스카이브, 인공무릎관절 슬라이딩 체결기술 美 특허 등록 결정…핵심 설계기술 다각화

정형외과 의료기기 및 디지털 헬스케어 전문기업 ㈜스카이브가 인공무릎관절의 경골 컴포넌트와 베어링 컴포넌트를 슬라이딩 방식으로 결합하는 체결구조 기술에 대해 미국 특허청(USPTO)으로부터 특허 등록 결정(Notice of Allowance)을 받았다고 밝혔다.

이번 기술은 경골부품 상단에 배치된 복수의 돌기와 베어링부품 하단의 홈, 결합 가이드 구조를 활용해 베어링이 정해진 방향을 따라 이동한 뒤 최종 위치에서 고정되도록 설계된 것이 특징이다. 체결 과정에서 강한 충격을 가하기보다 슬라이딩 움직임을 통해 부품을 결합할 수 있도록 한 점이 핵심이다.

구체적으로 첫 번째 돌기에는 도브테일 형상의 단면 구조를 적용해 체결 이후 고정력을 확보하도록 했으며, 두 번째 돌기에는 경사면 구조를 적용해 베어링이 가이드를 따라 이동할 수 있도록 했다. 베어링의 전방 끝부분은 최종 결합 단계에서 일시적으로 들린 뒤 지정된 위치에 다시 안착하면서 걸림 구조에 고정된다.

인공무릎관절은 경골부품 위에 베어링부품을 결합해 관절 사이의 완충 기능을 구현하는 구조로, 두 부품을 연결하는 체결 방식은 수술 과정에서의 조작성과 수술 후 고정 안정성에 영향을 줄 수 있는 주요 설계 요소다. 기존 인공무릎관절에는 Hook, Pin, Dovetail 등 여러 형태의 체결 방식이 활용돼 왔다.

이 가운데 Dovetail 방식은 결합 이후 고정 안정성이 높은 반면 체결하거나 분리할 때 비교적 큰 힘이 요구될 수 있다는 특성이 있다. 스카이브는 이번 기술에서 도브테일 구조가 가진 고정 특성을 활용하면서도 슬라이딩 및 가이드 구조를 적용해 조립과 분리에 필요한 힘을 줄이는 방향으로 설계를 구성했다.

보행 과정에서 발생하는 하중 방향도 설계에 반영했다. 기존 Dovetail 방식은 베어링을 전방에서 후방으로 이동시켜 체결하는 형태가 일반적이지만 실제 보행 과정에서는 반대 방향의 힘이 작용할 수 있다. 이번 슬라이딩 체결구조는 이러한 하중이 발생하는 상황에서도 베어링이 이동하거나 분리되는 것을 억제할 수 있도록 고정 구조를 설계했다.

스카이브는 체결 과정의 편의성과 수술 후 안정성을 각각 별개의 요소로 보지 않고 하나의 구조 안에서 함께 구현하는 방향으로 설계 범위를 확장하고 있다.

이번 특허 등록 결정은 스카이브가 지난 1월 미국에서 확보한 '탄성 변형 결합 구조' 및 '에어 갭(Air Gap)' 관련 특허와는 다른 체결 원리를 적용했다는 점에서도 차이가 있다. 앞선 기술이 베어링 돌기 자체의 탄성 변형을 이용해 결합력을 형성하는 방식이었다면, 이번 기술은 돌기와 홈, 가이드가 만드는 슬라이딩 경로를 통해 체결이 이뤄지도록 구성했다.

이에 따라 스카이브는 인공무릎관절의 동일한 체결구조 영역에서 서로 다른 메커니즘을 적용한 지식재산권을 연이어 확보하며 관련 기술 포트폴리오를 확대하게 됐다. 특정 체결 원리에 집중하기보다 구조별 특성과 사용 환경을 고려한 여러 형태의 기술을 축적하는 방향으로 연구개발을 이어가고 있다는 설명이다.

스카이브 관계자는 "이번 특허는 앞서 확보한 탄성 변형 결합 구조 특허와는 다른 방식으로 체결 메커니즘을 구현한 기술"이라며 "인공관절 핵심 설계기술과 관련된 지식재산권을 지속적으로 다각화하고 있다"고 말했다.

이어 "향후에도 인공관절 임플란트를 비롯해 환자맞춤형 수술기구와 AR 기반 수술 내비게이션 등 관련 기술 전반에서 연구개발과 특허 확보를 지속해 나갈 계획"이라고 밝혔다.

한편 스카이브는 이번 슬라이딩식 체결구조를 포함한 인공무릎관절 관련 기술과 지식재산권을 바탕으로 국내외 시장 진출을 위한 인허가 및 사업화 절차를 추진할 계획이다.

최봉석 기자 mail00@asiae.co.kr