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형상기억합금 클립 구비 PEEK 소재의 경추용 자립형 추간체유합보형재의 스크류 Back-out 시험
전창수(C. S. Chon),이상민(S. M. Lee),조정우(J. W. Cho),김상윤(S. Y. Kim),김남권(N. K. Kim),고철웅(C. W. Ko) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
최근 경추 디스크 질환의 수술적 치료로서 PEEK 소재의 경추(Cervical) 추간체유합보형재(Intervertebral Body Fusion Devices, IBFD or Cage)가 적용된 경추 전방 유합술(Anterior Cervical Discectomy and Interbody Fusion, ACDF)의 빈도가 증가하는 추세이다. 특히, 별도의 금속판(Cervical Plate) 적용 없이 이탈방지가 가능한 잠금기능 구비의 PEEK 소재 자립형 추간체유합보형재(Stand-alone PEEK Cage)가 다양한 구조로 개발되고 있다. 이러한 자립형 추간체유합보형재에 대해서는 인체 매식 후 이탈되지 않고 기능을 발휘하기 위해서는 성능시험을 통한 검증이 필수적이다. 특히 스크류를 삽입하여 인체 경추에 고정되는 구조이므로 스크류 백아웃(Back-out) 성능 확보는 매우 중요하다. 본 연구에서는 잠금 기능으로써 형상기억합금(Shape Memory Alloy) 클립이 구비된 PEEK 소재 자립형 추간체유합보형재 시제품을 개발하여 스크류 백아웃 시험을 진행하였다. 시제품 구조에 적합한 시험 지그를 제작하였고, 압축속도 1mm/min 를 인가하여 총 6 회 시험을 진행한 결과, 스크류가 이탈되는 극한강도는 360-490 N(평균 422 N)으로 얻어졌다. 문헌을 통한 외산 경추 금속판의 잠금 메커니즘의 극한강도(평균 215 N)와 비교하면 개발된 시제품의 스크류 Back-out 극한 강도가 약 1.96 배의 높은 것으로 확인되어, 본 연구에서 개발된 형상기억합금 클립으로 구성된 잠금기능의 구조안정성이 확인되었다.