KR101147452B1

KR101147452B1 - Bone anchoring device

Info

Publication number: KR101147452B1
Application number: KR1020060063954A
Authority: KR
Inventors: 빌프리드 맷티스; 루츠 비더만; 위르겐 하름스
Original assignee: 비이더만 모테크 게엠베하 ＆ 코. 카게
Priority date: 2005-07-08
Filing date: 2006-07-07
Publication date: 2012-05-21
Also published as: JP4980664B2; KR20070006614A; JP2007014787A

Abstract

본 발명의 뼈 고정 장치는 뼈 또는 등뼈에 고정되는 생크부(14)와, 외부표면에 구형 세그먼트 형상부(16)를 가지는 헤드(15)로 이루어지되, 상기 생크부(14)와 헤드(15)는 서로 분리되어 있는 고정부재와,The bone fixing device of the present invention comprises a shank portion 14 fixed to a bone or a spine, and a head 15 having a spherical segment shape portion 16 on an outer surface thereof, wherein the shank portion 14 and the head 15 are formed. ) Is a fixed member separated from each other,

제 1 단부(2)와, 상기 제 1 단부(2)에 대향 하는 제 2 단부(3)와, 상기 두 개의 단부를 통과하는 종방향 축(4)과, 종방향 축과 동축인 보어(5)와, 상기 제 2 단부(3)에 인접하여 상기 헤드의 구형 세그먼트 형상부(16)를 수용하는 제 1 영역(7)으로 이루어진 수용부(1)와,A first end 2, a second end 3 opposite the first end 2, a longitudinal axis 4 passing through the two ends, and a bore 5 coaxial with the longitudinal axis And a receiving portion (1) consisting of a first region (7) for receiving a spherical segmental portion (16) of said head adjacent said second end (3),

상기 헤드를 수용부에 체결하도록 상기 헤드에 압력을 가하는 부재(17;20;21)를 포함하되,And a member (17; 20; 21) for applying pressure to the head to fasten the head to the receiving portion.

상기 헤드는 상기 생크부의 자유단부(22)를 수용하도록 중공의 내부 부분(25)을 가지며, 상기 헤드와 자유단부는 상기 헤드가 체결되지 않는 동안, 상기 자유단부가 상기 헤드에 의해 탄성적으로 클램핑되도록 형성된다.The head has a hollow inner portion 25 to receive the free end 22 of the shank portion, wherein the head and the free end are elastically clamped by the head while the head is not fastened. It is formed to be.

뼈, 등뼈, 고정구, 앵커링, 헤드, 압력 부재 Bone, spine, fixture, anchoring, head, pressure member

Description

Bone Anchor {BONE ANCHORING DEVICE}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 뼈 고정 장치의 횡단면도이고,1 is a cross-sectional view of a bone fixation device according to an embodiment of the present invention,

도 2는 도 1에 따른 뼈 고정 장치의 분해도이고,Figure 2 is an exploded view of the bone fixing device according to Figure 1,

도 3은 도 1에 따른 뼈 고정 장치의 일부인 뼈 고정 부재의 헤드의 사시도이고,3 is a perspective view of a head of a bone fixation member which is part of the bone fixation device according to FIG. 1,

도 4는 도 1 내지 도 3의 뼈 고정 부재의 생크부의 단부와 헤드의 개략 단면도이고,4 is a schematic cross-sectional view of the end and the head of the shank portion of the bone fixing member of FIGS.

도 5a 내지 도 5c는 고정 부재의 생크부의 변형예를 나타내며,5A to 5C show a modification of the shank portion of the fixing member,

도 6은 생크부에 접속된 헤드의 변형예의 개략 단면도이고,6 is a schematic sectional view of a modification of the head connected to the shank portion;

도 7은 도 6의 헤드와 사용되는 도구의 개략 측면도이고,7 is a schematic side view of a tool used with the head of FIG. 6,

도 8a 내지 도 8d는 도 1 내지 도 4에 따른 수용부 및 헤드를 도구를 사용하여 원래의 위치에서 제거하는 단계를 개략적으로 나타내는 순서도이고,8a to 8d are flow charts schematically illustrating the step of removing the receptacle and the head according to FIGS. 1 to 4 from their original positions with a tool,

도 9는 도 8a 내지 도 8d에 따른 단계를 위해 사용되는 도구의 저면도이다.9 is a bottom view of the tool used for the step according to FIGS. 8A-8D.

<도면의 주요부에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>

1 : 수용부 2 : 제 1 단부1: accommodating part 2: first end

3 : 제 2 단부 5 : 보어3: second end 5: bore

6 : 개구부 7 : 구형 단면6 opening 7 spherical cross section

8 : 나사형 리세스부 9.10 : 각부8: threaded recess 9.10: corner part

11 : 내부 나사 13 : 고정부재11 internal thread 13 fixing member

14 : 생크부 15 : 헤드14 shank portion 15 head

17 : 압력 부재 19 : U자형 리세스부17: pressure member 19: U-shaped recessed portion

20 : 로드 21 : 내부 스크류20: rod 21: internal screw

22 : 단부 23 : 자유단22: end 23: free end

27 : 슬릿 31 : 핸들27: Slit 31: Handle

32 : 바아 33 : 나사 단부32: bar 33: screw end

본 발명은 뼈 고정 장치에 관한 것으로, 뼈에 고정되는 생크부와, 외부표면에 구형 세그먼트 형상부를 가지는 헤드로 이루어지는 고정부재와, 상기 헤드를 수용하는 수용부와, 상기 헤드에 압력을 가하는 부재를 포함하고, 상기 생크부와 헤드는 서로 분리되어 있다.The present invention relates to a bone anchoring device, comprising: a fixing member comprising a shank portion secured to a bone, a head having a spherical segment shape portion on an outer surface thereof, a receiving portion for receiving the head, and a member for applying pressure to the head. And the shank portion and the head are separated from each other.

이러한 뼈 고정 장치로서 미국특허 제 6,835,196호가 알려져 있다. 고정 부재의 생크부는 헤드 내의 대응하는 보어에 수용된 원통형 단부를 가지며, 헤드에 압력이 가해지면 헤드는 생크부의 단부를 클램프하도록 스프링형 항복 에지를 가진다. 다른 실시예에 있어서, 생크부의 단부는 상기 단부를 수용하는 헤드 내의 보어의 내부 나사에 부합하는 외부 나사를 가진다. 이러한 뼈 고정 장치에 있어서, 우 선 생크부를 스크류체결하는 것이 가능하며, 필요하다면 생크부의 길이를 조절하고, 그 후, 헤드를 포함하는 수용부와 접속한다.US Pat. No. 6,835,196 is known as such a bone anchoring device. The shank portion of the fastening member has a cylindrical end received in a corresponding bore in the head, and the head has a spring-type yielding edge to clamp the end of the shank portion when pressure is applied to the head. In another embodiment, the end of the shank portion has an outer thread that matches the inner thread of the bore in the head that receives the end. In such a bone fixation device, it is possible to first screw the shank portion, adjust the length of the shank portion if necessary, and then connect it with the receiving portion including the head.

미국특허 제 6,074,391호에는 생크부의 자유단부를 형성하는 구형 단면을 가지는 나사형성 생크부를 가지는 뼈 스크류를 포함하는 뼈 고정 장치를 개시하고 있다. 이러한 뼈 고정 장치는 또한 하방으로 수렴하는 원추형 환상 표면을 내측면에 가지는 수용부를 포함한다. 수용부 내에 제공된 슬롯형성 케이지는 구형 단면을 에워싸고, 수용부의 원추 표면과 부합하는 외부 원추형 표면을 가진다. 케이지 내의 슬롯들은 상기 케이지에 압력이 가해지면 생크부의 구형 단면을 클램프하게 된다.U. S. Patent No. 6,074, 391 discloses a bone fixation device comprising a bone screw having a threaded shank portion having a spherical cross section forming a free end of the shank portion. This bone fixation device also includes a receptacle having on its medial conical annular surface that converges downward. The slotted cage provided in the receptacle encloses a spherical cross section and has an outer conical surface that matches the conical surface of the receptacle. Slots in the cage clamp the spherical cross section of the shank portion when pressure is applied to the cage.

WO 94/00066호에는 원추형 헤드 단면을 가지는 고착 부품과, 구형 세그먼트형 보어를 가지는 접속 부품을 내측면에 클램프하도록 원추형 헤드 단면을 수용하기 위해 원추형 보어와 구형 세그먼트형 슬롯형성 클램핑 부품을 뼈 내에서 고정하는 접합 고정 부품으로 구성되는 뼈 합성 고정 장치를 개시하고 있다. 클램핑 부품은 구형 세그먼트형 부분을 가지는 외부 표면을 가진다. 접속 부품 내측의 고착 부품의 고정은 클램핑 부품이 접속 부품의 구형 세그먼트형 보어에 대해 눌려서 퍼지도록 클램핑 부품으로 원추형 헤드 단면을 밀어서 달성된다.WO 94/00066 discloses a conical bore and a spherical segmented slotted clamping part in bone to accommodate a fastening part having a conical head cross section and a conical head cross section for clamping a connecting part having a spherical segmented bore to the inner side. Disclosed is a bone compounding and fixing device composed of a joint fixing part for fixing. The clamping part has an outer surface with a spherical segmented part. The fastening of the securing part inside the connecting part is achieved by pushing the conical head cross section into the clamping part such that the clamping part is pressed against the spherical segmented bore of the connecting part.

미국특허 제 6,063,090호에는 먼저 구형 헤드를 구비하는 스크류 부재를 뼈에 스크류하고, 이어 로드와 접속되도록 리테이너 헤드를 구형 헤드 상에 클릭하는 자루형 스크류를 로드에 접속하는 장치를 개시하고 있다. 리테이너 헤드에 상대적인 스크류 부재의 각 위치를 고정하기 위하여 구형 헤드는 원추형 스프링 척에 의해 클램프된다.U. S. Patent No. 6,063, 090 discloses an apparatus for first connecting a screw member with a spherical head to a bone and then connecting a rod-shaped screw to the rod which clicks the retainer head on the spherical head to be connected with the rod. The spherical head is clamped by a conical spring chuck to fix each position of the screw member relative to the retainer head.

본 발명의 목적은 분리된 부품으로서 헤드와 생크부를 가짐으로써 예비 조립이 용이하고, 로드에 대한 스크류의 최종적 조임만으로 향상된 고정력을 제공하는 뼈 고정 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a bone fixation device having a head and a shank as separate parts, which facilitates preassembly and provides improved fixation by only final tightening of the screw against the rod.

이러한 목적은 청구항 1에 따른 뼈 고정 장치에 의해 달성되며, 다른 특징적 사항들은 종속항에 주어진다.This object is achieved by the bone fixation device according to claim 1, with other features given in the dependent claims.

본 발명에 따른 뼈 고정 부재에 의하면, 수술하는 동안 또는 수술 전의 특정 상황에서의 필요에 따라 다른 크기의 생크부를 별도의 헤드 및 수용부와 결합하는 이점이 있다.According to the bone fixation member according to the present invention, there is an advantage of combining the shank portion of the different size with the separate head and the receiving portion as needed during the operation or in the specific situation before the operation.

본 발명에 따른 뼈 고정 부재에 있어서, 생크부를 뼈에 우선 고정한 후, 생크부상에 구형 세그먼트형 헤드를 포함하는 수용부를 장착하는 것이 가능하다. 생크부의 단부가 원추형이고, 헤드의 리세스부가 이에 부합하기 때문에, 생크부에 상대적인 헤드의 예비 고정은 헤드가 그 최종적인 다축 위치에 체결되지 않았다 하더라도 달성된다.In the bone fixation member according to the present invention, it is possible to first fix the shank portion to the bone, and then mount the receiving portion including the spherical segmented head on the shank portion. Since the end of the shank portion is conical and the recess portion of the head matches it, preliminary fixation of the head relative to the shank portion is achieved even if the head is not fastened to its final multiaxial position.

생크부의 단부와 헤드의 리세스부의 원뿔각도가 약 2 내지 10의 범위 내에 있으면, 헤드가 불가피하게 생크부로부터 분리되지 않거나 떨어지지 않도록 하는 구형 세그먼트형 헤드와 생크부사이의 자기 체결 접속을 달성하는 것이 가능하다.If the conical angle of the end of the shank portion and the recess portion of the head is in the range of about 2 to 10, it is possible to achieve a self-fastening connection between the spherical segmented head and the shank portion such that the head inevitably does not separate or fall off the shank portion. Do.

또한 뼈 고정 장치는 외부 링 또는 너트가 요구되지 않기 때문에 콤팩트한 이점을 가진다.The bone fixation device also has a compact advantage because no outer ring or nut is required.

본 발명의 다른 특징 및 이점은 수록한 도면과 연관된 이하의 실시예에 대한 설명으로부터 명확해질 것이다.Other features and advantages of the invention will be apparent from the following description of the embodiments in conjunction with the accompanying drawings.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 뼈 고정 장치는 실질적인 원통형으로, 제 1 단부(2)와, 이 제 1 단부에 대향 하는 제 2 단부(3)를 가지는 수용부(1)를 포함한다. 두 개의 단부는 종방향 축(4)에 대해 수직이며, 종방향 축(4)과 동축으로 제 2 단부(3)로부터 소정 거리 이격되어 제 1 단부(2)로부터 뻗은 동축 보어(5)가 제공된다. 제 2 단부(3)에서 보어(5)의 직경보다 더 작은 직경의 개구부(6)가 제공된다. 도시된 실시예에 있어서, 구형 단면(7)의 형태로 테이퍼 져 있다.As shown in FIGS. 1-3, the bone fixation device is substantially cylindrical and includes a receptacle 1 having a first end 2 and a second end 3 opposing the first end. . The two ends are perpendicular to the longitudinal axis 4, provided by a coaxial bore 5 extending from the first end 2 spaced a predetermined distance from the second end 3 coaxially with the longitudinal axis 4. do. At the second end 3 an opening 6 of diameter smaller than the diameter of the bore 5 is provided. In the embodiment shown, it is tapered in the form of a spherical cross section 7.

수용부(1)는 또한 제 1 단부(2)로부터 시작하여 상기 제 2 단부(3)로부터 소정거리 이격되어 제 2 단부(3)의 방향으로 뻗은 U자형 리세스부(8)를 가진다. 이러한 U자형 리세스부에 의해, 제 1 단부(2)를 향하여 말단부를 형성함으로써 2개의 자유 랙부(9,10)가 형성된다. 제 1 단부(2)에 인접하여, 수용부(1)는 상기 랙부(9,10)에 형성된 내부 나사(11)를 포함한다.The receptacle 1 also has a U-shaped recess 8 which extends in the direction of the second end 3 starting from the first end 2 and spaced a predetermined distance from the second end 3. By this U-shaped recess, two free rack portions 9, 10 are formed by forming the distal end toward the first end 2. Adjacent to the first end 2, the accommodating part 1 comprises an internal screw 11 formed in the rack parts 9, 10.

뼈 고정 부재(13)는 별도의 부품으로서 형성되어, 도 1에 도시된 조립상태에서 생크부에 접속된 헤드(15)와 뼈 나사를 가지는 생크부(14)로 이루어진다. 헤드(15)는 구형 세그먼트 외부 표면(16)을 가진다. 헤드(15)의 이 부분의 반경은 헤드(15)가 수용부(1)에 수용되면, 헤드(15)의 구형 외부 표면(16)이 제 2 단부(3)에서 개구부(6)에 인접하여 구형 단면(7)에 의해 지지 되거나, 개구부(6)의 에지에 의해 지지 되어서, 헤드(15)의 부분(15a)은 개구부(6)로부터 돌출한다. 헤드(15)에 압력이 아직 가해지지 않았다면, 헤드(15)는 볼 및 소켓 죠인트와 유사하게 구형 단면(7) 내에 피봇가능하게 유지된다.The bone fixing member 13 is formed as a separate part, and consists of the head 15 connected to the shank portion in the assembled state shown in FIG. 1 and the shank portion 14 having the bone screws. The head 15 has a spherical segment outer surface 16. The radius of this portion of the head 15 is such that when the head 15 is received in the receptacle 1, the spherical outer surface 16 of the head 15 is adjacent to the opening 6 at the second end 3. Supported by the spherical cross section 7 or by the edge of the opening 6, the part 15a of the head 15 protrudes from the opening 6. If no pressure has yet been applied to the head 15, the head 15 remains pivotally within the spherical cross section 7, similar to a ball and socket joint.

또한, 보어(5)의 내경 보다 약간 더 작은 외경을 가지는 원통형 구조를 가지는 압력 부재(17)가 제공되며, 압력 부재를 수용부(1)의 보어(5)로 도입되도록 축방향으로 이동된다. 제 2 단부(3)를 향하여 면하는 하부 측에 압력 부재(17)는 헤드(15)가 구형부(16)의 반경에 대응하는 반경을 가지는 구형 리세스부(18)를 포함한다. 반대 측에 압력 부재(17)는 종방향 축(4)에 역으로 뻗은 U자형 리세스부(19)를 가진다. U자형 리세스부의 측경은 수용부에 수용되는 로드(20)가 리세스부(19)에 삽입되어 측방향으로 안내되도록 선택된다. 구형 리세스부(19)의 깊이는 로드가 삽입되어 U자형 리세스부의 바닥에 대해 눌려져 있는 경우의 조립된 상태에서 압력 부재(17)가 헤드(15)에 압력을 가하도록 선택된다.Further, a pressure member 17 having a cylindrical structure having an outer diameter slightly smaller than the inner diameter of the bore 5 is provided, which is axially moved to introduce the pressure member into the bore 5 of the receiving portion 1. On the lower side facing towards the second end 3, the pressure member 17 comprises a spherical recess 18 with a head 15 having a radius corresponding to the radius of the spherical portion 16. On the opposite side the pressure member 17 has a U-shaped recess 19 extending back to the longitudinal axis 4. The side diameter of the U-shaped recess is selected such that the rod 20 received in the receiving portion is inserted into the recess 19 and guided laterally. The depth of the spherical recess 19 is selected such that the pressure member 17 applies pressure to the head 15 in an assembled state when the rod is inserted and pressed against the bottom of the U-shaped recess.

뼈 고정 장치는 또한, 로드(20)를 고정하고 헤드(15)상의 압력 부재(17)에 압력을 가하도록 각부(9,10) 사이에 스크류 되는 내부 스크류(21)를 포함한다. 내부 나사(11)와 내부 스크류(21)의 치합나사는 이미 알려진 나사형태이다. 하지만, 플랫(flat) 나사 또는 네거티브(negative) 나사는 각부(9,10)의 스프레잉이 발생 되지 않으므로 외부 링 또는 너트가 필요없는 이점을 제공한다.The bone fixation device also includes an internal screw 21 which is screwed between the legs 9, 10 to fix the rod 20 and to pressurize the pressure member 17 on the head 15. The engagement screw of the inner screw 11 and the inner screw 21 is a known screw type. However, flat or negative screws provide the advantage that no external ring or nut is required since no spraying of the legs 9, 10 occurs.

이하 생크부(14)와 헤드(15)에 대해 상세히 설명한다. 생크부(14)는 헤드(15)에 수용되는 단부(22)를 포함한다. 단부(22)는 ds의 직경을 가지는 자유단(23)을 향하여 퍼진 절두형 원뿔의 형상을 가진다. 생크부의 원추형 단부(22)의 원뿔각α은 생크부가 헤드에 접속되는 경우 자기 체결 접속이 달성되도록 선택되는 것이 바람직하다. 특히 도 2 및 도 3으로부터 볼 수 있는 바와 같이, 헤드(15)는 평탄한 구면의 외곽선을 가지며, 수용부의 종방향 축(4)과 동축이고, 원추형 단부(22)가 자유단(23)의 최대 직경 ds 보다 약간 더 큰 직경을 가지는 보어(24)를 제 1 단부(2)를 향하여 면하는 단부에서 포함한다. 보어(24)는 원추형 단부(22)의 자유단(23)을 개재해서 안내되어, 원추형 단부(22)가 완전히 삽입되면 도 1에 도시된 바와 같이 헤드(15)로부터 돌출한다. 수용부의 제 2 단부(3)를 향하여 배향된 측면에서 헤드(15)는 중공의 절두형 생크부가 헤드(15)로 삽입되는 경우 헤드(15)는 중공의 절두형 원뿔로서 형성된 리세스부(25)를 가지며, 그 치수는 생크부의 원추형 단부(22)의 치수와 부합된다. 원추형 리세스부(25)의 각도α'는 단부(22)의 각도α에 대응하는 것이 바람직하다. 리세스부(25)에 의해 형성된 하부 개구부(26)는 생크부의 원추형 단부(22)의 자유단(23)의 최대 직경 ds 보다 작은 직경 db을 가진다.Hereinafter, the shank portion 14 and the head 15 will be described in detail. The shank portion 14 includes an end 22 received in the head 15. The end 22 has the shape of a truncated cone spread towards the free end 23 having a diameter of ds. The cone angle α of the conical end 22 of the shank portion is preferably selected such that a self-fastening connection is achieved when the shank portion is connected to the head. As can be seen in particular from FIGS. 2 and 3, the head 15 has a flat spherical outline, coaxial with the longitudinal axis 4 of the receptacle, with the conical end 22 being the maximum of the free end 23. A bore 24 having a diameter slightly larger than the diameter ds is included at the end facing towards the first end 2. The bore 24 is guided through the free end 23 of the conical end 22, and protrudes from the head 15 as shown in FIG. 1 when the conical end 22 is fully inserted. On the side oriented towards the second end 3 of the receptacle, the head 15 is recessed 25 formed as a hollow truncated cone when the hollow truncated shank portion is inserted into the head 15. And its dimensions match the dimensions of the conical end 22 of the shank portion. The angle α 'of the conical recess 25 preferably corresponds to the angle α of the end 22. The lower opening 26 formed by the recess 25 has a diameter db smaller than the maximum diameter ds of the free end 23 of the conical end 22 of the shank portion.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 헤드(15)는 복수의 종방향 슬릿(27)을 가지며, 이 슬릿들은 생크부의 단부(22)와 면하는 단부에 대해 개방되고, 원주방향으로 등간격으로 배열된다. 또한 슬릿(27)들은 하부 개구부(26)에 원추형 단부(22)가 삽입되고, 삽입 후 탄성적으로 클램프 될 정도로 넓은 범위로 리세스부(25)의 퍼짐이 이루어지기에 충분한 크기를 가진다.As shown in Figs. 2 and 3, the head 15 has a plurality of longitudinal slits 27, which are open with respect to the end facing the end 22 of the shank portion and are evenly spaced in the circumferential direction. Is arranged. In addition, the slits 27 have a size sufficient to allow the conical end 22 to be inserted into the lower opening 26 and to spread the recess 25 in a wide range so as to be elastically clamped after insertion.

도 4에 도시된 바와 같이, 원추형 단부의 자유단(23)은 헤드(15)로의 삽입을 용이하게 하는 챔퍼(28)를 가진다. 챔퍼(28)는 압력 부재(17)의 리세스부(18)의 곡률에 부합하도록 만곡되어 있다. 원추형 리세스부(25)는 헤드(15)를 통해 뻗는다.As shown in FIG. 4, the free end 23 of the conical end has a chamfer 28 that facilitates insertion into the head 15. The chamfer 28 is curved to match the curvature of the recessed portion 18 of the pressure member 17. The conical recess 25 extends through the head 15.

헤드(15)의 리세스부(25)의 원뿔각α은 단부(22)의 원뿔각에 대응하고, 원추 형 단부(22)가 헤드의 리세스부(25)에 삽입되면, 자기 체결 접속을 달성하도록 선택되는 것이 바람직하다. 자기 체결 접속이 설정되면, 원추형 단부를 리세스부(25)에 삽입하는데 요하는 함보다 더 큰 추가적인 힘이 리세스부(25)로 부터 원추형 단부를 제거하는데 요구된다. 자기 체결 효과를 달성하기 위한 원뿔각은 대략 2 내지 10 °사이가 바람직하고, 약 4°가 가장 바람직하다.The conical angle α of the recessed portion 25 of the head 15 corresponds to the conical angle of the end 22, and when the conical end 22 is inserted into the recessed portion 25 of the head, a magnetic fastening connection is established. It is preferred to be selected to achieve. Once the self-fastening connection is established, an additional force greater than that required to insert the conical end into the recess 25 is required to remove the conical end from the recess 25. The cone angle for achieving the self-fastening effect is preferably between about 2 and 10 degrees, most preferably about 4 degrees.

제 1 모드의 작동에 있어서, 적절한 생크부(14)가 선택되면 그 단부(22)와 함께 헤드(15)에 접속된다. 하부 개구부(26)를 개재하여 원추형 단부(22)를 헤드(15)로 도입하는 것은 챔퍼(28)에 의해 용이하게 행해진다. 단부(22)를 삽입함에 의해, 하부 개구부(26)는 넓어지고, 원추형 리세스부(25)는 슬릿(27)으로 인하여 퍼지게 되어 원추형 단부(22)의 전체를 도입하게 한다. 생크부가 헤드로 도입되는 경우, 자기 체결 접속이 설정되도록 각도α가 선택되면, 헤드로 일단 삽입되면, 헤드가 우연히 제거되거나 떨어지지 않게 된다.In the first mode of operation, an appropriate shank portion 14 is selected and connected to the head 15 together with its end 22. The introduction of the conical end 22 into the head 15 via the lower opening 26 is facilitated by the chamfer 28. By inserting the end 22, the lower opening 26 is widened and the conical recess 25 spreads out due to the slit 27 to introduce the entire conical end 22. When the shank portion is introduced into the head, once the angle α is selected so that the magnetic fastening connection is established, once the head is inserted into the head, the head is not accidentally removed or dropped.

그리고, 헤드(15)가 장착된 생크부(14)로 이루어진 뼈 고정 부재(13)는 나사형 생크부(14)가 구비된 제 1 단부(2)로부터 수용부(1)로 도입되어, 헤드(15)가 개구부(6)의 에지에 대해 정지할 때까지 수용부의 개구부(6)를 통해 안내된다. 그 후, 압력 부재(17)는 도입되어 나사형 생크부는 뼈에 스크류체결된다. 그러면, 고정부재(13)에 상대적인 수용부(1)의 각도 위치는 조절되고, 로드(20)는 삽입되어 내부 스크류(21)에 스크류체결함에 의해 고정된다. 내부 스크류(21)는 압력 부재(17)를 하방으로 압압하는 로드(20)에 압력을 가한다. 압력 부재(17)는 생크부의 단부(22)에 대한 자유단(23)을 위한 접합부를 형성한다. 이러한 식으로, 헤드(15) 는 구형 단면(7) 또는 개구부(6)의 에지에 대해 눌려서, 개구부(6)의 에지는 생크부의 단부(22)를 클램프 하기 위한 슬릿(27)들로 인하여 헤드를 압압한다. 또한, 압력 부재(17)는 단부(22)의 자유단(23)을 압압하여 원추형 단부(22)를 헤드의 원추형 리세스부(25)로 압압함으로서 헤드와 생크부 사이에 확실한 접속이 달성되는 동시에 헤드는 회전위치에 체결된다.Then, the bone fixing member 13 composed of the shank portion 14 to which the head 15 is mounted is introduced into the receiving portion 1 from the first end 2 provided with the threaded shank portion 14, It is guided through the opening 6 of the receptacle until the 15 stops with respect to the edge of the opening 6. Thereafter, the pressure member 17 is introduced so that the threaded shank portion is screwed into the bone. Then, the angular position of the accommodating part 1 relative to the fixing member 13 is adjusted, and the rod 20 is inserted and fixed by screwing into the inner screw 21. The inner screw 21 pressurizes the rod 20 which presses the pressure member 17 downward. The pressure member 17 forms a junction for the free end 23 to the end 22 of the shank portion. In this way, the head 15 is pressed against the spherical cross section 7 or the edge of the opening 6 so that the edge of the opening 6 is due to the slits 27 for clamping the end 22 of the shank portion. Press. In addition, the pressure member 17 presses the free end 23 of the end 22 to press the conical end 22 into the conical recess 25 of the head so that a reliable connection is achieved between the head and the shank portion. At the same time, the head is locked in the rotational position.

상술한 뼈 고정 장치의 부품들은 예를 들어 티타늄과 같이 본체를 콤팩트화 할 수 있는 물질로 만드는 것이 바람직하다.The parts of the bone fixation device described above are preferably made of a material that can compact the body, such as titanium.

제 2 모드의 작동에 있어서, 먼저 나사형 생크부(14)를 뼈 또는 척추에 스크류체결한다. 이를 위하여, 생크부(14)는 도 1에 도시된 바와 같이, 육각형 리세스부(30)와 같은 스크류 드라이버용으로 알려진 결합 가능성을 그 자유단에 가진다. 느슨하게 미리 조립된 헤드(15)와 압력 부재(17)와 함께 수용부(1)는 뼈로부터 돌출하는 생크부(14)의 원추형 단부(22)에 눌려진다. 이를 달성하기 위해, 헤드(15)를 원추형 단부에 클릭하는 소정의 압력이 필요하다. 즉 헤드(15)는 슬릿(27)들로 인하여 퍼지게 되고 원추형 단부(22)에 스냅결합된다. 헤드를 생크부에 위치시키는데 요하는 힘은 원뿔 각도 및/또는 슬릿들에 의해 제공된 탄성에 따른다. 이어서, 로드(20)는 삽입되고, 헤드(15)에 상대적인 수용부(1)의 각도 위치는 조절된다. 이 후, 내부 스크류(21)는 로드(20)에 눌릴 때까지 각부(9,10)사이에 스크류체결되어, 헤드(15)에 압력을 가한다.In the second mode of operation, the screw shank 14 is first screwed into a bone or spine. For this purpose, the shank portion 14 has a coupling end at its free end, known for screw drivers such as the hexagonal recess portion 30, as shown in FIG. Together with the loosely pre-assembled head 15 and the pressure member 17, the receiving portion 1 is pressed against the conical end 22 of the shank portion 14 protruding from the bone. To achieve this, a certain pressure is required to click the head 15 to the conical end. In other words, the head 15 spreads due to the slits 27 and snaps to the conical end 22. The force required to position the head on the shank portion depends on the cone angle and / or the elasticity provided by the slits. The rod 20 is then inserted and the angular position of the receptacle 1 relative to the head 15 is adjusted. Thereafter, the inner screw 21 is screwed in between the parts 9 and 10 until it is pressed by the rod 20 to apply pressure to the head 15.

압력 부재에 의해 헤드(15)에 가해진 압력으로 인하여, 슬롯형 헤드(15)는 생크부(14)에 확실하게 접속되거나 클램프되어, 이동을 방지하는 동시에 헤드(15) 는 그 회전위치에 체결된다.Due to the pressure exerted on the head 15 by the pressure member, the slotted head 15 is reliably connected or clamped to the shank portion 14 to prevent movement and at the same time the head 15 is fastened to its rotational position. .

필요하다면, 헤드(15)와 함께 수용부(1)는 도 8a 내지 도 8d 및 도 9에 도시된 바와 같은 도구를 구비하여 원래의 상태대로 생크부로부터 분리된다. 먼저, 내부 스크류 및 로드는 도 8a에 도시된 바와 같이 제거된다. 이 상태에서 헤드(15)는 수용부(1)내에 체결되지 않고 여전히 생크부의 단부(22)를 클램프하고 있다. 이어서, 도 8b에 도시된 바와 같이, 도구(100)를 사용하여 헤드(15)를 수용부(1)로 밀어넣어서, 수용부의 하부 개방부(6)로부터 더 이상 돌출하지 않게 한다.If necessary, the receptacle 1 together with the head 15 is provided with the tool as shown in FIGS. 8A-8D and 9 to be separated from the shank portion in its original state. First, the inner screw and rod are removed as shown in FIG. 8A. In this state, the head 15 is not fastened in the receiving portion 1 and still clamps the end 22 of the shank portion. Then, as shown in FIG. 8B, the tool 100 is used to push the head 15 into the receptacle 1 so that it no longer protrudes from the lower opening 6 of the receptacle.

도구(100)는 두 개의 아암(102,103)이 수직방향으로 뻗은 종방향 바아(101)를 포함한다. 아암 중의 하나는 바아의 단면이 그립핑을 용이하게 하기 위하여 아암(103) 위로 돌출하도록 바아(101)의 자유단(104)으로부터 소정거리 이격되어 고정된다. 도시된 실시예에 있어서, 도구가 사용중인 경우의 상부 아암(103)임을 알 수있다. 다른 아암(102)은 종방향 바아(101)에 슬라이딩 가능하게 장착되어 타단부(106)에서의 단부 위치와, 상부 아암(103)을 향하는 방향으로의 소망 위치 사이에 가변적으로 고정되어 아암들 사이의 거리를 변하게 한다. 적어도 하부 아암(102)은 생크부(14)를 에워쌀 수 있도록 포크형이다. 하부 아암(102)이 바아의 단부(106)에 위치되면, 아암들 사이의 거리는 수용부(1)의 높이보다 더 크게 된다.The tool 100 includes a longitudinal bar 101 with two arms 102 and 103 extending in a vertical direction. One of the arms is fixed at a distance from the free end 104 of the bar 101 such that the cross section of the bar protrudes above the arm 103 to facilitate gripping. In the illustrated embodiment, it can be seen that the upper arm 103 is when the tool is in use. The other arm 102 is slidably mounted to the longitudinal bar 101 and is variably fixed between the end position at the other end 106 and the desired position in the direction towards the upper arm 103 between the arms. To change the distance. At least the lower arm 102 is fork shaped to enclose the shank portion 14. When the lower arm 102 is located at the end 106 of the bar, the distance between the arms becomes larger than the height of the receptacle 1.

사용중에는, 도구는 도 8b에 도시된 바와 같은 단부 위치에서 하부 아암(102)으로 수용부에 적용된다. 그러면, 하부 아암(102)이 이동되면서 수용부(1)의 제 2 단부(3)에 대해 압압함으로서, 도 8c에 도시된 바와 같은 수용부 내에 헤드(15)가 완전히 위치될 때까지 헤드에 상대적으로 수용부(1)를 이동한다. 이 상태 에서, 도 8d에 도시된 바와 같이 생크부로부터 멀어지도록 수용부 및 헤드 가를 도구와 함께 당기게 되면, 생크부의 단부(22)가 당겨짐으로써 헤드에는 넓혀진 공간이 제공된다.In use, the tool is applied to the receptacle with the lower arm 102 in the end position as shown in FIG. 8B. The lower arm 102 is then moved and pressed against the second end 3 of the receptacle 1, relative to the head until the head 15 is fully positioned within the receptacle as shown in FIG. 8C. The receiving part 1 is moved. In this state, as shown in Fig. 8D, when the receiving portion and the head edge are pulled together with the tool to move away from the shank portion, the end 22 of the shank portion is pulled to provide a wider space in the head.

물론 변형이 가능하다. 예를 들면, 상부 아암(103)이 하부 아암 대신에 슬라이딩할 수 있는바, 슬라이딩 가능한 아암을 바아에 고정할 필요는 없지만, 수용부에 대해 수동으로 압력을 가할 수도 있다.Of course, variations are possible. For example, the upper arm 103 can slide in place of the lower arm, although it is not necessary to secure the slidable arm to the bar, but may also apply pressure manually to the receptacle.

단부(22), 헤드(15) 및 수용부(1)의 치수는 단부(22)와 헤드(15) 사이의 자기 체결 접속의 마찰력을 극복하는데 요구되는 힘을 수술하는 동안 견딜 수 있도록 선택된다.The dimensions of the end 22, the head 15 and the receptacle 1 are selected to withstand the forces required during surgery to overcome the frictional forces of the self-fastening connection between the end 22 and the head 15.

도 5a 내지 도 5c는 생크부(14)의 변형예를 도시한다. 도 5a에 있어서, 생크부(14)의 직경 d은 원추형 단부(22)의 최소 직경보다 더 작다. 도 5b에 있어서, 생크부(14)의 직경 d은 원추형 단부(22)의 최소 직경보다 더 크다. 도 5c에 있어서, 생크부는 팁(141)에 인접한 나사 단면(146)과 뼈 나사가 없는 단면(142)을 포함한다. 모든 변형예에 있어서, 원추형 단부(22)는 헤드(15)의 리세스부(25) 내에 수용가능한 형상으로 형성된다.5A to 5C show a modification of the shank portion 14. In FIG. 5A, the diameter d of the shank portion 14 is smaller than the minimum diameter of the conical end 22. In FIG. 5B, the diameter d of the shank portion 14 is larger than the minimum diameter of the conical end 22. In FIG. 5C, the shank portion includes a screw cross section 146 adjacent the tip 141 and a cross section 142 without bone screws. In all variations, the conical end 22 is formed in a shape receivable in the recess 25 of the head 15.

도 6에는 헤드의 변형에 대한 개략도를 도시하고 있다. 헤드(15')는 도 1 내지 도 4에 도시된 실시예에서와 같은 절두형 원뿔과 같은 형상의 리세스부(25)를 가진다. 하지만, 동축 보어(24')는 생크부의 원추형 단부의 자유단(23)의 직경보다 더 작은 직경을 가진다. 그래서, 리세스부(25)의 상부 벽은 단부(22)를 위한 링형 접합부(28)를 형성한다. 보어(24')의 직경은 스크류 도구가 단부(22)에 접근가능할 정도의 크기를 가진다. 수용부(1)에 삽입된 헤드(15)를 생크부(14)로부터 분리하기 위하여, 헤드를 유지하는 도구와의 계합을 위한 계합 수단을 헤드가 가짐으로써, 수용부(1)가 생크부로부터 떨어지도록 당기면 개구부(6)에서 뽑히지 않게 된다. 도 7은 핸들(31)과, 핸들로부터 뻗은 바아(32)로 이루어지고, 나사 단부(33)를 가지는 도구(30)의 예를 도시한다. 이 경우, 보어(24')는 나사 단부(33)와의 계합을 위한 내부 나사를 포함한다. 사용시, 내부 스크류(21)와 로드를 제거하여 헤드(15)에 압력이 살아난 후, 헤드는 나사팁(33)을 나사 보어(24')로 스크류체결함에 의해 도구(30)와 함께 유지되는 동시에, 수용부는 생크부와 달리 수동으로 당겨진다. 이러한 방법으로, 생크부의 단부(22)는 헤드(15)로부터 당겨진다. 본 발명은 상술한 실시예들로 제한되는 것이 아니다. 예를 들어, 본 발명은 나사 생크부를 가지는 고정 부재에 한정되는 것은 아니며, 후크로 이루어진 고정 부재에 적용될 수 있음은 물론이다. 이 경우, 후크의 자유단은 원추형 단부(22)를 가진다.6 shows a schematic of the deformation of the head. The head 15 ′ has a recess 25 shaped like a truncated cone as in the embodiment shown in FIGS. 1 to 4. However, the coaxial bore 24 ′ has a diameter smaller than the diameter of the free end 23 of the conical end of the shank portion. Thus, the upper wall of the recess 25 forms a ring joint 28 for the end 22. The diameter of the bore 24 'is such that the screw tool is accessible to the end 22. In order to separate the head 15 inserted into the receiving portion 1 from the shank portion 14, the head has engaging means for engaging with the tool holding the head, so that the receiving portion 1 is removed from the shank portion. When pulled apart, it is not pulled out of the opening 6. 7 shows an example of a tool 30 consisting of a handle 31, a bar 32 extending from the handle, and having a screw end 33. In this case, the bore 24 ′ includes an internal thread for engagement with the screw end 33. In use, after the inner screw 21 and the rod are removed to relieve pressure in the head 15, the head is held together with the tool 30 by screwing the screw tip 33 into the screw bore 24 '. The receptacle is pulled manually, unlike the shank. In this way, the end 22 of the shank portion is pulled out of the head 15. The present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, the present invention is not limited to the fastening member having a screw shank portion, but can be applied to the fastening member made of a hook. In this case, the free end of the hook has a conical end 22.

더구나, 생크부(14)의 형상 및 직경도 변화되며, 뼈 나사의 길이 역시 변화된다. 예를 들어, 생크부가 나사 자유 단면을 가지는 도 5c의 변형은 도 5a 또는 도 5b에 도시된 생크부에 적용될 수 있다.Moreover, the shape and diameter of the shank portion 14 also changes, and the length of the bone screw also changes. For example, a variant of FIG. 5C in which the shank portion has a screw free cross section can be applied to the shank portion shown in FIG. 5A or 5B.

원추형 단부(22)의 원뿔 각도와 중공 절두형 원뿔의 형태의 리세스부(25)는 자기 체결 효과가 없도록 선택된다. 이 경우, 헤드(15) 내의 슬릿(26)의 수와 형태는 헤드(15)가 원추형 단부(22)에 스냅결합될 수 있도록 선택된다.The cone angle of the conical end 22 and the recess 25 in the form of a hollow truncated cone are chosen such that there is no self-fastening effect. In this case, the number and shape of the slits 26 in the head 15 are selected such that the head 15 can be snapped to the conical end 22.

헤드(15)에 제공된 몇 개의 슬릿 대신에, 헤드의 전체 벽부를 통해 종방향으로 뻗은 오직 하나의 슬릿만을 가질 수 있다. 또한, 도 3에 도시된 슬릿에 슬릿들 이 부가되는 식으로 하나의 연속 슬릿을 가질 수도 있다. 추가의 슬릿들은 하부 개구부(26)에 대향 하는 단부를 향하여 개구부가 제공된다. 또한, 중공 절두형 원뿔과 같은 형상의 리세스부(25)는 전체 헤드(15)를 통해 뻗음으로써 보어(24,24')를 생략하는 것이 가능하다.Instead of several slits provided in the head 15, it may have only one slit extending longitudinally through the entire wall of the head. In addition, the slits shown in FIG. 3 may have one continuous slit such that slits are added. Additional slits are provided with openings towards the end opposite the lower openings 26. In addition, the recessed portion 25 shaped like a hollow truncated cone extends through the entire head 15 so that the bores 24 and 24 'can be omitted.

다른 변형예에 있어서, 헤드는 탄성을 제공하는 물질, 예를 들어 적절한 플라스틱 물질로 형성된다. 이 경우, 슬릿이 생략된다.In another variation, the head is formed of a material that provides elasticity, for example a suitable plastic material. In this case, the slit is omitted.

수용부 역시 변형될 수 있다. 구형 단면(7)의 반경은 헤드의 반경보다 크되, 헤드가 떨어지지 않을 정도로 개구부(6)가 작은 만큼 길다. 구형 단면(7) 대신에, 어떠한 형상, 예를 들어 원추형을 가지는 단면도 가능하다.The receptacle can also be modified. The radius of the spherical cross section 7 is larger than the radius of the head, but as long as the opening 6 is so small that the head does not fall off. Instead of the spherical cross section 7, a cross section having any shape, for example a conical shape, is possible.

더구나, 압력 부재(17)는 다른 형상을 가질 수 있다. 종방향으로의 압력 부재의 길이는 로드가 삽입된 경우, U자형 리세스부(19)에 의해 발생 된 각부(9,10)가 로드 위로 돌출하는 정도로 크다. 이 경우, 각부(9,10) 사이에 스크류체결되기 위해 내부 너트를 가지는 압력 부재를 통해 헤드를 별도로 고정하고, 너트로 스크류체결되기 위해 내부 스크류에 의해 로드를 별도로 고정하는 것이 가능하다.Moreover, the pressure member 17 can have other shapes. The length of the pressure member in the longitudinal direction is so large that the angles 9 and 10 generated by the U-shaped recess 19 protrude above the rod when the rod is inserted. In this case, it is possible to separately fix the head via a pressure member having an inner nut for screwing in between the parts 9 and 10, and to fix the rod separately by an inner screw for screwing in with the nut.

수용부는 뼈 플레이트의 부품이다. 이 경우, 수용부는 U자형 리세스부를 가지지 않으며, 헤드(15)에 가해지는 압력은 예를 들어 오로지 내부 스크류에 의해서만 발생된다.The receptacle is part of the bone plate. In this case, the receptacle does not have a U-shaped recess, and the pressure exerted on the head 15 is only generated by the internal screw, for example.

상술한 바와 같이 본 발명의 뼈 고정 장치에 의하면, 생크부와 헤드가 별도로 분리되어 있으므로, 고정장치의 예비 조립이 용이하고, 로드에 대한 스크류의 최종적 조임만으로 향상된 고정력을 제공하며, 특정 상황의 필요에 따라 다른 크기의 생크부를 별도로 분리된 헤드 및 수용부와 결합할 수 있고, 콤팩트한 효과를 가진다.As described above, according to the bone anchoring device of the present invention, the shank portion and the head are separated separately, so that the preliminary assembly of the fixing device is easy, and the improved clamping force is provided only by the final tightening of the screw to the rod, and the need of a specific situation is required. According to the shank portion of different sizes can be combined with the separate head and the receiving portion, and has a compact effect.

Claims

The bone fixation device includes a shank portion 14 fixed to a bone or a spine and a head 15 having a spherical segment shape portion 16 on an outer surface thereof, wherein the shank portion 14 and the head 15 are mutually supported. Separate fixing member,

A first end 2, a second end 3 opposite the first end 2, a longitudinal axis 4 passing through the two ends, and a bore 5 coaxial with the longitudinal axis And a receiving portion (1) consisting of a first region (7) for receiving a spherical segmental portion (16) of said head adjacent said second end (3),

A member (17; 20; 21) for applying pressure to the head to fasten the head to a receptacle;

The head has a hollow inner portion 25 to receive the free end 22 of the shank portion, wherein the head and the free end are elastically clamped by the head while the head is not fastened. Is formed to

The free end (22) is conical in shape with a diameter increasing toward the free end (23), and the hollow inner portion (25) has a shape corresponding thereto.

delete

The method of claim 1,

Wherein the cone is a truncated cone.

The method according to claim 1 or 3,

And the cone-shaped angle is selected such that magnetic fastening occurs between the head and the free end.

The method of claim 4, wherein

And said angle is between 2 and 10.

The method according to claim 1 or 3,

The head (15) comprises a spring-shaped yielding edge facing towards the free end (22) of the shank portion.

The method according to claim 1 or 3,

The head (15) is a bone fixation device comprising one or more slits (27) open on the side facing the free end (22) of the shank portion (14) and oriented parallel to the axis of rotation of the head.

The method according to claim 1 or 3,

A hollow inner portion of the head that receives the free end of the shank portion defines a joint (28) for the free end (23) of the free end (22).

The method according to claim 1 or 3,

The hollow inner portion is formed of a hollow truncated cone extending from one end of the head to the opposite end.

The method according to claim 1 or 3,

The receiving device (1) has a U-shaped recess (8) extending in the direction of the second end (3) which forms a channel to receive the rod from the first end (2).