KR101508629B1 - 뼈 고정 요소에 로드를 결합하기 위하여 로드를 수용하기 위한 수용부와 이러한 수용부를 가진 뼈 고정 장치 - Google Patents

뼈 고정 요소에 로드를 결합하기 위하여 로드를 수용하기 위한 수용부와 이러한 수용부를 가진 뼈 고정 장치 Download PDF

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Abstract

로드를 뼈 고정 요소에 결합하기 위하여 로드를 수용하기 위한 수용부를 구비하는 데, 상기 수용부는:
수용부 몸체(5)와;
상기 로드를 수용하기 위한 채널(12)을 가진 로드 수용부(9)와;
상기 뼈 고정 요소의 헤드(3, 3')를 수용하기 위한 헤드 수용부(16)와; 상기 헤드 수용부는 개방 단부(17)를 가지고 상기 헤드를 도입하고 클램핑하도록 가요성을 가지고 있으며, 상기 헤드 수용부는 테이퍼진 부분을 가진 외표면을 가지고,
상기 헤드 수용부(16)를 둘러싸고 있는 로킹링(8)을 구비하고,
상기 헤드 수용부는 상기 로킹링에 의해 가압되고 상기 로킹링은 상기 헤드 수용부를 따라 이동가능하고,
상기 로킹링은 상기 헤드를 클램핑하기 위하여 상기 헤드 수용부를 가압하도록 상기 헤드 수용부의 외표면의 테이퍼부에 대하여 가압하는 만곡부(8a)를 갖는 내표면을 가진다.

Description

뼈 고정 요소에 로드를 결합하기 위하여 로드를 수용하기 위한 수용부와 이러한 수용부를 가진 뼈 고정 장치{Receiving Part for Receiving a Rod for Coupling the Rod to a Bone Anchoring Element and a Bone Anchoring Device with Such a Receiving Part}
본 발명은 뼈 고정 요소에 로드를 결합하기 위하여 로드를 수용하기 위한 수용부와 이러한 수용부를 가진 뼈 고정 장치에 관한 것이다. 뼈 고정 요소의 헤드는 로킹링에 의해 측면방향으로 둘러싸인 상기 수용부의 헤드 수용부를 압축하여 수용부를 로킹한다. 상기 수용부의 상기 헤드 수용부는 테이퍼진 부분을 가진 외표면을 가지며, 상기 로킹링은 상기 헤드를 클램핑하기 위하여 상기 헤드 수용부를 압축하도록 상기 헤드 수용부의 외표면의 테이퍼진 부분에 대하여 가압하는 만곡부를 가진다. 예를 들면, 뼈 고정 장치는 헤드의 선회운동을 허용하는 다축 뼈나사의 형태로 실현될 수 있다.
여러 가지 형태의 다축 뼈나사가 공지되어 있는 데, 각각의 형태는 특정한 특징으로 가지고 있으며 다른 로킹 원리가 사용된다.
미국특허 제5,443,467호는 헤드의 회전위치를 로크시키기 위하여 수용부 내의 시트에 대하여 가압하는 나사 요소에 작용하는 나사 요소와 수용부와 가압 요소를 가진 다축 뼈나사를 개시한다. 통상적으로 나사 요소는 미리 조립되어 나사 요소가 나사 요소 상에 장착된 수용부와 함께 뼈에 나사결합된다.
다른 뼈나사가 공지되어 있는 데, 헤드는 회전 위치를 로크하기 위하여 측면으로부터 클램핑된다.
미국특허 제4,946,458호는 구면 헤드 상에서 두 개의 측면부로부터 가압되는 두 개의 구면 형상 반절 부재로 이루어진 수용부를 가진 뼈나사를 개시한다. 상기 반절 부재는 링에 의해 그들의 하부 부분에 함께 지지되어 있다.
미국특허 제5,672.179호는 위로부터 그리고 측면으로부터 헤드에 압력을 가하는 원추 형상 가압 요소와 원추형으로 형성된 시트를 가진 수용부를 가진 뼈나사를 개시한다. 원추각이 특정 범위 내에 놓여지는 값을 가진다면, 수용부 내에서 가압 요소의 자기 로킹이 이루어지며 이는 로드가 그 위치에서 조정을 허용하도록 움직일 수 있는 동안에 헤드를 수용부 내에 일차적인 로크를 허용한다.
미국특허 제6,063,090 A호는 헤드를 수용하는 원추 형상 캐비티를 가진 수용부를 가진 뼈나사를 개시하는 데, 스프링 척은 헤드를 클램핑하기 위하여 하방 및 방사 방향으로 가압가능한 캐비티 내에 구비되어 있다. 이러한 뼈나사로서는 뼈에 나사 요소의 나사 결합을 허용하고 그 후에 수용부에 연결되는 것을 허용하는 나사 요소의 헤드에서 수용부를 클릭가능하다.
미국특허 제5,728,098호는 로드 수용 채널의 하부에 구비되어 있는 슬릿을 가진 수용부와 나사 요소를 구비한 척추뼈에 연결하기 위한 뼈나사를 개시하는 데, 형상 기억 합금으로 제조된 두 개의 링 형상 압축 부재는 각각 수용 부재의 하부측과 상부측에 구비된다. 압축 부재는 로드가 채널에 클램핑되도록 온도가 상승할 때, 수용 부재의 부분에 대하여 수축된다.
미국특허 제5,549,608호는 척추뼈에 나사 요소를 결합하기 위하여 구면 헤드와 결합 요소를 가진 나사 요소를 구비한 다축 뼈나사를 개시한다. 결합 요소는 구면 헤드가 다축 방향으로 우선 배치되는 슬롯을 가진 내부 챔버를 포함하는 테이퍼를 가진 하부 부분을 가진다. 결합 요소는 헤드를 수용하기 위한 홈을 더 구비한다. 또한, 결합 요소의 하부 부분을 둘러싸는 로킹링과 결합 요소 위에 결합되는 원통형 로드 고정 슬리브가 구비된다. 상부 로킹 너트는 로드 고정 슬리브에 압력을 작용하게 하도록 하는 데 사용된다. 헤드는 로드 고정 슬리브에 의해 가압되는 로킹링에 의해 내부 챔버 내에 로킹된다.
미국특허 제5,733,285호는 유사한 다축 뼈나사를 개시하는 데, 하나의 실시예에 있어서, 로드 고정 슬리브는 생략되어 있고 로드는 결합 요소의 테이퍼져서 모인 부분 근처에 배치되어 있는 로킹 칼라를 직접 가압한다. 로킹 칼라는 위로부터 결합 요소 내에 위치된다. 이는 로드가 삽입되어 있지 않을 때, 회전에 대하여 상부 단부 쪽으로 이탈하지 않도록 고정된다. 더욱이, 공지의 뼈 고정 장치는 로킹 칼라에 비하여 꽤 크며 상부 로킹 너트는 결합 요소의 직경으로부터 실제적으로 바깥쪽으로 연장되어 있다.
WO 2007/038350 A2는 커넥터 몸체와 캡을 포함하는 지지 로드에 뼈 고정장치를 연결하기 위한 장치가 개시되어 있다. 커넥터 몸체는 삽입하고 각을 내거나 뼈 고정 장치를 제거하기 위한 소켓을 가진다. 슬리브는 커넥터 몸체 위에 결합되도록 구성되고 슬리브는 구면 섹션의 구면 외표면에 접선인 원추형 내표면을 가진다. 구면 섹션과 원추형 내벽 사이에서의 접촉은 원형 접촉 영역을 형성하는 환형체 둘레에서 이루어진다. 상기 원형 접촉 영역은 슬리브에 의해 뼈 고정 장치를 수용하는 챔버의 압력을 균일하게 제공한다. 슬리브는 소켓의 전체 길이에 걸쳐 연장된다.
미국특허공개공보 제2005/0080415 A1호는 로드를 수용하기 위한 U자 형상 채널을 가진 앵커 부재와 몸체 부재와 앵커 부재의 헤드를 수용하기 위한 압축성 홈을 구비한 뼈에 로드를 부착하기 위한 다축 뼈 앵커를 개시한다. 압축성 홈의 외표면부는 테이퍼져 있고 칼라는 몸체 부재에 대하여 슬라이드 가능하게 배열되어 있다. 칼라는 압축성 홈의 테이퍼진 외표면부와 협동하는 테이퍼진 내표면부를 구비한다.
본 발명의 목적은 뼈 고정 요소에 로드를 결합시키기 위하여 로드를 수용하기 위한 개선된 수용부와, 모듈러 시스템으로써 사용할 수 있고 크기가 작으며 동시에 안전한 로킹을 제공하는 상기와 같은 수용부를 가진 뼈 고정 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적은 청구항 1에 개시된 뼈 고정 장치에 의해 달성된다. 다른 목적은 종속항에 개시되어 있다.
뼈 고정 요소의 헤드는 외과 수술 전후에 언제라도 수용부 내로 삽입할 수 있다. 그러므로, 예를 들면, 다른 수용부를 가진 여러 가지의 뼈 고정 장치를 우선 뼈에 뼈 고정 요소를 고정하고, 그 후에, 수용부와 로드에 연결하는 것이 가능하다. 여러 가지의 뼈 고정 장치와 다른 여러 수용부를 구비함으로써, 모듈러 시스템이 외과 수술 전에 사용할 수 있다.
로킹링의 높이가 수용부의 헤드의 높이보다 낮기 때문에 수용부는 작은 직경을 가진 형상을 가진다. 로킹링을 거쳐 수용부의 헤드에 작용하는 압력은 뼈 고정 요소의 헤드의 가장 큰 직경 위치에서 가장 높다. 그러므로, 로킹링은 감소된 직경을 가진 로킹링이 되도록 허용하는 수용부의 헤드의 개방 단부까지 연장되어 있지 않다.
로킹링은 헤드가 클랭핑되어 있지 않은 위치와 헤드가 로킹되어 있는 위치 사이에서 이동가능하다. 로킹링은 취급이 매우 편리해지는 두 개의 단부 위치 중의 한 위치에 해제가능하게 지지되어 있을 수 있다.
로킹링은 구부러진 내표면부를 가지고 있기 때문에 로킹링과 헤드 수용부 사이에서 재밍은 발생되지 않는다.
본 발명의 다른 특징 및 잇점은 첨부된 도면을 이용하여 실시예의 설명을 읽으면 명백해질 것이다.
본 발명에 따른 뼈 고정 장치는 제조 단가를 줄이면서 취급을 용이하게 하는 오직 몇 개의 부품만을 구비한다. 헤드를 안전하게 클램핑하는 데 필요한 힘을 감소시키는 측면벽으로부터 외주방향으로 뼈 고정 요소의 헤드를 클램핑하는 원리를 이용한다. 뼈 고정 장치의 형태는 목뼈 외과수술 또는 소아 적용, 외상 및 최소 절개 적용 분야에서와 같은 곳에서 필요한 작은 치수의 앵커 장치가 적용되기 적절한 경우에 하부의 외경과 높이의 면에서 치수를 더욱 줄이게 해준다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 실시예에 따른 뼈 고정 장치는 나사이를 가진 축(2)을 가진 뼈나사의 형태인 뼈 고정 요소(1)와, 구부러진 표면부를 가진 헤드(3)를 구비하고, 본 실시예에서는 구면 분절 형상 헤드이다. 헤드(3)는 나사 결합 툴로 결합시키기 위한 홈(4)을 가진다. 뼈 고정 장치는 뼈 고정 요소(1)에 연결될 로드(6)를 수용하기 위한 수용부 몸체(5)를 구비한다. 또한, 내부 나사 형태의 폐쇄 부재(7)는 로드(6)를 수용부 몸체(5)에 고정하기 위해 구비되어 있다. 또한, 뼈 고정 장치는 헤드를 수용부 몸체(5)에 로킹하기 위한 로킹링(8)을 구비한다.
도 3 내지 도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 수용부 몸체(5)는 실제적으로 원통형이며 제 1 단부(9a)와 대향하는 제 2 단부(9b)를 가진 로드 수용부(9)를 구비한다. 로드 수용부(9)는 제 2 단부(9b)에 구비되어 있는 제 1 동축 구멍(10)을 가진다. 제 1 동축 구멍(10)의 직경은 뼈 고정 요소의 헤드(3)의 직경보다 작다. 로드 수용부(9)는 또한 제 1 단부(9a)로부터 제 2 단부(9b)까지의 거리까지 연장되어 있는 제 2 동축 구멍(11)을 구비한다. 제 2 동축 구멍(11)의 직경은 제 1 동축 구멍의 직경보다 크고 로드(6)의 직경보다도 크다. 실제적으로 U자 형상인 홈(12)은 재 1 단부(9a)로부터 제 2 단부(9b)로부터 연장되어 있는 로드 수용부(9) 내에 구비되고 홈(12)의 직경은 로드(6)의 직경보다 약간 크고 상기 로드(6)는 홈에 위치될 수 있고 그 내부에서 안내될 수 있다. 홈(12)에 의해 두 개의 자유 레그(12a, 12b)는 내부 나사(13)가 구비되어 있는 곳에 형성된다. 내부 나사는 미터 나사이고, 납작 나사이며, 음각 나사이고, 톱니 나사 또는 다른 나사 타입으로 할 수 있다. 납작 나사 또는 음각 나사와 같은 나사 형태는 내부 나사(7)가 나사 결합될 때, 레그(12a, 12b)가 벌어지는 것을 방지하는 데 사용된다. 홈(12)의 깊이는 로드(6)와 내부 나사(7)가 레그들 사이에 삽입될 수 있는 길이이다. 홈(12)의 바닥과 레그(12a, 12b) 사이에는 편평부(14)가 구멍(1)의 단부를 형성하도록 구비된다.
도 1, 3 및 8에 도시된 바와 같이, 절개부(24)는 홈(12)에 의해 형성된 채널의 어느 한 단부 상의 로드 수용부 내에 구비된다.
수용부 몸체(5)의 로드 수용부(9)는 제 2 단부로부터 제 1 단부까지의 거리로 연장된 복수의 동축 슬릿을 구비하고, 상기 거리는 내부 나사(13)의 길이에 대략 대응한다. 슬릿(15)은 제 2 단부(9b)로 개방되어 있고, 도 3, 7 및 8에 도시된 바와 같이, 편평부(14)를 통하여 연장되어 있고 실제적으로 U자 형상 홈(12)이다. 적어도 하나의 슬릿(15)은 홈(12)의 어느 하나의 측면에 하나 이상의 슬릿이 구비되는 것이 바람직하다. 슬릿의 갯수는 슬릿에 의해 제공될 가요도에 따라 선택된다. 이는 재료와 벽두께 및/또는 다른 인자에 달려 있다.
제 2 단부(9b)에 인접하게, 수용부 몸체(5)는 뼈 고정 요소(5)의 헤드(3)를 위한 수용 공간을 제공하는 헤드 수용부(16)를 구비한다. 헤드 수용부(16)는 제 2 단부(9b)를 향하여 테이퍼지고 제 2 단부(9b)에 대향된 개방 단부(17)를 가진 테이퍼진 외표면을 가진다. 헤드 수용부(16)의 외표면은 부분적으로 또는 완전히 테이퍼져 있다. 이는 적어도 헤드(3)의 가장 굵은 직경 영역이 테이퍼져 있다. 개방 단부(17)는 둥근 에지를 가질 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제 2 단부(9b)에서의 로드 수용부(9)의 외경은 제 2 단부(9b)에 인접한 헤드 수용부(16)의 외경보다 크고 개방 단부(17)에서 헤드 수용부의 외경보다 또한 크다. 그러므로, 헤드 수용부(16)는 로드 수용부(9)에 대하여 홈에 결합된다.
도 13 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 헤드 수용부(16)는 뼈 고정 요소(1)의 헤드(3)를 위한 시트를 형성하는 내부 중공부(18)를 가진다. 중공부(18)는 헤드(3)의 형상에 적합한 형상을 가지며, 본 실시예에서, 구면 헤드(3)를 수용하기 위한 구면부이다. 중공부(18)는 헤드(3)의 가장 큰 직경을 포함하는 영역을 커버하는 측면으로부터 뼈 고정 요소의 헤드(3)를 둘러싸도록 치수 결정된다.
도 3 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 복수의 슬릿(19)은 개방 단부(17)에서 개방되고, 개방 단부(17)로부터 로드 수용부의 제 2 단부(9b)까지 연장되어 있고, 로드 수용부의 제 2 단부(9b)까지 연장되어 있고, 로드 수용부(9)의 슬릿(15) 내에서 연속되는 헤드 수용부(16) 내에 구비되고, 이에 의해 헤드 수용부의 개방 단부(17)로부터 로드 수용부 내로 연장된 연속 슬릿을 형성하게 된다. 다수의 슬릿(19)은 슬릿(15)의 갯수와 동일하나 헤드 수용부(16)의 원하는 가요도에 따라 많거나 적을 수 있다. 또한, 슬릿(20)은 도 6에 도시된 바와 같이, 로드 수용부의 실제적으로 U자 형상 홈(12)에 인접한 헤드 수용부(16)의 측면에 구비된다. 슬릿(20)은 제 2 단부(9b)의 거리에서 종단된다. 헤드 수용부(16)의 가요도는 고정 요소의 헤드(3)가 헤드 수용부의 팽창에 의해 삽입될 수 있는 정도면 되고 헤드 수용부를 가압하여 클램핑될 수 있는 정도면 된다. 로드 수용부 내의 슬릿(15)은 헤드(3)에 수동으로 수용부 몸체(5)를, 예를 들면 외과 수술 중에 언제라도 장착하기 용이하다.
로킹링(8)을 도 1 및 도 9 내지 도 12를 참조하여 설명하기로 한다. 로킹링(8)은 수용부 몸체(5)의 로드 수용부(9)의 외경에 실제적으로 대응하는 외경을 가진 실제적으로 원통형인 외표면을 가진다. 로킹링(8)의 축방향으로의 높이는 수용부 몸체(5)의 헤드 수용부(16)의 높이보다 낮고, 이 때문에 도 2 및 도 14에 도시된 바와 같이, 로킹링(8)과 수용부(5)의 제 2 단부(9b) 사이에는 거리가 있고, 로킹링(8)이 제 2 단부 부분(P2)에 있을 때, 헤드(3)는 로크된다.
도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 로킹링(8)은 내측면 상에 만곡된 내표면부(8a)를 가진다. 곡률은 로킹링의 중심을 향하여 있다. 만곡된 내표면부(8a)는 구면 곡률을 가진다. 다른 형태의 곡률도 또한 가능하다. 도 11 및 도 12에 도시된 실시예에 있어서, 곡률은 구면이다. 곡률 반경은 헤드(3)의 곡률보다 작다. 내면부에 대한 로킹링의 치수는 로킹링(8)이 헤드 수용부(16)의 외표면을 따라 슬라이드 할 수 있고, 이에 의해 헤드 수용부(16)에 작용하는 압력은 하방으로 슬라이드 할 때, 증가한다.
도 1, 도 2 및 도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 로킹링(8)은 제 2 단부(9b)와 대향하는 측면 상에 서로 대각선 방향으로 대향되어 위치되어 있는 두 개의 돌출부(21)를 더 구비한다. 돌출부(21)는 실제적으로 U자 형상인 홈(12)의 바닥에서 돌출된 높이를 가지며 헤드(3)가 아직 클램핑되어 있지 않고 로킹링(8)이 제자리에 있을 때, 절개부(24) 내로 연장되어 있다. 돌출부(21)의 자유 단부(22)는 로드(6)의 곡률에 대응하는 곡률을 가지고 내측으로 굽어 굴곡될 수 있다. 로킹링은 돌출부가 홈(12)의 위치에 놓여있도록 수용부 몸체(5)의 헤드 수용부(16) 둘레에 배열된다. 이에 의해, 홈(12) 내로 돌출된 돌출부(21)는 로드가 삽입되지 않았을 때, 로킹링이 회전되는 것을 방지한다.
개방 단부(17)에서의 헤드 수용부(6)의 가요도와 헤드 수용부의 치수는 자유 단부(17)로부터 헤드 수용부(16)에 조립되어 로킹링(8)을 장착하는 것을 허용한다. 헤드 수용부의 외경이 로드 수용부(9)의 직경보다 작기 때문에 로킹링은 방사 방향으로 로드 수용부를 지나 최소한만 돌출되거나 돌출되지 않는다. 로킹링(8)은 개방 단부(17) 방향으로 그 직경이 더욱 작아지도록 도 11에 도시된 바와 같이, 테이퍼진 외표면부(8b)를 가질 수도 있다.
로드가 홈(12) 내에 삽입되어 있지 않고 가압되어 있지 않을 때, 로킹링은 정지부로서 작용하는 로드 수용부의 제 2 단부(9b)에 의해 제한되는 도 13에 도시된 바와 같은 제 1 위치(P1)와 헤드 수용부의 압축에 의해 헤드(3)의 로킹에 의해 규정되는 도 14에 도시된 바와 같이, 헤드 수용부의 개방 단부(17) 근처의 제 2 위치(P2) 사이에서 이동가능하다. 헤드 수용부의 테이퍼진 외표면은 로킹링이 개방 단부(17) 방향으로 이탈되는 것을 방지한다.
내부 나사(7)는 레그 상에 구비되어 있는 내부 나사(13)에 대응하는 나사를 가진다. 레그가 벌어지는 것을 방지하는 데 나사 형상이 사용된다면, 내부 나사(7)와 같은 단일 폐쇄 부재면 충분하다. 이는 방사 방향으로 뼈 고정 장치의 치수를 감소시켜준다. 도 1에 도시된 바와 같이, 내부 나사(7)는 로드(6)에 대향하는 측면에 내부 나사에 나사 결합되는 정지부로서 작용하는 림(7a)을 가진다. 또한, 림(7a)은 파지를 용이하게 해준다.
수용부 몸체(5), 로킹링(8), 내부 나사(7), 뼈 고정 요소(1)는, 예를 들면 티타늄 또는 스텐레스강과 같은 생체적합성 재료 또는 생체적합성 합금 또는 충분한 강도를 가지는 생체적합성 플라스틱으로 만들어진다.
뼈 고정 장치는 개방 단부(17)로부터 수용부 몸체(5)의 헤드 수용부(16)에 장착되어 있는 로킹링(8)과 미리 조립된다. 다르게는, 뼈 고정 장치(1)는 수용부(5)와 로킹링(8)과 미리 조립될 수 있다.
이제부터 헤드(3)의 로킹에 대하여 도 13 내지 도 16을 참조하여 설명한다. 로킹링(8)이 로드 수용부의 제 2 단부(9b) 근처의 제 1 단부(P1)에 있을 때, 로킹링(8)은 헤드 수용부를 압축하지 않는다. 만곡부(8a)는 도 13에 도시된 바와 같이, 헤드 수용부의 외표면부와 접촉하지 않거나 최소로 접촉된다. 로드(6)는 내부 나사를 조여서 가압하지 않는다. 이 조건에 있어서, 뼈 고정 요소의 헤드(3)는 중공부(18) 내에서 완전히 선회가능하다.
내부 나사를 조일 때, 로드를 가압하고 이는 돌출부(21)를 거쳐 로킹링(8)을 가압한다. 내부 나사(7)를 조이는 과정에서, 로킹링(8)은 만곡부(8a)가 헤드 수용부(16)의 테이퍼진 외표면과 결합될 때까지 하방으로 이동된다. 로킹링이 뼈 고정 장치의 중심축(A) 방향으로 헤드(3)의 가장 큰 직경 위치에 있을 때, 헤드 수용부(3) 상에서 로킹링의 만곡부(8a)에 의해 작용하는 압력은 도 16에서 화살표로 도시한 바와 같이 가장 크게 되고 이에 의해 헤드(3)는 로크되도록 클램핑된다. 동시에, 로킹링(8)이 더욱 하방으로 이동되는 것은 도 14 및 도 16에 도시된바와 같 이 방지된다.
도 17 및 도 18은 종래 기술에서 공지된 바와 같이 로킹링이 테이퍼진 내표면부를 가지고 있는 경우의 힘 분포를 화살표로 도시했다. 도 17에서, 로킹링(8')은 개방 단부(17) 근처에 헤드 수용부의 테이퍼진 내표면부를 가진다. 화살표의 길이로 도시한 바와 같이, 클램핑력은 개방 단부(17) 근처에서 가장 크고 가장 큰 직경 위치(P2)에서는 없다. 도 18에서, 로킹링(8')의 테이퍼진 외표면은 가장 큰 직경의 위치(P2) 위에서 헤드 수용부의 테이퍼진 외표면과 접촉하고 또한 힘은 가장 큰 직경을 가진 위치를 향하여 소멸된다. 도 19에서, 헤드 수용부의 테이퍼진 표면과 로킹링(8')은 균일한 압력 분포가 되게 하는 결과가 되도록 평행하다.
도 16에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 헤드 수용부 상에 작용하는 로킹링의 압력 분포는 헤드(3)의 최대 직경이 위치하는 위치(P2)에서 최대 압력을 받는다.
뼈 고정 장치는 여러 가지 방법으로 사용될 수 있다. 뼈 고정 장치의 하나의 사용 방법에 있어서, 수용부 몸체와 로킹링은 미리 조립된다. 뼈 고정 장치는 수용부가 고정 요소에 장착된 상태에서 뼈에 나사로 고정된다. 헤드의 홈(4)은 제 1 구멍(10)을 통하여 나사 결합 툴로 접근할 수 있다. 로킹링은 헤드가 클램핑되지 않는 제 2 단부(9b)에 인접한 제 1 위치에 있다. 가요성 수용부는 중공부(18)의 만곡 내표면에 조금 겹쳐져 있는 부분이 약간 당겨지게 된다. 이 상태에서 헤드(3)는 로드를 수용하기 위하여 수용부 몸체(5)가 안전하게 정렬되도록 제 2 부 분(16) 내에 선회가능하게 지지되어 있다. 일단 다른 뼈 고정 장치에 대하여 로드의 위치가 수정되면, 내부 나사(7)는 로드에 가압될 때까지 레그들 사이에서 나사 결합된다. 로드는 실제적으로 U자 형상인 홈의 바닥에 대하여 가압되고 이에 의해 각각 돌출부(21)의 자유 단부를 결합하고 로킹링을 아래로 이동시킨다. 로킹링(8)이 제 2 부분의 자유 단부(17) 쪽으로 이동될 때, 제 2 부분(16)을 가압하게 되고 이에 의해 헤드를 클램핑한다. 로킹링에 의해 작용하는 힘이 측면부로부터 만곡 내표면에 작용하기 때문에 헤드를 안전하게 이동시키기에 필요한 힘은 헤드(3)의 상부로부터 힘이 작용하는 경우보다 작다. 수용부의 벽 두께를 감소시킴으로써 장치의 사이즈를 또한 작게 만들 수 있다. 끝으로, 내부 나사를 조여 로드와 헤드를 동시에 조여준다.
다른 하나의 사용 방법으로는, 수용부 몸체(5)와 로킹링(8) 만을 미리 조립한다. 뼈 고정 요소(3)를 뼈에 우선 나사 결합시키고 난 다음에 수용부를 헤드(3)에 장착하고 로킹링은 제 2 단부(9b)에 인접하게 제 1 위치에 있게 되며 제 2 위치(16)를 가압하지 않는다. 다르게는, 미리 조립된 로킹링과 함께 수용부 몸체와 뼈 고정 요소(1)는 수용부를 헤드(3)에 가압하여 조립한다. 이는 뼈 고정 섹션의 직경, 길이 및 다른 특징에 의해 적절한 뼈 고정 장치를 선택하게 한다. 그러므로, 모듈러 시스템은 수용부와 여러 가지의 뼈 고정 요소를 포함하도록 제공되며, 이는 개별적으로 선택되어 적용될 수 있다.
다른 하나의 사용방법으로써, 내부 나사로 헤드와 로드를 조인다. 그 후에, 내부 나사는 로드를 더 조정하기 위하여 푼다. 헤드는 로킹링을 제자리에 지지하 는 마찰력에 의해 임시로 클램핑된다.
도 20 내지 도 26은 뼈 고정 장치의 제 2 실시예를 도시한다. 제 1 실시예와 동일한 부분 및 요소는 제 1 실시예에서 기재된 참조번호와 같은 참조번호가 매겨져 있다. 그 기재도 생략한다.
제 2 실시예가 제 1 실시예와 다른 점은 수용부 몸체와 로킹링이다. 도 25 및 도 26에 도시된 바와 같이, 수용부 몸체(50)는 그 표면에 로드 수용부의 제 2 단부(9b)와 헤드 수용부의 외표면으로부터 제 2 단부(9b) 까지의 거리에 배열된 하방으로 돌출된 환형 돌출부를 가진다. 돌출부(30)는 로킹링(80)의 만곡부(8a)의 상부 부분에서 돌출된 상부 에지(31)와 함께 홈과 협동하는 노우즈(31)를 형성하는 만곡된 외표면을 가진다. 노우즈(30)와 에지(31)의 위치와 치수는 제 1 단부 위치(P1)에 로킹링을 임시로 고정하고 로드에 작용하는 압력을 해제하기가 가능한 탄성 결합이 되게 된다.
도 23에 도시된 바와 같이, 로킹링(80)은 노우즈와 함께 에지의 결합을 해제함으로써 상부 단부 에지(P1) 내에 있게 된다. 도 25 및 도 26에 도시된 바와 같이, 로드를 아래로 누르면 에지와 노우즈가 분리되게 되고 로드는 헤드가 로크되는 제 2 단부 위치(P2)로 이동하게 된다.
다른 실시예의 수정예가 개시된다. 예를 들면, 뼈 고정 요소의 헤드는, 예를 들면 원통형 형상과 같은 다른 형상을 가질 수도 있고, 이에 의해 단축 뼈 나사가 단축 둘레에서 수용부에 대하여 나사 요소를 회전시키도록 구비되어 있다. 헤 드(3)는 또한 원추형 형상 또는 다른 형상으로 할 수도 있고 헤드 수용부의 내부 중공부(18)에 이러한 형상이 적용된다. 다른 수정예에 있어서, 수용부 몸체(5) 또는 적어도 헤드 수용부(16)는 일정한 정도의 탄성을 제공하는 생체 적합성 플라스틱 재료로 만들어진다. 이 경우에 슬릿은 생략될 수도 있다.
로드와 결합되는 로킹링의 돌출부는 다른 형상을 가질 수도 있다. 예를 들면, 자유 단부의 표면은 편평하거나 다른 형상일 수도 있다.
헤드 수용부는 헤드가 한 방향으로 큰 각도로 움직이도록 경사진 개방 단부(17)를 가질 수도 있다.
도 1은 뼈 고정 장치의 제 1 실시예를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 뼈 고정 장치의 조립된 상태를 도시한 사시도이다.
도 3은 제 1 실시예에 따른 수용부를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 수용부의 측면도이다.
도 5는 도 3의 수용부의 다른 사시도이다.
도 6은 도 4의 수용부가 90도 회전된 상태의 측면도이다.
도 7은 도 3의 수용부의 하부면도이다.
도 8은 도 3의 수용부의 상부면도이다.
도 9는 제 1 실시예에 따른 수용부의 로킹링의 사시도이다.
도 10은 로킹링의 상부면도이다.
도 11은 도 9의 로킹링의 A-A선을 취한 단면도이다.
도 12는 도 11의 단면도의 확대상세도이다.
도 13은 로드 축에 수직인 단면을 취하고 로킹링의 제 1 단부 위치에서 제 1 실시예에 따른 뼈 고정 장치의 단면도이다.
도 14는 제 2 위치에 있는 로킹링과 함께 뼈 고정 장치를 도시한 단면도이다.
도 15는 로드의 종축을 따라 취한 도 14의 뼈 고정 장치의 단면도이다.
도 16은 본 발명에 따른 뼈 고정 장치의 로킹 원리를 개략적으로 도시한 개략도이다.
도 17은 제 1 실시예에서 테이퍼진 표면과 결합하는 뼈 고정 장치의 로킹 원리를 개략도와 비교하기 위한 도면이다.
도 18은 제 2 실시예에서 테이퍼진 표면과 결합하는 로킹 원리를 개략도와 비교하기 위한 도면이다.
도 19는 제 3 실시예에서 테이퍼진 표면과 결합하는 로킹 원리를 개략도와 비교하기 위한 도면이다.
도 20은 뼈 고정 장치의 제 2 실시예의 분해사시도이다.
도 21은 제 2 실시예의 로킹링의 사시도이다.
도 22는 도 21의 로킹링의 B-B선을 취한 단면도이다.
도 23은 로킹링이 제 1 위치에 있을 때, 제 2 실시예의 뼈 고정 장치의 로드축에 수직으로 취한 단면도이다.
도 24는 로킹링이 제 2 위치에 있을 때, 제 2 실시예의 뼈 고정 장치의 로드축에 수직으로 취한 단면도이다.
도 25는 도 23의 상세를 도시한 도면이다.
도 26은 도 24의 상세를 도시한 도면이다.

Claims (18)

  1. 뼈 고정 요소에 로드를 결합시키기 위하여 로드를 수용하기 위한 수용부에 있어서,
    수용부 몸체(5)와;
    상기 로드(6)를 수용하기 위한 채널(12)을 가진 로드 수용부(9)와;
    상기 뼈 고정 요소의 헤드(3)를 수용하기 위한 헤드 수용부(16)와; 상기 헤드 수용부는 개방 단부(17)를 가지며 헤드가 도입되고 클램핑되도록 가요성이며, 상기 헤드 수용부는 테이퍼진 부분을 가진 외표면을 가지고,
    상기 헤드 수용부(16)를 둘러싸고 있는 로킹링(8, 80)을 구비하고,
    상기 로킹링은 상기 헤드를 클램핑하기 위하여 상기 헤드 수용부(16)의 외표면의 테이퍼진 부분에 대하여 압착되는 만곡부(8a)를 가진 내표면을 가진 것을 특징으로 하는 수용부.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 로킹링의 만곡부(8a)는 상기 로킹링(8, 80)의 중심 방향으로 만곡되어 있는 것을 특징으로 하는 수용부.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 로킹링(8, 80)의 높이는 상기 헤드 수용부(16)의 높이보다 낮은 것을 특징으로 하는 수용부.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 로킹링(8, 80)은 상기 헤드(3)가 선회되는 것이 허용되도록 상기 헤드 수용부가 가압되지 않는 제 1 위치(P1)와, 상기 헤드가 로크되어 클램핑되는 제 2 위치(P2) 사이에서 이동가능한 것을 특징으로 하는 수용부.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 로킹링(80)은 상기 제 1 위치에 해제 가능하게 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 수용부.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 로킹링(8, 80)은 상기 로드(6)를 거처 압력이 작용할 때, 이동가능한 것을 특징으로 하는 수용부.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 헤드는 만곡된 외표면부를 가지며 상기 로킹링(8, 80)의 상기 만곡부(8a)의 반경은 상기 헤드(3)의 상기 만곡된 외표면부의 반경보다 작은 것을 특징으로 하는 수용부.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 로드 수용부는 제 1 단부(9a)와, 제 2 단부(9b)와, 상기 제 1 단부로부터 상기 로드(6)를 위한 채널을 형성하는 상기 제 2 단부 방향으로 연장된 홈(12)을 가진 것을 특징으로 하는 수용부.
  9. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 로드 수용부(9)는 제 1 단부(9a)와, 제 2 단부(9b)를 가지며, 상기 헤드 수용부(16)는 상기 제 2 단부(9b)의 측면에 배열되어 있고 상기 제 2 단부 측면에서의 상기 헤드 수용부(16)의 외경은 상기 제 2 단부(9b)에 상기 로드 수용부(9)의 직경보다 가는 것을 특징으로 하는 수용부.
  10. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 로킹링(8, 80)은 상기 헤드가 클램핑되어 있지 않을 때, 상기 로드(6)를 수용하기 위한 채널 내로 돌출되어 180도 편위된 두 개의 돌출부(21)를 가진 것을 특징으로 하는 수용부.
  11. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 헤드 수용부는 상기 개방 단부(17)로 개방되어 있는 복수의 슬릿(19, 20)을 구비한 것을 특징으로 하는 수용부.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 로드 수용부(9)는 상기 제 1 단부(9a)로부터 상기 제 2 단부(9b)까지의 거리로부터 연장된 복수의 슬릿(15)을 구비한 것을 특징으로 하는 수용부.
  13. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 수용부 몸체는 상기 헤드 수용부(16)의 상기 개방 단부(17)로부터 상기 로드 수용부(9) 내로 연장된 적어도 하나의 연속 슬릿(15, 19)를 구비한 것을 특징으로 하는 수용부.
  14. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 헤드 수용부(16)는 상기 로킹링으로 가압가능한 것을 특징으로 하는 수용부.
  15. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 헤드 수용부에 작용하는 로킹링(8, 80)의 압력 분포는 상기 헤드(3)의 최대 직경이 되는 위치에 최대가 되는 것을 특징으로 하는 수용부.
  16. 청구항 1 또는 청구항 2에 따른 수용부와 나사이를 가진 축과 헤드(3)를 가진 뼈 고정 요소(1)를 구비한 것을 특징으로 하는 뼈 고정 장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    폐쇄 부재(7)는 홈(12) 내에 상기 로드(6)를 고정하기 위해 구비된 것을 특징으로 하는 뼈 고정 장치.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 폐쇄 부재(7)는 내부 나사인 것을 특징으로 하는 뼈 고정 장치.
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