KR101041373B1 - 이중 나선형을 갖는 세트스크루를 포함하는 척추 고정장치 - Google Patents

이중 나선형을 갖는 세트스크루를 포함하는 척추 고정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이중 나선형을 갖는 세트스크루를 포함하는 척추 고정장치에 관한 것으로서, 내부에 일정 깊이의 수납홈을 형성하며 상기 수납홈의 내주 일 영역에는 복수의 암나사가 형성된 헤드부와, 상기 헤드부의 일측으로부터 길이 연장되어 척추경에 박혀지는 나사부를 가지며, 손상된 척추경에 고정되는 척추경 고정나사와; 상기 수납홈에 수납되어, 상기 척추경 고정나사를 연결하여 상기 척추경의 각도 및 간격을 교정하는 척추 로드와; 동일한 나사의 안지름과 동일한 나사방향과 상이한 피치를 갖는 복수의 수나사를 형성하고, 상기 척추경 고정나사의 암나사에 나사 결합되어 상기 수납홈에 수납된 상기 로드가 유동하는 것을 방지하는 세트스크루를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 척추경 고정나사와 세트스크루의 체결력을 증대시키고, 척추경의 교정시 척추 로드가 유동하는 것을 방지하며, 안정적으로 척추를 교정할 수 있다.

Description

이중 나선형을 갖는 세트스크루를 포함하는 척추 고정장치{SPINAL FIXATION APPARATUS INCLUDING SETSCREW HAVING DOUBLE HELIX}
본 발명은 이중 나선형을 갖는 세트스크루를 포함하는 척추 고정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 척추경 고정나사와 세트스크루의 나사 결합구조를 개선한 이중 나선형을 갖는 세트스크루를 포함하는 척추 고정장치에 관한 것이다.
인체의 척추는 24개의 뼈로 이루어지고, 각각의 뼈는 관절의 형상으로 맞물려 구부리며 힘을 지지하도록 하고 있으며, 각각의 뼈 사이에는 디스크가 있어서 완충작용을 하게끔 되어 있다.
척추는 해부학적 구조에 따라 여러 명칭의 구조를 가지고, 일반적으로 "S"자 형상에 따라 휘어지는 형상을 가지고 있다.
척추는 하중(axial load)에 의해서 척추 운동성과 노령화에 따른 척추 운동성 저하, 척추 자체의 퇴행으로 인해 척추 질환이 발생한다.
이 때, 자주 볼 수 있는 척추 디스크 환자는 디스크가 손상되어, 각각의 뼈 사이에 좌우로 나온 신경이 눌리게 되어 통증을 유발하는 게 대표적인 증상이다.
이렇게 척추의 일부가 손상된 환자는 그 상태에서는 개인생활에 필요한 활동을 할 수 없고, 손상정도가 심하지 않은 경우에도 척추의 손상된 부분이 다른 인접한 부분에 눌려지거나 닿게 되어 통증을 유발하게 된다.
따라서, 척추의 일부가 파손되거나 손상된 환자의 경우, 그 손상된 부분이 눌려지거나 압박되지 않도록 인접한 척추부분을 인공보조물을 사용하여 지지하는 수술을 해야한다.
이 때, 사용되는 척추 지지용 인공보조물은 손상된 척추의 상하측에 삽입 설치되어 고정대 역할을 하는 척추경 고정나사와, 각각의 척추경 고정나사를 통해 연결되어 지지대 역할을 하는 척추 로드로 이루어져 있다.
척추 운동성에 따라 골 밀도가 가장 좋은 척추경(pedicle) 구조에 삽입되는 척추경 고정나사는 몇 분절의 척추경에 삽입할 수 있다.
이에, 척추경 고정나사를 고정하는 척추 로드는 척추 분절이 가지는 해부학적 곡선을 가지도록 하며, 척추경 고정나사를 연결하는데 사용된다.
또한, 척추 로드와 척추경 고정나사를 고정하는 세트스크루는 나사 체결방식에 따라 회전운동에 의한 직선운동을 하는 상호 변환 체결요소로서, 작은 회전 모멘트로 축방향의 큰 힘을 얻은 운동용 나사로 기계요소의 하나이다.
한편, 척추 로드와 척추경 고정나사를 고정 체결하는 세트스크루는 척추 로드가 미끄러지거나 탈착하는 것을 방지해야 한다.
그런데, 종래의 척추 고정장치에 있어서, 세트스크루의 수나사를 척추경 고정나사의 암나사에 나사 결합시, 세트스크루의 수나사의 나사산면이 척추경 고정나 사의 암나사의 나사산면에 완전 밀착하지 않고 세트스크루의 수나사의 나사산면과 척추경 고정나사의 암나사의 나사산면 사이에 틈이 발생하여, 셀프 록킹(self-locking)의 한계가 있다.
따라서, 종래의 척추 고정장치는 척추경의 교정시 척추경 고정나사와 세트스크루가 셀프 록킹의 한계로 인해 이완하며 체결력이 저하되고, 이에 척추 로드의 유동성이 증대하여 안정적으로 척추를 교정할 수 없는 문제점이 있다.
상기 배경기술의 문제점에서 해결하고자 하는 과제는, 본 발명에 따라, 척추경 고정나사와 세트스크루의 체결력을 증대시키고, 척추경의 교정시 척추 로드가 유동하는 것을 방지하며, 안정적으로 척추를 교정할 수 있는 이중 나선형을 갖는 세트스크루를 포함하는 척추 고정장치를 제공하는 것이다.
상기 과제의 해결 수단은, 본 발명에 따라, 내부에 일정 깊이의 수납홈을 형성하며 상기 수납홈의 내주 일 영역에는 복수의 암나사가 형성된 헤드부와, 상기 헤드부의 일측으로부터 길이 연장되어 척추경에 박혀지는 나사부를 가지며, 손상된 척추경에 고정되는 척추경 고정나사와; 상기 수납홈에 수납되어, 상기 척추경 고정나사를 연결하여 상기 척추경의 각도 및 간격을 교정하는 척추 로드와; 동일한 나사의 안지름과 동일한 나사방향과 상이한 피치를 갖는 복수의 수나사를 형성하고, 상기 척추경 고정나사의 암나사에 나사 결합되어 상기 수납홈에 수납된 상기 로드가 유동하는 것을 방지하는 세트스크루를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 나선형을 갖는 세트스크루를 포함하는 척추 고정장치를 제공한다.
여기서, 상기 세트스크루는, 상기 척추경 고정나사의 암나사와 동일한 제1피치를 갖는 복수의 수나사가 형성된 제1수나사부와, 상기 제1피치와 상이한 제2피치를 갖는 복수의 수나사가 형성된 제2수나사부를 포함한다.
상기 제2수나사부는 상기 제1수나사부의 일단부로부터 길이 연장하며 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
다른 실시예로서, 상기 제1수나사부와 상기 제2수나사부는 상기 세트스크루의 길이방향을 따라 교호적으로 마련될 수 있다.
상기 제2피치는 상기 제1피치의 1/n배의 크기를 가지며, 여기서 n은 2이상의 자연수인 것을 특징으로 한다.
따라서, 상기 과제의 해결 수단에 따르면, 척추경 고정나사와 세트스크루의 나사 결합 구조를 개선함으로써, 척추경 고정나사와 세트스크루의 체결력을 증대시키고, 척추경의 교정시 척추 로드가 유동하는 것을 방지하며, 안정적으로 척추를 교정할 수 있다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 5에는 본 발명에 따른 이중 나선형을 갖는 세트스크루를 포함하는 척추 고정장치가 도시되어 있다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이중 나선형을 갖는 세트스크루를 포함하는 척추 고정장치는, 손상된 척추경에 고정되는 척추경 고정나사(11)와, 척추경 고정나사(11)를 연결하여 척추경의 각도 및 간격을 교정하는 척추 로드(31)와, 척추경 고정나사(11)에 나사 결합되는 세 트스크루(41)를 포함한다.
척추경 고정나사(11)는 내부에 일정 깊이의 수납홈(15)을 형성하는 헤드부(13)와, 헤드부(13)의 일측으로부터 길이 연장된 나사부(25)를 가진다.
헤드부(13)에는 척추 로드(31)가 척추경 고정나사(11)의 수납홈(15)에 용이하게 수납가능하도록 한 쌍의 절취부(17)가 마련되어 있으며, 이들 절취부(17)는 척추경 고정나사(11)의 축선방향을 따라 절취되어 있다. 이에, 헤드부(13)는 측면에서 보았을 때 전체적으로 "U"자 단면형상을 가진다. 여기서, 헤드부(13)의 수납홈(15)의 저면은 척추 로드(31)의 단면형상에 대응하는 곡률반경을 갖는 부분 원호형상을 갖는 것이 바람직하다.
헤드부(13)의 상측 내주에는 복수의 암나사(19)가 형성되어 있으며, 복수의 암나사(19)에는 세트스크루(41)가 나사 결합된다. 헤드부(13)의 각 암나사(19)는 삼각나사의 형상을 가지며, 각 암나사(19)의 나사산의 간격은 제1피치(P1)를 가진다.
또한, 헤드부(13)의 외주는 종래와 같이 원형의 단면형상을 갖지 아니하고, 다각형의 단면형상을 가진다. 이에, 척추용 고정나사(11)의 헤드부(13)의 단면 2차모멘트가 종래에 비해 작아지게 되어, 헤드부(13)와 세트스크루(41)의 나사 체결에 따른 회전모멘트로 인한 축방향의 힘과 이와 반대되는 힘으로 인해 발생하는 헤드부(13)의 변형을 최소화하며, 헤드부(13)와 세트스크루(41)의 강한 체결력을 제공할 수 있게 된다.
나사부(25)는 일정 길이를 가지며, 나사부(25)의 외주에는 일정 규격의 삼각 나사가 형성되어 있으며, 나사부(25)는 척추경의 상하방향으로 일정 깊이만큼 박혀져 손상된 척추경의 고정대 역할을 한다.
척추 로드(31)는 원형단면의 봉형상을 가지며, 헤드부(13)의 수납홈(15)에 수납되어 척추경 고정나사(11)를 연결하며, 척추경의 각도 및 간격을 교정한다.
세트스크루(41)는 일정 길이의 봉형상을 가지며, 도 3에 도시된 바와 같이 세트스크루(41)의 외주에는 상이한 피치를 갖는 복수의 수나사(43a,45a)가 형성되어 있다. 세트스크루(41)의 일측에는 척추경 고정나사(11)의 암나사(19)와 동일한 제1피치(P1)를 갖는 복수의 수나사(43a)가 형성된 제1수나사부(43)가 마련되어 있고, 세트스크루(41)의 타측에는 제1수나사부(43)의 제1피치(P1)와 상이한 제2피치(P2)를 갖는 복수의 수나사(45a)가 형성된 제2수나사부(45)가 마련되어 있다. 제1수나사부(43) 및 제2수나사부(45)의 각 수나사(43a,45a)는 삼각나사의 형상을 이루며, 동일한 나사의 안지름과 동일한 나사방향을 가진다.
한편, 세트스크루(41)의 제2수나사부(45)의 제2피치(P2)는 제1수나사부(43)의 제1피치(P1)에 비해 상대적으로 작은 크기, 즉 제1피치(P1)의 1/n배의 크기를 가진다. 여기서, n은 2이상의 자연수인 것이 바람직하며, 본 실시예에서는 제2수나사부(45)의 제2피치(P2)가 제1수나사부(43)의 제1피치(P1)의 1/2배(0.5배)의 크기를 가진다.
척추 로드(31)를 향하는 세트스크루(41)의 제1수나사부(43)의 선단부에는 척추 로드(31)를 가압함에 따라 세트스크루(41)의 나사 조임 반대방향으로 탄성 변형하는 탄성변형부(47)가 마련되어 있으며, 세트스크루(41)의 내부에는 세트스크 루(41)를 척추경 고정나사(11)에 결합 및 분리하기 위한 렌치 등과 같은 공구가 탈착되는 공구장착홈(49)이 일정 깊이 함몰 형성되어 있다.
공구장착홈(49)은 탄성변형부(47)가 탄성변형가능한 두께를 갖도록 세트스크루(41)의 길이방향을 따라 일정 깊이만큼 함몰 형성되어 있다.
이러한 구성에 의하여, 본 발명에 따른 이중 나선형을 갖는 세트스크루를 포함하는 척추 고정장치의 사용 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 척추경에 척추경 고정나사(11)를 고정하고 나서, 연결하고자 하는 척추경 고정나사(11)의 수납홈(15)에 척추 로드(31)를 동시에 수납시킨다.
그리고, 척추 로드(31)가 헤드부(13)의 수납홈(15) 저면에 밀착 지지되어 유동하지 않도록, 세트스크루(41)의 제1수나사부(43)가 척추 로드(31)를 향하도록 세트스크루(41)를 척추경 고정나사(11)의 헤드부(13)에 나사 결합한다.
세트스크루(41)의 제1수나사부(43)를 척추경 고정나사(11)의 암나사(19)에 나사 결합시, 도 5에 도시된 바와 같이 척추 로드(31)를 향하는 제1수나사부(43)의 수나사(43a)의 나사산면은 척추경 고정나사(11)의 암나사(19)의 나사산면에 완전 밀착하고, 척추 로드(31)의 반대측을 향하는 제1수나사부(43)의 수나사(43a)의 나사산면과 척추경 고정나사(11)의 암나사(19)의 나사산면 사이에는 틈(C)이 발생한다.
또한, 척추경 고정나사(11)의 한 쌍의 암나사(19) 사이에는 세트스크루(41)의 제2수나사부(45)의 한 쌍의 수나사(45a)가 위치하며, 척추경 고정나사(11)의 한 쌍의 암나사(19)의 각 나사산면을 향하는 제2수나사부(45)의 한 쌍의 수나사(45a)의 각 나사산면과 한 쌍의 암나사(19)의 각 나사산면 사이에는 틈이 발생하지 않으며, 이에 척추경 고정나사(11)의 암나사(19)와 제2수나사부(45)의 수나사(45a) 사이의 접촉 면적이 증대하며 나사 결합되어 척추경 고정나사(11)와 세트스크루(41)의 체결력이 증대된다.
그리고, 일정 크기 이상의 나사 조임력에 의해 세트스크루(41)의 탄성변형부(47)가 척추 로드(31)를 가압하면, 탄성변형부(47)가 척추 로드(31)의 외주 일 영역에 밀착하며 세트스크루(41)의 나사 조임 반대방향으로 탄성 변형하게 된다. 이로써, 세트스크루(41)의 조임력에 의해 헤드부(13)의 암나사(19)가 변형하는 것이 방지되어, 세트스크루(41)의 각 수나사부(43,45)는 헤드부(13)의 암나사(19)와 안정적으로 나사 결합되며 체결력이 증대된다.
한편, 도 6에는 본 발명에 따른 이중 나선형을 갖는 세트스크루를 포함하는 척추 고정장치의 세트스크루의 다른 실시예로서, 제1수나사부(43)와 제2수나사부(45)가 세트스크루(41')의 길이방향을 따라 교호적으로 마련되어 있다. 즉, 제1수나사부(43)의 하나의 수나사(43a)와 제2수나사부(45)의 한 쌍의 수나사(45a)가 세트스크루(41')의 길이방향을 따라 교호적으로 마련되어 있다.
이러한 세트스크루(41')를 척추경 고정나사(11)에 나사 결합함으로써, 즉 전술한 바와 같이 척추경 고정나사(11)의 한 쌍의 암나사(19)의 각 나사산면을 향하는 제2수나사부(45)의 한 쌍의 수나사(45a)의 각 나사산면은 척추경 고정나사(11)의 한 쌍의 암나사(19)의 각 나사산면 사이에 틈을 발생하지 않으며 나사 결합됨으 로써, 척추경 고정나사(11)와 세트스크루(41')의 체결력이 증대할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 동일한 나사의 안지름과 동일한 나사방향과 상이한 피치를 갖는 복수의 수나사가 형성된 세트스크루를 척추경 고정나사의 암나사에 나사 결합함으로써, 척추경 고정나사와 세트스크루의 체결력을 증대시켜 외력에 의해 척추경 고정나사와 세트스크루가 쉽게 이완되는 것을 방지하며, 척추경의 교정시 척추 로드가 유동하는 것을 방지하고, 안정적으로 척추를 교정할 수 있게 된다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서, 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 척추 고정장치의 분해 사시도,
도 2는 도 1의 척추경 고정나사의 평면도,
도 3은 도 1의 세크스크루의 단면도,
도 4는 척추경 고정나사로부터 세트스크루가 분리된 상태를 도시한 본 발명에 따른 척추 고정장치의 종단면도,
도 5는 척추경 고정나사에 세트스크루가 장착된 상태를 도시한 본 발명에 따른 척추 고정장치의 종단면도,
도 6은 본 발명에 따른 척추 고정장치의 다른 실시예에 따른 세트스크루의 단면도,
도 7은 도 6의 세트스크루가 척추경 고정나사의 헤드부에 장착된 상태를 도시한 요부 확대단면도이다.
＊도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＊
11 : 척추경 고정나사 13 : 헤드부
15 : 수납홈 17 : 절취부
19 : 암나사 25 : 나사부
31 : 척추 로드 41 : 세트스크루
43 : 제1수나사부 45 : 제2수나사부
47 : 탄성변형부 49 : 공구장착홈
P1 : 제1피치 P2 : 제2피치

Claims (5)

  1. 내부에 일정 깊이의 수납홈을 형성하며 상기 수납홈의 내주 일 영역에는 복수의 암나사가 형성된 헤드부와, 상기 헤드부의 일측으로부터 길이 연장되어 척추경에 박혀지는 나사부를 가지며, 손상된 척추경에 고정되는 척추경 고정나사와;
    상기 수납홈에 수납되어, 상기 척추경 고정나사를 연결하여 상기 척추경의 각도 및 간격을 교정하는 척추 로드와;
    동일한 나사의 안지름과 동일한 나사방향과 상이한 피치를 갖는 복수의 수나사를 형성하고, 상기 척추경 고정나사의 암나사에 나사 결합되어 상기 수납홈에 수납된 상기 로드가 유동하는 것을 방지하는 세트스크루를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 나선형을 갖는 세트스크루를 포함하는 척추 고정장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 세트스크루는,
    상기 척추경 고정나사의 암나사와 동일한 제1피치를 갖는 복수의 수나사가 형성된 제1수나사부와,
    상기 제1피치와 상이한 제2피치를 갖는 복수의 수나사가 형성된 제2수나사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 나선형을 갖는 세트스크루를 포함하는 척추 고정장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2수나사부는 상기 제1수나사부의 일단부로부터 길이 연장하며 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 이중 나선형을 갖는 세트스크루를 포함하는 척추 고정장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1수나사부와 상기 제2수나사부는 상기 세트스크루의 길이방향을 따라 교호적으로 마련되는 것을 특징으로 하는 이중 나선형을 갖는 세트스크루를 포함하는 척추 고정장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제2피치는 상기 제1피치의 1/n배의 크기를 가지며, 여기서 n은 2이상의 자연수인 것을 특징으로 하는 이중 나선형을 갖는 세트스크루를 포함하는 척추 고정장치.
KR1020090038346A 2009-04-30 2009-04-30 이중 나선형을 갖는 세트스크루를 포함하는 척추 고정장치 KR101041373B1 (ko)

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