본 연구에서 3D 프린팅 기술을 이용하여 다공구조를 갖는 환자맞춤형 추간체유합보형재를 개발하였다. 개발제품은 실험을 통해 골유합 및 강성도가 우수하며 축출가능성을 감소시켜준다고 도출하였다. 또한 유한요소법을 통해 인접분절운동성을 감소시켜주며 천장관절에 발생되는 응력 및 추간체유합보형재와 골조직간에 발생되는 응력을 감소시켜준다고 예측되었다. 결론적으로 3D 프린팅 기술을 이용하여 다공구조를 갖는 환자맞춤형 추간체유합보형재는 임상에서 수술 후 빠른 회복과 합병증 발생 가능성을 줄여줄 것으로 예상된다.
허리통증은 나이가 들어감에 따라 발생되는 퇴행성 디스크로 인해 척수 및 신경근의 압박으로 인해 발생된다. 퇴행성 디스크로 인해 발생되는 증상에는 통증과 저림, 그리고 위약 등이 있으며 이러한 퇴행성 디스크를 치료하기 위해 추간체유합보형재가 일반적으로 사용되고 있다. 추간체유합보형재는 척추체 간격을 높여 추간공의 공간을 확보시켜 척추 및 추간공에 발생된 압박을 완화시켜 통증을 제거하는 역할과 완전한 회복이 발생되기 전까지 초기안정성을 제공해주는 역할을 수행하고 있다. 추간체유합보형재는 수술적 접근법에 따라 PLIF, TLIF, DLIF, ALIF, OLIF으로 분류할 수 있으며, 최근 큰사이즈 사용이 가능하며 수술 후 발생되는 부작용이 작은 OLIF 형태의 수술기법이 보고되고 있다. OLIF은 측전방에서 요근방향으로 시술하여 내부 근육 및 장기의 손상이 없이 큰사이즈의 추간체유합보형재가 사용할 수 있어 공격적인 고정이 가능하고 수술 후 신속한 거동이 가능한 장점을 가지고 있다. 그러나 추간체유합보형재는 임상에서 시술시 척추체 안으로 파고들어가는 침강현상, 척추체 밖으로 이탈되는 현상, 높은 강도로 인한 시술분절 운동성 감소와 이에대한 보상작용으로 인접분절의 운동성 증가로 인한 추가적인 2차 퇴행, 그리고 수술 후 천장관절의 운동성 증가로 인해 새로운 허리통증이 발생된다고 보고되고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점 해결을 위해 3D 프린팅 기술을 이용하여 골유합 및 탄성계수를 조절 할 수 있는 다공구조를 적용한 환자맞춤형 추간체유합보형재를 개발하여 다공구조 선정을 위해 동물실험, 기계적 강도실험을 바탕으로 최종디자인을 선정하고 유한요소법을 적용하여 최종디자인 제품과 상용제품을 생체역학적으로 비교하여 개발제품의 우수성을 예측하고자 한다. 골유합이 우수한 다공 구조체를 선정하기 위해 5종류의 φ26mm 시편을 토끼 대퇴부에 6주간 이식하여 골유합율을 분석하였고, 선정된 구조체의 기계적 강도 평가를 통해 탄성계수를 산출하였다. 환자맞춤형 디자인 개발을 위해 맞춤형 추간체유합보형재 제작 프로세스를 구축하여 강도를 평가(n=6)하고 임상적 합병증을 줄이기 위하여 3종의 임플란트-골조직 경계디자인을 개발하여 침강(subsidence, n=6) 및 이탈(Expulsion, n=6)을 분석하여 최종개발제품을 확정하였다. 유한요소법을 이용하여 병변이 빈번이 발생되는 L4-5 분절에 최종개발제품 및 상용제품의 수술모델을 구축하여 생체역학적 유효성을 분석하였다. 동물실험을 통해 가장 높은 골유합을 갖는 구조는 Type1으로 도출되었으며, 이 구조체는 2.1 GPa의 탄성계수를 갖는 것으로 분석되었으며 추간체유합보형재에 적용하였을 때 약 50kN 강도를 나타내었다. 또한 경계면 디자인에 따른 침강 하중은 큰차이 없으나 이탈의 경우 only porous 형태가 가장 높은 저항력을 보여줬다. 개발제품은 정상모델과 비교하여 인접분절에서 11~19% 운동성이 증가하는 것을 확인 할 수 있었으며, 다른 제품과 비교하여 최대 11% 낮은 운동성 증가를 예측하였다. 침강은 상용제품과 비교하여 가장 낮은 응력을 보여줬으며, 천장관절에서 발생되는 응력은 타제품과 비교하여 2~31%까지 감소되는 것으로 예측되었다. 본 연구에서 3D 프린팅 기술을 이용하여 다공구조를 갖는 환자맞춤형 추간체유합보형재를 개발하였다. 개발제품은 실험을 통해 골유합 및 강성도가 우수하며 축출가능성을 감소시켜준다고 도출하였다. 또한 유한요소법을 통해 인접분절운동성을 감소시켜주며 천장관절에 발생되는 응력 및 추간체유합보형재와 골조직간에 발생되는 응력을 감소시켜준다고 예측되었다. 결론적으로 3D 프린팅 기술을 이용하여 다공구조를 갖는 환자맞춤형 추간체유합보형재는 임상에서 수술 후 빠른 회복과 합병증 발생 가능성을 줄여줄 것으로 예상된다.
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