KR100612613B1 - 뼈 고정 장치 및 그 장치내의 로드를 연결하기 위한트랜스커넥터 - Google Patents

뼈 고정 장치 및 그 장치내의 로드를 연결하기 위한트랜스커넥터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 뼈를 보다 견고하게 고정할 수 있는 뼈 고정장치와 그 장치 내에 적용되는 로드를 서로 견고하게 고정할 수 있는 트랜스커넥터에 관한 것이다. 뼈 고정장치는 스크류 고정체(1), 결합부재(2), 로드(3) 및 고정스크류(4)로 이루어지고, 상기 스크류 고정체는 스크류부(11)와 스크류헤드(12)로 일체로 형성되고, 상기 스크류헤드는 하부구형부(121), 직선 원통부(122), 상부구형부(123), 상부구형부에서 내부쪽으로 형성된 리세스(recess)(124), 리세스 상단부(125) 및 중앙부(126)로 이루어진다. 또한 본 발명에 따른 트랜스커넥터는 암부재(51), 수부재(52), 볼트(53) 및 너트(54)로 이루어지고, 상기 부재에는 로드를 고정하기 위한 조임부재(511)가 약 30°의 각도로 기울어져 형성되고, 볼트(53)가 좌우로 이동하기 위한 타원형 홀(512)이 형성되고, 상기 수부재에는 로드를 고정하기 위한 조임부재(512)가 약 30°의 각도로 기울어져 형성되고, 상기 볼트에는 상기 수부재가 삽입되어 고정될 수 있도록 홀(531)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
뼈 고정장치, 트랜스커넥터, 스크류 고정체, 로드, 척추

Description

뼈 고정 장치 및 그 장치내의 로드를 연결하기 위한 트랜스커넥터{Pedicle Screw Assembly and Transconnector for Coupling Rods Therein}
제1도는 본 발명에 따른 뼈 고정장치의 개략적인 단면도이다.
제2도는 본 발명에 따른 뼈 고정장치의 개략적인 분해사시도이다.
제3도는 본 발명에 따른 뼈 고정장치의 스크류 고정체(1)의 스크류헤드(12)의 개략적인 평면도이다.
제4도는 본 발명에 따른 뼈 고정장치의 스크류 고정체(1)의 스크류헤드(12)의 개략적인 단면도이다.
제5도는 두 개의 뼈 고정장치에 결합된 로드를 서로 연결하기 위한 트랜스커넥터의 개략적인 사시도이다.
제6도는 본 발명에 따른 트랜스커넥터의 개략적인 분해사시도이다.
제7도는 두개의 로드를 결합한 트랜스커넥터의 개략적인 단면도이다.
*도면의 주요부호에 대한 간단한 설명*
1 : 스크류 고정체(screw fastner) 2 : 결합부재
3 : 로드(rod) 4 : 고정스크류(set screw)
11 : 스크류부(screw part) 12 : 스크류헤드(screw head)
13 : 드라이버 홈
121 : 하부 구형부 122 : 직선원통부
123 : 상부 구형부 124 : 리세스(recess)
125 : 리세스 상단부 126 : 중앙부
5 : 트랜스커넥터 51 : 암 부재
52 : 수 부재 53 : 볼트
54 : 너트 511, 521 : 조임부재
512 : 타원형 홀 531 : 홀
발명의 분야
본 발명은 정형외과 환자에 적용되는 척추와 같은 뼈 고정장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 뼈를 보다 견고하게 고정할 수 있는 뼈 고정장치와 그 장치 내에 적용되는 로드를 서로 견고하게 고정할 수 있는 트랜스커넥터에 관한 것이다.
발명의 배경
척추와 같은 뼈를 고정하기 위한 뼈 고정장치는 정형외과 환자들에게 널리 적용되고 있다. 뼈 고정장치는 구부러진 척추를 원형으로 회복하는 경우에 척추 뼈에 스크류 고정체를 박아서 고정시키고, 그 스크류 고정체를 외부에서 고정시켜 정상상태로 회복시키기 위한 정형외과용 의료 기구라 할 수 있다.
이러한 정형외과용 뼈 고정장치는 많은 연구가 진행되어 다양한 제품들이 개발되어 왔다.
미국특허 제6,488,681B2에는 이러한 뼈 고정장치가 개시되어 있고, 이를 기초로 한 미국특허 공개 제2002/0183748A1에는 이 뼈 고정장치를 이용하여 척추를 정상화하는 방법이 개시되어 있다.
대한민국 특허공개 제2002-73439호에도 척추 골봉합 어셈블리 및 이를 구비하는 골봉합 시스템에 대하여 개시하고 있다.
또한 본 출원인도 뼈 고정장치를 개발하여 실용신안 제347155호로 등록받은 바 있다.
정형외과용 뼈 고정장치는 뼈 속에 스크류 고정체를 박아 장기간 변형된 뼈를 원형으로 회복시키기 위한 장치이기 때문에 견고하게 고정되어야 한다. 환자에 뼈 고정장치를 시술한 상태에서 후에 고정력의 약화로 인하여 뼈 고정장치가 변형된다면 변형된 뼈를 원형으로 회복시킬 수가 없기 때문이다. 따라서 뼈 고정장치는 충분한 고정력을 갖는 것이 가장 중요한 품질요건이라 할 수 있다. 본 발명은 이러한 관점에서 개발되었으며, 이미 공지된 상기 발명이나 고안에 대하여 우수한 고정 력을 갖는다.
뼈 고정장치는 2개 이상 사용되며, 이들 각각에 사용되는 로드(rod)를 서로 연결하여 비정상 상태의 뼈를 고정하게 된다. 로드를 서로 연결하기 위하여 트랜스커넥터(transconnector)라는 장치를 이용한다.
대한민국 특허등록 제307306호에는 뼈 고정장치에서의 로드를 서로 고정시키는 척추내 고정장치에 대하여 개시하고 있다.
또한 미국특허 제6,283,967B1호에도 뼈 고정장치에서의 로드를 고정시키기 위한 트랙스커넥터를 개시하고 있다.
트랜스커넥터는 뼈 고정장치에 결합되는 로드를 서로 결합시켜 주는 역할을 하는 수단이다. 그런데 뼈 고정장치에 결합된 로드가 항상 일정한 방향으로 균일하게 배열되어 있지 않다. 따라서 이러한 편차가 존재하는 로드를 견고하게 고정시킬 수 있는 것이 트랜스커넥터가 갖추어야 할 중요한 요건이라 할 수 있다. 그러나 상기 개시된 발명들은 모두 평행하게 배열된 상태에서 두 로드 사이의 거리만을 조절하여 로드를 고정시킬 수 있기 때문에, 항상 만족할 만한 결합을 기대할 수 없다. 본 발명에 따른 트랜스커넥터는 이러한 요건을 충족하기 위하여 개발된 것으로, 로드의 배열에 약간의 편차가 존재하더라도 로드를 서로 견고하게 조립할 수 있다.
본 발명의 목적은 뼈 속에 삽입되어 고정된 스크류 고정체와 로드와의 결합고정력을 향상시킬 수 있는 뼈 고정장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 뼈 속에 삽입되어 고정된 스크류 고정체를 지지하는 결합부재의 고정방향을 자유롭게 하여 결합고정력을 향상시킬 수 있는 뼈 고정장치를 제공하기 위한 것이다.
본 또 다른 목적은 뼈 고정장치의 로드의 배열에 약간의 편차가 존재하더라도 로드를 서로 견고하게 고정시킬 수 있는 트랜스커넥터를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 수 부재가 암 부재와 결합된 위치에서 자유롭게 회전할 수 있고, 암 부재와의 일직선 상태에서 벗어나도록 자유롭게 회전할 수 있으며, 로드와의 거리를 수 부재 또는 암 부재 단독으로 조절할 수 있는 트랜스커넥터를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
발명의 요약
본 발명은 스크류 고정체(1), 결합부재(2), 로드(3) 및 고정스크류(4)로 이루어지는 정형외과용 뼈 고정장치에 있어서, 상기 스크류 고정체가 스크류부(11)와 스크류헤드(12)로 일체로 형성되고, 상기 스크류헤드는 하부구형부(121), 직선 원통부(122), 상부구형부(123), 상부구형부에서 내부쪽으로 형성된 리세스(recess)(124), 리세스 상단부(125) 및 중앙부(126)로 이루어지고, 상기 하부구형 부는 중심(C) 아래쪽의 중심(C1)에서 반경(R1)을 갖고, 상기 상부구형부는 중심(C) 위쪽의 중심(C2)에서 반경(R2)을 갖고, 상기 리세스 상단부는 중심(C) 좌우쪽에서 각각 중심(C3, C4)과 반경(R3, R4)을 갖고, 상기 중앙부는 반경(R 5)을 갖고, 그 중심(C5)은 중심(C)과 일치하거나 그 위쪽에 위치하고, 상기 중심(C, C1, C2, C5)는 일직선 상에 위치하고, 상기 중심(C, C3, C4)는 일직선상에 위치하고, 상기 반경(R1 , R2, R3, R4)은 서로 동일한 것을 그 특징으로 한다. 상기 스크류헤드의 상부에는 3개의 드라이버 홈(13)이 형성된다.
또한 본 발명에 따른 트랜스커넥터는 암 부재(51), 수 부재(52), 볼트(53) 및 너트(54)로 이루어지고, 상기 암 부재에는 로드를 고정하기 위한 조임부재(511)가 약 30°의 각도로 기울어져 형성되고, 볼트(53)가 좌우로 이동하기 위한 타원형 홀(512)이 형성되고, 상기 수 부재에는 로드를 고정하기 위한 조임부재(521)가 약 30°의 각도로 기울어져 형성되고, 상기 볼트에는 상기 수 부재가 삽입되어 고정될 수 있도록 홀(531)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 트랜스커넥터는 타원형 홀(512)의 장경(長徑)의 범위 내에서 볼트(53)가 자유롭게 이동할 수 있고, 수 부재(52)가 자체적으로 회전할 수 있고, 수 부재와 암 부재가 일직선 상태에서 벗어나 특정의 각도로 구부러질 수 있도록 수 부재가 회전할 수 있다. 수 부재는 볼트(53)의 홀(531) 내에서 자유롭게 이동함으로써 로드 사이의 거리에 따라 적절하게 조절될 수 있다.
이하 본 발명의 내용을 첨부된 도면을 참조로 하여 아래에서 상세히 설명한다.
발명의 구체예에 대한 상세한 설명
제1도는 본 발명에 따른 뼈 고정장치의 개략적인 단면도이고, 제2도는 본 발명에 따른 뼈 고정장치의 개략적인 분해사시도이다.
정형외과용 뼈 고정장치는 제1도 및 제2도에서 보는 바와 같이 스크류 고정체(1), 결합부재(2), 로드(3) 및 고정스크류(4)로 이루어진다. 스크류 고정체는 고정체는 결합부재에 조립된 상태로 환자에게 적용된다. 즉 스크류 고정체는 스크류부(11)와 스크류헤드(12)가 일체로 형성되는데, 스크류헤드가 결합부재 내부 속으로 조립되고, 그 결합부재 내부 속에서 스크류헤드가 자유자재로 회전하도록 조립된다. 자유자재로 회전하도록 함으로써 스크류 고정체를 환자의 뼈에 삽입하여 고정시킨 후, 로드(3)를 원하는 방향으로 고정시킬 수 있다. 스크류 고정체를 환자의 뼈에 삽입하는 방법은 드라이버를 이용하며, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있다. 스크류 고정체를 환자의 뼈에 삽입하여 고정시킨 후, 로드(3)를 결합부재를 관통하여 스크류헤드 위에 위치시키고, 결합부재 상 내부쪽에서 고정스크류(4)를 조립시킨다.
본 발명은 상기 뼈 고정장치에서 스크류부(11)와 스크류헤드(12)가 일체로 형성되는 스크류 고정체에 관한 것이다. 그중에서도 스크류헤드의 구조에 관한 것이다.
제3도는 본 발명에 따른 뼈 고정장치의 스크류 고정체(1)의 스크류헤드(12)의 개략적인 평면도이다. 상기 스크류헤드의 상부에는 3개의 드라이버 홈(13)이 형성되어 있어서 스크류 고정체를 뼈에 삽입하거나 뼈에 삽입된 스크류 고정체를 제거할 때 드라이버를 이용할 수 있도록 되어 있다. 물론 스크류헤드의 상부에 형성되는 드라이버 홈(13)은 반드시 3 개일 필요는 없고 4 내지 6 개인 경우도 모두 가능하다.
제4도는 본 발명에 따른 뼈 고정장치의 스크류 고정체(1)의 스크류헤드(12)의 개략적인 단면도이다.
본 발명에 따른 스크류 고정체의 스크류헤드는 하부구형부(121), 직선 원통부(122), 상부구형부(123), 상부구형부에서 내부쪽으로 형성된 리세스(recess) (124), 리세스 상단부(125) 및 중앙부(126)로 이루어진다. 상기 하부구형부는 중심(C) 아래쪽의 중심(C1)에서 반경(R1)을 갖고, 상기 상부구형부는 중심(C) 위쪽의 중심(C2)에서 반경(R2)을 갖는다.
상기 하부구형부(121)와 상부구형부(123) 사이에는 직선 원통부(122)가 형성된다. 직선 원통부의 길이는 상기 하부구형부의 중심(C1)과 상부구형부의 중심(C2) 사이의 거리보다 약간 더 긴 것이 바람직하다. 한 예로 직선 원통부의 길이가 약 0.4 mm일 때, 하부구형부의 중심(C1)과 상부구형부의 중심(C2) 사이의 거리는 약 0.33 mm 인 것이 바람직하다. 물론 이러한 수치는 스크류 고정체의 크기에 따라 변형될 수 있는 것이며, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있다.
상부구형부가 끝나는 위쪽에서는 구(球)의 내부쪽으로 반경이 작아지도록 리세스(124)가 형성된다. 리세스의 상부 위쪽으로는 리세스 상단부(125)가 형성된다. 리세스 상단부는 중심(C) 좌우쪽에서 각각 중심(C3, C4)과 반경(R3, R4 )을 갖는다. 하부구형부의 중심(C1)과 상부구형부의 중심(C2) 사이의 거리가 약 0.4 mm 일 때 리세스 상단부의 중심(C3, C4) 사이의 거리는 약 1.34 mm 인 것이 바람직하다. 물론 이러한 수치는 스크류 고정체의 크기에 따라 변형될 수 있는 것이며, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있다.
상기 리세스 상단부 위쪽으로는 중앙부가 위치하는데, 이 중앙부는 반경(R5)을 갖고, 그 중심(C5)은 중심(C)과 일치하거나 그 위쪽에 위치한다. 중심(C5)이 위쪽에 위치할수록 중앙부의 반경이 작아지기 때문에 중앙부의 곡면은 더 볼록하게 된다.
상기 중심(C, C1, C2, C5)은 세로축의 일직선 상에 위치하고, 상기 중심(C, C3, C4)은 가로축의 일직선 상에 위치한다. 상기 반경(R1, R2, R3, R4)은 서로 동일지만 반경(R5)은 이들보다 짧다.
스크류 고정체의 스크류헤드가 상기와 같은 구조를 가짐으로써 스크류 고정 체의 스크류헤드로부터 결합부재를 보다 자유롭게 회전시켜 그 위치를 자유롭게 설정할 수 있고, 스크류 고정체를 지지하는 결합부재의 고정방향을 자유롭게 설정하여 결합고정력을 향상시킬 수 있는 장점을 갖는다.
본 발명은 뼈 고정장치 내에 적용되는 로드를 서로 견고하게 고정할 수 있는 트랜스커넥터도 포함한다. 트랜스커넥터는 뼈 고정장치에 결합되는 로드를 서로 결합시켜 주는 역할을 하는 수단이다. 그런데 뼈 고정장치에 결합된 로드가 항상 일정한 방향으로 균일하게 배열되어 있지 않기 때문에, 이러한 편차가 존재하는 경우에는 여러 가지 어려움이 존재하여 왔다.
제5도는 두 개의 뼈 고정장치에 결합된 로드를 서로 연결하기 위한 본 발명에 따른 트랜스커넥터의 개략적인 사시도이고, 제6도는 그 트랜스커넥터의 개략적인 분해사시도이다.
본 발명에 따른 트랜스커넥터는 암 부재(51), 수 부재(52), 볼트(53) 및 너트(54)로 이루어진다.
상기 암 부재에는 로드를 고정하기 위한 조임부재(511)가 약 15°의 각도로 기울어져 형성되고, 볼트(53)가 좌우로 이동하기 위한 타원형 홀(512)이 형성된다. 상기 수 부재에는 로드(3)를 고정하기 위한 조임부재(521)가 약 15°의 각도로 기울어져 형성되고, 상기 볼트에는 상기 수 부재가 삽입되어 고정될 수 있도록 홀(531)이 형성된다. 볼트의 홀 속으로 수 부재를 삽입시키고, 다시 볼트를 타원형 홀에 관통시켜 최종적으로 너트(54)로써 조립한다.
상기 트랜스커넥터는 타원형 홀(512)의 장경(長徑)의 범위 내에서 볼트(53) 가 자유롭게 이동할 수 있고, 수 부재(52)가 자체적으로 회전할 수 있고, 수 부재와 암 부재가 일직선 상태에서 벗어나 특정의 각도로 구부러질 수 있도록 수 부재가 회전할 수 있다. 수 부재는 볼트(53)의 홀(531) 내에서 자유롭게 이동함으로써 로드 사이의 거리에 따라 적절하게 조절될 수 있다. 본 발명의 트랜스커넥터는 암 부재와 수 부재의 간격을 자유롭게 조절할 수 있기 때문에 로드(3)의 간격에 관계없이 편리하게 사용할 수 있고, 또한 수 부재가 그 자체가 자유롭게 회전하며, 볼트(3)를 축으로 하여 또 회전할 수 있기 때문에 로드가 서로 평행하지 않다 하더라도 어떠한 경우든지 로드를 견고하게 결합할 수 있다.
제7도는 두개의 로드를 결합한 트랜스커넥터의 개략적인 단면도이다. 로드(3)가 각각 암 부재와 수 부재의 단부에 끼워진 후 조임부재(511, 521)를 각각 조여서 로드를 견고하게 고정시킨다.
본 발명은 뼈 속에 삽입되어 고정된 스크류 고정체와 로드와의 결합고정력을 향상시킬 수 있고, 스크류 고정체를 지지하는 결합부재의 고정방향을 자유롭게 하여 결합고정력을 향상시킬 수 있는 뼈 고정장치를 제공하며, 뼈 고정장치의 로드의 배열에 약간의 편차가 존재하더라도 로드를 서로 견고하게 고정시킬 수 있고, 수 부재가 암 부재와 결합된 위치에서 자유롭게 회전할 수 있고, 암부재와의 일직선 상태에서 벗어나도록 자유롭게 회전할 수 있으며, 로드와의 거리를 수 부재 또는 암 부재 단독으로 조절할 수 있는 트랜스커넥터를 제공하는 발명의 효과를 갖는다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (2)

  1. 암 부재(51), 수 부재(52), 볼트(53) 및 너트(54)로 이루어지고, 상기 암 부재에는 로드를 고정하기 위한 조임부재(511)가 15°의 각도로 기울어져 형성되고, 볼트(53)가 좌우로 이동하기 위한 타원형 홀(512)이 형성되고, 상기 수 부재에는 로드를 고정하기 위한 조임부재(521)가 15°의 각도로 기울어져 형성되고, 상기 볼트에는 상기 수 부재가 삽입되어 고정될 수 있도록 홀(531)이 형성되는 것을 특징으로 정형외과용 뼈 고정장치의 로드를 고정하기 위한 트랜스커넥터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 암 부재와 수 부재의 간격을 자유롭게 조절할 수 있고, 상기 수 부재가 그 자체로 자유롭게 회전하며, 상기 볼트를 축으로 하여 또 회전할 수 있는 것을 특징으로 하는 정형외과용 뼈 고정장치의 로드를 고정하기 위한 트랜스커넥터.
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