학술논문

골다공증 척추에 적용가능한 개창형 골시멘트 주입용 척추경 나사못의 개발 / Development of Pedicle Screws augmented by Bone Cement in Osteoporotic Vertebrae
Document Type
Dissertation/ Thesis
Author
Source
Subject
Pedicle Screw System
Posterior Lumbar Interbody Fusion
Osteoporosis
Bone Cement
Bone Graft Material
Language
Korean
Abstract
최근 의학의 발전과 생활수준의 향상으로 고령화에 따른 노인층의 건강문제가 사회적 이슈가 되고 있다. 골밀도가 감소한 골다공증이 있는 환자에게는 척추경 나사못을 이용한 고정 융합술은 실패할 확률이 높고, 이러한 문제를 해결하기 위해서 나사못의 고정력 향상을 위한 어떠한 형태적, 기술적 보완 대책이 필요하다.본 연구에서는 골다공증 환자의 척추에 적용가능한 개창형 골시멘트 주입용 척추경 나사못 개발을 위한 설계요소 분석과 역학적 특성분석 평가를 수행하였다. 설계요소 분석은 이식물질 삽입이 가능하도록 개방형 구조, 나사산 종류, 삽입각도 등 다양한 설계변수를 적용하여 해부학적 임플란트 디자인 설계안을 제시 할 수 있었다. 제시된 임플란트 디자인 설계안을 통하여 시제품을 제작하였고 제품의 역학적 특성분석평가를 실시, ASTM F1717, ASTM F543 규격 기반의 압축, 인장, 비틀림, 인발 및 피로시험으로 역학적 실험을 수행하였으며, 역학적 성능을 확인하였다.향후 골다공증 환자에게 적용되었을 때에도 제품의 안정성과 실질적인 유효성을 나타내는지 임상적 검토와 연구가 필요할 것으로 사료된다.
Recently, due to the advancement of medicine and the improvement of living standards, the health problems of the elderly due to aging are becoming social issues. In patients with osteoporosis with decreased bone density, fixed fusion using pedicle screws is more likely to fail. To overcome this problem, some formative and technical measures are needed to improve the fixation of the screw.The purpose of this study was to analyze the design factors and the mechanical characteristics of the pedicle screws for the infusion of modified cement into the spine of osteoporotic patients. The analysis of design element was able to suggest an anatomic implant design plan by applying various design variables such as open structure, thread type, insertion angle and so on to enable implantation of implantable material. The prototype was fabricated through the proposed implant design. Mechanical properties of the product were evaluated, and mechanical tests were performed using ASTM F1717, ASTM F543, compression, tensile, torsion, pullout and fatigue tests.Clinical studies and studies will be needed to determine whether the product is safe and effective when applied to future osteoporosis patients.