Development of a Vertebral Fusion Device and Its Mechanical Analysis using 3-D Finite Element Method

Nowadays, there are many attempts to develop domestic medical-equipments. In this study, it is performed to developed a new vertebral fusion device. The basic models are a rectangular-frame type and a screw type which are generally used for the patients. The main purpose of the development of a new device is to reduce the amount of bone taken out for the insertion of a device to vertebral disc and this paper is focused on th concept of a new device shape. In the results, two types are devised. One is a folding type and the other is a separate-push-in type device both are in primitive stage. However, in a folding type there are mechanical pins and the analysis of pins and the lock system is still in study and needs some time. Therefore a separate-push-in type is introduced in this study mainly and a prototype and 3-D finite element model are made and experimented and stress analyzed. From the results it is considered that it is stable for the basic loading condition of vertebra, however, it is required to develop a supporting operational equipment for the convenience of the operation in practice.

척추용 퓨전 디바이스의 개발 및 3차원 유한요소법을 이용한 역학적 해석

오늘날 의료기기의 국산화 연구가 활발히 진행되고 있는 가운데 본 연구에서는 적추용 fusion device를 새롭게 개발하고자 시도하였다. 일반적으로 사용되고 있는 삽입형과 나사형을 기본 대상으로 하되 수술 시 뼈를 보다 적게 제거하여 삽입할 수 있게 하는 데 .) 주안점을 두고 형상 개발을 시도하였다. 아직 그 실효성을 논하기는 어려우나 고안된 척추용 fusion device의 형상을 중심으로 소개하고자 한다. 본 연구에서 경첩형과 분리삽입형을 고안하게 되었다. 그러나 경첩형은 기존 형상의 절반 크기로 삽입되는 장점은 있으나 핀의 강도해석과 안정된 잠금 장치의 개발에 더 연구가 요구되어 일단 본 연구에서는 분리삽입형을 중심으로 시제품과 3차인 유한요소 모델을 제작하여 그 역학적 해석을 행하였다. 그 결과 척추에 작용하는 기본 하중에 대한 역학적 안전성은 인정되나 아직 실용화되기까지는 보조 수술장비의 개발이 필요하다고 사료된다.