KR101229208B1

KR101229208B1 - 종단캐리어와 골고정부재를 상호 고정하기 위한각도복원장치

Info

Publication number: KR101229208B1
Application number: KR1020077017912A
Authority: KR
Inventors: 로마노 마티스
Original assignee: 신세스 게엠바하
Priority date: 2005-01-18
Filing date: 2005-01-18
Publication date: 2013-02-01
Also published as: EP1838230B1; TWI362252B; NZ556492A; WO2006076815A3; WO2006076815A2; CN101119683A; JP4680267B2; US9050142B2; JP2008526397A; US20080208257A1; DE502005003150D1; CA2601916A1; ATE387890T1; CA2601916C; PL1838230T3; AU2005325623A1; CN100471463C; KR20070104385A; ES2302173T3; BRPI0519814A2

Abstract

본 발명에 의한 종단캐리어(3)와 골고정부재(4)를 상호 고정하기 위한 장치(1)는 종단캐리어(3)를 수용하기 위해 개방되고 채널축(7)을 갖는 채널(6)이 형성된 3차원 몸체(5)와, 상기 채널축(7)을 횡단하여 연장되고, 벽(10)을 구비하며, 상기 몸체(5)를 완전히 관통하는 보어홀(8)를 포함하여 구성된다. 상기 채널(6)과 보어홀(8)의 사이에 구비되는 상기 보어홀(8) 벽(10)의 적어도 일부분은 탄성부재(11)에 의해 구성되고, 상기 골고정부재(4)를 상기 보어홀(8)에 삽입함으로써 상기 채널(6)의 내부에서 상기 탄성부재(11)에 압력을 가하여 상기 채널 내부의 종단캐리어(3)가 상기 탄성부재(11)에 의해서 회전 및 종단방향으로 단단하게 고정된다.

골고정장치, 골나사, 종단캐리어, 클램프

Description

종단캐리어와 골고정부재를 상호 고정하기 위한 각도복원장치{Angularly stable device for mutually fixing a lonitudinal carrier with a bone fixation element}

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

본 발명에 의한 장치에 의해 척추수술에 사용되기 적합한 커넥팅로드(connecting rod) 또는 종단캐리어(longitudinal carrier)를 골고정부재 위, 바람직하게는 골나사(bone screw) 위에 상기 뼈와 접합시켜 단단한 구조를 얻을 수 있다.

윗젤(WITZEL) 등의 미국특허 4,920,959는 상대적으로 방해가 되는 외형고정장치를 개시하고 있다. 특히, 개별클램프부(individual clamping elements)를 커넥팅로드 위로 옮겨야한다.

CH-A 632658은 뼈를 고정하기 위한 임플란트(implant)를 명시하고 있는데, 고정수단의 성능은 브리든바디(Briden body)와 뼈 사이에서 실현될 수 있는 압축응력(prestressing force)에 전적으로 의존한다. 또한, 상기 임플란트가 클램프로 사용되는 상황하에서는 상기 개별클램프부는 두 개의 평행한 종단로드 위로 옮겨야 한다. 따라서 측면에 장착하는 것이 불가능하다. 이는 맨손으로 시술하거나, 특히 피부를 통한 최소침습적용(minimally invasive application)이 어려워 큰 단점으로 작용한다.

반면에, 미국특허 5,290,288, WO 94/01049A1, 그리고 프랑스특허 2,775,587A1 또한 개방클램프(open clamp)를 개시하고 있으나, 모두 고정하기 위한 추가적인 부재가 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, WO 95/13754는 클램프를 개시하고 있는데, 상기 종단로드는 클램프의 개방채널 안에 측면으로 삽입될 수 있고, 상기 클램프를 통과할 수 있는 클램프나사(clamping screw)로 단단하게 고정될 수 있다. 그러나 상기 클램프나사는 단지 이와 같은 기능만을 가질 뿐, 상기 뼈의 모든 구성체를 고정할 수 있는 골나사로 구성되지는 않는다. 이미 DE-A 195 34 136에 공지된 지지장치(holding device) 역시 마찬가지이다.

따라서 이미 공지된 기술인 상기 장치들은 매우 복잡하다.

본 발명의 목적은 매우 간단한 구조를 가지며 폭넓게 쓰일 수 있고 최소침습술(minimally invasive surgical technique)을 가능하게 하는 장치를 제공하고자 함에 있다.

본 발명의 목적은 두드러진 특징을 갖는 청구항 1의 장치에 의해 성취된다.

본 발명에 의한 장치의 다양한 장점은 아래와 같이 기술될 수 있다:

a) 본 발명에 의한 장치는 단 하나의 부분으로 이루어진다;

b) 상기 골나사는 정확한 위치가 확인되어야만 설치될 수 있는 반면에, 상기 종단캐리어는 미리 모양을 만들어 본 발명에 의한 장치 안으로 삽입될 수 있다;

c) 본 발명에 의한 장치는 내부 고정기(internal fixator)뿐만 아니라 고정기(fixator)로 사용될 수도 있다;

d) 척주(spinal column)에 고정되기 위해 상기 종단캐리어에 부가장치가 필요한 경우, 상기 부가장치를 상기 종단캐리어의 위에서 힘들여 누르지 않고도 상기 부가장치를 상기 종단캐리어에 간단하게 장착할 수 있다; 그리고

e) 상기 골고정부재를 장착하기 전에 상기 종단캐리어를 삽입할 수 있어 외과의사가 척주(vertebrae)에 고정하기 위한 상기 골고정부재의 위치를 보다 쉽게 결정할 수 있다.

본 발명에 의한 장치는 오목한 부분에 대응되는 종단캐리어와 표준 헤드록킹 나사가 장착될 수 있도록 한다. 상기 헤드록킹 나사가 조여지면, 상기 종단캐리어는 본 발명에 의한 장치에 고정된다.

본 발명의 다른 장점들은 종속항의 장치에 의해 성취된다.

첫 실시예에 의하면 탄성부재는 보어홀 벽으로부터 채널 축을 횡단하여 상기 몸체를 관통하는 적어도 두개의 슬롯에 의해 상기 몸체로부터 부분적으로 분리된다. 이와 같은 구성에 의한 장점은 상기 탄성부재가 상기 몸체의 일부분으로 이루어짐으로써 분실될 우려가 없고, 단순한 장치를 구성할 수 있다는 점이다.

다른 실시예에 의하면, 상기 탄성부재는 상기 채널축에 수직한 단면에서 갈고리부를 형성하고, 자유단을 구비한다. 이와 같은 실시예에 의한 장점은 상기 탄성부재의 갈고리 구조가 상기 종단캐리어를 상기 채널 내부에 단단하게 고정할 수 있다는 점이다.

또 다른 실시예에 의하면, 상기 채널은 상기 탄성부재의 자유단에 의해 구성되어 종단캐리어가 상기 채널 내부에 고정될 수 있도록 한다. 이와 같은 구성에 의한 장점은 상기 종단캐리어는 상기 골고정부재의 죄어짐에 의해 상기 채널 내부에 고정된 상태가 아니어도 상기 채널 내부에 수용될 수 있다는 점이다.

또 다른 실시예에 의하면, 상기 보어홀은 적어도 부분적으로 원뿔형으로 형성된다. 이와 같은 구성에 의한 장점은 비탄성부재가 상기 보어홀과 골고정부재 사이의 원뿔형 연결 수단에 의해 상기 채널 영역 내부로 쉽게 가압 받을 수 있어 상기 종단캐리어를 상기 채널에 고정하기 위해 더 많은 구성요소가 필요하지 않다는 점이다.

또 다른 실시예에 의하면 상기 보어홀은 내부나사부를 구비한다. 이와 같은 구성에 의한 장점은 상기 보어홀과 골고정부재 사이의 나사산 연결에 의해 상기 몸체와 골고정부재가 단단하게 연결될 수 있다는 점이다.

또 다른 실시예에 의하면, 상기 보어홀은 적어도 부분적으로 오목한 구형의 보어홀벽을 구비한다. 또한 상보적인 구형으로 형성된 반지름방향으로 탄성적 변형이 가능한 클램프는 상기 골고정부재를 수용하기에 적합한 중심보어홀을 구비한다. 그리고 상기 클램프는 공동 내부에서 회전되도록 지지되고, 느슨해지는 것을 방지할 수 있다. 이와 같은 구성에 의한 장점은 상기 골고정부재는 상기 장치가 상기 보어홀 내에서 고정되기 이전에 다양한 축으로 회전되도록 설치되어 상기 몸체에 대하여 상대적으로 다른 각도에서 상기 골고정부재를 고정하는 것이 가능하다는 점이다.

또 다른 실시예에 의하면, 상기 보어홀은 두 개의 종단 원뿔면을 가진다. 각각의 종단 원뿔면은 상기 보어홀의 입구 방향으로 확장된다. 본 발명에 의한 장치는 후면을 향하여 개방된 채널 또는 전면을 향하여 개방된 채널을 구비하여 임플란트 될 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면 상기 종단캐리어가 상기 골고정부재의 설치 이후 상기 장치에 장착될 수도 있고, 또한 상기 종단캐리어를 인체에 삽입한 이후 필요한 개수만큼의 장치와 골고정부재를 임플란트하고 고정할 수도 있는 장점이 있다.

또 다른 실시예에 의하면, 상기 채널을 상기 채널축에 수직하게 자르면 다각형의 단면이 형성된다. 이와 같은 구성에 의한 장점은 상기 종단캐리어가 상기 장치와 회전방향으로 안정되게 연결될 수 있다는 점이다.

이하에서는 본 발명에 의한 장치의 서로 다른 두 가지 시술방법을 설명한다.

시술방법 A는,

A) 우선, 상기 종단캐리어가 찌름절개(stab inccision)에 의해 치료를 요하는 환부로 삽입되고, 피부를 통해 원하는 위치로 밀려 움직이게 된다;

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

C) 상기 종단캐리어의 조작이 만족스럽다면, 원하는 개수의 장치(클램프)를 상기 찌름절개에 의하여 피부를 통해서 삽입할 수 있고 직접적으로 상기 로드의 측면에 장착될 수 있다;

D) 다음으로, 헤드록킹나사를 위한 구멍을 뚫는다;

E) 이제 각도상 안정된 상기 헤드록킹나사를 상기 클램프의 보어홀 내부에 넣고 죈다. 그러나 아직 완전히 고정되도록 죄는 것은 아니다;

F) 상기 셋팅이 만족스럽다면 상기 각도상 안정된 헤드록킹나사는 완전하게 죄어져 상기 종단캐리어, 클램프, 골나사로 구성되는 구조물은 견고해지고, 골절은 고착된다.

시술방법 B는,

1. 후면을 향하는 개방채널(open channel)이 구비된 장치(클램프)를 원하는 뼈 부분과 관련하여 위치시킨다;

2. 헤드록킹나사는 상기 클램프의 원뿔형 보어홀을 통해 미리 결정된 깊이만큼 죄어지고, 따라서 상기 클램프는 가고정된다;

3. 상기 종단캐리어는 해부조건(anatomical requirements)에 대응되도록 형성된다;

4. 상기 종단캐리어는 이미 가장착된 클램프의 개방채널안으로 삽입된다;

5. 이제 상기 헤드록킹나사는 상기 클램프안에 완전히 고정되고, 따라서 상기 종단캐리어는 상기 클램프에 고정된다;

6. 상기 골절은 적절한 이음기구로 상기 종단캐리어 위에서 이어진다;

7. 상기 이어진 뼈 부분들은 상기 클램프들에 의해 고정된다;

8. 상기 골고정구조(bone fixation construction)는 상기 클램프들로 선택적으로 보완된다.

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

도 1은 종단캐리어, 본 발명에 의한 구조체(클램프), 골나사로 구성되는 골고정장치의 분해도이다;

도 2는 제1면으로부터 체결된 골나사와 종단캐리어를 구비하는 도 1에 도시된 장치의 단면도이다;

도 3은 제2면으로부터 체결된 골나사와 종단캐리어를 구비하는 도 2에 도시된 장치의 단면도이다;

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 장치의 단면도이다; 그리고

도 5는 도 4에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 의한 장치의 평면도이다.

도 1은 본 발명에 의한 장치(1), 골나사에 의해 구성되는 골고정부재(4), 그리고 종단캐리어(3)의 분해도이다. 상기 장치(1)는 입체적으로 구성되는 3차원 몸체(5)와 서로 평행한 제1면(12) 및 제2면(13)을 필수적으로 포함하여 구성된다. 상 기 몸체(5)는 상기 종단캐리어(3)와 골고정부재(4)를 연결한다. 그리고 상기 몸체(5)는 보어홀축(9)을 가지는 보어홀(8)을 포함하여 구성된다. 이때, 상기 보어홀(8)은 상기 제1면(12)으로부터 상기 제2면(13)으로 상기 몸체(5)를 관통한다. 그리고 상기 보어홀(8)은 상기 골고정부재(4)를 수용하기에 적합하다. 또한, 채널(6)은 상기 제2면(13)을 향해서 개방되고, 상기 채널(6)의 채널축(7)은 상기 보어홀축(9)과 수직을 이룬다. 따라서 상기 종단캐리어(3)는 상기 몸체(5)를 통과하는 상기 골고정부재(4)를 횡단하여 상기 채널(6) 내부에 설치된다. 상기 보어홀(8)과 채널(6)은 서로 교차하지 않도록 배치된다. 그리고 상기 몸체(5)는 갈고리부(18)를 포함하여 구성된다. 상기 갈고리부(18)는 두 개의 슬롯(17)에 의해 경계가 그어지는데, 상기 두 개의 슬롯(17)은 상기 채널축(7)에 수직하게 상기 보어홀(8)과 연통되고, 상기 몸체(5)를 관통한다. 상기 갈고리부(18)는 상기 제1면(12)으로부터 제2면(13)으로 연장되는 상기 슬롯(17)에 의해 탄성적으로 변형이 가능하다. 그리고 상기 갈고리부(18)는 상기 채널(6) 내부에 상기 종단캐리어(3)를 고정하기 위한 탄성부재(11)를 형성한다. 상기 갈고리부(18)의 부분에서 상기 채널(6)은 180°보다 더 큰 각도 α로 상기 종단캐리어(3)를 둘러싼다(도 2). 상기 골나사로 구성되는 상기 골고정부재(4)의 나사축(screw shaft)이 죄어짐에 따라 상기 골고정부재(4)의 원뿔형 헤드(15)에 의해 상기 종단캐리어(3)가 상기 갈고리부(18)의 자유단(19)에 압력을 가하도록 형성된다. 그리고 상기 종단캐리어(3)는 상기 채널(6)에 체결되어 회전 및 길이방향으로 고정된다.

도 2와 3에서 볼 수 있듯이, 상기 채널(6)에는 상기 채널축(7)에 평행하게 관통하는 노치(21)(notch)가 구비된다. 상기 노치(21)의 바닥과 상기 제1면(12) 사이의 탄성적으로 변형이 가능한 스트립(strip)은 상기 갈고리부(18)의 고정단(20)을 형성한다. 상기 보어홀(8)에는 두 개의 종단 원뿔면이 형성된다. 상기 종단 원뿔면은 상기 제1면(12)과 제2면(13)의 방향으로 각각 확장되도록 형성된다. 상기 보어홀(8)의 상기 종단 원뿔면상에는 각각 원뿔형 내부나사부(22)가 형성된다. 그리고 상기 원뿔형 내부나사부(22)는 상기 원뿔형 헤드(15) 부분에서 원뿔형 외부 나사부(16)와 맞물리므로 상기 골나사(14)는 상기 몸체(5)에 단단하게 고정될 수 있다. 상기 골고정부재(4)는 상기 보어홀(8)에 형성되는 상기 두 개의 종단 원뿔면에 의하여 상기 제1면(12) 또는 제2면(13)으로부터 상기 몸체(5) 내부로 삽입될 수 있다. 이와 같은 방식으로 상기 종단 캐리어(3)가 상기 헤드(15)와 같은 방향으로(도 2), 또는 상기 헤드(15)와 반대 방향으로(도 3) 설치된 상기 몸체(5)를 임플란트할 수 있다.

도 4 및 5에 도시된 장치는 도 1 내지 3에 도시된 실시예와 다음과 같은 점에서 서로 상이하다.

a) 도 4 및 5에 도시된 장치는 서로 평행한 축(7)을 가지는 두 개의 채널(6)을 구비한다. 상기 채널축(7)을 횡단하는 연결선(24)에 수직한 대칭면(30)은 상기 채널축(7) 사이에서 상기 연결선(24)을 이등분으로 분할한다. 상기 두 개의 채널(6)은 상기 대칭면(30)에 대하여 대칭되도록 구비된다. 두 개의 탄성부재(11) 또한 상기 대칭면(30)에 대하여 대칭되도록 구비된다.

b) 보어홀(8)의 벽(10)은 구형으로 오목하게 형성된다. 골나사(14)를 구비하 는 상기 골고정부재(4)의 상기 원뿔형 헤드(15)는 나사축(14)의 방향으로 점점 가늘어진다. 그리고 상기 원뿔형 헤드(15)는 가압부재(25)의 원뿔형 중심보어홀(26)에 삽입된다. 그리고 상기 가압부재(25)는 상기 보어홀(8)의 내부에서 지지가 되고, 반지름 방향으로 탄성적인 변형이 가능한다. 따라서 상기 골나사로 구성되는 상기 골고정부재(4)가 조여짐에 따라, 상기 채널(6)에 삽입된 종단 캐리어(3)에 의해 상기 탄성부재(11)가 가압됨으로써 상기 탄성적인 가압부재(25)는 확장되고, 상기 장치는 고정된다. 상기 가압부재(25)는 8개의 노치(27)에 의해 탄성적으로 변형된다. 상기 8개의 노치(27)는 상기 중심보어홀(26)의 종단축(28)에 평행하게 상기 가압부재(25)의 벽(29)을 상기 노치(27)의 길이만큼 관통한다. 적어도 일부분이 구형인 상기 보어홀(7)의 벽(10)과 상보적인 상기 가압부재(25)의 구성에 의해 상기 골고정부재(4)는 상기 몸체(5)에 대하여 상대적으로 회전될 수 있도록 구비된다. 따라서 보어홀축(9)과 상기 중심보어홀(28)의 상기 종단축(28)은 가압부재(25)의 내부에서 서로 각도를 이루도록 구비될 수 있다.

Claims

종단캐리어(3)를 수용하기 위해 개방되고 채널축(7)을 갖는 채널(6)이 형성된 3차원 몸체(5)와;

상기 채널축(7)을 횡단하여 연장되고, 벽(10)을 구비하며, 상기 몸체(5)를 완전히 관통하는 보어홀(8)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 종단캐리어(3)와 골고정부재(4)를 상호 고정하기 위한 장치(1)에 있어서,

상기 채널(6)과 보어홀(8)의 사이에 구비되는 상기 보어홀(8)의 벽(10)의 적어도 일부분이 탄성부재(11)에 의해 구성되고,

상기 골고정부재(4)를 상기 보어홀(8)에 삽입함으로써 상기 채널(6)의 내부에서 상기 탄성부재(11)에 압력을 가하여 상기 채널 내부의 종단캐리어(3)가 상기 탄성부재(11)에 의해서 회전 및 종단방향으로 단단하게 고정되도록 함을 특징으로 하는 장치(1).
제 1 항에 있어서,

상기 탄성부재(11)는,

상기 보어홀(8) 벽(10)으로부터 상기 채널축(7)을 횡단하여 상기 몸체(5)를 관통하는 적어도 두 개의 슬롯(17)에 의해 상기 몸체(5)로부터 부분적으로 분리됨을 특징으로 하는 장치(1).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 탄성부재(11)는,

상기 채널축(7)에 수직하는 횡단면에 상기 몸체(5)의 갈고리부(18)를 형성하고, 자유단(19)을 구비함을 특징으로 하는 장치(1).
제 3 항에 있어서,

상기 채널(6)은,

상기 탄성부재(11)의 자유단(19)에 의해서 상기 종단캐리어(3)가 상기 채널(6)에 고정되도록 구비됨을 특징으로 하는 장치(1).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 보어홀(8)은,

적어도 부분적으로 원뿔형으로 형성됨을 특징으로 하는 장치(1).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 보어홀(8)에는,

내부나사부(22)가 형성됨을 특징으로 하는 장치(1).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 보어홀(8)의 맞은 편 양쪽에 두 개의 채널(6)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 장치(1).
제 7 항에 있어서,

상기 채널(6) 각각에 적어도 부분적으로 경계를 형성하는 두 개의 탄성부재(11)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 장치(1).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 보어홀(8)은,

적어도 부분적으로 오목한 구형의 보어홀벽(10)을 구비하고,

상보적인 구형의 가압부재(25)는,

반지름방향으로 탄성적 변형을 하고, 상기 골고정부재(4)의 수용에 적합하도록 공동(24) 내부에서 중심 보어홀(26)을 축으로 하여 회전되도록 지지되며, 느슨해지는 것을 방지할 수 있음을 특징으로 하는 장치(1).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 보어홀(8)은,

5° 내지 25° 범위의 원추각을 가지는 적어도 하나의 종단 원뿔면을 가짐을 특징으로 하는 장치(1).
제 4 항에 있어서,

상기 보어홀(8)은,

8° 내지 15° 범위의 원추각을 가지는 적어도 하나의 종단 원뿔면을 가짐을 특징으로 하는 장치(1).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 보어홀(8)은,

상기 보어홀(8)의 입구 방향으로 각각 확장되는 두 개의 종단 원뿔면을 가짐을 특징으로 하는 장치(1).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

골고정부재(4)를 더 포함하여 구성되고,

상기 골고정부재는 뼈 내부에 삽입되도록 첨단부(23), 나사산 샤프트 및 나사를 조작하는 헤드(15)를 더 구비한 골나사 형태임을 특징으로 하는 장치(1).
제 6 항에 있어서,

상기 골고정부재(4)의 헤드(15)는,

외부나사부(16)를 포함하고,

상기 외부나사부(16)는 상기 내부나사부(22)에 대응함을 특징으로 하는 장치(1).
제 14 항에 있어서,

상기 외부나사부(16)의 피치는,

0.1 내지 3.0 ㎜ 임을 특징으로 하는 장치(1).
제 13 항에 있어서,

상기 골고정부재(4)의 헤드(15)는,

상기 첨단부(23)를 향해 원뿔형으로 점점 가늘어지도록 형성됨을 특징으로 하는 장치(1).
제 9 항에 있어서,

상기 골고정부재의 헤드(15)는 원뿔형으로 점점 가늘어지고, 5° 내지 25° 범위의 원추각을 가짐을 특징으로 하는 장치(1).
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 채널(6)은,

상기 채널축(7)에 수직한 단면을 가지고, 다각형의 단면을 가짐을 특징으로 하는 장치(1).
제 15 항에 있어서,

상기 외부나사부(16)의 피치는, 0.25 내지 1.50 ㎜임을 특징으로 하는 장치(1).
제 17 항에 있어서,

상기 헤드(15)는, 8° 내지 15° 범위의 원추각을 가짐을 특징으로 하는 장치(1).