KR100645398B1 - 척추 교정을 위한 스태플링장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 척추교정을 위한 스태플링 로드를 정해진 온도에서 유연하게 가변되는 형상기억합금으로 제조하여 척추에 직접 삽입할 수 있도록 함으로써, 상기 로드의 정렬작업없이도 척추교정시술을 정밀하고 간단하게 할 수 있는 척추교정을 위한 스태플링장치에 관한 것이다.

본 발명은, 상부에 양측으로 터진 수납홈이 형성되며, 상기 수납홈의 바닥부에 삽입홈이 병렬로 형성된 헤드부와, 상기 헤드부의 저면에 구비되어 척추에 박혀지는 나사부를 구비하는 척추경 나사못; 일측은 상기 척추에 삽입되고, 타측은 상기 척추경 나사못의 삽입홈에 끼워져 척추에 교정력을 제공하는 스태플링 로드; 및 상기 척추경 나사못의 수납홈에 삽입되며, 상기 스태플링 로드가 유동되는 것을 방지하도록 가압하는 고정수단을 포함하는 척추 교정을 위한 스태플링장치를 제공한다.

척추경 나사못, 형상기억합금, 스태플링 로드, 철침, 중간연결로드, 코일스프링

Description

척추 교정을 위한 스태플링장치{A stapling apparatus for correcting the spine}

도1은 종래 기술에 따른 척추고정장치의 결합구성을 나타낸 사시도.

도2는 종래 기술에 따른 척추경 나사못 로드의 설치상태를 나타낸 사시도.

도3은 종래 기술에 따른 척추경 나사못 로드의 다양한 형태를 나타낸 예시도.

도4는 본 발명에 의한 척추 교정을 위한 스태플링장치의 제1 실시예 구성을 나타낸 사시도.

도5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스태플링 로드의 변형예시도.

도6은 본 발명에 의한 척추 교정을 위한 스태플링장치의 제2 실시예 구성을 나타낸 분해사시도.

도7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 스태플링 로드의 구성을 나타낸 사시도.

도8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 척추경 나사못의 구성을 나타낸 평면도.

도9는 도6의 결합상태도로서, 2구의 척추경 나사못을 이용하여 스태플링 로드가 연속적으로 설치된 상태를 나타낸 결합사시도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10: 척추경 나사못 11: 헤드부

12, 12': 제1 및 제2 삽입홈 13: 나사부

20: 스태플링 로드 21: 브릿지

22: 철침 23: 연결바

25: 흠집홈 26: 탄성부

30: 세트스크류 31: 헤드캡

40: 중간연결로드 41: 연결바

본 발명은 손상되거나 변형된 척추경을 교정한 상태에서 이를 견고히 고정하기 위한 척추 교정용 스태플링장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 척추경 나사못을 최소한으로 사용하고, 스태플링 로드를 분절형태로 구성하되, 형상기억합금으로 제조하여 척추에 직접 삽입되도록 함으로써, 척추경 나사못의 사용을 최소한으로 하고, 척추교정시술을 정밀하면서 단순화할 수 있는 척추교정용 스태플링장치에 관한 것이다.

일반적으로, 척추는 통상 24개(천추골제외)의 뼈로 이루어져 있으며, 이것은 관절마디로 연결되어 있고, 각 관절사이에는 디스크가 구비되어 있다. 이 구성에 의해 상기 척추는 완충작용을 하면서 인간의 자세를 지탱해 줄 뿐만 아니라, 운동의 토대가 되며 내장의 모든 기관을 보호하는 중요한 기능을 한다. 그러나, 상기 척추가 외부의 인위적인 요인, 퇴행성, 또는 비정상적인 자세가 오랫동안 지속됨에 따라, 척추가 손상되거나 틀어질 경우 척추관을 통과하는 신경을 압박함으로써, 심한 통증을 유발하게 된다.

척추의 일부가 손상된 환자는 개인생활에 필요한 활동을 할 수 없고, 손상정도가 심하지 않은 경우에도 척추의 손상된 부분이 다른 인접한 부분에 눌려지거나 닿게되어 통증을 유발한다. 이로 인하여, 척추의 일부가 파손되거나 손상된 부위에 척추경 고정장치를 삽입하여 그 손상된 부분이 눌려지거나 압박되지 않도록 해야 한다.
종래의 퇴행성 척추질환들은 보존적 치료에 효과가 없을 경우 수술적 치료를 하게 된다. 특히 척추분절간 불안정이 동반된 척추관 협착증, 전방전위증, 척추분리증등은 척추고정장치를 이용한 척추융합술을 실시하고 있다. 이때 사용되는 종래의 기술은 전혀 운동성이 없는 강직된 로드(rigid rod)로 고정하여 수술후 시간이 경과함에 따라 많은 부작용이 초래되어 왔다.

상기 척추경 고정장치는 도1에 도시된 바와 같이, U자형상의 수납홈(101a)과, 상기 수납홈(101a)의 내주면에 형성된 암나사산을 갖는 헤드부(101)와, 척추경에 삽입되는 나사부(102)를 구비하며, 손상된 척추의 상,하측에 삽입 설치되는 척추경 나사못(100)과; 각각의 척추경 나사못(100)을 연결하여 척추경 교정역할을 하는 로드(200)와; 상기 수납홈(101a)에 형성된 암나사산과 체결되어 로드(200)를 고정하며, 상부에 렌치삽입홈(300a)이 형성된 세트 스크류(300)로 구성되어 있다.

종래 기술에 따른 척추경 고정장치에서 척추경나사못과 로드의 설치상태를 도2를 참조하여 간략히 설명한다.

도면에 도시된 바와 같이, 척추경나사못(100)의 나사부(102)를 각각의 척추경(500)에 삽입고정시키고, 헤드부(101)에 형성된 U자 수납홈(101a)에 로드(200)를 삽입하여 안착한다.

이러한 상태에서 수납홈(101a)에 형성된 암나사산에 세트스크류(300)를 일치시킨 후, 세트스크류(300)의 상부에 형성된 렌치삽입홈에 렌치를 삽입하여 회전시킴으로써 세트스크류(300)의 저면이 로드(200)의 외경을 눌러주어 상기 로드(200)는 척추경 나사못(100)의 수납홈내에서 고정되는 것이다. 즉, 척추경(500)과 척추경(500) 사이를 연결하고 있는 로드(200)의 설치상태가 견고하게 유지되는 것이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 척추경 고정장치에서, 로드는 척추를 교정하는데 가장 중추적인 역할을 하게 된다. 따라서, 로드의 재질이나 탄성여부등이 척추경 융합후, 인체에 미치는 영향이 지대하다.

종래의 로드는 여러개의 척추경 나사못을 연결하도록 단일형태로 구성되어 있으며, 대부분이 의료용 티탄늄 재질로 형성되어 있기 때문에, 로드 자체의 탄성이 없다. 이로 인하여 척추교정수술후, 로드의 모양대로 척추뼈마디가 융합(fusion)된 후에는 정상허리곡선을 유지하기가 힘들다. 또한, 상기 로드의 모양대로 완전히 융합된 후, 척추경 나사못이 박힌 부위의 척추의 위마디 또는 아래 마디에 하중이 집중되기 때문에, 융합후 수년 이후로 또 다른 척추관 협착이나 불안정을 초래하는 문제점이 있다.

특히, 외부 요인에 의해 허리에 충격이 가해지는 경우에 로드가 파단되거나, 척추경속에 묻혀지게 될 우려가 다분한 문제점이 있다

상기 로드는 환자 개개인의 척추형상과는 무관하게 일반적인 척추의 형상과 같이 만곡하여 제작되기 때문에, 각각의 단품을 규격화하여 다양한 형상으로 제작하여야 하는 어려움이 따르고, 제작비용을 증가시키는 요인으로 작용하고 있다. 이러한 구조의 로드는 척추경 나사못에 연결하는 작업시에도 많은 애로사항을 유발시킨다. 즉, 사람마다 척추경 형상이 다르게 되어 있어, 척추의 마디와 마디에 박혀져 있는 척추경 나사못이 일률적으로 정렬되어 있지 않을 경우, 로드를 장착하기가 매우 어렵게 된다. 이는 탄성이 없는 로드의 물리적 성질과 연관이 있다. 이 경우에는 나사못을 경사지게 비틀어 거리와 방향을 맞추거나, 정해진 각도범위에서 나사부를 중심으로 헤드부가 자유롭게 회동하는 폴리엑슬 타입 스크류(polyaxial type screw)를 이용하여 헤드부의 각도를 임의로 조절한 후 로드의 설치위치를 맞추어 고정하게 된다. 이와 같이 나사못의 설치 위치가 일률적으로 위치되었는지를 정확하게 파악하여 척추경에 구멍을 뚫어야 하기 때문에 수술의 정밀함을 요하며, 이에 따라 의사의 부담이 가중된다. 또한, 척추경의 만곡형상에 맞는 단일형태의 로드를 제작하고, 나사못의 설치위치를 일률적으로 정하는데, 많은 시간을 할애해야 하기 때문에 수술시간이 길어지는 문제점이 있다.

이러한 로드가 갖는 문제점을 극복하고자, 종래에는 탄성을 갖는 다양한 구조의 로드가 제안되어 있다. 일예로 실용신안 등록 제0338006호의 척추경 나사못 연결용 탄성로드가 개시되어 있다. 여기에서 개시된 로드는 로드본체부(601)와, 상기 로드 본체부(601)의 중간부분에 탄성연결부(603)를 형성한 구조로 되어 있다. 이는 도3에 도시된 바와 같이, 상기 탄성연결부(603)가 한쪽이 트인 원형고리, 코일스프링, 로드 본체부보다 직경이 작은 바형상으로 이루어진 구조들이다.

상기와 같이 로드의 중간부분에 탄성연결부를 형성한 구조는 로드 몸체부(601)의 굽힘(bending)변형을 부여하여 척추경 마디와 마디사이에 일정한 범위내의 유동성을 부여할 수 있는 효과를 나타낸다. 그러나, 상기의 구조는 탄성연결부의 탄성범위가 너무 크기 때문에, 로드 본연의 기능인 척추경 교정기능이 상실하게 되는 문제점을 야기시킨다. 즉, 상기 로드가 척추경 마디와 마디사이를 연결하면서 견고히 지지하여야만 하는데, 상기에서 제안된 로드구조에서는 로드 몸체부 각각이 서로 떨어져 있으므로, 상기 로드 몸체부가 탄성연결부의 탄성범위내에서 자유자재로 움직일 수 있다. 또한, 상기 로드 몸체부의 직경보다 탄성연결부의 직경이 작게 형성되어 있기 때문에 척추교정에 따른 척추유지강도가 약하여 척추경 마디와 마디간을 견고하게 고정할 수가 없는 문제점을 내포하고 있는 것이다.

또한, 상기의 탄성로드 구조는 척추경 나사못의 배열이 틀어져 있는 경우, 인위적으로 로드를 척추경 나사못의 배열에 맞게 구부리지 않고서는 연결하기가 어려운 문제점을 여전히 내포하고 있다.

한편, 지금까지 제안되어 있는 척추교정을 위한 장치들은 대개 척추경 나사못, 로드 및 횡단링크로 이루어진 구조들이다. 상기의 여러가지 부품들이 척추교정에 필요한 요소들로 작용하기 때문에, 척추교정작업이 복잡해지고 정밀성이 요구될 수 밖에 없으며, 과다한 부품소요로 인하여 부품 제작 및 수술비용이 상승하는 다른 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기의 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 탄성부가 구비된 로드로 척추분절간을 고정함으로써 상기 척추분절간의 고정력을 높일 수 있고, 동시에 척추분절간의 운동을 원활하게 유지할 수 있는 척추경 고정장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 척추교정을 위한 스태플링 로드를 분절형태로 구성하되, 정해진 온도에서 유연하게 가변되는 형상기억합금으로 제조하여 척추에 직접 삽입할 수 있도록 함으로써, 상기 척추경 나사못의 정렬작업없이도 척추교정시술을 정밀하고 간단하게 할 수 있는 척추경 고정장치를 제공함에 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 스태플링 로드를 사용함으로써 척추교정시술에 따른 부품수를 감소시킬 수 있으며, 나사못이 일률적으로 박혀 있지 않고 소망하는 설치위치에서 어긋나 있더라도, 로드의 형상 및 길이를 가변시켜 연결을 자유롭게 할 수 있는 척추교정을 위한 스태플링장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 스태플링 로드의 중간부분을 탄성구간으로 성형하여 상기 로드가 척추경의 교정기능을 할 수 있을 정도의 강도를 유지하면서 충격이 가해졌을 때 탄성력을 발휘할 수 있도록 하여 척추 마디와 마디간의 유동성을 부여할 수 있는 척추교정을 위한 스태플링장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 제1 실시예에서는, 인접하는 두개의 손상된 척추를 교정하기 위한 척추교정을 위한 스태플링 장치에 있어서, 교정대상인 척추와 인접하는 척추간의 간격을 유지하기 위한 횡간부재(bridge); 상기 횡간부재의 양단에서 수직으로 연장되며, 척추에 각각 박혀지는 철침; 및 상기 횡간부재의 임의의 구간에 형성되어 충격강도에 대해 탄성력을 발휘하는 탄성부를 포함하는 스태플링 로드로 이루어지되, 상기 스태플링 로드가 정해진 온도에서 변태되는 형상기억합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 척추교정을 위한 스태플링 장치를 제공한다.

상기 제1 실시예에 따르면, 척추경 나사못이 필요치 않으며, 직접 척추경에 박혀지기 때문에, 교정대상 척추와 인접하는 척추간을 연결하는 경우에 매우 유용하다.

또한, 본 발명의 제2 실시예에서는 상부에 양측으로 터진 수납홈이 형성되며, 상기 수납홈의 바닥부에 삽입홈이 병렬로 형성된 헤드부와, 상기 헤드부의 저면에 구비되어 척추에 박혀지는 나사부를 구비하는 척추경 나사못; 일측은 상기 척추에 삽입되고, 타측은 상기 척추경 나사못의 삽입홈에 끼워져 척추에 교정력을 제공하는 스태플링 로드; 및 상기 척추경 나사못의 수납홈에 삽입되며, 상기 스태플링 로드가 유동되는 것을 방지하도록 가압하는 고정수단을 포함하는 척추 교정을 위한 스태플링장치를 제공한다.

본 발명의 제2 실시예에서는 양단이 상기 인접하는 척추경 나사못 각각의 삽입홈에 끼워져, 상기 척추경 나사못간을 연속하여 연결하는 중간연결 로드를 더 포함한다.

상기 헤드부에 형성된 일측 삽입홈에는 스태플링 로드의 연결바가 끼워지고, 중간연결로드에 의해 척추경 나사못간을 연결함으로써 별도의 커넥터가 필요없이 로드를 연속하여 연결할 수 있다.

상기 스태플링 로드는 척추간의 간격을 유지하는 브릿지(bridge)와; 상기 브릿지의 일단부에서 하측으로 임의의 길이만큼 연장되며, 척추의 마디에 삽입되는 철침과; 상기 브릿지의 타단부에서 하측으로 임의의 길이만큼 연장된 연결바를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 철침의 외주면에는 다수의 흠집홈이 형성되어 척추내에 삽입된 상기 철 침이 이탈되는 것을 억제한다.

상기 스태플링 로드와 중간연결로드의 브릿지 구간에 탄성부가 형성되며, 상기 탄성부는 코일스프링 또는 파형으로 이루어질 수 있다. 상기 탄성부는 충격이 가해졌을 때 탄성력을 발휘하여, 척추경 마디와 마디사이의 유동성을 부여할 수 있어 허리의 부담을 덜 수 있다.

상기 스태플링 로드 및 중간연결로드는 정해진 온도에서 변태되는 형상기억합금으로 제조된다. 상기 스태플링 로드 및 중간연결로드는 형상기억합금의 변태온도인 10℃이하에서 마르텐사이트(martensite)상을 가지며 35℃이상에서는 오스테나이트(austeniste)상으로 변태되는 성질을 가짐으로써, 척추경 나사못의 배열이 어긋나게 설치된 경우에도, 로드의 형상 및 길이를 가변시킨 상태에서 설치하기 때문에, 간단하고 신속하게 설치작업을 할 수 있는 특징을 갖는다.
본 발명의 제1 및 제2 실시예에서 밝힌 바와 같이 본 발명의 주요특징은 종래의 유연성(elasticity)이 전혀없는 강직된 로드(rigid rod)로부터 탄성부가 구비된 로드로 변형된 것이다. 특히 상기 척추경 나사못의 헤드부위(나사못과 로드가 연결되는 부위)의 수납홈 바닥에 하나 또는 두개의 홈을 형성하여 상기 로드가 분절로 연결될 수 있도록 함으로써 수술을 간단히 할 수 있고 또한, 상기 탄성부가 구비된 로드를 초탄성이 있는 형상기억합금(니티놀 합금)으로 제조하여 유연성과 내구성을 극대화하고, 또 상기 형상기억합금이 갖는 10℃이하의 변태온도에서 오는 유연성(flexibility)으로 수술을 간편하게 할 수 있는 것이다.

이하, 첨부된 도4 내지 도9의 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 척추교정을 위한 스태플링장치는 형상기억합금으로 이루어져 척추에 직접 삽입되는 로드를 이용함으로써 척추경 나사못의 배열이 일률적이지 않더라도 로드의 형상 및 길이를 가변시켜 척추교정작업을 쉽고 정밀하게 할 수 있으며, 충격강도에 대해 탄성을 발휘하여 마디와 마디사이의 유동성을 확보할 수 있도록 구현한 것이다.

본 발명의 실시예를 설명하기에 앞서, 본 발명의 주요부인 스태플링 로드의 재질인 공지의 형상기억합금에 대하여 간략히 설명한다.

일반적으로, 형상기억합금이란 미리 지정된 일정한 온도에서는 항상 정해진 형태로 복귀되는 특성을 가지는 합금을 말한다. 예를 들어, 형상기억합금으로 어떤 물건을 제조한 경우, 장시간 사용함으로써 그 모양이 처음의 그것과 많이 달라졌다 하더라도 미리 지정 또는 기억되었던 온도 환경을 맞춰주면 원래의 형태로 복원되는 성질을 가지고 있다. 즉, 형상기억합금은 마르텐 사이트((martensite)상에서 변태되었다가, 열을 가하게 되면, 오스테나이트(austeniste)상에서 그 모양을 기억하여 원래의 형대로 복원되는 것이다. 이와 같은 형상기억합금은 니켈(Ni)/티타늄(Ti) 합금을 제조한 이후 실용화가 상당히 진척되었으며, 현재는 구리/아연, 구리/알루미늄/니켈, 구리/알루미늄/망간, 구리/주석, 니켈/알루미늄, 금/구리/아연 합금 등 수많은 종류의 형상기억합금이 알려져 있는 상황이다. 특정 온도에서는 항상 특정 형상으로 복귀된다는 특성상, 형상기억합금은 공학, 의료 분야 등에서 널리 사용되고 있는데, 예를 들면, 인공위성의 안테나, 온실 창의 개폐장치, 인공관절, 치열교정 와이어 등으로 이용되고 있다.

본 발명의 실시예에서는 이러한 여러가지 형상기억합금중에서 인체에 무해한 형상기억합금, 특히 니티놀합금(Nitinol: Ni-Ti합금)을 이용하여 스태플링 로드를 제작한 것이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 스태플링장치의 구성을 도4 및 도5를 참조하여 설명한다.

본 실시예는 도면에 도시된 바와 같이, 교정대상인 척추와 인접하는 척추간의 간격을 유지하기 위한 브릿지(bridge)(2)와; 상기 브릿지(2)의 양단에서 수직으로 연장되며, 척추경에 각각 박혀지는 철침(3); 및 상기 브릿지(2) 구간에 형성되어 충격이 가해졌을 때 탄성력을 발휘하는 탄성부(4)를 포함하는 스태플링 로드(1)로 이루어지되, 상기 스태플링 로드(1)가 정해진 온도에서 변태되는 형상기억합금으로 이루어진다.

상기 탄성부(4)는 코일스프링(도4에 도시)이거나 "S"자 형태 또는 파형(도5에 도시)으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 철침(3)의 외면에는 임의의 간격으로 흠집홈(5)이 다수 형성된다. 상기 흠집홈(5)은 방전가공으로 형성될 수 있다.

본 발명의 제2 실시예를 도6 내지 9를 참조하여 설명한다.

본 실시예에서는 도면에 도시한 바와 같이, 상부에 양측으로 터진 수납홈(11a)이 형성되며, 상기 수납홈(11a)의 바닥부에 제1 및 제2 삽입홈(12, 12')이 병렬로 형성된 헤드부(11)와, 상기 헤드부(11)의 저면에 구비되어 척추에 박혀지는 나사부(12)를 구비하는 척추경 나사못(10)과; 일측은 상기 척추에 삽입되고, 타측은 상기 척추경 나사못(10)의 제1 및 제2 삽입홈(12, 12')중 하나에 끼워져 척추의 교정과 동시에 이웃하는 척추경 나사못(10')간을 연속하여 연결하기 위한 스태플링 로드(20); 및 상기 척추경 나사못(10)의 수납홈(11a)에 삽입되며, 상기 스태플링 로드(20)가 유동되는 것을 방지하도록 가압하는 세트 스크류(30)를 포함한다.

또한, 본 발명은 척추경 나사못(10)의 제1 및 제2 삽입홈(12, 12')에 각각 끼워져 스태플링 로드(20)를 연속하여 연결하기 위한 중간연결로드(40)를 더 포함한다.

여기서, 상기 척추경 나사못(10)의 헤드부(11)가 벌어지는 것을 방지하도록 헤드부(11)의 외주면에 끼워지는 헤드캡(31)을 더 포함할 수 있다. 상기 헤드캡(31)은 필요에 따라 부가적으로 장착하는 것일 뿐, 필수적인 것은 아니다.

상기 스태플링 로드(20)는 도7에 도시된 바와 같이, 척추의 마디와 마디간을 연결하는 제1 브릿지(bridge)(21)와; 상기 제1 브릿지(21)의 일단부에서 하측으로 임의의 길이만큼 연장되며, 척추의 마디에 삽입되는 철침(spike)(22)과; 상기 제1 브릿지(21)의 타단부에서 하측으로 임의의 길이만큼 연장되며, 상기 철침보다 짧은 길이로 형성된 제1 연결바(23)를 포함한다. 상기 제1 연결바(23)는 헤드부(11)의 수납홈(11a) 깊이보다 작은 길이를 갖는다. 따라서, 상기 제1 및 제2 삽입홈(12, 12')에 스태플링 로드의 제1 연결바(23)가 끼워져 별도의 커넥터가 필요없이 스태플링 로드(20)를 연속하여 연결할 수 있는 것이다.

상기 스태플링 로드(20)의 직경은 통상 2 ∼ 7mm까지 있으며, 0.5mm간격으로 설정된다.

상기 중간연결로드(40)는 척추경 나사못간을 연결하는 제2 브릿지(41)와; 상기 브릿지 양단에서 직각으로 연장되며, 스태플링 로드(20)의 제1 연결바(23)와 동일한 길이를 가지고 헤드부(11)의 제1 및 제2 삽입홈(12, 12')에 끼워지는 제2 연결바(42)를 포함한다.

상기 중간 연결로드(40)에 의해 스태플링 로드(20)와 척추경 나사못(10)이 연속하여 연결될 수 있는 것이다.

상기 제1 및 제2 실시예에 따른 스태플링 로드(20) 및 중간 연결로드(40)는 형상기억모재가 변태온도인 10℃이하에서 마르텐사이트(martensite)상을 가지며, 35℃이상에서는 오스테나이트(austeniste)상으로 변태되는 성질을 갖는다. 특히, 마르텐사이트상에서 변태된 형상은 26℃까지 그대로 유지되다가 35℃에 다다르면 오스테나이트상으로 변태되어 원래의 형상으로 완전히 회복된다.

본 발명의 제1 및 제2 실시예에서는, 상기 철침(22)의 외주면에 임의의 간격으로 다수 형성되며, 척추내에 삽입된 상기 철침(22)이 이탈되는 것을 억제하기 위한 흠집홈(25)을 더 포함한다. 상기 흠집홈(25)은 철침(22)의 외주면에 방전가공하여 형성한 것이다. 상기 흠집홈(25)에는 철침(22)이 척추내에 박힌 후에 뼈조직이 채워짐으로써 스태플링 로드(20)가 외부로 이탈되지 못하도록 한 것이다.

상기 제1 및 제2 브릿지(21, 41) 구간에는 충격이 가해졌을 때 탄성력을 발휘하는 탄성부(26)가 형성되어 있어, 척추경 마디와 마디사이의 유동성을 부여한다.

상기 탄성부(26)는 코일스프링이나 파형으로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 코일스프링, 또는 파형의 직경은 제1 및 제2 브릿지(21, 41)의 직경과 동일하다.

상기 스태플링 로드(20) 및 중간연결로드(40) 각각의 탄성부(26, 43)는 척추간의 간격 및 각도를 적정하게 유지하여 척추경을 교정한 상태에서, 허리를 구부리거나, 뒤틀었을 때, 또는 허리에 외부 충격이 가해졌을 때, 허용 탄성력을 발휘하여 마디와 마디 사이의 완충역할을 하게 된다. 이에 따라 허리의 부담이 줄어든다.

본 실시예에 따른 스태플링 로드(20)와 중간 연결로드(40)는 형상기억모재의 양단부를 직각으로 절곡하고, 중앙부구간을 코일형태로 가공한 후 650 ∼700℃온도에서 약 1시간정도 형상기억 열처리하여 제조됨으로써 특정온도에서 변화되는 형상기억합금의 특성을 갖게 된다.

도9를 참조하여 본 발명에 의한 스태플링 장치가 4개의 척추에 설치되는 과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 교정의 대상인 제1 척추에 제1 스태플링 로드(20)의 철침(22)을 박아 고정하고, 또한 인접하는 제2 척추에 척추경 나사못(10)을 수직방향으로 박아 나사결합시킨다. 이어서, 상기 제1 스태플링 로드(20)의 제1 연결바(23)를 척추경 나사못(10)의 제1 삽입홈(12)에 끼워넣게 된다.

다음, 제3 척추에 척추경 나사못(10')을 박아 고정한다. 상기 척추경 나사못(10)의 제2 삽입홈(12')과 척추경 나사못(10')의 제1 삽입홈(12'')에 상기 중간연결로드(40)의 양측 제2 연결바(42)를 각각 끼워 인접하는 두개의 척추경 나사못(10, 10')을 연결한다. 마찬가지로, 척추경 나사못(10')의 제2 삽입홈(12''')에 제2 스태플링 로드(20')의 제1 연결바(23)을 끼워넣고, 제4 척추에 제2 스태플링 로드(20')의 철침(22')을 박아 고정함으로써 연결작업을 완료한다.

상기의 연결형태는 제1 및 제2 스태플링 로드(20, 20')가 서로 대칭상태가 된다.

이와 같이, 4개의 척추를 교정할 경우에 기존에는 각각의 척추마다 나사못을 설치하여야 했으나, 본 발명에서는 2개의 나사못만을 사용하여 연결할 수 있는 것이다.

특히, 두개의 척추간을 교정할 경우에는 척추경 나사못이 필요치 않으며, 단 일의 스태플링 로드(20)만을 사용하여 교정작업을 하게 된다. 3개의 척추를 교정할 경우에는 하나의 나사못만이 소요된다.

상기 제1 및 제2 스태플링 로드(20, 20')가 척추와 척추경 나사못의 제1 및 제2 삽입홈(12, 12')에 설치되는 과정에서 정렬이 올바르게 이루어지지 않은 경우, 또는 상기 연결바(22, 22')를 척추경 나사못(10)의 제1 및 제2 삽입홈(12, 12')에 끼우기에 앞서, 스태플링 로드(20)의 탄성부(26)가 상기 제1 및 제2 삽입홈(12, 12')에 끼워질 수 있는 최적의 상태가 되도록 상온(10℃내외)에서 변태시킨다. 따라서, 상기 스태플링 로드(20)가 변태된 상태에서는 철침(22)이 박혀져야 하는 척추위치에 정확히 일치하고, 또한 제1 연결바(23)가 그에 대응하는 제1 삽입홈(12)에 정확히 위치하여 결합된다.

상기 상태에서, 세트 스크류(30)를 헤드부(11)의 수납홈(11a)에 형성된 암나사산(11b)에 체결한 후 렌치를 이용하여 상기 세트 스크류(30)를 조이게 되면, 상기 세트 스크류(30)의 바닥부가 제1 및 제2 연결바(23, 42)의 상부를 눌러 가압함으로써 상기 스태플링 로드(20)의 설치작업이 완료된다.

이와 같이 스태플링 로드(20)의 설치가 완료되면, 상기 스태플링 로드(20)에 형상회복온도인 35℃이상이 되도록 열원을 발생하는 수술기구등을 이용하여 정해진 온도의 열을 제공함으로써, 길이가 늘어난 상기 탄성부(26) 구간이 오스테나이트 상태로 변태되어 원래의 길이를 회복하게 된다.

이때, 상기 탄성부(32)가 형상복원하는 과정에서 제1 및 제2 삽입홈(12, 12')에 끼워진 제1 및 제2 연결바(23, 42')가 견고하게 고정된다.

상기한 과정을 통해, 상기 스태플링 로드(20)는 척추에 융합된 후에는 인체의 운동에 따른 굽힘동작이나 뒤트는 동작시, 탄성부(32)의 굽힘(bending) 변형되었다가 원상태로 복원되는 탄성작용에 의해 고정된 척추경 마디간의 유동성을 제공하게 된다.

이상, 본 발명의 실시예를 구체적으로 설명하였으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정하는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진자에 의하여 여러 가지 변경, 변형이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 분절형태를 구성하되, 형상기억합금으로 제조된 스태플링 로드가 직접 척추에 삽입되므로 척추교정작업을 신속하게 수행할 수 있으며, 척추경 나사못의 배열에 신경쓰지 않아도 되므로, 정밀수술에 대한 부담을 갖지 않으면서 간단하게 척추교정작업을 행할 수 있다.

특히, 상기 스태플링 로드의 형상 및 길이를 설치가 용이한 상태로 변태시킨 후 교정대상 척추 및 척추경 나사못에 각각 거치시키기 때문에 연결작업을 간단히 이룰 수가 있다.

또한, 상기 스태플링 로드를 매개로 척추의 교정작업이 이루어지므로 척추경 나사못을 최소한으로 소비하면서 연속적인 연결작업이 가능하여 부품수를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 탄성부가 구비된 로드를 이용한 척추고정장치와 분절로 고정하는 새로운 연결방법을 제공함으로써, 척추분절간의 불안정을 치료하고 동시에 척추분절간의 운동을 유지할 수 있으며, 종래의 강직한 로드(rigid rod)를 이용한 수술방법의 부작용을 줄이고 수술을 편리하게 할 수 있는 다른 효과가 있다.

본 발명은 상기 로드의 일정구간을 탄성부로 성형함으로써, 다수의 융합된 척추경 마디와 마디사이에 하중이 집중되지 않고, 분산할 수 있어 허리의 부담을 덜어줄 수 있다. 또한, 척추경 마디간의 유동성을 부여하므로, 환자 개개인의 정상 척추형상에 맞게 융합되는 효과가 생긴다. 수술후 수년후에 발생하는 척추경 나사못이 고정된 위, 아래 마디의 합병증을 최소한으로 줄일 수 있는 또 다른 효과가 있다.

Claims (13)

1. 인접하는 두개의 손상된 척추를 교정하기 위한 척추교정을 위한 스태플링 장치에 있어서,

   교정대상인 척추와 인접하는 척추간의 간격을 유지하기 위한 횡간부재(bridge);

   상기 횡간부재의 양단에서 수직으로 연장되며, 척추에 각각 박혀지는 철침; 및

   상기 횡간부재의 임의의 구간에 형성되어 충격이 가해졌을 때 탄성력을 발휘하는 탄성부를 포함하는 스태플링 로드로 이루어지되,

   상기 스태플링 로드가 정해진 온도에서 변태되는 형상기억합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 척추교정을 위한 스태플링 장치.
2. 상부에 양측으로 터진 수납홈이 형성되며, 상기 수납홈의 바닥부에 삽입홈이 병렬로 형성된 헤드부와, 상기 헤드부의 저면에 구비되어 척추에 박혀지는 나사부를 구비하는 척추경 나사못;

   일측은 상기 척추에 삽입되고, 타측은 상기 척추경 나사못의 삽입홈에 끼워져 척추에 교정력을 제공하는 스태플링 로드; 및

   상기 척추경 나사못의 수납홈에 삽입되며, 상기 스태플링 로드가 유동되는 것을 방지하도록 가압하는 고정수단

   을 포함하는 척추 교정을 위한 스태플링장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   양단이 상기 인접하는 척추경 나사못 각각의 삽입홈에 끼워져, 상기 척추경 나사못간을 연속하여 연결하는 중간연결 로드를 더 포함하는 척추교정을 위한 스태플링 장치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 척추경 나사못의 헤드부 외면에 끼워지며, 상기 헤드부의 홈에 끼워진 스태플링 로드가 이탈되지 못하도록 잡아주는 헤드캡을 더 포함하는 척추교정을 위한 스태플링 장치.
5. 제 2 항에 있어서,

   상기 스태플링 로드는

   척추와 인접하는 척추간의 간격을 유지하기 위한 제1 횡간부재(bridge);

   상기 횡간부재의 일단부에서 하측으로 임의의 길이만큼 연장되어 척추경에 삽입되는 철침; 및

   상기 횡간부재의 타단부에서 하측으로 임의의 길이만큼 연장되며, 그의 철침 길이보다 작게 이루어져, 척추경 나사못의 삽입홈에 끼워져 고정되는 제1 연결바를 포함하는 척추교정을 위한 스태플링 장치.
6. 제 3 항에 있어서,

   상기 중간연결 로드는

   척추경 나사못간의 간격을 유지하기 위한 제2 횡간부재(bridge); 및

   상기 제2 횡간부재의 양단부에서 하측으로 임의의 길이만큼 연장되어 척추경 나사못의 삽입홈에 끼워지는 제2 연결바를 포함하는 척추교정을 위한 스태플링 장치.
7. 제 2 항 또는 제 3 항, 제 5 항 또는 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 스태플링 로드 및 중간연결로드가 정해진 온도에서 변태되는 형상기억합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 척추교정을 위한 스태플링장치.
8. 제 1 항 내지 제 3 항, 제 5 항 또는 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 스태플링 로드 및 중간연결로드는 형상기억합금의 변태온도인 10℃이하에서 마르텐사이트(martensite)상을 가지며, 35℃이상에서는 오스테나이트(austeniste)상으로 변태되는 것을 특징으로 하는 척추교정을 위한 스태플링장치.
9. 제 1 항 또는 제 5 항에 있어서,

   상기 스태플링 로드의 철침 외주면에 임의의 간격으로 다수 형성되며, 척추내에 삽입된 상기 철침이 이탈되는 것을 억제하기 위한 흠집홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 척추교정을 위한 스태플링장치.
10. 제 1 항 내지 제 3 항, 제 5 항 또는 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,

    상기 스태플링 로드의 횡간부재와, 중간연결로드의 제2 횡간부재 각각의 임의의 구간에 형성되어 충격이 가해졌을 때 탄성력을 발휘하는 탄성부를 더 포함하는 척추교정을 위한 스태플링장치.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 탄성부가 코일형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 척추교정을 위한 스 태플링장치.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 탄성부가 파형형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 척추교정을 위한 스태플링장치.
13. 제 2 항에 있어서,

    상기 헤드부의 수납홈 내주면에 암나사산이 형성되며,

    상기 고정수단은 암나사산에 체결되도록 외주면에 수나사산이 형성되며, 상부에 렌치삽입홈이 형성된 세트 스크류로 이루어진 것을 특징으로 하는 척추교정을 위한 스태플링장치.

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