KR101031399B1 - 종단캐리어를 뼈 고정부에 고정시키기 위한 장치 - Google Patents

Abstract

본 장치(1,2)는 종단캐리어(3)를 골고정요소(4)에 상호 고정시키기 위해 사용된다. 상기 장치는 상기 종단캐리어(3)를 수용하기 위해 채널축(7)에 대하여 일면이 개방된 채널(6)과 상기 채널축(7)에 대하여 횡단하는 위치로 상기 몸체(5)를 완전히 통과하여 연장된 보어홀(8)을 구비한 3차원 몸체(5)로 구성된다. 상기 채널(6)과 상기 보어홀(8)은 적어도 부분적으로 교차한다. 상기 보어홀(8)은 원추형이며, 대개구부(14)와 소개구부(15)를 갖는다. 상기 골고정요소(4)의 헤드(12)의 외부나사산(13)은 내부나사산에 대응한다.

골고정장치, 골나사, 종단캐리어

Description

종단캐리어를 뼈 고정부에 고정시키기 위한 장치{Device for fixing a longitudinal carrier to a bone fixing element}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 청구된 것과 같이, 종단캐리어와 골고정요소를 상호 고정하기 위한 장치에 관한 것이다.

그러한 장치들로, 예를 들어 척추수술에 쓰이는 것처럼 커넥팅로드(connecting rod)와 종단캐리어(longitudinal carrier)를 골고정요소 위, 바람직하게는 골나사(bone screw), 위에 상기 뼈와 접합시키고 단단한 구조를 얻을 수 있다.

WITZEL 등 AL의 미국특허 4,920,959은 다소 성가신 외형고정장치를 명시하고 있다. 특히, 개별클램프부(individual clamping elements)를 종단로드(longitudinal rods) 위로 옮겨야 한다.

CH-A 632658은 뼈 고정을 위한 임플란트(implant)를 명시하고 있는데, 고정수단의 성능은 브리든바디(Briden body)와 뼈 사이에서 실현될 수 있는 프리텐션힘(pretensioned force)에 전적으로 의존한다. 여기서 또한, 만약 상기 임플란트가 클램프로 사용되면, 상기 개별클램프부는 두 평행한 종단로드 위로 옮겨야 한다. 따라서 측면에 장착하는 것은 불가능하다. 이는 맨손으로 시술하거나, 특히 피부를 통한 최소침습적용(minimally invasive application)이 어려워 큰 단점으로 나타난다.

반면에 미국특허 5,290,288, WO 94/01049A1, 그리고 프랑스특허 2,775,587A1 또한 개방클램프(open clamp)를 명시하고 있으나, 모두 고정하기 위한 추가적인 요소가 요구되는 단점이 있다. 상기 클램프지지장치(clamp holding device), 즉 골나사는 반드시 먼저 상기 뼈에 고정되어야 하고, 단지 배치하는 것과 상기 골나사 위에 상기 클램프를 고정하는 것을 가능하게 하기 위해, 자유롭게 선택하여, 피부를 통해 삽입될 수는 없다. 이러한 이유들로, 상기 종단캐리어는 오직 상기 클램프가 위치된 후에만 상기 골나사에 접촉하여 배치될 수 있다.

마지막으로, 미국특허 WO 95/13754는 클램프를 명시하고 있는데, 종단로드는 클램프의 상기 개방채널 안에 측면으로 삽입될 수 있고, 거기에 상기 클램프를 통과할 수 있는 클램프나사(clamping screw)로 클램프될 수 있다. 그러나 상기 클램프나사는 단지 이 하나의 기능만 있을 뿐, 상기 뼈의 모든 구성체를 고정할 수 있는 골나사로 구성되지는 않는다. 이미 DE-A 195 34 136에 공지된 지지장치(holding device) 또한 마찬가지이다.

따라서, 이미 공지된 기술인 상기 장치들은 매우 복잡하고 그 분야에 있어서도 적용범위가 좁다.

본 발명은 해결책을 제공한다. 본 발명의 목적은 매우 간단한 구조를 갖는 장치로서, 폭넓게 쓰일 수 있고, 최소침습술(minimally invasive surgical technique)을 가능하게 하는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 두드러진 특징을 갖는 청구항 1의 장치로 성취된다.

본 발명장치의 장점은 매우 많은데 아래와 같이 기술될 수 있다:

a) 단 하나의 부분으로 이루어 진다;

b) 최소침습술로 사용할 수 있으며 많은 절개가 필요없다;

c) 상기 장치와 상기 뼈 사이에 체결(locking)을 확실하게 하기위한 예압(prestessing)이 필요없다;

d) 내부뿐만 아니라 외부 고정기(external fixator)로 사용될 수도 있다;

e) 상기 종단캐리어는 맨 처음부터 상기 장치 안으로 삽입될 수 있고, 미리 모양을만들 수 있으며, 사용자는 오직 그것의 위치를 확실시 했을 때에만 골나사를 배치해야 한다;

f) 개별장치(individual device)의 위치는 사용자가 자유롭게 선택할 수 있다;

g) 부가장치가 필요해도, 종단캐리어 전 구간위로 어렵게 움직일 필요없이 종단캐리어위로 간단하게 장착될 수 있다;

h) 상기 발명장치를 장착하기에 앞서, 상기 종단캐리어가 삽입되고 외과의에게 상기 나사의 위치를 보다 쉽게 결정할 수 있는 가능성을 준다;

i) 상기 종단캐리어 위의 골절을 고정할 수 있다;

j) 사용자는 최소침습술로 각도 상 안정된 헤드록킹스크류(head locking screw)에 의해 종단캐리어와 몇몇 발명장치들 상의 개개의 골절 부분들을 연결하고 고칠 수 있다;

k) 상기 발명장치는 척주(spinal column) 부분뿐만 아니라, 다른 골접합적용분야에도 사용될 수 있다.

상기 발명장치는 종단 캐리어와 오목한 곳에 대응하는 표준 헤드록킹스크류가 적응되도록 한다. 상기 헤드록킹스크류가 꽉 끼면, 상기 발명장치 안의 종단캐리어가 움직이지 않게 된다.

상기 장치의 보어홀(borehole)은 5°내지 25°, 바람직하게는 8°내지 15°범위의 원추각(conical angle)을 갖는다.

클램프 형태로 실현되는 상기 발명장치는, 두 가지의 다른 실시예로 실현될 수 있다. 그것들은 서로 달라서, 상기 종단캐리어(커넥팅 로드) 상에 하나는 위에서 장착될 수 있고(타입A), 다른 하나는 아래에서 장착될 수 있다(타입B). 체결 원리는 상기 두 타입 모두 같다. 타입A의 경우에 상기 원추형 보어홀은 상기 채널을 향해 테이퍼지며, 보어홀의 소개구부(smaller opening)는 상기 몸체에서 상기 채널과 같은 쪽에 있다. 이것은 상기 장치가 이미 장착된 종단로드 위에 측면에서 장착될 수 있는 장점을 가져온다. 타입B의 경우에는, 상기 원추형 보어홀이 채널방향으로 확장되고, 보어홀의 대개구부(larger opening)는 상기 몸체에서 상기 채널과 같은 쪽에 있다. 이것은 종단캐리어가 이미 장착된 장치 안으로 측면에서 삽입될 수 있는 장점이 있다.

특별실시예에서는, 상기 장치가 골고정요소, 바람직하게는 첨단부(tip)를 갖는 골나사 형태의 골고정요소를 갖는데 이는 뼈, 나사산 샤프트(threaded shaft), 그리고 헤드(head)에 삽입되기에 적당하고, 상기 나사를 조작하기에 적합하다. 이것은 골나사를 통해 골절을 잇는 것을 가능케 한다.

다른 실시예에서는, 골고정요소의 헤드가 외부나사산(external thread)을 갖고, 이는 상기 보어홀의 내부나사산(internal thread)에 적절하게 대응한다. 이것은 고정하는 동안 발생할 수 있는 기계의 마모를 최소한으로 보장해 준다. 상기 외부나사산의 피치는 0.1 내지 3.0mm, 바람직하게는 0.25 내지 1.50mm 이다.

또 다른 실시예에서는, 상기 골고정요소의 헤드가 첨단부 쪽으로 갈수록 원추형으로 테이퍼진다. 상기 원추형으로 테이퍼지는 헤드는 5°내지 25°, 바람직하게는 8°내지 15°범위의 원추각(conical angle)을 적당하게 갖는다.

다른 특별실시예에서는, 타입A의 장치가 타입B의 장치와 결합한다. 그러한 컴비네이션은 상기 나사산이 있는 뼈와 함께 강한 프레임(frame)을 형성하는 장점을 갖는다.

아래에서 상기 발명장치의 일반적인 시술방법과 특별한 시술방법을 간단히 설명한다.

일반적인 시술방법은,

A) 우선, 상기 종단캐리어는 찌름절개(stab incision)를 통해 치료될 환부(region of the patient)로 삽입되고, 피부를 통해 원하는 위치로 밀려 움직이게 된다;

B) 외과의는 이제 상기 종단캐리어의 외곽을 조절할 수 있고 그것을 쉽게 고칠 수 있다;

C) 상기 종단캐리어의 조작이 만족스럽다면, 원하는 개수의 클램프들(발명장치들)은 대응하는 찌름절개에 의하여 피부를 통해서 삽입될 수 있고 직접적으로 상기 로드에 측면으로 장착될 수 있다;

D) 각도상 안정된 헤드록킹스크류는 이제 상기 클램프의 보어홀로 죄여지나 아직 고정되지는 않는다;

E) 상기 셋팅이 만족스럽다면 상기 각도상 안정된 헤드록킹스크류는 명확하게 고정되어, 상기 종단캐리어, 클램프, 그리고 골나사로 구성된 구조물은 단단해지고 골절은 고착된다.

특별한 시술방법은,

1. 상기 타입B의 발명장치는 원하는 뼈부분과 관련하여 위치된다;

2. 헤드록킹스크류는 타입B의 상기 클램프의 원추형 보어홀을 통해 미리 결정한 깊이 만큼 죄여지고, 따라서 상기 클램프는 가고정된다.

3. 상기 종단캐리어는 해부조건(anatomical requirements)이 만족되도록 형성된다;

4. 상기 종단캐리어는 타입B의 이미 가장착된 클램프의 개방채널(open channel)안으로 삽입된다;

5. 상기 헤드록킹스크류는 이제 타입B의 상기 클램프 안에 완전히 고정되고, 따라서 상기 종단캐리어는 상기 캐리어에 고착된다;

6. 상기 골절은 적절히 셋팅된 기구를 갖는 상기 종단캐리어 위에서 이어진다;

7. 상기 이어진 뼈 부분들은 상기 타입A 또는 타입B의 클램프들로 인해 고착된다;

8. 상기 골고정구조(bone fixation construct)는 타입A 또는 타입B의 클램프들로 선택적으로 보완된다;

본 발명 및 본 발명에 대한 추가적인 개량은 여러 실시예에 대한 부분적인 개략도에 기초하여 이하에서 보다 상세하게 설명된다.

도 1은 종단캐리어를 갖는 골고정장치, 본 발명장치(클램프)의 두 개의 다른 타입, 그리고 두개의 골나사들에 대한 분해도이다;

도 2는 타입B의 발명장치(클램프)에 대한 구성도이다;

도 3은 상기 도 2의 장치에 대한 입면도이다;

도 4는 상기 타입A의 발명장치(클램프)에 대한 구성도이다;

도 5는 상기 도 4의 장치에 대한 입면도이다.

도 1은 골고정요소(4)와 함께 상기 종단캐리어(3)에 연결되는 장치(1,2)의 두 실시예를 도시하고 있다. 상기 장치(1,2)의 두 실시예는 상기 종단캐리어(3)에 대응을 위한 채널(6)의 구조 측면에서 본질적으로 다르다. 먼저 첫번째 실시예(타입A)는, 상기 채널(6)이 상기 골고정요소(4)의 부분을 향하는 몸체(5)의 하부표면(16)을 향해서 개방되고, 상기 골고정요소(4)는 나사산샤프트(11)로 여기에 조립된다. 두번째 실시예(타입B)는, 상기 채널(6)이 상기 몸체(5)의 상부표면(17)을 향해 개방되고, 상기 골고정요소(4)의 헤드(12)와 연결된다. 상기 몸체(5)의 하부표면 (16)(타입A) 또는 상부표면(타입B)에서, 상기 채널축(7)에 가로질러서, 상기 채널(6)의 개방표면은 상기 종단캐리어(3)의 직경 이상인 B만큼의 넓이를 갖고, 따라서 종단캐리어(3)는 상기 채널축(7)을 가로질러서 아래로부터(타입A) 또는 위로부터(타입B) 상기 채널(6) 속으로 삽입될 수 있다.

본 실시예에서는, 상기 골고정요소(4)는 골나사(18)로 구성되고, 상기 나사산샤프트(11)를 포함하며, 뼈 속, 특히 페디클(pedicle) 속으로 죄여질 수 있다. 상기 골고정요소(4)는 첨단부(10)와 원추형헤드(12)를 포함하며, 더 작은 직경을 갖는 상기 원추형헤드(12)의 말단부는 나사산샤프트(11) 쪽을 향한다.

상기 골고정요소(4)의 상기 헤드(12)에 대응하는 원추형 보어홀(8)(conical borehole)은 상기 몸체(5)를 상기 상부표면(17)에서 상기 하부표면(16) 방향으로 관통하고, 상기 보어홀(8)의 종단축(19)은 상기 채널축(7)에 대하여 비스듬하다.

두 실시예, 상기 장치(1,2)의 타입A 또는 타입B에서 상기 보어홀(8)의 대개구부(14)는 상기 상부표면(17) 쪽에, 소개구부(15)는 상기 하부표면(16) 쪽에 배치된다. 특히 여기 보여진 상기 장치(1,2)의 타입A과 타입B의 상기 실시예들에서 상기 보어홀(8)의 종단축(longitudinal axis)(19)은 상기 채널축(7)에 수직이고, 상기 종단축(19)과 상기 채널축(7) 사이에는 거리 X가 있다. 상기 X의 크기는, 상기 원추형 보어홀(8)이 상기 채널(6)을 가로지르므로, 상기 종단캐리어(3)의 반경 R과 상기 골고정요소(4)의 상기 나사산샤프트(11)의 반경 r의 합보다 크다. 그리고, 상기 보어홀(8)에 적용되는 상기 골고정요소(4)의 원추형헤드(12)가 상기 두 보어홀(8)에 종단캐리어(3)와 접촉하는 넓이로 삽입되고 상기 종단캐리어(3)가 고정된 골 고정요소(4)에 의해 상기 채널(6)안에 고착될 수 있을 때까지, 또한 상기 종단캐리어(3)가 상기 채널(6) 속으로 삽입될 때에도, 상기 골고정요소(4)의 나사산샤프트(11)는 상기 보어홀(8)을 통과하여 뼈 안으로 죄어질 수 있다.

상기 장치(1,2)의 두 타입 A, B에 관하여, 상기 채널(6)은 오목한 측벽(sidewall)(20)을 포함하는데, 상기 측벽(20)은 상기 보어홀(8)에서 떨어져 있고, 상기 채널(6)에 위치된 종단캐리어(3)를 상기 보어홀(8)의 종단축(19)에 평행한 변위(displacements)에 고정한다. 상기 골고정요소(4)가 고정되면, 상기 채널(6)에 삽입된 상기 종단캐리어(3)는 상기 원추형헤드(12)에 의해, 상기 채널축(7)을 가로질러 상기 채널(6)의 오목한 측벽(20)에 밀착하여 눌려지고 상기 채널(6) 안에 고정된다. 또한, 상기 보어홀(8)은 내부나사산(9)을 구비하며, 상기 골고정요소(4)의 원추형헤드(13)는 대응하는 외부나사산(13)을 구비하여, 골고정요소(4)가 고정되면, 상기 골고정요소(4), 상기 몸체(5), 및 상기 종단캐리어(3) 사이에 안정된 체결(stable locking)이 이루어진다.

Claims (11)

1. 종단캐리어(3)와 골고정요소(4)를 상호 고정하기 위한 장치(1,2)에 있어서,

   상기 장치(1,2)는, 상기 종단캐리어(3)를 수용하기 위해 일면이 개방되고 축(7)을 갖는 채널(6)을 구비한 3차원 몸체(5)와, 상기 축(7)을 횡단하여 연장되고 상기 몸체(5)를 완전히 관통하는 보어홀(8)로 구성되고, 상기 채널(6)과 상기 보어홀(8)은 서로 적어도 부분적으로 관통하며, 상기 장치(1,2)는, 첨단부(10), 나사산샤프트(11), 및 나사를 조작하기에 적당한 헤드(12)를 추가로 구비한 골나사형태의 골고정요소(4)를 더 포함하고,

   A) 상기 보어홀(8)은 대개구부(14)와 소개구부(15)를 갖는 원추형으로 구성되고,

   B) 상기 보어홀(8)은 내부나사산(9)을 갖고,

   C) 상기 골고정요소(4)의 상기 헤드(12)는 상기 첨단부(10)를 향해 원추형으로 테이퍼지며,

   D) 상기 골고정요소(4)의 상기 헤드(12)는 상기 내부나사산(9)에 대응하는 외부나사산(13)을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 보어홀(8)은 5°내지 25° 범위의 원추각을 갖는 것을 특징으로 하는 장치(1,2).
3. 제 2 항에 있어서, 상기 보어홀(8)은 8°내지 15° 범위의 원추각을 갖는 것을 특징으로 하는 장치(1,2).
4. 제 1 항에 있어서,

   A) 상기 원추형 보어홀(8)은 상기 채널(6)을 향해 테이퍼지고,

   B) 상기 보어홀(8)의 상기 소개구부(15)는 상기 몸체(5)에서 상기 채널(6)과 같은 쪽에 있는 것을 특징으로 하는 장치(1,2).
5. 제 1 항에 있어서,

   A) 상기 원추형 보어홀(8)은 상기 채널(6)을 향해 확장되고,

   B) 상기 보어홀(8)의 상기 대개구부(14)는 상기 몸체(5)에서 상기 채널과 같은 쪽에 있는 것을 특징으로 하는 장치(1,2).
6. 삭제
7. 삭제
8. 제 1 항에 있어서, 상기 외부나사산(13)의 피치는 0.1 내지 3.0 mm 인 것을 특징으로 하는 장치.
9. 삭제
10. 제 1 항에 있어서, 원추형으로 테이퍼지는 상기 헤드(12)는 5°내지 25°범위의 원추각을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제 4 항의 어느 하나의 장치와, 제 5 항의 어느 하나의 장치를 구비한 종단캐리어(3)를 갖는 골고정장치.

Images