KR100531146B1 - 모듈형 다축 체결 척추경 스크류 - Google Patents

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KR100531146B1
KR100531146B1 KR10-1999-7003041A KR19997003041A KR100531146B1 KR 100531146 B1 KR100531146 B1 KR 100531146B1 KR 19997003041 A KR19997003041 A KR 19997003041A KR 100531146 B1 KR100531146 B1 KR 100531146B1
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Abstract

모듈형 다축 육경 나사 및 정형외과 막대 이식 장치는 샤프트부(100,300), 커프 (130,350), 스템부(120,320), 및 막대 연결 부-조립체(160,360)를 포함한다. 상기 샤프트부(100,300)는 육경 내부에 삽입되도록 설계되었고, 다른 실시예에서는 홈 (108) 및 볼록 반구형 버블(308)을 포함한다. 두 번째 실시예에서, 또한 상기 샤프트(100,300)가 외부 표면 위에 형성된 나사산(110,310)을 포함한다. 상기 스템부 (120,320)에는 나사산 기둥과 또다른 확대된 볼(124) 또는 홈 소켓(324)이 있다. 상기 커프(130,350)는 상기 스템(120,320) 및 샤프트(100,300)가 다축으로 회전하고 최종 고정상태에서 상기 스템 및 샤프트를 실질적으로 지지하도록 초기에 상기 볼과 소켓 결합의 접합면 둘레에 설치된 원통형 요소이다.

Description

모듈형 다축 체결 척추경 스크류{A MODULAR POLYAXIAL LOCKING PEDICLE SCREW}
본 발명은 일반적으로 모듈형 부재들을 구비한 정형 외과용 고정 시스템과 함께 사용되는 다축 척추경(pedicle) 스크류에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은, 로드, 샤프트 및 모듈형 요소 사이의 자유로운 각도 배치가 가능하도록 하여 이식 조립체의 효율을 향상시키기 위해서, 샤프트와, 샤프트부의 최상부에 유연하게 연결된 스템(stem) 부재를 통해 그 샤프트에 다축 방향으로 설치된 일단의 모듈형 연결 요소들을 구비한 척추뼈 삽입용 스크류에 관한 것이다.
성인 척추의 뼈 및 연접 조직은, 하나의 전방 디스크와 2개의 후방 추간 관절들로 구성된 3개의 관절 복합체에 의해 서로 연속하여 결합되는 20개 이상의 별개의 뼈들로 구성되며, 인접 뼈들의 전방 디스크들은 추간판(intervertebral disc)이라고 칭하는 연골 이격물에 의해 완충된다. 도 1, 도 2 및 도 3에는, 척추체, 한 쌍의 인접 척추체 및 일련의 연속 척추체들이 각각 평면도, 측면도 및 배면도로서 도시되어 있다. 척수(spinal cord)는 중심 관(10)에 내장되어, 추궁(lamina)(12)이라고 칭하는 뼈의 셸(shell)에 의해 후방으로부터 보호된다. 추궁(12)은, 후방과 아래로 연장된 극상 돌기(spinous process)(16)라고 칭하는 부분과, 횡돌기(transverse process)(14)라고 칭하는 측방향으로 연장된 부분을 포함한다. 척추의 전방부는 하나가 다른 하나의 최상부에 적층되는 일단의 원통형 뼈들을 포함한다. 이러한 척추 부분들을 척추체(20)라 칭하며, 이 척추체 각각은 추간판(22)에 의해 서로 분리된다. 척추경(24)은 전방 척추체(20)를 해당 추궁(12)에 연결하는 골가교(bone bridge)를 포함한다.
뼈들 중 척추는, 아주 근접한 부위에 수 많은 말초 신경과 순환체를 갖는 신경계의 주요 요소를 감싸서 보호하는 역할을 하며 서로 연결되어 있는 20개 이상의 뼈들을 포함한다는 점에서 매우 복잡하다. 이러한 복잡함에도 불구하고, 척추는 거의 모든 방향으로 굽혀지고 비틀려질 수 있는 아주 유연한 구조체이다. 하지만, 유전상 또는 발육상의 불규칙성, 외상(外傷), 만성 스트레스, 종양 및 질병으로 인해 척추 이상이 발생되어, 그 동작 범위가 제한될 수 있으며, 그리고/또는 척추 내에 수용된 신경계의 주요 요소에 위험이 초래될 수 있다. 척추에 또는 그 내부에 인공 조립체를 이식하여 척추를 고정시키는 다양한 시스템이 당해 기술 분야에 공지되어 있다. 이러한 조립체는 전방 이식물, 후방 이식물 또는 측방 이식물로 분류된다. 이러한 분류에 따르면, 측방 조립체와 전방 조립체는 척추체가 연속하여 있는 척추의 전방부에 결합된다. 일반적으로 후방 이식물은 여러 쌍의 로드들을 포함하는데, 이 로드는 뼈들이 배치되는 축을 따라 정렬된 다음에, 추궁에 연결되거나 횡돌기에 부착된 훅(hook)에 의해서 또는 척추경을 통해 삽입된 스크류들에 의해서 척추에 부착된다.
일반적으로 "로드 조립체"는, 추궁의 후방 측면을 관통한 다음에 척추경을 관통하여 각각의 척추체 내로 이식되는 다수의 스크류들을 포함한다. 대개, 이들 스크류의 상부에는 긴 로드를 수용하여 고정시키기 위한 연결 수단이 구비된다. 로드는 척추의 축을 따라 연장되어 연결 수단을 통해 다수의 스크류에 결합된다. 로드의 강성을 조절하여 활용함으로써, 보다 건강에 도움이 될 수 있게 척추의 형태를 조절할 수 있다.
하지만, 오정렬된 곡률을 따라 스크류를 삽입하면서, 이와 동시에 로드가 스크류를 뒤틀지 않고 관통될 수 있게 로드 수용부를 정렬시키도록 연결 요소를 정확하게 위치시키는 작업에는 상당한 어려움이 따르는 것으로 판명되었다. 고정 스크류와 정확히 정렬시키기 위해서는 보다 장시간의 수술 시간이 소요되며, 이에 의해 외과 수술시 많은 복잡한 문제점이 발생되는 것으로 알려져 있다. 대개, 이러한 고정 축 장치를 사용하여서는 외과 수술을 할 수 없게 되어, 상기 장치를 사용한 외과 수술은 완전히 실패하게 되는 결과가 초래된다.
본 기술 분야에는 외과 의사가 보다 자유롭게 스크류와 로드를 정렬시킬 수 있도록 하는 여러 가지 방안이 제시되어 있지만, 그 대부분은 복잡하고 신뢰성이 떨어지며 내구 기간이 짧다. 또한, 가장 공통되는 결점을 들자면, 모든 환자 척추의 특정 해부학적 요건에 맞출 수 있게끔 구성되어 있지 않다는 점을 들 수 있다. 특히, 아크로메드(Acromed)에서 제조한 아이소라(Isola)(TM) 시스템은, 외과 의사가 스크류의 로드 연결 수단을 로드에 맞출 수 있도록 자유롭게 각도를 형성시킬 수 있게 하지 못함으로써 여러 가지 실패를 경험한 바 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 아이소라 시스템은 환자의 척추경 내로 삽입되는 샤프트부로 구성되며, 샤프트는 샤프트부의 최상부로부터 상향으로 연장되는 나사 스템부를 구비한다. (샤프트부와 스템부의 접촉면에 육각형 환형부가 마련되며, 그 육각형 환형부에 토크 렌치가 맞물림으로써 삽입이 가능하게 된다) 샤프트와 스템이 삽입되면, 외과 의사는 스템부 상으로 다수의 이격기 요소를 나사 체결 방식으로 이동시킨다(이격기 요소들은 나사가 형성된 와셔들로서, 그들 중 일부의 두께는 일정하지 않아 전체 구조체에 대해 각도 방향으로 편향되거나 경사지게 된다) 그 다음에, 외과 의사는 로드 연결 수단(축방향으로 활주되어 로드 쪽으로 진행됨)을 스템에 위치시킨다. 로드 연결 수단은 스템에 대한 로드 연결 수단의 특정 위치가 다소 변화될 수 있도록 긴 슬롯을 포함한다. 완전히 위치되면, 외과 의사는 최상부 잠금 너트와 함께 조립체를 고정시킨다.
구조체의 변화 가능성을 제한시키기 위해 모듈형으로 구성함으로써, 아이소라 시스템은 매우 한정된 각도로만 배치될 수 있게 되며(스템은 샤프트부에 견고하게 연결되어 있다), 이러한 매우 한정된 각도 배치로 인해, 외과 수술시에 사용하기에는 까다로운 두께가 불균일하게 두꺼운 이격기 요소를 과도하게 사용하게끔 된다.
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도 1은 본 발명에 따라 로드 기구가 연결되는 인체의 척추를 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 유형의 한 쌍의 인접 척추를 도시한 측면도이다.
도 3은 도 1과 도 2에 도시된 유형의 일련의 척추를 도시한 배면도이다.
도 4a와 도 4b는 본 발명의 태양들인 각기 다른 나사 샤프트들을 도시한 측단면도들이다.
도 5는 본 발명의 일 태양으로서 볼이 하부에 형성되어 있는 스템부를 도시한 측면도이다.
도 6a와 도 6b는 본 발명의 각기 다른 커프를 도시한 측단면도들이다.
도 7은 본 발명의 일 태양인 이격기 요소를 도시한 측단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 태양인 로드 연결 요소를 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 최상부 잠금 너트를 도시한 측단면도이다.
도 10a와 도 10b는 본 발명의 완전히 조립된 2개의 모듈형 다축 척추경 스크류들을 도시한 측면도들이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 태양인 나사 샤프트를 도시한 측단면도이다.
도 12는 본 발명의 일 태양으로서 소켓이 하부에 형성되어 있는 스템부를 도시한 측면도이다.
도 13은 본 발명의 커프 요소를 도시한 측단면도이다.
도 14는 본 발명의 일 태양인 이격기 요소를 도시한 측단면도이다.
도 15는 본 발명의 일 태양인 로드 연결 요소를 도시한 사시도이다.
도 16은 본 발명의 최상부 잠금 너트를 도시한 측단면도이다.
도 17은 본 발명의 완전히 조립된 모듈형 다축 척추경 스크류를 도시한 측면도이다.
따라서, 본 발명의 주 목적은, 로드 수용부에 대해 이식 각도를 자유롭게 다축으로 형성시킬 수 있는 척추경 스크류 및 연결 요소 조립체를 제공하는 것이다.또한, 본 발명의 목적은, 포함하는 요소의 수를 저감시킬 수 있으며 이식을 신속하게 수행할 수 있는 조립체를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 우수한 신뢰성, 우수한 내구성 및 장기간의 고정 지지 기능을 제공하는 조립체를 제공하는 것이다.본 발명의 여타 다른 목적들은 후술하는 바람직한 실시예들에 대한 설명으로부터 보다 명확하게 파악될 것이다.이와 같은 본 발명의 목적들은, 로드 안정 및 고정 시스템과 함께 척추에 사용되는 본 발명의 다축 모듈형 체결 척추경 스크류 조립체에 의해 달성된다. 특히, 본 발명의 다축 스크류 조립체는 2가지 다른 실시예를 포함한다. 제1 실시예는, 척추경 내에 삽입되며 최상부에 사발형 소켓과 제2 나사가 구비되는 나사 샤프트부와, 이격기 요소 및/또는 로드 연결 요소를 수용하기 위해 제2 나사에 대응하는 나사를 구비하며 하부에 볼(반구형 부분)이 구비되는 스템부와, 스템의 볼을 샤프트의 사발형 소켓에 고정시키기 위해 스템의 바닥과 샤프트의 최상부에 설치된 원통형 체결 커프(cuff)를 포함한다. 제2 실시예는, 척추경 내에 삽입되며 최상부에 볼록부와 제2 나사가 구비되는 나사 샤프트부와, 이격기 요소 및/또는 로드 연결 요소를 수용하기 위해 제2 나사에 대응하는 나사를 구비하며 하부에는 샤프트부의 볼록 최상부에 설치되어 활주되도록 성형된 사발형 소켓이 구비되는 스템부와, 스템의 사발형 소켓을 샤프트의 볼록 최상부에 고정시키기 위해 스템의 바닥과 샤프트의 최상부에 설치된 원통형 체결 커프를 포함한다.
특히, 제1 실시예에 따르면, 샤프트부는 뼈 스크류(표준형이나 아닌 것도 가능하지만, 어떠한 경우에도 반드시 뼈를 고정시키기에 적합하여야 함)의 나사를 구비한 긴 섕크(shank)부를 포함한다. 샤프트의 최상부는 사발형 홈에 의해 형성되는 소켓을 포함한다. 이 소켓부는 그와 동일한 곡률 반경을 갖는 반구보다 크거나 작을 수 있다. 소켓이 반구보다 큰, 즉 소켓이 그와 동일한 곡률 반경을 갖는 반구를 따라 형성되면서 그를 초과하여 연장된 형태로 형성되는 실시예에 따르면, 볼이 소켓 내로 미끄러져 들어갈 수 있게 축방향 슬롯이 구비될 필요가 있다. 작은 육각형 구멍이 사발형 소켓의 베이스에 샤프트와 동축으로 배치될 수 있어, 스크류 체결 도구[알렌 렌치(allen wrench) 등]를 사용하여 샤프트를 뼈 내로 삽입시킬 수 있게 된다. 이와 다른 방식으로는, 두 나사 사이에 배치된 샤프트의 확장 환형부를 육각형으로 형성시켜서, 토크 렌치나 여타 다른 외과 수술용 도구를 사용할 수 있도록 한다. 커프 요소를 수용하여 그를 고정시키기 위해서 샤프트의 최상부(소켓) 단부의 축방향 표면에는 제2 나사가 구비된다.
스템은 확대 볼이 하부에 형성된 긴 기둥부를 포함하고, 상기 확대 볼(직경이 기둥부보다 큼)은 실질적으로 샤프트의 사발형 소켓부와 동일한 곡률 반경을 갖는다. 따라서, 볼이 초기에 사발형 소켓에 놓일 때, 스템은 샤프트부의 축에 대하여 다양한 각도를 형성하면서 배치될 수 있다(동축 구조 내지 비동축 구조 사이의 다축 범위에 걸쳐서).
고정 커프는 내부 표면의 하부 절반 부분(관통 축을 기준으로 한 절반 부분)에 나사가 구비된 중공 원통형 본체를 포함한다. 이 나사는 샤프트 요소의 최상부에 있는 나사에 맞게끔 형성된다. 소켓이 반구보다 작은, 즉 소켓이 그와 동일한 곡률 반경을 갖는 반구를 따라 형성되다가 그에 못미친 형태로 형성되는 샤프트와 함께 사용되는 경우에, 커프 내부 표면의 상부 절반 부분에는 반구형 테이퍼가 포함될 수 있다. 이 테이퍼는 개방 단부 소켓을 형성한다. 선택적으로, 소켓이 반구보다 큰 샤프트와 함께 사용되는 실시예의 경우에는, 반드시 커프의 상부 단부 내부에 테이퍼가 구비될 필요는 없다. 하지만, 어느 경우든, 커프 최상부에 있는 개방 단부의 내경은 스템 기둥부의 직경보다 크고, 스템의 하부 단부에 형성된 볼의 직경보다는 작다. 조립 중에, 초기에는 스템부와 샤프트부가 샤프트부의 소켓에서 스템의 볼과 동축을 유지하며, 고정 커프는 커프의 나사와 샤프트의 최상부 외부 표면의 나사가 체결될 때까지 스템의 기둥부를 따라 아래로 이동된다. 최종적으로 체결하기에 앞서, 스템과 샤프트는 커프에 의해 함께 유지되지만, 볼과 소켓 간의 접촉면에 의하여 서로에 대해 각도를 형성할 수 있게 된다. (이러한 각도 형성 범위는 볼, 기둥 및 커프 최상부 개구의 상대 직경들에 의해 형성된다) 하지만, 커프를 완전히 체결시키게 되면, 볼이 샤프트의 소켓(또한 커프 상부의 테이퍼진 내부) 내로 압입되어, 어떠한 추가 동작도 할 수 없게 된다.
커프의 외부에는 상기 커프가 토크 렌치에 의해 쉽게 체결될 수 있도록 하는 육각형 표면 외형부가 포함된다. (이러한 여러 가지 표면 외형부들 중 어느 하나나 여타 다른 수단이 서로 동등하게 사용될 수 있다) 또한, 커프의 상부 외부는 곡형 프로파일을 제공할 수 있도록 둥글게(일정한 곡률 반경을 가지고서) 형성된다. 이로써, 커프와 샤프트(커프와 샤프트는 동축을 유지)에 대한 스템 기둥부의 각도 배치 방향과는 무관하게, 둥근 이격기 요소가 커프 요소의 최상부에 대해 견고하게 체결된다.
특히, 다축 샤프트-스템-커프 조립체에 의해서 각도를 변화시키는 것 이외에도, 스템의 축을 따라 로드 연결 수단의 위치를 변화시키는 것이 바람직하기 때문에, 이격기 요소기들이 또한 마련될 수 있다. 이 이격기는 기둥부와 동일한 직경을 갖는 환형 요소이다(또한, 상기 이격기에는 나사가 형성되는 것이 바람직하다). 이격기 요소의 바닥 표면은 커프의 상부 표면과 동일한 곡률 반경을 갖는 오목부이다. 위에서 설명한 바와 같이, 이러한 상호 간의 외형으로 인해, 이격기가 스템의 각도와는 무관하게 커프에 고정되어 설치될 수 있다. 이격기의 상부 표면은 동일 곡률 반경을 갖는 볼록부이며, 이에 따라 다수의 이격기가 포개어질 수 있게 된다.
이격기 요소들을 스템을 따라 하향으로 이동시켜 커프에 접촉되도록 한 다음에 체결시키게 되면, 소켓의 볼에 인가되는 전체 체결력이 증가하게 된다(상기 볼이 가압되어 커프의 소켓형 내부와 더욱 밀착되게 된다). 이격기 요소가 나사 체결식으로 쉽게 이동할 수 있게 하기 위해서, 상기 이격기 요소의 외부 측방향 표면의 외형은 일례로 육각형 형상과 같이 토크 렌치에 의해 체결가능한 형상으로 형성된다.
본 조립체의 로드 연결 요소는, 스템에 연결될 수 있게 긴 구멍이 관통되어 있는 평평한 부분과, 로드를 따라 활주하여 이동됨으로써 적소에 위치되는 관형부를 포함한다. 적소에 위치되면, 로드 연결 요소는 로드에 대한 추가 이동을 방지하기 위하여 세트 스크류에 의해 상기 로드에 고정된다. 평평한 부분의 긴 구멍은 로드로부터 스템까지의 거리를 변화시킬 수 있도록 길게 연장된다. 또한, 로드 연결 요소의 저면에는 오목한 형상부가 추가로 마련되어, 상기 로드 연결 요소가 이격기의 상부 표면이나 직접 커프에(이격기가 사용되지 않은 경우) 안전하게 포개어질 수 있게 된다.
제2 실시예에 따르면, 샤프트부는 뼈 스크류(표준형이나 아닌 것도 가능하지만, 어떠한 경우에도 반드시 뼈를 고정시키기에 적합하여야 함)의 나사를 구비한다는 점에서 제1 실시예의 섕크부와 유사한 긴 섕크부를 포함한다. 하지만, 이 샤프트의 최상부는 반구형 볼록부를 포함한다. 이 볼록부는 반구보다 작은 형태, 즉 그 볼록부와 동일 곡률 반경을 갖는 반구를 따라 형성되다가 그에 못미치는 형태로 형성될 수 있지만, 반구 형태가 바람직하다. 작은 육각형 구멍이 반구의 축방향 중심에 샤프트와 동축으로 배치될 수 있어, 스크류 체결 장치[알렌 렌치(allen wrench) 등]를 사용하여 샤프트를 뼈 내로 삽입시킬 수 있게 된다. 이와 다른 방식으로는, 두 나사 사이에 배치된 샤프트의 확장 환형부를 육각형으로 형성시켜서, 토크 렌치나 여타 다른 외과 수술용 도구를 사용할 수 있도록 한다. 커프 요소를 수용하여 그를 고정시키기 위해서 샤프트 최상부 단부의 측방향(원주 방향) 표면에는 제2 나사가 구비된다.
제2 실시예의 스템은 구형 오목 소켓이 바닥에 형성된 확대 하부를 구비한 긴 기둥부를 포함한다. 소켓은 실질적으로 샤프트의 반구형 상부와 동일한 곡률 반경을 갖는다. 따라서, 소켓이 초기에 반구에 놓일 때, 스템은 샤프트부의 축에 대하여 다양한 각도를 형성하면서 배치될 수 있다(동축 구조 내지 비동축 구조 사이의 다축 범위에 걸쳐서).
고정 커프는 내부 표면의 하부 절반 부분(관통 축을 기준으로 한 절반 부분)에 나사가 구비된 중공 원통형 본체를 포함한다. 이 나사는 샤프트 요소의 원주 방향 최상부에 있는 나사에 맞게끔 형성된다. 커프 내부 표면의 상부 절반 부분에는, 바람직하게는 개방 단부 소켓을 형성하는 반구형 테이퍼 형상의 외형부가 포함된다. 커프 최상부에 있는 개방 단부의 내경은 스템 기둥부의 직경보다 크지만, 스템의 하부 단부에 형성된 하부 소켓부의 직경보다는 작다. 조립 중에, 초기에는 스템부와 샤프트부가 샤프트부의 반구형 상부에서 스템의 소켓과 동축을 유지하며, 고정 커프는 커프의 나사와 샤프트 최상부 외부 표면의 나사가 체결될 때까지 스템의 기둥부를 따라 아래로 이동된다. 최종적으로 체결하기에 앞서, 스템과 샤프트는 커프에 의해 함께 유지되지만, 반구와 소켓 간의 접촉면에 의하여 서로에 대해 각도를 형성할 수 있게 된다. (이러한 각도 형성 범위는 반구, 기둥 및 커프 최상부 개구의 상대 직경들에 의해 형성된다) 하지만, 커프를 완전히 체결시키게 되면, 소켓이 샤프트의 반구형 상부(또한 커프 상부의 테이퍼진 내부)에 압착되어, 어떠한 추가 동작도 할 수 없게 된다.
커프의 외부에는 상기 커프가 토크 렌치에 의해 쉽게 체결될 수 있도록 하는 육각형 표면 외형부가 포함된다. (이러한 여러 가지 표면 외형부들 중 어느 하나나 여타 다른 수단이 서로 동등하게 사용될 수 있다) 또한, 커프의 상부 외부는 곡형 프로파일을 제공할 수 있도록 둥글게(일정한 곡률 반경을 가지고서) 형성된다. 이로써, 커프와 샤프트(커프와 샤프트는 동축을 유지)에 대한 스템 기둥부의 각도 배치 방향과는 무관하게, 둥근 이격기 요소가 커프 요소의 최상부에 대해 견고하게 체결된다.
특히, 다축 샤프트-스템-커프 조립체에 의해서 각도를 변화시키는 것 이외에도, 스템의 축을 따라 로드 연결 수단의 위치를 변화시키는 것이 바람직하기 때문에, 이격기 요소기들이 또한 마련될 수 있다. 이 이격기는 기둥부와 동일한 직경을 갖는 환형 요소이다(또한, 상기 이격기에는 나사가 형성되는 것이 바람직하다). 이격기 요소의 바닥 표면은 커프의 상부 표면과 동일한 곡률 반경을 갖는 오목부이다. 위에서 설명한 바와 같이, 이러한 상호 간의 외형으로 인해, 이격기가 스템의 각도와는 무관하게 커프에 고정되어 설치될 수 있다. 이격기의 상부 표면은 동일 곡률 반경을 갖는 볼록부이며, 이에 따라 다수의 이격기가 포개어질 수 있게 된다.
제1 실시예에서와 마찬가지로, 이격기 요소들을 스템을 따라 하향으로 이동시켜 커프에 접촉되도록 한 다음에 체결시키게 되면, 반구의 소켓에 인가되는 전체 체결력이 증가하게 된다(스템 하부 소켓부의 외부 표면이 가압되어, 커프 내부에 의해 형성된 소켓과 더욱 밀착되게 된다). 이격기 요소가 나사 체결식으로 쉽게 이동할 수 있게 하기 위해서, 상기 이격기 요소의 외부 측방향 표면의 외형은 일례로 육각형 형상과 같이 토크 렌치에 의해 체결가능한 형상으로 형성된다.
본 조립체의 로드 연결 요소는, 스템에 연결될 수 있게 긴 구멍이 관통되어 있는 평평한 부분과, 로드를 따라 활주하여 이동함으로써 적소에 위치되는 관형부를 포함한다. 적소에 위치되면, 로드 연결 요소는 로드에 대한 추가 이동을 방지하기 위하여 세트 스크류에 의해 상기 로드에 고정된다. 평평한 부분의 긴 구멍은 로드로부터 스템까지의 거리를 변화시킬 수 있도록 길게 연장된다. 또한, 로드 연결 요소의 저면에는 오목한 형상부가 추가로 마련되어, 상기 로드 연결 요소가 이격기의 상부 표면이나 직접 커프에(이격기가 사용되지 않은 경우) 안전하게 포개어질 수 있게 된다.
본 발명의 실시예들에서 이식 방법의 제1 단계는 샤프트를 수용할 수 있게 척추경의 적절한 위치에 구멍을 미리 천공시키는 단계이다. 이어서, 샤프트가 척추체 내로 이동된다. 그 다음에, 커프가 볼이나 소켓부에 도달할 때까지 스템부 아래로 이동된다. 이어서, 볼과 소켓부가 서로에 대해 회전될 수 있도록 함께 위치되고, 샤프트 최상부의 나사와 커프 내부의 나사가 체결된다. 그 다음에, 스템이 적절한 위치에서 각도를 형성하며 배치되고, 커프가 아래에서 체결됨으로써, 스템이 샤프트에 대해 고정되게 된다. 이어서, 로드 연결 요소가 로드를 따라 활주하여 적절한 위치로 이동하고, 기둥이 긴 구멍에 위치된다. 로드 연결 요소의 세트 스크류가 로드를 상기 로드 연결 요소에 고정시키게끔 체결된다. (이격기들은 만일 그들이 필요한 것으로 판단되면 긴 구멍을 통해 스템을 삽입하기에 앞서 나사 체결식으로 스템 쪽으로 이동된다.) 조립체가 정확하게 설치되면, 최상부 잠금 너트가 스템을 따라 하향으로 이동되어 로드 연결 요소의 최상부에 대해 적소에 위치됨으로써, 긴 구멍 내에서 스템의 어떠한 측방향 또는 축방향 이동도 방지된다.
일반적으로 다수의 스크류 및 연결 요소 조립체는 로드 고정 시스템의 고정 지점에 설치하는 데 필요하지만, 본 발명의 스크류 및 연결 요소 조립체가 여타 다른 로드 시스템과도 호환되게 형성되기 때문에, 본 발명은 필요한 경우에는 이미 이식이 시작된 여타 시스템의 결함을 보정하는 데 활용될 수 있다.
이하에서는 특정 실시예들과 이식 방법들이 도시되어 있는 첨부 도면들을 참고로 하여 본 발명을 상세히 설명하며, 본 기술 분야의 당업자라면 본 발명을 변형시켜서도 본 발명의 작용 및 결과들을 달성할 수 있다. 따라서, 후술하는 설명은 본 발명의 범위 내에 있는 특정 구조, 태양 및 특징들에 대해 단지 예시적으로 기술하고 있는 것이며, 그 범위로 제한하고자 하는 것은 아니다.
특히, 도 4a와 도 4b를 보면, 본 발명의 서로 다른 모듈형 다축 척추경 스크류들은 우선 척추경 내에 삽입되는 나사 샤프트부(100a, 100b)를 포함한다. 2개의 샤프트(100a, 100b)는 뼈 스크류 나사(104)를 포함하는 하부 섕크(shank)부(102)를 포함한다. [상기 나사(104)는 표준형이나 아닌 것도 가능하지만, 어떠한 경우에도 반드시 뼈를 고정시키기에 적합하여야 한다.] 특히, 도 4a를 보면, 샤프트(100a)의 최상부(106a)는 사발형(bowl-shaped) 홈에 의해 형성되는 소켓(108a)을 포함한다. 상기 소켓(108a)은, 그와 동일한 곡률 반경을 갖는 반구보다 작게, 즉 반구를 따라 형성되다가 그에 못미친 형태로 형성된다. 선택적으로, 도 4b에 도시된 바와 같이, 샤프트(100b)의 최상부(106b)는 소켓(108b)을 포함하며, 이 소켓(108b)은 그와 동일한 곡률 반경을 갖는 반구보다 크게, 즉 반구를 따라 형성되면서 그를 초과하여 연장된 형태로 형성된다. 이 소켓(108b)의 상부 립(lip)(109)에는, 최대 직경부(A-A) 아래로 연장되고 반경 방향 힘에 의해 팽창 및 수축될 수 있는 적어도 하나의 축방향 슬롯(111)이 포함된다.
2가지 모든 실시예에서, 샤프트(100a, 100b) 상부 단부(110a, 110b)[소켓(108a, 108b) 둘레]의 축방향 표면에는 제2 나사(112)가 포함된다. 샤프트(100a, 100b)와 일체로 형성되고 나사 섕크(102)와 상부(110a, 110b) 사이에 배치되는 확장 육각형 환형부(114)가 마련되어, 적절한 토크 렌치를 사용하여 샤프트(100a, 100b)를 척추경을 통해 척추체 내로 이동시킬 수 있게 된다.
도 5를 보면, 스템부(120)의 측면도가 도시되어 있다. 보다 상세하게 설명하면, 상기 스템(120)은 긴 나사 기둥부(122)와 확대 볼(124)을 포함한다. 볼(124)의 직경은 기둥(122)보다 크다. 볼(124)은 실질적으로 샤프트(100)의 사발형 소켓(108)과 동일한 곡률 반경을 갖는다. 이렇게 치수들이 상호 연관되어 있기 때문에, 볼(124)이 소켓(108) 내에 놓여질 때 볼(124)이 상기 소켓 내에서 자유롭게 회전할 수 있게 되고, 스템(120)이 샤프트(100)에 대하여 각도를 형성할 수 있게 된다(동축 구조 내지 비동축 구조 사이의 다축 범위에 걸쳐서).
도 6a와 도 6b에 도시된 바와 같이, 측부 단면도로 도시되어 있는 해당 커프(cuff)(130a, 130b)에 의해서 샤프트(100a, 100b)와 스템(120)이 상호 체결된다. 상기 커프(130a, 130b)는 각각 중공 원통형이며, 그의 내부 표면(134)의 하부 절반 부분에는 나사(132)가 구비된다. 이 나사(132)는 샤프트 요소(100a, 100b)의 최상부(110a, 110b)에 있는 나사(112)에 맞게끔 형성된다. 반구보다 작은 소켓을 구비한 샤프트(100a)와 함께 사용되는 커프(130a)의 실시예에 따르면, 상기 커프(130a)의 내부 표면(136)의 상부 절반 부분에는 개방 단부 소켓을 형성하는 반구형 테이퍼가 포함된다. 선택적으로, 반구보다 크게 형성된 소켓(108b)을 구비한 샤프트(100b)와 함께 사용되는 실시예의 경우에는, 상부 단부에 내부 테이퍼가 구비되진 않지만, 하부 나사부에는 내부로 향하는 반경 방향력을 상부 립(109)에 제공할 수 있도록 역 테이퍼, 즉 최상부가 좁은 테이퍼가 구비될 수 있다. 각 커프(130a, 130b)의 실시예에서, 커프(130a, 130b) 최상부에 있는 개방 단부(138)의 내경(B-B)은 스템(120)의 나사 기둥부(122)의 직경보다 크지만, 볼(124)의 직경보다는 작다.
조립 중에, 초기에는 스템(120)과 샤프트(100a, 100b)가 샤프트(100a, 100b)의 소켓(108a, 108b)에서 스템(120)의 볼(124)과 동축을 유지하며[아래로 향하는 힘을 인가시켜 볼(124)이 소켓(108b) 내에 압입되면 적어도 하나의 슬롯(111)이 확장된다], 고정 커프(130a, 130b)는 커프(130a, 130b)의 나사(132, 112)와 샤프트의 최상부 외부 표면(110a, 110b)이 각각 체결될 때까지 스템의 기둥부를 따라 아래로 이동된다. 최종적으로 체결하기에 앞서, 스템(120)과 샤프트(100a, 100b)는 각각 커프(130a, 130b)에 의해 함께 느슨하게 유지되지만, 볼(124)과 소켓(108a, 108b)의 접촉면에 의하여 서로에 대해 각도를 형성할 수 있게 된다. 이러한 각도 형성 범위는 볼(124), 기둥(122), [소켓(108b)의 상부 립(109)] 및 커프 최상부 개구(138)의 상대 직경들에 의해 형성된다. 하지만, 커프(130a, 130b)를 완전히 체결시키게 되면, 볼(124)이 소켓(108a, 108b) 내로 압입되어, 어떠한 추가 동작도 할 수 없게 된다.
커프(130a, 130b)의 외부(140)에는 상기 커프(130a, 130b)가 토크 렌치에 의해 쉽게 체결될 수 있도록 하는 육각형 표면 외형부가 포함된다. 또한, 커프(130, 130b)의 상부 외부(142)는 곡형 프로파일을 제공할 수 있도록 둥글게(일정한 곡률 반경을 가지고서) 형성된다. 이로써, 커프(130a, 130b)와 샤프트(100a, 100b)에 대한 스템(120) 기둥(122)의 각도 배치 방향과는 무관하게, 둥근 이격기 요소(도 7과 관련 설명 참조)가 커프(130a, 130b)의 최상부에 대해 확고하게 체결된다.
특히, 도 7에 도시된 바와 같이, 기둥(122)을 따라 로드 연결 수단(도 8과 관련 설명 참조)의 축방향 위치를 변화시키는 것이 바람직할 수 있기 때문에, 이격기(150)들이 마련된다. 이 이격기(150)는 기둥(122)과 동일한 내경(C-C)을 갖는 환형 요소이다. 도시된 실시예에 따르면, 이격기의 내부 표면(152)에는 기둥(122)의 나사와 체결될 수 있는 나사(154)가 포함된다. [이격기(150)에 반드시 나사가 구비될 필요는 없지만, 이러한 나사로 인해 하향력이 커프(130a,130b)에 추가로 제공됨으로써 스템(120)과 샤프트(100a, 100b)를 더욱 확고히 체결시킬 수 있게 된다] 이격기(150)의 바닥 표면은 커프(130a, 130b)의 테이퍼진 상부(142)와 동일한 곡률 반경을 갖는 오목부이다. 이러한 상호 간의 외형으로 인해, 이격기(150)가 스템(120)의 각도와는 무관하게 커프(130a, 130b)에 고정되게 설치될 수 있다. 이격기(150)의 상부 표면은 동일 곡률 반경을 갖는 볼록부이며, 이에 따라 다수의 이격기(150)가 포개어질 수 있게 된다. 나사가 형성된 이격기(150)가 나사 기둥(122)을 따라 쉽게 이동할 수 있게 하기 위해서, 외부 측방향 표면(156)의 외형은 일례로 육각형 형상과 같이 토크 렌치에 의해 체결가능한 형상으로 형성된다.
도 8을 보면, 본 조립체의 로드 연결 요소(160)는 스템(120)에 연결될 수 있게 긴 구멍(164)이 관통되어 있는 평평한 부분(162)을 포함한다. 긴 구멍(164)은 기둥(122)과 동일한 폭을 갖지만, 상기 기둥(122)이 로드(200)에 대해 측방향으로 가변되어 배치될 수 있게끔 길게 연장되어 있다. 평평한 부분의 저면에 있는 긴 구멍(164)의 가장자리(본 도면에는 도시되지 않음)는 이격기(150)나 커프(130a, 130b)의 곡형 상부를 수용할 수 있도록 오목하게 테이퍼져 있다.
로드 연결 요소(160)에는 관형부(166)가 추가로 구비되며, 관의 축은 실질적으로 구멍(164)의 긴 축에 수직이다. 로드 연결 요소(160)는 로드(200)를 따라 활주하여 이동함으로써 상기 로드(200)에 설치된다. 적소에 위치되면, 로드 연결 요소(160)는 로드(200)에 대한 추가 이동을 방지하기 위하여 세트 스크류(168)에 의해 상기 로드(200)에 고정된다. 또한, 로드 연결 요소(160)에는 오목한 저면 형상부가 추가로 마련되어, 상기 로드 연결 요소가 이격기(150)의 상부 표면이나 직접 커프(130a, 130b)에[이격기(150)가 사용되지 않은 경우] 안전하게 포개어질 수 있게 된다.
도 9를 보면, 로드 연결 요소(160)를 기둥(122)에 고정시키기 위해서 최상부 잠금 너트(170)가 사용된다. 특히, 최상부 잠금 너트(170)는, 로드 연결 요소(160)와 기둥(122)이 축방향 또는 측방향으로 이동하지 못하게끔 그들을 체결하여 유지시키기에 적합한 바닥 표면(172)을 구비한다. 구체적으로 설명하면, 최상부 잠금 너트(170)는, 이격기(150)나 커프(130a, 130b)의 마찰 체결력이 로드 연결 요소(160)의 측방향 또는 축방향 이동을 방지하기에 충분하게끔, 커프(130a,130b)를 긴 구멍(164)의 테이퍼진 곡형 가장자리 내에 고정시키기에 충분한 정도의 하향 압력을 인가시키도록 형성된다.
도 10a와 도 10b에는 본 조립체를 이식하는 단계들이 도시되어 있다. 먼저, 샤프트(100a, 100b)를 수용할 수 있게 하기 위해서 척추경의 적절한 위치에 구멍이 미리 천공된다. 이어서, 샤프트(100a, 100b)가 척추체 내로 이동된다. 그 다음에, 커프(130a, 130b)가 볼(124)에 도달할 때까지 스템(120) 아래로 이동된다. 이어서, 볼(124)이 소켓(108a, 108b) 내에 배치되며(또는 압입되며), 각각 샤프트(100a, 100b) 상부(110a, 110b)와 커프(130a, 130b) 내부의 나사(112, 132)가 체결된다. 그 다음에, 기둥(122)이 적절한 위치에서 각도를 형성하며 배치되고, 커프(130a, 130b)가 아래에서 체결됨으로써, 스템(120)이 샤프트에 대해 고정되게 된다. [볼(124)은 커프(130a)와 소켓(108a) 사이로 밀어 넣어져 체결된다. 이와 다른 방식으로는, 소켓 자체가 볼(124)에 가압됨으로써 상기 볼(124)이 소켓(108b) 내로 밀어 넣어진다.] 필요한 경우에는, 이격기(150)가 기둥(122)의 커프(130a, 130b) 위에 설치된다. 이어서, 로드 연결 요소(160)가 로드(200)를 따라 활주하여 적절한 위치로 이동하고, 기둥(122)이 긴 구멍(164)에 위치된다. 로드 연결 요소(160)의 세트 스크류(168)가 로드(200)를 상기 로드 연결 요소에 고정시키도록 체결된다. 마지막으로, 최상부 잠금 너트(170)가 기둥(122)을 따라 하향으로 이동되어 로드 연결 요소(160)에 대해 적소에 위치됨으로써, 긴 구멍(164) 내에서 상기 기둥(122)의 어떠한 측방향 또는 축방향 이동도 방지된다.
완비된 후부 로드 이식 시스템에는 적어도 2개, 일반적으로는 4개 이상의 스크류 조립체들이 포함된다. 하지만, 위에서 설명한 바와 같이, 상기 조립체는, 다른 조립체의 결함을 보정할 수 있도록 바람직한 특징들을 갖는 본 조립체를 즉시 필요로 하는 기술 분야에서는 다른 스크류 조립체들과 함께 활용될 수 있다. 따라서, 본 모듈형 다축 척추경 스크류는 개별적으로 또는 다른 조립체들과 함께 활용될 수 있다.
스템부가 소켓을 포함하고 샤프트가 볼록한 최상부를 포함하는 본 발명의 제2 실시예가 도시된 도 11을 보면, 먼저 본 발명의 모듈형 다축 척추경 스크류에는 척추경 내로 삽입되는 나사 샤프트부(300)가 포함된다. 샤프트(300)는 뼈 스크류 나사(304)를 포함하는 하부 섕크부(302)를 포함한다. [상기 나사(304)는 표준형이거나 아닌 것도 가능하지만, 어떠한 경우에도 반드시 뼈를 고정시키기에 적합하여야 한다] 샤프트(300)의 최상부(306)는 둥근 상부 표면을 형성하는 반구형 돌출부(308)를 포함한다. 샤프트(300) 상부 단부(310)의 원주 표면[반구(308) 둘레]에는 제2 나사(312)가 포함된다. 샤프트(300)와 일체로 형성되고 나사 섕크(302)와 상부(310) 사이에 배치되는 확장 육각형 환형부(314)가 마련되어, 적절한 토크 렌치를 사용하여 샤프트(300)를 척추경을 통해 척추체 내로 이동시키게 된다.
도 12를 보면, 스템부(320)의 측면도가 도시되어 있다. 보다 상세하게 설명하면, 상기 스템(320)은 긴 나사 기둥부(322)와 확대 하부 소켓부(323)를 포함한다. 하부(323)의 직경은 기둥(322)보다 크고, 상기 하부의 바닥에는 구형 소켓(324)이 형성된다. 소켓(324)은 실질적으로 샤프트(300)의 반구형 상부(308)와 동일한 곡률 반경을 갖는다. 이렇게 치수들이 상호 연관되어 있기 때문에, 소켓(324)이 반구형 상부(308)에 놓여질 때 상기 소켓이 상기 반구형 상부 위에서 자유롭게 회전할 수 있게 되고, 스템(320)이 샤프트(300)에 대하여 각도를 형성할 수 있게 된다(동축 구조 내지 비동축 구조 사이의 다축 범위에 걸쳐서).
도 13에 도시된 바와 같이, 측부 단면도로 도시되어 있는 해당 커프(330)에 의해서 샤프트(300)와 스템(320)이 상호 체결된다. 상기 커프(330)는 중공 원통형이며, 그의 내부 표면(334)의 하부 절반 부분에는 나사(332)가 구비된다. 이 나사(332)는 샤프트 요소(300)의 최상부(310)에 있는 나사(312)에 맞게끔 형성된다. 상기 커프(330)의 내부 표면(336)의 상부 절반 부분에는, 바람직하게는 반구형이며 개방 단부 소켓을 형성하는 곡형 테이퍼가 포함된다. 커프(330) 최상부에 있는 개방 단부(338)의 내경은 스템(320)의 나사 기둥부(322)의 직경보다 크지만, 하부 소켓부(323)의 직경보다는 작다.
조립 중에, 초기에는 스템(320)과 샤프트(300)가 샤프트(300)의 반구형 상부(308)에서 스템(320)의 소켓(324)과 동축을 유지하며, 고정 커프(330)는 커프(330)의 나사(332, 312)와 샤프트의 최상부 외부 표면(310)이 체결될 때까지 스템의 기둥부를 따라 아래로 이동된다. 최종적으로 체결하기에 앞서, 스템(320)과 샤프트(300)는 커프(330)에 의해 함께 느슨하게 유지되지만, 소켓(324)과 반구형 상부(308)의 접촉면의 기하학적 형상에 의하여 서로에 대해 각도를 형성할 수 있게 된다. 이러한 각도 형성 범위는 반구형 상부(308), 스템의 하부 소켓부, 기둥(322) 및 커프 최상부 개구(338)의 상대 직경들에 의해 형성된다. 하지만, 커프(330)를 완전히 체결시키게 되면, 소켓(324)이 반구형 상부(308)에 압착되어, 어떠한 추가 동작도 할 수 없게 된다.
커프(330)의 외부(340)에는 상기 커프(330)가 토크 렌치에 의해 쉽게 체결될 수 있도록 하는 육각형 표면 외형부가 포함된다. 또한, 커프(330)의 상부 외부(342)는 곡형 프로파일을 제공할 수 있도록 둥글게(일정한 곡률 반경을 가지고서) 형성된다. 이로써, 커프(330)와 샤프트(300)에 대한 스템(320) 기둥(322)의 각도 배치 방향과는 무관하게, 둥근 이격기 요소(도 14와 관련 설명 참조)가 커프(330)의 최상부에 대해 확고하게 체결된다.
특히, 도 14에 도시된 바와 같이, 기둥(322)을 따라 로드 연결 수단(도 15와 관련 설명 참조)의 축방향 위치를 변화시키는 것이 바람직할 수 있기 때문에, 이격기(350)들이 마련된다. 이 이격기(350)는 기둥(322)과 동일한 내경(D-D)을 갖는 환형 요소이다. 도시된 실시예에 따르면, 이격기의 내부 표면(352)에는 기둥(322)의 나사와 체결될 수 있는 나사(354)가 포함된다. [이격기(350)에 반드시 나사가 구비될 필요는 없지만, 이러한 나사로 인해 하향력이 커프(330)에 추가로 제공됨으로써 스템(320)과 샤프트(300)를 더욱 확고히 체결시킬 수 있게 된다] 이격기(350)의 바닥 표면은 커프(330)의 테이퍼진 상부(342)와 동일한 곡률 반경을 갖는 오목부이다. 이러한 상호 간의 외형으로 인해, 이격기(350)가 스템(320)의 각도와는 무관하게 커프(330)에 고정되게 설치될 수 있다. 이격기(350)의 상부 표면은 동일 곡률 반경을 갖는 볼록부이며, 이에 따라 다수의 이격기(350)가 포개어질 수 있게 된다. 나사가 형성된 이격기(350)가 나사 기둥(322)을 따라 쉽게 이동할 수 있게 하기 위해서, 외부 측방향 표면(356)의 외형은 일례로 육각형 형상과 같이 토크 렌치에 의해 체결가능한 형상으로 형성된다.
도 15를 보면, 본 조립체의 로드 연결 요소(360)는 스템(320)에 연결될 수 있게 긴 구멍(364)이 관통되어 있는 평평한 부분(362)을 포함한다. 긴 구멍(364)은 기둥(322)과 동일한 폭을 갖지만, 상기 기둥(322)이 로드(200)에 대해 측방향으로 가변되어 배치될 수 있게끔 길게 연장되어 있다. 평평한 부분의 저면에 있는 긴 구멍(364)의 가장자리(본 도면에는 도시되지 않음)는 이격기(350)나 커프(330)의 곡형 상부를 수용할 수 있도록 오목하게 테이퍼져 있다.
로드 연결 요소(360)에는 관형부(366)가 추가로 포함되며, 관의 축은 실질적으로 구멍(364)의 긴 축에 수직이다. 로드 연결 요소(360)는 로드(200)를 따라 활주하여 이동함으로써 상기 로드(200)에 설치된다. 적소에 위치되면, 로드 연결 요소(360)는 로드(200)에 대한 추가 이동을 방지하기 위하여 세트 스크류(368)에 의해 상기 로드(200)에 고정된다. 또한, 로드 연결 요소(360)에는 오목한 저면 형상부가 추가로 마련되어, 상기 로드 연결 요소가 이격기(350)의 상부 표면이나 직접 커프(330)에[이격기(350)가 사용되지 않은 경우] 안전하게 포개어질 수 있게 된다.
도 16을 보면, 로드 연결 요소(360)를 기둥(322)에 고정시키기 위해서 최상부 잠금 너트(370)가 사용된다. 특히, 최상부 잠금 너트(370)는, 로드 연결 요소(360)와 기둥(322)이 축방향 또는 측방향으로 이동하지 못하게끔 그들을 체결하여 유지시키기에 적합한 바닥 표면(372)을 구비한다. 구체적으로 설명하면, 최상부 잠금 너트(370)는, 이격기(350)나 커프(330)의 마찰 체결력이 로드 연결 요소(360)의 측방향 또는 축방향 이동을 방지하기에 충분하게끔, 커프(330)를 긴 구멍(364)의 테이퍼진 곡형 가장자리 내에 고정시키기에 충분한 정도의 하향 압력을 인가시키도록 형성된다.
도 17에는 본 조립체를 이식하는 단계들이 도시되어 있다. 먼저, 샤프트(300)를 수용할 수 있게 하기 위해서 척추경의 적절한 위치에 구멍이 미리 천공된다. 이어서, 샤프트(300)가 척추체 내로 이동된다. 그 다음에, 커프(330)가 하부 소켓부(323)에 도달할 때까지 스템(320) 아래로 이동된다. 이어서, 소켓(324)이 샤프트의 반구형 상부(308)에 배치되며, 샤프트(300) 상부(310)와 커프(330) 내부의 나사(312, 332)가 체결된다. 그 다음에, 기둥(322)이 적절한 위치에서 각도를 형성하며 배치되고, 커프(330)가 아래에서 체결됨으로써, 스템(320)이 샤프트에 대해 고정되게 된다. [하부 소켓부(323)는 커프(330)와 소켓(308) 사이로 밀어 넣어져 체결된다] 필요한 경우에는, 이격기(350)가 기둥(322)의 커프(330) 위에 설치된다. 이어서, 로드 연결 요소(360)가 로드(200)를 따라 활주하여 적절한 위치로 진행하고, 기둥(322)이 긴 구멍(364)에 위치된다. 로드 연결 요소(360)의 세트 스크류(368)가 로드(200)를 상기 로드 연결 요소에 고정시키도록 체결된다. 마지막으로, 최상부 잠금 너트(370)가 기둥(322)을 따라 하향으로 진행되어 로드 연결 요소(360)에 대해 적소에 위치됨으로써, 긴 구멍(364) 내에서 상기 기둥(322)의 어떠한 측방향 또는 축방향 이동도 방지된다.
완비된 후부 로드 이식 시스템에는 적어도 2개, 일반적으로는 4개 이상의 스크류 조립체들이 포함된다. 하지만, 위에서 설명한 바와 같이, 상기 조립체는, 다른 조립체의 결함을 보정할 수 있도록 바람직한 특징들을 갖는 본 조립체를 즉시 필요로 하는 기술 분야에서는 다른 스크류 조립체들과 함께 활용될 수 있다. 따라서, 본 모듈형 다축 척추경 스크류는 개별적으로 또는 다른 조립체들과 함께 활용될 수 있다.
지금까지 후부 척추 로드 이식 기구와 함께 사용되는 모듈형 다축 척추경 스크류 조립체의 실시예들에 대해 설명하였지만, 본 기술 분야의 당업자라면 본 발명의 원리와 사상으로부터 벗어나지 않고서도 본 발명에 여러 가지 변형을 가할 수 있음을 명확하게 파악할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부 특허청구범위에 의해서만 한정된다.

Claims (29)

  1. 최상부에 곡형 소켓이 형성되고 상부 원주 방향 표면에 나사가 배치되는 샤프트로서, 상기 소켓은 일정한 곡률 반경을 갖는 곡형 표면을 구비하고 반구보다 크며, 상기 소켓에는 최상부로부터 소켓의 최대 직경부보다 낮은 위치로 하향으로 연장되고 상기 소켓 내에 형성되는 적어도 하나의 축방향 슬롯이 추가로 구비되는, 샤프트와;
    상부 기둥부와 하부 볼부를 구비한 스템으로서, 상기 볼부의 직경은 상부 기둥부보다 크고, 상기 볼부는 상기 곡형 소켓에 체결되어 초기에 회전되도록 성형되는, 스템과;
    직경이 상부 기둥부보다 크고 볼부보다 작은 개구가 최상부에 구비된 중공 원통형 본체를 구비한 커프로서, 상기 커프를 샤프트에 위치시키기 전에 스템이 동축 배치 방향과 비동축 배치 방향을 포함한 배치 방향 범위에서 샤프트에 대해 다축으로 회전될 수 있고, 상기 커프를 샤프트에 위치시킨 후에 볼부가 곡형 소켓 내로 압입됨으로써 샤프트에 대한 스템의 추가 동작이 방지되는, 커프와;
    상기 커프를 상기 샤프트에 연결시키는 수단과;
    로드를 상기 스템에 연결시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 다축 척추경 스크류 조립체.
  2. 최상부에 곡형 소켓이 형성되고 상부 원주 방향 표면에 나사가 배치되는 샤프트로서, 상기 샤프트와 일체로 형성되고 상부 원주 방향 표면 아래에 위치되며 육각형 외형부를 구비하는 환형부가 구비되는, 샤프트와;
    상부 기둥부와 하부 볼부를 구비한 스템으로서, 상기 볼부의 직경은 상부 기둥부보다 크고, 상기 볼부는 상기 곡형 소켓에 체결되어 초기에 회전되도록 성형되는, 스템과;
    중공 원통형 본체를 구비하고 상기 샤프트의 상부 원주 방향 표면의 나사에 체결될 수 있는 나사를 하부 내부 표면에 구비하며 직경이 상부 기둥부보다 크고 볼부보다 작은 개구를 최상부에 구비하는 커프로서, 상기 커프를 샤프트에 완전히 고정시키기 전에 스템이 동축 배치 방향과 비동축 배치 방향을 포함한 배치 방향 범위에서 샤프트에 대해 다축으로 회전될 수 있고, 상기 커프를 샤프트에 완전히 고정시켜 볼부가 곡형 소켓 내로 압입됨으로써 샤프트에 대한 스템의 추가 동작이 방지되는, 커프와;
    로드를 스템에 연결시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 다축 척추경 스크류 조립체.
  3. 제2항에 있어서,
    샤프트의 하부 원주 방향 표면에 제2 나사가 배치되는 것을 특징으로 하는 모듈형 다축 척추경 스크류 조립체.
  4. 제2항에 있어서,
    샤프트의 최상부에 형성된 소켓은 일정한 곡률 반경을 갖는 소켓인 것을 특징으로 하는 모듈형 다축 척추경 스크류 조립체.
  5. 제4항에 있어서,
    소켓은 반구보다 작은 것을 특징으로 하는 모듈형 다축 척추경 스크류 조립체.
  6. 제4항에 있어서,
    소켓은 반구보다 큰 것을 특징으로 하는 모듈형 다축 척추경 스크류 조립체.
  7. 제6항에 있어서,
    샤프트의 최상부에 적어도 하나의 축방향 슬롯이 형성되고, 상기 슬롯은 샤프트의 최상부로부터 소켓의 최대 직경부보다 낮은 위치로 축방향 하향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 모듈형 다축 척추경 스크류 조립체.
  8. 제7항에 있어서,
    커프의 하부 내부 표면은 상향과 반경 방향 내부로 테이퍼지는 것을 특징으로 하는 모듈형 다축 척추경 스크류 조립체.
  9. 삭제
  10. 제2항에 있어서,
    상부 기둥부는 표면 나사를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 다축 척추경 스크류 조립체.
  11. 제2항에 있어서,
    커프는 육각형 형상을 형성하는 외부 원주 방향 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 다축 척추경 스크류 조립체.
  12. 제5항에 있어서,
    커프는 소켓과 동일한 곡률 반경을 갖는 둥근 내부 표면을 형성하기 위해서 축방향으로 테이퍼진 상부 내부 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 다축 척추경 스크류 조립체.
  13. 제2항에 있어서,
    커프는 둥근 형상을 나타내도록 상호 축방향으로 테이퍼진 상부 외부 표면과 최상부 외부 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 다축 척추경 스크류 조립체.
  14. 제13항에 있어서,
    로드를 스템에 연결하는 수단과 커프 사이에 배치된 적어도 하나의 이격기 요소를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 다축 척추경 스크류 조립체.
  15. 제14항에 있어서,
    적어도 하나의 이격기 요소는 오목 하부 표면과 볼록 상부 표면을 구비한 와셔를 포함하고, 상기 상부 표면과 하부 표면의 볼록한 정도와 오목한 정도는 커프의 상부 외부 표면과 최상부 표면의 곡률과 동일한 것을 특징으로 하는 모듈형 다축 척추경 스크류 조립체.
  16. 제15항에 있어서,
    스템의 상부 기둥부가 외부 표면 나사를 포함하고, 적어도 하나의 이격기 요소의 내부 원주 방향 표면이 나사를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 다축 척추경 스크류 조립체.
  17. 제16항에 있어서,
    적어도 하나의 이격기 요소는 육각형 형상을 형성하는 외부 원주 방향 형상부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 다축 척추경 스크류 조립체.
  18. 제2항에 있어서,
    로드를 스템에 연결하는 수단은, 상기 스템의 상부 기둥부에 설치가능한 로드 연결 요소와, 상기 로드 연결 수단 위에서 상기 상부 기둥부에 고정가능한 최상부 잠금 너트를 포함하고, 상기 로드 연결 요소가 최상부 잠금 너트와 커프 사이에 고정되는 것을 특징으로 하는 모듈형 다축 척추경 스크류 조립체.
  19. 척추의 긴 축에 평행하게 위치된 적어도 하나의 로드와;
    상기 적어도 하나의 로드를 상기 척추에 고정되게 연결시키고, 적어도 하나의 척추경 스크류가 모듈형 다축 척추경 스크류인, 다수의 척추경 스크류 조립체들을 포함하는 척추용 정형 외과 이식 장치로서,
    상기 모듈형 다축 척추경 스크류는,
    최상부에 곡형 소켓이 형성되고 상부 원주 방향 표면에 나사가 배치되는 샤프트와;
    상부 기둥부와 하부 볼부를 구비한 스템으로서, 상기 볼부의 직경은 상부 기둥부보다 크고, 상기 볼부는 상기 곡형 소켓에 체결되어 초기에 회전되도록 성형되는, 스템과;
    중공 원통형 본체를 구비하고 상기 샤프트의 상부 원주 방향 표면의 나사에 체결될 수 있는 나사를 하부 내부 표면에 구비하며 직경이 상부 기둥부보다 크고 볼부보다 작은 개구를 최상부에 구비하는 커프로서, 상기 커프를 샤프트에 완전히 고정시키기 전에 스템이 동축 배치 방향과 비동축 배치 방향을 포함한 배치 방향 범위에서 샤프트에 대해 다축으로 회전될 수 있고, 상기 커프를 샤프트에 완전히 고정시켜 볼부가 곡형 소켓 내로 압입됨으로써 샤프트에 대한 스템의 추가 동작이 방지되는, 커프와;
    로드를 스템에 연결시키는 수단과;
    로드를 스템에 연결시키는 수단과 커프 사이에 배치된 적어도 하나의 이격기 요소로서, 오목 하부 표면과 볼록 상부 표면을 구비한 와셔를 포함하고, 상기 상부 표면과 하부 표면의 볼록한 정도와 오목한 정도는 상기 커프의 상부 외부 표면과 최상부 표면의 곡률과 동일한, 적어도 하나의 이격기 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추용 정형 외과 이식 장치.
  20. 샤프트부와 상부를 구비한 뼈 스크류로서, 상기 상부에 상기 샤프트부와 동축인 반구형 상부가 구비되고, 상기 반구형 상부 아래에 배치된 상기 상부의 상부 원주 방향 표면에 나사가 구비되는, 뼈 스크류와;
    상부 기둥부와 하부를 구비한 스템으로서, 상기 하부의 직경은 상부 기둥부보다 크고, 상기 하부는 뼈 스크류의 반구형 상부와 동일한 곡률 반경을 갖는 소켓을 형성하며, 상기 소켓은 상기 스크류의 반구형 상부에 체결되어 초기에 회전되도록 성형되고, 상기 하부의 외부 표면은 둥근 형상부를 구비하는, 스템과;
    중공 원통형 본체를 구비한 커프로서, 상기 중공 원통형 본체의 최상부에는 직경이 상부 기둥부보다 크고 볼부보다 작은 개구가 구비되고, 상기 중공 원통형 본체의 하부 내부 표면에는 상기 최상부의 개구와 동축이고 상기 스크류 상부의 상부 원주 방향 표면의 나사에 체결될 수 있는 나사가 구비되며, 상기 커프를 상부에 완전히 고정시키기 전에 스템이 커프 최상부의 개구를 통해 연장된 기둥부와 함께 커프와 뼈 스크류에 대해 동축 배치 방향과 비동축 배치 방향을 포함한 배치 방향 범위에서 샤프트에 대하여 다축으로 회전될 수 있고, 상기 커프를 스크류의 상부에 완전히 고정시켜 곡형 소켓이 반구형 상부에 압착됨으로써 샤프트에 대한 기둥의 추가 동작이 방지되는, 커프와;
    로드를 스템에 연결시키는 수단과;
    로드를 스템에 연결시키는 수단과 커프 사이에 배치된 적어도 하나의 이격기 요소로서, 오목 하부 표면과 볼록 상부 표면을 구비한 와셔를 포함하고, 상기 상부 표면과 하부 표면의 볼록한 정도와 오목한 정도는 상기 커프의 상부 외부 표면과 최상부 표면의 곡률과 동일한, 적어도 하나의 이격기 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 다축 척추경 스크류 조립체.
  21. 반구형 상부가 구비되고 상부 원주 방향 표면에 나사가 배치되는 샤프트로서, 상기 샤프트와 일체로 형성되고 상부 원주 방향 표면 아래에 위치되며 육각형 외형부를 구비하는 환형부가 구비되는, 샤프트와;
    상부 기둥부와 하부 소켓부를 구비한 스템으로서, 상기 하부 소켓부의 직경은 상부 기둥부보다 크고, 상기 소켓부는 상기 반구형 상부에 체결되어 초기에 회전되도록 성형되며, 상기 하부 소켓부는 곡형 외부 표면을 추가로 포함하는, 스템과;
    중공 원통형 본체를 구비하고 상기 샤프트의 상부 원주 방향 표면의 나사에 체결될 수 있는 나사를 하부 내부 표면에 구비하며 직경이 상부 기둥부보다 크고 소켓부보다 작은 개구를 최상부에 구비하는 커프로서, 상기 커프를 샤프트에 완전히 고정시키기 전에 스템이 동축 배치 방향과 비동축 배치 방향을 포함한 배치 방향 범위에서 샤프트에 대해 다축으로 회전될 수 있고, 상기 커프를 샤프트에 완전히 고정시켜 소켓부가 반구형 상부에 압착됨으로써 샤프트에 대한 스템의 추가 동작이 방지되는, 커프와;
    로드를 스템에 연결시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 다축 척추경 스크류 조립체.
  22. 제21항에 있어서,
    상부 기둥부는 표면 나사를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 다축 척추경 스크류 조립체.
  23. 제21항에 있어서,
    커프는 육각형 형상을 형성하는 외부 원주 방향 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 다축 척추경 스크류 조립체.
  24. 제23항에 있어서,
    커프는 하부 소켓부의 곡형 외부 표면을 수용하기 위한 둥근 내부 수용 표면을 형성하기 위해서 축방향으로 테이퍼진 상부 내부 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 다축 척추경 스크류 조립체.
  25. 최상부에 반구형 상부가 구비되고, 상부 원주 방향 표면에 나사가 배치되는 샤프트와;
    상부 기둥부와 하부 소켓부를 구비한 스템으로서, 상기 소켓부의 직경은 기둥부보다 크고, 상기 소켓부는 상기 반구형 상부에 체결되어 초기에 회전되도록 성형되는, 스템과;
    중공 원통형 본체를 구비하고 상기 샤프트의 상부 원주 방향 표면의 나사에 체결될 수 있는 나사를 하부 내부 표면에 구비하며 직경이 상부 기둥부보다 크고 하부 소켓부보다 작은 개구를 최상부에 구비하는 커프로서, 상기 커프를 샤프트에 완전히 고정시키기 전에 스템이 동축 배치 방향과 비동축 배치 방향을 포함한 배치 방향 범위에서 샤프트에 대해 다축으로 회전될 수 있고, 상기 커프를 샤프트에 완전히 고정시켜 하부 소켓부가 반구형 상부에 압착됨으로써, 둥근 형상을 나타내도록 상호 축방향으로 테이퍼진 상부 외부 표면과 최상부 외부 표면과 샤프트에 대한 스템의 추가 동작이 방지되는, 커프와;
    로드를 스템에 연결시키는 수단과;
    로드를 스템에 연결시키는 수단과 커프 사이에 배치된 적어도 하나의 이격기 요소로서, 오목 하부 표면과 볼록 상부 표면을 구비한 와셔를 포함하고, 상기 상부 표면과 하부 표면의 볼록한 정도와 오목한 정도는 상기 커프의 상부 외부 표면과 최상부 표면의 곡률과 동일한, 적어도 하나의 이격기 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 다축 척추경 스크류 조립체.
  26. 제25항에 있어서,
    스템의 상부 기둥부가 외부 표면 나사를 포함하고, 적어도 하나의 이격기 요소의 내부 원주 방향 표면이 나사를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 다축 척추경 스크류 조립체.
  27. 제26항에 있어서,
    적어도 하나의 이격기 요소는 육각형 형상을 형성하는 외부 원주 방향 형상부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 다축 척추경 스크류 조립체.
  28. 반구형 상부가 구비되고 상부 원주 방향 표면에 나사가 배치되는 샤프트로서, 상기 샤프트와 일체로 형성되고 상부 원주 방향 표면 아래에 위치되며 육각형 외형부를 구비하는 환형부가 구비되는, 샤프트와;
    상부 기둥부와 하부 소켓부를 구비한 스템으로서, 상기 하부 소켓부의 직경은 상부 기둥부보다 크고, 상기 하부 소켓부는 곡형 소켓을 형성하며, 상기 곡형 소켓은 상기 스크류의 반구형 상부에 체결되어 초기에 회전되도록 성형되는, 스템과;
    중공 원통형 본체를 구비하고 상기 샤프트의 상부 원주 방향 표면의 나사에 체결될 수 있는 나사를 하부 내부 표면에 구비하며 직경이 상부 기둥부보다 크고 하부 소켓부보다 작은 개구를 최상부에 구비하는 커프로서, 상기 커프를 샤프트에 완전히 고정시키기 전에 스템이 동축 배치 방향과 비동축 배치 방향을 포함한 배치 방향 범위에서 샤프트에 대해 다축으로 회전될 수 있고, 상기 커프를 샤프트에 완전히 고정시켜 하부 소켓부가 반구형 상부에 압착됨으로써 샤프트에 대한 스템의 추가 동작이 방지되는, 커프와;
    상기 스템의 상부 기둥부에 설치가능한 로드 연결 요소와;
    상기 로드 연결 요소 위에서 상부 기둥부에 고정가능한 최상부 잠금 너트로서, 상기 최상부 잠금 너트와 커프 사이에 상기 로드 연결 요소를 고정시키는, 최상부 잠금 너트를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈형 다축 척추경 스크류 조립체.
  29. 척추의 긴 축에 평행하게 위치된 적어도 하나의 로드와;
    상기 적어도 하나의 로드를 상기 척추에 고정되게 연결시키고, 적어도 하나의 척추경 스크류가 모듈형 다축 척추경 스크류인, 다수의 척추경 스크류 조립체들을 포함하는 척추용 정형 외과 이식 장치로서,
    상기 모듈형 다축 척추경 스크류는,
    반구형 상부가 구비되고 상부 원주 방향 표면에 나사가 배치되는 샤프트로서, 상기 샤프트와 일체로 형성되고 상부 원주 방향 표면 아래에 위치되며 육각형 외형부를 구비하는 환형부가 구비되는, 샤프트와;
    상부 기둥부와 하부 소켓부를 구비한 스템으로서, 상기 하부 소켓부의 직경은 상부 기둥부보다 크고, 상기 하부 소켓부는 곡형 소켓을 형성하며, 상기 소켓은 상기 스크류의 반구형 상부에 체결되어 초기에 회전되도록 성형되는, 스템과;
    중공 원통형 본체를 구비하고 상기 샤프트의 상부 원주 방향 표면의 나사에 체결될 수 있는 나사를 하부 내부 표면에 구비하며 직경이 상부 기둥부보다 크고 하부 소켓부보다 작은 개구를 최상부에 구비하는 커프로서, 상기 커프를 샤프트에 완전히 고정시키기 전에 스템이 동축 배치 방향과 비동축 배치 방향을 포함한 배치 방향 범위에서 샤프트에 대해 다축으로 회전될 수 있고, 상기 커프를 샤프트에 완전히 고정시켜 하부 소켓부가 반구형 상부에 압착됨으로써 샤프트에 대한 스템의 추가 동작이 방지되는, 커프와;
    상기 스템의 상부 기둥부에 설치가능한 로드 연결 요소와;
    상기 로드 연결 요소 위에서 상부 기둥부에 고정가능한 최상부 잠금 너트로서, 상기 최상부 잠금 너트와 커프 사이에 상기 로드 연결 요소를 고정시키는, 최상부 잠금 너트를 포함하는 것을 특징으로 하는 척추용 정형 외과 이식 장치.
KR10-1999-7003041A 1996-10-09 1997-10-07 모듈형 다축 체결 척추경 스크류 KR100531146B1 (ko)

Applications Claiming Priority (6)

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