KR101334253B1 - 조절가능한 고정 클램프 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 샤프트를 중심으로 위치한 제1 및 제2 클램프 어셈블리를 구비하는 조절가능한 고정 클램프에 관한 것이다. 상기 클램프 어셈블리는 각각 한 쌍의 바이스 플레이트를 구비한다. 각 쌍의 바이스 플레이트는 적어도 두 개의 수용부 및 상기 수용부와 교차하는 적어도 두 개의 삽입부를 구획한다. 일 클램프 어셈블리의 수용부는 스크류, 핀 또는 와이어와 같은 적어도 두 개의 고정 요소를 수용할 수 있다. 타 클램프 어셈블리의 수용부는 로드, 바 및/또는 링과 같은 적어도 하나의 커넥터를 수용할 수 있다. 바이어싱 구조물이 상기 제1 및 제2 클램프 어셈블리 사이에 위치하여 상기 고정 요소가 상기 삽입부를 통해 수용부에 고정될 수 있게 한다. 외부 고정 시스템을 형성하는데 두 개 이상의 조절가능한 고정 클램프가 사용될 수 있다. 적어도 두 개의 스크류, 핀 또는 와이어가 뼈에 삽입되고, 거기에 클램프 어셈블리들 중 하나가 부착된다. 스크류, 핀 또는 와이어를 뼈에 삽입하는데 가이드가 사용될 수 있다. 나머지 클램프 어셈블리가 로드, 바 또는 링에 연결된다. 그리고 나서, 클램프 어셈블리들이 서로에 대한 방향이 정해지고 적소에 고정된다.
클램프 어셈블리, 바이스 플레이트, 리세스, 수용부, 삽입부
Description
본 발명은 고정 클램프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 서로 인접한 뼈 조각들을 고정시키는 외부 고정 시스템에 사용되는 조절가능한 고정 클램프에 관한 것이다.
외부 고정 시스템은 두 개 이상의 뼈 조각들을 서로 연결시키는데 사용된다. 예컨대, 외부 고정 시스템은 관절구의 골절을 포함하는 대악(大顎)의 골절을 감소시키는데 사용되어 왔다. 이러한 장치들은 뼈 스크류, 핀, 와이어, 로드, 바 및/또는 링으로 구현되어 골절된 뼈의 치료를 도우며 뼈의 적절한 정렬을 보장한다.
뼈 골절의 외부 고정을 제공하기 위해서는, 일반적으로 적어도 네 개의 고정점이 바람직하다. 두 개의 뼈 스크류, 핀 또는 와이어가 각각 뼈 조각 양측에서 내부로 삽입된다. 상기 뼈 스크류, 핀 또는 와이어는 클램프를 이용하여 고정 로드, 바 또는 링에 연결되어 외부 고정 시스템을 형성한다. 이러한 구성은 뼈 조각들이 서로에 대해 회전 이동 및/또는 평행 이동되는 것을 방지한다.
스크류, 핀 또는 와이어를 측면에서 내부로 삽입시키는 클램프들은 뼈 고정에 특히 유용하다. 그러나, 이러한 클램프는 하나의 스크류, 핀, 또는 와이어를 로드, 바 또는 링에 부착시키는 구성을 갖는다. 현재 클램프로는, 네 개의 고정점을 갖는 외부 고정 시스템에 적어도 네 개의 서로 다른 클램프를 사용해야 하므로, 고정 시스템의 부피를 크게 하는 결과를 낳는다. 따라서, 복수의 스크류, 핀 또는 와이어를 고정 로드, 바 또는 링에 연결함으로써 고정 시스템의 크기를 줄일 수 있는 클램프를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명은 종축, 제1 클램프 어셈블리, 제2 클램프 어셈블리 및 상기 제1 및 제2 클램프 어셈블리를 연결하며 바람직하게는 상기 종축을 따라 상기 제1 및 제2 클램프 어셈블리를 관통하여 위치하는 샤프트를 포함하는 조절가능한 고정 클램프에 관한 것이다. 상기 샤프트는 헤드부, 및 너트 같은 연결 장치를 수용하는 나사부를 구비한다. 다른 실시예에서, 적어도 하나의 클램프 어셈블리는 상기 샤프트의 나사부와 맞물리는 내부 나사산을 구비할 수 있다. 상기 제1 및 제2 클램프 어셈블리는 상기 종축을 중심으로 서로에 대해 회전가능하며, 선택적으로 서로에 대해 고정될 수 있다.
상기 제1 클램프 어셈블리는 제1 바이스 플레이트(vise plate)와 제2 바이스 플레이트를 구비한다. 상기 제1 바이스 플레이트는 보어(bore), 및 서로 멀리 떨어져 평행하게 형성된 적어도 두 개의 제1 리세스들(recesses)을 구비하고, 상기 제2 바이스 플레이트는 보어, 및 서로 멀리 떨어져 평행하게 형성된 적어도 두 개의 대응하는 제2 리세스들을 구비한다. 상기 제1 바이스 플레이트의 제1 리세스들과 제2 바이스 플레이트의 제2 리세스들은 적어도 제1 뼈 고정 요소 수용부와 제2 뼈 고정 요소 수용부를 각각 구획한다. 상기 제1 및 제2 바이스 플레이트는 또한 상기 제1 및 제2 뼈 고정 요소 수용부에 대해 어느 한 각도로 기울어져 있으며 그와 통하는 제1 및 제2 삽입부를 구획한다. 또한, 제2 클램프 어셈블리는 제3 및 제4 바이스 플레이트를 구비한다. 상기 제3 바이스 플레이트는 보어, 및 서로 멀리 떨어져 있으며 대체적으로 평행하게 형성된 적어도 두 개의 제3 리세스들을 구비한다. 상기 제3 및 제4 바이스 플레이트들이 적어도 제3 및 제4 뼈 고정 요소 수용부를 구획하도록 상기 제4 바이스 플레이트는 보어, 및 서로 멀리 떨어져 있으며 대체적으로 평행하게 형성된 적어도 두 개의 대응하는 제4 리세스들을 구비한다. 상기 제3 및 제4 바이스 플레이트들은 또한 상기 제3 및 제4 뼈 고정 요소 수용부에 대해 어느 한 각도로 기울어져 있으며 그와 통하는 제3 및 제4 삽입부를 구획한다. 적어도 한 쌍의 고정 요소(예컨대, 스크류, 핀 또는 와이어)는 제3 및 제4 삽입부를 통하여 어느 하나의 클램프 어셈블리의 수용부에 삽입될 수 있으며, 적어도 하나의 커넥터(예컨대, 로드, 바 및/또는 링)는 제3 및 제4 삽입부를 통하여 다른 클램프 어셈블리로 삽입될 수 있다. 고정 요소들 및/또는 커넥터(들)은 상기 종축에 수직 또는 빗각 방향으로 삽입부를 통해 수용부에 삽입된다.
상기 샤프트는 집합적으로 길이 방향 보어를 형성하는, 바이스 플레이트들 내부의 보어들을 통하여 위치한다. 이러한 구조에서, 제1 뼈 고정 요소 수용부는 길이 방향 보어의 제1 측에 위치하며, 제2 뼈 고정 요소 수용부는 길이 방향 보어의 반대측, 즉 제2 측에 위치한다. 또한, 제3 뼈 고정 요소 수용부는 길이 방향 보어의 제1 측에 위치하며, 제4 뼈 고정 요소 수용부는 길이 방향 보어의 반대측, 즉 제2 측에 위치한다. 보어들 및 그에 따른 길이 방향 보어는 수용부에 대하여 어느 한 각도로 기울어진 방향으로 뻗을 수 있다.
바이스 플레이트들은 제3 및 제4 바이스 플레이트들 사이의 종축뿐만 아니라 제1 및 제2 바이스 플레이트들 사이의 종축을 중심으로 하는 회전을 방지하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 바이스 플레이트는 제2 바이스 플레이트의 적어도 하나의 제1 개구부 내에 위치하는 적어도 하나의 포스트(post)를 구비한다. 다른 실시예에서, 제2 바이스 플레이트는 제1 바이스 플레이트의 적어도 하나의 제2 개구부 내에 위치하는 적어도 하나의 포스트를 구비할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 제3 바이스 플레이트는 제4 바이스 플레이트의 적어도 하나의 제3 개구부 내에 위치하는 적어도 하나의 포스트를 구비할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 제4 바이스 플레이트는 제3 바이스 플레이트의 적어도 하나의 제4 개구부 내에 위치하는 적어도 하나의 포스트를 구비할 수 있다. 이러한 구조는 제1 및 제2 바이스 플레이트들 및/또는 제3 및 제4 바이스 플레이트들이 종축을 중심으로 서로에 대해 축방향으로 이동 및/또는 서로에 대해 기울어지도록 할 수 있다.
또한, 클램프 어셈블리들은 서로에 대한 회전이 방지되도록 하는 구성을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 클램프 어셈블리는 톱니부를 구비한다. 스프링과 같은 바이어싱(biasing) 부재는 제1 및 제2 클램프 어셈블리들 사이에 위치하여 제1 및 제2 클램핑 어셈블리들 및 톱니부들을 서로로부터 분리시킨다. 이러한 방식으로, 클램프 어셈블리들은 방향이 고정되기 전에 종축을 중심으로 서로에 대해 360도 회전할 수 있다. 너트를 조이거나 샤프트의 나사부를 클램프 어셈블리의 내부 나사산으로 삽입시키면, 톱니부들이 서로 맞물리며 클램프 어셈블리들이 서로에 대해 고정되게 된다.
사용시, 적어도 두 개의 고정 요소(예컨대, 스크류, 핀 또는 와이어)와 하나 이상의 커넥터(예컨대, 로드, 바 및/또는 링)를 연결하는데 조절가능한 고정 클램프가 사용된다. 적어도 두 개의 고정 요소들의 제1 단부는 뼈 조각으로 삽입된다. 고정 요소의 타단부는 제1 조절가능한 클램프의 클램프 어셈블리들 중 하나의 수용부(예컨대, 제1 클램프 어셈블리의 제1 및 제2 뼈 고정 요소 수용부)에 삽입(예컨대, 클립 또는 스냅 결합)된다. 적어도 한 세트의 제2 고정 요소는 인접하는 뼈 조각으로 삽입되고 제2 조절가능한 클램프의 클램프 어셈블리들 중 하나의 수용부(예컨대, 제1 클램프 어셈블리의 제1 및 제2 뼈 고정 요소 수용부)에 삽입된다. 적어도 하나의 커넥터는 제1 및 제2 조절가능한 클램프 사이에 위치되고, 각각의 조절가능한 클램프의 클램프 어셈블리들 중 하나의 수용부(예컨대, 제1 및 제2 조절가능한 클램프의 제3 및/또는 제4 뼈 고정 요소 수용부)에 수용된다. 이러한 방식으로 예시된 외부 고정 시스템이 형성된다. 스크류들, 핀들, 와이어들, 로드(들), 바(들) 및/또는 링(들)이 소정의 방향으로 조절되면, 조절가능한 클램프들의 너트들은 스크류들, 핀들, 와이어들, 로드(들), 바(들) 및/또는 링(들)의 위치를 고정하기 위하여 조여진다. 다른 실시예에서, 샤프트의 나사부는 클램프 어셈블리의 내부 나사산으로 삽입될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 외부 고정 시스템을 형성하는데 세 개 이상의 조절가능한 클램프가 사용될 수 있다.
조절가능한 고정 방법은 클램프를 제공하고, 적어도 두 개의 고정 요소들을 제1 뼈 조각으로 삽입(클리핑(clipping) 또는 스냅 결합(snapping))하는 단계, 고정 요소를 제1 및 제2 삽입부를 통해 클램프의 제1 및 제2 뼈 고정 요소 수용부에 각각 위치시키는 단계, 적어도 하나의 커넥터를 (예컨대, 제3 및 제4 삽입부를 통해) 클램프의 제3 및 제4 뼈 고정 요소 수용부로 위치시키는 단계 및 제1 및 제2 클램프 어셈블리를 서로에 대해 고정시키는 단계를 포함한다. 적어도 두 개의 고정 요소를 제1 뼈 조각에 삽입시키는 단계는 가이드를 통해 적어도 하나의 고정 요소를 삽입하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 방법은 제2 클램프를 제공하는 단계, 적어도 두 개의 추가 고정 요소를 제2 뼈 조각으로 삽입하는 단계, 제2 클램프를 상기 적어도 두 개의 추가 고정 요소와 커넥터로 부착시키는 단계 및 적어도 두 개의 추가 고정 요소를 서로에 대해 고정시키는 단계를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 한 쌍의 경사면은 제1, 제2, 제3 및 제4 뼈 고정 요소 수용부들 중 적어도 하나의 근처에 위치될 수 있으며, 상기 위치 단계는 적어도 하나의 고정 요소를 한 쌍의 경사면 사이에 삽입하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 상기 위치 단계는 적어도 하나의 커넥터를 한 쌍의 경사면 사이에 삽입하는 단계를 더 포함할 수 있다.
하기 도면을 참조하여 본 발명을 보다 더 잘 이해할 수 있으며, 본 도면에서 유사한 참조부호는 유사한 구성 요소를 나타낸다. 본 도면은 단독으로 이용되거나 또는 다른 특징들과 결합하여 이용되는 특징들을 예시하고자 함이며 본 발명은 예시된 실시예로 제한되지 않는다.
도 1은 본 발명에 따른 클램프의 실시예를 나타내는 정면도이다.
도 2는 도 1의 클램프를 나타내는 분해도이다.
도 3a는 본 발명에 따른 제1 바이스 플레이트의 실시예를 나타내는 평면도이 다.
도 3b는 도 3a의 A-A선을 따라 절단된 제1 바이스 플레이트를 나타내는 단면도이다.
도 4a는 본 발명에 따른 제2 바이스 플레이트의 실시예를 나타내는 평면도이다.
도 4b는 도 4a의 B-B선을 따라 절단된 제2 바이스 플레이트를 나타내는 단면도이다.
도 4c는 도 4a의 C-C선을 따라 절단된 제2 바이스 플레이트를 나타내는 단면도이다.
도 5a는 본 발명에 따른 제3 바이스 플레이트의 실시예를 나타내는 저면도이다.
도 5b는 도 5a의 D-D선을 따라 절단된 제3 바이스 플레이트를 나타내는 단면도이다.
도 5c는 도 5a의 E-E선을 따라 절단된 제3 바이스 플레이트를 나타내는 단면도이다.
도 6a는 본 발명에 따른 제4 바이스 플레이트의 실시예를 나타내는 저면도이다.
도 6b는 도 6a의 F-F선을 따라 절단된 제4 바이스 플레이트를 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 1의 클램프를 이용하는 외부 고정 시스템의 일부의 실시예를 나타 내는 사시도이다.
도 8은 가이드의 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 조절가능한 클램프(1)는 제1 클램프 어셈블리(2) 및 제2 클램프 어셈블리(4)를 포함한다. 상기 클램프 어셈블리들(2, 4)은 샤프트(6)에 의하여 서로 연결되며, 상기 샤프트(6)는 상기 클램프 어셈블리(2, 4) 내부의 길이 방향 보어를 통해 위치한다. 상기 샤프트(6)는 상기 조절가능한 클램프(1)의 종축(94)을 따라 위치한다. 그러나, 본 발명의 다양한 구성 요소들에 다양한 변형 및 치환 등이 있을 수 있음은 당업자에게 자명하다.
상기 제1 클램프 어셈블리(2)는 하부 바이스 플레이트 즉, 제1 바이스 플레이트(8) 및 상부 바이스 플레이트 즉, 제2 바이스 플레이트(10)를 구비한다. 마찬가지로, 제2 클램프 어셈블리(4)는 하부 바이스 플레이트 즉, 제3 바이스 플레이트(12) 및 상부 바이스 플레이트 즉, 제4 바이스 플레이트(14)를 구비한다. 바이스 플레이트들(8, 10, 12, 14)은 적절한 물질, 바람직하게 금속, 플라스틱, 고무, 둘 이상 물질의 합금(예컨대, 티타늄-알루미늄-바나듐) 또는 복합 재료(즉, 둘 이상의 물질로 이루어진)와 같은 생체적합성 물질로 형성될 수 있다. 클램프(1)의 모든 요소는 전술한 물질로 형성될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 또한, 클램프(1)의 다른 요소들은 다른 물질로 형성될 수 있다. 예컨대, 일 실시예에서, 샤프트(6) 및/또는 너트(86)는 스테인레스 스틸로 형성될 수 있으며, 바이어싱 부재(130)는 엘질로이(Elgiloy)로 형성될 수 있고, 바이스 플레이트(8, 10, 12, 14)는 티타늄으로 형성될 수 있다.
상기 제1 클램프 어셈블리(2)는 스크류, 핀 및/또는 와이어와 같은 적어도 두 개의 고정 요소를 수용할 수 있도록 구성된다. 다른 실시예에서, 제1 클램프 어셈블리(2)는 로드, 바 및/또는 링과 같은 적어도 하나의 커넥터를 수용할 수 있다. 제2 클램프 어셈블리(4)는 적어도 하나의 가늘고 긴 커넥터, 예컨대 로드, 바 또는 링을 수용하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 제2 클램프 어셈블리(4)는 스크류, 핀 및/또는 와이어와 같은 적어도 두 개의 고정 요소들을 수용하도록 구성된다.
도 3b에 도시된 바와 같이, 제1 클램프 어셈블리(2)의 제1 바이스 플레이트(8)는 두 개의 제1 리세스들(16)(18) 및 하나의 보어(8a)를 구비한다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 제2 바이스 플레이트(10)는 하나의 보어(10a), 및 제2 리세스들(20)(22)을 구비한다. 제2 바이스 플레이트(10)의 제2 리세스들(20)(22)과 제1 바이스 플레이트(8)의 제1 리세스들(16)(18)은 각각 대응되어 제1 뼈 고정 요소 수용부(24) 및 제2 뼈 고정 요소 수용부(26)(도 1)를 각각 구획한다. 몇몇 실시예에서, 제1 및 제2 바이스 플레이트(8, 10)는 세 개 이상의 리세스들을 구비할 수 있으며, 그에 따라 세 개 이상의 수용부들을 구비할 수 있다. 제1 및 제2 바이스 플레이트(8, 10)는 또한 제1 및 제2 뼈 고정 요소 수용부들(24, 26)에 대해 어느 하나의 각도(예컨대, 수직 또는 빗각)로 기울어져 있으며, 제1 및 제2 뼈 고정 요소 수용부들(24, 26)과 각각 통하는 제1 삽입부(25) 및 제2 삽입부(27)를 구획한다. 뼈 고정 요소 수용부들(24, 26)은 동일 또는 다른 크기의 고정 요소 및/또는 커넥터를 수용하도록 동일 또는 다른 크기일 수 있다.
제1 및 제2 리세스들(16, 18)(20, 22)은 서로에 대해 평행하게 향하거나 서로에 대해 어느 하나의 각도로 기울어져 있다. 그에 따라, 제1 및 제2 뼈 고정 요소 수용부들(24, 26)은 서로에 대해 평행하거나 서로에 대해 어느 하나의 각도로 기울어져 있다. 바람직한 실시예에서, 한 세트의 와이어(예컨대, 커슈너 와이어(Kirschener wire))는 제1 및 제2 뼈 고정 요소 수용부들(24, 26)의 내부에 수용된다. 그러나, 예컨대 한 세트의 스크류나 한 세트의 핀과 같이, 모든 종류의 한 세트 고정 요소들은 제1 및 제2 뼈 고정 요소 수용부들(24, 26)의 내부에 수용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 또는, 제1 및 제2 뼈 고정 요소 수용부들(24, 26)은 예컨대, 로드, 바 또는 링과 같은 적어도 하나의 커넥터를 수용할 수 있다.
적어도 두 개의 고정 요소들을 수용하기 위해서, 제1 및 제2 리세스들(16, 18)(20, 22) 및 그에 따른 제1 및 제 2 뼈 고정 요소 수용부들(24, 26)은 동일한 크기를 가질 수 있다. 예컨대, 제1 및 제2 뼈 고정 요소 수용부들(24, 26)은 각각 약 0.8 ㎜와 약 8.0 ㎜ 사이, 더욱 바람직하게는 약 1.0 ㎜과 약 6.0 ㎜ 사이, 가장 바람직하게는 약 2.0 ㎜와 약 2.5 ㎜ 사이의 직경을 갖는 와이어를 수용할 수 있는 크기를 갖는다. 또한, 도 1, 3b 및 4b에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 리세스들(16, 18)(20, 22)은 대체적으로 V형태의 단면을 가진다. 이러한 V형태는 각도(θ)는, 예컨대 약 45도와 160도 사이, 더욱 바람직하게는 약 100도와 약 135도 사이, 가장 바람직하게는 약 110도와 130도 사이이다. 제1 리세스들(16, 18), 제2 리세스들(20, 22)의 각도(θ)가 동일하거나 상이할 수 있음은 당업자에게 자명하다. 제1 및 제2 리세스들(16, 18)(20, 22)의 단면은 다른 형태(예컨대, 반원, U형태, 다각형)일 수 있으며, 약 0.5 ㎜와 약 8.5 ㎜ 사이, 더욱 바람직하게는 약 1.0 ㎜과 약 6.0 ㎜ 사이, 가장 바람직하게는 약 2.0 ㎜와 약 3.0 ㎜ 사이의 크기를 가질 수 있다.
스크류, 핀, 와이어, 로드, 바 또는 링이 제1 및 제2 뼈 고정 요소 수용부들(24, 26)에 각각 삽입(예컨대, 클립 또는 스냅)되는 것을 돕기 위하여, 제1 바이스 플레이트(8)는 경사면(28 및 30)을 구비하며, 제2 바이스 플레이트(10)는 경사면(32 및 34)을 구비한다. 삽입부(25)는 경사면(28, 32)이 삽입부(25)를 구획할 수 있도록 경사면(28, 32) 사이에 위치하며, 상기 삽입부(27)는 경사면(30, 34)이 삽입부(27)를 구획하도록 경사면(30, 34) 사이에 위치한다. 경사면들(28, 30, 32 및 34)은 수평면(P)(즉, 종축(94)에 수직하는 면)에 대해 각도(α)로 경사진다. 예컨대, 도 3b에 도시된 바와 같이, 경사면(28)은 약 5도와 약 80도 사이, 더욱 바람직하게는 약 10도와 약 50도 사이, 가장 바람직하게는 약 20도와 40도 사이의 각도로 경사진다. 경사면(28, 32)(30, 34)은 각각 스크류, 핀, 와이어, 로드, 바 또는 링을 제1 및 제2 뼈 고정 요소 수용부들(24, 26) 안으로 안내하는 것을 돕는다. 경사면(28, 30), 경사면(32, 34)의 각도(α)는 동일 또는 상이할 수 있음은 당업자에게 자명하다.
제1 및 제2 뼈 고정 요소 수용부들(24, 26)은 적어도 두 개의 고정 요소들, 예컨대, 한 세트의 와이어들을 그들의 종축이 서로 평행하도록 수용한다. 또한, 제1 및 제2 뼈 고정 요소 수용부들(24, 26)은 고정 요소의 종축이 약 5㎜와 약 25㎜ 사이, 더욱 바람직하게는 약 6㎜와 약 15㎜ 사이, 가장 바람직하게는 약 6㎜와 약 8㎜ 사이의 거리로 떨어지도록 서로 이격된다.
또한, 제1 바이스 플레이트(8)는 립부(lip portion)(36, 38)를 구비하며, 제2 바이스 플레이트(10)는 립부(40, 42)를 구비한다. 립부(36)는 리세스(16)가 경사면(28)을 만나는 경계에 형성되며, 립부(38)는 리세스(18)가 경사면(30)을 만나는 경계에 형성된다. 또한, 립부(40)는 리세스(20)가 경사면(32)을 만나는 경계에 형성되며, 립부(42)는 리세스(22)가 경사면(34)을 만나는 경계에 형성된다. 립부들(36, 38)(40, 42)은 각각의 리세스의 정점 위로 어느 하나의 간격만큼 연장된다. 예컨대, 도 3b에 도시된 바와 같이, 립부(38)는 리세스(18)의 정점 위로 약 0.5㎜와 약 5.0㎜ 사이, 더욱 바람직하게는 약 0.7㎜과 약 3.0㎜ 사이, 가장 바람직하게는 약 0.8㎜과 약 1.0㎜ 사이의 간격(d)만큼 연장된다. 상기 립부(36, 40 및 38, 42)는 각각 스크류, 핀, 와이어, 로드, 바 또는 링이 제1 및 제2 뼈 고정 요소 수용부들(24, 26)로부터 미끄러져 나가는 것을 방지할 수 있다. 립부는 리세스와 경사면의 교차에 의하여 형성되지만 다른 다양한 방법으로 형성될 수 있으며, 스크류, 핀, 와이어, 로드, 바 또는 링이 제1 및 제2 뼈 고정 요소 수용부들(24, 26)로부터 미끄러져 나가는 것을 방지할 수 있다면 어떠한 구조라도 무방함은 당업자에게 자명하다.
또한, 도 1, 3b 및 4b에서 바이스 플레이트(8, 10)가 각각 두 개의 경사면과 두 개의 립부를 구비하는 실시예를 보여주고 있지만, 바이스 플레이트(8, 10)는 경사면과 립부의 그 어떤 조합으로 구성될 수 있다. 예컨대, 수용부(24) 근처에서 제1 바이스 플레이트(8)는 경사면(예컨대, α=0°)을 구비하지 않을 수 있으며 제2 바이스 플레이트(10)가 경사면(32)을 구비할 수 있고, 또는 제1 바이스 플레이트(8)가 립부(36)을 구비할 수 있으며 제2 바이스 플레이트(10)는 립부를 구비하지 않을 수 있다.
도 5b를 참조하면, 상기 제2 클램프 어셈블리(4)의 제3 바이스 플레이트(12)는 두 개의 평행한 제3 리세스들(46, 48), 및 하나의 보어(12a)를 구비한다. 도 6b에 도시된 바와 같이, 제4 바이스 플레이트(14)는 하나의 보어(14a) 및 제4 리세스들(50, 52)을 구비한다. 제4 바이스 플레이트(14)의 제4 리세스들(50, 52)과 제3 바이스 플레이트(12)의 제3 리세스들(46, 48)은 각각 대응하며 제3 뼈 고정 요소 수용부(54) 및 제4 뼈 고정 요소 수용부(56)(도 1)를 각각 구획한다. 바람직한 실시예에서, 적어도 하나의 로드는 제3 및/또는 제4 뼈 고정 요소 수용부들(54, 56)의 내부에 수용된다. 그러나, 예컨대, 스크류, 핀, 와이어와 같은 어떤 고정 요소나 예컨대, 바 또는 링과 같은 커넥터도 제3 및 제4 뼈 고정 요소 수용부들(54, 56) 내부에 수용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 몇몇 실시예에서, 제3 및 제4 바이스 플레이트(12, 14)는 세 개 이상의 리세스들을 구비할 수 있으며, 그에 따라 세 개 이상의 뼈 고정 요소 수용부들을 구비할 수 있다. 제3 및 제4 바이스 플레이트(12, 14)는 또한 제3 및 제4 뼈 고정 요소 수용부들(54, 56)에 대하여 어느 하나의 각도(예컨대, 수직 또는 빗각)로 기울어져 있으며 제3 및 제4 뼈 고정 요소 수용부들(54, 56)에 각각 통하는 제3 삽입부(55) 및 제4 삽입부(57)를 구획한다.
서로 다른 고정 요소들 및/또는 커넥터들을 수용하기 위해서, 제3 및 제4 리세스들(46, 48)(50, 52) 및 그에 따른 제3 및 제4 뼈 고정 요소 수용부들(54, 66)은 서로 다른 크기를 가질 수 있다. 예컨대, 제3 및 제4 뼈 고정 요소 수용부들(54, 56)은 약 0.8 ㎜와 약 12 ㎜ 사이, 더욱 바람직하게는 약 2.0 ㎜과 약 6.0 ㎜ 사이, 가장 바람직하게는 약 2.5 ㎜와 약 4.0 ㎜ 사이의 직경을 갖는 로드를 수용할 수 있도록 크기를 갖는다. 또한, 도 1, 5b 및 6b에 도시된 바와 같이, 제3 및 제4 리세스들(46, 48)(50, 52)은 대체적으로 V형태의 단면을 가진다. 제1 및 제2 바이스 플레이트(8, 10)와 마찬가지로, 제3 및 제4 바이스 플레이트(12, 14)의 V형태는 예컨대, 약 45도와 160도 사이, 더욱 바람직하게는 약 100도와 약 135도 사이, 가장 바람직하게는 약 110도와 130도 사이의 각도(θ)를 갖는다. 제3 리세스들(46, 48)과 제4 리세스들(50, 52)의 각도(θ)는 동일하거나 상이할 수 있음은 당업자에게 자명하다. 상기 제3 및 제4 리세스들(46, 48)(50, 52)의 단면이 다른 형태(예컨대, 원형, U형태, 다각형)일 수 있음은 당업자에게 자명하다.
스크류, 핀, 와이어, 로드, 바 또는 링이 제3 및 제4 뼈 고정 요소 수용부들(54, 56) 내부로 삽입(예컨대, 클립 또는 스냅 결합)되는 것을 돕기 위하여, 제3 바이스 플레이트(12)는 경사면(58, 60)을 구비하며, 제4 바이스 플레이트(14)는 경사면(62, 64)을 구비한다. 경사면(58, 62)이 제3 삽입부(55)를 구획하도록 제3 삽입부(55)는 경사면(58, 62) 사이에 위치하며, 경사면(60, 64)이 제4 삽입부(57)를 구획하도록 제4 삽입부(57)는 경사면(60, 64) 사이에 위치한다. 상기 제1 및 제2 바이스 플레이트들(8, 10)과 마찬가지로, 경사면들(58, 60, 62 및 64)은 수평면(P)(즉, 종축(94)에 수직하는 면)에 대해 어느 하나의 각도로 경사진다. 예컨대, 도 5b에 도시된 바와 같이, 경사면(58)은 약 5도와 약 80도 사이, 더욱 바람직하게는 약 10도와 약 50도 사이, 가장 바람직하게는 약 20도와 40도 사이의 α각도로 경사진다. 경사면(58 및 62, 60 및 64)은 각각 스크류, 핀, 와이어, 로드, 바 또는 링을 제3 및 제4 뼈 고정 요소 수용부들(54, 56) 안으로 안내하는 것을 돕는다. 경사면(58, 60), 경사면(62, 64)의 각도(α)는 동일 또는 상이할 수 있음은 당업자에게 자명하다.
또한, 도 5b 및 6b에 도시된 바와 같이, 제3 바이스 플레이트(12)는 립부(66,68)를 구비하며, 제4 바이스 플레이트(14)는 립부(70,72)를 구비한다. 립부(66)는 리세스(46)가 경사면(58)을 만나는 경계에 형성되며, 립부(68)는 리세스(48)가 경사면(60)을 만나는 경계에 형성된다. 또한, 립부(70)는 리세스(50)가 경사면(62)을 만나는 경계에 형성되며, 립부(72)는 리세스(52)가 경사면(64)을 만나는 경계에 형성된다. 립부들(66, 68, 70, 72)은 각각의 리세스의 정점 위로 어느 한 길이만큼 뻗게 된다. 예컨대, 도 5a에 도시된 바와 같이, 립부(68)는 리세스(48)의 정점 위로 약 0.5㎜와 약 5.0㎜ 사이, 바람직하게는 약 0.7㎜과 약 3.0㎜ 사이, 가장 바람직하게는 약 0.8㎜과 약 1.0㎜의 간격(d)만큼 뻗게 된다. 립부(66, 70)(68,72)는 각각 스크류, 핀, 와이어, 로드, 바 또는 링이 제1 및 제2 뼈 고정 요소 수용부들(54, 56)로부터 미끄러져 나가는 것을 방지할 수 있다. 립부는 리세스와 경사면의 교차에 의하여 형성되지만 다른 다양한 방법으로 형성될 수 있으며, 스크류, 핀, 와이어, 로드, 바 또는 링이 제3 및 제4 뼈 고정 요소 수용부들(54, 56)로부터 미끄러져 나가는 것을 방지할 수 있다면 어떠한 구조라도 무방함은 당업자에게 자명하다.
또한, 도 1, 5b 및 6b에서 바이스 플레이트(12, 14)가 각각 두 개의 경사면과 두 개의 립부를 구비하는 실시예를 보여주고 있지만, 바이스 플레이트(12, 14)는 경사면과 립부의 모든 조합이 가능하다. 예컨대, 제1 뼈 고정 요소 수용부(54) 근처에서 제3 바이스 플레이트(12)는 경사면(예컨대, α=0°)을 구비하지 않을 수 있으며 제4 바이스 플레이트(14)가 경사면(62)을 구비할 수 있고, 또는 제3 바이스 플레이트(12)가 립부(66)를 구비할 수 있으며 제4 바이스 플레이트(14)는 립부를 구비하지 않을 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 샤프트(6)를 보어들(8a, 10a, 12a, 14a)을 관통하여 위치시킴으로써 제1 및 제2 클램프 어셈블리들(2, 4)이 서로 연결되고, 보어들(8a, 10a, 12a, 14a)은 집합적으로 길이 방향 보어를 형성한다. 이러한 구조에서, 수용부(24)는 길이 방향 보어의 제1 측에 위치하며, 수용부(26)는 길이 방향 보어의 반대측 즉, 제2 측에 위치한다. 또한, 수용부(54)는 길이 방향 보어의 제1 측에 위치하며, 수용부(56)는 길이 방향 보어의 반대측 즉, 제2 측에 위치한다. 보어들(8a, 10a, 12a, 14a) 및 그에 따른 길이 방향 보어는 제1 내지 제4 뼈 고정 요소 수용부(24, 26)(54, 56)에 대하여 어느 하나의 각도(예컨대, 수직)로 기울어진 방향으로 뻗어 있다.
샤프트(6)는 원위 단부(76) 및 근위 단부(78)를 구비한다. 원위 단부(76)는 나사부(80)를 구비하며, 근위 단부(78)는 헤드부(82)를 구비한다. 나사부(80)는 샤프트(6)의 외부 표면에 형성된다. 그러나 다른 실시예에서, 나사부(80)는 샤프트(6)의 원위 단부(76) 내부의 구멍(미도시)에 형성되어, 예컨대, 볼트와 같은 조임쇠가 구멍 내에 조여져서 내부 나사산과 맞물릴 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 원위 단부(76)는 헤드부(82)와의 사이에 위치한 샤프트(6)의 축소된 직경부(84)보다 더 크다. 이러한 구조는 샤프트(6)의 두께가 클램프 어셈블리(2, 4) 사이에서 서로에 대한 회전을 방해하는 것을 방지할 수 있다.
나사부(80)는 예컨대, 너트(86)와 같은 연결장치에 맞물리며, 너트(86)는 제1 방향으로 회전하면서(즉, 조이면서) 헤드부(82) 쪽으로 이동한다. 너트(86)를 조이게 되면, 클램프 어셈블리(2, 4) 및 바이스 플레이트(8, 10, 12, 14)가 회전 이동 및 평행 이동으로 서로에 대해 고정되고 너트(86)와 헤드부(82) 사이에 유지된다. 너트(86)를 조임으로써 두 개 이상의 고정 요소들(예컨대, 스크류, 핀 또는 와이어) 및 하나 이상의 커넥터(예컨대, 로드, 바 및/또는 링)를 클램프(1)에 동시에 연결시킬 수 있다. 너트(86)는 제2 방향으로 회전하면서 헤드부(82)로부터 멀어지며 이동한다(즉, 해제된다). 너트가 해제될수록, 클램프 어셈블리(2, 4) 및 바이스 플레이트(8, 10, 12, 14)는 서로에 대한 이동이 자유로워져서 스크류, 핀, 와이어, 로드, 바 및/또는 링이 제1 내지 제4 수용부(24, 26)(54, 56) 내부로 삽입되거나 그로부터 제거된다. 너트(86)를 해제하자마자 샤프트(6)로부터 분리되는 것을 방지하기 위하여, 나사부(80)는 원위 최말단에서 변형될 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서, 나사부(80)는 제4 바이스 플레이트(14)의 내벽(88)(도 6b)에 형성되는 내부 나사산(미도시)으로 삽입될 수 있으며, 이때 너트(86)는 불필요하다. 제1 및 제2 클램프 어셈블리(2, 4)를 서로에 대해 고정시키는 수단이 고려될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
일 실시예에서, 헤드부(82)는 플랜지(90) 및 결합부(92)를 구비한다. 결합부(92)는 타원형, 사각형, 정사각형, 육각형 또는 기타 다른 다각형을 포함하는 어떠한 형태일 수 있다. 결합부(92)는 제1 바이스 플레이트(8)에서 대응하는 형태를 갖는 제1 개구부(96)(도 3b)에 위치한다. 동일한 형태의 결합부(92)와 제1 개구부(96) 간의 맞물림은 샤프트(6)가 제1 클램프 어셈블리(2)에 대해 회전으로 고정되도록 한다. 결합부(92)와 제1 개구부(96)는 서로 결합되어 샤프트(6)의 회전을 방지하기만 하면 어떠한 구성일 수 있음은 당업자에게 자명하다. 예컨대, 결합부(92)는 원형일 수 있으며, 제1 개구부(96)의 해당 돌출부와 맞물리는 돌출부(미도시)를 구비할 수 있다. 두 개의 돌출부들이 서로 접촉될 때 샤프트(6)의 회전이 방지된다. 또한, 헤드부(82)는 플랜지(90)를 구비하며, 플랜지(90)는 수용 개구부 즉, 제2 개구부(98)에 위치한다. 플랜지(90)는 너트(86)가 조여질수록, 클램프 어셈블리(2, 4) 및 바이스 플레이트들(8, 10, 12, 14)이 너트(86) 쪽으로 이동하는 것을 돕는다. 너트(86)가 헤드부(82) 쪽으로 삽입되거나 그로부터 해제되는 동안, 샤프트(6)가 클램프 어셈블리(2, 4) 내에서 회전 이동 및 평행 이동하는 것이 방지된다. 다른 실시예(미도시)에서, 샤프트(6)의 헤드부(82)는 제4 바이스 플레이트(14) 근처에 위치될 수 있으며, 연결 장치(예컨대, 너트(86))는 제1 바이스 플레이트(8) 근처에 위치될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 이러한 실시예에서, 제1 바이스 플레이트(8)는 제4 바이스 플레이트(14)와 유사 또는 동일한 구성을 가질 수 있으며, 제4 바이스 플레이트(14)는 제1 바이스 플레이트(8)와 유사 또는 동일한 구성을 가질 수 있다.
다른 실시예에서, 샤프트(6)의 헤드부(82)는 제1 바이스 플레이트(8) 내에서 회전하도록 구성될 수 있다. 너트(86)의 돌출부(100)는 너트(86)가 제4 바이스 플레이트(14)에 대한 회전이 방지되도록 리세스(102)(도 6a)와 맞물린다. 예컨대, 돌출부(100)는 육각형의 형태를 가질 수 있으며 리세스(102)는 그에 대응하는 육각형태를 가질 수 있다.
상기 너트(86)는 모양이 있는 헤드부(101)와 파지면(104)을 포함한다. 헤드부(101)와 파지면(104)은 수술자가 너트(86)를 도구 및/또는 자신의 손가락으로 잡아서 회전시킬 수 있다면 어떠한 형태라도 무방하다. 파지면(104)은 너트(86)를 조이거나 풀 때 손쉽게 잡을 수 있도록 표면 가공 처리하거나, 무늬를 넣거나, 톱니 모양으로 하거나 우툴두툴하게 하는 등 여러 모양으로 할 수 있다.
바이스 플레이트(8, 10, 12, 14)는 종축(94)을 중심으로 서로에 대한 회전이방지되며 제1 및 제3 리세스들(16, 18)(46, 48)과 제2 및 제4 리세스들(20, 22)(50, 52)이 정렬되도록 하는 형태로 구현될 수 있다. 예컨대, 도 3a 및 3b에 도시된 바와 같이, 제1 바이스 플레이트(8)는 두 개의 포스트(106 및 108)를 구비하며, 포스트들(106, 108)은 각각 포스트 수용 개구부 즉, 제3 개구부(110, 112)(도 4c) 내에 삽입된다. 마찬가지로, 도 2에 도시된 바와 같이, 제4 바이스 플레이트(14)는 포스트 수용 개구부 즉, 제4 개구부(118, 120)(도 5c)와 각각 맞물리는 두 개의 포스트(114, 116)를 구비한다. 포스트 수용 개구부들(110, 112, 118, 120)은 스크류, 핀, 와이어, 로드, 바 또는 링이 제1 내지 제4 수용부(24, 26)(54, 56)로 삽입되자마자 포스트들(106, 108)(114, 116)이 각각 포스트 수용 개구부들(110, 112)(118, 120)로 이동할 수 있도록 하는 형태와 크기를 갖는다. 특히, 포스트(106, 108)는 포스트 수용 개구부(110, 112) 내에서 회전 및/또는 종축(94)을 따라 평행 이동한다. 하나의 바이스 플레이트는 하나의 포스트를 구비할 수 있으며, 포스트는 다른 바이스 플레이트의 포스트 수용 개구부 내에 수용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 또한, 제1 바이스 플레이트(8)의 제2 바이스 플레이트(10)에 대한 회전과 제3 바이스 플레이트(12)의 제4 바이스 플레이트(14)에 대한 회전을 방지하는 어떠한 구조도 고려될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
또한, 제1 및 제2 클램프 어셈블리(2, 4)는 서로에 대한 회전을 방지하는 구성을 가질 수 있다. 도 4a 및 5a에 도시된 바와 같이, 제2 및 제3 바이스 플레이트(10, 12)는 각각 톱니부(126, 128)를 구비한다. 이러한 구조는 제2 및 제3 바이스 플레이트들(10, 12)이 선택적으로 서로에 대해 고정될 수 있게 한다. 톱니부(126, 128)는 제2 및 제3 바이스 플레이트들(10, 12)과 각각 일체로 형성되거나 또는 그 일부일 수 있는데, 그 예로 톱니부(126, 128)는 제2 및 제3 바이스 플레이트들(10, 12) 사이에 서로 인접하게 위치한 두 개의 서로 다른 워셔(washer)(미도시)의 일부일 수 있음은 당업자에게 자명하다. 이러한 구조 역시 제1 및 제2 클램프 어셈블리들(2, 4)을 서로에 대해 고정시킬 수 있다.
너트(86)를 해제하면, 톱니부들(126, 128)이 분리되며, 그럼으로써 제2 및 제3 바이스 플레이트들(10, 12) 및/또는 제1 및 제2 클램프 어셈블리들(2, 4)이 종축(94)을 중심으로 서로에 대해 회전 - 제1 및 제2 클램프 어셈블리들(2, 4)이 종축(94)을 중심으로 서로에 대해 360°회전한다. 너트(86)를 조이면, 제2 및 제3 바이스 플레이트들(10, 12) 및/또는 제1 및 제2 클램프 어셈블리들(2, 4)이 회전되지 않고 고정되어 톱니부들(126, 128)이 결합된다.
상기 제2 및 제3 바이스 플레이트(10, 12) 및 제1 및 제2 클램프 어셈블리(2, 4)의 회전을 용이하게 하기 위하여, 톱니부들(126, 128) 사이에 바이어싱 부재(130)가 위치되어 톱니부들(126, 128) 간의 상호 맞물림을 방지할 수 있다. 바이어싱 부재(130)는 예컨대, 코일 스프링, 웨이브 스프링, 벨로즈(bellows) 스프링, 고무 요소, 플렉시블 플라스틱 요소 등일 수 있다. 바이어싱 부재(130)는 또한 제1 바이스 플레이트(8)를 제2 바이스 플레이트(10) 쪽으로 편향되게 및/또는 제3 바이스 플레이트(12)를 제4 바이스 플레이트(14) 쪽으로 편향되게 한다. 이러한 방식으로, 스크류, 핀, 와이어, 로드, 바 및/또는 링을 종축(94)에 수직 또는 빗각 방향으로 제1 내지 제4 뼈 고정 요소 수용부(24, 26)(54, 56)에 밀어넣음으로써 스크류, 핀, 와이어, 로드, 바 및/또는 링이 제1 내지 제4 뼈 고정 요소 수용부(24, 26)(54, 56)에 안착 삽입(클립 결합 및/또는 스냅 결합)된다. 그러나, 바이어싱 부재(130)는 제1 및 제2 바이스 플레이트(8, 10) 사이, 제3 및 제4 바이스 플레이트(12, 14) 사이, 제1 바이스 플레이트(8)와 헤드부(82) 사이, 및/또는 제4 바이스 플레이트(14)와 너트(86) 사이에 위치될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
도 7은 외부 고정 장치(132)의 일부로 사용되는 조절가능한 클램프(1)를 보여주고 있다. 그러나 상기 조절가능한 클램프(1)는 예컨대, 대악(관절구), 손, 원위 요골(손목), 발목, 다리, 척추골, 늑골 및 장골 등의 뼈에 사용되는 외부 고정 시스템에 이용될 수 있다. 또한, 도 7에서 단일 클램프(1)로 구성된 외부 고정 시스템(132)을 예시하고 있지만, 고정 시스템은 복수의 클램프(1)로 구성될 수 있다.
상기 조절가능한 클램프(1)는 고정 로드(136)와 두 개 이상의 와이어(예컨대, 커슈너 와이어)를 연결시킨다. 와이어(138, 150)와 고정 로드(136)를 연결시키기 위하여, 상기 와이어(138, 150)를 먼저 가이드(140)(도 8)를 이용하여 뼈(예컨대, 대악)에 삽입시킨다. 스크류, 핀 또는 와이어를 뼈에 삽입시키기 위하여 사용 되는 가이드는 공동(空洞)의 구조를 가진 어떠한 종류(예컨대, 튜브 또는 캐뉼러(cannula))라도 무방함은 당업자에게 자명하다.
상기 가이드(140)는 예컨대 2.0㎜ 커슈너 와이어가 삽입되는 제1 측부(142) 및 예컨대 2.5㎜ 커슈너(Kirschener) 와이어가 삽입되는 제2 측부(144)를 구비한다. 각 측부(142, 144)는 또한 제1 조직 보호장치(146) 및 보다 짧은 제2 조직 보호장치(148)를 구비한다. 와이어를 사용하는 절차에서, 외과 의사는 피부를 절개하고 밀폐 장치(obturator)(미도시) 및 제1 조직 보호장치(146)를 조직을 통해 밀폐 장치가 뼈에 닿을 때까지 삽입한다. 밀폐 장치를 제거하고 제1 조직 보호 장치(146)를 뼈에 닿도록 유지시킨다. 외과의사는 제1 조직 보호 장치(146)를 뼈 쪽으로 가이드하기 위하여 핸들(149)을 이용한다. 제1 조직 보호 장치(146)가 적소에 위치되면, 외과 의사는 와이어(138)를 뼈에 삽입시킨다. 와이어(138)는 회전으로 뼈를 뚫고 들어가도록 하는 자기 천공단(self-drilling tip)을 구비한다. 와이어(138)를 뼈에 고정시킨 후, 제1 조직 보호 장치(146)를 신체에서 제거한다.
그 후, 제2 와이어(150)를 상기 와이어(138) 옆의 뼈에 삽입시킨다. 이러한 절차에서, 상기 와이어(138)를 뼈에 고정시키고 제1 조직 보호 장치(138)를 신체에서 제거한 후, 외과 의사는 피부에 제2 절개를 행한다. 그러나, 제1 절개 부위는 상기 와이어(138) 및 제2 와이어(150)를 삽입시키기에 충분히 크게 형성될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 제2 와이어(150)를 삽입하기 위하여, 폐쇄 장치(미도시) 및 제1 조직 보호 장치(146)를 폐쇄 장치가 뼈와 닿을 때까지 피부를 통해 삽입한다. 또한, 상기 가이드(140)는 제1 조직 보호 장치(146)가 신체에 삽입될 때 와이어(138)가 제2 조직 보호 장치(148)를 통해 슬라이드되도록 하는 방향으로 위치한다. 이러한 구조는 와이어(138) 및 제2 와이어(150)가 일정한 거리를 두고 서로 떨어져 있도록 하여 결국은 제1 클램프 어셈블리(2)의 제1 및 제2 뼈 고정 요소 수용부(24 및 26)에 삽입되도록 한다. 그리고 나서, 제2 와이어(150)를 뼈를 뚫고 삽입시키고, 제1 조직 보호 장치(146) 및 제2 조직 보호 장치(148)(즉, 제2 조직 보호 장치(148)가 신체 내에 있다고 가정)를 신체에서 제거한다. 결국, 제1 및 제2 와이어(138, 150)는 제1 클램프 어셈블리(2)로 삽입된다. 상기 제1 및 제2 와이어(138, 150)의 삽입 단계는 제2 클램프(미도시)를 이용하여 뼈 골절의 다른 위치에서 반복될 수 있다. 외부 고정 시스템(예컨대, 하나의 뼈에 여러 골절이 있는 경우나 복수의 고정 요소들이 하나의 뼈 골절의 양측에 삽입되는 경우)을 형성하는데 세 개 이상의 클램프가 사용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 또한, 스크류나 핀과 같은 고정 요소들이 와이어(138, 150) 대신 사용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 그리고 나서, 로드, 바 또는 링과 같은 커넥터를 두 개의 클램프 사이에 위치시키고 제1 및 제2 클램프의 제2 클램프 어셈블리로 삽입한다.
사용시, 너트(86)가 해제 상태에 있을 때, 스크류, 핀, 와이어, 로드, 바 및/또는 링이 조절가능한 클램프(1)에 삽입(클립 결합 또는 스냅 결합)된다. 이는 스크류, 핀, 와이어, 로드, 바 및/또는 링을 삽입부(25, 27, 55 또는 57)를 통해 예컨대, 종축(94)에 수직 또는 빗각 방향으로 제1 내지 제4 뼈 고정 요소 수용부(24, 26)(54, 56)에 밀어 넣음으로써 이루어진다. 또는, 스크류, 핀, 와이어, 로드, 바 및/또는 링의 단부가 제1 내지 제4 뼈 고정 요소 수용부(24, 26)(54, 56)로 직접 삽입되고, 모서리가 둥글게 처리된 에지(C)(도 1 및 7)가 스크류, 핀, 와이어, 로드, 바 및/또는 링을 제1 내지 제4 뼈 고정 요소 수용부(24, 26)(54, 56)로 안내를 돕는다. 스크류, 핀, 와이어, 로드, 바 및/또는 링의 단부가 모서리가 둥글게 처리된 에지(C) 쪽으로 밀릴 때, 상기 제1 및 제2 바이스 플레이트(8 및 10)가 서로 멀어져 이동함으로써 스크류, 핀, 와이어, 로드, 바 및/또는 링이 제1 내지 제4 뼈 고정 요소 수용부(24, 26)(54, 56)로 직접 삽입된다. 도시되지 않았지만, 상기 모서리가 둥글게 처리된 에지(C)는 또한 제3 및 제4 바이스 플레이트(12 및 14)에 구현될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 너트(86)가 해제 상태에 있을 때, 스크류, 핀, 와이어, 로드, 바 및/또는 링은 제1 내지 제4 뼈 고정 요소 수용부(24, 26)(54, 56)에 삽입(예컨대, 클립 또는 스냅)되고, 제1 및 제2 클램프 어셈블리(2, 4)는 서로에 대해 회전하고, 제1 바이스 플레이트(8)는 제2 바이스 플레이트(10) 쪽으로 이동 또는 그로부터 멀어져 이동하며, 제2 바이스 플레이트(10)는 제3 바이스 플레이트(12) 쪽으로 이동 또는 그로부터 멀어져 이동하고, 및/또는 제3 바이스 플레이트(12)는 제4 바이스 플레이트(14) 쪽으로 이동 또는 그로부터 멀어져 이동한다. 또한, 해제 상태에서, 제1 바이스 플레이트(8)의 포스트(106 및 108)는 각각 포스트 수용 개구부(110 및 112) 내에서 이동하며, 제4 바이스 플레이트(14)의 포스트(114 및 116)는 각각 포스트 수용 개구부(118 및 120) 내에서 이동한다. 몇몇 실시예에서, 포스트들(106, 108, 114, 116)의 포스트 수용 개구부(110, 112, 118, 120) 내 이동은 회전 이동 및/또는 평행 이동일 수 있다.
일단 스크류(들), 핀(들), 와이어(들), 로드(들), 바(들) 및/또는 링(들)의 적절한 조합이 클램프(1)에 삽입되면, 너트(86)가 조여짐으로써 스크류, 핀, 와이어, 로드, 바 및/또는 링이 제1 내지 제4 뼈 고정 요소 수용부(24, 26)(54, 56)에 고정되고 제1 및 제2 클램프 어셈블리(2, 4)는 서로에 대해 고정된다. 예컨대, 도 7에 도시된 바와 같이, 로드(136) 및 와이어(138, 150)는 클램프(1)에 삽입된다. 클램프(1)는 로드(136) 및 와이어(138, 150)가 서로에 대해 어느 한 각도로 기울어지도록 조절가능하다.
상술한 설명 및 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내지만, 첨부된 청구항에 정의된 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 다양한 추가, 변형 및 치환이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 특히, 해당 기술분야의 당업자라면 본 발명이 그 사상 및 필수적인 특징을 벗어나지 않고 다른 특정한 형태, 구조, 배치, 크기로 다른 구성 요소, 물질 및 성분을 가지고 실시될 수 있다는 것은 명백하다. 당업자는 본 발명이 본 발명의 원리에서 벗어나지 않고 특정한 환경 및 작동요건에 특히 적합한, 본 발명의 실시예에 사용되는 구조, 배치, 크기, 재료 및 성분에 많은 변형을 가지고 이용될 수 있음을 이해할 것이다. 여기서 개시된 실시예는 따라서 모든 관점에서 예시를 위한 것이며 제한적이지 않은 것으로 간주되어야 하며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구항으로 한정되며 상술한 설명에 제한되지 않는다.
Claims (22)
- 종축을 구비하는 외부 고정용 클램프에 있어서,상기 클램프를 관통하는 길이 방향 보어(bore);두 개의 제1 리세스들(recesses)을 가진 제1 바이스 플레이트(vise plate)와 두 개의 제2 리세스들을 가진 제2 바이스 플레이트를 구비하고, 상기 제1 바이스 플레이트와 상기 제2 바이스 플레이트가 클램핑 위치에서 서로 접촉할 때, 상기 길이 방향 보어의 반대되는 측면들에 제1 뼈 고정 요소 수용부와 제2 뼈 고정 요소 수용부가 각각 마련되도록 형성되며, 상기 제2 리세스들의 각각은 상기 제1 리세스들의 상응하는 어느 하나에 인접하게 위치되고, 상기 제1 바이스 플레이트와 상기 제2 바이스 플레이트가 클램핑 위치에 있을 때, 상기 제1 뼈 고정 요소 수용부와 상기 제2 뼈 고정 요소 수용부에 인접되게 제1 삽입부와 제2 삽입부가 마련되는 모양을 가지며, 상기 제1 삽입부와 상기 제2 삽입부의 각각은 상기 제1 뼈 고정 요소 수용부와 상기 제2 뼈 고정 요소 수용부의 상응하는 하나로부터 채널 축을 따라 연장하여 외측으로 개방되고, 상기 제1 삽입부와 상기 제2 삽입부의 채널 축은 상기 종축에 대해 각지게 형성된 제1 클램프 어셈블리;뼈 고정 요소를 내부에 수용하도록 각각 구성된 제3 수용부와 제4 수용부를 구비하는 제2 클램프 어셈블리; 및상기 길이 방향 보어를 관통하여 위치하며, 상기 제1 클램프 어셈블리와 상기 제2 클램프 어셈블리를 연결하는 샤프트를 구비하는 것을 특징으로 하는 외부 고정용 클램프.
- 제1항에 있어서,상기 샤프트는 헤드부 및 나사 단부를 구비하는 것을 특징으로 하는 외부 고정용 클램프.
- 제2항에 있어서,상기 제1 클램프 어셈블리와 상기 제2 클램프 어셈블리 중 어느 하나는, 상기 제1 클램프 어셈블리와 상기 제2 클램프 어셈블리 중 어느 하나에 대한 상기 헤드부의 회전을 방지하도록 상기 샤프트의 상기 헤드부를 수용하도록 구성된 제1 개구부를 구비하는 것을 특징으로 하는 외부 고정용 클램프.
- 제2항에 있어서,상기 샤프트의 나사 단부와 맞물리는 연결 장치를 더 포함하며,상기 제1 클램프 어셈블리와 상기 제2 클램프 어셈블리는 상기 연결 장치와 상기 샤프트의 나사 단부 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 외부 고정용 클램프.
- 제4항에 있어서,상기 연결 장치는 너트인 것을 특징으로 하는 외부 고정용 클램프.
- 제2항에 있어서,상기 제1 클램프 어셈블리와 상기 제2 클램프 어셈블리 중 어느 하나는 상기 샤프트의 나사 단부를 수용하는 내부 나사산을 구비하는 것을 특징으로 하는 외부 고정용 클램프.
- 제1항에 있어서,상기 채널 축은 상기 종축에 대해 직교하지 않는 것을 특징으로 하는 외부 고정용 클램프.
- 제1항에 있어서,상기 제1 클램프 어셈블리와 작동가능하게 결합되는 제1 톱니부, 및 상기 제2 클램프 어셈블리와 작동가능하게 결합되는 제2 톱니부를 더 포함하며,상기 제2 톱니부와 상기 제1 톱니부의 맞물림은 상기 제1 클램프 어셈블리를 상기 제2 클램프 어셈블리에 대하여 선택적으로 고정시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 외부 고정용 클램프.
- 제8항에 있어서,상기 제1 클램프 어셈블리와 상기 제2 클램프 어셈블리 사이에 위치되고, 상기 제1 클램프 어셈블리와 상기 제2 클램프 어셈블리가 서로에 대해 상기 종축을 중심으로 회전될 수 있는 분리된 위치를 향하여 서로로부터 분리되도록 상기 제1 톱니부와 상기 제2 톱니부를 이동시키도록 바이어스된, 변형가능한 바이어싱(biasing) 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 외부 고정용 클램프.
- 제1항에 있어서,상기 제2 클램프 어셈블리는 두 개의 제3 리세스들과 두 개의 제4 리세스들을 각각 가진 제3 바이스 플레이트와 제4 바이스 플레이트를 구비하고, 상기 제3 리세스들의 위치와 모양은, 상기 제3 바이스 플레이트와 상기 제4 바이스 플레이트가 클램핑 위치에서 서로 접촉할 때, 상기 길이 방향 보어의 반대되는 측면들에 제3 뼈 고정 요소 수용부와 제4 뼈 고정 요소 수용부가 마련되도록 형성되고, 상기 제4 리세스들의 각각은 상기 제3 리세스들의 상응하는 어느 하나에 인접되게 위치되어 상기 제3 바이스 플레이트와 상기 제4 바이스 플레이트가 클램핑 위치에 있을 때, 상기 제3 뼈 고정 요소 수용부와 상기 제4 뼈 고정 요소 수용부에 인접되게 제3 삽입부와 제4 삽입부가 각각 마련되는 모양을 가지며, 상기 제3 삽입부와 상기 제4 삽입부는 상기 제3 뼈 고정 요소 수용부와 상기 제4 뼈 고정 요소 수용부의 상응하는 어느 하나로부터 채널 축을 따라 연장하여 상기 제2 클램프 어셈블리의 외측에 개방되고, 상기 제3 삽입부와 상기 제4 삽입부의 채널 축은 상기 종축에 대해 각도가 형성된 것을 특징으로 하는 외부 고정용 클램프.
- 제10항에 있어서,상기 제1 바이스 플레이트, 상기 제2 바이스 플레이트, 상기 제3 바이스 플레이트, 및 상기 제4 바이스 플레이트 중 어느 하나와 작동가능하게 결합되는 포스트(post)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 외부 고정용 클램프.
- 제11항에 있어서,상기 포스트를 수용하도록 상기 제1 바이스 플레이트, 상기 제2 바이스 플레이트, 상기 제3 바이스 플레이트, 및 상기 제4 바이스 플레이트 중 어느 하나에 형성된 제2 개구부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 외부 고정용 클램프.
- 제10항에 있어서,상기 제1 바이스 플레이트, 상기 제2 바이스 플레이트, 상기 제3 바이스 플레이트, 및 상기 제4 바이스 플레이트 중 어느 하나는 상기 제1 리세스들, 상기 제2 리세스들, 상기 제3 리세스들, 및 상기 제4 리세스들 중 어느 하나에 인접한 경사면을 구비하는 것을 특징으로 하는 외부 고정용 클램프.
- 제13항에 있어서,상기 제2 리세스들은 상기 종축에 직교하는 평면에 대하여 20°내지 40°사이의 경사면을 구비하는 것을 특징으로 하는 외부 고정용 클램프.
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- 제10항에 있어서,상기 제1 리세스들과 상기 제3 리세스들의 어느 하나는 V-모양인 것을 특징으로 하는 외부 고정용 클램프.
- 제16항에 있어서,상기 V-모양은 110° 내지 130°사이의 각도를 포함하는 것을 특징으로 하는 외부 고정용 클램프.
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