KR101026197B1 - 골고정용 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 플레이트 및 상기 플레이트를 뼈에 고정시키는 스크류로 구성되는 골고정용 장치에 있어서,외주면에 숫나사산이 형성된 헤드부를 구비하는 스크류;와 상기 헤드부의 숫나사산과 치합하는 암나사산이 내주면에 형성되고, 하나 이상의 간극이 형성된 와셔;와 상하로 개구된 내주면에 와셔가 안착되는 공간이 형성된 잠금홀을 구비하는 플레이트;를 포함하고, 상기 와셔의 암나사산과 헤드부의 숫나사산의 일부가 결합된 상태로 잠금홀의 상측에서 삽입되어 걸림턱에 안착되면, 나사결합에 의하여 헤드부가 하강함에 따라 간극이 팽창되어 와셔가 잠금홀 내부에서 밀착고정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 골고정 장치는 와셔가 스크류의 헤드부와 가결합된 상태로 플레이트의 잠금홀 내부에 삽입되므로 와셔의 직경이 확장되어(간극이 팽창하여) 고정되기 전까지 시술자에게 더 큰 자유도를 부여하는 효과가 있다.
와셔, 플레이트, 스크류

Description

골고정용 장치{Apparatus for bone fixation}
본 발명은 골절된 뼈를 접합시키기 위한 골고정용 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 시술자에게 더 높은 시술 자유도를 부여함과 동시에 체결 및 제거의 용이함을 제공하기 위하여 발명된 골고정용 장치에 관한 것이다.
일반적인 골절 치료의 경우, 골절 환자의 연부조직을 절개한 후 골절된 골의 표면에 플레이트를 지지하고 스크류로 고정하여 치료하는 골고정용 장치가 사용된다.
이러한 골고정용 장치는 플레이트에 홀을 가공하고 스크류를 삽입하는 구조가 일반적이다.
그러나, 이러한 종래의 골고정용 장치는 환자의 몸에 이식한 후 장기적으로 사용할 경우 외부 하중에 의하여 스크류 부위에 응력이 집중되어 스크류가 뼈와 플레이트 홀로부터 빠져 나오는 문제점이 발생하였다. 특히 골다공성의 환자의 경우는 재시술까지 해야 하는 등의 위험성이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 최근에는 플레이트와 스크류 사이의 잠금 장치(locking system)에 관한 연구가 진행되고 있다. 이러한 잠금 장치를 채택한 골고정용 장치로서는, 종래에는 플레이트 내부의 홀에 암나사산을 가공하여 홀과 스크류의 나사 결합에 의해 스크류의 빠짐을 방지하는 기술이 공지되어 있다.
그러나, 이러한 종래의 잠김 장치는 플레이트의 홀 내부에 형성된 나사의 형상 및 삽입 방향이 정해져 있어, 스크류의 삽입각도를 조절할 수 없으며 또한, 스크류가 일정한 각도를 유지하며 삽입될 수 있도록 나사산이 형성된 드릴가이드를 플레이트의 홀 입구에 결합하고, 스크류가 이식될 뼈를 뚫어야 하므로 작업이 번거로우며 시간이 불필요하게 소모되는 문제가 있다.
또한, 골절이 치유된 후, 스크류 헤드부의 나사산과 플레이트 홀의 나사골이 융합되어 나사못을 제거할 수 없는 경우가 발생하는데, 이때는 플레이트 자체를 절단하여 제거해야 하므로, 연부조직의 절개범위가 커지고, 시술 시간이 길어지며 플레이트 절단을 위한 장비가 요구되는 등의 많은 문제가 수반된다. 또한, 무리하게 플레이트를 들어올려 제거를 시도하는 과정에서 부가적인 골절을 유발하는 위험이 있다.
이상과 같은 문제점을 해결하고자, 출원인은 특허출원 제 10-2007-44936 호를 2007년 5월 9일 자로 출원한 바 있으며, 동일한 목적으로서 이를 더욱 발전시키고 개량한 본 발명을 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 플레이트 및 상기 플레이트를 뼈에 고정시키는 스크류로 구성되는 골고정용 장치에 있어서,외주면에 숫나사산이 형성된 헤드부를 구비하는 스크류;와 상기 헤드부의 숫나사산과 치합하는 암나사산이 내주면에 형성되고, 하나 이상의 간극이 형성된 와셔;와 상하로 개구된 내주면에 와셔가 안착되는 공간이 형성된 잠금홀을 구비하는 플레이트;를 포함하고,
상기 와셔의 암나사산과 헤드부의 숫나사산의 일부가 결합된 상태로 잠금홀의 상측에서 삽입되어 걸림턱에 안착되면, 나사결합에 의하여 헤드부가 하강함에 따라 간극이 팽창되어 와셔가 잠금홀 내부에서 밀착고정되는 것을 특징으로 한다.
상기 간극은 도 1 에 도시된 바와 같이, 와셔의 상단 및 하단에서 지그재그로 교차형성되고, 상기 와셔의 외주면의 둘레를 따라 하나 이상의 지지홈이 형성된다.
그리고, 상기 와셔는 외주면이 볼록하게 만곡된 형상이며, 상기 잠금홀은 와셔가 완전히 고정되기 전에 와셔의 회동에 더 큰 자유도를 부여할 수 있도록 내주면에 오목하게 만곡된 구역을 갖는다.
또한, 상기 헤드부의 상단에는 경사면이 형성된 것을 특징으로 한다. 상기 플레이트의 잠금홀은, 상기 와셔가 진입하도록 일정한 내경을 갖는 진입부;와 상기 진입부의 하측에서 연장되어 진입부의 내경보다 더 큰 최대 직경을 갖도록 만곡된 만곡부; 및 상기 만곡부의 하측 말단에 형성되어 상기 와셔의 외경보다 작은 내경을 갖도록 형성된 걸림턱;으로 구성된다.
전술한 바와 같은 본 발명의 골고정 장치는 와셔가 스크류의 헤드부와 가결 합된 상태로 플레이트의 잠금홀 내부에 삽입되므로 와셔의 직경이 확장되어(간극이 팽창하여) 고정되기 전까지 시술자에게 더 큰 자유도를 부여하는 효과가 있다.
상기 간극은 와셔의 둘레를 따라 상단 하단에 지그재그로 형성되므로, 탄성력을 향상시켜 와셔의 고정 및 풀림이 더욱 용이하게 이루어져, 시술의 편의성 및 시술 시간의 단축을 도모할 수 있다.
즉, 상하에서 지그재그로 형성된 간극들에 의하여 와셔는 상단 및 하단에서 가압이 비교적 고르게 분포되어 와셔의 변형을 방지하고 수축 및 이완의 자유도를 증가시키는 효과가 있다.
또한, 와셔의 외주면에는 하나 이상의 지지홈이 둘레를 따라 형성되어 고정된 와셔의 움직임을 봉쇄한다. 즉, 와셔 표면의 거칠기가 증가되어 플레이트와 와셔 사이의 마찰력 증가로 인해 와셔는 플레이트에 더욱 견고하게 고정되는 효과가 있다.
그리고, 스크류의 헤드부 상단에는 경사면이 형성되어 스크류가 와셔에 완전하게 삽입될 때, 와셔의 직경을 더욱 용이하게 팽창시키는 효과가 있다.
상기 잠금홀은 와셔의 움직임을 허용하도록 내부에서 만곡된 형상을 갖는 만곡부 뿐만아니라 와셔가 직경이 확장되면 플레이트의 상측 및 하측으로 이탈을 방지하는 진입부 및 걸림턱이 각각 형성되어 외부충격으로 스크류가 플레이트에서 빠지는 최악의 상황을 방지할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세히 설명한다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 본 발명은 스크류(10)와 와셔(20) 및 플레이트(30)로 구성된다.
본 발명의 스크류(10)는 뼈에 삽입되도록 외주면에 나사산이 형성된 나사부(15)와 상기 나사부(15)의 상측 말단에 일체로 형성된 헤드부(11)로 구성된다. 그리고, 본 발명의 스크류(10)는 종래의 삽입 방법과 마찬가지로, 도 1 및 도 4 에 도시된 바와 같이, 상측에서 렌치(wrench)를 이용하여 뼈에 삽입되도록 헤드부(11)의 상면에는 렌치홈(14)이 형성된다. 상기 헤드부(11)는 와셔(20)에 삽입되어 직경을 확장시킬 수 있도록, 상측으로 직경이 확장되는 전체적으로 테이퍼(taper)진 형상인 것이 바람직하나, 헤드부(11)의 크기 및 모양에 따라서 상단에서 소정의 길이로 직경이 넓어지도록 경사면(13)을 별도로 구성할 수 있다. 그리고, 상기 헤드부(11) 외주면에는 숫나사산(12)이 형성된다.
본 발명의 와셔(20)는 중심이 상하로 개통된 소정의 두께를 갖는 링(ring) 형상으로서, 바람직하게는 후술되어질 잠금홀 내의 만곡부에서 내주면에 밀착될 수 있도록 외주면이 볼록하게 형성되고, 내주면에는 스크류(10)의 헤드부(11)에 형성된 숫나사산(13a)과 치합하는 암나사산(22)이 형성된다. 그리고, 헤드부(11)의 경사면(13)과 맞닿아 더 용이하게 직경을 확장시킬 수 있도록 와셔(20)의 상단에는 경사면(24)이 형성될 수 있다. 그리고, 둘레를 따라서 상단과 하단에는 다수 개의 간극(21)이 형성된다. 상단에 형성된 간극(21a)과 하단에 형성된 간극(21b)은 지그재그로 교차형성된다. 즉, 상기 간극들(21a, 21b)은 상단 및 하단에서 순차적으로 형성되어 외력의 발생시 스프링과 같이 탄성복원력을 효율적으로 발생시킬 수 있는 구조이다.
따라서, 헤드부(11)의 삽입으로 인하여 직경을 확장시키도록 와셔(20)가 가압을 받게 될 경우, 상기 헤드부(11)의 형상 및 경사면(13)의 유무에 따라 차이가 있을 수 있으나 본 발명의 와셔(20)는 상단 뿐만 아니라 하단의 직경도 동시에 확장된다.
또한,상기 와셔(20)는 외주면에 지지홈(23)이 형성된다. 상기 지지홈(23)은 와셔(20)의 외주면 둘레를 따라서 하나 이상의 층(層)을 형성하고 구성된다. 상기 지지홈(23)은 와셔(20)의 외주면에 거칠기(roughness) 정도를 증가시켜 와셔(20)가 후술되는 플레이트(30)의 잠금홀(31) 내부에서 미끄러지는 것을 방지한다.
본 발명의 플레이트(30)는 다수 개의 잠금홀(31)을 구비한다. 상기 잠금홀(31)은 서로 일정거리만큼 이격된 형상을 갖는다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 상기 잠금홀(31)의 구성은 원통형상으로서 와셔(20)가 수직으로 진입하도록 보조하는 진입부(32)와 상기 와셔(20)가 소정의 각도록 회전할 수 있도록 공간을 제공하는 만곡부(33) 및 와셔(20)가 플레이트(30) 하부로 이탈을 방지하는 걸림턱(34)으로 이루어진다. 상기 진입부(32)는 상하의 직경이 동일한 원통형상으로서 와셔(20)가 일정 깊이까지 수직으로 진입해 자리를 잡을 수 있도록 보조하는 기능을 하며, 만곡부(33)는 시술자에서 시술의 자유도(스크류의 위치 및 각도를 조절할 수 있는 자유도)를 부여할 수 있도록 소정의 곡률로 만곡된 형상을 갖는다. 따라서, 상기 만곡부(33) 내에서는 와셔(20)는 지름이 팽창하여 밀착되기 전까지는 회동 및 약간의 움직임이 가능하다. 상기 걸림턱(34)은 만곡부(33)의 하측 말단에 형성되며, 와셔(20)의 외경보다 작은 내경을 갖는다. 한편, 와셔(20)의 움직임에 더 많은 자유도를 제공하기 위하여 상기 진입부(32)는 필요에 따라 매우 좁게 형성되거나 제거될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 결합 모습을 더욱 상세히 설명한다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 본 발명은 스크류(10)는 와셔(20)와 가체결된 상태(와셔의 직경이 확장되지 않도록 스크류와 일부만 나사결합된 상태)로 도 3 과 같이 플레이트(30)의 잠금홀(31)에 삽입된다.
도 6a 를 참조하면, 미리 부분적으로 나사결합된 와셔(20)와 스크류(10)는 잠금홀(31)의 진입부(32)를 지나 만곡부(32)에 진입하게 된다. 전술한 바와 같이, 진입부(32)는 가체결된 와셔가(20) 통과가능하도록 내경이, 외주면이 볼록한 형상인 와셔(20)의 최대 외경보다 크다.
그리고, 상기 스크류(10) 및 와셔(20)는 시술자의 시술에 따라 만곡부(33) 내에서 약간의 회동 및 움직임이 가능하며, 만곡부(33) 내에서 와셔(20)의 외주면이 맞닿기 시작한 시점부터 와셔(20)의 직경은 확장되기 시작한다.
이때, 외주면에 지지홈(23)이 형성되어 마찰력이 더 증가된 상기 와셔(20)는 만곡부(33) 내에서 헛돌지 않으며, 나사결합에 따라서 점차적으로 직경이 확장된다. 직경이 최종적으로 확장된 와셔(20)는 잠금홀(31) 내주면과 완전하게 밀착하게 되어 도6b 에 도시된 바와 같이 스크류(10)를 플레이트(30)에 완전하게 고정시키게 된다.
물론, 외부영향으로 와셔(20)와 플레이트(30) 내주면 사이에 틈이 발생했을 지라도 잠금홀(31) 하단에는 걸림턱(34)이 형성되어 있으므로 와셔(20)가 플레이트(30)를 이탈하는 것을 최종적으로 방지한다.
이상과 같이 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 골고정용 장치의 분해사시도,
도 2 는 도 1 의 스크류와 와셔가 가체결된 모습을 나타내는 사시도,
도 3 은 와셔가 가체결된 스크류가 플레이트에 삽입된 모습을 나타내는 사시도,
도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스크류 및 와셔의 단면도,
도 5 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플레이트의 단면도,
도 6a 는 본 발명의 골고정용 장치가 삽입되는 모습을 순차적으로 나타낸 단면도,
도 6b 는 도 6a 의 골고정용 장치가 최종적으로 결합된 모습을 나타내는 다면도.
**도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명**
10 : 스크류 11 : 헤드부
20 : 와셔 21 : 간극
30 : 플레이트 31 : 잠금홀

Claims (6)

  1. 플레이트 및 상기 플레이트를 뼈에 고정시키는 스크류로 구성되는 골고정용 장치에 있어서,
    외주면에 숫나사산이 형성된 헤드부를 구비하는 스크류;와
    상기 헤드부의 숫나사산과 치합하는 암나사산이 내주면에 형성되고, 하나 이상의 간극이 형성된 와셔;와
    상하로 개구된 내주면에 와셔가 안착되는 공간이 형성된 잠금홀을 구비하는 플레이트;를 포함하고,
    상기 와셔의 암나사산과 헤드부의 숫나사산의 일부가 결합된 상태로 잠금홀의 상측에서 삽입되어 걸림턱에 안착되면, 나사결합에 의하여 헤드부가 하강함에 따라 간극이 팽창되어 와셔가 잠금홀 내부에서 밀착고정되는 것을 특징으로 하는 골고정용 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 간극은 와셔의 상단 및 하단에서 지그재그로 교차형성된 것을 특징으로 하는 골고정용 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 와셔의 외주면의 둘레를 따라 하나 이 상의 지지홈이 형성된 것을 특징으로 하는 골고정용 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 와셔는 외주면이 볼록하게 만곡된 형상이며, 상기 잠금홀은 내주면에 오목하게 만곡된 구역을 갖는 것을 특징으로 하는 골고정용 장치.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 헤드부의 상단에는 경사면이 형성된 것을 특징으로 하는 골고정용 장치.
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 플레이트의 잠금홀은, 상기 와셔가 진입하도록 일정한 내경을 갖는 진입부;와 상기 진입부의 하측에서 연장되어 진입부의 내경보다 더 큰 최대 직경을 갖도록 만곡된 만곡부; 및 상기 만곡부의 하측 말단에 형성되어 상기 와셔의 외경보다 작은 내경을 갖도록 형성된 걸림턱;으로 구성되는 것을 특징으로 하는 골고정용 장치.
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